RU2438739C1

RU2438739C1 - Method of extinguishing peat fire at depth

Info

Publication number: RU2438739C1
Application number: RU2010146676/12A
Authority: RU
Inventors: Валерий Павлович Дробаденко (RU); Валерий Павлович Дробаденко; Иван Сергеевич Калинин (RU); Иван Сергеевич Калинин; Николай Григорьевич Малухин (RU); Николай Григорьевич Малухин; Рубен Александрович Ганджумян (RU); Рубен Александрович Ганджумян; Ольга Александровна Луконина (RU); Ольга Александровна Луконина; Александр Леонидович Вильмис (RU); Александр Леонидович Вильмис
Original assignee: Валерий Павлович Дробаденко; Иван Сергеевич Калинин; Николай Григорьевич Малухин; Рубен Александрович Ганджумян; Ольга Александровна Луконина; Александр Леонидович Вильмис
Priority date: 2010-11-17
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2012-01-10

Abstract

FIELD: fire fighting facilities.

SUBSTANCE: invention relates to field of fire extinguishing at peat deposits. The method consists of drilling a horizontal or slant wells depending on the depth of combustion source relative to the earth's surface, and its size and supply of water or any special liquid through the drill string directly into the combustion source, and use of casing string in the drilled wells for extinguishing subsequent fires.

EFFECT: elimination of combustion sources at any depth of their occurrence regardless of area of distribution.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способам пожаротушения, а именно к способам тушения торфяных пожаров.The invention relates to fire extinguishing methods, and in particular to methods for extinguishing peat fires.

Известен способ тушения торфяного пожара, включающий механическое перемешивание бульдозером горячих и холодных слоев торфа, уменьшение температуры горения торфа с 600°C до более низких значений и достижения при этом полного угасания пожара. Известен способ тушения торфяного пожара [1].A known method of extinguishing a peat fire, including mechanical stirring with a bulldozer of hot and cold peat layers, reducing the burning temperature of peat from 600 ° C to lower values and achieving complete extinction of the fire. A known method of extinguishing a peat fire [1].

Недостатком этого способа является возможность тушения торфяного пожара, залегающего только на поверхности, в то время как мощность горения торфяников может достигать 10-15 м и более.The disadvantage of this method is the ability to extinguish a peat fire occurring only on the surface, while the burning power of peat bogs can reach 10-15 m or more.

Применение этого метода представляет большие сложности в лесной местности, а возможно только на открытой поверхности.The application of this method is very difficult in a forest area, and possibly only on an open surface.

Кроме того, при тушении пожара возможны обрушения поверхностного слоя торфа и провал бульдозера в прогары во внутрь горящего торфяника.In addition, when extinguishing a fire, collapse of the surface layer of peat and collapse of the bulldozer into burnouts inside the burning peat are possible.

Известен также традиционный способ тушения торфяного пожара, включающий окапывание горящей площади торфа оградительными канавами, заполнение их водой, и тушение торфа перекапыванием, заливкой водой с поверхности земли [2].Also known is the traditional method of extinguishing a peat fire, including digging the burning area of peat with protective ditches, filling them with water, and extinguishing peat by digging, pouring water from the surface of the earth [2].

Недостатком этого способа является низкая эффективность тушения глубоко залегающего торфяного пожара водой с поверхности земли. Такая заливка не позволяет надежно предотвратить горение торфа за счет инфильтрации (просачивания) воды к очагу горения.The disadvantage of this method is the low efficiency of extinguishing a deep-lying peat fire with water from the surface of the earth. Such pouring does not reliably prevent the burning of peat due to the infiltration (seepage) of water to the burning site.

Нахождение при тушении людей возле горения торфяника опасно из-за возможного проваливания в выгоревшие на глубине пустоты.It is dangerous to extinguish people near the burning of a peat bog because of the possibility of falling into empty spaces burnt out at a depth.

Кроме того, находящимся в этих условиях людям наносится существенный вред здоровью из-за влияния вредных продуктов горения, таких как угарный газ, мелкие взвешенные частицы, бензол и другие.In addition, people under these conditions are seriously injured due to the effects of harmful combustion products, such as carbon monoxide, fine particulate matter, benzene and others.

Наиболее близким к предложенному является способ бесконтактного импульсного метода тушения торфяных пожаров при помощи специальных пластмассовых авиабомб, которые после сбрасывания их с платформ движутся вниз по направлению к очагу пожара, а при соприкосновении с торфом глубоко в него вворачиваются за счет специальных механизмов, что позволяет подать воду для тушения на глубину [3].Closest to the proposed method is a non-contact pulse method of extinguishing peat fires using special plastic aerial bombs that, after dropping them from the platforms, move down towards the fire, and when they come in contact with peat, they are screwed deep into it due to special mechanisms, which allows water to be supplied to extinguish to a depth [3].

Недостатками данного способа является прежде всего ограниченный объем специальной жидкости, подаваемой к месту пожара, тогда как площадь пожара зачастую требует доставки значительно больших объемов жидкости.The disadvantages of this method are primarily the limited amount of special fluid supplied to the site of the fire, while the area of the fire often requires the delivery of significantly large volumes of fluid.

Кроме того, вероятность вхождения авиабомбы на достаточную глубину при очень высоких температурах горящего торфа в очаге приведет скорее всего к досрочному выбросу специальной жидкости в районе поверхности соприкосновения с торфом, причем при таком способе тушения задействуются летательные аппараты и летный состав, который должен успешно справляться с поставленной задачей по точности попадания и работать в зоне повышенных температур, что неизбежно повышает затратность технологии тушения торфяного пожара в целомIn addition, the likelihood of an aerial bomb entering a sufficient depth at very high temperatures of burning peat in the outbreak will most likely lead to early release of a special liquid in the area of contact with peat, and this method of extinguishing involves aircraft and flight personnel, which must successfully cope with the delivered the task of getting accuracy and working in the zone of elevated temperatures, which inevitably increases the cost of extinguishing the peat fire in general

Настоящее изобретение направлено на повышение эффективности способа тушения торфяного пожара за счет гидродинамического нагнетания воды в очаг горения, который может находиться на любой и даже значительной глубине торфяника, и обеспечения при этом дистанционности тушения пожара. Кроме того, изобретение позволяет беспрепятственно тушить повторные возгоранияThe present invention is aimed at increasing the efficiency of a method of extinguishing a peat fire due to hydrodynamic injection of water into the combustion zone, which can be at any or even a significant depth of the peat bog, and at the same time ensure the distance to extinguish the fire. In addition, the invention allows to easily extinguish repeated fires.

Использование изобретения позволяет также повысить эффективность тушения пожара за счет добавления в воду поверхностно-активных веществ или других химикатов, которые значительно повысят разрушение и проникновение воды в битум, который плохо смачивается чистой водой, в то время, как его содержание в торфе достигает 15% и более.The use of the invention also allows to increase the efficiency of fire extinguishing by adding surfactants or other chemicals to the water, which will significantly increase the destruction and penetration of water into bitumen, which is poorly wetted by pure water, while its content in peat reaches 15% and more.

Для достижения технического результата в способе тушения торфяного пожара на глубине, включающем подачу воды ниже уровня поверхности земли, воду подают непосредственно к очагу горения, для чего в зависимости от глубины расположения очага горения на удаленном расстоянии от него проходят котлован глубиной, соответствующей глубине нахождения огня, и из него пробуривают наклонную с установкой обсадной колонны скважину в направлении очага горения, либо, если огонь находится на значительной глубине торфяника, с поверхности земли на удаленном расстоянии от очага горения пробуривают наклонную с установкой обсадной колонны скважину в направлении очага и искривляют ее в горизонтальной плоскости на глубине горения торфа, затем в пробуренную любым способом скважину помещают перфорированную на конце бурильную трубу и подают в нее под давлением воду, после ликвидации очага горения бурильную трубу извлекают, а для тушения повторного возгорания используют обсадную колонну. Кроме того, для тушения торфяного пожара на глубине с поверхности земли или из котлованов пробуривают несколько скважин по сетке. А также для тушения торфяного пожара на глубине подготавливают специальную жидкость в виде смеси воды и поверхностно активных веществ или различных солей и подают ее под давлением в перфорированную на конце бурильную трубу.To achieve a technical result in a method of extinguishing a peat fire at a depth that includes supplying water below the surface of the earth, water is supplied directly to the burning center, for which, depending on the depth of the burning zone at a remote distance from it, a foundation pit with a depth corresponding to the depth of fire is passed, and from it drill a well inclined with casing installation in the direction of the combustion zone, or, if the fire is at a considerable depth of the peat bog, from the surface of the earth to a remote m a distance from the source of combustion, a borehole is drilled with an installation of the casing in the direction of the source and bent it in a horizontal plane at a depth of peat burning, then a perforated drill pipe is placed in the well drilled by any means and water is supplied under pressure, after eliminating the source of combustion the drill pipe is removed, and casing is used to extinguish reignition. In addition, to extinguish a peat fire at a depth from the surface of the earth or from pits, several wells are drilled along the grid. Also, to extinguish a peat fire at a depth, a special liquid is prepared in the form of a mixture of water and surface-active substances or various salts, and it is supplied under pressure to a perforated drill pipe.

Технологическая схема бурения и устройства горизонтальной скважины представлена на фиг.1, а наклонной скважины на фиг.2.The technological scheme of drilling and horizontal well device is presented in figure 1, and an inclined well in figure 2.

Для реализации способа тушения торфяного пожара с использованием горизонтальной скважины необходимо наличие котлована 1, зумпфа 2, пройденного в донной части котлована 1, бурового станка 3 и бурового насоса 4. При этом буровой насос смонтирован таким образом, что его всасывающий патрубок 5 опущен в зумпф 2, заполненный водой или специальной жидкостью, а сам буровой насос 4 соединен с буровым станком 3 через трубопровод 6. Тушение пожара в очаге горения 7 будет осуществляться через горизонтальную скважину 8, в устье которой установлен кондуктор 9, на котором, в свою очередь, смонтирован превентор 10 со сливным патрубком 11, а по всей длине скважины 8 установлена обсадная колонна 12, перфорированная в концевой части. Сам буровой станок 3 снабжен бурильной колонной 13 с долотом 14 и толстостенной перфорированной трубой 15 повышенной жесткости, установленной между колонной 13 и долотом 14.To implement the method of extinguishing a peat fire using a horizontal well, it is necessary to have a pit 1, a sump 2, passed in the bottom of the pit 1, a drilling rig 3 and a mud pump 4. In this case, the mud pump is mounted so that its suction pipe 5 is lowered into the sump 2 filled with water or a special fluid, and the mud pump 4 itself is connected to the drilling rig 3 through a pipeline 6. Fire extinguishing in the combustion zone 7 will be carried out through a horizontal well 8, in the mouth of which a conductor 9 is installed , on which, in turn, a preventer 10 with a drain pipe 11 is mounted, and a casing 12 perforated in the end part is installed along the entire length of the well 8. The drilling rig 3 itself is equipped with a drill string 13 with a bit 14 and a thick-walled perforated pipe 15 of increased rigidity, installed between the column 13 and the bit 14.

Для реализации способа с поверхности земли проходят котлован 1, на дне которого проходят зумпф 2 для хранения и отведения воды или специальной жидкости. Причем котлован проходят с помощью землеройной техники любого типа таких размеров, чтобы в нем по габаритам свободно разместились буровой станок 3, буровой насос 4 и зумпф 2. Собственно глубина котлована будет определяться глубиной расположения очага горения 7, а параметры зумпфа 2 - технологическими параметрами бурового насоса 4. В пройденный котлован 1 устанавливают буровой станок 3 и буровой насос 4, всасывающий патрубок 5 которого помещают в зумпф 2, заполненный водой или специальной жидкостью, причем насос 4 подсоединяют к буровому станку 3 через трубопровод 6. Для осуществления бурения горизонтальной скважины 8 с помощью бурового станка 3 в ее устье устанавливают кондуктор 9, на который монтируют превентор 10 для отвода из скважины воды или специальной жидкости по сливному патрубку 11. Далее начинают осуществлять бурение горизонтальной скважины 8 в направлении очага горения 7 с помощью бурового станка 3, бурильной колонны 13 с долотом 14, с установкой обсадной колонны 12. В процессе бурения для недопущения искривления скважины 8 в компановку бурильной колонны 13 вносят изменения, для чего за долотом 14 устанавливают толстостенную перфорированную трубу 15 повышенной жесткости. После того как скважина 8 достигла очага горения 7, процесс бурения прекращают, закрывают превентор 10, чтобы направить воду или специальную жидкость в очаг горения 7 и прекратить ее сброс через сливной патрубок 11. Затем увеличивают подачу воды или специальной жидкости с помощью бурового насоса 4 через трубопровод 6 и буровой станок 3 по горизонтальной скважине 8 к очагу горения 7. Далее продолжают гидродинамическое нагнетание воды из толстостенной перфорированной трубы 15 повышенной жесткости в очаг горения 7. После появления на поверхности земли зоны обводнения, либо полного прекращения процесса горения подачу воды прекращают и извлекают бурильную колонну 13 из скважины 8. После извлечения бурильной колонны 13 из скважины 8 в дальнейшем можно использовать обсадную колонну 12 для дальнейшего тушения возгораний в очаге 7 в любой необходимый момент времени.To implement the method, a pit 1 passes from the surface of the earth, at the bottom of which a sump 2 passes for storing and discharging water or a special liquid. Moreover, the pit pass using earthmoving equipment of any type of such sizes that the drilling rig 3, the mud pump 4 and sump 2 are freely located in dimensions. The depth of the pit will be determined by the depth of the location of the combustion center 7, and the parameters of the sump 2 by the technological parameters of the mud pump 4. In the excavated pit 1, a drilling rig 3 and a mud pump 4 are installed, the suction pipe 5 of which is placed in a sump 2 filled with water or a special fluid, and the pump 4 is connected to the drilling rig 3 through the pipeline 6. To drill a horizontal well 8 using a drilling machine 3, a conductor 9 is installed in its mouth, onto which a preventer 10 is mounted to drain water or special fluid from the well through the drain pipe 11. Then, the horizontal well 8 is drilled in the direction the combustion zone 7 using the drilling machine 3, the drill string 13 with a bit 14, with the installation of the casing 12. During the drilling process to prevent curvature of the well 8 in the layout of the drill string 13 make changes, d I then set for 14 bit thick-walled perforated tube 15 increased rigidity. After the well 8 has reached the combustion zone 7, the drilling process is stopped, the preventer 10 is closed to direct water or a special liquid to the combustion zone 7 and to stop its discharge through the drain pipe 11. Then, the flow of water or special liquid is increased using the mud pump 4 through the pipeline 6 and the drilling rig 3 along the horizontal well 8 to the burning center 7. Then continue the hydrodynamic injection of water from the thick-walled perforated pipe 15 of increased stiffness into the burning center 7. After appearing on the surface mli watering zone or complete cessation of the combustion process and the water supply is stopped the drill string 13 is removed from the well 8. After removing the drill string 13 from the borehole 8 can then be used for the casing 12 further extinguishing the hearth 7 at any desired time.

Для реализации способа тушения торфяного пожара с помощью наклонной скважины необходимо наличие бурового станка 3, бурового насоса 4, для которого на поверхности земли пройден зумпф 2. При этом буровой насос смонтирован таким образом, что его всасывающий патрубок 5 опущен в зумпф 2, заполненный водой или специальной жидкостью, а сам насос соединен с буровым станком 3 посредством трубопровода 6. Тушение пожара в очаге горения 7 будет осуществляться через наклонную скважину 16, в устье которой установлен кондуктор 9, на котором смонтирован превентор 10 со сливным патрубком 11, а по всей длине скважины установлена обсадная колонна 12, перфорированная в концевой части. Сам буровой станок 3 оснащен бурильной колонной 13 с долотом 14 и толстостенной перфорированной трубой 15 повышенной жесткости, установленной между бурильной колонной 13 и долотом 14.To implement the method of extinguishing a peat fire using an inclined well, it is necessary to have a drilling rig 3, a mud pump 4, for which a sump 2 has been passed on the surface of the earth. In this case, the mud pump is mounted so that its suction pipe 5 is lowered into a sump 2 filled with water or a special fluid, and the pump itself is connected to the drilling rig 3 by means of a pipe 6. Fire extinguishing in the combustion zone 7 will be carried out through an inclined well 16, in the mouth of which a conductor 9 is installed, on which the pre-mounted torus 10 with the spout 11, and along the entire length of the well casing 12 is installed, a perforated end portion. The drilling rig 3 itself is equipped with a drill string 13 with a chisel 14 and a thick-walled perforated pipe 15 of increased rigidity installed between the drill string 13 and the chisel 14.

При тушении глубокого очага горения торфяника для реализации способа буровой станок 3 помещают на земной поверхности, непосредственно рядом с ним проходят зумпф 2 для воды или специальной жидкости, рядом устанавливают буровой насос 4 с всасывающим патрубком 5 и соединяют буровой станок 3 с буровым насосом 4 с помощью трубопровода 6. Для осуществления бурения наклонной скважины 16 в ее устье устанавливают кондуктор 9, на который монтируют превентор 10 для отвода из скважины 16 воды или специальной жидкости по сливному патрубку 11. После установки бурового станка 3 начинают производить бурение наклонной скважины 16 в направлении очага горения 7 с помощью бурильной колонны 13 с долотом 14. В процессе бурения в скважине 16 устанавливают обсадную колонну 12, перфорированную в концевой части. Также в процессе бурения для недопущения искривления наклонной скважины 16 в компановку бурильной колонны 13 за долотом 14 также устанавливают толстостенную перфорированную трубу 15 повышенной жесткости. После достижения скважиной 16 очага горения 7, закрывают превентор 10, что позволит прекратить сброс через сливной патрубок 11 воды или специальной жидкости и направить воду или специальную жидкость в очаг горения 7. Затем увеличивают подачу воды или специальной жидкости с помощью бурового насоса 4 через трубопровод 6 и буровой станок 3 по наклонной скважине 16 к очагу горения 7. Далее продолжают проводить гидродинамическое нагнетание воды или специальной жидкости из толстостенной перфорированной трубы 15 повышенной жесткости в очаг горения 7. После появления на поверхности земли зоны обводнения, либо полного прекращения процесса горения подачу воды прекращают и извлекают бурильную колонну 13 из наклонной скважины 16. После извлечения бурильной колонны 13 из скважины 161 можно использовать обсадную колонну 12 для последующего тушения огня в очаге горения 7 в любой необходимый момент времени.When extinguishing a deep burning area of peat bog to implement the method, the drilling rig 3 is placed on the earth's surface, a sump 2 for water or special liquid passes directly next to it, the mud pump 4 is installed next to the suction pipe 5 and the drilling rig 3 is connected to the mud pump 4 using pipeline 6. For drilling an inclined well 16, a conductor 9 is installed in its mouth, onto which a preventer 10 is mounted to drain water or special fluid from the well 16 through the drain pipe 11. After installation drill rig 3 begin to drill inclined hole 16 in the direction of the combustion zone 7 using the drill string 13 with a bit 14. During the drilling process in the well 16 install the casing 12, perforated in the end part. Also in the drilling process to prevent curvature of the deviated well 16, a thick-walled perforated pipe 15 of increased rigidity is also installed behind the drill bit 14 in the drill string assembly 13. After the well 16 reaches the combustion zone 7, the preventer 10 is closed, which will allow to stop the discharge through the drain pipe 11 of water or special liquid and direct the water or special liquid to the combustion center 7. Then, the flow of water or special liquid is increased using the mud pump 4 through the pipeline 6 and the drilling rig 3 along an inclined well 16 to the burning center 7. Next, hydrodynamic injection of water or a special liquid from the thick-walled perforated pipe 15 of increased rigidity into the burning center 7 is continued. After the flooding zone appears on the surface of the earth, or the combustion process is completely stopped, the water supply is stopped and the drill string 13 is removed from the deviated well 16. After the drill string 13 is removed from the well 161, the casing 12 can be used to extinguish the fire in the burning center 7 at any necessary moment of time.

ЛитератураLiterature

1. А.с. №15919991. A.S. No. 1591999

2. Воробьев Ю.Л., Акимов В.А., Соколов Ю.И. Лесные пожары на территории России. Под общей редакцией Воробьева Ю.Л.: МЧС России. - М.: ДЭКС-ПРЕСС, 20042. Vorobyov Yu.L., Akimov V.A., Sokolov Yu.I. Forest fires in Russia. Under the general editorship of Vorobyov Yu.L .: EMERCOM of Russia. - M .: DEKS-PRESS, 2004

3. Патент РФ 2201776 по заявке 2001103686\12 от 12.02.20013. RF patent 2201776 on the application 2001103686 \ 12 of 12.02.2001

Claims

1. A method of extinguishing a peat fire at a depth, comprising supplying water below the level of the earth's surface, characterized in that the water is supplied directly to the burning source, for which, depending on the depth of the location of the source at a remote distance from it, a foundation pit with a depth corresponding to the depth of fire is and a well is drilled from it horizontal with the installation of the casing string in the direction of the burning center or, if the fire is at a considerable depth of the peat bog, from the surface of the earth at a remote distance from the center Drills drill a well inclined with casing installation in the direction of the combustion zone and bend it in a horizontal plane at a depth of peat burning, then perforated drill pipe is placed in the well drilled in any way and water is supplied under pressure, after the burning center has been eliminated, the drill pipe is removed and the casing is used to extinguish re-ignition.

2. The method according to claim 1, characterized in that several wells are drilled from the surface of the earth or from pits along the grid.

3. The method according to claim 1, characterized in that a specially prepared liquid in the form of a mixture of water and surfactants or various salts is supplied into the perforated drill pipe under pressure.