Тушение газовых и нефтяных фонтанов

Газовые и нефтяные фонтаны подразделяются по составу фон­танирующего вещества, виду струи и числу фонтанирующих скважин.

По составу фонтанирующего вещества фонтаны бывают нефтя­ные (содержащие по массе более 50 % нефти или конденсата), га­зонефтяные (до 50 % нефти или конденсата) и газовые (более 90 % газа).

По виду струи различают фонтаны компактные, распыленные и комбинированные, а по числу одновременно фонтанирующих сква­жин одиночные и групповые.

Основным параметром фонтанирующей скважины, по которому определяют приемы тушения пожара и расходы огнетушащих средств, является дебит фонтана по нефти или газу. Эквивалентным коэффи­циентом для пересчета фонтана в чисто газовый или нефтяной при­нимают 1 м³ нефти = 1000 м³ газа. Данные о дебите и составе фон­тана устанавливает штаб по ликвидации аварии.

Процесс тушения пожара состоит из трех основных этапов, ко­торые включают комплекс тактических действий:

 

первый - охлаждение устьевого оборудования, металлоконструкций вокруг скважин и прилегающей территории; орошение струи фонтана с целью снижения интенсивности теплоизлучения; тушение очагов горения нефти и конденсата вокруг устья скважины; уборка территории от металлоконструкций; создание необходимого запаса воды (2,5 - 5,0 тыс. м³) и др.;

второй - непосредственное тушение фонтана с одновременным продолжением операций первого этапа;

третий -охлаждение устья скважины и орошение струи фонта­на после тушения.

Продолжительность каждого этапа описана в п. 2.4, а расходы воды на производимые операции приведены в табл. 6.15.

Боевые действия по охлаждению на первом и втором этапах про­водят с учетом наличия двух зон. К первой относятся территория (площадь) и металлоконструкции, охваченные фронтом пламени. Вторая зона включает территорию и металлоконструкции, отстоящие от пламени на 10 - 15 м.

Интенсивность подачи воды на охлаждение в первой и второй зонах принимают по табл. 2.10. Для охлаждения подают компакт­ные струи из ручных и лафетных стволов. В первой зоне применяют только лафетные стволы с насадком 25 - 28 мм. В зависимости от характеристики фонтана, его вида и возможностей гарнизона по­жарной охраны тушение пожара осуществляют закачкой воды в скважину, компактными водяными струями, газоводяными струями и путем взрыва заряда ВВ. Тушение фонтанов закачкой воды в сква­жину возможно в том случае, когда сохранилось устьевое обору­дование, позволяющее подключить заливочные агрегаты. Воду в скважину подают агрегатами высокого давления. Требуемый расход воды для тушения фонтанов данным способом приведен в табл. 6.16.

Для тушения компактных газовых и нефтяных фонтанов водя­ными струями используют лафетные стволы с насадками 25 - 28 мм, которые размещают равномерно вокруг устья скважины с наветренной стороны по дуге 210 - 270° на расстоянии 6 - 8 м от устья, но не далее 15 м. Напор перед стволом принимают 60 - 80 м. Расход воды, необходимый для тушения фонтанов водяными струями, приведен в табл. 6.17.

Газоводяные струи применяют для тушения пожаров всех видов фонтанов. Для этого используют автомобили с турбореактивными установками (АГВТ). Предельный дебит фонтана, который может быть потушен одним автомобилем газоводяного тушения, приведен в табл. 6.18. В тех случаях, когда АГВТ недостаточно, фонтан тушат комбинированно, газоводяными струями от АГВТ и водяными струя­ми из лафетных стволов. При этом коэффициент эффективности ла­фетных стволов принимают равным 0,7. При тушении лафетные ство­лы устанавливают вокруг скважины так, чтобы газоводяные струи не могли сбить их с выбранных позиций. Стволы вводят до вклю­чения в работу и закрепляют на позициях.

Комбинированный прием тушения компактных фонтанов ис­пользуют при дебите, вревышающем предельный дебит фонтана, ту­шение которого возможно имеющимися АГВТ. В этом случае из фактического дебита вычитывают предельный дебит, который тушит­ся АГВТ (см. табл. 6.18) и по полученной разности определяют тре­буемое число лафетных стволов, пользуясь табл. 6.17 и формулой (2.12).

Тушение фонтанов взрывом заряда ВВ является резервным способом. Этот способ применяют для тушения всех видов фонтанов и любой мощности. Для тушения используют заряд, состоящий из смеси взрывчатого вещества и ингибирующей добавки. Наиболее эффективными ВВ являются аммонит 6ЖВ, зерногранулит 79/21В и аммонит № 6, имеющие близкий к нулю кислородный баланс. В ка­честве ингибирующей добавки применяют хлористый натрий (техни­ческая поваренная соль) в соотношении с ВВ 1:1. Расчетная масса заряда ВВ для тушения фонтанов приведена в табл. 6.19.

Заряд ВВ и устройство для его подвода необходимо защищать водяными струями из лафетных стволов. Для этого при расчете сил и средств предусматривают не менее трех лафетных стволов.

Перед началом взрыва личный состав удаляется на безопасное расстояние, определяемое по формуле

, (6.9)

где R — допустимое расстояние от места взрыва до места нахождения людей, ч; Q_ВВ - масса чистого ВВ в составе заряда, кг.

Силы и средства, необходимые для тушения пожаров фонтанов любым способом, рассчитывают по общей методике (см. гл. 5) с уче­том характерных особенностей и уравнений, приведенных в табл. 6.20. При этом необходимо иметь в виду, что при тушении фонта­нов должна соблюдаться последовательность выполнения боевых действий. После завершения одного этапа силы и средства исполь­зуют на операциях следующего этапа. Поэтому общее количество пожарных подразделений определяют по второму этапу тушения, так как в данный момент потребность в них наибольшая.

ТАБЛИЦА 6.15. РАСХОД ВОДЫ, НЕОБХОДИМЫЙ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ГАЗОВЫХ И НЕФТЯНЫХ ФОНТАНОВ

 

Этап тушения	Операции	Требуемый расход воды, л/с, при дебите фонтана, млн, м3/сут газа или тыс. т/сут нефти
фонтан компактный	фонтан распыленный
0,5	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	0,5	1,0	1,5	2,0
	Охлаждение оборудования, метал­локонструкций и территории
Орошение фонтана
Итого
	Охлаждение зоны пожара
Тушение фонтана	Принимается в зависимости от способа тушения (табл. 6.16 и 6.17)
	Охлаждение устья скважины
Орошение фонтана
Итого

Примечание. При тушении фонтана взрывом заряда ВВ требуется дополнительный расход воды 60 л/с на защиту заряда и подающих устройств.

 

ТАБЛИЦА 6.16. ТРЕБУЕМЫЙ РАСХОД ВОДЫ ДЛЯ ТУШЕНИЯ КОМПАКТНЫХ ФОНТАНОВ ЗАКАЧКОЙ ЕЕ В СКВАЖИНУ

Диаметр устья, мм	Требуемый расход воды, л/с, при дебите фонтана, млн.м3/сут газа или тыс. м3/cyт нефти
1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0
					-	-

Примечание. При фонтанировании скважины по кольцевому зазору эквивалентный диаметр устья вычисляют по площади истечения.

 

ТАБЛИЦА 6.17. ТРЕБУЕМЫЙ РАСХОД ВОДЫ ДЛЯ ТУШЕНИЯ КОМПАКТНЫХ ФОНТАНОВ ВОДЯНЫМИ СТРУЯМИ

Диаметр устья, мм	Требуемый расход воды, л/с, при дебите фонтана млн. м3/сут газа или тыс. м3 /сут нефти
0,5	1,0	1,6	2,0	3,0

 

 

ТАБЛИЦА 6.18. ПРЕДЕЛЬНЫЙ ДЕБИТ ФОНТАНА, КОТОРЫЙ ТУШИТСЯ ОДНИМ АВТОМОБИЛЕМ АГВТ

 

Вид фонтана	Предельный дебит, млн. м3/cут газа или тыс. м3/сут нефти
АГВТ-100	АГВТ-150
Компактный вертикальный Компактный горизонтальный Распыленный Комбинированный	3,0 2,5 1,5 1,5	4,5 3,6 2,0 2,0

 

Примечания: 1. На кусте скважин при расстоянии между ними до 3 м требуемое количество АГВТ определяют из расчета один автомобиль на два компактных фонтана с дебитом каждого до 750 т/сут нефти и два автомобиля на три компактных фонтана с дебитом 750 - 1500 т/сут нефти. 2. При тушении распыленных фонтанов на кусте количество АГВТ определяют из расчета на каждый фонтан.

 

ТАБЛИЦА 6.19. УДЕЛЬНЫЙ РАСХОД ЗАРЯДА ВВ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ФОНТАНОВ

Вид фонтана	Состав заряда ВВ	Удельный расход заряда на 1 млн. м3/сут газа или 1 тыс. м3/сут нефти
Компактный Распыленные	50 % ВВ+50 % NаС1 То же

ТАБЛИЦА 6.20. ФОРМУЛЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ ГАЗОВЫХ И НЕФТЯНЫХ ФОНТАНОВ

№п/п	Показатель	Формула	Значения величин, входящих в формулу
обозначение	наименование, единица измерения
	Количество пожарных машин для выполнения операций на первом этапе тушения фонтана	Nм1 = Q1 / Nсхст.А Q ст.А + + Q2 / Nсхст.л Q ст.л	Nм1	Количество пожарных машин на первом этапе тушения, шт.
Q1	Расход воды на охлаждение обо­рудования, металлоконструкций и территории на первом этапе туше­ния (см. табл. 6.15). л/с
Q2	Расход воды на орошение фонтана на первом этапе тушения (см. табл. 6.15), л/с
Nсхст.А, Nсхст.л	Соответственно число стволов А в лафетных в схеме боевого развертывания, шт.­
Q ст.А, Q ст.л	Соответственно расход воды из ствола А (или лафетного) с насадком 25 мм при напоре 40 м и из лафетного с насадном 28 мм при напоре у ствола 60 м (см. табл. 3.25), л/с
	Количество пожарных машин для выполнения операций на втором этапе тушения фонта­на:
	2.1. Водяными струями	Nм2 = Nм1 + Q4 / Nсхст.л Q ст.л + + 0,5Nтст.л QРС-А / Nсх РС-А Q РС-А	Nм2	Количество пожарных машин на втором этапе тушения, шт.
	Q4	Расход воды на тушение фонтана (см. табл. 6.15), л/с
	Nтст.л	Число лафетных стволов на туше­ние фонтана, шт.
	QРС-А	Расход воды из ствола РС-А при напоре у ствола 40 и (табл. 3.26),л/с
	Nсх РС-А	Число стволов РС-А в схеме бое­вого развертывания, шт.
	2.2. Газоводяными струями	Nм2 = Nм1 + NАГВТ QтАГВТ / Q н + + NАГВТ QзАГВТ / Nсх ст.А Q ст.А	NАГВТ	Количество автомобилей газоводяного тушения, участвующих в тушении фонтана, шт.
	QтАГВТ	Расход воды, подаваемый к АГВТ для тушения (принимается 60 л/с для АГВТ-100 и 90 л/с для АГВТ-150).
	QзАГВТ	Расход воды для защиты одного АГВТ (принимается 15 - 20 л/с)
	Q н	Фактическая подача воды к АГВТ от пожарных насосов, л/с
	2.3. Взрывом заряда ВВ	Nм2 = Nм1 + Nз ст.л / Nсх ст.л	Nз ст.л	Число лафетных стволов, подавае­мых на орошение заряда, троса и подающего устройства (см. при­меч. к табл. 6.16), шт.
	2.4. Закачкой воды в скважину (число агрегатов)	Nагр = Qтр / Q агр	Nагр	Число заливочных агрегатов высо­кого давления, шт. Требуемый расход воды для туше­ния фонтана (см. табл. 6.16), л/с
Q тр	Требуемый расход воды для туше­ния фонтана (см. табл. 6.16), л/с
Q агр	Подача агрегата, л/с
	Количество пожарных машин для выполнения операций на третьем этапе тушения фонта­на	Nм3 = Q6 / Nсхст.А Q ст.А+ + Q7 / Nсхст.л Qст.л	Nм3	Количество пожарных нашив на третьем этапе тушения, шт.
Q6, Q7	Соответственно расход воды на охлаждение устья скважины и орошение фонтана (см. табл. 6.15), л/с
	Расход воды:
4.1. На орошение личного состава и рукавных линий в зоне опасного теплового воздействия	Q5 = NРС-А Q РС-А	Q5	Расход воды, подаваемой на оро­шение личного состава, работаю­щего в зоне опасного теплового воздействия и рукавных линий, л/с
NРС-А	Число стволов-распылителей РС-А или РС-Б, поданных на орошение (принимается один ствол-распыли­тель на два лафетных ствола, ра­ботающих по тушению), шт.
Q РС-А	Расход воды из ствола-распылителя ­РС-А или РС-Б, при напоре у ствола 40 м (см. табл. 3.26), л/с
4.2. Для создания газоводя­ных струй	Q8 = NАГВТ QтАГВТ	Q8	Расход воды, подаваемой для создания газоводяных струй, л/с
QтАГВТ	См. формулу (2.2) табл. 6.20
4.3. Для защиты АГВТ	Q9 = NАГВТ QзАГВТ	Q9	Расход воды, подаваемой для за­щиты автомобилей газоводяного тушения, л/с
QзАГВТ	См. формулу (2.2) табл. 6.20
4.4. Для защиты заряда ВВ	Q10 = Nзст.л Qст.л	Q10	Расход воды, подаваемой для за­щиты заряда ВВ и подающих устройств, л/с
Nзст.л	См. формулу (2.3) табл. 6.20
	Часть дебита фонтана, подле­жащий тушению водяными струями при недостаточном ко­личестве АГВТ	Qфост= Qфон - QфАГВТ	Qфост	Часть дебита фонтана, подлежа­щий тушению лафетными ствола­ми, млн. м3/сут газа или тыс. м3/сут нефти
QфАГВТ	Предельный дебит фонтана, кото­рый тушится задействованными АГВТ (см. табл. 6.18), млн. м3/сут газа или тыс. м3/сут нефти
Qфон	Фактический дебит фонтана, млн.м3/сут газа или тыс. м3/сут нефти
	Количество водяных стволов:
6.1. Для выполнения опера­ций на этапах тушения фонтана (согласно табл. 6.15)	Nст.л= Qтр / Qст.л	Nст.л	Число лафетных стволов (или А с насадком 25 мм),подаваемых для выполнения операций на этапе ту­шения фонтана, шт.
Qтр	Требуемый расход воды для вы­полнения операций на этапе туше­ния фонтана, л/с
Qст.л	Расход воды из лафетного ствола, л/с (см. табл. 3.25)
6.2. На орошение личного состава и рукавных линий в зоне опасного теплового воздействия.	NРС-А = 0,5 Nтст.л	NРС-А	Число стволов-распылителей РС-А или РС-Б, шт.
Nтст.л	Число лафетных стволов, работаю­щих в зоне опасного теплового воздействия, шт
	6.3. Для тушения остаточной части фонтана при недостаточном количестве АГВТ	Nтрст.л= Q4 / КэQст.л	Nтрст.л	Требуемое число стволов для тушения остаточной части фонтана, шт.
Q4	Расход воды на тушение фонтана при остаточном дебите (см. табл.6.15). л/с
Кэ	Коэффициент эффективности рабо­ты стволов, равный 0,7
	Запас воды в водоемах:
7.1. При тушении фонтана водяными струями	Vв =K (Q1 + Q2 + … Q7)t1-7 ´ ´ (1 – Qводопр / Q1 + Q2 + … Q7)	Vв	Общая емкость водоемов (резервуаров),м3
Q1, Q2	Соответственно расход воды на первом этапе тушения фонтана (см. табл. 6.15), л. с.
Q3,Q4	Соответственно расход воды на охлаждение зоны пожара на втором этапе тушения фонтана (см. табл. 6.15), л. с.
Q5	Расход воды на орошение личного состава, работающего в зоне опас­ного теплового воздействия и рукавных линий, л/с (см. формулу 4.1, табл. 6.20)
Q6 Q7	Соответственно расход воды на охлаждение устья скважины и орошения фонтана (см. табл. 6.15), л. с.
7.2. При тушении фонтана газоводяными струями	Vв =K (Q1 + Q2 + … Q7)t1-7 + + (Q8 + Q9t8-9 (1 – Qводопр / Q1 + Q2 + … Q9)	Q8, Q9	Расход воды на втором этапе ту­шения фонтана газоводяными струями [см. формулы (4.2) - (4.3) табл. 6.20], л/с
t1-9	Продолжительность производимых операций на этапах тушения фон­тана (см. разд. 2.4), ч
K	Коэффициент, учитывающий поте­ри воды на фильтрацию и мерт­вый остаток (принимается: для земляных водоемов - 1,5; для стальных и бетонных - 1,2)
Qводопр	Расход воды из трубопровода, по­полняющего водоемы, м'/ч (см. табл. 4.1)