Устройство для тушения газовыхфОНТАНОВ Советский патент 1981 года по МПК E21B35/00 

Изобретение относится к пожаротушению и может быть использовано для тушения воспламеняющихся газовых фонг 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 скважив ны стрелу, в которую спускают направЛЯКЯЦУЮ и обсадную колонну трубной КОЛОННЫ, соединенной с насосным агрегатом ДЛЯ нагнетания в скважину жидкости 1 Устройство малоэффективно при тушении мощных фонтанов. Известно также устройство для тушения газовых фонтанов, содержащее изогнутую газоотводную трубку Г2. Использование изогнутой газоотвод ной трубы, оказывающей большое сопротивление потоку, является недостатком устройства, так как при тушении мощь. ных фонтанов этот элемент должен быть достаточно массивным, что затрудняет манипулирование им в пространстве. Цель илобретения - повышение надежности работы устройства и эффективности тушения фонтанов. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено установленной под углом к газоотводной трубедополнительной газоотводной трубой, причем трубы соединены в нижней по боковой поверхности и их входные торцы расположены в одной плоскости; / трубы снабжены перегородками, параллельными продольным осям труб, а кромки перегородок и труб у входных торцов выполнены заостренными, а газоотводныетрубы установлены под углом 30-90° На фиг. 1 приведено устройство ДЛЯ тушения газовых фонтанов г общий вид, на фиг. 2 - то же, в другой проекции, на фиг. 3 - то же, по схеме конфузор-диффузор с системой охлаждения; на фиг. 4 - схема, иллюстрирую щая использование устройства при тушении газового фонтана. Устройство содержит .уве 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 трубы по всей высоте разделены перегородками 5, Нижние кромки стенок кана лов и перегородок выполнены заострен ными. Соединенные трубы закреплены на раме 6 с двумя полозьями 7, служа щими для перемещения устройства по грунту. Плоскость торцов 2 располагается горизонтально, возможно ближе к уровню грунта. Полозья 7 могут быт выполнены полыми и при необходимости мргут заполняться балластом, например землей, для придания устройству устойчивости и увеличения его массы. Внутренние боковые поверхности полозьев без зазоров примыкают к стенкам труб, чем ограничивается подсос воздуха в фонтан после его перекрыти торцами труб. Для предотвращения наг ревания труб тепловым излучением уст ройство снабжено системой охлаждения выполненной, например, с использованием приваренных к внешним поверхнос тям .труб охлаждающих трубок 8, по ко торым прокачивается вода. Для тушения фонтатов с малой скоростью истечения трубы могут быть выполнены по схеме конфузор-диффузор. При этом прямая часть обеих труб выше поворота до половины выполняется сужающейся 10, а в верхней части - расширяющейся 9. Угол су жения и расширения равен 7-8 Уголмежду первой и второй трубой выбран из следующих соображений. Известно , что при горении турбулентной струи горючего газа угол ее раствора составляет не более 7,5. Угол раств ра струи негорящего газа также не превышает этой величины. Поэтому для тозро, чтобы исключить соприкосновение расширяющихся струй, угол между первой и второй трубой устройства должен быть не менее 15° Однако при горении газовой струи наблюдаются пульсации пламени, в частности, в сторону негорящей струи, которые могут ее воспламенить. По результатам наблюдений амплитуда пульсаций может достигать 50% от максимального диаметра горящей струи. Для исключения перехода горения с одной струи на другую трубы следует развести на уго более 30°. С учетом запаса предпоч±ительным является угол,равный 40°, при котором обеспечивается, какполазали эксперименты, надежная работа устройства. Следует отметить, что с увеличеиием угла разведения труб повышаются потери скоростного напора струи и возрастаю.т динамические нагрузки на устройстао. При больших углах это может привести к снижению эффективности тушения фрнтана и неоправданному увеличению массы устройства. . Дпя обеспечения надежного перекрытия - фонтана при наезде размер сечения труб в направлении, перпендикулярном движению, выбирается в несколько раз большим диаметра струи в устье скважины. Размер сечения труб вдоль движения должен не менее, чем в 2 раза превьлшать диаметр струи. В этом случае трубы снабжаются перегородками 5, параллельными их Лродольгным 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. Длинапрямых 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 помощью 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 горй чего газа. Наличие двух труб, снабженных перегородками, определенное расстояние между верхними срезами труб, заостренная форма элементов на входе, исключающая возмущение потока сводит к минимуму возможность проскока пламени при переходе фонтана из первой трубы во вторую, чем обеспечивается высокая надежность тушения предлага емым устройством. Использование предлагаемого уст-v 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 огнетушительн веществ, что обеспечивается рациональным использованием физических пр цессов, происходящих при горении в высокоскоростном потоке /упрощается проведение операции по тушению и по вышается их безопасность за счет зна чительного уменьшения объема работ вблизи горящего фонтана и за счет проведения операции тушения едииым действием. Формула изобретения 1. Устройство для тушения газовых фонтанов, содержащее изогнутую гаэоотводную трубу, отличающее с я тем, что, с целью повышения Нсщежности работы устройства и Э(1)фекзивности тушения фонтанов, оно . снабжено установленной под углом к газоотводной трубе дополнительной газоотводной трубой, причем трубы соединены в нижней части по боковой поверхности и их входные торцы расположены в одной плоскости. 2.Устройство ПОП.1, ОТЛИча ощееся тем, что трубы снабжены перегородками, параллельными про дольным осям труб, а кромки перегородок и труб у входных торцов выполнены заостренными. 3.Устройство по п. 1,отличающееся тем, что газоотводные трубы установлены под углом 30-90. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3765486, кл. 116-290, 1973. 2,Айторское свидетельство СССР 37025, кл. Е 21 В 35/00, 1931.

А-А noSefiHyma