Способ тушения пожаров газовых, нефтяных и нефтегазовых фонтанов и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК E21B35/00 

315

11:к Г1ргтгние относится к области 1л::жар) 1 ушения, в частности к туше-- нию lasoBbK, нефтя1{ь х и газонефтяных фонтмни.р тощих скважин, а так- же может Оыть использовано для :1ок. любых высокотемпературных струй газов, образующихся при горении различных материалов, образующихся на производствах химиче- с кой .ШIлeннocти и т.п.

Целью Ч1зобретения является позы- шение эффективности тушения за счет возможности создания двухфазного потока и термобарического воздейст- ВИЯ ма его жидкую фазу.

Сущность способа заключается в образовании двухфазного потока огне- тушащей жидкости путем торможения ее совместно с фонтанирующей струей нефтепродуктов для создания условий термобарического воздействия на ог- нетушащую жидкость. Последнее заключается в том, что распьшенное огне- тушащее вещество, например вода, по- падая в струю газа, на начальном участке движения прогревается от начальной температуры Т до максимално возможной равновесной температуры Тр , соответствующей температуре газа Tji и давлению насыщения паров этого огнетушащего вещества в потоке PS ,

При частичном торможении потока происходит перераспределение давле- ПИЯ и, следовательно,нарушается термодинамическое равновесие в двухфазном потоке, так как в силу инер1щ- ониости процесса охлаждения температура капли Тр становится больше температуры Т насыщения паров,соответствующей давлению их насьш1ения в потоке РГ .

При Тр Т;(Рд) происходит мгновенное вскипание капли, что обеспечивает эффект тушения за счет одновременного снижения температуры пламени и паровой изоляции факела от кислорода воздуха.

На чертеже изображено устройство

для тушения фонтана.

Устройство содержит подводящий трубопровод 1, кольцевой незамкнуты коллектор 2, распылители 3, кониче- ский корпус, состояиц 1й из неподвижной 4 и подвижной 5 частей, упор-фисатор 6. 1-ибкий привод 7 вращения подвижной части конического корпу

0

5

0 5 0

е Q

0

е

5

са, камеру 8 смещения и прегрлждаю- |ци1 1 элемент 9.

Устройство работает следуюшлм образ ом „

Устройство, установленное, например, на шасси самоходной установки и соединенное подводящим трубопроводом 1 с источником воды, надвигают на устье фонтана так,чтобы незамкнутый коллектор 2 с распылителями 3 и неподвижной частью 4 корпуса, совмещенные с подвижной частью 5 упором-захватом 6, достиг трубы устья скважины. Затем поворотом с помощью гидравлического гибкого привода 7 подвижной части 5 вокруг оси замыкают контур камеры 8 смешения. Торможение потока с малыми скоростями в устройстве обеспечивается дополнительным преграждающим элементом 9, например решеткой, соплом и гидроцилиндром. После этого подают воду. Образующийся двухфазный поток частично тормозится с помощью преграждающего элемента, при этом капли воды в результате термобарического воздействия на поток вскипают и интенсивно за счет теплового взрыва испаряются. Термобарическое воздействие - это воздействие, связанное с изменением температуры и давления в потоке.

Чтобы перед тепловым в.зрывом капли успевали прогреться до максимальной равновесной температуры, воду надо подавать не ближе 200 - 300 мм до этой зоны термобарического воздействия на поток или камеры смешения устройства. Кроме того, отношение высоты преграждающего элемента, который может быть цилиндрической обечайкой, отверстиями в решетке и др., к его гидравлическому диаметру (1/d) должно находиться в соотношении 1:7.

При меньшем соотношении 1/d не достигается необходимога перепада давления в струе двухфазного потока, обеспечивающего условие термобарического воздействия и получения эффекта теплового взрыва капель при прохождении его сквозь преграду, а увеличение 1/d больше 7 нецелесообразно ввиду возможного запирания канала, снижения скорости потока и, как следствие, снижения эффективности испарения капель.

Формула изобретени

1. Способ тушения пожаров газовых, нефтяных и нефтегазовых фонтанов, включающий подачу огнетушащего вещества в фонтанирующую струю газа и нефтепродуктов на устье скважины и осуществление торможения, о т- личающийся тем, что, с целью повышения эффективности тушения за счет возможности создания двухфазного потока и термобарического воздействия на его жидкую фазу, осуществляют торможение образовавшегося потока фонтанирующей струи газа и нефтепродуктов совместно с огнетушащим веществом и одновременно создают условие, при котором Тр TjCPj), где Тр - равновесная температура жидкой фазы, а Tj - температура насъщения пара при давлении Р- .

10

15

20

116

2. Устройство для тушения пожаров газовых, нефтяных и нефтегазовых фонтанов, содержащее конический корпус с преграждающим элементом, кольцевой незамкнутый коллектор с установленными на нем распылителями и упором-фиксатором и подводящий трубопровод, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения эффективности тушения за счет возможности создания двухфазного потока и термобарического воздействия на его жидкую фазу, конический корпус выполнен из двух частей, установленных соосно с возможностью вращения одна относительно другой, а отношение высоты преграждающего элемента к его гидравлическому диаметру находится в соотношении 1-7.

Изобретение относится к пожаротушению и может быть использовано для локализации любых высокотемпературных струй газов, образующихся при горении различных материалов. Цель - повышение эффективности тушения за счет возможности создания двухфазного потока и термобарического воздействия на его жидкую фазу. Для этого образуют двухфазный поток огнетушащей жидкости путем торможения ее совместно с фонтанирующей струей газо- и нефтепродуктов и одновременно создают условие, при котором T_р *98 T_S(P_S), где T_р - равновесная т-ра жидкой фазы, а T_S - т-ра насыщения пара при давлении P. Жидкая фаза - вода-подается по трубопроводу 1 через кольцевой незамкнутый коллектор 2 и установленные на нем распылители 3 в камеру 8 смешения, образованную коническим корпусом, состоящим из подвижной 5 и неподвижной 4 частей, установленных соосно с возможностью вращения относительно одна другой. Образующийся двухфазный поток частично тормозится с помощью преграждающего элемента 9. Отношение его высоты к его гидравлическому диаметру находится в пределах 1÷7. Капли воды в результате термобарического воздействия на поток вскипают и интенсивно испаряются за счет теплового взрыва. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.