DE1256604B

DE1256604B - Device for extinguishing burning natural gas and natural gas oil probes

Info

Publication number: DE1256604B
Application number: DEV28328A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Helmut Stegbeck
Original assignee: BOHRLOCHZEMENTIERUNG VEB
Current assignee: BOHRLOCHZEMENTIERUNG VEB
Priority date: 1965-04-24
Filing date: 1965-04-24
Publication date: 1967-12-21

Description

Vorrichtung zum Ablöschen brennender Erdgas-und Erdgas-Erdölsonden Beim Abteufen von Bohrungen zur Erkundung und zum Aufschluß von Erdgas- und Erdöllagerstätten kommt es trotz aller Vorkehrungen immer wieder vor, daß Sonden außer Kontrolle kommen, eruptieren und in Brand geraten. Die Folge solch eines Sondenbrandes bedeutet in der Regel den Totalverlust der Bohranlage mit Bohrturm, der nach wenigen Minuten ausgeglüht über der Bohrung zusammenstürzt. Die heute noch übliche Methode, brennende Bohrsonden zu löschen, ist die der Sprengung. Bevor die Sprengung durchgeführt werden kann, macht es sich jedoch erforderlich, daß die Sonde in mühsamer und gefahrvoller Arbeit von den glühenden Trümmern zu befreien ist. Zur Sprengung selbst müssen dann, je nach Stärke des Ausbruches, meist mehrere hundert Kilogramm brisanter Sprengstoff eingesetzt werden. In Fällen, wo sich die Bohrtürme in der Nähe von Siedlungen befinden, sowie auf ergiebigen Bohrfeldern, wo Bohrtürme direkt beieinanderstehen, ist eine Sprengung nicht immer zweckmäßig, weil dadurch erhebliche Zusatzschäden entstehen können. Dies tritt besonders dann auf, wenn die erste Sprengung nicht zum Erfolg führt und Wiederholungen erforderlich sind. Bei Sprengungen besteht auch immer die Gefahr, daß die Sondenmündung beschädigt wird, was dann beim erneuten Fassen der Sonde zusätzlich Schwierigkeiten verursacht. Es ist bekannt, brennende Sonden mit Hilfe eines Schutzschildes zu bekämpfen. Dieser Schutzschild ist zweiteilig ausgeführt und umschließt die brennende Sonde, um Personen oder Werkzeugen Schutz vor den Flammen zu bieten. Er besteht aus einem konischen Grundkörper aus feuerbeständigem Material, der von außen gekühlt wird. Wobei dieser Grundkörper außer der Trennfuge seiner beiden Teile absolut geschlossen ist und keinen Durchtritt eines Löschmittels gestattet.Device for extinguishing burning natural gas and natural gas oil wells When sinking boreholes for the exploration and development of natural gas and oil deposits despite all precautions, it happens again and again that probes get out of control, erupt and catch fire. The consequence of such a probe fire means in usually the total loss of the drilling rig with derrick, which occurs after a few minutes annealed and collapses over the hole. The still common method today, burning To extinguish drill probes is to blow them up. Before the demolition can be carried out can, however, make it necessary that the probe is more laborious and dangerous Work is to be rid of the glowing rubble. For the detonation itself must then depending on the strength of the outbreak, usually several hundred kilograms of explosive explosives can be used. In cases where the derricks are located near settlements, as well as on productive drilling fields, where derricks stand directly next to each other, is one Blasting is not always appropriate because it causes considerable additional damage can. This occurs especially if the first blast is unsuccessful leads and repetitions are required. In the case of blasting there is always that Danger that the probe mouth is damaged, which then when you grasp the Probe also causes difficulties. It is known to have burning probes Fight with the help of a protective shield. This protective shield is made in two parts and encloses the burning probe to protect people or tools from the flames to offer. It consists of a conical body made of fire-resistant material, which is cooled from the outside. With this main body except for the parting line of his both parts are absolutely closed and no extinguishing agent is allowed to pass through.

Es ist weiterhin eine Vorrichtung zum Löschen von brennenden Erdöl- oder Ergassonden bekannt, bei der ein Löschmittel parallel zur Flamme durch eine Vielzahl von Düsen ausgeblasen wird, deren Austrittsöffnungen auf mehreren konzentrisch zur Achse der Flamme liegenden Kreisen angeordnet sind. Dadurch wird ein tangentialer Schirm von Löschmittel gebildet, wodurch nur eine Umhüllung des Sondenstrahles erfolgt, aber eine intensive Beladung mit Löschmittel nicht möglich ist.It is also a device for extinguishing burning petroleum or Ergas probes known, in which an extinguishing agent parallel to the flame by a Large number of nozzles is blown out, the outlet openings of which are concentric on several are arranged to the axis of the flame lying circles. This makes a tangential Screen formed by extinguishing agent, which only covers the probe beam, but intensive loading with extinguishing agent is not possible.

Die Hauptschwierigkeiten beim Einsatz von flüssigen und/oder gasförmigen chemischen Löschmitteln bestehen darin, daß die Erdgas- bzw. Erdöl-Erdgasstrahlen in vielen Fällen mit Schallgeschwindigkeit austreten und eine Wurfhöhe von 30 bis 50 m haben, bei einem ausgeworfenen Gasvolumen von 30 bis 40 m3/sec und mehr.The main difficulties with the use of liquid and / or gaseous chemical extinguishing agents consist in the fact that the natural gas or petroleum-natural gas jets in many cases exit at the speed of sound and a throw height of 30 to 50 m, with an ejected gas volume of 30 to 40 m3 / sec and more.

Da die aus der Erde in die Luft blasenden Sondenstrahlen den Mischungsgesetzen unterliegen, saugen sie auf Grund ihrer Injektorwirkung über ihre gesamte Wurfhöhe von allen Seiten Frischluft an, so daß sich längs des Strahles ein mit einem Mischwinkel von etwa 8° nach oben zunehmender Mantel eines brennbaren Gas-Luft-Gemisches bildet, der etwa 1,5 bis 2,5 m oberhalb der Sondenmündung an seiner Oberfläche zu brennen beginnt.Since the probe beams blowing out of the earth into the air comply with the laws of mixing subject to, they suck due to their injector effect over their entire throw height fresh air from all sides, so that along the jet there is a mixing angle forms a jacket of a combustible gas-air mixture that increases from about 8 ° upwards, which burn about 1.5 to 2.5 m above the probe mouth on its surface begins.

Der Zustand und die Wurfhöhe einer frei eruptierenden Sonde wird im wesentlichen bestimmt durch den Lagerstättendruck, die Ergiebigkeit des fündigen Horizontes und den Flüssigkeitsanteil im Erdgas (Erdöl, Salz- und Lagerstättenwasser). Der Flüssigkeitsanteil beeinflußt die Wurfhöhe, weil er die Dichte des Strahles verändert und damit den Mischwinkel. Mit erhöhtem Flüssigkeitsanteil vergrößert sich die Wurfhöhe. Mit größerer Wurfhöhe steigt jedoch die Schwierigkeit für eine chemische Löschung, da der Strahl bis zu seinem Scheitel mit einer geschlossenen unbrennbaren Haube löschmittelbeladenen Gemisches eingeschlossen werden muß, um zum Löscherfolg zu kommen.The state and the throwing height of a freely erupting probe is shown in the essentially determined by the reservoir pressure, the productivity of the find Horizon and the proportion of liquid in natural gas (crude oil, salt water and reservoir water). The proportion of liquid affects the height of the throw because it affects the density of the jet changed and with it the mixing angle. Enlarged with increased liquid content the throw height. However, the greater the throwing height, the greater the difficulty for one chemical extinction, since the beam is closed up to its vertex with a incombustible hood extinguishing agent-laden mixture must be included in order to to achieve success in the extinguishing process.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, welche geeignet ist, den ausgeblasenen Sondenstrahl mit einer geschlossenen, unbrennbaren Haube eines flüssigen oder gasförmigen chemischen Löschmittels zu umgeben, um den Zutritt der Luft zum Sondenstrahl zu verhindern und damit den Verbrennungsvorgang zu unterbrechen.The invention is based on the object of developing a device which is suitable for the blown probe beam with a closed, non-combustible To surround the hood of a liquid or gaseous chemical extinguishing agent To prevent air from entering the probe beam and thus the combustion process to interrupt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß über ein von einer Flaschenbatterie gespeistes Düsenringsystem dem eruptierenden Strahl als Löschmittel chemische Verbindungen, z. B. Kohlenwasserstoff-Halogenverbindungen, von hohem spezifischen Gewicht (Wichte y > 1,5) entweder allein oder mit einem verflüssigten Treibgas vermischt unter Druck zugeführt werden. Das Düsenringsystem ist so angeordnet, daß die Schleppwirkung des Strahles in größtmöglichem Umfang für den Löschmitteltransport in die Wurfhöhe ausgenutzt wird. Als Düsenringsystem werden ein oder mehrere übereinander angeordnete Düsenrohrringe verwendet, die als Halbringe in Teilgestellen befestigt sind.According to the invention the object is achieved in that a of A nozzle ring system fed by a cylinder battery acts as an extinguishing agent for the erupting jet chemical compounds, e.g. B. hydrocarbon-halogen compounds, of high specific Weight (weights y> 1.5) either alone or with a liquefied one Propellant gas can be supplied mixed under pressure. The nozzle ring system is arranged in such a way that that the dragging effect of the jet to the greatest possible extent for the transport of the extinguishing agent is used in the throwing height. As a nozzle ring system, one or more arranged nozzle pipe rings are used, which are fastened as half rings in sub-frames are.

Die vorteilhaften Auswirkungen dieser Erfindung sind darin zu sehen, daß in jedem Fall das Bohrloch unbeschädigt erhalten bleibt und die brennende Sonde in wesentlich kürzerer Zeit mit einfachen Mitteln gelöscht werden kann.The beneficial effects of this invention can be seen in that in any case the borehole and the burning probe remain undamaged can be deleted in a much shorter time with simple means.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Es zeigt F i g. 1 ein Dreistufensystem, mit jeweils einem Löschring pro Stufe, F i g. 2 einen Düsenrohrring der untersten Stufe nach F i g. 1 in der Draufsicht, F i g. 3 einen Düsenrohrring der obersten Stufe nach F i g. 1 in der Seitenansicht, F i g. 4 einen Düsenrohrring der mittleren Stufe nach F i g. 1 in der Draufsicht.The device according to the invention should be based on the in the drawing illustrated embodiment are explained in more detail. It shows F i g. 1 a Three-stage system, with one extinguishing ring per stage, F i g. 2 a nozzle pipe ring the lowest level according to FIG. 1 in plan view, F i g. 3 a nozzle pipe ring the top tier according to FIG. 1 in side view, F i g. 4 a nozzle pipe ring the middle stage according to FIG. 1 in plan view.

Die Wirkungsweise der Erfindung ist folgende: Über einen oder mehrere konzentrisch zum Sondenstrahl 1 ausblasende Düsenrohrringe 2 wird das Löschmittel dem brennenden Sondenstrahl 1 entweder senkrecht oder geneigt zur Strahlachse zugeführt, so daß das Löschmittel oder der Löschmittelnebel durch die Injektorwirkung des Sondenstrahles 1 als Schlauch mit in die Höhe gerissen wird. Dadurch bildet sich eine mit Löschmitteln beladene unbrennbare lvlischzone um den eruptierten Sondenstrahl 1, durch welche eine Löschung des Brandes erreicht werden kann. Die Ausnutzung der Schleppwirkung ist besonders deshalb von großer Wichtigkeit, weil z. B. Wasserstrahlen, die an die Oberfläche des eruptierten Strahles geworfen werden, an dieser zerplatzen, ohne nennenswert einzudringen. Damit wird das Wasser auch nur zu einem geringen Teil mit hochgerissen, während der Rest nach der Seite verspritzt bzw. außerhalb des Strahles wieder abregnet.The mode of operation of the invention is as follows: The extinguishing agent is fed to the burning probe jet 1 either perpendicularly or inclined to the jet axis via one or more nozzle pipe rings 2 blowing out concentrically to the probe jet 1, so that the extinguishing agent or the extinguishing agent mist through the injector effect of the probe jet 1 as a hose with the height is torn. As a result, an incombustible liquid zone loaded with extinguishing agents is formed around the erupted probe beam 1, by means of which the fire can be extinguished. The use of the drag effect is particularly important because, for. B. water jets that are thrown to the surface of the erupted jet, burst at this without penetrating significantly. This means that only a small part of the water is torn up, while the rest of the water is splashed sideways or rains down again outside the jet.

Die Wirkung kann wesentlich verbessert werden, wenn z. B. bei Sonden, die mit hoher Geschwindigkeit, insbesondere mit Schallgeschwindigkeit, austreten, ein oder mehrere Düsenrohrringe 3 mit den Düsenöffnungen entweder in den Strahl hineinragen oder unmittelbar in die Nähe der Strahloberfläche reichen, so daß der Sondenstrahl l entweder durch die Düsenrohre selbst oder durch die mit hohem Impuls in die Strahloberfläche eingeblasenen Löschmittelstrahlen aufgerissen wird. Bei Verwendung von Löschmittelgemischen mit verflüssigtem Treibgas wird dieser Effekt noch unterstützt, durch das in der äußeren Strahlschicht zum Teil noch expandierende Treibgas oder zerstäubende Löschmittel. Die Folge dieses Effektes ist eine Vergrößerung des Mischwinkels, eine Beladung der Strahlmischzone mit Löschmittel und eine Reduzierung der den chemischen Löschvorgang erschwerenden Wurfhöhe des eruptierten Sondenstrahles 1. Eine weitere Verbesserung der Löschwirkung und zusätzliche Sicherung gegen Rückzündungen aus der Höhe, verursacht durch die heiße Abgaswolke oder durch die oben noch brennende Sonde, kann erzielt werden, wenn durch einen oder mehrere Düsenrohrringe 4 in einiger Entfernung von der Sondenmündung das Löschmittel oder das Löschmittel-Treibgasgemisch in den Sondenstrahl 1, insbesondere den durch die vordem beschriebenen Maßnahmen schon gestörten Strahl, mit hohem Impuls bis in die Strahlachse eingeblasen wird. Das dadurch in der Strahlmitte nach oben mitgerissene Löschmittel bildet eine in Strahlrichtung von innen nach außen gehende Mischzone, insbesondere im Strahlscheitel, eine hohe Löschmittelkonzentration und vermindert dadurch die Rückzündgefahr von oben durch Bildung einer Löschmittelhaube, die sich dauernd ergänzt und verstärkt, solange Löschmittel eingeblasen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht je nach Notwendigkeit, d. h. Stärke des Sondenausbruches die Anwendung der beschriebenen Maßnahmen einzeln oder gleichzeitig vor.The effect can be significantly improved if, for. B. with probes, which emerge at high speed, especially at the speed of sound, one or more nozzle tube rings 3 with the nozzle openings either in the jet protrude or extend directly into the vicinity of the beam surface, so that the Probe jet l either through the nozzle pipes themselves or through those with high impulse extinguishing agent jets blown into the jet surface is torn open. at The use of extinguishing agent mixtures with liquefied propellant gas will reduce this effect still supported by that which is still expanding in the outer spouted layer Propellant gas or atomizing extinguishing agent. The consequence of this effect is an increase in size of the mixing angle, a loading of the jet mixing zone with extinguishing agent and a reduction the throwing height of the erupted probe beam which makes the chemical extinguishing process more difficult 1. A further improvement in the extinguishing effect and additional protection against reignition from above, caused by the hot exhaust gas cloud or by the one that is still burning above Probe, can be achieved if through one or more nozzle tube rings 4 in some Remove the extinguishing agent or the extinguishing agent-propellant gas mixture from the probe mouth in the probe beam 1, in particular the measures described above already disturbed jet is blown into the jet axis with high impulse. The extinguishing agent carried upwards in the center of the jet forms an in Jet direction from the inside to the outside mixing zone, especially in the jet apex, a high concentration of extinguishing agent and thus reduces the risk of re-ignition of at the top by the formation of an extinguishing agent hood, which is continuously supplemented and reinforced, as long as extinguishing agents are blown in. The inventive method looks ever as necessary, d. H. Strength of the probe eruption the application of the described Measures individually or simultaneously.

Claims

Claims: 1. Device for extinguishing burning natural gas and natural gas oil probes with the supply of chemical extinguishing agents of high density (y> 1.5) alone or in a mixture with a propellant liquefied under pressure by means of a system of known nozzle pipe rings, characterized in that the From the ring pipes (2, 3, 4) to the jet axis outgoing nozzle pipes extending like spokes directly into the jet surface of the probe jet (1) or reach it directly, blow the extinguishing agent without lateral deflection perpendicularly or at an angle to the probe axis and thereby create a disturbance zone form in the jet surface.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that above the interference zone at least one known ring tube (4) is provided, the nozzle tube of which extends so far into the probe jet (1) that the chemical extinguishing agent is sure to penetrate up to the jet axis . Documents considered: French Patent No. 1329 060; USA: Patent No. 2,818,928.