专利名称：石油油井火灾的熄灭方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明是关于用人工制造的通道接近着火油井，使用机械装置将油井封闭，使油井不能再向着火井口供油，从而达到灭火目的的方法及设备。采用本方法与设备可对大面积油田内的多口油井着火同时施用，同时熄灭。可在任何地质、气候条件下施用，并可免除复燃引起的二次火灾。
过去，熄灭油井火灾，大多采用水泥囤封或用耐火的钢铁装置将井口罩住，向罩内加注水或灭火剂，使火焰熄灭。
这些方法无一能离开大量的水，没有水，人没法靠近油井，各种工具都无法有效地使用，在干燥的沙漠地带，在那些富油贫水地区，以前的灭火方法，施用起来很困难，尤其是对付那些高产油井，那些方法更显得无能为力。
本发明的目的，是提供一种方法和设备，使灭火只用少量水或不用水，减轻人们对水的依赖，使发生在各种气候，各种地区的油井火灾都能有效的熄灭;
本发明的另一个目的，是提供一种方法和设备，使熄灭油井火灾规范化。只要对着火油井附近的水、土壤、风向、石油从井中喷出的压力、油井井壁钢材材质等情况调查清楚，按调查结果准备好设备及各种用品，这口油井定会按计划熄灭;
本发明的再一个目的，是提供一种方法和设备，使大面积的油田内多口油井并发火灾能同时或有计划的分片熄灭。
本发明还有一个目的，是提供一种方法和设备，使灭火和恢复油井生产同时进行。
本发明上述目的及其特点，通过下面描述更加清楚和容易理解。
本发明是关于用人工制造的通道接近着火油井，使用机械装置将油井封闭达到灭火目的的方法及设备。
在施用机械装置时，首先为安装机械制造一个可使人在着火油井旁边安装设备的工作环境，使人员有条不紊的安装并沟通分导油管与一种封闭油井的设备，首先降低原油井内的出油量，再封闭分导油管上部的油井体，原油井着火的井口，得不到可供燃烧的石油供给而自然熄灭，或在地面配合用水泥，土将火掩灭。
图1是人工制造的接近油井方法与工作环境、设备安装示意图。它表示一种工作方案。
图2是封闭设备的三视图。
图3是封闭设备的立体图。
图4是图1中E的截面图。
图5是封闭设备配件的立体图。
图6是封闭设备的安装示意图。
图7是封闭设备的工作原理图。
图8是接近油井设备图。
图9是图8的前置设备图，它表示一种能制造工作环境的设备。
图10是接近着火油井方法与制造工作环境示意图，它表示另一种工作方案。
图1表示一种根据本发明接近着火油井制造工作环境，安装设备的方法示意图。
标号A表示地表沙土层，它表示油井附近没有水源。
标号B表示沙下粘土层或是土壤密度较大的其它土层。
标号C表示竖井，油井着火后，井口设施失去控制，石油从井口中大量喷出，使火焰高达几十米或几十米，火焰中心温度可达摄氏八、九百度，火焰中心向四周围辐射高温可使上风处近距离内不能近人，在这种情况下，为接近油井，在上风处热辐射较弱的地段选择适当的地点挖掘竖井。
标号D表示保护墙体及顶蓬，用混凝土或其它材料制成，是防止火势在工程未完时突然转向，车辆、人员来不及撤离的暂时掩蔽场所。
标号E表示隧洞，是从地下靠近油井的通道，也是各种管线的通道，如图4所示。
a、表示隧洞混凝土护壁。在土质良好的地段可用简单的防护手段。
b、表示通道。
c、油井分导油管，是图(1)中(I2)的截面图。
d、备用的混凝土高压输送管。输送管上口联接混凝土浇灌机，下口在斜井F的上端点处(图上未示出)。
e、电线架。
f、照明灯。
隧洞截面积不用过大，能自如地运输设备和行走人员即可。
标号F表示斜井，是联接隧洞E与工作场地G的通道，是专门设立的咽喉地段，设置在此有着重要目的。
标号G表示工作场地。工作场地是围绕油井井体而设的低于隧洞通道地平面b(图2)的工作室，接通分导油管和封闭设备的工作在此进行。
标号H表示封闭油井I1的设备。
标号I表示通向地下油层的井体。标号I1表示工作场地中暴露的井体至着火井口部分标号I2表示分导油管。
标号16表示设备H的启动引线。
图2、3、5表示一种封闭油井的设备H。
标号1表示设备的衔接卡头。卡头通过卡头舌8a、8b，卡头槽9a、9b形成两组卡具，卡头舌8a、8b用来与另一衔接卡头的卡头槽吻合，卡头槽9a、9b则是另一衔接卡头上卡头舌的吻床，两个同样的衔接卡头可以对面一个自下而上，另一个自上而下，将本体的卡头舌滑入对方的卡头槽中，使两体从衔接面的垂直方向不可分离，经从孔(6)中穿过的螺栓(20图6)紧固后，两个衔接卡头可结合成一个极坚固的钢箍，将井体箍在井体卡口(11)内，井体卡口的直径一般大于井体，是为设备启动后排出气体留出的间隙，安装设备时，可在井体卡口与井体间，纵向衬垫数根键型垫块，(图上未示出)即保证与井体紧固，又不妨碍排气。
井体卡口内部，是分散室(7)，封闭井体时，井体钢管在分散室内由圆至扁，沿锤头边缘向两侧扩展，分散室为这一过程提供了有限制的扩散空间。井体卡口两侧的卡头平台(10、a、b、c、d)是保证卡头对接的吻合平面。
标号2表示设备的机身，是与衔接卡头一体的后部机构。机构内部是锤镗(3)，锤镗端点的弧型室是火药室(5)，用于装置催动锤身的发射火药，火药室底部有引信孔(4)，用于安装电引信(15、图8)，火药室前的锤镗是火药，锤身的放置口，也是锤身的运行轨道，锤镗中前部有排气孔(12)，用于排出作功后的高压气体。
标号13(图5)表示锤身，锤身采用硬质钢材制成，锤身的宽度、厚度与锤镗对应，两者的配合间隙不大于三毫米，锤身前部是锤头(14)(图5)，锤头立面可以是弧型，也可以是其他突出于锤身并与锤身宽度平行的形状如图5所示。
以上设备的组成操作如下将具有防潮性能的火药装进火药室(5)内，然后将锤身水平推入锤镗(3)顶实，锤头向外，一个设备即组成完毕，两个同样设备可组成一个封闭装置。
图6是安装示意图。
标号15(a、b)表示用在封闭装置上的电印信。
标号16(a、b)表示联接引信与电源的导线。
标号17表示发射火药。
标号18表示井体I1在未封闭前的高压石油。
标号20是固定螺栓。
图7是封闭装置的工作原理图。
标号19是被封闭的井体I1中的滞留油。
下面举例说明本发明的灭火方法及设备使用过程多口被炸药炸毁的油井同时点燃了井中喷出的石油，设施被破坏，油井又处在沙漠之中，远离水源，这时，首先在处于上风处各口油井的安全地带选好地点，同时开竖井，在挖过沙土层后的适当土层中掘隧洞，隧洞以各口油井井体为中心线向前开掘，并按图1所示在靠近油井处开掘斜井F与低于通道地平面的工作场地G，将工作场地整体作混凝土护壁，然后焊接、贯通分导油管，安装封闭油井装置，用支架将装置高架在分导油管上方的井体上，清理或掩埋安装分导油管时的泄漏油，人员撤离时，在封闭装置的引信孔内安装电引信，并引出导线，人员全部撤离后，启动封闭装置，装置内火药起火暴产生的巨大动能，分别把对面的捶头攻向装置中心的井体，将井体击扁，井体内壁闭合，高压石油无法通过，或只能少量通过，这时分导油管成为主要出油管代替原井口生产，被封闭的井体上部因得不到石油供给，火会燃烧尽残余油后自然熄灭，地面上如果再用水泥、土等囤封井口，灭火速度更快。
因油井之间都有相当远的距离，所以以上作业可同时在多口油井间展开。
封闭装置启动后，如果地面井口仍有大量油喷出，说明封闭不封底，可二次使用封闭装置，加大装药量，彻底封闭上部油井。
封闭装置启动后，如击裂井体，石油从缝隙中喷出，在地面井口不再喷油的情况下，可启动地面水泥浇灌机，用混凝土灌进工作场地，混凝土自场地下方向顶部喷灌，直到将斜井一同填满，这样能有效的制止泄露。当泄露油被封闭装置排出的高温点燃时，上述方法还可有效地切断油源，使隧洞内的火焰自熄。
为避免上述事故的发生，使用封闭装置时，应按冷剂压工艺，将油井井体进行退火或淬火软化热处理。也可以按照热挤压工艺，将油井井体处于封闭装置中心部位，局部加热到一定温度(温度应视井体钢材质量确定)，完成封闭作业。
以上例子是在缺水地区最为实用的方法之一。
本发明不仅仅限于上述实施例，它还包括不同的设计方案，如图8所示接近着火油井的装置，在有水源的地区，或可以取到水的地区，或可以取到水的地区，可从地面接近油井。
图8至图10是这种装置的示意图。
标号21表示框架通道，由钢管焊接成，相互贯通，在框架通道的一端装有上水接头，(图上未示出)，用来接通供水管、框架的钢管上排列安装撒花喷嘴(22)，在框架内紧贴钢管悬挂或附设防火织物(图上未示出)，用来减轻框架重量。
标号23(图9)是水枪拱门，拱门是一个排列安装着消防水枪的拱型支架，支架下端后面装有上水接头，(图上未示出)使水经过支架内部从另一端的最下面一支与支架贯通的水枪喷出，即喷水又冷却了支架自身，其余的水枪不通过支架(23)，只是固定在支架上(23)如图9所示。拱型支架用临时的或专门的部件固定在首节框架通道(21)前端，拱门上的每支水枪，联接一条水龙带，将上述装置用具有隔热功能的车辆牵引或推至着火井口旁边，在靠近井口过程中，给装置供水，拱门上水枪可少量供水能降低自身温度即可，框架通道一节联一节，形成从着火井口到安全地带的水下通道，通道一端处于火焰下方，燃烧时高温带动通道内空气向火场流动，降低了通道内温度，撒花喷出的水降低了通道自身温度，使灭火人员可以通过，在安装封闭设备时，(如井口阀门未被破坏，可直接关闭阀门)，给水枪拱门供足水，拱门上水枪喷出的高压水柱，形成一个水帘，将井口下部的裸露井体罩在帘下，即降低井体温度，又冲走了沿井体下流油燃烧的火焰，在水帘下，可尽快安装完应用设备，撤离人员启动封闭装置，封闭油井，完成灭火作业。
整个方案已如上所述，但是本发明并不仅仅包括上述的有关操作方式，如海上油井着火，就可潜水在水面下，安装本发明的封闭装置，封闭装置亦可用两台加装了图5样式锤头的气动锤，对面平卧锤击，还可用经过改装的大功率水压机完成封闭作业。
本发明远优于目前的熄灭油井火灾的方法和设备。一九九一年初，美、伊中东战争后科威特大面积油井着火后的扑救工作不断失败，就是对以前的扑灭油井火灾方法和设备存在缺点的大暴露，本发明打破传统的扑灭油井火灾观念，使用全新方式，简化了灭火设备。提高了灭火效率，本发明的设备具有制造简便，结构简单，装配简便，操作简便，运输方便等优点，为熄灭石油油井火灾和类似的火灾，提供了最简便易行，又最可靠的工具。
由于灭火设备的简单化，与灭火方法不受外界条件控制，为熄灭大面积油井火灾提供方便，这样可使多个作业队同时施工，同时熄灭大面积范围内的多口油井火灾。并使灭火与恢复生产同时完成。
虽然参照最佳实施例，已对本发明进行了描述，但在不超出本发明的精神和范围情形下，它们可做一些改进和变动。
设备各部分名称
1、衔接卡头6、螺栓孔7、分散室8a、9a卡头舌8b、9b卡头槽10(a、b、c、d)卡口平台11 井体卡口2、机身3、锤镗4、引信孔5、火药室12、排气孔15、(a、b)电引信16、(a、b)引信导线17、发射火药20、固定螺栓13、锤身14、锤头21、框架通道22、撒花喷嘴23、水枪拱门24、高压水枪
权利要求
1.一种熄灭石油油井火灾的方法，其接近着火油井的方法特征如下用于人员、设备接近着火油井制备不用水或少量用水的隔热通道的过程；用于人员接近着火井体安装设备、制备工作场地的过程；用于将灭火与生产同步完成的过程；用于断绝火焰来源，达到灭火目的的过程；用于防止通道内发生故障的保护过程。
2.按照权力要求1的方法，其特征是用人工制造的不用水或少量用水的通道和与之相联的工作场地，具有隔热、能安装必要设备，恢复石油生产，防止通道内故障的功能完善的工作环境;也可以是只具备上述除主要功能，即靠近着火油井功能之外，单纯具备某个功能的工作环境。
3.根据权力要求1、2的方法，其特征是即可以在地面上使用，也可在地面下、水面下使用，不受着火油井附近的气候、地质条件限制。
4.根据权力要求1、2的方法，其特征是用于地下通道内发生故障的保护过程，应由斜井F或具有斜井F类似的墙体，弯道与加灌水泥的装置配合完成;也可以利用爆破隧洞使之塌陷来完成。
5.根据权力要求1、2、3的方法，其特征是灭火与恢复油井生产可以是同步完成，也可以视着火油井的条件分开完成。
6.根据权力要求1、2、3、4、5的方法，其特征是对大面积油田内的多口油井并发火灾，可同时或分片扑灭。
7.一种接近着火油井的方法，其采用的通道包括下列设备a、用于支撑通道的部件;b、用于隔挡高温、降低自身温度，保证人员不受灼伤的部件;c、用于在油井火焰下制造工作环境的部件。
8.根据权力要求7的设备，其特征是支撑通道的部件，是由贯通的，能使水在其中自由流动的钢管制成(20)图11，钢管上遍布撒花喷咀(21)，沿钢管框架内部悬挂或附设防火织物(图上未示出)，通道的最前端，安装有在火焰下制造工作环境的水枪拱门(22)。
9.一种扑灭油井火灾的方法，包括如下特征利用爆炸力或其他形式的冲击力，液体传导的压力(可以是一次也可以是多次)作用在一种设备上，将通向着火井口的石油井体封闭，使火场得不到再供燃烧的石油供给，使火势减弱。地面上配合用水泥、土将井口及泛油区火焰掩埋，使火完全熄灭。
10.根据权力要求9的方法，其特征是施用本方法时可根据井体情况，给井体外壳加高温，增强井体延展性，使封闭时不至于发生井体破裂。
11.一种用封闭通向着火油井井体，使火场得不到再供油而达到灭火目的的设备，包括下列特征用于将一组设备组合并能箍紧油井井体的部件;用于装置火药或其他动力形式，并具有轨道功能、具有保持巨大镗内高气压与排出高气压功能的部件;用于将高气压或液体传导的压力转变为撞击力的部件;用于启动设备的部件;
12.按照权力要求11的设备，其特征是用于将一组设备组合，箍紧油井井体的部件，由几种部件组成a、有能与另一个同样部件上的卡头舌、卡头槽吻合的卡具。它们能将本体的卡头舌从对面一个自下而上，另一个自上而下互相滑入对方的卡头槽中，组成一个从衔接正面的垂直方向不能分离的整体;b、部件周围有孔，锣栓可经孔中将两组部件再紧固，使部件从任何方向都不可分离;c、部件中央有与卡头舌平行的半圆型卡口，部件组合后卡口形成的孔径应大于井体;d、卡口中央有分散室，是为封闭井体提供的有限制的扩散空间;e、有保证卡口对接的卡口平台;f、有排出空气的空隙和孔;(采用液体传导压力时，孔需堵塞);g、有安装启动装置的孔。(采用液体传导压力时，孔将作为进液孔使用);
13.按照权力要求11、12的设备，其特征是用于箍紧油井的部件，与装置火药或其他动力形式，并具有轨道功能的部件，是连接一体的。它们的火药室是对峙的，轨道中心和边缘是对称的。
14.按照权力要求11、12的设备，其特征是用于将动力转变为撞击力的部件采用硬质金属制成，其宽度、高度与轨道的宽、高度之间有一定的配合间隙，采用爆破等高气压作动力时间隙不大于3毫米，采用液压方式时，间隙应不大于0.3毫米。部件前沿的形状即部件高度的截面的形状，可以是弧型，也可以是其他突出于部件自身与部件同宽的形状。
15.根据权力要求11、12、13、14的设备，可以是一次性使用，也可以是多次使用的。
全文摘要
本发明是用地下隧道或是水帘下的通道接近着火油井的地下部分，用巨大的冲击力夹击位于地下的金属井壁，使井壁内部闭合，切断石油通道，使井口火灾因得不到石油供给而熄灭的方法，及使用这种方法所必须的设备。
文档编号E21B35/00GK1057089SQ9110497
公开日1991年12月18日 申请日期1991年7月26日 优先权日1991年7月26日
发明者张志强 申请人:张志强