Нагреваемый хвостовик для перемещения текучей среды и способ его формирования

Номер патента: 28867

Опубликовано: 15.08.2014

Авторы: ХЕЙДЖЕН, Дейвид, Л.

Есть еще 11 страниц.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Способ формирования перфорированного хвостовика, имеющего стенку, содержащую множество не осевых изгибных элементов, разделенных в осевом направлении не осевыми пазами, и чередующихся с основаниями, для обеспечения компенсации деформаций, содержащий: формирование изгибных элементов и не осевых пазов одним из следующих способов: вырезание не осевых пазов и навивку стержня; подбор окружных длин множества не осевых пазов и оснований относительно периметра хвостовика; расположения первого основания рядом в осевом направлении с не осевым пазом; задание окружной длины не осевого паза большей, чем окружная длина первого основания; и расположения второго основания рядом в осевом направлении с первым основанием; создание связей между парой оснований или оставление не прорезанной стенки между парой оснований; задания конфигурации множества не осевых пазов и соседних пар оснований.

Текст

Смотреть все

(51) 21 43/08 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Способ формирования перфорированного хвостовика,имеющего стенку,содержащую множество не осевых изгибных элементов,разделенных в осевом направлении не осевыми пазами, и чередующихся с основаниями, для обеспечения компенсации деформаций,содержащий формирование изгибных элементов и не осевых пазов одним из следующих способов вырезание не осевых пазов и навивку стержня подбор окружных длин множества не осевых пазов и оснований относительно периметра хвостовика расположения первого основания рядом в осевом направлении с не осевым пазом задание окружной длины не осевого паза большей, чем окружная длина первого основания и расположения второго основания рядом в осевом направлении с первым основанием создание связей между парой основании или оставление не прорезанной стенки между парой оснований задания конфигурации множества не осевых пазов и соседних пар оснований. Полученный указанным способом перфорированный хвостовик обеспечивает возможность снятия части тепловых напряжений путем формирования изгибных элементов,воспринимающих осевую термическую деформацию труб.(74) Шабалина Галина Ивановна Шабалин Владимир Иванович Кучаева Ирина Гафиятовна Тусупова Меруерт Кырыкбаевна(54) НАГРЕВАЕМЫЙ ХВОСТОВИК ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ И СПОСОБ ЕГО ФОРМИРОВАНИЯ(57) Изобретение относится к формированию нагреваемых хвостовиков с компенсацией деформаций для извлечения или подачи текучих сред из подвергаемых нагреву месторождений. Данное изобретение относится к формированию нагреваемых хвостовиков с компенсацией деформаций для извлечения или подачи текучих сред из подвергаемых нагреву месторождений. Уровень техники Месторождения углеводородов, такие как нефтеносные пески и месторождения тяжелой нефти обычно подвергают нагреву для уменьшения вязкости и повышения добычи, в особенности, в районах умеренного или полярного климата. Например, обычный хвостовик с продольными пазами, нагреваемый с 20 С до 350 С, претерпевает повышение температуры на 330 С, как это происходит при выполнении циклической паровой стимуляции месторождения тяжелой нефти. Это обычно приводит к возникновению относительного теплового расширения или сжатия величиной 0,43 для стандартных металлов с коэффициентом расширения около 0,0013/1 К. Для эксплуатационных хвостовиков длиной 600-1000 м с продольными пазами это приводит к расширению 2,6-4,3 м в отсутствие закрепления или к эквивалентному сжатию после закрепления по месту. Аналогичным образом при гравитационном осушении с использованием пара эксплуатационные хвостовики с продольными пазами при нагреве с 20 С до 290 С повышают свою температуру на 270 С. Это обычно приводит к тепловому расширению величиной около 0,38 или эквивалентной деформации сжатия за счет местного воздействия со стороны резервуара. Например, для эксплуатационных хвостовиков длиной 600-1000 м с продольными пазами величины деформации составляют 2,3-3,8 м. В более холодных районах тепловое расширение и повышение температуры может быть еще больше. Например, при температурах ниже нуля в районе Форт Макмаррей, провинция Альберта, Канада. При установке хвостовиков со стандартными пазами, подвергаемых сжатию углеводородами,подобная разница температур вызывает соответствующее тепловое напряжение сжатия эквивалентное деформации 0,38 - 0,43. Это напряжение сжатия при проектировании по существу превышает типичное расчетное напряжение упругого сжатия (например, превышает типичное расчетное напряжение на 0,2-0,3 в зависимости от материала). Нагрев сжатых перфорированных хвостовиков на такую разницу температур обычно приводит существенной пластической деформации. Если данное осевое напряжение сжатия в сумме с напряжением сжатия со стороны резервуара превышает критическое напряжение,может возникнуть продольный изгиб и/или потеря устойчивости закрепленных нагретых перфорированных хвостовиков. Поперечные и гравитационные сжимающие геомеханические нагрузки вносят дополнительный вклад в напряженно-деформированное состояние перфорированного хвостовика. В установках с гравитационным осушением с использованием пара 2 и в установках с циклической паровой стимуляцией имели место поломки нагреваемых хвостовиков,определение причин которых является затруднительным. Одной из вероятных причин данных поломок считается вызываемое изменением температуры высокое напряжение, приводящее к пластическим деформациям. В стандартных перфорированных хвостовиках обычно используются фильтрующие пазы,ориентированные вдоль оси хвостовика. За счет этого сохраняются размеры пазов и фильтрующие свойства. Однако подобные хвостовики с продольными пазами обеспечивают малое снижение осевого напряжения при добыче подвергнутых нагреву углеводородов. Для обеспечения фильтрации при подаче через эксплуатационный хвостовик тяжелых углеводородов и задержания основного количества песка в круговые отверстия хвостовиков вставлялись диски из спрессованной проволочной сетки. Однако подобные эксплуатационные хвостовики не обеспечивают существенного уменьшения высоких тепловых деформаций в закрепленных эксплуатационных хвостовиках. Разнонаправленные перемещения в окружающем резервуаре в направлении поперечном хвостовику вызывают изгиб, продавливание и/или потерю устойчивости хвостовиков. Изгибная жесткость хвостовика при наличии разнонаправленных перемещений грунта является еще одной вероятной причиной выхода из строя хвостовиков. Гофрированные участки для снятия напряжений с гофрами, проходящими в азимутальном направлении по периметру трубы, выполнялись таким образом, чтобы снижать осевые деформации в нагреваемых эксплуатационных хвостовиках для добычи тяжелых углеводородов или битумов. Однако подобные гофры имеют высокую стоимость и не обеспечивают отбор текучей среды, и поэтому не получили широкого применения. Для отделения текучей среды от суспензии тврдых частиц, таких как угольные частицы и растительная пульпа, применялись задерживающие экраны с клиновидными отверстиями из цилиндрической проволоки. Однако проволочные экраны с клиновидными отверстиями обычно прикрепляются к ориентированным в осевом направлении усилительным стержням. Они не предназначены для больших сжимающих нагрузок или для высоких тепловых напряжений, которые имеют место при добыче углеводородов с нагревом при помощи гравитационного осушения с использованием пара или циклической паровой стимуляции. Предлагались различные расширяемые трубчатые нагреваемые хвостовики, снабженные экранами. Но и они не получили широкого распространения. Формирование соединений хвостовиков для термического нагрева серьезно затруднено наличием высоких тепловых пластических деформаций. Высокие деформации могут вызвать повреждение уплотнений в стояках, приводящих к утечкам пара из обводного трубопровода и к тепловым потерям, приводящим к высокому относительному содержанию пара в нефти. Деформация трубы хвостовика может вызвать серьезное повреждение соединений хвостовика в случае, если они обладают меньшей прочность в осевом направлении, чем труба хвостовика. Раскрытие изобретения В изобретении разработаны способы и аппарат для снятия части высоких тепловых напряжений в нагреваемых хвостовиках, содержащих фильтры для сбора (или ввода) текучих сред, не допускающие прохождения через фильтры песка заданной зернистости,твердых частиц или других загрязняющих веществ. В некоторых вариантах осуществления изобретения формирование компенсационных пазов в трубах хвостовика производится путем удаления материала труб. В других вариантах осуществления изобретения формирование компенсационных пазов в трубах хвостовика производится путем установки продолговатых компонентов внутрь труб. Подобные не осевые пазы выполняются таким образом, что они формируют изгибные элементы в трубе нагреваемого хвостовика, рассредоточенные на различных базовых участках. Базовые участки имеют смещение в окружном направлении достаточное для восприятия изгибными элементами осевой деформации труб, вызываемой изменениями температуры. Компенсационные пазы могут выполняться в виде фильтрующих элементов путем перекрытия отверстий для текучей среды сетчатыми или пористыми элементами или путем подбора ширины пазов, обеспечивающей удерживание частиц песка или других загрязняющих веществ от перемещения вдоль фильтрующих элементов. В хвостовике могут устанавливаться дополнительные фильтрующие элементы. Например, могут выполняться отверстия с сетчатыми или пористыми элементами или узкие отверстия, такие как расположенные вдоль оси пазы заданной ширины. Текучая среда может извлекаться или подаваться через эти фильтрующие не осевые компенсационные пазы и/или через другие фильтрующие элементы с обеспечением стойкости к сжатию под землей. Например, текучая среда может содержать водную текучую среду, серную текучую среду и/или углеводород, один или комбинацию таких углеводородов, как сырая нефть, сырая нефть высокой концентрации, битум из нефтеносных песков, сланцевое масло и/или синтезированная нефть, например, получаемая в результате нагрева,пиролиза, крекинга, повышения качества и/или газификации и синтеза текучей среды в подземном резервуаре углеводородов. Краткое описание чертежей Эти и прочие признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидны из нижеследующего описания и прилагаемой формулы изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых на нескольких видах подобные элементы обозначены подобными цифрами, и на которых фиг.1 - пространственный вид хвостовика с компенсацией напряжений с не осевыми компенсационными пазами и смещенными параллельными оси фильтрующими пазами фиг.2 - вид с торца в разрезе хвостовика с компенсацией напряжений в плоскости нормальной направлению снятия напряжений. фиг.3 - вид в плане хвостовика с компенсацией напряжений с окружными компенсационными пазами и расположенными друг напротив друга фильтрующими пазами. фиг.4 - местный вид в плане (или в плоскости) окружных компенсационных пазов нагреваемого хвостовика фиг.5 - схематический вид в плане нагреваемого хвостовика с шевронными компенсационными и сетчатыми фильтрующими секциями фиг.6 - вид с торца трубы направленного внутрь отверстия трапециевидного фильтрующего паза фиг.7 - вид в сечении хвостовика с компенсацией напряжений, на котором показано прямоугольный не осевой компенсационный паз фиг. 8 -пазы, полученные лазерной резкой фиг.9 - пространственный вид полученного спиральной намоткой хвостовика с компенсацией напряжений, имеющего проставки фиг.10-вид в плане спиральной компенсационной секции фиг.11 - местный вид спиральной секции хвостовика с компенсацией напряжений, имеющего проставки фиг.12 -поперечные компенсационные стержни с проставкой в проходящей через ось радиальной плоскости. фиг.13-пространственный местный вид трапециевидных компенсационных стержней, к которым прикреплены выступающие наружу элементы фиг.14-пространственный местный вид хвостовика с компенсацией напряжений при помощи компенсационных размещения в заданном порядке стержней, имеющего выступающие внутрь и наружу элементы. фиг.15 -местный вид сечения хвостовика с компенсацией напряжений, на котором показаны выступающие внутрь и наружу элементы расположенных в заданном порядке стержней. фиг.16-пространственный местный вид компенсационных стержней двутаврового сечения в сборе с калиброванным фильтрующим элементом. фиг.17 -схематический вид в плане хвостовика с компенсацией напряжений при помощи стержней с поперечными гофрами. фиг.18-пространственный местный вид компенсационных стержней двутаврового сечения в сборе с пробочным фильтрующим элементом. фиг.19-напряженно деформированные состояния вариантов осуществления изобретения с компенсацией напряжений и вариантов известного уровня техники. фиг.20 - схематический вид участка хвостовика с компенсацией напряжений, имеющего изгибы фиг.21 - схематический вид сечения стенки хвостовика с компенсацией напряжений, имеющей сочленения. Осуществление изобретения В вариантах осуществления изобретения подвергаемые нагреву хвостовики с компенсацией напряжений снабжены множеством перекрывающихся не осевых пазов для снятия напряжений. Эти не осевые компенсационные пазы могут быть расположены по азимуту или в окружном направлении по периметру хвостовика. Они могут также быть расположены под углом, по спирали или иметь другую не осевую ориентацию. Эти не осевые пазы обеспечивают перемещение текучей среды вдоль хвостовика. Ширина этих не осевых пазов может быть подобрана таким образом,чтобы обеспечивать фильтрацию твердых частиц,размер которых превышает заданную величину. В подвергаемом нагреву хвостовике могут устанавливаться дополнительные фильтрующие элементы. Например, это могут быть осевые пазы или фильтрующие элементы, содержащие сетчатый или пористый фильтрующий материал. В варианте осуществления изобретения,показанном на фиг.1, труба с компенсацией напряжений или подвергаемый нагреву хвостовик 10 может быть выполнен таким образом, что компенсационная лента 30 содержит множество не осевых компенсационных пазов, проходящих сквозь стенку трубы 20 для снятия напряжений. Например,в некоторых вариантах осуществления изобретения множество не осевых компенсационных пазов могут быть выполнены в виде расположенных по азимуту сквозных компенсационных пазов 32, прорезанных в стенке хвостовика и ориентированных по азимуту по периметру трубы 20 относительно осихвостовика. В группе 36 ленточных или фильтрующих пазов по длине хвостовика 10 могут быть установлены фильтрующие элементы. Например, такие фильтрующие элементы могут содержать продольные пазы 38, фильтрующие сетки или другие элементы,обеспечивающие перемещение текучей среды с фильтрацией твердых частиц. На фиг.3 показан местный вид в плане периметра(спроецированного на плоскость ) участка ленты с компенсационными пазами 30 хвостовика 10 с компенсацией напряжений, показанного на фиг.1. Хвостовик 10 может включать ленту 36 с продольными пазами 38. Продольные пазы 38 могут быть смещены, как показано на фиг. 1 или выровнены в осевом направлении, как показано на фиг.3. На фиг.3 и 1 показано, что подвергаемый нагреву хвостовик 10, имеющий длинуи внешний диаметр , может быть снабжен множеством компенсационных лент 30, содержащих множество рядов не осевых компенсационных пазов. Например,показанных на фиг.1 и 3 в виде окружных или расположенных по азимутам компенсационных пазов 32. Подвергаемый нагреву хвостовик 10 может содержать одну ленту или группу 36 или 4 большее число лент или групп фильтрующих элементов. Например, показанных на фиг.1 и 3 в виде параллельных оси фильтрующих пазов 38. Материалы В некоторых вариантах осуществления хвостовиков с компенсацией напряжений могут применяться стальные сплавы,как малой, так и высокой прочности, содержащие сплавы Н-40, -55, -80, С-95, 55,или 80. На фиг.2 приведен вид в сечении трубы 10 по линии А-А, соответствующий сечению А-А на виде в плане варианта подвергаемого нагреву хвостовика,показанного на фиг. 3. Подвергаемый нагреву хвостовик в данной конфигурации имеет толщинустенки, внутренний радиуси внешний радиус, первую поперечную или горизонтальную осьи вторую поперечную или вертикальную ось . Пазы 32 показаны в виде пазов, расположенных под угломк оси трубы. Пазы 32 разделены сепараторными или перемычными участками 60, расположенными подк оси трубы. На фиг.4 показан местный вид в разрезе фиг.3,расположенных по азимутам пазов 32 не осевой ленты 30 пазов. На фигуре показано, что данная лента 30 содержит пазы 32 с окружной длинойи осевой шириной чередующихся с проставочными или перемычными участками 60,окружная длина которых равна длине СВ основания,а осевая ширина равна . Эти перемычки 60 и пазы 32 могут разделять множество рядов 50 изгибных элементов 44 и оснований 40, расположенных по длине хвостовика в осевом направлении, Паз 32 длинойи перемычка 60 с окружной длиной СВ образуют повторяющуюся длину . Множество пазов 32 образуют продолговатые изгибные элементы 44, примыкающие к основаниям 40 и опирающиеся на них, формируя эквивалентный продолговатый элемент или стержень 50. Продолговатые изгибные элементы 44 и участки 40 оснований имеют осевую ширинуравную осевому расстоянию между пазами 32. Проставки или перемычки 60 расположены между соседними в осевом направлении основаниями 40. Соседние перемычки 60 могут иметь смещение и окружном направлении большее, чем окружная длина перемычек или эквивалентная длина СВ основания, за счет чего отсутствует перекрытие соседних перемычек. Аналогичным образом, пазы 32 в одном ряду могут быть смещены в окружном направлении от следующего ряда на окружное расстояние или смещение СО паза равное сумме окружной длины СВ перемычки 60 или основания 40 и окружной длины СМ примыкающего продолговатого изгибного элемента 44. В некоторых вариантах смещение СО пазов может составлять от 10 до 90 от окружной длиныповторяемости. В некоторых вариантах смещение СО пазов может составлять от 25 до 75 от окружной длины , повторяемости. В других вариантах смешение СО пазов может составлять от 40 до 60 от окружной длиныповторяемости. Смещение СО может быть примерно равно длине основания 40 сумме в сумме с длиной СМ изгибного элемента 44. Например, смешение паза может составлять около 50 от окружной длиныповторяемости. Для обеспечения снятия осевых напряжений окружная длинапаза может быть больше длины СВ основания. В некоторых вариантах длина СВ основания 40 и длина перемычки 60 могут составлять от 2 до 98 от длины СМ изгибного элемента. В других вариантах длина СВ основания 40 может составлять от 5 до 90 от окружной длины СМ изгибного элемента. В других вариантах длина СВ основания может составлять от 10 до 70 от окружной длины СМ изгибного элемента. Осевая ширинарасположенного по азимуту компенсационного паза 32 может быть меньше, чем заданная ширинапаза для контроля над частицами песка,соответствующими малой величине вероятности интегрального распределения, или твердыми частицами из окружающего подземном резервуаре. В некоторых вариантах число компенсационных пазов по линии в стенке параллельной оси может быть подобрано таким образом,чтобы итоговая относительная компенсацияили отношениесуммы ширинпазов к длинесплошного материала хвостовика длинойбыли больше чем заданная относительная компенсация. Здесь под длинойсплошного материала подразумевается сумма осевых ширин оснований и перемычек по линии стенки параллельной оси. В вариантах с пазами постоянного сечения суммаширин пазов вдоль продольной линии стенки параллельной оси может быть равна произведению числапазов на осевую ширинупаза. (Общая относительная компенсация равна отношению осевых ширин пазов к обшей длине хвостовика). В некоторых вариантах относительное снижение нагрузкиможет быть больше, чем полное свободное тепловое расширение или деформация при максимальном расчетном увеличении температуры, которое меньше, чем заданная расчетная предельная деформация . В некоторых вариантах данная предельная упругая деформацияне должна превышать значения,соответствующего предельному расчетному упругому напряжению . Т.е. относительная компенсацияможет снимать напряжение,которое могло бы вызвать возникновение существенных пластических деформаций. Принцип компенсации напряжений На фиг.19 и в таблице 1 показаны схематические кривые зависимости напряжения от деформации для нескольких вариантов 1, 2, 3, 4 и 5 осуществления хвостовика с компенсацией напряжений. Эти кривые демонстрируют значения комбинированного осевого и радиального сжимающего напряжения и деформаций за счет воздействия резервуара для нагреваемых по месту хвостовиков с компенсацией напряжений в сравнении со схематическим вариантом 0 перфорированного хвостовика известного уровня техники. В типовом примере 0 известного уровня техники величина напряжения от деформации увеличивается примерно по линейной зависимости до расчетного упругого напряженияпри достижении деформацией расчетного значения. Например, у варианта 0 расчетная деформациясоставляет около 0.2 при расчетном упругом напряженииоколо 60 от максимального длительного напряжения(100). Дальнейшее деформирование может вызвать существенную нелинейную пластическую деформацию. Например, до получения критического или максимально допустимого длительного напряженияпри критической деформации . Как показано на фиг. 19, типичная величина деформацииможет составлять 1,2. Таблица 1 Соотношение между напряжениями и деформации для некоторых вариантов конструкции Вариант Напряжение ДеформацияРасчетная Относительная Удлинение/при при смыкании упругая компенсациязазор смыкании зазора деформация деформации зазора 0 0,20 1 20 0,2 0,33 0,13 294 2 17 0,5 0,64 0,44 134 3 14 0,9 1,06 0,86 58 4 12 1,5 1,65 1,45 34 5 10 2,5 2,7 2,5 20 Удлинениеупругое тепловое расширение при расчетном увеличении температуры. В варианте 1 изгибные элементы, образующие компенсационные пазы, сначала изгибаются до получения расчетной величины 1 изгибного напряжения при упругой расчетной деформации 1, как показано на фиг. 19. Например, в одном примере реализации варианта 1 расчетная изгибная деформация 1 в районе закрытия зазора может иметь место при расчетном изгибном напряжении 1, составляющем около 20 от максимального длительного напряжениядля данного варианта. При дальнейшем тепловом расширении и осевом сжатии компенсационный паз смыкается, и компенсационная изгибная деформация переходит в осевую деформацию сжатия. На фиг.19 5 схематически показано, что кривая зависимости напряжения от деформации для варианта 1 идет вверх до расчетного напряжения аналогичного 0 при осевой расчетной деформации 1. Например,в показанном варианте 1 расчетная деформация 1 может составлять около 0,33 по сравнению с величиной около 0,2 для 0 при аналогичном упругом расчетном напряжении. Сумма всех перемещений при смыкании зазоров за счет изгиба элементов по линии стенки параллельной оси хвостовика обеспечивает относительную компенсацию деформации величиной 0,13 от общей длины сплошных участков хвостовика. Например, суммы осевых ширин базовых элементов и перемычек. Деформация 1 при критическом напряженииможет быть существенно выше. Например, критическая деформация 1 может составлять около 1,7 или выше, в то время как у конструкций известного уровня техники величина 0 составляет около 1,5. Некоторые варианты могут обеспечивать компенсацию деформаций равных или превышающих 0,4 от суммарной длины сплошных участков хвостовика. В некоторых вариантах может обеспечиваться компенсация деформаций равных суммарной величине свободного теплового расширения сплошных участков хвостовика или больших этой величины. Например, в варианте 2 конструкции с компенсацией напряжений,показанной на Фиг.19, расчетная изгибная деформация 2 компенсационных пазов может составлять около 250 от расчетной деформации 0 сжатия конструкции без компенсационных пазов при заданном расчетном изгибном напряжении 2. Например, расчетная изгибная деформация 2 величиной около 0,5 при изгибном напряжении 2, составляющем 17 от критического напряжения . В этом варианте компенсационные пазы смыкаются при величине деформации около 0,5, что обычно имеет место в нефтеносных песках для хвостовиков при гравитационном осушению с применением пара или при циклической паровой стимуляции месторождения. Повышение напряжения до 0,составляющего 60 от критического напряжения, может повысить расчетную деформацию еще на величину 0,14-64 от расчетной деформации ,в то время как у стандартных хвостовиков величина расчетного напряжения 0 составляет 0,2, при относительной компенсации 0,44. Вариант 2 может компенсировать тепловую деформацию 0,4 меньшее расчетного упругого напряжения 0,имеющего места при гравитационном осушению с применением пара. Вариант 2 может обеспечить упругую компенсацию большей части тепловой деформации величиной 0,5 при малых величинах пластических деформаций. В еще одном варианте 3 расчетная изгибная деформация 3 может составлять около 450 от расчетной свободной деформации конструкции без компенсационных пазов, например изгибная деформация 3 может составлять около 0,9 при изгибном напряжении 3 около 13 от 6 критического напряжения , в то время как у конструкций без компенсационных пазов упругая деформация 0 равна 0,2. Это дает расчетную деформацию 3 равную 1,06 при расчетном напряжении 0 в случае относительной компенсациидеформаций равной 0,86 от ширины осевого зазора к ширине сплошных участков. Например,в данном варианте компенсационные пазы при сжатии трубы величиной 0,5 могут уменьшаться за счет изгиба элементов на осевую ширину около 54 от ширины компенсационного паза в свободном состоянии. В другом варианте, обозначенном 4, расчетная изгибная деформация может составлять около 750 от расчетной деформации конструкции без компенсационных пазов, например, изгибная деформация 4 составляет величину 1,5 при изгибном напряжении 4 около 12 от критического напряженияпри смыкании паза. В результате расчетная упругая деформация 4 при расчетном напряжении 0, составляющем 60 от максимального напряжения,может иметь номинальное значение около 1,65, в то время как в конструкции без компенсационных пазов упругая деформация 0 составляет 0,2. В этом варианте для компенсации тепловой деформации величиной 0,5 от компенсационных пазов, составляющих 1,5 от общей осевой длины, при смыкании потребуется сжатие за счет изгиба всего на величину около 33 от размера компенсационного паза в свободном состоянии. Это позволяет создавать множество пазов, имеющих ширину,обеспечивающую фильтрацию твердых частиц. Например, подобные ширины пазов могут варьироваться в диапазоне 100-67 от ширины фильтрующего паза в холодном состоянии при обеспечении компенсацииосевых деформаций величиной 0,5. В другом варианте, обозначенном 5, расчетная изгибная деформация может составлять около 1250 от расчетной деформации конструкции без компенсационных пазов, например, изгибная деформация 5 составляет величину 2,5 при изгибном напряжении 4 около 10 от критического напряженияпри смыкании паза. В результате расчетная упругая деформация 5 при расчетном напряжении, составляющем 60 от максимального напряжения , может иметь номинальное значение около 2,7 или 1350 от упругой деформация 0 величиной 0,2 для конструкции без компенсационных пазов. В этом варианте для компенсации тепловой деформации величиной 0,5 от компенсационных пазов,составляющих 2,5 от общей осевой длины, при смыкании (или компенсации ) потребуется сжатие за счет изгиба всего на величину около 20 от размера компенсационного паза в свободном состоянии. Это позволяет создавать множество пазов,имеющих ширину,обеспечивающую фильтрацию твердых частиц. Например, подобные ширины пазов могут варьироваться в диапазоне от 100 ширины фильтрующего паза в холодном состоянии до величины около 80 в нагретом состоянии. В вариантах 2, 3, 4 и 5 могут быть обеспечены более высокие соответствующие деформации 2, 3, 4 и 5 при критическом относительном напряжении , чем деформации 0 и 1 вариантов 01. На фиг.19 и в таблице 1 показан еще один вариант, в котором изгибные элементы и пазы могут обеспечивать различную степень компенсации деформаций. Эти варианты подобраны таким образом, чтобы обеспечить закрытие зазора паза за счет изгиба элемента при напряжениивеличиной 20 для 1, 17 для 2, 14 для 3, 12 для 4 и 10 для 5, выбранных в качестве примеров. Эти варианты имеют деформациюпри смыкании зазора, показанную как изгиб на кривой зависимости напряжения от деформации. Например,вариант 1 при смыкании зазора имеет расчетный изгиб 10,33 остальные варианты обеспечивают следующую компенсацию деформации при расчетном изгибе 2 - 0,5, 3 0,9, 4 - 1,5,5 - 2,5. Расчетная деформация составляет 0,33 в варианте 1, 0,64 в варианте 2, 1,06 в варианте 3, 1,65 в варианте 4 и 2,7 в варианте 5, в то время как в варианте 0 известного уровня техники без компенсации деформаций эта величина составляет 0,20. Варианты 3, 4 и 5 обеспечивают итоговую относительную компенсациюдеформаций,равную отношению суммы осевых ширин не осевых пазов к сумме участков без пазов (оснований и перемычек) в направлении линии стенки параллельной оси большую, чем относительное тепловое расширение участков стенки без пазов вдоль той же линии при заданном изменении температуры. Например, отношение расширения к величине зазора в варианте 3 представляет собой пример конструкции изгибных элементов,обеспечивающей суммарное осевое смыкание не осевых пазов при расчетной температуре меньшее,чем 58 от суммарной осевой ширины пазов в холодном состоянии до нагрева хвостовика. В другом варианте изгибные элементы могут обеспечивать компенсацию деформаций при расчетном изгибе, составляющую 0,20. Это может обеспечить относительную компенсациюдеформаций, составляющую 50 от общей деформации равной 0,4. Это может обеспечить компенсацию деформации величиной 10 от общей деформации 0,5. Эта компенсация деформации величиной 0,2 может обеспечить повышение деформации на 100 по отношению к расчетной упругой деформации 0,2 в вариантах с суммарной деформацией 0,4. В хвостовике с суммарной тепловой деформацией 0,5 такая компенсация деформаций аналогичным образом обеспечит деформации величиной 0,3, превышающие на 67 расчетные напряжения величиной 0,2. В других вариантах изгибные элементы могут обеспечивать компенсацию тепловой деформации величиной 0,15. Например, эти варианты могут обеспечивать относительную компенсацию , составляющую 38 от общей тепловой деформации 0,4. При расчетной упругой деформации величиной 0,2 конструкция с такой компенсацией деформаций позволит компенсировать деформацию величиной до 0,35 или 75 от тепловой деформации в дополнение к упругому расчетному значению 0 при 0. На фиг.5 в некоторых вариантах лента 30 компенсационных элементов с не осевыми пазами может содержать множество расположенных под углом компенсационных пазов 33, обеспечивающих дополнительную компенсацию деформаций. Расположенные под углом компенсационные пазы 33 могут перекрываться, обеспечивая компенсацию осевых деформаций при тепловом сжатии. Подвергаемый нагреву хвостовик может дополнительно содержать фильтрующие элементы. Фильтрующие элементы Как показано на фиг. 5,хвостовик с компенсацией деформаций может содержать фильтрующую ленту 6, имеющую множество фильтрующих элементов 39.Эти фильтрующие элементы выполнены в форме круговых или эллиптических дисков. Фильтрующие элементы могут содержать сетчатые или пористые фильтрующие элементы 39, имеющие гибкие сетки,спрессованные сетки или пористые материалы для фильтрации частиц на входе в хвостовик с компенсацией напряжений. Как показано на фиг.6, некоторые варианты содержат не осевые пазы 31, которые могут иметь зазор во внутренней шириной 1 и внешней шириной . В вариантах конструкции могут применяться пазы, имеющие форму перевернутого замкового камня, у которых внутренняя ширина 01 паза больше, чем внешняя ширина паза, а наклон внешней кромки зазора описывается половинным углом В. Например, внутренняя ширина 1 паза может составлять более 105, 110 или более 120 от внешней шириныпаза. Не осевые фильтрующие пазы 31 могут иметь аналогичную форму. Толщинастенки 20 трубы или гофрированной обмотки от внутреннего радиусадо внешнего радиусаможет обеспечивать прочность на сжатие,необходимую для выдерживания направленного внутрь сжимающего давления подземного резервуара. (См. также толщинустенки на фиг.7 и 8). Как показано на фиг.7, в некоторых вариантах не осевые пазы 31 могут быть выполнены в стенке 20 толщинойв виде прямоугольного компенсационного паза 31. Например, не осевые пазы могут включать расположенные под углом пазы 33, показанные на фиг.5 и ориентированные по азимутам пазы 32 на фиг.1. В других вариантах компенсационный паз 31 может быть выполнен в форме перевернутого замкового камня,расширяющегося внутрь. Например, в виде паза, у которого внутренняя ширина составляет более 110 от наружной ширины. Хвостовик со стержнями и проставками Как показано на фиг.9,в другом варианте осуществления нагреваемого хвостовика изгибные элементы и чередующиеся с ними участки 7 основания могут быть сформированы путем намотки продолговатого элемента или стержня 50 внутри хвостовика 10 с компенсацией деформаций с установкой перемычек или проставок 62 между соседними витками по периметру окружности. Эти элементы образуют имеющий пазы хвостовик 10 с компенсацией деформаций, содержащий не осевые спиральные пазы 34, образованные соседними витками 50, разделенными проставками 62. Аналогичным образом в некоторых вариантах может проводиться формирование круговых секций и их разделение проставками. Как описано выше,проставки могут закрепляться между соседними витками. Например, проставки могут закрепляться периодически вдоль удлиненного материала. После этого может производиться закрепление соседних витков вдоль проставок на внешнем и/или внутреннем радиусе. На фиг.10 показан вид в плане спиральной трубы 10 с компенсацией напряжений,имеющей диаметр , длинуи группу 30 спиральных не осевых компенсационных пазов 34. Хвостовик со спиральными пазами Как показано на фиг.9, в одном из вариантов не осевой паз 34 может быть сформирован в трубе 20 путем формирования спирального продолговатого паза 34 в стенке 20 трубы. Например, спиральный паз 34 может быть сформирован путем спиральной резки трубы 20. Как показано на фиг.8, для фокусировки лазерного луча 1-2 с фокальной длинойи половинным углом В в фокусную точкуна расстоянии Е от стенки 20 толщинойможет применяться лазерная система 100, имеющая лазерное фокусирующее устройство 102. Фокальная длинаи расстояние Е могут быть подобраны таким образом, чтобы обеспечить получение паза 31, на параллельного оси с требуемой величиной внешней ширинызазора и внутренней ширинызазора. На фиг.11 показан местный вид трубы со спиральными зазорами с фиг.9, имеющей множество витых стержневых секций 50,разделенных множеством чередующихся с ними перемычек или проставок 62. Каждая проставка 62 может крепиться к одному или обеим участкам основания 40 стержня 50 при помощи одного соединения или нескольких соединений 92. Например,при помощи сварки,низкотемпературной пайки, высокотемпературной пайки, клеевого соединения. В некоторых вариантах имеется множество соединений 92, крепящих проставки 62 к базовым секциям 40 и между ними. Эти проставки 62 и базовые секции 40 образуют средние изгибные элементы 44. На фиг.12 показано сечение В-В трубы со спиральными пазами в плоскости -, показанной на фиг.11. Трапециевидная проставка 62 может крепиться между трапецеидальными стержнями 20 при помощи соединений 92 и образовывать компенсационных паз 34. Эти соединения могут выполняться в направлении азимутов, как показано на фиг.11 и 12. Проставки 62 могут крепиться соединениями 92, которые номинально могут быть 8 расположены в радиальном направлении. Возможно применение, как азимутальных соединений 92, так и номинально радиальных соединений 94. Витой хвостовик с поперечными гофрами На фиг. 17 показан вид в плане одного из вариантов осуществления гофрированного хвостовика, в котором гофрированные компенсационные пазы 35 и компенсационные изгибные элементы 45 между базовыми секциями 42 формируются путем изгиба в поперечном направлении продолговатого элемента или стержня и получения из него стержня с поперечными гофрами или витка 55. В некоторых вариантах основные гофры могут формироваться на левой и на правой стороне гофрированного стержня 55, если смотреть в направлении азимутального витка, касательном хвостовику 10 с компенсацией деформаций (нормальном к радиусу и оси хвостовика). В одном из вариантов набор основных левых гофровили гофровс правой стороны гофрированного стержня 55 А могут отклоняться в одну сторону величиной 25-75 от длины стержня. Дополнительный набор правых гофровили левых гофровобразуют дополнительный участок гофрированного стержня 55 В. Еще один дополнительный гофрированный стержень 55 С показан рядом со стержнем 55 В. Участок стержня 55 может быть прямым между левым гофроми правым гофром . На фиг.17 показано, что в дополнительных вариантах гофрированный виток или стержень 55 после формирования может иметь малые гофрыс левой стороны витка или гофрыс правой стороны витка. (Например, левые гофры или правые гофры составляют менее 25 от длины стержня). Виток может наматываться и формировать трубчатый хвостовик с компенсацией деформаций,снабженный не осевыми пазами. Например,гофрированными компенсационными пазами 35. В некоторых вариантах витки могут наматываться по спирали и формировать трубчатый хвостовик с компенсацией деформаций,снабженный спиральными гофрированными компенсационными пазами 35. В других вариантах витки 55 могут прорезаться для формирования параллельных окружных азимутальных компенсационных кольцевых секций, содержащих изгибные элементы 45. Из них затем может формироваться трубчатый хвостовик 10 с компенсацией деформаций, в котором кольца образую гофрированные компенсационные пазы 35. Размер гофрированного участка стержня и ширина паза могут подбираться для обеспечения заданной величины компенсации тепловых деформаций. В одном варианте осуществления изобретения гофрированный виток или стержень 55 содержит нецелое число гофров, образующих периметр трубчатого хвостовика с компенсацией деформаций. В некоторых вариантах гофры могут быть размещены по длине витка 55 гофрированного стержня таким образом, что гофры одного витка 55 А гофрированного стержня в основном не совпадают по фазе с гофрами соседнего витка 55 В гофрированного стержня. Третий виток 55 С может также не совпадать по фазе со вторым витком 55 В гофрированного стержня. Таким образом левый гофр(или правый гофр ) в одном витке может быть расположен напротив и контактировать с одним из следующих элементов не гофрированным участком и противоположным правым гофром(или левым гофром ) соседнего витка. Например, в варианте, показанном на фиг.17,правый гофр первого витка 55 А гофрированного стержня может контактировать с левым гофром второго витка 55 В гофрированного стержня. Соответственно, левый гофрпервого витка 55 А гофрированного стержня может находиться напротив правого гофравторого витка гофрированного стержня 55 В,образуя гофрированный компенсационный паз 35. В другом варианте правый гофрпервого витка гофрированного стержня может контактировать с не гофрированным участком соседнего витка. Подобная разница в фазах расположения левого/правого гофров соседних витков гофрированных стержней 55 А, 55 В, и/или 55 С позволяет установить промежуточный виток между гофрами и сформировать из него изгибные элементы, разделенные пазами, что обеспечивает компенсацию осевых деформаций. Соприкасающиеся участки соседних витков могут связываться и образовывать состоящий из витков хвостовик с компенсацией деформаций. Это может осуществляться при помощи сварки,высокотемпературной пайки или низкотемпературной пайки соединений или при помощи высокотемпературного клеевого соединения, как это известно в данной области техники. Например, при помощи сварки вдоль соседних витков по внутреннему и наружному радиусам при помощи волоконного лазера. Фасонные стержни с прикрепленными проставками Как показано на фиг.13, в некоторых вариантах фасонные выступающие проставки 64 могут быть прикреплены при помощи по существу радиальных соединений 94 к соответствующим базовым участкам 42 первой в осевом направлении стороны первого стержня 53 А и соответствующим базовым участкам 42 второго стержня 53 В и т.д. Стержни 53 А и 53 В могут образовывать спиральный или круговой виток спиральные или круговые витки). Выступающие наружу проставки 64 могут располагаться вдоль загнутых стержней 53 А и 53 В и т.д., образуя группы из нецелого числа элементов по периметру хвостовика. Т.е., когда виток стержня 53 А проходит рядом со стержнем 53 В, выступы на стержне 53 А могут быть выполнены таким образом,что они располагаются со смещением и не находятся напротив выступов на соседнем стержне 53 В. Выступающие проставки 64 и соответствующие базовые участки 42 стержня 53 В могут быть расположены со смещением между соответствующими внешними проставками 64 и базовыми участками 42 стержня 53 А. Это смещение внешних проставок 64 образует изгибные элементы 44 на стержне 53 А между базовыми участками 42. Размещение внешних проставок 64 аналогичным образом формирует изгибный элемент 44 между базовыми участками 42 на соседнем витке стержня 53 В. Этот способ может применяться, как для цилиндрических стержней, так и для свитых в спирали стержней 53 А и 53 В. Вогнутые впадины и выравнивание стержней Как показано на фиг.13, в некоторых вариантах выпуклые внешние проставки 64 на стрежне 53 А могут располагаться напротив одного или большего числа вогнутых впадин 65, сформированных в соседнем стержне 53 В. В некоторых вариантах впадины 65 могут быть получены путем формовки или проката одной из сторон стержня 53 В до получения вогнутой формы, основном сопрягаемой с выпуклой формой выступающей проставки 64,прикрепленной к стержню 53 А. В некоторых вариантах стержни 53 А и 53 В и т.д. свиваются в хвостовик с компенсацией деформаций,имеющий выступы 64 и примыкающие впадины 65 для обеспечения самоустановки в радиальном направлении под действием сжимающего напряжения на хвостовик с компенсацией деформаций в результате теплового расширения. В некоторых вариантах впадины 65,формируемые в стержнях 53 В, могут иметь форму сопрягаемую с выступами 64 стержня 53 А. Например, достаточно обеспечить выравнивание по азимуту и обеспечить прочность на кручение относительно оси хвостовика за счет сдвиговой прочности перекрытия между выступами 64 и впадинами 65. В других вариантах впадины 65 могут иметь вогнутую форму в двух направлениях для обеспечения, как радиального, так и азимутального выравнивания с выпуклыми выступами 64. В некоторых вариантах выступы 64 на первом стержне 53 А могут крепиться к соседнему стержню 53 В. Например, при помощи азимутальных связей 92 или аналогичных радиальных связей 94,расположенный вдоль соседних поверхностей между выступом 64 и стержнем 53 В. Другие спиральные или цилиндрические витки могут аналогичным образом содержать прикрепленные выступы 64 и крепиться к соответствующим виткам. Выравнивание по заданной схеме Как показано на фиг.14, в некоторых вариантах хвостовик с компенсацией напряжений может формироваться путем цилиндрической или спиральной навивки стержня 54 с заданным рисунком, содержащим выпуклые выступы 66 и ответные вогнутые впадины 67. Например, выступы 66 и впадины 67 могут иметь такую форму, что имеющие заданный рисунок стержни 54 соседних витков имеют ответные углубления или впадины 67 и выступы 66 с левой или с правой стороны, если смотреть в азимутальном направлении вниз по витку. Этот рисунок или эти впадины и выступы могут быть выполнены на одном участке или на большем числе участков по периметру хвостовика с компенсацией напряжений. Эти впадины и выступы могут обеспечивать признак самоустановки в радиальном направлении для радиального 9 выравнивания соседних витков 54 А и 54 В. В некоторых вариантах впадины и выступы могут обеспечивать азимутальное(тангенциальное) выравнивание соседних витков 54 А и 54 В. В некоторых вариантах выступы и впадины могут быть выполнены в виде язычка 66 в канавке 67 между соседними витками на участках установки проставок. В некоторых вариантах выступы и впадины могут быть выполнены в виде эллиптических выступа 66 и впадины 67. В других примерах зубчатые выступы 66 на одной стороне витка могут сопрягаться с гнездовыми впадинами 67 на другой стороне витка. В некоторых вариантах выступы 66 на стержне 54 А могут крепиться к стержню 54 В при помощи связей или сварных швов 92. Хвостовик с имеющими заданный рисунок стержнями трапециевидной формы На фиг.15 показано сечение по линии С-С стержней 54 А, 54 В и 54 С трапециевидной формы, приведенных на фиг.14. Первый стержень 54 А с заданным рисунком может иметь выступ 66, входящих во впадину 68 на соседнем втором стержне 54 В с заданным рисунком. Выступ 66 стержня 54 А может крепиться к стержню 54 В в районе впадины 67 при помощи связи 92. Например, при помощи сварки, низкотемпературной пайки, высокотемпературной пайки или при помощи клеевого соединения. Выступы 66 могут обеспечивать опорные базовые участки 42 для промежуточных изгибных элементов фиг.14. Выступы 66 и впадины 67 могут обеспечивать радиальное выравнивание соседних стержней 54 А и 54 В с заданным рисунком. Выступы 66 и впадины 67 могут обеспечивать выравнивание и восприятие крутильного напряжения в окружном или азимутальном направлениивдоль стержней 54 А и 54 В. Как показано на фиг. 15, азимутальные стороны стержней 54 А и 54 В могут иметь скошенные стороны и совместно образовывать трапециевидный или выполненный в форме замкового камня паз 32, который имеет меньшую ширину снаружи в радиальном направлении и большую ширину внутри в радиальном направлении. Например, для способствования фильтрации песка без заполнения фильтрующего паза. Управление размером фильтра паза В некоторых вариантах перфорированные участки одной или обеих сторон соседних витков могут образовывать расширяющийся внутрь клиновой паз,у которого более узкое отверстие находится на внешнем радиусе , а более широкое отверстие расположено на внутреннем радиусе . Внешнее отверстие паза может обеспечивать задержку заданного основного количества песка резервуара на входе в хвостовик с компенсацией деформаций. Например, он может задерживать частицы на 90 большие, чем 80 мкм, 200 мкм или 500 мкм. Обмотка из двутавровых стержней с калиброванным фильтрующим материалом Как показано на фиг.16,в одном варианте осуществления изобретения хвостовик 10 с 10 компенсацией деформаций может быть получен путем намотки двутавровых композитных фильтрующих стержней, содержащих внешний фланцевый элемент 56, сформированный или к прикрепленный к радиальному перемычному элементу 58, который сформирован или прикреплен к внутреннему фланцевому элементу 57. Эти композитные фильтрующие стержни могут наматываться в азимутальном направлении и образовывать хвостовик с компенсацией деформаций при помощи спиральных или круговых витков. Соседние композитные фильтрующие стержни могут соединяться через проставки 62 пазов. Проставки 62 пазов могут удерживаться на месте при помощи трения или крепиться связями 92 к внешнему и/или внутреннему фланцевым элементам 56 и 57. Управление размером фильтра Как показано на фиг.16, проставки 62 паза могут иметь такие размеры относительно ширин внешних фланцев 56,которые обеспечивают формирование азимутальных компенсационных пазов 32. Проставки 62 пазов могут иметь размеры, обеспечивающие контроль ширины компенсационных пазов 32 для удержания частиц, размер которых превышает размер заданной малой части суммарного распределения размеров частиц. Например, частиц, размеры которых больше чем размеры 0.3, либо 1, либо 3 или 10 частиц из суммарного распределения размеров. В некоторых вариантах фильтрующий материал 72 может располагаться в фильтрующих полостях 71,образованных между соседними стенками 58,соседними проставками 62 и внутренними фланцами 57 и внешними фланцами 56 и образует хвостовик 10 с компенсацией деформаций. В некоторых вариантах фильтрующий материал 72 может содержать множество фильтрующих сетчатых слоев, которые могут быть калиброваны по размерам фильтруемых частиц. Размер сетки фильтрующих сетчатых слоев 72 может обеспечивать задержку либо частиц, размер которых превышает первый размер (1) во внешнем фильтрующем слое 73, либо задержку частиц,размер которых больше, чем второй размер (2) в среднем фильтрующем слое 74, либо задержку частиц больших, чем третий размер (3) частиц во внутреннем фильтрующем слое 75. Например,сетчатый фильтр 73 грубой очистки может располагаться на внешнем радиусе, за ним расположен фильтр 74 средней очистки, а затем на внутреннем радиусе находится фильтрующая сетка 75 тонкой очистки. Например, фильтрующие слои могут быть выполнены таким образом, что размер(1) больше, чем размер 2), который, в свою очередь, больше чем размер (3). Фильтрующий хвостовик с компенсацией деформаций, имеющий заданный рисунок Как показано на фиг.18, в некоторых вариантах осуществления изобретения на продолговатом элементе может быть выдавлен рисунок,формирующий стержень 59 с фильтрующим рисунком, содержащий запрессованный в паз зуб или выступающую наружу проставку 66, 28867 образующую компенсационные изгибные элементы 44 между выступающими проставками 66, и множество фильтрующих полостей 71 для удержания пористого фильтрующего материала 76 и формирования фильтрующей секции 77. Поперечное сечение стержня 59 с фильтрующим рисунком может иметь в основном форму песочных часов или двутавра. Двутавровая форма может быть получена при помощи внешнего фланцевого участка 56, имеющего большую ширину, чем внутренний фланцевый участок 57, к которым примыкает участок 58 радиальной стенки. Ширина проставки 66 относительно фланцевых участков 56 соседних стержней 59 определяет внешнюю ширинупаза 34. Аналогичным образом ширина проставки 66 относительно внутренних фланцевых участков 57 соседних стержней 59 определяет внутреннюю ширинуспирального фильтрующего паза 34. Проставка 66 может содержать внешнюю проставку,отделяющую верхние фланцевые участки 56, и внутреннюю проставку, отделяющую внутренние фланцевые участки 57. Множество стержней 59 могут иметь конфигурацию, обеспечивающую формирование соседними стержнями 59 с фильтрующим рисунком фильтрующей полости, расположенной между ними, имеющей достаточные размеры для установки пористого фильтрующего материала 76. Этот пористый фильтр 76 может содержать шерстяное волокно, проволочную сетку, грубые частицы или песок, либо спрессованный материал, в котором пористый фильтр может быть выполнен из металла,стекла или керамики. Размеры фильтрующего материала или пористость могут иметь конфигурацию,обеспечивающую фильтрацию частиц, размеры которых превышают минимальную заданную часть суммарного распределения размеров частиц резервуара с углеводородами. Осевой участоккомпенсационного паза представляет собой осевой участок меньший из внутреннего участка ширинойи внешнего участка шириной . Возможно проведение оценки суммарной или общей шириныосевого паза. Например, для пазов постоянного сеченияможет быть определена, как произведение числа компенсационных осевых участкови ширины компенсационного паза. В некоторых вариантах компенсационные пазы могут иметь такую конфигурацию, при которой суммарная или общая ширина участкабольше, чем заданная суммарная функция длиныперфорированного хвостовика с компенсацией напряжений. Поперечный изгиб хвостовика Как показано на фиг.20, хвостовик 10 с компенсацией деформаций может обеспечивать компенсацию изгибных деформаций. Например, при разнонаправленных поперечных перемещениях окружающего резервуара. Варианты осуществления нагреваемого хвостовика, описанные в данном документе могут быть выполнены с множеством перекрывающихся не осевых пазов. Например, в виде одного или нескольких вариантов хвостовика с компенсацией деформаций, показанных на фиг.1, 5, 9, 13, 14, 16, 17 и 18. Подобные не осевые перекрывающиеся пазы могут обеспечивать компенсацию изгиба трубы хвостовика. Как показано на фиг.20, изгиб может компенсироваться в хвостовике с компенсацией деформаций при помощи не осевых пазов 31 между изгибными элементами 44, раскрывающимися на внешнем радиусе изгиба хвостовика с компенсацией деформаций при сжатии на внутреннем радиусе изгиба хвостовика с компенсацией деформаций. В вариантах, имеющих изгибную деформацию в сочетании с тепловой деформацией тепловая осевая деформация может вызывать частичное смыкание не осевых пазов 31 на внешнем радиусе изгиба,приводя к меньшему раскрытию при нагреве по отношению к не подвергнутому нагреву хвостовику с компенсацией изгибных деформаций. Соответственно не осевые компенсационные пазы на внутреннем радиусе изгиба хвостовика с компенсацией деформаций могут смыкаться в большей степени или смыкаться и претерпевать деформации сжатия при повышении тепловой деформации хвостовика. Как показано на фиг. 20,хвостовик с компенсацией деформаций может компенсировать множество изгибов, вызываемых перемещениями в резервуаре. Расположение и число не осевых пазов может быть подобрано таким образом, чтобы обеспечить изгиб оси трубы на угол В с радиусом . В некоторых вариантах хвостовик с компенсацией деформаций может компенсировать изгиб на угол около пяти градусов. В других вариантах хвостовик с компенсацией деформаций может сгибаться на угол около 10 градусов, 20 градусов или 30 градусов. Хвостовик может обеспечивать компенсацию изгиба хвостовика с осевой деформацией стенок более 120 от расчетной упругой деформации растяжения или сжатия на внешних и внутренних стенках. Ширина не осевого паза может обеспечивать при изгибе сохранение ширины,меньшей чем заданная ширина фильтрующего паза. Сочленения Как показано на фиг.21, хвостовик 10 с компенсацией деформаций, имеющий участок с не осевыми пазами 31 может содержать или соединяться при помощи сочленений 132 хвостовика. Сочленение 132 может содержать внутреннее сочленение 130 и внешнее сочленение 131. В некоторых вариантах хвостовик 10 с компенсацией напряжений может иметь базовые элементы 40,соединенные с внешними сочленениями 131. В других вариантах базовые элементы 40 могут крепиться к внутреннему сочленению 130. В некоторых вариантах один край внутреннего сочленения 130 и внешнего сочленения 131 сочленения 132 может крепиться к эксплуатационной трубе 134. В некоторых вариантах толщинастенки,окружная длина СВ и ширинаперемычки 60 и число перемычек по периметру хвостовика 10 могут быть подобраны таким образом, что они обеспечивают прочность на кручение относительно 11 оси хвостовика большую расчетной. Это может сочетаться с обеспечением компенсации осевых деформаций, превышающей заданную расчетную компенсацию и прочности на сжатие большей, чем заданная прочность на сжатие для компенсации воздействия резервуара. Нагрев В некоторых вариантах осуществления данные хвостовики и резервуар могут подвергаться нагреву горячими текучими средами, включающими пар, продукты горения, или горячую текучую среду,такую как горячая вода, пар, диоксид углерода,водород, кислород, углеводород и сера. В других вариантах осуществления нагреваемые хвостовики и резервуар могут подвергаться прямому или косвенному нагреву при помощи солнечной энергии,электрической энергии,или электромагнитного излучения. Выводы Из вышеприведенного описания специалистам в данной области техники понятно, что в нем приведено изложение обладающего новизной подхода к разработке способов компенсации деформаций и формирования нагреваемых хвостовиков с применением описанных в данном документе способов. Хотя компоненты, технологии и аспекты изобретения описаны с определенной степенью конкретных деталей, мы заявляем, что в конкретные варианты конструкции и методологии,описанные в данном документе, может быть внесено множество изменений, не выходящих за пределы сути и объема данного изобретения. Приведенные в описании размеры имеют в основном иллюстративное назначение и накладывают никаких ограничений. Безусловно, как понятно специалистам в данной области техники,возможно эффективное применение других подходящих размеров, углов и конфигураций изгибных элементов, оснований, перемычек,проставок, выступов, впадин, рисунков, углублений,не осевых пазов,фильтрующих пазов,фильтрующих полостей,фильтрующих компонентов, сочленений и других компонентов в зависимости от того, является ли требуемой целью компенсация осевых деформаций, изгиба трубы,получение фильтрации, повышение прочности на сжатие и/или на кручение или преимущества,описанные или подразумеваемые в данном документе. Предлагаемые конфигурации массивов элементов нагреваемого хвостовика могут быть эффективно заменены аналогичными конфигурациями или комбинациями данных конфигураций, включающими в себя изменение номинальной толщины, ширин, длин, форм поперечного сечения, расположения, ориентации,смещений, перекрытия и других размеров и параметров компонентов, используемых для обеспечения компенсации осевых или изгибных деформаций, фильтрации, повышения прочности хвостовиков с компенсацией деформаций на сжатие и/или на кручение. Вместо описанных способов сборки могут быть эффективно применяться различные 12 альтернативные способы сборки, обеспечивающие конфигурации и преимущества одного или большего числа вариантов осуществления изобретения или конфигураций, описанных или предложенных в данном документе. В местах упоминания поперечного, осевого,радиального, окружного, азимутального и других направлений подразумевается, что возможно применение любой общей системы координат,использующей криволинейные координаты,включающей декартову,цилиндрическую,сферическую, кольцевую или другую систему координат. Аналогичным образом изгибные элементы,основания,перемычки,не осевые пазы,фильтрующие пазы, полости для фильтров и сочленения могут в общем случае быть расположены другим образом для получения других преимущественных сочетаний признаков и описанных способов. Хотя компоненты, технологии и аспекты изобретения описаны с определенной степенью конкретных деталей, мы заявляем, что в конкретные варианты конструкции и методологии, описанные в данном документе, может быть внесено множество изменений, не выходящих за пределы сути и объема данного изобретения. Специалисты в данной области техники могут разрабатывать различные модификации и приложения изобретения, не выходящие за пределы сути и объема изобретения. Следует понимать, что изобретение не ограничивается вариантами его осуществления, приведенными в данном документе в качестве примеров, но включает полный спектр эквивалентов каждого его элемента. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Хвостовик нагреваемый, стенка которого содержит множество изгибных элементов, разделенных в осевом направлении не осевыми пазами множество оснований,чередующихся в окружном направлении с указанными изгибными элементами и служащих для них опорами множество соединений, каждое из которых расположено между парами соседних в осевом направлении не осевых пазов, представляющее собой либо перемычку, либо стык в котором соседние в осевом направлении основания смещены в окружном направлении на величину СО, которая больше, чем окружная длина СВ основания, и расположены рядом с соседними не осевыми пазами в котором при заданном расчетном увеличении температуры хвостовика вдоль продольной линии стенки параллельной оси обеспечивается компенсация деформаций, равных сумме осевых ширинне осевых пазов, которая больше, чем 0,13 от суммарной осевой длины участков стенки не без пазов. 2. Хвостовик нагреваемый по п.1, содержащий спирально навитый стержень,образующий множество спиральных витков, каждый из которых имеет множество чередующихся изгибных элементов и оснований, и в котором спирально навитый стержень содержит множество перемычек между основаниями на соседних витках, за счет чего формируются не осевые пазы. 3. Хвостовик нагреваемый по п.2, в котором перемычки на одном витке формируют выступы,сопрягаемые с ответными впадинами на соседнем витке, а также имеются связи между соседними выступами и впадинами, и в котором выступы и впадины перекрываются в осевом направлении на величину,обеспечивающую выдерживание заданного крутящего момента относительно оси хвостовика. 4. Хвостовик нагреваемый по п.1, содержащий спиральный стержень, формирующий изгибные элементы между соседними основаниям и, у которого выступы на основаниях формируют перемычки между соседними основаниями, в котором множество выступов скреплено с соседними основаниями. 5. Хвостовик нагреваемый по п.4, содержащий углубление на одном основании, выровненное с выступом на соседнем основании. 6. Хвостовик нагреваемый по п.1, в котором не осевые пазы имеют внутреннюю в радиальном направлении ширину 1, которая составляет более 105 от наружной в радиальном направлении ширины 0 пазов. 7. Хвостовик нагреваемый по п.6, в котором средний в радиальном направлении участок изгибного элемента имеет осевую ширину меньшую, чем ширина наружного в радиальном направлении участка, и меньшую, чем ширина внутреннего в радиальном направлении участка. 8. Хвостовик нагреваемый по п.1, который обеспечивает компенсацию деформации,составляющей более 0,4 от суммарной осевой длины участков стенки без пазов. 9. Хвостовик нагреваемый по п.1, который обеспечивает компенсацию деформации,составляющей более 1,45 от суммарной осевой длины участков стенки без пазов. 10. Хвостовик нагреваемый по п.1, имеющий изгибные элементы между не осевыми пазами на противоположных сторонах нагреваемого хвостовика, в котором обеспечивается упругий изгиб хвостовика на величину более 120 от расчетного упругого изгиба при отсутствии не осевых пазов. 11. Хвостовик нагреваемый по п.1, в котором смещение паза находится в диапазоне 10-90 от длиныповторяемости паза и суммарной длины СВ оснований и длиныпаза. 12. Хвостовик нагреваемый по п.1, в котором отношение длины СВ основания к длинепаза находится в диапазоне 1,15-1,20. 13. Хвостовик нагреваемый по п.1, содержащий гофрированный стержень,образующий чередующиеся изгибные элементы и основания,данный стержень имеет множество чередующихся левых и правых гофров, если смотреть вдоль азимутального направления витка касательного к нагреваемому хвостовику, и также содержит множество связей, каждая из которых соединяет основание левого гофра с соседним основанием правого гофра. 14. Хвостовик нагреваемый по п.1, содержащий фильтрующие элементы, представляющие собой либо осевые пазы, либо круговые фильтрующие элементы, либо эллиптические фильтрующие элементы. 15. Хвостовик нагреваемый по п. 1, в котором не осевые пазы содержат фильтрующие полости,имеющие фильтрующие элементы. 16. Хвостовик нагреваемый по п.1, в котором не осевые пазы обеспечивают компенсацию расчетного осевого изгиба нагреваемого хвостовика, по меньшей мере, на величину пять градусов, и в котором ширины не осевых пазов сохраняют величину меньшую, чем заданная ширина фильтрующего паза. 17. Способ формирования перфорированного хвостовика,имеющего стенку,содержащую множество не осевых изгибных элементов,разделенных в осевом направлении не осевыми пазами, и чередующихся с основаниями, для обеспечения компенсации деформаций,содержащий формирование изгибных элементов и не осевых пазов одним из следующих способов вырезанием не осевых пазов, и навиванием стержня подбором окружных длин множества не осевых пазов и оснований относительно длины С периметра хвостовика расположением первого основания рядом в осевом направлении с не осевым пазом заданием окружной длиныне осевого паза большей, чем окружная длина СВ первого основания и расположением второго основания рядом в осевом направлении с первым основанием созданием соединений между парой оснований или оставлением не прорезанной стенки между парой оснований подбором конфигурации множества не осевых пазов и соседних пар оснований с целью обеспечения одного из следующих свойств способности компенсации осевых деформаций больших, чем заданная доля итогового свободного теплового расширения хвостовика при рабочей температуре,рассчитанная вдоль линии,проходящей через пару оснований оси хвостовика и способности компенсации изгибной деформации достаточной для изгиба оси хвостовика на угол В с радиусом. 18. Способ формирования хвостовика по п.17, в котором формирование соединения между первым основанием и соседним вторым основанием содержит создание перемычки либо путем формирования выступа на первом основании, либо путем прикрепления проставки к первому основанию, либо прикрепления перемычки ко второму основанию. 13 19. Способ формирования хвостовика по п.18, в котором формирование соединения содержит формирование углубления во втором основании,соответствующего выступу на первом основании, и скрепление углубления и выступа, в котором углубление и выступ обеспечивают либо радиальное, либо азимутальное выравнивание. 20. Способ формирования хвостовика по п.18, в котором соединение содержит изгибание стержня в поперечном направлении и формирования на нем множества чередующихся в осевом направлении левых и правых гофров, спиральное навивание гофрированного стержня и связывание первого левого гофра на первом витке к первому правому гофру на соседнем витке. 21. Способ формирования хвостовика по п.20,содержащий подбор конфигурации левого или правого гофров таким образом, что они занимают от 25 до 75 от окружной длиныповторяемости суммы длин левого и правого гофров. 22. Способ формирования хвостовика по п.17,дополнительно содержащий такой выбор конфигурации изгибных элементов, которая может обеспечивать компенсацию изгиба хвостовика с осевой деформацией стенок более 120 от расчетной упругой деформации растяжения или сжатия на внешних и внутренних стенках. 23. Способ формирования хвостовика по п.22, в котором конфигурация компенсационных пазов подбирается таким образом, чтобы обеспечивать фильтрацию частиц больших заданного размера. 24. Способ формирования хвостовика по п.17, в котором конфигурация изгибных элементов такова,что суммарное осевое смыкание не осевых пазов при расчетной температуре составляет менее 58 от суммарной осевой ширины холодных пазов не нагретого хвостовика. 25. Способ формирования хвостовика по п.17, в котором окружная длина СВ основания подобрана таким образом, что она находится в диапазоне 590 от окружной длины СМ изгибного элемента. 26. Способ формирования хвостовика по п.17, в котором задание конфигурации не осевых пазов и оснований содержит такой подбор смещения СО паза между соседними в осевом направлении пазами, при котором оно составляет 10-90 от окружной длиныповторяемости, равной длине сумме длины СВ основания и длиныпаза. 27. Способ формирования хвостовика по п.17,содержащий подбор размеров соединений между основаниями,обеспечивающих крутильную прочность большую, чем заданная минимальная расчетная крутильная прочность. 28. Способ формирования хвостовика по п.17,содержащий подбор ширины не осевых пазов,обеспечивающей фильтрацию частиц больших заданного размера. 29. Способ формирования хвостовика по п.17,содержащий формирование фильтрующих полостей с фильтрующими элементами внутри фильтрующих элементов не осевых пазов внутри не осевых пазов. 30. Способ формирования хвостовика по п.17,содержащий соединение участка хвостовика с не осевыми пазами с эксплуатационной трубой. 31. Способ формирования хвостовика по п.17, в котором формирование не осевых пазов содержит лазерную резку. 32. Способ формирования хвостовика по п.17, в котором формирование изгибных элементов содержит подбор радиальной толщиныстенки и ширины изгибных элементов, обеспечивающих прочность при воздействии сжимающего давления со стороны резервуара при расчетной рабочей температуре. 33. Способ формирования хвостовика по п.17, в котором задание конфигурации не осевых пазов содержит обеспечение компенсации осевых деформаций больших, либо равных ноль целых тринадцать сотых процента (0,13) от чистой длины хвостовика.

МПК / Метки

МПК: E21B 43/08

Метки: текучей, среды, хвостовик, способ, перемещения, нагреваемый, формирования

Код ссылки

<a href="https://kz.patents.su/19-28867-nagrevaemyjj-hvostovik-dlya-peremeshheniya-tekuchejj-sredy-i-sposob-ego-formirovaniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Нагреваемый хвостовик для перемещения текучей среды и способ его формирования</a>

Похожие патенты