RU2050870C1

RU2050870C1 - Self-propelled unit for extinguishing fires on flows of gas, oil and gas-oil wells

Info

Publication number: RU2050870C1
Authority: RU
Inventors: Б.К. Чемоданов; Н.В. Чебуркин; О.К. Белокопытов; В.Е. Макаров; Ю.В. Быстров; Р.А. Зашляпин; И.К. Насибулин; Ю.В. Томашов; А.П. Южанин; А.Н. Шарков; Е.Я. Синицын; Ю.П. Смольников
Original assignee: Специальное конструкторское бюро "Штурм"
Priority date: 1991-12-16
Filing date: 1991-12-16
Publication date: 1995-12-27

Abstract

FIELD: fire-fighting equipment. SUBSTANCE: self-propelled unit for extinguishing fires has chassis, hollow bar having nonclosed collector with sprayers located around its periphery on its one end, and its other end is connected with chassis for turning and with tank filled with fire-extinguishing compound. Unit is also provided with remote control system, additional hollow bar with collector, sprayer and pressure-operated valve, wash-off system, screen insulation, powder guns, two balance beams and life-support system with cryogenic heat exchanger. Tank with fire extinguishing compound is made in form of vessel with liquid nitrogen, and heat exchanger is located inside vessel. Vessel is mounted on chassis and communicated by means of flexible pipelines with hollow bars. Wash-off system is arranged above vessel with liquid nitrogen and connected with remote control system. Hollow bars are located inside bearing truss connected through balance beam with remote control system. Powder guns are arranged for motion in vertical plane on the second balance beam connected with remote control system. Life-support system is located on chassis and communicated through cryogenic heat exchanger by means of pipeline with vessel containing liquid nitrogen. Chassis, liquid nitrogen vessel, life-support system and remote control system are protected with screen insulation. Sprayers on collectors are made in form of holes and located over inner periphery of collectors, at least, in two rows at radial angles relative to bar corresponding to location of boundaries of well flame front. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к пожарной технике и в частности к установкам для тушения пожаров фонтанов, возникающих при разработке газовых, нефтяных и газонефтяных скважин в процессе бурения или эксплуатации. The invention relates to fire fighting equipment, and in particular to installations for extinguishing fires of fountains arising from the development of gas, oil and gas-oil wells during drilling or operation.

Известна система пожаротушения, содержащая самоходные пожарные агрегаты на гусеничном ходу, защищенные металлическим кожухом, в каждом из которых размещены резервуары с огнетушащей жидкостью и соединенные с ними баллоны со сжатым воздухом, система подачи пены и выпускные сопла, силовой двигатель, система тепловой защиты в виде водяных емкостей, телекамера с устройством дистанционного управления. Кроме того, имеются передвижные насосные станции и связанные с ними лопасти для подачи туманообразователя на площадь пожара. A known fire extinguishing system containing self-propelled caterpillar fire engines protected by a metal casing, in each of which are tanks with extinguishing fluid and cylinders with compressed air connected to them, a foam supply system and exhaust nozzles, a power engine, a thermal protection system in the form of water tanks, a camera with a remote control device. In addition, there are mobile pumping stations and associated blades for supplying a fogger to the area of the fire.

Недостатком этой системы пожаротушения являются: невозможность тушения фонтанов с кратером, ограниченность применения для тушения обширных площадей пожара, низкая эффективность тушения фонтанов дебитом более 1 млн м³/сут. большой расход воды на тушение пожара и защиту личного состава, что усложняет тушение пожара в безводных районах.The disadvantage of this fire extinguishing system is: the impossibility of extinguishing fountains with a crater, the limited use for extinguishing large areas of fire, the low efficiency of extinguishing fountains with a flow rate of more than 1 million m ³ / day. high water consumption for extinguishing a fire and protecting personnel, which complicates the extinguishing of a fire in anhydrous areas.

Известна самоходная установка для тушения пожаров на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах, содержащая шасси и распылители, соединенные гибкими трубопроводами с насосной станцией и резервуаром с огнетушащим составом, незамкнутый кольцевой коллектор (с технологическим зазором между его ветвями для подвода коллектора к скважине, на котором равномерно по периметру установлены шарнирно распылители, управляемый дистанционно приводной механизм, обеспечивающий радиальный поворот распылителей, и полую штангу, один конец которой соединен с кольцевым коллектором, а другой шарнирно закреплен на шасси и соединен гибким трубопроводом с насосной станцией [1]
Недостатком этой установки пожаротушения является низкая эффективность тушения фонтанов с кратером, слабая защита личного состава при атаке на фонтан, невозможность использования комбинации огнетушащих средств. Кроме того, установка обеспечивает тушение фонтанов дебитом только до 1 млн м³/сутки.Known self-propelled installation for extinguishing fires in gas, oil and gas-oil wells, containing a chassis and nozzles connected by flexible piping to a pumping station and a tank with a fire extinguishing composition, an open ring manifold (with a technological gap between its branches for supplying the collector to the well, on which uniformly along the perimeter are mounted pivotally atomizers, a remote-controlled drive mechanism for radial rotation of the atomizers, and a hollow rod, one end of which is connected ene with an annular collector and the other is pivotally mounted on the chassis and is connected by flexible conduit with the pump station [1]
The disadvantage of this fire extinguishing installation is the low efficiency of extinguishing fountains with a crater, poor protection of personnel during an attack on the fountain, and the inability to use a combination of fire extinguishing agents. In addition, the installation provides extinguishing fountains with a flow rate of only up to 1 million m ³ / day.

Данная установка может быть принята в качестве прототипа ввиду сходства с заявляемой по совокупности признаков. This installation can be adopted as a prototype due to similarities with the claimed combination of features.

Предложенная самоходная установка для тушения пожаров фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах содержит шасси, полую штангу с размещенным на одном конце незамкнутым кольцевым коллектором с равномерно расположенными по его периметру распылителями, другой конец которой поворотно соединен с шасси и соединен с резервуаром с огнетушащим составом, систему дистанционного управления, дополнительную полую штангу с коллектором с распылителями и пневмоклапаном, систему смыва, экранную изоляцию, порошковые пушки, два балансира и систему жизнеобеспечения с криогенным теплообменником, при этом резервуар с огнетушащим составом выполнен в виде емкости с жидким азотом и теплообменником внутри, размещенной на шасси и соединенной гибкими трубопроводами с полыми штангами, система смыва размещена над емкостью с жидким азотом и соединена с системой дистанционного управления, полые штанги размещены внутри силовой фермы, соединенной через балансир с системой дистанционного управления, порошковые пушки размещены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости на втором балансире, соединенном с системой дистанционного управления, система жизнеобеспечения размещена на шасси и через криогенный теплообменник соединена с трубопроводом с емкостью с жидким азотом, а шасси, емкость с жидким азотом, система жизнеобеспечения и система дистанционного управления защищены экранной изоляцией, причем распылители на коллекторах выполнены в виде отверстий и расположены по внутреннему периметру коллекторов по крайней мере в два ряда под радиальными углами относительно штанги, соответствующими местоположению границ фронта пламени скважины. The proposed self-propelled installation for extinguishing fires of fountains in gas, oil and gas-oil wells contains a chassis, a hollow rod with an open ring collector placed at one end with spray guns evenly spaced around its perimeter, the other end of which is rotatably connected to the chassis and connected to the tank with a fire extinguishing composition, remote control system, additional hollow rod with a manifold with sprayers and a pneumatic valve, flush system, screen insulation, powder guns, two balancers and with life support system with a cryogenic heat exchanger, while the tank with the extinguishing agent is made in the form of a tank with liquid nitrogen and a heat exchanger inside, placed on the chassis and connected by flexible pipelines with hollow rods, the flushing system is located above the tank with liquid nitrogen and connected to the remote control system, hollow the rods are placed inside a power truss connected through a balancer to a remote control system, powder guns are placed with the possibility of moving in a vertical plane on the second A rum balancer connected to a remote control system, the life support system is located on the chassis and through a cryogenic heat exchanger is connected to a pipeline with a tank with liquid nitrogen, and the chassis, a tank with liquid nitrogen, a life support system and a remote control system are protected by screen insulation, and sprayers on the collectors are made in the form of holes and located along the inner perimeter of the collectors in at least two rows at radial angles relative to the rod, corresponding to the location of ANRITSU wells flame front.

Данная совокупность признаков позволяет получить новый технический результат, заключающийся в повышении эффективности тушения за счет изменения конструкции установки и обеспечения безопасности личного состава при атаке на фонтан. This set of features allows you to get a new technical result, which consists in increasing the extinguishing efficiency by changing the design of the installation and ensuring the safety of personnel during an attack on the fountain.

На фиг. 1 изображена установка для тушения пожаров, общий вид; на фиг.2 схема подачи огнетушащего вещества через коллектор; на фиг.3 принципиальная схема установки, где Е емкость с жидким азотом
ТА теплообменные аппараты
ВН вентили
КВ коммуникации вывода
БВ баллон со сжатым воздухом
БК баллон со сжатым кислородом
РД редуктор
В вентилятор
Самоходная установка для тушения пожаров фонтанов содержит шасси 1, полую штангу 2 с размещенным на ней незамкнутым кольцевым коллектором 3 с распылителями 4, емкость 5 с жидким азотом и теплообменником 6 для подогрева азота до состояния насыщения внутри, экранную изоляцию 7, систему смыва 8, систему 9 дистанционного управления, дополнительную полую штангу 10 с коллектором 11 с распылителями 12 и пневмоклапан 13, порошковые пушки 14, балансир 15, систему жизнеобеспечения 16 с криогенным теплообменником 17. При этом емкость 5 для жидкого азота размещена на шасси 1 и соединена гибким трубопроводом 18 с полыми штангами 2 и 10, система смыва 8 размещена над емкостью 5 с жидким азотом, полые штанги 2 и 10 размещены внутри силовой фермы 19, соединенной через балансир 20 и силовой привод 26 с системой 9 дистанционного управления. Порошковые пушки 14 размещены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости на другом балансире 15, соединенном с системой дистанционного управления 9.In FIG. 1 shows a fire extinguishing installation, general view; figure 2 diagram of the supply of extinguishing agent through the collector; figure 3 schematic diagram of the installation, where E is a container with liquid nitrogen
TA heat exchangers
VN valves
HF communication output
BV cylinder with compressed air
BK cylinder with compressed oxygen
RD gear
To fan
Self-propelled installation for extinguishing fires of fountains contains a chassis 1, a hollow rod 2 with an open ring collector 3 with atomizers 4 placed on it, a container 5 with liquid nitrogen and a heat exchanger 6 for heating nitrogen to a state of saturation inside, screen insulation 7, flush system 8, system 9 remote control, an additional hollow rod 10 with a collector 11 with spray guns 12 and a pneumatic valve 13, powder guns 14, a balancer 15, a life support system 16 with a cryogenic heat exchanger 17. At the same time, a container 5 for liquid nitrogen is placed on the chassis 1 and connected by a flexible pipe 18 with hollow rods 2 and 10, the flush system 8 is placed above the tank 5 with liquid nitrogen, the hollow rods 2 and 10 are placed inside the power truss 19, connected through the balancer 20 and the power drive 26 to the remote control system 9 . Powder guns 14 are placed with the possibility of movement in a vertical plane on another balancer 15 connected to the remote control system 9.

Система жизнеобеспечения 16 размещена на шасси 1 и через криогенный теплообменник 17 соединена трубопроводом с емкостью с жидким азотом 5. При этом шасси 1, емкость 5 с жидким азотом, система жизнеобеспечения 16, система 9 наведения и управления защищена от лучистой энергии экранной изоляции 7. The life support system 16 is placed on the chassis 1 and through a cryogenic heat exchanger 17 is connected by a pipeline to a tank with liquid nitrogen 5. In this case, the chassis 1, tank 5 with liquid nitrogen, the life support system 16, guidance and control system 9 is protected from the radiation energy of the screen insulation 7.

Распылители 4 и 12 на коллекторе 3 и 11 размещены по крайней мере в несколько рядов под разными углами относительно штанги 2 и 10. Для доведения жидкого азота до состояния насыщения может использоваться, например, внешний теплообменник 25. The nebulizers 4 and 12 on the manifold 3 and 11 are arranged in at least several rows at different angles with respect to the rods 2 and 10. To bring liquid nitrogen to saturation, for example, an external heat exchanger 25 can be used.

Распылители выполнены в виде отверстий (форсунок) и расположены по внутреннему периметру коллекторов. Минимальное количество рядов отверстий, расположенных под радиальными углами относительно штанги и соответствующих местоположению границ фронта пламени скважины, определяется, исходя из условия полного (по высоте) охвата пламени скважины, а максимальное из условия равномерности подачи огнетушащего состава по всему фронту. Sprayers are made in the form of holes (nozzles) and are located along the inner perimeter of the collectors. The minimum number of rows of holes located at radial angles with respect to the rod and corresponding to the location of the boundaries of the well flame front is determined based on the condition of full (in height) coverage of the well flame, and the maximum from the condition of uniformity of the supply of extinguishing agent along the entire front.

Самоходная установка пожаротушения работает следующим образом. Self-propelled fire extinguishing installation operates as follows.

При пожаре газового, нефтяного или газонефтяного фонтана самоходная установка пожаротушения, управляемая оператором, подводится к устью скважины. Одновременно с этим включается система 16 жизнеобеспечения личного состава. При приближении коллектора 3 к скважине оператор, включая систему 9 дистанционного управления по горизонтали и вертикали, подводит коллектор 3 к устью скважины таким образом, чтобы скважина оказалась в геометрическом центре коллектора 3. После установки коллектора 3 на устье оператор включает коммуникации вывода огнетушащего вещества (азота) на тушение пожара (ВНЗ и ВН4). Подавая азот через распылители коллектора 3 с предварительно выставленными радиальными углами, оператор прекращает процесс горения в кратере фонтана и, переводя штангу 2 по вертикали вверх поднимает пламя и прекращает процесс горения. После тушения включается система инертизации, при этом подается инертный газ с малым расходом по коммуникациям в коллектор 11 с распылителями 12 и тем самым предотвращается повторное воспламенение и обеспечивается охлаждение зоны горения и защита личного состава. In the event of a fire in a gas, oil or gas-oil fountain, a self-propelled fire-fighting installation, controlled by the operator, is brought to the wellhead. At the same time, the life support system 16 of the personnel is turned on. When the collector 3 approaches the well, the operator, including the horizontal and vertical remote control system 9, brings the collector 3 to the wellhead so that the well is in the geometrical center of the collector 3. After installing the collector 3 on the wellhead, the operator turns on the extinguishing agent (nitrogen) communications ) to extinguish the fire (VNZ and VN4). By feeding nitrogen through the nozzles of the collector 3 with pre-set radial angles, the operator stops the combustion process in the crater of the fountain and, moving the rod 2 vertically upwards raises the flame and stops the combustion process. After extinguishing, the inertization system is turned on, and an inert gas with a low flow rate for communication is supplied to the collector 11 with the atomizers 12 and thereby prevents re-ignition and provides cooling of the combustion zone and protection of personnel.

В качестве резервного устройства для тушения пожара применяются порошковые пушки 14. В случае забрызгивания наружных поверхностей самоходной установки нефтью применяется система смыва 8, которая приводится в действие оператором путем открытия дистанционного вентиля 21 и сжатый воздух из баллона 22 вытесняет смывную жидкость из емкости 23 через распылители, установленные на трубопроводах 24. Powder guns are used as a backup device for extinguishing a fire 14. In case of spraying the outer surfaces of the self-propelled installation with oil, a flushing system 8 is used, which is actuated by the operator by opening the remote valve 21 and compressed air from the cylinder 22 displaces the flushing liquid from the tank 23 through sprayers, installed on pipelines 24.

Такая новая конструкция установки пожаротушения с наличием в ее составе системы жизнеобеспечения, экранной изоляции и возможности использования комбинации огнетушащих средств позволяет эффективно тушить фонтаны, в том числе фонтаны с кратером, и обеспечивает надежную защиту личного состава при установке арматуры и глушения скважины в безводных районах. This new design of the fire extinguishing installation with the presence of a life support system, screen insulation and the possibility of using a combination of fire extinguishing agents allows you to effectively extinguish fountains, including fountains with a crater, and provides reliable protection for personnel when installing valves and killing wells in waterless areas.

Claims

SELF-PROPELLED INSTALLATION FOR EXTINGUISHING THE FOUNTAIN FIRES ON GAS, OIL AND GAS-OIL WELLS, containing a chassis, a hollow rod with an open ring collector placed at one end of it, with spray guns evenly spaced along its perimeter, connected to the tank and the other end connected to the reservoir , and a remote control system, characterized in that it is equipped with an additional hollow rod with a manifold with sprayers and a pneumatic valve, flush system, screen insulation, powder forged guns, two balancers and a life support system with a cryogenic heat exchanger, while the tank with a fire extinguishing composition is made in the form of a tank with liquid nitrogen and a heat exchanger inside, placed on the chassis and connected by flexible pipelines with hollow rods, the flushing system is placed above the tank with liquid nitrogen and connected with a remote control system, hollow rods are placed inside a power truss connected via a balancer to a remote control system, powder guns are placed with the possibility of alternating in the vertical plane on the second balancer connected to the remote control system, the life support system is placed on the chassis and through a cryogenic heat exchanger is connected by a pipeline to the tank with liquid nitrogen, and the chassis, the tank with liquid nitrogen, the life support system and the remote control system are protected by screen insulation, and the nozzles on the collectors are made in the form of holes and are located along the inner perimeter of the collectors in at least two rows at radial angles relative to the rod corresponding to the location of the boundaries of the well flame front.