М.А. Комков, Ю.В. Баданина, М.П. Тимофеев
4
Однако вакуумно-теплоизолированные НКТ, которые называются так-
же «термокейсами», не в полной мере удовлетворяют производствен-
ным потребностям нефтяников по уровню теплопотерь и надежности
вакуумирования конструкции трубы. Главным же недостатком таких
НКТ является излишняя погонная масса конструкции и, как следствие,
невозможность применения их для глубоких скважин.
Для снижения погонной массы теплоизоляции НКТ рассмотрим по-
крытие, выполненное из коротких базальтовых волокон с внешней гер-
метизирующей и защитной оболочкой из стеклопластика. Ориентируясь
на характеристики вакуумно-изолированных НКТ [9], для которых до-
пустимой считается потеря теплового потока по длине трубы
q
1
= 150 Вт/м, можно предварительно рассчитать толщину теплоизоли-
рующего покрытия (ТИП) из базальтовых волокон по формуле
ТИП 1 2
l
ТИП
,
2
2
ln
Т Т
q q
d h
d d
d
(1)
где
d
= 60 мм — наружный диаметр НКТ;
λ
ТИП
— среднее значение
коэффициента теплопроводности базальтового покрытия в диапазоне
температур (
T
1
–
T
2
),
T
1
= 400 °C — температура на внутренней стен-
ке трубы НКТ,
T
2
= 60 °C — температура на наружной стороне по-
крытия трубы НКТ;
h
ТИП
— толщина теплоизоляции НКТ.
Зависимости коэффициентов теплопроводности от температуры
соответственно для базальтовых волокон и спокойного воздуха пред-
ставлены на рис. 3 [10]. Анализ графиков позволяет определить сред-
ние значения коэффициентов теплопроводности в диапазоне темпе-
ратур 60…400 °С для базальтового волокна —
λ
б.в
= 0,055 Вт/(м·K) и
для воздуха —
λ
возд
= 0,041 Вт/(м·K).
Рис. 3.
Зависимость коэффициента теплопроводности от температуры:
а
— для базальтового и кремнеземного волокон (
- - -
— базальтовое волокно;
—
— кремнеземное волокно);
б
— для спокойного воздуха
