一种应用于石油钻井作业的泡沫-水移动式灭火集成装置的制作方法

1.本实用新型涉及石油钻井作业灭火技术领域，尤其涉及一种应用于石油钻井作业的泡沫-水移动式灭火集成装置。


背景技术：

2.石油钻井作业是利用石油钻井设备从地面开始沿设计轨道钻穿多套地层到达预定油气层，形成油气采出或注入所需流体的稳定通道，目地是进行地质评价、发现油气藏、开发油气藏。
3.目前在石油钻井作业中，钻井设备如压裂泵车、澄砂罐等处于高负荷工作状态，工作过程中累积设备运作产生的高温，因而极易发生火灾。由于通常石油钻井作业均处于西北荒漠等地带，其交通环境受到较大的限制，附带作业的灭火设备体量及功能有限，在发生火灾时不能实现有效的扑救，而外部的大型灭火设备不能及时及顺利的抵达现场进行扑救，进而导致设备发生火灾时不能不能得到有效的灭火保障，对设备形成较大的火灾损坏及安全隐患，同时石油钻井作业的停机将造成较大的经济损失，因而目前对石油钻井作业中较频繁发生的火灾不能得到有效的扑救，造成其作业的高成本和低效率问题。
4.同时，在通过灭火设备进行扑救操作中，灭火时的较大外力冲击也存在现有的灭火设备存在较大的故障率，对正常灭火状态不能进行有效的保持和保障，同样会存在错失有效的灭火时间，加大火灾蔓延范围及发生时长。


技术实现要素：

5.针对上述存在的问题，本实用新型旨在提供一种应用于石油钻井作业的泡沫-水移动式灭火集成装置，可以实现泡沫、水、或者泡沫-水的混合灭火方式的转换，以针对于石油钻进作业过程中主要用于扑救澄砂罐和压裂泵车发生的火灾，并同时可保障在石油钻井作业中的长周期使用，以及有效降低故障率及维修的较大成本。
6.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种应用于石油钻井作业的泡沫-水移动式灭火集成装置，所述移动式灭火集成装置集成有水罐、泡沫罐、控制箱及消防泵组，所述水罐和泡沫罐均与所述消防泵组连接，其特征在于：上述所述部件均集成在底撬上，所述底撬底部还设置有旋转机构。
7.优选的，所述旋转机构包括在所述底撬底部旋转设置的支撑盘，以及在所述底撬底部边沿沿周向间距螺纹穿设的支撑柱。
8.优选的，所述水罐和泡沫罐与所述消防泵组之间设置法兰管连接，并在对称连接的所述法兰管之间可拆卸的设置有柔性连接阀。
9.优选的，每个所述法兰管均包括管体和端部设置的第一法兰盘，所述柔性连接阀包括阀管及其两端设置且与所述第一法兰盘结构相同的第二法兰盘，在所述第一法兰盘和第二法兰盘之间可拆卸的连接有柔性管。
10.优选的，所述柔性管包括中间柔性管段及两端设置的定位环，在所述第一法兰盘
和第二法兰盘相接端均开设有嵌入所述定位环的定位台肩。
11.优选的，在所述第一法兰盘和第二法兰盘上共同套设有筒型结构的防护罩，所述第一法兰盘和第二法兰盘周面上均开设有环形凹槽，所述防护罩两端均设置有嵌入至第一法兰盘和第二法兰盘各自的所述环形凹槽内且可启闭的定位环板，并且所述定位环板内端与所述环形凹槽内底面之间预留有活动间隙。
12.本实用新型的有益效果是：该灭火集成装置的组成，可以实现泡沫、水、或者泡沫-水的混合灭火方式的转换，以针对于石油钻进作业过程中主要用于扑救澄砂罐和压裂泵车发生的火灾，对于其他部位的消防隐患，亦可通过本装置提供泡沫-水处置。
13.同时整体上实现了在石油钻井作业环境中，可以对极易发生的火灾进行充分有效的扑灭，解决目前因其作业环境所限而对发生的火灾不能及时扑灭而造成的巨大损失；同时通过针对灭火操作中存在的较大冲击而对灭火管道存在偏斜泄露及断裂的影响，该装置可以有效克服该冲击影响，保证灭火操作的顺利进行，并保证该装置在石油钻井作业中的长周期使用，有效降低故障率及维修的较大成本。
附图说明
14.图1为本实用新型移动式灭火集成装置正视结构图。
15.图2为本实用新型移动式灭火集成装置俯视结构图。
16.图3为本实用新型移动式灭火集成装置右视结构图。
17.图4为本实用新型法兰管结构图。
18.图5为本实用新型柔性连接阀结构图。
19.图6为本实用新型法兰管与柔性连接阀装配连接示意图(未示出防护罩)。
20.图7为本实用新型第一法兰盘侧视图。
21.图8为本实用新型第一法兰盘剖视图。
22.图9为本实用新型柔性管结构图。
23.图10为本实用新型柔性管顶部剖视图。
24.图11为本实用新型柔性管与第一法兰盘和第二法兰盘连接剖视结构图。
25.图12为本实用新型保护罩侧视结构图。
26.图13为本实用新型图10中覆盖保护罩示意图。
27.图14为本实用新型图6中左侧覆盖保护罩示意图。
具体实施方式
28.为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的描述。
29.参照附图1～14所示的一种应用于石油钻井作业的泡沫-水移动式灭火集成装置，所述移动式灭火集成装置依次集成有水罐2、泡沫罐5、控制箱17及消防泵组20(其优选为汽油机驱动结构)，所述水罐2和泡沫罐5均与所述消防泵组20连接，上述所述部件均集成在底撬12上，所述底撬12底部还设置有旋转机构。其中，具体的，所述水罐2外壁设置有上罐梯登1，两侧外壁底部依次设置有注水/放水阀11和与所述消防泵组20连接的泵进水阀14，顶部依次设置有水罐人口3和水罐通气口4；
30.泡沫罐5顶部依次设置有真空活门6和泡沫罐人口7，侧壁设置有泡沫液阀8，底部设置有泡沫罐排污阀15，在泡沫罐5外延优选的还设置有雨棚9和照明灯10(工作电压为dc12v)；
31.所述底撬12侧壁设置有与所述水罐2连通的排污口13；
32.所述泵进水阀14与所述消防泵组20连接的管道上还设置有排空进气阀16；
33.所述消防泵组20上连接有出水管路27，其具有泡沫液喷管27a和消防水喷管27b，两者依次装配有出液阀18进而出水阀19，并在所述泡沫液喷管27a管口可连接pcl8泡沫发生器，以及在消防水喷管27b管口可连接消防水带，泡沫液喷管27a管口和消防水喷管27b设置为dn65水带接扣。
34.本装置装灌的是水基泡沫液(轻水泡沫液)，除具备扑救油类火灾外，还可扑救一般物质火灾，且环保清洁，不会产生污染。
35.通过上述灭火集成装置的组成，其可以实现泡沫、水、或者泡沫-水的混合灭火方式的转换，以针对于石油钻进作业过程中主要用于扑救澄砂罐和压裂泵车发生的火灾，对于其他部位的消防隐患，亦可通过本装置提供泡沫-水处置。
36.通过装置底部设置的底撬12，其可以通过吊装转运的方式将该灭火集成装置整体吊装并稳定的放置在井场距澄砂罐、压裂泵车、燃油储运车等各不大于40米的位置，极大地解决了目前上述车体在高负荷作业状态下极易发生火灾后，根据现场环境所限而不能有效的对发生的较大火灾进行短时间内充分扑灭的棘手问题，对整个井场石油钻井作业将提供极大的安全保障，有效降低因较高的火灾发生率而增加的较大作业成本。
37.进一步为了在针对不同着火方位而进行短距离直线式的有效灭火操作，如图1所示，在所述底撬12底部还设置有旋转机构，通过该旋转机构可将底撬12及其上的左右装置均进行转向，使得泡沫液喷管27a管口和消防水喷管27b能针对着火方位，缩短灭火距离，提高灭火压力及灭火效果。
38.具体的，如图1所示，所述旋转机构包括在所述底撬12底部旋转设置的支撑盘21，以及在所述底撬21底部边沿沿周向间距螺纹穿设的支撑柱22。在静止放置该灭火装置时，支撑盘21接触地表，对装置进行整体支撑，并通过旋转多个支撑柱22并接触至地表，能实现对灭火装置整体的稳定支撑，而不同的支撑柱22则可以旋转相应的深度与不平整的地表表面均稳定接触，也避免在放置该灭火装置时需要对地表进行整平的作业周期及成本，同时该旋转机构也可以用于通过车体进行稳定转运。
39.而当在灭火并需要调整灭火方向时，则通过使用工具旋转多个支撑柱22(优选的其外表为多边形结构，可采用大型扳手进行旋转)，使其脱离与地表的接触即可，接着通过外力驱动水罐2或其他部件的外壁，使底撬12及其上的设备相较于支撑盘21转动，并使得泡沫液喷管27a管口和消防水喷管27b能针对着火方位，接着反向旋转支撑柱22再次与地表接触，保持整个灭火装置放置及灭火过程中的稳定性。该结构使得灭火装置具有针对性灭火特性，减少灭火行程，保持灭火压力并提高灭火效果，避免了反向灭火时消防带存在折叠阻塞而影响灭火黄金时间的影响。
40.实际在灭火启动及灭火过程中，汽油机驱动的消防泵组20在启动及工作过程中均会产生较大的冲击作用，以及在泡沫和水高压喷射过程中同样对整个装置中管道的连接处造成较大的冲击，进而会造成管道的连接处偏斜而造成泄露并影响喷射压力的问题，同时
在长时间使用后还存在管道连接处断裂的弊端，具体的，如图1所示，所述水罐2和泡沫罐5与所述消防泵组20之间设置法兰管23连接，以及其他部件之间同样通过法兰管23连接，为了解决法兰管23的连接处因灭火时的较大冲击而存在泄露或断裂的问题，如图6所示，在对称连接的所述法兰管23之间可拆卸的设置有柔性连接阀24。通过该柔性连接阀24则可有效的消除对接连接的法兰管23之间因灭火过程中较大的设备工作冲击而造成偏斜泄露及断裂的问题，保证该灭火装置可以长周期稳定工作，降低后期维修保养成本，保障石油钻进作业的顺利进行。
41.具体的，如图4、7所示，每个所述法兰管23均包括管体23a和端部设置的第一法兰盘23b，所述柔性连接阀24包括阀管24a及其两端设置且与所述第一法兰盘23b结构相同的第二法兰盘24b，在所述第一法兰盘23b和第二法兰盘24b之间可拆卸的连接有柔性管25。其中，所述第一法兰盘23b和第二法兰盘24b均具有沿周向开设的多个连接穿孔101，以及穿设在对应的所述连接穿孔101内的连接螺杆28，所述连接螺杆28的外径小于所述连接穿孔101的内径。将柔性管25放置在第一法兰盘23b和第二法兰盘24b之间，通过连接螺杆28穿设在连接穿孔101中将第一法兰盘23b和第二法兰盘24b连接，并将柔性管25夹持密封。由于连接螺杆28的外径小于所述连接穿孔101的内径，因此在受到冲击后，第一法兰盘23b和第二法兰盘24b可随柔性管25的形变而存在相应的偏移，克服较大冲击状态下第一法兰盘23b和第二法兰盘24b的因定位连接而存在连接螺杆28弯曲或断裂而造成泄露的问题，同时通过柔性管25仍保持管道流通的密封性，其有效的解决了法兰管23因外力冲击而偏斜泄露及断裂的问题。
42.为了便于在长时间使用或者柔性管25老化后对其进行快速的定位更换，并保持其密封性的作用，如图9-10所示，具体的，所述柔性管25包括中间柔性管段25a及两端设置的定位环25b，在所述第一法兰盘23b和第二法兰盘24b相接端均开设有嵌入所述定位环25b的定位台肩a。在更换时，通过将连接螺杆28拆卸后，可将柔性管25快速拆卸更换，而在装配新的柔性管25时，其两端的定位环25b则可快速穿设至定位台肩a内实现定位，并通过连接螺杆28将第一法兰盘23b和第二法兰盘24b连接时，可将定位环25b端部与定位台肩a压紧密封。
43.为了提高定位环25b与定位台肩a接触定位后的密封性，优选的，所述定位环25b与所述定位台肩a为螺纹连接结构，其可以提高两者接触连接的密封性，同时还能提高连接的紧固性，避免冲击作用下，两者发生偏斜而出现泄露的问题。同时优选的，拼接的法兰管23的第一法兰盘23b的定位台肩a为反向的内螺纹结构，其目的是，在更换柔性管25时，首先将柔性管25螺纹套设在柔性连接阀24两端得到第二法兰盘24b的定位台肩a中，接着再将该整体与对接的拼接的法兰管23的第一法兰盘23b以单向旋转方向即可同步连接紧固。
44.为了避免在火灾发生时较大的高温范围对柔性管25的柔性管段25a造成的烧灼破裂影响，如图12-14所示，在所述第一法兰盘23b和第二法兰盘24b上共同套设有筒型结构的防护罩26，所述第一法兰盘23b和第二法兰盘24b周面上均开设有环形凹槽b，所述防护罩26两端均设置有嵌入至第一法兰盘23b和第二法兰盘24b各自的所述环形凹槽b内且可启闭的定位环板26a(优选的，其为半圆弧铰接结构，可通过卡扣29进行关闭和打开)，在上述将第一法兰盘23b、柔性管25及第二法兰盘24b通过连接螺杆28连接后，将防护罩26包裹在三者外部，并通过定位环板26a嵌入在环形凹槽b实现防护罩26的定位作用，其可有效的对火灾
存在的高温辐射进行阻隔，避免对柔性管段25a造成的烧灼破裂影响，保持柔性管25的正常疏通作用。优选的，还可设置降温细管(图中未示出)，对灭火时的防护罩26降温操作，避免其受热后将热量传递至柔性管25表面。
45.为了避免防护罩26对冲击作用下防护罩26对第一法兰盘23b和第二法兰盘24b的正常偏移造成的干涉影响，如图13所示，所述定位环板26a内端与所述环形凹槽b内底面之间预留有活动间隙c，其使得防护罩26相对于第一法兰盘23b和第二法兰盘24b周面可以垂直竖向移动，保证第一法兰盘23b和第二法兰盘24b可以正常偏移。
46.本实用新型的原理是：该灭火集成装置的组成，可以实现泡沫、水、或者泡沫-水的混合灭火方式的转换，以针对于石油钻进作业过程中主要用于扑救澄砂罐和压裂泵车发生的火灾，对于其他部位的消防隐患，亦可通过本装置提供泡沫-水处置。
47.在静止放置该灭火装置时，支撑盘21接触地表，对装置进行整体支撑，并通过旋转多个支撑柱22并接触至地表，能实现对灭火装置整体的稳定支撑，而当在灭火并需要调整灭火方向时，则通过使用工具旋转多个支撑柱22，使其脱离与地表的接触即可，接着通过外力驱动水罐2或其他部件的外壁，使底撬12及其上的设备相较于支撑盘21转动，并使得泡沫液喷管27a管口和消防水喷管27b能针对着火方位，接着反向旋转支撑柱22再次与地表接触，保持整个灭火装置放置及灭火过程中的稳定性。
48.将柔性管25放置在第一法兰盘23b和第二法兰盘24b之间，通过连接螺杆28穿设在连接穿孔101中将第一法兰盘23b和第二法兰盘24b连接，并将柔性管25夹持密封。在受到冲击后，第一法兰盘23b和第二法兰盘24b可随柔性管25的形变而存在相应的偏移，克服较大冲击状态下第一法兰盘23b和第二法兰盘24b的因定位连接而存在连接螺杆28弯曲或断裂而造成泄露的问题，同时通过柔性管25仍保持管道流通的密封性。
49.因此，该灭火集成装置整体上实现了在石油钻井作业环境中，可以对极易发生的火灾进行充分有效的扑灭，解决目前因其作业环境所限而对发生的火灾不能及时扑灭而造成的巨大损失；同时通过针对灭火操作中存在的较大冲击而对灭火管道存在偏斜泄露及断裂的影响，该装置可以有效克服该冲击影响，保证灭火操作的顺利进行，并保证该装置在石油钻井作业中的长周期使用，有效降低故障率及维修的较大成本。
50.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。