Способ тушения пожаров на горящих нефтегазовых скважинах и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области тушения пожаров на нефтяных и газовых промыслах, включая морские. Цель изобретения - повышение эффективности при высокой степени безопасности и упрощение работ по тушению одиночных скважин и группы скважин, расположенных вблизи друг к другу. Изобретение основано на использовании следующих эффектов: получения взрывной волны, позволяющей сбить пламя с фонтана нефти, и создания вокруг скважины или группы скважин пространства с весьма низкой температурой. К устью скважины подкатывают сферические оболочки, в которых содержатся взрывчатка или охладитель, например жидкий азот. Для подкатывания оболочек с взрывчаткой или охладителем к устью скважин с наружной стороны используется механизм в виде стержня с вилкой, имеющей дугообразные зубчатые элементы с выступами, входящие в пазы, предусмотренные в оболочках. После размещения оболочек равномерно вокруг скважины отсоединяют вилку от стержня за счет взрывного патрона, расположенного в месте их соединения. Затем взрывают вещество, находящееся в оболочке. Полученная при этом волна сбивает пламя с фонтана. 2 с. и 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области тушения пожаров на нефтяных и газовых промыслах, включая морские.

Известен способ локализации и тушения пожара нефтяной и газовой скважины, окруженной жидкой средой, состоящий в расположении вокруг скважины и последующем подрыве в жидкой среде заряда взрывчатого вещества [1] .

Эффективность этого способа недостаточно высока из-за использования для охлаждения раскаленной арматуры только небольшой части образующегося при взрыве столба и отсутствия вокруг горящей скважины водяной завесы, а также трудностей, которые возникают в каждом отдельном случае, при расположении вблизи устья скважины взрывчатого вещества. Наряду с этим большие сложности возникают при необходимости приблизиться к устью скважины, а тем более к группе горящих скважин, расположенных вблизи друг к другу.

Известен способ локализации и тушения пожара, заключающийся в создании над горящей скважиной водяной завесы, для чего используют шнуровой заряд, размещаемый вокруг скважины в виде кольца [2] . Однако этот способ можно применить в условиях расположения горящей скважины в окружении жидкой среды (в море).

Недостатком этого способа является необходимость в создании спокойной поверхности жидкой среды (отсутствия волн в море) при его реализации, что в большинстве случаев обеспечить не представляется возможным.

Известен способ тушения пожаров нефтяных скважин бомбой-контейнером с твердым углекислым газом. При нагревании бомба-контейнер взрывается и охлаждает зону горения, образуя защитную оболочку, предотвращающую поступление воздуха в зону реакции [3] (прототип).

Однако такой способ характеризуется ограниченной эффективностью даже для одной скважины, тем более для нескольких горящих скважин. Кроме того, доставка такой бомбы-контейнера чрезвычайно затруднительна в условиях весьма высокой температуры горящего нефтяного или газового фонтана и опасна для людей и механизмов, выполняющих эту операцию.

Известно устройство для реализации способа, содержащее мину-контейнер, заполненную твердым углекислым газом [3] . Недостатки этого решения те же, что и описано выше.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков.

Предлагаемый способ тушения горящих нефтяных скважин основан на использовании следующих эффектов: получения взрывной волны, позволяющей сбить пламя с фонтана нефти, и создания вокруг скважины или группы скважин на высоте, превышающей высоту сохранившейся арматуры, пространства с весьма низкой температурой.

Существенная новизна предлагаемого способа состоит в доставке взрывчатки и охладителя в сферических оболочках путем их подкатывания к устью скважин, расположенных вблизи друг к другу.

Новизна заявленного устройства для реализации способа состоит в том, что оно снабжено приспособлением для подкатывания шаров, выполненным в виде шеста с вилкой на конце, снабженной на своих дугообразных двух зубьях поводками для взаимодействия с углублениями, предусмотренными в теле каждого шара, выполненного с внутренней сферической оболочкой для размещения охладителя в виде жидкого азота.

На фиг. 1 изображен шаровой контейнер с приспособлением для его подкатывания; на фиг. 2 - то же, при установке их у скважины.

Оболочка представляет собой сферу 1, изготовленную из неметаллического материала: резины, полимеров и пр. Внутри сферы в процессе изготовления может помещаться тонкая сфера 2, изготовленная, например, из алюминия, в которой через отверстие 3 в обойме 4, гумированной в теле сферы 1, размещают взрывчатку 5 или охладитель (жидкий азот). Вместо жидкого азота можно применять другой охладитель.

Отверстие 3 прикрывают путем вращения в обойму 4 пробки 6 на резьбе. На конце пробки 6 укреплен взрыватель 7, срабатываемый от дистанционного взрывающего устройства 8 (фиг. 2).

Снаружи оболочку обмазывают жаростойким и огнестойким материалом 9, например асбестовой смазкой. Диаметр оболочки выбирается таким, чтобы при размещении оболочки у устья скважины 10 оболочка оказывалась под факелом 11, т. е. ниже уровня пламени.

Для подкатывания оболочек к устью горящей скважины 10 предлагается использовать шест 12, на конце которого имеется вилка 13 с осями 14, которые соосно углублены в гнезда 15, имеющиеся соосно в теле сферы 1. С помощью шеста 12 и вилки 13 оболочка подкатывается с нужной стороны скважины 10 к ее устью. Подкатывание можно осуществлять вручную или посредством любого перемещающегося механизма (не показано): тягача, бульдозера, автомобиля, трактора и т. д. После того, как оболочка подкатана к устью скважины 10, вилка 13 отсоединяется или отстреливается от шеста 12 посредством патрона 16, размещенного в месте их соединения. Ряд оболочек равномерно размещаются вокруг скважины 10.

Взрыв патрона 16, так же как и взрывателя 7, производится от дистанционного взрывного устройства 8, расположенного в безопасном отдалении от горящей скважины 10.

Взрывная волна, образовавшаяся при взрыве оболочек, наполненных взрывчаткой 5, направленная от земли вверх, сбивает пламя с нефтяного фонтана или нескольких горящих фонтанов. Взорвавшиеся за первыми оболочками через какой-то период времени (порядка нескольких секунд) оболочки, заполненные охладителем, приводят к интенсивному охлаждению пространства вокруг скважины 10 или группы скважин, расположенных вблизи друг к другу. Это предотвращает новое возгорание фонтана нефти от раскаленной арматуры или от вблизи горящих других скважин.

После того, как прекращено горение скважины или группы скважин и произведено их охлаждение, можно приступить к работам по локализации фонтанов и их закрытию. Проведение этих работ зависит от конкретных условий каждой скважины.

Экономическая эффективность от использования предлагаемого способа и устройства для его реализации определяется быстрым и безопасным тушением горящей скважины или группы скважин, расположенных вблизи друг к другу, исключением ежесуточных потерь нефти, составляющих от одной среднедебитной скважины 30 т, и предотвращением загрязнения атмосферы и других экологических нарушений. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 630959, кл. Е 21 В 35/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР N 895174, кл. Е 21 В 35/00, 1977.

3. Патент США N 3070172, кл. 166-1, 1972.

Формула изобретения

1. Способ тушения пожаров на горящих нефтегазовых скважинах, включающий доставку к скважине или группе скважин мин-контейнеров с их последующим подрывом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности тушения пожаров и безопасности проведения работ, в качестве мин-контейнеров используют шары, а их доставку осуществляют путем подкатывания к устью скважины или к группе скважин и равномерного размещения вокруг последних.

2. Устройство для тушения пожаров на горящих нефтегазовых скважинах, включающее мины-контейнеры с охладителем или взрывчатым веществом и приводом для их взрыва, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности тушения пожаров и безопасности проведения работ, каждая мина-контейнер выполнена в виде шара из неметаллического материала и с внутренней сферической оболочкой, в которой размещен охладитель или взрывчатое вещество, а устройство снабжено механизмом для подкатывания шаров к устью скважины, выполненным в виде стержня с вилкой на одном конце и патроном, расположенным в месте их соединения, причем вилка имеет два дугообразных зубчатых элемента с коническими выступами на внутренней поверхности каждого из свободных концов, а шары имеют конусообразные пазы под выступы зубчатых элементов вилки.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что сферическая внутренняя оболочка шара заполнена в качестве охладителя жидким азотом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2