УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУШЕНИЯ НЕФТЯНЫХ ФАКЕЛОВ

Настоящая полезная модель относится к противопожарной технике, а именно к устройствам для тушения нефтяных факелов на буровых установках или на магистральных нефтепроводах.
Возможно также применение полезной модели для тушения нефтегазовых факелов.
При тушении нефтяных факелов используются методы подавления реакции горения в объеме горящего факела или методы срыва пламени факела. По первому методу посредством специального оборудования в зону горения подают охлаждающие вещества и вещества, гасящие огонь. Охлаждающие вещества - вода, жидкий азот и др. Вещества, гасящие огонь - двуокись углерода, отработанные газы турбореактивных двигателей, нейтральные огнегасящие порошки, ингибиторы подавления реакции горения, водяной пар и др. При этом используется сложное и дорогое оборудование - турбореактивные двигатели, соответствующие емкости горючего и масел, топливо и моторные масла для этих двигателей, большое количество охлаждающих веществ и огнегасящих веществ.
По второму методу в зоне горения посредством взрывных технологий создаются условия для срыва пламени факела.
Известно устройство по способу тушения пожаров на нефтяных и газонефтяных скважинах, гаситель пламени которого состоит восьми из турбореактивных двигателей, которые устанавливаются по окружности вокруг зоны горения фонтана нефти таким образом, чтобы поток выхлопных газов этих двигателей был направлен в зону горения факела под одинаковым углом и встречно для диаметрально расположенных двигателей (см. описание изобретения к патенту РФ №2039212 С1, МПК Е21В 35/00, 1991 г).
Это устройство достаточно эффективно, но требуется большое количество сложного и дорогого оборудования - восемь авиационных турбореактивных двигателей, оборудование для запуска турбореактивных двигателей, емкости для горюче-смазочных материалов, горюче-смазочные материалы, оборудование для монтажа и юстировки пространственного положения этих двигателей и др. Монтаж оборудования занимает значительное время. Соответственно стоимость такого устройства достаточно высока.
Известно также устройство - установка для тушения пожаров фонтанов на газовых и газонефтяных скважинах, гаситель пламени которой состоит из набора огнетушителей с химически активным ингибитором, снижающим скорость горения нефти или газа, пороховыми зарядами для выстрела этого ингибитора в зону огня и коллектора, на котором по периметру размещены эти огнетушители и приводные механизмы управления положением огнетушителей (см. описание изобретения к авт.свид. СССР №856464, М. Кл. 3 Е21В 35/00). По утверждению авторов этого изобретения такое устройство имеет высокую тактическую и экономическую эффективность. Такие показатели реализуются применением большого количества сложного дорогого оборудования и большого количества взрывчатых веществ и дорогостоящих материалов - химически активных ингибиторов.
По совокупности признаков и по назначению наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемой полезной модели является изобретение по патенту РФ №2039212 С1, МПК Е21В 35/00 1991 г.
Сложность применяемого оборудования, его высокая стоимость, сложность монтажа и пространственной установки оборудования, необходимость применения большого количества дополнительных дорогих материалов-ингибиторов являются существенным недостатком указанных устройств. Однако тушение нефтяных факелов методом подавления реакции горения в объеме горящего факела возможно с применением иного технического решения, которое проще и дешевле в изготовлении и не требует применения дорогостоящих материалов..При этом обеспечивается возможность оперативной доставки устройства в зону факела и оперативное тушение нефтяного факела при минимальных затратах.
Цель настоящей полезной модели - повышение эффективности и оперативности тушения нефтяных факелов, снижение стоимости оборудования и расходуемых веществ, применяемых при тушении нефтяных факелов.
Поставленная цель достигается тем, что гаситель пламени нефтяного факела состоит из двух симметричных полуцилиндров, которые при установке в рабочее вертикальное положение образуют цилиндр, внутри которого находится нефтяной факел, ось этого цилиндра совпадает с осью факела, нижние основания полуцилиндров в рабочем положении находятся на нулевом уровне устья фонтана нефти, на крайних образующих сторонах каждого полуцилиндра по всей высоте имеются продольные полосы с ловителями и защелками для фиксации и сжатия соприкасающихся сторон полуцилиндров в рабочем вертикальном положении, внизу полуцилиндров с внешней стороны установлены противовесы в виде емкостей с объемом не менее 500 литров, заполняемых водой перед установкой полуцилиндров в рабочее положение, диаметр полуцилиндра составляет 0,5-2,0 м, высота полуцилиндра составляет 2-15 м, внутренняя поверхность полуцилиндров имеет огнестойкое теплоизоляционное покрытие, а сами полуцилиндры оснащены электрогидравлическими приводами с дистанционным управлением и установлены на автомобильных платформах. Предлагаемая полезная модель устройства работает следующим образом. В транспортном состоянии (рис.1) полуцилиндр 1, на крайних образующих сторонах которого имеются продольные полосы с ловителями и защелками (на рисунке не показано), находится на автомобильной платформе 2, на которой размещены также: автономная силовая установка дизель-электрический генератор. 4, гидравлические цилиндры 3 подъема - опускания полуцилиндра 1, устройство управления 5 и пульт дистанционного управления 6, емкости-противовесы 8, а также другие неуказанные на рисунке механизмы, необходимые для управления полуцилиндрами и автономного передвижения платформ при установке вокруг факела. Платформа 2 присоединена к седельному автомобилю-тягачу 7. При тушении факела применяются две одинаковые платформы 2.
На начальном этапе работ проводится подготовка устья факела - расчистка зоны горения от различного рода механизмов и штатного оборудования промысла, расчистка и подготовка поверхности грунта для последующего расположения автомобильных платформ с полуцилиндрами симметрично и противоположно относительно устья факела. В дальней зоне от факела размещаются пожарные автомобили с водой и генератор углекислого газа высокого давления. Пульты дистанционного управления размещаются в пределах прямой видимости от факела.
Отдельно прокладываются электрические линии дистанционного управления и мобильные трубопроводы для подачи охлаждающей воды от пожарных автомобилей и подачи углекислого газа от генератора углекислого газа. Общая схема размещения оборудования приведена на рис.2. Затем на грунте вокруг устья факела устанавливаются направляющие лотки для автомобильных платформ (рис.3). Платформы устанавливаются на направляющих лотках самостоятельно или с помощью подъемно-транспортной техники. После этого автомобильные тягачи отсоединяются от платформ, емкости-противовесы посредством гибких шлангов подключаются к пожарным автомобилям для заполнения водой. Подключаются также гибкие шланги для последующей подачи охлаждающей воды на верхнюю часть полуцилиндров и для подачи углекислого газа в нижнюю часть конструкции. Все последующие перемещения платформ и управление подъемом полуцилиндров производится с помощью автономных дизель-электрических агрегатов, установленных на платформах, устройств дистанционного управления встречным передвижением платформ и подъемом полуцилиндров из транспортного положения в рабочее. вертикальное положение, при котором нижние основания полуцилиндров будут находиться на нулевом уровне устья фонтана нефти, а боковые продольные полосы, расположенные на крайних образующих сторонах полуцилиндров с ловителями и защелками, будут расположены встречно-симметрично таким образом, что оси ловителей и защелок совпадают. После установки на лотках автомобильных платформ с полуцилиндрами в исходное положение производится заполнение водой емкостей-противовесов и начинается синхронный подъем полуцилиндров в рабочее вертикальное положение с помощью дистанционного управления электрогидравлическими приводами (рис.4). При этом нижние основания полуцилиндров находятся на нулевом уровне факела нефти, а заполненные водой емкости-противовесы обеспечивают устойчивость конструкции. Затем производится встречное перемещение платформ и механическое соединение ловителей с защелками, расположенными на продольных полосах полуцилиндров, и, соответственно, полуцилиндров друг с другом с преобразованием составных частей гасителя пламени полуцилиндров в цилиндр, внутри которого заключен нефтяной факел. Одновременно сверху на внешние поверхности полуцилиндров от пожарных автомобилей подается вода для охлаждения металлоконструкций полуцилиндров, а в нижнюю полость цилиндра подается углекислый газ. Образованный цилиндр ограждает нефтяной факел от окружающего воздуха. Внутренняя полость цилиндра быстро заполняется углекислым газом.. Прекращается доступ воздуха в зону горения факела, реакция горения подавляется и факел гаснет (рис.5). Скорость погашения пламени определяется геометрическими размерами цилиндра и производительностью генератора углекислого газа. При диаметре цилиндра 1 м, высоте активной зоны факела 5 м и производительности генератора углекислого газа 2 куб.м./сек. расчетное время погасания пламени факела составит 3,9 сек, при производительности генератора 4 куб.м/сек расчетное время погасания факела составит 2 сек.
Огнестойкое теплоизоляционное покрытие внутренней поверхности гасителя пламени и охлаждающая вода от пожарных автомобилей защищают металлические части полуцилиндров от перегрева и деформации при прямом воздействии пламени.
После погасания факела проводятся работы по разъединению полуцилиндров, установке их в начальное положение на платформах, отводу платформ от устья скважины. Затем выполняются работы по демонтажу установленного оборудования и последующие регламентные технологические работы по сбору нефти, установке заглушек на скважину и ликвидации последствий пожара.