本发明涉及一种石油或天然气井喷大火的灭火止喷方法及装置,尤其适用于井口装置已毁坏的井喷大火的灭火和止喷。 公知的井喷大火灭火的方法主要有:1、射水或其他灭火剂灭火,这种灭火方式的缺点是需要消耗大量的水或灭火剂,遇到火势猛烈而水或灭火剂供应不足的情况,这种灭火方式往往不能奏效;2、爆炸灭火,靠炸药在井口爆炸时造成的短暂缺氧和井喷的一瞬间停顿来灭火,这种灭火方式的缺点是可能造成井口的进一步破坏。所有公知的对于井口装置已损坏的井喷大火的灭火止喷方式因为不能一次实现灭火和止喷,所以有一个共同的缺点,即井喷造成的损失仍继续扩大,同时井喷很可能复燃。公知的止喷方法是压井,即向井内强行灌入比重较大的泥浆,在井内形成泥浆柱压住井喷,压井的缺点是容易污染油层,尤其是在井口装置已经损坏的情况下,压井是很难实现的。
本发明的目的是提供一种用于井喷大火的灭火止喷方法及装置,它能一次实现灭火和止喷,减少水或灭火剂地消耗量,不需压井。
本发明的目的是通过下述方法和装置实现的。
1、一种井喷大火灭火止喷方法,它包括下列步骤:
(1).用一个致密的耐高温的罩子罩住发生井喷的井口,使火熄灭;
(2).在空气不能流入上述罩子内的条件下将从井口喷出的流体导出上述罩子;
(3).向上述罩子内送透明的阻燃流体,使罩内形成一个缺氧的小环境,并维持到完成止喷作业;
(4).穿戴水下呼吸器的作业人员在上述缺氧的小环境里给井口油层套管装上一个阀门,关闭该阀门,完成止喷作业。
2、实现上述方法的关键装置是一个井喷大火灭火止喷罩,罩体内上部有环形内泄流槽,内泄流槽的内槽沿围成一个直径大于井喷流体柱在同一高度的直径的孔,该孔口与罩体内顶面的距离大于当井喷流体柱遇到罩顶面的阻挡后向四周散射时的流层的厚度,内泄流槽底部经罩体侧壁上的内泄流孔与罩体外的水封槽相通,水封槽注满水后可淹没内泄流孔,水封槽外有外泄流槽,外泄流槽的外槽壁上有外泄流孔,水封槽及外泄流槽的外槽沿都低于内泄流槽的内槽沿,罩体侧壁上还有供人进出的密封门、阻燃流体进口、抽油软管进口以及电讯、照明、切割和联接套管所需管线的至少一个密封进口,罩体内壁上挂有一个止喷头,该止喷头由阀门与套管短节联接而成,该止喷头的内径与井口油层套管的内径一致。罩体可以通过加配重物的方式或用吊车吊臂直接施压的方式获得大于井口总压力的作用于地面的总压力。
本发明可以一次实现对井喷大火的灭火和止喷,简单适用,大大减少了水或灭火剂的消耗量,不需压井,从而可以大大提高对井喷大火的灭火止喷效率,减少石油或天然气资源的损失及其造成的环境污染。
附图为本发明灭火止喷罩的结构示意图。
下面将结合附图详细描述本发明的具体实施方案。
钢质灭火止喷罩的罩体1直径为2米,高度为2.8米,罩体1内上部有一圈环形内泄流槽7,内泄流槽7的内槽沿围成一个直径大于井喷流体柱在同一高度的直径的孔,该孔口与罩体内顶面的距离大于当井喷流体柱遇到罩顶面阻挡后向四周散射时的流层的厚度,内泄流槽7底部经罩体1侧壁上的内泄流孔8与罩体1外的水封槽9相通,内泄流孔8在罩体1侧壁上沿内泄流槽底部均匀分部,水封槽9注满水后可淹没内泄流孔8,水封槽9外有外泄流槽10,外泄流槽10的外槽壁上有至少一个外泄流孔4,水封槽9及外泄流槽10的外槽沿都低于内泄槽7的内槽沿,罩体1侧壁上还有供人进出的密封门2、阻燃流体进口15、抽油软管进口18、以及罩内作业所需管线的至少一个进口,上述门与门框之间是用石棉圈3密封的,密封程度不必很高,上述各管线进口是用石棉塞19密封的,罩内作业所需的各种管线如本身不能占满相应的进口,则应穿过石棉塞19进入相应的进口,以使管线与相应的进口孔壁之间有良好的密封,罩体1内壁上的钩11上挂有一个止喷头,该止喷头由阀门12与套管短节13经法兰联接而成,套管短节13的外管壁上等高等距地焊着三根等长的钢丝绳14的一端,钢丝绳14的另一端是自由端,该止喷头的内径与井口油层套管的内径一致,罩体1顶上有吊耳5和放置配重物6的平台,罩体1可以通过加配重物6的方式或用吊车吊臂直接施压的方式获得大于井口总压力的作用于地面的总压力。
对井喷大火实施灭火止喷的作业程序如下:
(1).在水封槽9内注满水,在罩体1顶部平台上平稳地放足配重物6,使罩体1对地面的总压力大于井口总压力;在外泄流孔4上接上引流管道至作业场地以外;
(2)用吊车吊住吊耳5(共4个,对称地焊在罩体1顶部的外壁上),将罩体1吊起,从尽可能靠近井口的高度将罩体1移到井口上方,放下罩体1,罩住井口,这时,罩外的火焰升空离去,罩内的火焰在耗尽了罩内的氧气时迅速熄灭,这便完成了灭火作业。
(3)调整罩体1的位置并放稳,使井喷穿过内泄流槽7的内槽沿所围成的孔射向罩体1的内顶面,井喷流体遇到顶面的阻挡后会贴着该顶面向四周散射进入内泄流槽7,然后经罩体1侧壁上的内泄流孔8流入罩体1外的水封槽9,接着又溢入外泄流槽10,最后经外泄流孔4及接在该孔上的引流管道流到作业场地以外,如果经外泄流孔4流出的井喷流体流量小于井喷流量,则应在引流管道上串入一台油泵,目的是不让井喷流体从外泄流槽10的外槽沿溢出并积在罩体1周围。
(4)马上开始从孔15向罩体1内送阻燃流体,使罩体1内的压力相对罩外为正压,并维持到止喷作业结束,阻燃流体可以是透明的气体(如CO2、N2等),也可以是水;
(5)至少两名穿戴密闭循环式水下呼吸器的作业人员携带电焊钳及电焊条、管子割刀、矿灯具和步话机从门2进入罩体1内,随后关门2,该步骤可紧接上一步骤进行;
(6)罩体1内外的作业人员相互配合,马上通过孔16-18分别向罩内穿送步话机天线、电焊电缆和抽油软管,这些管线都是穿过石棉塞19进入相应的孔内的,因此这些管线与相应的孔壁之间有良好的密封,罩内作业人员随即接好上述管线,通知罩外向罩内送电送气,并开始用抽油软管抽去井口周围妨碍作业的积油,罩内作业所需管线数量可根据需要增减,罩体1侧壁上供穿管线用的孔的位置及数量也没有定式,可以为每一种管线开一个孔,也可以几种管线共一个孔;
(7).用管子割刀割去井口油层套管上端变型、损坏的部分,这一步骤也可以用其他效率更高的金属切割设备,但不允许向罩体1内引入氧气;
(8).将挂在罩体1内壁钩11上的止喷头取下,该止喷头由阀门12与套管短节13通过法兰联接而成,阀门12的型式应为当它开启时它内部有一个直通道,将钢丝绳14的自由端等高等距地焊接在井口油层套管的外管壁上,然后将止喷头(套管短节13朝下,阀门12处于开启状态)快速移到井口上。使井喷流体穿过止喷头,这时,因为有钢丝绳14拉着,止喷头不会被井喷冲飞,然后压下止喷头,使之与井口油层套管对准,随即将套管短节13与井口油层套管用连续焊缝焊好;
(9)关闭阀门12,完成止喷作业。