СПОСОБ ТУШЕНИЯ ТОРФЯНОГО ПОЖАРА НА ГЛУБИНЕ
METHOD OF EXTINGUISHING PEAT FIRE AT DEPTH

Изобретение относится к способам пожаротушения, а именно к способам тушения торфяных пожаров.
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].
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.
Применение этого метода представляет большие сложности в лесной местности, а возможно только на открытой поверхности.
Кроме того, при тушении пожара возможны обрушения поверхностного слоя торфа и провал бульдозера в прогары во внутрь горящего торфяника.
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].
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.
Нахождение при тушении людей возле горения торфяника опасно из-за возможного проваливания в выгоревшие на глубине пустоты.
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.
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].
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.
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 целом
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 возгорания
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.
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.
Технологическая схема бурения и устройства горизонтальной скважины представлена на фиг.1, а наклонной скважины на фиг.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.
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.
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.
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.
Литература
1. А.с. №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, 2004
3. Патент РФ 2201776 по заявке 2001103686\12 от 12.02.2001