2 / 14
М.А. Комков, Ю.В. Баданина, В.А. Тарасов, А.С. Филимонов
2
Инженерный журнал: наука и инновации
# 1·2017
вышенной вязкости и плотности, 80 % которой залегает на глубине
2…3 км. Для добычи такой нефти используют термические методы
разогрева пластов перегретым паром с высокими начальными пара-
метрами (температура 420…450 °С, давление 35 МПа и более [6–8]) и
перехода к нефтеносному пласту при температуре пара 350…400 °C.
Очевидно, что для подачи теплоносителя в пласт необходимо создать
эффективную теплоизоляцию НКТ, такую, чтобы температура наруж-
ной поверхности теплоизоляционного покрытия (ТИП) в регулярной
части трубы не превышала 60…65 °С, а масса 1 м погонной длины
теплоизолированной НКТ диаметром 60
×
5 мм составляла не более
10…12 кг. Применение в настоящее время двухслойных вакуумно-
теплоизолированных НКТ («термокейсов») для закачки в пласт пере-
гретого пара ограничено низким рабочим давлением, относительно
невысокой температурой и значительной массой труб на 1 м погон-
ной длины, что не позволяет применять их в скважинах глубиной бо-
лее 1,5 км.
В статьях [9–11] рассмотрены возможности использования высоко-
пористой теплоизоляции НКТ на основе коротких базальтовых волокон
[12–13] с минеральной связкой из оксида алюминия и внешней защит-
но-силовой стеклопластиковой оболочкой. Снижение кондуктивного
переноса теплоты в коротковолокнистой базальтовой теплоизоляции
НКТ достигается благодаря ее высокой пористости (94…96 %). Требуе-
мая пористость, плотность и прочность теплоизоляционного материала
на сжатие обеспечиваются технологией фильтрационного осаждения
[11, 14] коротких базальтовых волокон со связкой из глинозема на пер-
форированную оснастку и последующего формирования из них ТИП
в виде полуцилиндров или скорлуп.
Целью исследования было определение коэффициента теплопро-
водности материала из коротких базальтовых волокон с учетом лучи-
стого переноса теплоты, обеспечивающего максимально возможное
уменьшение массы ТИП регулярной части НКТ, работоспособной
при температуре до 420 °С.
Материалы и эксперименты.
В качестве исходного материала
для изготовления ТИП было выбрано базальтовое супертонкое во-
локно MINOL [13] диаметром
в
d
= 0,5…3,0 мкм (исходная длина
штапельных волокон
в
l
= 50...60 мм) с малым содержанием неволок-
нистых включений в холсте (около 8 %). Применение этого материа-
ла в ТИП привлекательно низкой теплопроводностью отдельно взя-
тых волокон, высокой адгезией к минеральной связке в узлах
пересечения волокон в формуемом материале и сравнительно низкой
себестоимостью по сравнению с себестоимостью, например, с квар-
цевых волокон
.