CC BY
15УДК 622.279.51/.7(571.1)
ТУШЕНИЕ ПОЖАРОВ НА ФОНТАНИРУЮЩИХ СКВАЖИНАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
FIRE EXTINGUISHING IN FLOWING WELLS IN WEST SIBERIA
С. А. Бараковских, P. А. Бакеев, M. Я. Калимулина
S. A. Barakovskih, R. A. Bakeev, M. Ya. Kalimulina
Уральский институт ГГГС МЧС России, г. Екатеринбург
Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень
Ключевые слова: открытый газовый фонтан; пожар; лафетный ствол; пламеподавитель; агрегат газоводяного тушения; теплоотражающий защитный щит Key words: open gas blowout; fíre, gun carnage hole; flame extinguisher; gas water fire extinguishing aggregate; heat reflecting/protection shield
В России и странах ближнего зарубежья наиболее применяемые средства для тушения пожаров на фонтанирующих скважинах [1]: лафетные стволы; агрегаты газоводяного тушения ALBT-100 и ALBT-150; пневматический порошковый пламеподавитель 111111-200.
Водяные струи применяются при тушении компактных газовых, газоконденсатных и нефтяных фонтанов. Подача водяных струй осушествляется из лафетных стволов с насадками 25-28 мм. Стволы размешаются равномерно вокруг устья скважины по дуге 210-270 градусов с наветренной стороны на расстоянии 6-8 м от устья, но не далее 15 м. Напор перед стволом 60-80 м. Водяные струи сначала вводятся под основание пламени, затем одновременно перемешаются вверх по оси фонтана до полного гашения пламени. В случае прорыва пламени вниз водяные струи опускаются в исходное положение, и атака повторяется. Для синхронной работы стволов выделяется один ствол ведущий, по которому ориентируются все остальные.
При тушении мошных фонтанов, когда используется значительное количество лафетных стволов, подачу водяных струй осуществляют в два яруса. При этом 2-3 струи вводят под основание пламени, и в этом положении их удерживают до конца тушения. Остальные
№ 5, 2015
Нефть и газ
125
струи (верхнего яруса) синхронно перемешают вверх до полного гашения пламени. В случае прорыва пламени вниз водяные струи верхнего яруса опускаются в исходное положение, и атака повторяется.
Газоводяные струи применяются для тушения пожаров всех видов фонтанов, в том числе компактных и распыленных, одиночных и групповых. Газоводяные струи вырабатываются агрегатами газоводяного тушения АГВТ-ЮО или АГВТ-150 и представляют собой смесь выкидных газов турбореактивного двигателя и распыленной воды. Обладая высокой теплоемкостью, газоводяные струи могут применяться для охлаждения устьевого оборудования, металлоконструкций и прилегающей территории вокруг скважины.
Режим работы турбореактивного двигателя принимается в зависимости от вида выполняемых работ: тушение проводится на номинальном режиме, охлаждение — на среднем. Управление работой турбореактивного двигателя осуществляется из кабины водителя, а управление газоводяной струей — с помошью выносного дистанционного пульта. Предельный дебит фонтана, который может быть потушен одним агрегатом, составляет: фонтан компактный вертикальный — 4,5 млн м3/сут; фонтан компактный горизонтальный — 3,5 млн м3/сут; фонтан распыленный — 2,0 млн м3/сут; фонтан комбинированный — 2,0 млн м3/сут.
Если имеющихся агрегатов газоводянного тушения недостаточно, то тушение фонтана можно осуществить комбинированно: газоводянными струями от АГВТ и водяными струями из лафетных стволов. Расчетные потребные расходы воды на тушение газового компактного фонтана водяными струями представлены в таблице.
Потребные расходы воды при тушении компактного фонтана водяньыш струями
Диаметр устья скважины, мм Пот эебный расход воды, л/с, при дебите фонтана, млн м3/сут
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
250 120 150 180 200 220
300 140 180 220 250 280
Горизонтальные компактные фонтаны тушатся так же, как и вертикальные, но перемещение газоводяных струй проводится не снизу вверх, а горизонтально, вдоль оси фонтана.
При тушении комбинированных фонтанов в первую очередь ликвидируют горение нижних факелов, а затем приступают к тушению факелов, расположенных выше. Если применяются две и более газоводяные струи, то все факелы могут тушиться одновременно. Например, одна струя может быть направлена на тушение распыленной части фонтана, другая — на тушение компактной.
Тушение пожара фонтана пневматическим порошковым пламеподавителем Ш111-200 осушествляется за счет воздействия на горяший факел распыленного огнетушашего порошка, выброс которого осушествляется за счет энергии сжатого воздуха. В зоне горения фонтана в течение короткого времени (1-2 сек) импульсно создается огнетушашая концентрация порошка путем направленного залпового выброса установкой.
Расчетное количество установок 111111-200, необходимых для подавления пламени фонтана, определяется из условия: одна установка на фонтан дебитом 3 млн м3/сут. Перед тушением установка вывозится на боевую позицию транспортным средством с помошью тросов, монтируется с наветренной стороны на расстоянии 15-20 м от устья фонтанируюшей скважины с корректированием угла возвышения ствола. Проводится коррекция положения ствола в вертикальной и горизонтальной плоскостях таким образом, чтобы точка прицеливания была на 3-5 м выше среза пламени фонтана.
Для повышения эффективности тушения компактных газовых фонтанов ствол пламепо-давителя оснашается вертикальной поворотной или шелевой формирующей насадкой, при этом одной установки достаточно для тушения вертикальных фонтанов до Ю млн м3/сут. При тушении распыленного фонтана несколькими установками наведение пламеподавите-лей проводится непосредственно на запорную арматуру с противоположных сторон.
После установки пламеподавителй на боевую позицию и коррекции углов прицеливания отводят водяные струи агрегатов водяного тушения от охлаждаемых элементов устьевого оборудования, которые используются для охлаждения арматуры и грунта в зоне пожара, и
126
нефть и газ
!№ 5, 2015
по команде руководителя тушения пожара осуществляют массированный залп Ш111-200. После залпа вода вновь подается на охлаждение арматуры и грунта.
Если не будет потушен фонтан с помошью пламеподавителя, необходимо выяснить причины, которыми могут оказаться:
• неправильно выбранная точка прицеливания;
• большая удаленность пламеподавителя от устья скважины, и как следствие, большая часть порошка при тушении не достигает зоны горения;
• повторное воспламенение газа от нагретых элементов устьевого оборудования скважины из-за недостаточного их охлаждения при тушении распыленных и комбинированных фонтанов.
Тушение комбинированного фонтана осуществляется по аналогичной технологии, но при этом применяется несколько пламеподавителей, располагаемых по дуге от устья фон-танируюшей скважины.
Проведенные на испытательном полигоне в г. Новый Уренгой пожарно-тактические учения [2] позволили рекомендовать использование лафетных стволов, агрегатов АГВТ-150 и 111111-200 при тушении газовых и газонефтяных фонтанов на месторождениях Западной Сибири, включая районы Заполярья и Арктики.
Однако все эти технические средства не позволяют избежать новой вспышки газовой струи на устье фонтанируюшей скважины или повторного возгорания разлитых нефтепродуктов на территории возле устья, которые могут привести к повреждению оборудования и к гибели людей, находящихся в этот момент в приустьевой зоне фонтанируюшей скважины [3,4, 5].
На наш взгляд, более безопасным методом ликвидации открытых газовых фонтанов является наведение противовыбросового оборудования на устье скважины после отрыва от него пламени и подъема его на безопасную высоту с орошением устья водяными струями, как это рекомендуют некоторые исследователи (Л. У. Чабаев, А. В. Кустышев) [6].
В процессе пожара на фонтанируюшей скважине, расположенной на кустовой плошад-ке, тепловое излучение направляется на соседние скважины. Для зашиты соседних скважин и снижения тепловой радиации применяются различные теплозашитые шиты. Нами предлагается устройство, ограничивающее распространение пожара на соседние скважины. Данное устройство выполнено в виде двух параллельных плоскостей, между которыми в качестве охлаждающего агента подается воздушно-механическая пена. Параллельные плоскости выполнены из металлических сеток. Допускается их выполнение производить из стекло-магниевого листа [7]. Эти плоскости поглотают тепловое излучение, препятствуя дальнейшему распространению пожара.
Таким образом, наиболее оптимальными техническими средствами при ликвидации го-ряшего газового фонтана являются мобильные лафетные стволы для маломощных фонтанов и мобильные установки тушения пожара, испытанные в процессе ликвидации фонтанов на месторождениях Западной Сибири. В процессе пожара на фонтанируюшей скважине, расположенной на кустовой плошадке, для зашиты соседних скважин от теплового воздействия и снижения тепловой радиации необходимо применять теплозашитые шиты различных конструкций, оптимальных для условий ликвидации фонтана в данной местности.
Список литературы
1. Повзик Я. С. Пожарная тактика. -М.: 2001. -414с.
2. Бакеев Р. А., Кустышев А. В., Зозуля Г. П., Чабаев Л. У., Ятлук О. В. Полевые учения по ликвидации фонтана и пожара на нефтегазовой скважине // Пожарная безопасность. - 2012. - № 1. - С. 115-120.
3. Кустышев А. В. Сложные ремонты газовых скважин на месторождениях Западной Сибири. - М.: ООО «Газпром экспо», 2010. - 212 с.
4. Гоинс У. К. Предотвращение выбросов: Пер. с англ. / У. К. Гоинс, Р. Шеффилд. - М.: Недра, 1987. — 288 с.
5. Оборудование и инструмент для предупреждения и ликвидации фонтанов: Справочник / В. Р. Радковский, Д. В. Рымчук, Ю. Е. Ленкевич, О. А. Блохин. -М.: Недра, 1996. -376 с.
6. Предотвращение и ликвидация газопроявлений и открытых фонтанов при ремонте скважин в экстремальных условиях Крайнего Севера / Л. У. Чабаев, А. В. Кустышев, Г. П. Зозуля, М. Г. Гейхман. - М.: ИРЦ Газпром, 2007. -189 с.
7. Барковских С. А., Иванов В. А. Разработка устройств для ослабления теплового излучения при противопожарной защите объектов нефтегазового комплекса // Известия вузов. Нефть и газ. - 2011. - № 1. - С. 61-66.
Сведения об авторах
Барановских Сергей Александрович, к. т. н, Уральский институт Государственной противопожарной службы Министерства РФ по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий России, г. Екатеринбург, тел 89505554178, e-mail: bar0381iS}yandexru
Information about the authors
Barakovskih S. A., Candidate of Science in Engineering, the Ural Institute of fire prevention gcn'ernment sen'ice of the RE Ministty for civil defense, emergency situations and elimination of the consequences of natural calamity of Russia, Yekaterinburg, phone: 89505554178, e-mail: bar038h,a)yandex ru
№ 5, 2015 -Нефть и газ-127
¡jiuict'fi ¡'услан Лх.мстоаач. к. т. п., /нщепт Л ie ж:о\'-nopoi'mov.o VHefmo-mpena xcl'jh tov.o центра, Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень, тел. 8( 3452) 393363, e-mail: Ьа> еше'а: > an ¡bit' f \ ri4.
Калимупина Мэглем Январовна, специалист 1 категории кафедры -,< hype; tue нефтяных у г.а.чоиых с к нажми», Тюменский г.ос\'оарстаеиный пефтег.ачоныи университет, г. Тюмень, тел. 8(3452)390393, e-mail: bvrenie'œ.rambier.ru.
HakffV R. ,4., CamlidalL' of Science m lîntfinect associate professor of the inier national education-tannin^ center, Tyumen State Oil and Gas University phone: 8(3452) 393363, e-mail: ambler. > u.
Kalimaiina M. Ya., ft m category specialist of the chair «Drilling of oil and gas wells •>. iyumen Stale Oil ami Gas l'niversi!v, pkt me: 8(5452)390395, e-mail: hure-meïè.ran\bler. nr.
