長慶油田修井現場自動化消防裝置研制與應用

楊義興

摘 要：在各種災害中，火災是最經常、最普遍地威脅公眾安全和社會發展的主要災害之一。井下作業現場作為高油氣比聚集地，存在著火風險高，應該高度重視現場防火工作，配置適合現場作業的高效滅火設備，做好預防工作，將火災危害損失降到最低點。

關鍵詞：火災;自動化消防裝置;設計;試驗;滅火

長慶油田部分開采井油氣比高，井下作業時井口散發大量可燃性氣體，稍有不慎就會發生火災，火災時火焰高、熱輻射強，人員難以接近。井場配干粉滅火器射程小壓力低，無法迅速滅火一旦蔓延更增加滅火難度。因此要研發自動化消防系統，著火初期一鍵啟動滅火減少損失。

1 研發思路

目前國內各油田井下作業現場配備35kg和8kg滅火器消防戒備，應用不足之處：①現場消防器材處于備用狀態，發生火災操作人員需拿取滅火器趕赴火源點，過程較慢，失去最佳滅火時機;②35kg滅火器噴射時間短，火勢較大時無法滅火存在復燃可能;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，地勢低無法滅火。針對修井現場消防情況，研發著火初期啟動一鍵滅火消防系統，使滅火有效迅速，減少損失。

2 具體方案

2.1 快速滅火系統結構設計研究

①滅火劑選型及儲存，控制裝置優化設計，使滅火劑及儲存達到使用要求;②設計研究滅火劑與驅動氣體混放裝置，設計驅動氣瓶組、單向閥、集流管、減壓器、電磁型驅動裝置、信號反饋裝置，解決滅火劑運輸，長期儲存后結實，不能與驅動氣體充分混合。

2.2 控制方式及多組聯動系統研究

①對系統一鍵啟動方式設計研究，系統具有氣動遠程啟動、緊急情況下可手動應急啟動二種啟動方式;②對多組聯動系統方式研究，使用多組聯動組合，實施一鍵啟動后，其余啟動方式實現全自動多組聯動。

3 裝置的設計與試驗

3.1關鍵技術

技術研究進展：①設計井口立體滅火噴頭，解決滅火劑噴射面積問題;②設計驅動氣瓶組、減壓器、電磁型驅動裝置、干粉密封儲存器，解決滅火劑運輸，長期儲存結實不能與驅動氣體混合問題;③設計啟動氣瓶組、電磁型驅動、信號反饋裝置解決氣動遠程啟動、手動應急啟動二種更安全啟動方式;④設計分路控制，解決現場著火點多，定點防護，多點使用問題;⑤設計多組設備聯動問題，實現滅火后如有油氣繼續泄露，二次火災防護問題。

3.2 核心裝置制作

優化圖紙設計：適于修井環境，加充裝干粉入口，加固頂部吊裝固定位置，經增加驅動氣瓶，調整電磁型驅動裝置參數加大噴射距離，更適于現場防護及維護操作。主要由撬裝式箱體、干粉貯存容器、安全閥、釋放閥、驅動氣瓶組、啟動氣瓶組、單向閥、集流管、減壓器、電磁型驅動、信號反饋裝置、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程氣動按鈕，啟動氣瓶開啟，輸出啟動氣體依次打開驅動氣瓶組容器閥，驅動氣瓶組中高壓氣體經單向閥進入集流管;集流管高壓氣體經減壓器降至1.6MPa進入干粉滅火劑貯存容器，使容器內干粉滅火劑沸騰，并與驅動氣體充分混合;當干粉滅火劑貯存容器內壓力達1.4MPa，打開釋放閥，混合的干粉氣固二相態通過噴灑管網流向噴嘴，噴向著火防護區域保護對象，滅火。

系統啟動方式：氣動遠程啟動、機械應急啟動。裝置技術特點：①設計井口立體滅火噴頭，解決滅火劑噴射面積問題;②撬裝化設計，設計密閉干粉儲存容器，解決滅火劑運輸，長期儲存后結實不能與驅動氣體充分混合的問題;③設計啟動氣瓶組、電磁型驅動裝置、信號反饋裝置解決現場氣動遠程啟動、手動應急啟動二種啟動方式，啟動更安全;④設計分路控制問題解決現場著火點多，定點防護，多點使用問題;⑤多組閘閥聯動設計，實現一鍵啟動，其他閘閥全自動打開滅火。

3.4 試驗修井現場自動化消防裝置

①2018.11.18，明森智能消防裝備（江蘇）有限公司試驗場，試驗結果：a 消防裝置有效噴射時間66秒，油槽滅火時間19秒;b 消防裝置啟動時間為11秒;出口釋放閥動作壓力1.6MPa，符合設計要求;②2018.12.26，白408-31井場。試驗結果：a 消防裝置有效噴射時間69秒，油槽滅火時間19秒;b 消防裝置啟動時間為9秒;出口釋放閥動作壓力1.4MPa，符合設計要求。

4 取得成果

①全時段、全天候現場戒備，著火初期達到一鍵啟動，遠程滅火目的，提高滅火有效性，為有效防控井下作業現場井噴著火等安全事故提供有力保障;②優化設計圖紙，解決目前修井現場滅火器材射程小，壓力低，無法實現對現場迅速滅火的難題;③增加驅動氣瓶組、單向閥、集流管、減壓器、電磁型驅動裝置、信號反饋裝置，解決滅火劑運輸，長期儲存后結實不能與驅動氣體充分混合的問題;④解決現場著火點多，定點防護，多點使用問題，實現分路控制;⑤解決滅火劑二次充裝，噴射面積，噴射時間調整等問題;⑥解決多組設備聯動問題，實施一鍵啟動后，其余啟動方式實現全自動多組聯動。

5 認識與建議

①實驗證明該裝置有效解決現場實際問題，滿足修井現場自動化消防目的;②裝置在修井現場、試油與鉆井現場、采油（氣）井站等生產重點防護都能使用;③通過試驗，建議后期配置在無人值守時，增加自動感應識別系統，自動發現著火點，自動啟動滅火。不斷改進和完善應用、操作規程及使用方法，形成相關配套技術。