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 бываютнефтяные (содержащие по массе более 50 % нефти или конденсата),газонефтяные (до 50 % нефти или конденсата) игазовые (более 90 % газа).

По виду струи различают фонтаныкомпактные, распыленные и комбинированные, а по числу одновременно фонтанирующих скважинодиночные 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	N_м1 = Q₁/ N^сх_ст.А Q_ст.А+ + Q₂/ N^сх_ст.л Q_ст.л	N_м1	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
N^сх_ст.А, N^сх_ст.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	N_м2 = N_м1 + Q₄/ N^сх_ст.л Q_ст.л+ + 0,5N^т_ст.л Q_РС-А/ N^сх_РС-АQ_РС-А	N_м2	Количество пожарных машин на втором этапе тушения, шт.
	Q₄	Расход воды на тушение фонтана (см. табл. 6.15), л/с
	N^т_ст.л	Число лафетных стволов на тушение фонтана, шт.
	Q_РС-А	Расход воды из ствола РС-А при напоре у ствола 40 и (табл. 3.26),л/с
	N^сх_РС-А	Число стволов РС-А в схеме боевого развертывания, шт.
	2.2. Газоводяными струями	N_м2 = N_м1 + N_АГВТ Q^т_АГВТ/ Q_н+ + N_АГВТ Q^з_АГВТ/ N^сх_ст.АQ_ст.А	N_АГВТ	Количество автомобилей газоводяного тушения, участвующих в тушении фонтана, шт.
	Q^т_АГВТ	Расход воды, подаваемый к АГВТ для тушения (принимается 60 л/с для АГВТ-100 и 90 л/с для АГВТ-150).
	Q^з_АГВТ	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	N_м2 = N_м1 + N^з _ст.л/ N^сх_ст.л	N^з _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)	N_агр = Q_тр/ Q_агр	N_агр	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	N_м3 = Q₆/ N^сх_ст.А Q_ст.А+ + Q₇/ N^сх_ст.лQ_ст.л	N_м3	Количество пожарных нашив на третьем этапе тушения, шт.
Q_6,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= N_РС-А Q_РС-А	Q₅	Расход воды, подаваемой на орошение личного состава, работающего в зоне опасного теплового воздействия и рукавных линий, л/с
N_РС-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= N_АГВТ Q^т_АГВТ	Q₈	Расход воды, подаваемой для создания газоводяных струй, л/с
Q^т_АГВТ	См. формулу (2.2) табл. 6.20
4.3. Для защиты АГВТ	Q₉= N_АГВТ Q^з_АГВТ	Q₉	Расход воды, подаваемой для защиты автомобилей газоводяного тушения, л/с
Q^з_АГВТ	См. формулу (2.2) табл. 6.20
4.4. Для защиты заряда ВВ	Q₁₀= N^з_ст.л Q_ст.л	Q₁₀	Расход воды, подаваемой для защиты заряда ВВ и подающих устройств, л/с
N^з_ст.л	См. формулу (2.3) табл. 6.20
	Часть дебита фонтана, подлежащий тушению водяными струями при недостаточном количестве АГВТ	Q^ф_ост= Q_фон- Q^ф_АГВТ	Q^ф_ост	Часть дебита фонтана, подлежащий тушению лафетными стволами, млн. м³/сут газа или тыс. м³/сут нефти
Q^ф_АГВТ	Предельный дебит фонтана, который тушится задействованными АГВТ (см. табл. 6.18), млн. м³/сут газа или тыс. м³/сут нефти
Q_фон	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)	N_ст.л= Q_тр/ Q_ст.л	N_ст.л	Число лафетных стволов (или А с насадком 25 мм),подаваемых для выполнения операций на этапе тушения фонтана, шт.
Q_тр	Требуемый расход воды для выполнения операций на этапе тушения фонтана, л/с
Q_ст.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.	N_РС-А = 0,5 N^т_ст.л	N_РС-А	Число стволов-распылителей РС-А или РС-Б, шт.
N^т_ст.л	Число лафетных стволов, работающих в зоне опасного теплового воздействия, шт
	6.3. Для тушения остаточной части фонтана при недостаточном количестве АГВТ	N^тр_ст.л= Q₄/ К_эQ_ст.л	N^тр_ст.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
К_э	Коэффициент эффективности работы стволов, равный 0,7
	Запас воды в водоемах:
7.1. При тушении фонтана водяными струями	V_в=K (Q₁ + Q₂ + … Q₇)t_1-7´ ´ (1 – Q_водопр/ Q₁ + Q₂ + … Q₇)	V_в	Общая емкость водоемов (резервуаров),м³
Q₁, Q₂	Соответственно расход воды на первом этапе тушения фонтана (см. табл. 6.15), л. с.
Q_3,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	V_в=K (Q₁ + Q₂ + … Q₇)t_1-7+ + (Q₈ + Q₉t_8-9(1 – Q_водопр/ Q₁ + Q₂ + … Q₉)	Q_8,Q₉	Расход воды на втором этапе тушения фонтана газоводяными струями [см. формулы (4.2) - (4.3) табл. 6.20], л/с
t_1-9	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)
Q_водопр	Расход воды из трубопровода, пополняющего водоемы, м'/ч (см. табл. 4.1)