6.11. Подача огнетушащих веществ на ликвидацию горения газонефтяных фонтанов.
При ликвидации горения газонефтяных фонтанов на подразделение пожарной охраны возлагается:
обеспечение тепловой защиты людей, работающих на устье скважины;
орошение водой фонтана и металлоконструкций территории вокруг фонтана;
ликвидация горения фонтана;
обеспечение ликвидации аварийного фонтанирования.
Для выполнения этих мероприятий требуется большое количество воды.
Если нет естественных или специальных водоисточников, создаются искусственные водоемы, запас воды которых должен обеспечивать бесперебойную работу подразделений в течение светлого времени суток.
Наиболее эффективными огнетушащими веществами для ликвидации горения фонтанов являются вода, газоводяные смеси от АГВТ, огнетушащие порошки, газообразные продукты заряда ВВ. Процесс тушения пожара состоит из трех этапов:
первый этап - подготовка к ликвидации горения включает в себя охлаждение оборудования и техники, находящейся в зоне пожара. прилегающей территории, а также орошение факела фонтана. Под прикрытием водяных струй струй, щитов устанавливаются лафетные стволы, посредством которых охлаждают металлоконструкции, территорию, орошают струи фонтана для снижения плотности теплового потока. Вводят водяные струи под основание компактного фонтана (не горящую его часть) или места выхода нефти и газа - при распыленном фонтане. Одновременно осуществляется ликвидация горения отдельных очагов на прилегающей территории. После выполнения вышеуказанных операций в зоне пожара, оставляют 3-4-е наиболее подготовленных пожарных которые обеспечивают работу лафетных столов;
второй этап - ликвидация горения фонтана, с одновременным продолжением операций, предусмотренных первым этапом. Продолжительность определяется способом подачи огнетушащих веществ и их видов. На этом этапе в зону пожара вводят силы и средства, осуществляющие ликвидацию горения фонтана. При этом лафетные стволы, введенные на первом этапе, продолжают свою работу. После ликвидации горения личный состав и техника отводятся на расстояние 80-100м от устья скважины, за исключением сил и средств, выполняющих операции третьего этапа;
третий этап - охлаждение устья скважины и орошение фонтана после ликвидации горения, продолжительность этапа - 1 час.
Требуемые расходы огнетушащих веществ для проведения работ на этапах приведены в табл. 6.12 ,6.13 ,6.14
Таблица 6.12
Суммарный расход воды на различных этапах |
||||||||||||||||||||||||||||
Этап тушен ия |
Операции |
Расход воды, л/с, при дебите фонтана, млн м3сут, газа, или тыс. м3/сут, нефти |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
Компактный фонтан |
Распыленный фонтан |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
0,5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
0,5 |
1 |
1,5 |
2 |
||||||||||||||
1 |
Охлаждение оборудования и территории |
40 |
40 |
60 |
60 |
80 |
80 |
100 |
100 |
100 |
140 |
160 |
180 |
200 |
||||||||||||||
|
Орошение фонтана |
40 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
60 |
80 |
100 |
120 |
||||||||||||||
|
Всего по этапу |
80 |
80 |
120 |
140 |
180 |
200 |
240 |
260 |
280 |
200 |
240 |
280 |
320 |
||||||||||||||
2 |
Охлаждение зоны пожара |
80 |
80 |
120 |
140 |
180 |
200 |
240 |
260 |
280 |
200 |
240 |
280 |
320 |
||||||||||||||
|
Ликвидация горения фонтана |
Принимается в зависимости от способа подачи огнетушащих веществ |
||||||||||||||||||||||||||
3 |
Охлаждение устья скважины |
40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
40 |
||||||||||||||
Орошение фонтана |
40 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
60 |
80 |
100 |
120 |
|||||||||||||||
Всего по этапу |
80 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
180 |
200 |
220 |
100 |
120 |
140 |
160 |
|||||||||||||||
Таблица 6.13
Диаметр устья, мм |
Расход воды л/с при дебите фонтана млн. м3/сут. газа или тыс. м3/сут. нефти |
|||||
1,0 |
2,0 |
3,0 |
4,0 |
5,0 |
6,0 |
|
65 |
10 |
20 |
30 |
40 |
- |
- |
100 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
150 |
20 |
25 |
30 |
40 |
50 |
60 |
200 |
30 |
40 |
45 |
50 |
50 |
60 |
250 |
40 |
50 |
60 |
70 |
70 |
80 |
300 |
50 |
60 |
80 |
90 |
95 |
100 |
При тушении пожара зарядом ВВ требуется дополнительный расход воды 60 л/с на защиту заряда у устройств его подающих.
Основные способы подачи огнетушащего вещества на ликвидацию горения фонтанов: закачка воды в скважину через устьевое оборудование, подача газовдяных струй от автомобилей газоводяного тушения, водяных струй из лафетным стволов, взрывом заряда ВВ, огнетушащими порошками, а также комбинированным способом.
Подача воды через устьевое оборудование.
Применяется, когда на скважине сохранилось оборудование устья, позволяющее подключить насосные установки для закачки воды. Для этих целей применяют цементировочные агрегаты высокого давления.
Расходы воды на ликвидацию горения компактных фонтанов этим способом представлены в табл. 6.14.
Таблица 6.14
Диаметр устья, мм |
Расход воды л/с при дебите фонтана млн. м3/сут. газа или тыс. м3/сут. нефти |
|||||
1,0 |
2,0 |
3,0 |
4,0 |
5,0 |
6,0 |
|
65 |
10 |
20 |
30 |
40 |
- |
- |
100 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
150 |
20 |
25 |
30 |
40 |
50 |
60 |
200 |
30 |
40 |
45 |
50 |
50 |
60 |
250 |
40 |
50 |
60 |
70 |
70 |
80 |
300 |
50 |
60 |
80 |
90 |
95 |
100 |
Компактными струями воды осуществляют ликвидацию горения компактных фонтанов с дебитом до 3 млн. м3 сут. газа.
Подача струй осуществляется с помощью лафетных стволов типа ПЛС-20П, размещая их равномерно но дуге 210-270° с наветренной стороны. Существует несколько приемов введения водяных струй в факел фонтана.
Первый приём заключается в том, что водяные струи вводят в основание струи фонтана, а затем синхронно медленно с фиксацией на 30-60 с через каждые 1 -2 м поднимают вверх по факелу до полного срыва пламени.
Для четкого управления ствольщиками выделяется один ведущий ствол.
Второй прием заключается в том, что водяные струи подают в газовую струю фонтана в два этапа. Сначала в не горящую часть фонтана вводят несколько водяных струй и удерживают в таком положении до конца тушения. Остальными струями воды путем синхронного маневрирования снизу вверх пожар тушат аналогично первому приему. Данный прием имеет некоторое преимущество по сравнению с первым. Введение недвижимых струй в не горящую часть фонтана поднимает фронт пламени, снижает высот факела и ослабляет интенсивность теплового излучения.
Третий прием заключается в совместном применении лафетных и ручных стволов. Водяные струи лафетных стволов поднимают пламя на 7-8 м над устьем скважины, тем самым, уменьшая общую высоту пламени и интенсивность теплового излучения. После чего ручные стволы PC - 70 подводят к устью скважины на расстояние 1,5-2 м и подают воду вдоль струи фонтана. Этот прием позволяет на 30 %; уменьшить требуемый расход воды на ликвидацию горения. Расчетное время подачи воды 1 ч.
Таблица 6.14.
Диаметр устья, мм |
Расход воды л/с, при дебите фонтана млн. m2 /сут., газа или тыс. м /сут., нефти |
||||
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
3,0 |
|
65 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
100 |
35 |
50 |
60 |
70 |
80 |
150 |
60 |
75 |
90 |
100 |
120 |
200 |
90 |
110 |
130 |
140 |
160 |
250 |
90 |
150 |
180 |
200 |
220 |
300 |
40 |
180 |
220 |
250 |
280 |
В газоводяной струе содержится около 60% воды и 40% газа, на выходе из сопла концентрация кислорода не более 14%, по мере удаления от сопла содержание кислорода увеличивается и в рабочем сечении, т.е. на расстоянии 12-15 м составляет 17-18%. В зону горения вода попадает в распыленном состоянии.
Экспериментально установлено, что газоводяная струя обладает высоким охлаждающим эффектом, например: при подаче 60 л/с воды (АГВТ-100) в течение 5 мин снижает температуру фонтанной арматуры с 950 до 100-150°С.
Эффективность ликвидации горения зависит от содержания воды в струе и имеет оптимальное значение в пределах 55-60 л/с.
Таблица 6.15.
Предельный дебит горящего фонтана, млн. м3/сут, (один АГВТ)
Вид фонтана |
Марка АГВТ. Дебит фонтана. |
|
Компактный фонтан |
АГВТ-100 |
АГВТ-150 |
вертикальный |
3,0 |
4,5 |
горизонтальный |
2,5 |
3,5 |
Распыленный |
1,5 |
2,0 |
Расчетное время подачи газоводяной струи - 0,25 часа.
Для выведения АГВТ на позиции готовятся 2 площадки - основная и запасная, расстояние до устья скважины должно быть не более 150 м. Ширина площадки готовится из расчета расположения требуемого количества автомобилей с разрывом между ними не менее 10 м. Площадки оборудуются подъездами для АГВТ в сопровождении страхующих тягачей.
В случае когда автомобилей недостаточно, применяют комбинированный способ: АГВТ и водяные струи, подаваемые из лафетных стволов, при этом коэффициент использования стволов принимают равным 0,7, т.е. количество лафетных стволов, обозначенных в таблице 6.14., увеличивают на 30%.
Ликвидация горения факела фонтана газоводяной струей осуществляется следующим образом: струя подводится под основание пламени, фиксируется относительно факела и плавно перемещается по оси факела вверх до срыва пламени, при прорыве пламени атака повторяется.
При комбинированном способе подачи огнетушащих веществ сначала подают лафетные стволы, поднимают фронт пламени до максимальных значений, затем включают в работу АГВТ. Схемы работы АГВТ приведены на (рис. 6.15.)
Рис. 6.15. Схемы боевого развертывания при ликвидации горения фонтанов АГВТ. 1- водоем; 2 - автонасосы или насосная станция; 3 — линия d = 77мм; 4 - автомобиль газоводяного тушения; 5 — ручные стволы;
6 - напорно-рукавные линии d = 150мм; 7- напорно-рукавная линия на орошение; 8 - разветвление.
Подача порошка на ликвидацию горения осуществляется:
пожарными стволами от автомобиля порошкового тушения;
вихрепорошковым способом;
пневматическими порошковыми пламяпоглатителями.
Ликвидация горения пожарными стволами.
Для этого используются пожарные автомобили с расходами огнетушащих порошков из лафетных стволов 20 и 40 кг/с. Автомобили устанавливают на расстояние не далее 10м. от устья скважины. Экспериментами установлено, что этот способ эффективен при ликвидации горения компактных фонтанов, интенсивность подачи порошка должна составлять 1 кг/кг нефти или 1 кг/мЗ газа, расчетное время принимается 30 с.
Ликвидация горения вихрепорошковым способом (табл. 6.16.) состоит в том, что огнетушащий порошок вводят в зону горения взрывом заряда с использованием поддона или траншеи ВВ. На металлический поддон П-образной формы укладывают детонирующий шнур, на него - шашки (патронированный аммонит), затем мешки с порошком (рис. 13.6.). Эта платформа собирается на безопасном расстоянии и подтягивается трактором на тросах к устью скважины. Взрыв производят дистанционно из специальных мест. Личный состав отводят на безопасное расстояние. Опытами установлено, что на 1 млн. м3/сут газа требуется 60 кг огнетушащего порошка. Для подачи 100 кг порошка требуется 1 кг ВВ.
Таблица 6.17.
Количество огнетушащего состава для тушения вихревым способом |
||||||||
Высота факела, м |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
Масса порошка, кг |
55 |
130 |
250 |
430 |
690 |
1020 |
1460 |
2000 |
Масса заряда, кг |
0,7 |
1,6 |
3,0 |
5,2 |
8,5 |
12 |
18 |
24 |
Диаметр кольца для укладки порошка, м |
1,2 |
1,6 |
2,0 |
2,4 |
2,8 |
3,2 |
3,6 |
4,0 |
Рис. 6.16. Схема ликвидации прения фонтана вихрепорошковым способом:
1 - факел; 2 - не горящая часть фонтана; 3 - устьевая труба; 4 - слой огнетушащего порошка; 5 - заряд ВВ; 6 - кольцевой лоток для размещения порошка; 7 - подтягивающие стальные канаты; 8 - платформа - щит; 9 - оттягивающие стальные канаты.
Ширина и глубина траншеи - 0,4x0,4 м. , а рассчитанное по приведенным формулам необходимое количество средств тушения компактных газовых и газонефтяных фонтанов, высотой факела от 30 до 100м, приведено в табл. 6.17.
При расположении огнетушащих веществ на поверхности земли, диаметр кольцевого зазора, Дк, определяется аналогично изложенному выше, но масса огнетушащего порошка и заряда ВВ увеличивается на 20 %.
Ликвидация горения пневматическими порошковыми пламеподавителям (ППП -200).
Выброс порошка осуществляется энергией сжатого воздуха. Количество установок принимается из расчета -одна установка на фонтан с дебитом 3 млн. м3 газа в сутки.
Установку располагают с наветренной стороны на расстоянии 15-20 м от устья скважины (рис. 6.17). Оператор производит коррекцию положения ствола в вертикальной и горизонтальной плоскостях таким образом, чтобы точка прицеливания была на 3-5 м выше нижнего среза пламени. По команде РТП подают сжатый воздух для обеспечения выброса порошка.
Ликвидацию горения фонтана взрывом заряда ВВ применяют как исключение в случае неэффективности других способов и при наличии специального проекта, утвержденного вышестоящей организацией промысла и согласованного с органами Госгортехнадзора.
Расчетное время — 1 ч.
Рис. 6.17