Устройство для тушения газовыхфонтанов

 

О ПИСА ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соаетскик

Социалистических

Республик, (щ 796393

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.03. 79 (2t) 2732988/22-03 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Р()М g 3

Е 21 В 35/00

Государственнмй квинтет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй (53) УДК б 2 2 . 2 4 5 . -(088.8) Опубликовано 15.0181. Бюллетень ИЯ 2

Дата опубликования описания 170181

В. И. Потякин A. С. Мелихов, И. A. Володьянд В.И.Калинкин и A. А. Родэ (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт противопожарной обороны (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУШЕНИЯ ГАЗОВЫХ ФОНТАНОВ

Изобретение относится к пожаротушению и может быть использовано для тушения воспламеняющихся газовых фонт танов, образовавшихся при разработке природных месторождений горючего газа, а также при разгерметизации подземных магистралей и хранилищ горючих газов.

Известно устройство для тушения газовых фонтанов, включающее надвигаемую на устье фонтанирующей скважи ны стрелу, в которую спускают направляющую и обсадную колонну трубной колонны, соединенной с насосным агрегатом для нагнетания в скважину жид- 15 кости (1) Устройство малоэффективно при тушении мощных фонтанов.

Известно также устройство для ту- 20 шения газовых фонтанов, содержащее изогнутую газоотводную трубку Г2) .

Использование изогнутой газоотводной трубы, оказывающей большое .сопротивление потоку, является недостатком 25 устройства, так как при тушении моще-. ных фонтанов этот элемент должен быть достаточно массивным, что затрудняет манипулирование им в пространстве.

Цель изобретения — повышение на- Зо дежности работы устройства и эффективности тушения фонтанов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено установленной под углом к газоотводной трубе дополнительной газоотводной трубой, причем трубы соединены в нижней час ти bio боковой поверхности и их входные торцы расположенй в одной плоскости, трубы снабжены перегородками, параллельными продольным осям труб, а кромки перегородок и труб у вход" ных торцов выполнены заостренными, а газоотводные трубы установлены под углом 30-90.

На фиг. 1 приведено устройство для тушения газовых фонтанов, общий вид, на фиг. 2 — то же, в другой проекции, на фиг. 3 — то же, по схеме

"конфузор-диффуэор"с системой охлаждения; на фиг. 4 — схема, иллюстрирую щая использование устройства при тушении газового фонтана.

Устройство содержит две изогнутые трубы 1, например, прямоугольного сечения. Входные торцы 2 обеих труб расположены в одной плоскости. Трубы на участке от торцов 2 до точки 3 имеют общую стенку 4, так как соединены по боковой поверхности. Обе тру796393 бы по всей высоте разделены перегородками 5. Нижние кромки стенок каналов и перегородок выполнены заостренными. Соединенные трубы закреплены на раме б с двумя полозьями 7, служащими для перемещения устройства по грунту. Плоскость торцов 2 располагается горизонтально, возможно ближе к уровню грунта. Полозья 7 могут быть выполнены полыми и при необходимости м огут заполняться балластом, наприМер землей, для придания устройству устойчивости и увеличения его массы.

Внутренние боковые поверхности полозьев беэ зазоров привыкают к стенкам труб, .чем ограничивается подсос воздуха в фонтан после его перекрытия торцами труб.. Для предотвращения нагревания труб тепловым излучением устройство снабжено системой охлаждения, выполненной, например, с использованием приваренных к внешним поверхнос- 20 тям.труб охлаждающих трубок 8, по которым прокачивается вода.

Для тушения фонтатов с малой скоростью истечения трубы могут быть выполнены по схеме "конфузор-диффу- 25 зор". При этом прямая часть обеих труб выше поворота до половины выполняется сужающейся 10, а в верхней части — расширяющейся 9. Угол сужения и расширения равен 7-8О

ЗО

Угол между первой и второй трубой выбран иэ следующих соображений. Известно, что при горении турбулентной струи горючего газа угол ее раствора составляет не более 7,5 . Угол раство:ра струи негорящего газа также не превышает атой величины. Поэтому для тоГо, чтобы исключить соприкосновение расширяющихся струй, угол между первой и второй трубой устройства должен быть не менее 15О Однако при 40 горении газовой струи наблюдаются ° пульсации пламени, в частности, в сторону негорящей струи, которые могут ее воспламенить. По результатам наблюдений амплитуда пульсаций может 4 достигаты 50% от максимального диаметра горящей струи. Для исключения перехода горения с одной струи на другую трубы следует развести на угол более 30 . C учетом запаса предпочтительным является угол,равный 40, и котором обеспечивается, как поазали эксперименты, надежная работа устройства.

Следует отметить, что с увеличением угла разведения труб повышаются потери скоростного напора струи и возрастают динамические нагрузки на устройство. При больших углах это может привести к снижению эффектив,ности тушения фонтана и неоправдан- Щ ному увеличению массы устройства.

Для обеспечения надежного перекрытия .фонтана при наезде размер сечения труб в направлении, перпендикулярном движению, выбирается в нес- д колько раз большим диаметра струи в устье скважины. Размер сечения труб вдоль движения должен не менее, чем в 2 раза превышать диаметр струи. В этом случае трубы снабжаются перегородками 5, параллельными их продоль ным осям. Расстояние между перегородками не должно превышать диаметра струи в устье скважины. Длина вертикального участка труб от торцов 2 до точки 3 (см. фиг. 1) не является определяющей и выбирается, исходя из конструктивных соображений и удобства эксплуатации. Длина прямых наклонных участков труб устанавливается с учетом стабилизации газового потока после его отклонения на повороте. Известно, что длина участка трубы, на котором происходит стабилизация турбулентного потока равна пятнадцати приведенным диаметрам.

Длину прямого участка целесообразно выбирать с запасом, т.е. равную 2025 приведенным диаметрам каналов, образованных перегородками.

Тушение газового фонтана с помо-. щью предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Устройство 1 транспортируется к фонтану 11 с помощью тракторов 12 таким образом, чтобы над устьем скважины последовательно прошли входные торцы обеих каналов. Трактором 13 при необходимости осуществляется обратное движение устройства для повторного наезда на скважину. Для исключения переноса пламени от одной трубы к другой движение осуществляется вдоль направления ветра. Устройство

1 надвигается на скважину 11 таким образом, чтобы фонтан прошел между полозьями 7.

При этом, если пламя горящего газа находится низко над устьем, то после попадания струи в первую трубу пламя поднимается к верхнему ее срезу. Это происходит из-за ограничения стенками трубы подсоса воздуха в нижнюю зону факела. Продольные перегородки 5 способствуют этому, так как они увеличивают скорость газа, в трубе, что препятствует проскоку пламени сверху вниз. Вследствие изогнутости труб фонтан отклоняется от верстикального положения и пламя отводится в сторону.

При дальнейшем продвижении устройства 1 струя уже потухшего газа на уровне нижних торцов 2 переходит в другую трубу и фонтан отклоняется в сторону, противоположную от факела, горящего на конце первой трубы. После полного перекрытия устья фонтана нижним торцом второй трубы факел на конце первой трубы потухает. вследствие прекращения поступления туда горю чего газа.

Наличие двух труб, снабженных перегородками, определенное расстояние

796393 между верхними срезами труб, эаост ренная форма элементов на входе,исключающая возмущение потока сводит к минимуму возможность проскока пламени при переходе фонтана иэ первой трубы во вторую, чем обеспечивается высокая надежность тушения предлага.— емым устройством.

Использование предлагаемого уст ройства для тушения газовых фонтанов имеет по сравнению с существующими устройствам ряд преимуществ: повышается надежность тушения, что обеспечивается обоснованным выбором формы узлов и элементов, исключается необходимость применения огнетушительных веществ, что обеспечивается рациональным использованием физических про цессов, происходящих при горении в высокоскоростном потоке,"упрощается проведение операции по тушению и по-. вышается их безопасность за счет знар чительного уменьшения объема работ вблизи горящего фонтана и за счет проведения операции тушения единым действием.

Формула изобретения 25

1. Устройство для тушения газовых фонтанов, содержащее и зогнутую гаэоотводную трубу, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и эффективности тушения фонтанов, оно снабжено установленной под углом к гаэоотводной трубе дополнительной гаэоотводной трубой, причем трубы соединены в нижней части по боковой поверхности и их входные торцы расположены в одной плоскости.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а Фо щ е е с я тем, что трубы снабжены перегородками, параллельными про— дольным осям труб, а кромки перегородок и труб у входных торцов выполнены заостренными.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что газоотводные трубы установлены под углом 3090 О

Источники Йнформации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США В 3765486, кл, 116-290, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 37025, кл. Е 21 В 35/00, 1931.