长庆油田修井现场自动化消防装置研制与应用
来源:用户上传
作者:
摘 要：在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。井下作业现场作为高油气比聚集地，存在着火风险高，应该高度重视现场防火工作，配置适合现场作业的高效灭火设备，做好预防工作，将火灾危害损失降到最低点。
关键词：火灾;自动化消防装置;设计;试验;灭火
长庆油田部分开采井油气比高，井下作业时井口散发大量可燃性气体，稍有不慎就会发生火灾，火灾时火焰高、热辐射强，人员难以接近。井场配干粉灭火器射程小压力低，无法迅速灭火一旦蔓延更增加灭火难度。因此要研发自动化消防系统，着火初期一键启动灭火减少损失。
1 研发思路
目前国内各油田井下作业现场配备35kg和8kg灭火器消防戒备，应用不足之处：①现场消防器材处于备用状态，发生火灾操作人员需拿取灭火器赶赴火源点，过程较慢，失去最佳灭火时机;②35kg灭火器喷射时间短，火势较大时无法灭火存在复燃可能;③干粉灭火器射程小，35kg灭火器射距6-8m，8kg为3-5m。且油管桥底部等地方，地势低无法灭火。针对修井现场消防情况，研发着火初期启动一键灭火消防系统，使灭火有效迅速，减少损失。
2 具体方案
2.1 快速灭火系统结构设计研究
①灭火剂选型及储存，控制装置优化设计，使灭火剂及储存达到使用要求;②设计研究灭火剂与驱动气体混放装置，设计驱动气瓶组、单向阀、集流管、减压器、电磁型驱动装置、信号反馈装置，解决灭火剂运输，长期储存后结实，不能与驱动气体充分混合。
2.2 控制方式及多组联动系统研究
①对系统一键启动方式设计研究，系统具有气动远程启动、紧急情况下可手动应急启动二种启动方式;②对多组联动系统方式研究，使用多组联动组合，实施一键启动后，其余启动方式实现全自动多组联动。
3 装置的设计与试验
3.1关键技术
技术研究进展：①设计井口立体灭火喷头，解决灭火剂喷射面积问题;②设计驱动气瓶组、减压器、电磁型驱动装置、干粉密封储存器，解决灭火剂运输，长期储存结实不能与驱动气体混合问题;③设计启动气瓶组、电磁型驱动、信号反馈装置解决气动远程启动、手动应急启动二种更安全启动方式;④设计分路控制，解决现场着火点多，定点防护，多点使用问题;⑤设计多组设备联动问题，实现灭火后如有油气继续泄露，二次火灾防护问题。
3.2 核心装置制作
优化图纸设计：适于修井环境，加充装干粉入口，加固顶部吊裝固定位置，经增加驱动气瓶，调整电磁型驱动装置参数加大喷射距离，更适于现场防护及维护操作。主要由撬装式箱体、干粉贮存容器、安全阀、释放阀、驱动气瓶组、启动气瓶组、单向阀、集流管、减压器、电磁型驱动、信号反馈装置、干粉喷嘴、灭火控制器等部件组成。
3.3 装置工作原理
着火后操作人员操作远程气动按钮，启动气瓶开启，输出启动气体依次打开驱动气瓶组容器阀，驱动气瓶组中高压气体经单向阀进入集流管;集流管高压气体经减压器降至1.6MPa进入干粉灭火剂贮存容器，使容器内干粉灭火剂沸腾，并与驱动气体充分混合;当干粉灭火剂贮存容器内压力达1.4MPa，打开释放阀，混合的干粉气固二相态通过喷洒管网流向喷嘴，喷向着火防护区域保护对象，灭火。
系统启动方式：气动远程启动、机械应急启动。装置技术特点：①设计井口立体灭火喷头，解决灭火剂喷射面积问题;②撬装化设计，设计密闭干粉储存容器，解决灭火剂运输，长期储存后结实不能与驱动气体充分混合的问题;③设计启动气瓶组、电磁型驱动装置、信号反馈装置解决现场气动远程启动、手动应急启动二种启动方式，启动更安全;④设计分路控制问题解决现场着火点多，定点防护，多点使用问题;⑤多组闸阀联动设计，实现一键启动，其他闸阀全自动打开灭火。
3.4 试验修井现场自动化消防装置
①2018.11.18，明森智能消防装备（江苏）有限公司试验场，试验结果：a 消防装置有效喷射时间66秒，油槽灭火时间19秒;b 消防装置启动时间为11秒;出口释放阀动作压力1.6MPa，符合设计要求;②2018.12.26，白408-31井场。试验结果：a 消防装置有效喷射时间69秒，油槽灭火时间19秒;b 消防装置启动时间为9秒;出口释放阀动作压力1.4MPa，符合设计要求。
4 取得成果
①全时段、全天候现场戒备，着火初期达到一键启动，远程灭火目的，提高灭火有效性，为有效防控井下作业现场井喷着火等安全事故提供有力保障;②优化设计图纸，解决目前修井现场灭火器材射程小，压力低，无法实现对现场迅速灭火的难题;③增加驱动气瓶组、单向阀、集流管、减压器、电磁型驱动装置、信号反馈装置，解决灭火剂运输，长期储存后结实不能与驱动气体充分混合的问题;④解决现场着火点多，定点防护，多点使用问题，实现分路控制;⑤解决灭火剂二次充装，喷射面积，喷射时间调整等问题;⑥解决多组设备联动问题，实施一键启动后，其余启动方式实现全自动多组联动。
5 认识与建议
①实验证明该装置有效解决现场实际问题，满足修井现场自动化消防目的;②装置在修井现场、试油与钻井现场、采油（气）井站等生产重点防护都能使用;③通过试验，建议后期配置在无人值守时，增加自动感应识别系统，自动发现着火点，自动启动灭火。不断改进和完善应用、操作规程及使用方法，形成相关配套技术。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14890914.htm
