устройство для тушения горящих фонтанирующих скважин

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУШЕНИЯ ГОРЯЩИХ ФОНТАНИРУЮЩИХ СКВАЖИН, содержащее корпус с боковыми стенками, герметизирующей крышкой и магистраль для отвода углеводородов из его полости, отличающееся тем, что его корпус выполнен в виде подвижной платформы, а устройство снабжено цилиндром с размещенным в нем зарядом взрывчатого вещества, имеющим породоразрушающий орган с газогенератором и сопловой головкой, и поворотной заслонкой, связанной с боковыми стенками корпуса, при этом заслонка и боковые стенки выполнены с анкерами и поджимными струйными механизмами с соплами, которые направлены вверх по ходу фонтана.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии тушения горящих нефтяных, газовых и нефтегазовых фонтанирующих скважин и предназначено для ликвидации пожара с временным перекрытием сечения скважин и подготовке ее к эксплуатации.

Известно устройство для тушения горящих фонтанирующих скважин, содержащее заряд взрывчатого вещества (ВВ), который подрывают в непосредственной близости у обсадной трубы, осуществляя деформацию трубы и перекрытия скважины [1] Существенными и очевидными недостатками этого устройства являются отсутствие мобильного корпуса для доставки ВВ к фонтанирующей скважине, значительные затраты времени на подготовку; повышенная опасность использования в условиях горящих скважин, что делает невозможным использование устройства в указанных экстремальных условиях.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройства для тушения горящих фонтанирующих скважин, содержащее корпус с боковыми стенками, герметизирующей крышкой и магистраль для отвода углеводородов из его полости [2] Это устройство обладает недостатками, заключающимися в отсутствии технического оснащения его корпуса для работы на фонтанирующей скважине, где отрывное усилие и окружающая температура очень значительны и условия требуют оперативного функционирования механизмов защиты корпуса, привода его узлов, страховки на устье скважины и перевода скважины после ликвидации пожара в режим эксплуатации. Эти технические недостатки вызывают отрицательные существенные затраты на дополнительные работы по безопасной подготовке территории, прилегающей к устью скважины, включающие необходимость значительных машино- и трудозатрат на процесс тушения скважины.

Предлагаемое заявителем устройство направлено на повышение производительности, оперативности и безопасности работ по перекрытию скважины и пуске ее в эксплуатацию.

Эти технико-экономические преимущества устройства, содержащего корпус с боковыми стенками, герметизирующей крышкой и магистралью для отвода углеводородов из его полости, достигается за счет выполнения корпуса в виде подвижной платформы и снабжения устройства цилиндром с размещенным в нем зарядом ВВ, имеющим породоразрушающий орган с газогенератором с сопловой головкой, и поворотной заслонкой, связанной с боковыми стенками, при этом заслонка и боковые стенки выполнены с анкерами и поджимными струйными механизмами с соплами, которые направлены вверх по ходу фонтана, вырывающегося из устья.

Такое конструктивное выполнение устройства позволяет использовать его мобильность, техническую оснащенность для безопасного и оперативного перекрытия фонтанирующей скважины и пуска ее в эксплуатацию, т.е. технология тушения скважины решена на современном более высоком инженерном изобретательском уровне.

На фиг. 1 показано устройство для тушения скважин, общий вид; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 общий вид мобильной части устройства для тушения; на фиг. 4 то же, вид сверху.

Устройство состоит из подвижного мобильного корпуса 1, выполненного в виде платформы с направляющей 2, предназначенной для подачи корпуса к фонтанирующей скважине 3 за счет подвижного энергетического механизма в виде подвижной платформы 4. Корпус имеет боковые стенки 5 и 6, закрепленные посредством шарниров 7 и приводных цилиндров 8 на направляющей 2 и корпусе 1. На концах стенок 5 и 6 закреплена дополнительная поворотная заслонка 9 в исходном положении открытая (отведена к стенке 6) за счет поворота шарнира 10 штоком цилиндра 11. Корпус оснащен также верхней герметизирующей крышкой 12, которая на корпусе (в плане) установлена с возможностью поворота вокруг шарнира 10, т.е. крышка 12 в первоначальном положении открыта и не препятствует свободному выбросу фонтана 13 из устья скважины 3.

Для надежного ориентирования корпуса на устье скважины и предупреждения срыва его при надвижке его стенки 5, 6 и заслонка 9 снабжены анкерами 14, 15 и 16 и поджимающими реактивными струйными механизмами 17 для поджатия корпуса к грунту при надвижке и ориентировании его на устье скважины 3.

Для операции перекрытия сечения фонтанирующей скважины платформа корпуса снабжена дополнительной направляющей в виде цилиндра 18, в котором размещена камера с зарядом взрывчатого вещества, имеющая корпус 19 в виде породоразрушающего органа. Направляющая и орган 19 закреплены посредством цилиндров 20 и шарниров 21 на основной направляющей 2, соединенной с платформой 4.

Породоразрушающий орган 19 имеет газогенератор в своей полости, например в виде камеры сгорания твердого топлива. Для лучшего направления сопловой головки 22 в полость уже имеющейся скважины 3 (в случае прямого ввода сопловой головки в фонтанирующую скважину) головка имеет криволинейную направляющую 23 в виде сходящего на конус (клин, ус) с шаровым шарниром на конце, для перекатывания шарнира (шара) по обсадной трубе. Ту же функцию выполняет шарнир и направляющая 23 при погружении органа 22 в проходимую скважину 24 при углублении несколькими проходками.

Для повышения безопасности работ механизм 4 оборудован цистерной 25 с огнегасящей жидкостью и системой дождевания 26 в виде распылителей. Оперативность и тактика тушения может сопровождаться управлением по радио с помощью вертолета 27, или при использовании мачты.

Оперативность тушения фонтанирующей скважины повышается при размещении дополнительной направляющей 18 непосредственно на тягаче-платформе 4 на его подрамнике, имеющим полноповоротный круг 28 (фиг. 3, 4), который совместно с шарниром 21 и подъемным цилиндром 20 обеспечивает ориентирование породоразрушающей сопловой головки 22 с заборными соплами 29 и тяговыми соплами 30, весь корпус 19, к стволу скважины. Причем начало ориентирования может осуществляться уже на этапе подъезда к скважине 3, т.е. оперативно, на ходу подвижной платформы 4. При таком варианте реализации технологии целесообразно камеру с зарядом ВВ разместить в хвостовой части органа 19, в отсеке 31.

Для надежности процесса на платформе (фиг. 4) целесообразно расположить два-три органа 19, между которыми размещена емкость 25 с огнегасящей жидкостью.

Работа описываемого устройства для тушения горящих фонтанирующих скважин раскрывается далее при изложении приемов и операций осуществления технологии тушения, которую начинают с подачи корпуса 1 к устью фонтанирующей скважины 3, из которой свободно вырывается углеводородное сырье 13. При этом устанавливают связь между командным пунктом, например, воздушным на вертолете и исполнителем на платформе 4, в качестве исполнителя может быть специально обученный персонал, или запрограммированная система, оснащенная микроЭВМ типа ДВК-4 (ДК-28) с блоком подачи команд на исполнительные механизмы: дождевальную систему 26, питаемую от емкости 25. При использовании платформы 4, как показано на фиг. 3 и 4, к фонтанирующей скважине 3 с выбросом 13 перемещают платформу на расстояние безопасного ведения работ (с дождеванием). Направляющие 18 с корпусами аппаратов и рабочими сопловыми головками 22 на ходу ориентируют в направлении к обсадной трубе под углом вниз с учетом расстояния подхода платформы 4 к фонтанирующей скважине 3. Производят внедрение корпуса аппарата за счет работы забойных 29 и тяговых 30 сопел за счет подачи рабочего газа из газогенератора, размещенного в органе 19. При внедрении головки 22 и камеры с зарядом ВВ-31 в грунт в направлении к обсадной трубе 3 производят подрыв ВВ (платформа 4 во время работы головки 22 и внедрении ВВ 31 в грунт отходит на безопасное от фонтана расстояние), за счет взрыва осуществляют смятие и перекрытие части трубы 32 и прекращают тем самым фонтанирование скважины, весь процесс занимает от 3 до 10 мин.

При использовании надвигаемого корпуса из стенок 5, 6 и с заслонкой 9 включают подачу огнегасящей жидкости по направляющей 2, гибким патрубком 32 в полости стенок и через сопла 33. При надвижке на устье скважин (фиг. 2 вид сверху) закрывают задвижку 9 и работой сопел 33 срезают горящую часть фонтана 13, прерывая целостность фонтана.

Если возникает усилие отрыва стенок корпуса за счет работы завесы из сопел 33, то используют анкеры 15, 16, 17 и тяговые поджимающие газоструйные механизмы 17, усилие которых по удержанию стенок (корпуса) на устье скважины выбирают превышающим усилие отрыва. При прекращении горения фонтана перекрывают верхнюю часть за счет поворота крышки 12 вокруг шарнира 10. Флюид отводят из корпуса по направляющей к потребителю.

Таким образом технология является оперативной, нетрудоемкой, надежной и простой в реализации, основанной на использовании разработанных надежных и простых технических средств.