長(zhǎng)慶油田修井現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化消防裝置研制與應(yīng)用

楊義興

摘 要：在各種災(zāi)害中，火災(zāi)是最經(jīng)常、最普遍地威脅公眾安全和社會(huì)發(fā)展的主要災(zāi)害之一。井下作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)作為高油氣比聚集地，存在著火風(fēng)險(xiǎn)高，應(yīng)該高度重視現(xiàn)場(chǎng)防火工作，配置適合現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的高效滅火設(shè)備，做好預(yù)防工作，將火災(zāi)危害損失降到最低點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：火災(zāi);自動(dòng)化消防裝置;設(shè)計(jì);試驗(yàn);滅火

長(zhǎng)慶油田部分開(kāi)采井油氣比高，井下作業(yè)時(shí)井口散發(fā)大量可燃性氣體，稍有不慎就會(huì)發(fā)生火災(zāi)，火災(zāi)時(shí)火焰高、熱輻射強(qiáng)，人員難以接近。井場(chǎng)配干粉滅火器射程小壓力低，無(wú)法迅速滅火一旦蔓延更增加滅火難度。因此要研發(fā)自動(dòng)化消防系統(tǒng)，著火初期一鍵啟動(dòng)滅火減少損失。

1 研發(fā)思路

目前國(guó)內(nèi)各油田井下作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)配備35kg和8kg滅火器消防戒備，應(yīng)用不足之處：①現(xiàn)場(chǎng)消防器材處于備用狀態(tài)，發(fā)生火災(zāi)操作人員需拿取滅火器趕赴火源點(diǎn)，過(guò)程較慢，失去最佳滅火時(shí)機(jī);②35kg滅火器噴射時(shí)間短，火勢(shì)較大時(shí)無(wú)法滅火存在復(fù)燃可能;③干粉滅火器射程小，35kg滅火器射距6-8m，8kg為3-5m。且油管橋底部等地方，地勢(shì)低無(wú)法滅火。針對(duì)修井現(xiàn)場(chǎng)消防情況，研發(fā)著火初期啟動(dòng)一鍵滅火消防系統(tǒng)，使滅火有效迅速，減少損失。

2 具體方案

2.1 快速滅火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

①滅火劑選型及儲(chǔ)存，控制裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)，使滅火劑及儲(chǔ)存達(dá)到使用要求;②設(shè)計(jì)研究滅火劑與驅(qū)動(dòng)氣體混放裝置，設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)氣瓶組、單向閥、集流管、減壓器、電磁型驅(qū)動(dòng)裝置、信號(hào)反饋裝置，解決滅火劑運(yùn)輸，長(zhǎng)期儲(chǔ)存后結(jié)實(shí)，不能與驅(qū)動(dòng)氣體充分混合。

2.2 控制方式及多組聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)研究

①對(duì)系統(tǒng)一鍵啟動(dòng)方式設(shè)計(jì)研究，系統(tǒng)具有氣動(dòng)遠(yuǎn)程啟動(dòng)、緊急情況下可手動(dòng)應(yīng)急啟動(dòng)二種啟動(dòng)方式;②對(duì)多組聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)方式研究，使用多組聯(lián)動(dòng)組合，實(shí)施一鍵啟動(dòng)后，其余啟動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)多組聯(lián)動(dòng)。

3 裝置的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

3.1關(guān)鍵技術(shù)

技術(shù)研究進(jìn)展：①設(shè)計(jì)井口立體滅火噴頭，解決滅火劑噴射面積問(wèn)題;②設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)氣瓶組、減壓器、電磁型驅(qū)動(dòng)裝置、干粉密封儲(chǔ)存器，解決滅火劑運(yùn)輸，長(zhǎng)期儲(chǔ)存結(jié)實(shí)不能與驅(qū)動(dòng)氣體混合問(wèn)題;③設(shè)計(jì)啟動(dòng)氣瓶組、電磁型驅(qū)動(dòng)、信號(hào)反饋裝置解決氣動(dòng)遠(yuǎn)程啟動(dòng)、手動(dòng)應(yīng)急啟動(dòng)二種更安全啟動(dòng)方式;④設(shè)計(jì)分路控制，解決現(xiàn)場(chǎng)著火點(diǎn)多，定點(diǎn)防護(hù)，多點(diǎn)使用問(wèn)題;⑤設(shè)計(jì)多組設(shè)備聯(lián)動(dòng)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)滅火后如有油氣繼續(xù)泄露，二次火災(zāi)防護(hù)問(wèn)題。

3.2 核心裝置制作

優(yōu)化圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：適于修井環(huán)境，加充裝干粉入口，加固頂部吊裝固定位置，經(jīng)增加驅(qū)動(dòng)氣瓶，調(diào)整電磁型驅(qū)動(dòng)裝置參數(shù)加大噴射距離，更適于現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)及維護(hù)操作。主要由撬裝式箱體、干粉貯存容器、安全閥、釋放閥、驅(qū)動(dòng)氣瓶組、啟動(dòng)氣瓶組、單向閥、集流管、減壓器、電磁型驅(qū)動(dòng)、信號(hào)反饋裝置、干粉噴嘴、滅火控制器等部件組成。

3.3 裝置工作原理

著火后操作人員操作遠(yuǎn)程氣動(dòng)按鈕，啟動(dòng)氣瓶開(kāi)啟，輸出啟動(dòng)氣體依次打開(kāi)驅(qū)動(dòng)氣瓶組容器閥，驅(qū)動(dòng)氣瓶組中高壓氣體經(jīng)單向閥進(jìn)入集流管;集流管高壓氣體經(jīng)減壓器降至1.6MPa進(jìn)入干粉滅火劑貯存容器，使容器內(nèi)干粉滅火劑沸騰，并與驅(qū)動(dòng)氣體充分混合;當(dāng)干粉滅火劑貯存容器內(nèi)壓力達(dá)1.4MPa，打開(kāi)釋放閥，混合的干粉氣固二相態(tài)通過(guò)噴灑管網(wǎng)流向噴嘴，噴向著火防護(hù)區(qū)域保護(hù)對(duì)象，滅火。

系統(tǒng)啟動(dòng)方式：氣動(dòng)遠(yuǎn)程啟動(dòng)、機(jī)械應(yīng)急啟動(dòng)。裝置技術(shù)特點(diǎn)：①設(shè)計(jì)井口立體滅火噴頭，解決滅火劑噴射面積問(wèn)題;②撬裝化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)密閉干粉儲(chǔ)存容器，解決滅火劑運(yùn)輸，長(zhǎng)期儲(chǔ)存后結(jié)實(shí)不能與驅(qū)動(dòng)氣體充分混合的問(wèn)題;③設(shè)計(jì)啟動(dòng)氣瓶組、電磁型驅(qū)動(dòng)裝置、信號(hào)反饋裝置解決現(xiàn)場(chǎng)氣動(dòng)遠(yuǎn)程啟動(dòng)、手動(dòng)應(yīng)急啟動(dòng)二種啟動(dòng)方式，啟動(dòng)更安全;④設(shè)計(jì)分路控制問(wèn)題解決現(xiàn)場(chǎng)著火點(diǎn)多，定點(diǎn)防護(hù)，多點(diǎn)使用問(wèn)題;⑤多組閘閥聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)一鍵啟動(dòng)，其他閘閥全自動(dòng)打開(kāi)滅火。

3.4 試驗(yàn)修井現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化消防裝置

①2018.11.18，明森智能消防裝備（江蘇）有限公司試驗(yàn)場(chǎng)，試驗(yàn)結(jié)果：a 消防裝置有效噴射時(shí)間66秒，油槽滅火時(shí)間19秒;b 消防裝置啟動(dòng)時(shí)間為11秒;出口釋放閥動(dòng)作壓力1.6MPa，符合設(shè)計(jì)要求;②2018.12.26，白408-31井場(chǎng)。試驗(yàn)結(jié)果：a 消防裝置有效噴射時(shí)間69秒，油槽滅火時(shí)間19秒;b 消防裝置啟動(dòng)時(shí)間為9秒;出口釋放閥動(dòng)作壓力1.4MPa，符合設(shè)計(jì)要求。

4 取得成果

①全時(shí)段、全天候現(xiàn)場(chǎng)戒備，著火初期達(dá)到一鍵啟動(dòng)，遠(yuǎn)程滅火目的，提高滅火有效性，為有效防控井下作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)井噴著火等安全事故提供有力保障;②優(yōu)化設(shè)計(jì)圖紙，解決目前修井現(xiàn)場(chǎng)滅火器材射程小，壓力低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)迅速滅火的難題;③增加驅(qū)動(dòng)氣瓶組、單向閥、集流管、減壓器、電磁型驅(qū)動(dòng)裝置、信號(hào)反饋裝置，解決滅火劑運(yùn)輸，長(zhǎng)期儲(chǔ)存后結(jié)實(shí)不能與驅(qū)動(dòng)氣體充分混合的問(wèn)題;④解決現(xiàn)場(chǎng)著火點(diǎn)多，定點(diǎn)防護(hù)，多點(diǎn)使用問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)分路控制;⑤解決滅火劑二次充裝，噴射面積，噴射時(shí)間調(diào)整等問(wèn)題;⑥解決多組設(shè)備聯(lián)動(dòng)問(wèn)題，實(shí)施一鍵啟動(dòng)后，其余啟動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)多組聯(lián)動(dòng)。

5 認(rèn)識(shí)與建議

①實(shí)驗(yàn)證明該裝置有效解決現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題，滿足修井現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化消防目的;②裝置在修井現(xiàn)場(chǎng)、試油與鉆井現(xiàn)場(chǎng)、采油（氣）井站等生產(chǎn)重點(diǎn)防護(hù)都能使用;③通過(guò)試驗(yàn)，建議后期配置在無(wú)人值守時(shí)，增加自動(dòng)感應(yīng)識(shí)別系統(tǒng)，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)著火點(diǎn)，自動(dòng)啟動(dòng)滅火。不斷改進(jìn)和完善應(yīng)用、操作規(guī)程及使用方法，形成相關(guān)配套技術(shù)。