RU2534311C1 - Способ тушения горящих фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ тушения горящих фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2534311C1 RU2534311C1 RU2013138772/03A RU2013138772A RU2534311C1 RU 2534311 C1 RU2534311 C1 RU 2534311C1 RU 2013138772/03 A RU2013138772/03 A RU 2013138772/03A RU 2013138772 A RU2013138772 A RU 2013138772A RU 2534311 C1 RU2534311 C1 RU 2534311C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- dispersed
- extinguishing
- oil
- slit
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области пожаротушения и может быть использовано для тушения пожаров фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах. Способ тушения горящих фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах включает подачу в очаг пожара газодисперсного состава. При этом указанный состав получают путем смешения газового флегматизатора и жидкого и/или дисперсного ингибитора горения в емкости под давлением 1-12 МПа при соотношении газа-флегматизатора и ингибитора горения в соотношении от 1:3 до 1:1 с последующей подачей полученной газодисперсной смеси из вышеуказанной емкости по магистральному трубопроводу на щелевидный конфузорный распылитель. Причем распылитель установлен на расчетном расстоянии от устья скважины, обеспечивающем срыв горящего факела. Устройство содержит герметичную емкость с химическим ингибитором, баллонный источник газа, связанный с полостью указанной емкости трубным аэратором, обеспечивающим инжекцию огнетушащего состава через пускозапорное устройство и магистральный трубопровод. Трубопровод соединен через мембранный, механический или электрический клапан с сопловым распылителем. При этом сопло выполнено в виде щелевидного конфузора с углом схождения образующих в вертикальной плоскости, определяемым приведенным математическим выражением. Техническим результатом является повышение эффективности тушения пожаров и безопасности использования устройства, снижение трудоемкости технического обслуживания. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к области пожаротушения и может быть использовано для тушения пожаров фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах.
Тушение пожаров горящих фонтанов на скважинах газо- и нефтедобычи может осуществляться множеством способов (см., например, авторские свидетельства СССР и патенты РФ: Авторское свидетельство №237772, опубликованное в 1965 г., Авторское свидетельство №865464, опубликованное в 1981 г., патент РФ №2011798, опубликованный 30.04.94 г., патент РФ №2030561, опубликованный 10.03.95 г., патент РФ №2037321, опубликованный 19.06.95 г., патент РФ №2039212, опубликованный 09.07.96 г., патент РФ №2042790 от 27.08.95 г., патент РФ №2046928 от 27.10.95 г., патент РФ №2050865 от 27.12.95 г., патент РФ №2050870, опубликованный 27.12.95 г., патент РФ №2130113, опубликованный 10.05.99 г., патент РФ №2053000, опубликованный 21.01.96 г., патент РФ №2143544, опубликованный 27.12.99 г., патент РФ №2210412, опубликованный 20.08.03 г., патент РФ №2456433, опубликованный 20.07.12 г.).
Несмотря на множество способов тушения, по механизму тушения их можно разделить на 2 основные группы:
1 - механизм тушения, связанный со снижением концентрации кислорода в факеле и снижением скорости реакций горения топлива за счет введения химических ингибиторов,
2 - механизм основан на взрывном или газогидродинамическом или газодисперсном воздействии на массу вещества факела, обеспечивающем срыв фонтана пламенного горения с последующим охлаждением устья скважины.
Наиболее близким аналогом по способу тушения является способ тушения горящего факела по патенту РФ 2143544, МКИ Е21В 35/00, опубликованный 27.12.99 г., который выбран за прототип.
Применение вышеописанных способов, как и способа прототипа, требует привлечения большого количества людей, техники огнетушащего вещества, дорогих и сложных подготовительных работ, которые растягиваются на недели и месяцы.
Средства тушения сложны, взрывоопасны (для пиротехнических, твердотопливных и взрывных устройств), трудоемки, сложны в обслуживании, громоздки (для способов с автомобилем газоводяного тушения (АГВТ-100) (АГВТ-150), что затрудняет их использование в удаленных и труднодоступных регионах добычи и разработки нефти и газа.
Раскрытие изобретения
Технической задачей данного изобретения является создание способа тушения горящих фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах и устройства для его осуществления, лишенных указанных недостатков.
Для заявляемого способа поставленная задача достигается тем, что тушение горящих фонтанов проводят путем подачи в очаг пожара газодисперсного состава, полученного путем смешения газового флегматизатора и жидкого и/или дисперсного ингибитора горения в емкости под давлением 1-12 МПа при соотношении газа-флегматизатора и ингибитора горения в соотношении от 1:3 до 1:1 с последующей подачей полученной газодисперсной смеси из вышеуказанной емкости по магистральному трубопроводу на щелевидный конфузорный распылитель, установленный на расчетном расстоянии от устья скважины, обеспечивающем срыв горящего факела.
Проведем расчет необходимого количества огнетушащего вещества (ОТВ) по заявляемому способу, способу-прототипу (Патент РФ №2143544) и наиболее близкому способу-аналогу с применением автомобиля газоводяного тушения АГВТ-150 с 2-я импульсными модулями порошкового тушения «Тунгус -24» (Патент РФ №2456433).
Возьмем для примера горящую скважину с дебитом 2·106м3/сутки метана. Для метана плотность ρCH4=0.73 кг/м3, Qинд=11%, масса кислорода и метана рассчитывается из уравнения СН4+2О2=CO2+2H2O.
Отсюда, отношение масс О2 и 
Ки примем равным 1.0, Стуш.гдс для метана равна 0.14 кг/м3, время тушения («срыва» фронта горения) экспериментально установлено 0.2 с.
Секундный расход 
Отсюда, 
Масса OTB=Gкг/c·τc=70,1кг/c·0,2c=14.0 кг ОТВ.
Для способа тушения по патенту-прототипу МОТВ=78,3 кг.
Для способа-аналога (патент №2456433) расход порошка на тушение скважины с дебитом 2·106 м3/сутки метана составит 48,67 кг огнетушащего порошка +
+[(90 кг/с воды+60 кг/с прод.сгор.)·10 с]=1548,67 кг ОТВ.
Из вышеприведенных примеров видно, что предлагаемый способ уменьшает затраты ОТВ для способа-прототипа в 5.59 раз, а для аналога на 2 порядка (≈110 раз).
Предлагаемый способ тушения горящих фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах реализуется с помощью конкретного устройства.
Известные устройства, как было сказано выше, являются весьма сложными, громоздкими и практически невозможна их доставка авиатранспортом в труднодоступные регионы геологоразведки и добычи газа и нефти.
Предлагаемое устройство для осуществления разработанного способа представляет собой по существу газодисперсный моноблочный (газопорошковый) модуль пожаротушения или 2-баллонный для бинарных составов с реагирующими компонентами.
Известно устройство для объемного тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов, содержащее герметичную емкость с химическим ингибитором, баллонный источник газа, трубный аэратор, пускозапорное устройство, мембранный, механический или электрический клапан и трубный многоцелевой распылитель для распыла ОТВ по объему, которое выбрано нами за прототип-устройство (Патент РФ №2475285, опубликованный 20.02.2013 г.). Для обеспечения применения заявляемого способа оно не приемлемо, так как обеспечивает распыл ОТВ только по объему или по площади.
Устройство, реализуемое заявляемым способом, содержит герметичную емкость с химическим ингибитором, баллонный источник газа, связанный с полостью указанной емкости трубным аэратором, обеспечивающим инжекцию огнетушащего состава через пускозапорное устройство и магистральный трубопровод, соединенный через мембранный, механический или электрический клапан с сопловым распылителем, выполненным в виде щелевидного конфузора с углом схождения образующих в вертикальной плоскости, определяемым соотношением:
где:
d - диаметр магистрального трубопровода, м;
а - проекция длины образующей угол схождения на горизонтальную плоскость,
или длина сужения сопла, м;
ε - отношение ширины щели b к ее длине 1
Кд - коэффициент диафрагмирования;
Sщели - площадь щелевого сопла, м2;
Sтр - площадь поперечного сечения магистрального трубопровода, м2;
Кд=0.5-0.8;
причем химический жидкий ингибитор в герметичной емкости имеет щелочной характер, баллонный газ - кислый, и их реакция смешения экзотермична;
для газодисперсного состава с нейтральными ингредиентами дисперсный и/или жидкий ингибитор горения и газовый флегматизатор находятся в одной емкости, снабженной устройством для контроля давления; а в качестве источника флегматизирующего газа используют сжиженный газ или смесь газов, обеспечивающих при адиабатном расширении (детандировании) охлаждающий эффект.
Краткое описание фигур чертежей
Изобретение поясняется чертежами: фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5.
Фиг. 1 изображает разрез конфузорного щелевидного распылителя в вертикальной плоскости.
d - диаметр магистрального трубопровода, β - угол схождения образующих в вертикальной плоскости, b - ширина щели.
Фиг. 2 изображает разрез конфузорного щелевидного распылителя в горизонтальной плоскости.
α - угол расхождения образующих в горизонтальной плоскости, 1 - длина щели,
а - проекция длины образующей угол схождения на горизонтальную плоскость, или длина сужения сопла, м.
Фиг. 3 изображает разрез конфузорного распылителя во фронтальной плоскости. 1 - длина щели, b - ширина щели.
Фиг. 4 изображает устройство для тушения пожаров горящих фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах с конфузорным щелевидным распылителем, снаряженное бинарным хемоконденсационным составом. Заявляемое устройство - газодисперсный пожаротушащий модуль - содержит герметичную емкость 1 с щелочным химическим ингибитором 2, трубный аэратор 3, выходной трубопровод 4, мембранный или механический или электрический клапан 5, щелевидный распылитель 6, пускозапорное устройство 7, выполненное с автономным электрическим и/или ручным запуском, газовый баллон 8 с кислым газом - пропеллентом 9.
Фиг. 5 изображает устройство - моноблочный газодисперсный модуль для объемного тушения пожаров фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах с щелевидным конфузорным распылителем. Заявляемое устройство содержит газовый баллон 1 с газодисперсным составом 2, 9, аэраторную трубку 3, предназначенную для перевода твердого или жидкого ингибитора горения в аэродисперсную фазу, выходной трубопровод 4, пускозапорное устройство 5, щелевой распылитель 6, устройство для контроля давления - барометрический датчик давления 7.
Лучший вариант осуществления изобретения
В заявляемом устройстве могут быть использованы: газопорошковый состав, бинарный хемоконденсационный состав и газовый состав для объемного пожаротушения.
Работа заявляемого устройства с бинарным хемоконденсационным составом происходит следующим образом (Фиг. 4).
После поступления сигнала о пожаре срабатывает пускозапорное устройство 7, находящееся на газовом баллоне 8, и кислотный газ-пропеллент 9, например, диоксид углерода, через трубный аэратор 3 поступает в герметичную емкость 1 с щелочным химическим ингибитором 2, который, вступая в экзотермическую реакцию с кислым газовым флегматизатором-пропеллентом, образует парогазодисперсную огнетушащую смесь, которая в свою очередь, создавая давление в емкости 1, вскрывает мембранный клапан 5, и через выходной трубопровод 4 и щелевидный распылитель 6 вышеназванная смесь поступает на горящий факел газового, нефтяного или газонефтяного фонтана.
Устройство, изображенное на фиг. 5, работает аналогично за исключением того, что газодисперсная огнетушащая смесь (состав) 2, 9 не образуется в результате реакции, а снаряжена в герметичную емкость 1 уже готовой. При этом емкость содержит барометрический датчик 10.
Промышленная применимость
Изобретение промышленно применимо на объектах разведки и добычи природного газа и нефти, а также на гражданских объектах, домах, гаражах и офисах для предотвращения и тушения пожаров любых горящих углеводородных факелов.
Claims (5)
1. Способ тушения горящих фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах, включающий подачу в очаг пожара газодисперсного состава, отличающийся тем, что указанный состав получают путем смешения газового флегматизатора и жидкого и/или дисперсного ингибитора горения в емкости под давлением 1-12МПа при соотношении газа-флегматизатора и ингибитора горения в соотношении от 1:3 до 1:1 с последующей подачей полученной газодисперсной смеси из вышеуказанной емкости по магистральному трубопроводу на щелевидный конфузорный распылитель, установленный на расчетном расстоянии от устья скважины, обеспечивающем срыв горящего факела.
2. Устройство для тушения горящих фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах, содержащее герметичную емкость с химическим ингибитором, баллонный источник газа, связанный с полостью указанной емкости трубным аэратором, обеспечивающим инжекцию огнетушащего состава через пускозапорное устройство и магистральный трубопровод, соединенный через мембранный, механический или электрический клапан с сопловым распылителем, отличающееся тем, что сопло выполнено в виде щелевидного конфузора с углом схождения образующих в вертикальной плоскости, определяемым соотношением:
град;
и углом расхождения образующих в горизонтальной плоскости, определяемым соотношением:
град;
где:
d - диаметр магистрального трубопровода, м;
а - проекция длины образующей угол схождения на горизонтальную плоскость, или длина сужения сопла, м;
ε - отношение ширины щели b к ее длине 1;
Кд - коэффициент диафрагмирования;
где
Sщели - площадь щелевого сопла, м2;
Sтр - площадь поперечного сечения магистрального трубопровода, м2;
Кд=0.5-0.8.
и углом расхождения образующих в горизонтальной плоскости, определяемым соотношением:
где:
d - диаметр магистрального трубопровода, м;
а - проекция длины образующей угол схождения на горизонтальную плоскость, или длина сужения сопла, м;
ε - отношение ширины щели b к ее длине 1;
Кд - коэффициент диафрагмирования;
где
Sщели - площадь щелевого сопла, м2;
Sтр - площадь поперечного сечения магистрального трубопровода, м2;
Кд=0.5-0.8.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что химический жидкий ингибитор в герметичной емкости имеет щелочной характер, баллонный газ - кислый, и их реакция смешения экзотермична.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что для газодисперсного состава с нейтральными ингредиентами дисперсный и/или жидкий ингибитор горения и газовый флегматизатор находятся в одной емкости, снабженной устройством для контроля давления.
5. Устройство по пп.2, 3, 4, отличающееся тем, что в качестве источника флегматизирующего газа используют сжиженный газ или смесь газов, обеспечивающих при детандировании охлаждающий эффект.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013138772/03A RU2534311C1 (ru) | 2013-08-20 | 2013-08-20 | Способ тушения горящих фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013138772/03A RU2534311C1 (ru) | 2013-08-20 | 2013-08-20 | Способ тушения горящих фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах и устройство для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2534311C1 true RU2534311C1 (ru) | 2014-11-27 |
Family
ID=53383001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013138772/03A RU2534311C1 (ru) | 2013-08-20 | 2013-08-20 | Способ тушения горящих фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2534311C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2770220C1 (ru) * | 2021-08-12 | 2022-04-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Способ тушения скважинных возгораний газовым огнетушащим веществом и устройство для его осуществления |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2069764C1 (ru) * | 1994-06-03 | 1996-11-27 | Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела | Устройство для тушения подземных пожаров |
| RU2143544C1 (ru) * | 1998-02-16 | 1999-12-27 | Федеральный центр двойных технологий "Союз" | Способ тушения горящих фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах, устройство для его осуществления и система тушения |
| RU2240848C1 (ru) * | 2003-08-07 | 2004-11-27 | Селиверстов Владимир Иванович | Огнетушащий состав |
| WO2007117168A1 (fr) * | 2006-04-07 | 2007-10-18 | Vladimir Ivanovich Seliverstov | Composition d'extinction d'incendies à gaz dispersés, procédé d'extinction d'incendies et dispositif de réalisation correspondant |
| RU2393901C1 (ru) * | 2008-10-07 | 2010-07-10 | Владимир Иванович Селиверстов | Способ тушения пожара, состав и устройство для его осуществления |
| RU2475285C1 (ru) * | 2011-10-05 | 2013-02-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Каланча" | Устройство для тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов |
-
2013
- 2013-08-20 RU RU2013138772/03A patent/RU2534311C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2069764C1 (ru) * | 1994-06-03 | 1996-11-27 | Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела | Устройство для тушения подземных пожаров |
| RU2143544C1 (ru) * | 1998-02-16 | 1999-12-27 | Федеральный центр двойных технологий "Союз" | Способ тушения горящих фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах, устройство для его осуществления и система тушения |
| RU2240848C1 (ru) * | 2003-08-07 | 2004-11-27 | Селиверстов Владимир Иванович | Огнетушащий состав |
| WO2007117168A1 (fr) * | 2006-04-07 | 2007-10-18 | Vladimir Ivanovich Seliverstov | Composition d'extinction d'incendies à gaz dispersés, procédé d'extinction d'incendies et dispositif de réalisation correspondant |
| RU2393901C1 (ru) * | 2008-10-07 | 2010-07-10 | Владимир Иванович Селиверстов | Способ тушения пожара, состав и устройство для его осуществления |
| RU2475285C1 (ru) * | 2011-10-05 | 2013-02-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Каланча" | Устройство для тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2770220C1 (ru) * | 2021-08-12 | 2022-04-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Способ тушения скважинных возгораний газовым огнетушащим веществом и устройство для его осуществления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2018226928B2 (en) | Foam production method, fire extinguishing method, and foam extinguishing appliance | |
| RU2622815C1 (ru) | Устройство для получения самовспенивающейся газонаполненной пены | |
| RU2429082C1 (ru) | Способ и устройство для тушения нефти и нефтепродуктов в резервуаре | |
| MX2011005071A (es) | Aparato de extincion de incendios y metodo para generar espuma. | |
| RU2394619C1 (ru) | Способ пожаротушения с применением газожидкостной смеси | |
| EP2764895A1 (en) | Fire-extinguishing binary chemical condensation composition and a device for extinguishing fires | |
| RU2534311C1 (ru) | Способ тушения горящих фонтанов на газовых, нефтяных и газонефтяных скважинах и устройство для его осуществления | |
| KR20160053494A (ko) | 소방차의 소화수와 폼 원액 혼합 시스템 | |
| RU2413555C1 (ru) | Автоматическая система пожаротушения | |
| RU2475285C1 (ru) | Устройство для тушения пожаров горючих газов, жидкостей и твердых материалов | |
| US20120247790A1 (en) | Foam propellant system | |
| RU2005125096A (ru) | Способ и устройство для тушения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в резервуарах | |
| RU2496545C2 (ru) | Модульная автоматическая система пожаротушения | |
| BR112021025092A2 (pt) | Ferramenta de fundo do poço com sistema de combustível | |
| RU50839U1 (ru) | Комплексная система создания завесы в шахте из вспененной комбинированной суспензии | |
| RU2452542C1 (ru) | Система пожаротушения в вертикальных резервуарах | |
| RU197058U1 (ru) | Устройство пожаротушения на основе подачи 2-х компонентного огнетушащего средства | |
| RU2413554C1 (ru) | Модульная система пожаротушения с вихревым аппаратом формирования газожидкостной смеси | |
| RU2405607C1 (ru) | Модуль пожаротушения | |
| RU165523U1 (ru) | Установка тушения нефтепродуктов в резервуарах с применением огнетушащей смеси из углекислого газа и хладона | |
| RU2583775C1 (ru) | Автоматическая система пожаротушения кочетова | |
| RU2582446C2 (ru) | Способ получения огнетушащей струи и устройство для получения огнетушащей струи | |
| KR100907495B1 (ko) | 소방 방재용 혼합물 및 혼합 살수장치가 포함된 살수 소방차 | |
| GB2430879A (en) | Floating foam for fire fighting | |
| RU191146U1 (ru) | Устройство для предотвращения и тушения лесных, промышленных и аварийно-транспортных пожаров и прокладки заградительных полос быстротвердеющей пеной |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20210324 |