专利名称：异形弹头钻破灭火导油装置及其灭火方法
技术领域：
本发明涉及一种消防灭火装置及其灭火方法，特别是一种适用于油井灭火的异形弹头钻破灭火导油装置及其灭火方法。
现有的油田灭火装置及灭火方法，大多仍采用陆地上一般的水压喷射等常规装置和方法，不仅效率极低，而且费用也很高，因为一般的油田大多都在沙漠干天旱地区，在此种地区采用大量的水来灭火是不现实和很不经济的。
由于井喷或战争等原因，油井火灾是不可避免的，而且高压力的自喷油井一旦起火，用常规灭火装置及常规方法灭火是很困难的。其主要原因就在于其喷射压力大，人员及机械无法接近火源，因此，其造成的经济损失和对环境的污染都是惊人的，海湾战争后科威特的油井大火则证明了此点。特别是大火扑灭后油井无法快速恢复生产。
在科威特的油井灭火中，各国灭火队都使用了各种先进和奇特的灭火装置和方法，例如中国灭火队采用了套管灭火新技术，匈牙利灭火队采用了把米格飞机发动机固定在T35坦克上，以产生16吨的压力，以高压水克火的先进技术，但从其效果来看，也是不很理想的，其根本原因就是缺少一种适用于油井灭火的专用装置和最佳方法。
本发明的目的就在于克服现有技术所存在的上述缺点和不足，而提供一种在地下实施灭火、灭火迅速及时、灭火后即可迅速恢复石油生产的异形弹头钻破灭火导油装置及其灭火方法。
本发明的目的是通过下面的技术方案实现的，开挖一条遂道直通到油管处，在油管外对扣卡箍一四通护壁，四通护壁呈斜直状态安装，四通护壁的斜下方内设置有限位阻铁，四通护壁的斜上方与弹道基管相贯通，弹道基管又与导油管相贯通，异形弹头设置在弹道基管内，异形弹头由实心硬质合金弹头、阻油弹体、导油弧板及后部的装药弹壳和引发装置构成，引发装置通过引发导线引出遂道外部，需灭火时，引发引信，使异形弹头沿弹道基管以高速射向四通并将油管穿透，使上喷油路被切断而油由弹头的弧板，弹道及注水导油管喷出。
由上可见，本发明的显著效果是
1.灭火迅速，在灭火切断上喷油流的同时即可恢复石油的生产。
2.由于灭火装置设置在地下，人员及设备离火源较远，故安全可靠。
3.由于灭火迅速及时，可减少火灾所造成的经济损失和对环境的污染。
本发明的具体结构和其灭火方法是由下面的附图及实施例实现的。
图1是本发明灭火装置的安装位置示意图。
图2是本发明灭火装置的工作状态示意图。
图3是本发明中灭火装置的结构剖面图。
图4是图3的A向视图。
图5是图3中异形弹头的结构分解图。
图6是图5的B向视图。
图7是图5的C向视图。
下面将结合附图1-7对本发明的具体结构及灭火方法进行详细地描述本发明的灭火导油装置的结构特点是在与油井油管6相贯通的遂道1内设置有注水的导油管2，注水的导油管2的前端与弹道基管3相连接贯通，弹道基管3的前端与四通护壁5的上斜管51相连接导通，四通护壁呈两半对扣卡箍在油井油管6的外圈，四通护壁5的下斜管52内设置有限位阻铁53，在弹道基管3内装设有异形弹头4，异形弹头4的后部设置有导油弧板44，异形弹头4是由弹尖41、弹体42、导油弧板44及药仓45及引发装置46构成。参见图1至图3本发明的结构特征还在于遂道1呈由上至下的倾斜状开设，四通护壁5是由两铸铁的上斜管51和下斜管52对扣而成，在两斜管的对扣处均有一竖直的相吻合的半圆形扣合部56，扣合部56的扣合凸沿处拧连有螺栓54，油井油管6被包箍在扣合部56组成的护管段内，下斜管52的最下端为封口状，在下斜管52的下段内腔中叠放有数层金属限位阻铁53，上、下斜管51和52及扣合部56均相互贯通，在上斜管51上设置有对称的导向槽段55，与上斜管51等内径相通并相连接的弹道基管3内装放有异形弹头4，异形弹头4的弹尖部分41为实心硬质金属构成，与弹尖部分41为一体的弹体部分42为一等直径圆柱实心金属体，在弹体部分42的前端周圈设置有前凸的尖状清碍板43，在弹体部分42的尾部有一向后延伸的半圆弧形导油板44，在弹体部分42的周向设置有两对称的外凸导向翼板48，在导油板44的敞口部位沿其轴向外凸有两对称的密封翼板47，导向翼板48与弹道基管3内的内凹滑道31及四通护壁5的上斜管段上开设的导向槽55活动滑配，异形弹头4的药仓45后部设置有引发装置46，46上外引连有引爆导线49。参见3至图7本发明的灭火方法的特征是从远离火源的地上向斜下方挖埋一条遂道1，遂道1内铺设一条外引出的导油管2，导油管2前段与内装有异形弹头4的弹道基管3相连接贯通，弹道基管3的前部与四通护壁5的上斜管51相连接贯通，四通护壁5两半对扣卡箍在油井油管6的外圈，遂道1穿过油井油管6并向斜下方延伸，在延伸段11的末端设置有混凝土立板12，与立板12靠抵的是四通护壁5的下斜管52内的限位阻铁53，异形弹头4的引发装置46后部外引连有引爆导线49，引爆导线49的外段引出导油管2，引爆前导油管2内灌注有水，靠引爆后异形弹头4后推动力将异形弹头4沿弹道基管3射出并将油管6穿透，使异形弹头4尾部半圆形导油弧板44与油管6相贯通，原油经导油弧板44、弹道基管3、导油管2喷出，引爆后的药仓45则在油流压力作用下随水流排出。参见图1和图2本发明的灭火方法的特征还在于遂道1是在油井起火后临时挖设的或预先埋设在地下的，遂道1应采取逐段支撑打拱的方式进行掘进或预埋水泥管道的方式构成。
本发明的关键是计算异形弹头4的装药量、即推力的大小，总推力应大于穿透油管2的阻力+喷射油流的阻力+与弹道基管3及四通护壁5的摩擦阻力+自身重力和穿行时的空气阻力+限位阻铁的部分穿透力之和。以确保异形弹头4的大直径段略穿过油管6，而导油弧板正好位于与导管6相通的位置。密封翼板47的作用是略穿插入油管6内壁而起隔离油路的作用，因此，此部分的材质应和弹尖部分41相同的高硬度合金钢，即其硬度要大于油管6材料的硬度。弹尖部分41的前端在穿透油管6后应被限位阻铁53阻挡住，限位阻铁为3-6块竖直相叠靠构成，每块阻铁的厚度及材料均与油管6相同，其目的是使弹头在穿过2-3层阻铁后其推力已消失。不会造成弹头穿膛而过。
往导油管内注水目的一是为防止弹头穿出油管6时产生摩擦火花而引起火灾，同时也起密封作用，另一主要作用是对弹头起阻力作用，即保证弹头能向前下方射出。一旦导油弧板44与油流导通，导油管2内的水及弹仓45即被高压油流推出。
在导油管2的外露段上安装有控制阀门21，以控制油的导出，另一作用是保证关闭阀门或部分阀门后可增加水的后坐阻力。引爆导线49由弹仓45后部的引发装置46引出。
安装四通护壁5时，护壁与油管6的夹合面上应垫装铅垫57进行密封。
下面就本发明的实施例再进一步说明本发明的优越性。
在油井无火害且离油井最近点按测定方向倾斜下挖一条1×1.8米的遂道，遂道用水泥板逐段撑支，遂道要挖过油井油管6一定延伸段11，先将油管外部沙石层清除干净，然后在遂道最终端立扎上水泥板12，使四通护壁的下斜管52末端顶靠到水泥立板12，而下斜管52扣合部56应与油管6外壁靠合，在此之前，应先把限位阻铁53依次靠叠在下斜管52末端，把上斜管51也靠贴在油管外壁上，在上拧扣合部的连接螺栓54前应将铅封垫入扣合部56与油管外壁之间，然后均一上紧螺栓，使扣合部56紧箍在油管外部，然后再将弹道基管3及导油管2依次连接上，弹道基管3内的滑道31应与四通护壁的上斜管51的导向槽55对正，以使异形弹头4能准确滑入，在连接导油管之前先将弹头4装放在弹道基管3内，其引爆导线则顺导油管2导出，四通护壁5的壁厚为30毫米的铸铁管，其目的是为防止弹头穿透油管时油管开裂。全部连接好之后，再向导油管内注水，清碍板43的作用是当弹尖41穿透油管6起清刮毛刺的作用，以使弹体部分能顺利穿过油管。遂道及灭火导油装置可在油井打好之后先期开挖或埋好，这样则有备无患，需要时，引爆即可，此时可采用较粗直径水泥管预埋作为遂道使用。
权利要求
1.异形弹头钻破灭火导油装置，其特征在于在与油井油管6相贯通的遂道1内设置有注水的导油管2，注水导油管2的前端与弹道基管3相连接贯通，弹道基管3的前端与四通护壁5的上斜管51相连接导通，四通护壁呈两半对扣卡箍在油井油管6的外圈，四通护壁5的下斜管52内设置有限位阻铁53，在弹道基管3内装设有异形弹头4，异形弹头4的后部设置有导油弧板44，异形弹头4是由弹尖41、弹体42、导油弧板44及药仓45及引发装置46构成。
2.按照权利要求1所述的异形弹头钻破灭火导油装置，其特征在于遂道1呈由上至下的倾斜状开设，四通护壁5是由两铸铁的上斜管51和下斜管52对扣而成，在两斜管的对扣处均有一竖直的相吻合的半圆形扣合部分56，扣合部56的扣合凸沿处拧连有螺栓54，油井油管6被包箍在扣合部56组成的护管段内，下斜管52的最下端为封口状，在下斜管52的下段内腔中叠放有数层金属限位阻铁53，上、下斜管51和52及扣合部56均相互贯通，在上斜管51上设置有对称的导向槽段55，与上斜管51等内径相通并相连接的弹道基管3内装放有异形弹头4，异形弹头4的弹尖部分41为实心硬质金属构成，与弹尖部分41为一体的弹体部分42为一等直径圆柱实心金属体，在弹体部分42的前端周圈设置有前凸的尖状清碍板43，在弹体部分42的尾部有一向后延伸的半圆弧形导油板44，在弹体部分42的周向设置有两对称的外凸导向翼板48，在导油板44的敞口部位沿其轴向外凸有两对称的密封翼板47，导向翼板48与弹道基管3内的内凹滑道31及四通护壁5的上斜管段上开设的导向槽55活动滑配，异形弹头4的药仓45后部设置有引发装置46，46上外引连有引爆导线49。
3.异形弹头钻破灭火导油方法，其特征在于从远离火源的地上向斜下方挖埋一条遂道1，遂道1内铺设一条外引出的导油管2，导油管2前段与内装有异形弹头4的弹道基管3相连接贯通，弹道基管3的前部与四通护壁5的上斜管51相连接贯通，四通护壁5两半对扣卡箍在油井油管6的外圈，遂道1穿过油井油管6并向斜下方延伸，在延伸段11的末端设置有混凝土立板12，与立板12靠抵的是四通护壁5的下斜管52内的限位阻铁53，异形弹头4的引发装置46后部外引连有引爆导线49，引爆导线49的外段引出导油管2，引爆前导油管2内灌装有水，靠引爆后异形弹头4后的推动力将异形弹头4沿弹道基管3射出并将油管6穿透，使异形弹头4尾部半圆形导油弧板44与油管6相贯通，原油经导油弧板44、弹道基管3、导油管2喷出，引爆后的药仓45则在油流压力作用下随水流排出。
4.按照权利要求3所述的异形弹头钻破导油方法，其特征在于遂道1是在油井起火后临时挖设的或预先埋设在地下的，遂道1应采取逐段支撑打拱的方式进行掘进或预埋水泥管道的方式构成。
全文摘要
异形弹头钻破灭火导油装置及其灭火方法，开挖一条隧道直通到油管处，在油管外对扣卡箍一四通护壁，四通护壁呈斜直状态安装，四通护壁的斜下方内设置有限位阻铁，四通护壁的斜上方与弹道基管相贯通，弹道基管又与导油管相贯通，异形弹头设置在弹道基管内，异形弹头由实心硬质合金弹头、阻油弹体，导油弧板及后部的装药弹壳和引发装置构成，引发装置通过引发导线引出隧道外部，需灭火时，引发引信，使异形弹头沿弹道基管以高速射向四通并将油管穿透，使上喷油路被切断而油由弹头的弧板、弹道及注水导油管喷出。
文档编号E21B35/00GK1074268SQ9211452
公开日1993年7月14日 申请日期1992年12月21日 优先权日1992年12月21日
发明者李建民 申请人:李建民