撬装固定消防装置在油田井下作业现场的研制与应用--中国期刊网

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撬装固定消防装置在油田井下作业现场的研制与应用

发表时间：2020/11/24 来源：《基层建设》2020年第22期作者：张军峰1，2 徐军1，2 李世勇1，2 田安利3

[导读] 摘要：随着加大国内油气勘探开发力度，各油田钻井、试油气、增产增注措施、维护性作业等工作量越来越大。

        1.川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院陕西西安市 710018；
        2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安市 710018；
        3.陕西众泰安全科技有限公司陕西西安 710018
        摘要：随着加大国内油气勘探开发力度，各油田钻井、试油气、增产增注措施、维护性作业等工作量越来越大。由于现有的灭火设备不足以快速、远程、高效扑救油井初期火灾，近年来，油田井下作业施工现场火灾安全事故频发；为提高突发火灾应急救援能力，全力保障人员生命、财产，通过实地调研和室内研究，优化研制出一套撬装固定消防装置；现场试验证明该装置具有容量大、喷射距离远、易搬迁、易操作等优点，灭火效率高、效果好，建议在油田井下作业现场大力推广应用。
        关键词：油田；井下作业；撬装；消防；火灾；灭火
        前言
        随着国内油气勘探开发力度逐年加大，各油田钻井、试油气、增产增注措施、维护性作业等工作量越来越大，由于井下作业现场普遍存在高气油比，安全隐患极高[1-8]；井下作业时井口散发大量可燃性气体，稍有不慎就会极易引发火灾事故。火灾火焰高、热辐射强，人员难以接近。然而目前现场配备的干粉灭火器存在喷射时间短、有效喷射距离短等缺点，难以实现快速、远程、高效扑救油气井初期火灾，从而导致火势进一步扩大，造成人员生命、财产重大损失。因此，为有效扑灭油田初期火灾，保障人员生命、财产安全，亟待研究、探索适合油田井下作业现场的一种高效灭火模式。
        1井下作业现场常用的灭火设备及其应用特点分析
        1.1目前油田井下作业现场常用8Kg、35Kg干粉灭火器，同时配备消防斧、消防锨、消防桶、消防钩、消防砂、消防毛毡等设施[1，2]。
        1.2 现场消防器材处于备用状态，发生火灾时操作人员需拿取灭火器赶赴火源点，过程较慢，会失去最佳灭火时机。常用干粉灭火器喷射时间短，火势较大时无法彻底扑灭掉火源，存在复燃可能性；并且喷射距离短，分别为3-5m和6-8m，对于油管桥底部、罐体顶部高位置、井架中上部等地方，无法喷射到，达到灭火目的。
        2 研制背景及意义
        2.1随着响应国家加大油气勘探开发力度，国内各油田钻井、试油气、增产增注措施等工作量越来越大，油田现场消防措施和装置配备就更为重要。
        2.2近年来，油田施工现场加强安全防控管理，火灾事故发生频次已经大大减少，但也有火灾事故发生，安全第一，预防为主。
        3撬装固定消防简易装置的研制
        3.1消防箱体结构设计
        箱体设计为撬装式车载箱体，通过参考目前常用的油田搬家车辆箱体尺寸，同时考虑到车载限高、限宽问题，箱体尺寸设计为6.0m×2.2m×2.4m（长×宽×高）。
        消防撬装箱体结构设计整体分为两部分，前半部分为消防泡沫储罐区（2.0m×2.2m×2.4m），理论容纳泡沫消防剂1000Kg，同时兼顾消防泵、控制系统、工具柜；后半部分为水罐区（4.0m×2.2m×2.4m），理论容纳清水20m3。
        3.2灭火剂的选型
        常用的干粉灭火剂、二氧化碳灭火剂，在灭火时要接近火焰喷射；干粉喷射时间短，喷射前要选择好喷射目标，由于干粉容易飘散，不宜逆风喷射。
        目前应用最多的是化学泡沫灭火剂，泡沫能覆盖在燃烧物的表面，防止空气进入。它最适宜扑救液体火灾，不能扑救水溶性可燃、易燃液体的火灾（如：醇、酯、醚、酮等物质）和电器火灾。泡沫灭火剂在一定压力下10升喷射距离5m，时间35秒；65L的射程9m，时间150秒左右。因此泡沫灭火剂完全能满足此装置的现场使用。
        3.3平衡式泡沫容器设计
        目前常用的消防装置泡沫储罐采用带胶囊的压力式容器，由于油田道路状况较差，施工队伍搬家频次较多，容易因颠簸造成储罐内胶囊变型、破损，导致压力式容器释放泡沫功能降低，喷射的泡沫消防剂达不到设计浓度，造成消防灭火效果不佳。

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        为规避上述问题，本次设计将泡沫储罐内胶囊去除，罐体采用304不锈钢材质，同时配备1.1千瓦不锈钢消防泡沫增压泵，将原有的压力式改为平衡式，大幅降低因设备搬迁而造成的损坏，增加了设备的稳定性、抗腐蚀性能，同时保障了喷射时泡沫浓度达到设计指标。
        3.4撬装固定消防简易装置
        通过室内图纸修订、优化，现场加工制作完成。该装置主要由9部分组成：6.0m×2.2m×2.4m钢制撬装箱一具；20m3钢制储水罐1具；1000Kg 304不锈钢泡沫储罐1具；7.5KW消防水泵一具；1.1KW消防泡沫增压泵一具；20m消防水龙带2条；消防泡沫枪1具；消防内扣式接口1套；半自动控制箱1台。最大喷射距离20-25m，排量18m3/h，在满罐的情况下可持续工作70min。
        4撬装固定消防简易装置现场应用
        4.1现场应用
        2019年5月在长庆油田第十采油厂产能建设H2井试油压裂现场进行撬装固定消防简易装置现场试验。
        现场模拟井口着火，火焰高度3m，通过启动撬装固定消防简易装置，灭火距离15m，采用手持水枪对准火焰根部喷射6%浓度的泡沫灭火剂进行灭火，现场从火灾报警到完全扑灭共历时240s，灭火用时40s；灭火速度快、效果好，达到了预期设计效果。
        截至目前，长庆油田第十采油厂试油压裂现场已配备19套，保障施工人员生命、财产安全320天，为油田井下作业现场安全生产提供强有力支撑。
        4.2井下作业现场布置标准
        消防装置摆放位置需参考风向、井口、罐区等现场情况，具体摆放位置根据井场实际情况进行合理调整。放置要求：需放置在上风口；放置位置必须靠近井口、罐区等易燃易爆重点作业区域；尽可能覆盖较多的施工范围。
        4.3 装置的特点
        4.3.1容量大：配备泡沫消防液1000kg、消防水20m3，等于现场戒备一台消防车。
        4.3.2射程远：有效喷射距离20-25m，最大覆盖半径60m，可实现远程灭火。
        4.3.3作业时间长：喷射作业时间60min（排量18m3/h），能控制现场突发火灾险情。
        4.3.4易操作：通过启动消防水泵和泡沫增压泵，进行现场灭火作业。
        5结论与建议
        5.1研制的消防装置采用撬装式，结构合理，大小适中，具有易搬迁特点，适应油田井下作业现场实际使用。
        5.2该装置具有容量大、射程远、作业时间长、易操作等特点，有效弥补了现有普通灭火器材的不足，大幅提高油田井下作业现场火灾应急能力。
        5.3通过将压力式改为平衡式泡沫罐体，有效解决了因搬迁而造成的橡胶内胆损坏，大幅延长了设备使用寿命。
        5.4该装置技术成熟、成本低廉，可大规模推广使用。
        参考文献：
        [1]赵佳.当下油田消防管理现状和改进措施[J].科技与企业，2014（23）：50.
        [2]林静.油田消防设备安全管理探讨[J].科技与企业，2015（14）：22.
        [3]杜运会，李彦春.浅谈信息时代下的油田消防预警工作[J].科技资讯，2014，12（13）：151-152.
        [4]Tremblay，Ken.One man killed，another injured in explosion at oil field[J].NFPA Journal，2015，109（2）.
        [5]刘小辉.新形势下油田消防安全管理工作问题及对策探析[J].科技资讯，2018，16（32）：116-117.
        [6]蒋薇.浅析油田存在的消防安全隐患及防范措施[J].化工管理，2017（14）：237-238.