|
|
|
Огнетушитель для газонефтяных фонтановЛабораторные эксперименты обещали, что страшные пожары газовых и нефтегазовых фонтанов, сейчас горящих иногда месяцами, в скором будущем удастся тушить за секунды, просто нажав кнопку на пульте диспетчера. А то и кнопку нажимать не потребуется — автоматика будет подавлять вспышки в зародыше.Подобные обещания рекомендуется давать с осторожностью. Первые эксперименты ставились всего лишь на моделях, где вместо могучего фонтана столбик газа от квартирной горелки, вместо изготовленной впоследствии установки, которую подводит к скважине трактор, что-то вроде игрушечного ухватка — разомкнутое кольцо на длинной ручке, вместо натуральных водоподающих стволов брызгалки из стерженьков от шариковых авторучек... Все ли свойства оригиналов учли в этих моделях теоретики! Что за новое слово они изрекли в долгой истории борьбы с такими пожарами. На кафедре хранят номер «Литературной газеты» от 1 января 1973 г. с репортажем о пожаре газонефтяного фонтана в Варьеганском своде в Тюменской области. С неба там, пишут очевидцы-корреспонденты, градом падали сотни жареных уток и куропаток, в старице недалеко от скважины сварилась рыба, ее пытались есть, да жаль — она нефтью воняла. Тушили этот пожар, подвезя реактивные установки, и когда одну из них нечаянно направили на ближний лес, она срезала несколько кедров на опушке... Положим, кое-какие вещи здесь явно привраны, по известному обыкновению очевидцев (в частности, струя от реактивного авиадвигателя, установленного на противопожарной машине, уже метрах в десяти от сопла едва ли срежет карандаш), но специалистам репортаж нравится, газетный лист до того затерт, что разваливается по сгибам. В целом, говорят, несмотря на отдельные досадные неточности, «дух» операции тушения передан в статье исключительно верно: такие пожары сходны с извержениями вулканов. Бывали случаи, когда никакие средства фонтан потушить не могли, и скважина гибла или истощалось месторождение. Уходят на это годы, десятилетия. А одному газовому пожару, вспыхнувшему в 1962 г. в Алжире, предсказали столетнюю жизнь, но все же через несколько месяцев его уняли, применив направленный взрыв. Удалось это знаменитой на западе фирме Рыжего Адера, смельчака, первейшего мастера в таких делах, не знающего соперников. Заключив с Адером контракт, нефтяные короли выдают ему чек с непроставленной суммой,— он ее потом сам вписывает. И за шестьдесят лет не было случая, чтобы ее кто-нибудь опротестовал. Обратимся к инженерным отчетам, хотя и они не лишены авторских эмоций. Таков уж предмет разговора. Кстати, сравнение с вулканами тоже взято из отчета. Газ, чистый или смешанный с нефтью, выходит из скважины под пластовым давлением в 300—500 и более атмосфер, рев струи и пламени слышен за километры, а вблизи невыносим, превышает болевой порог человека. В воздух летят трубы, многотонная арматура, куски породы; высота факела — до 100 метров, в нем плавятся стальные конструкции, земля вокруг раскалена. Не охладив ее водой и без теплозащитной одежды подойти к фонтану ближе чем на 80—100 метров нельзя.  ...А подойти к нему надо, чтобы потушить, после чего скважину закрыть. Это самое трудное и опасное, закрыть без промедления, надежно, иначе растущее над ней газовое и паровое облако уже не просто вновь вспыхнет, а взорвется. Дебит, в частности, Варьеганской скважины — 11 млн. м в сутки, бывают — больше 15 млн., то есть газа над такой ежесекундно набегает 150— 180 м3, и понятно, что это будет за взрыв.. Следовательно, вероятность его должна быть максимально снижена пока на устье не опустят и не приболтят к нему тяжелую крышку, превентор. Подтаскивают и удерживают пляшущий в газовой струе превентор тракторы, врастяжку на тросах, а подгоняют к месту и закрепляют ремонтники, вручную. Им, значит, и достаются главные «неприятности» в случае чего... По всем этим причинам к атаке на пылающий фонтан готовятся каждый раз 200— 300 человек, технически, тактически и психологически. Тем временем в районе скважины устраивают проходы и площадки, артиллерийским огнем сбивают с устья уцелевшую арматуру — не сбитая, она дробит фонтан, а раздробленный потушить намного труднее. Атаки повторяют после неудавшихся, опять подолгу их готовят, изучая ошибки, заново отрабатывая приемы. Возможности применяемых сейчас в этом деле средств наглядно продемонстрированы тоже в отчете, в техническом фильме: когда при тушении пожара на одном из морских промыслов были разом включены насосы всех собранных вокруг горящего фонтана судов, уровень залива на несколько мгновений заметно понизился. Было это, нет ли, но таково впечатление участников операции и зрителей фильма. Возможности велики, только обходятся они недешево! Доставка машин, содержание людей, риск.. Даже вода — а она остается пока в числе лучших огнегасительных средств — не везде в изобилии. В засушливой или холодной местности ее нужно за пасти, соорудить хранилище емкостью до 5 000 м3, водопровод протяженностью порой в несколько километров Рыжий Адер велел однажды пригнать на нефтяной пожар в штат Вайоминг железнодорожный состав с соленой водой — пресная там замерзала. В Высшей инженерной пожарно-технической школе МВД СССР решили обратиться к «чистой» науке. За отправной момент взяли тепловую теорию потухания пламени, ее разработали в 30-40-х годах применительно к внутренней баллистике пороховых ракетных и воздушно-реактивных двигателей советские физики Я. Б. Зельдович, Д, А Франк-Каменецкий и другие. Теперь она сослужила новую службу. Расчеты показали наряду со многим прочим, какие нужны секундные расходы воды для тушения горящих веществ и материалов в любом их агрегатном состоянии. И получилось, что на мощных фонтанах практические секундные расходы (до 1 000 л/с) в 3—3,5 раза больше потребных теоретически. Еще разительнее сравнение суммарных теоретических и реальных расходов: фонтан, оказывается, атакуют гораздо дольше, чем надо по науке,— примерно 99 процентов воды льют в огонь зря. Для самого страшного пожара требуется запасать не 5 000 м3 воды, а всего лишь 50 м3. Одну железнодорожную цистерну вместо нескольких составов? Причины этой расточительности известны, и они неустранимы, пока не будут в корне изменены техника и способы подачи воды. Когда ее вынужденно подают издалека, сильными компактными струями из стволов (ближе чем на 10 метров к огню не подойдешь даже в защитной одежде), она пробивает фонтан насквозь и пропадает, хотя очевидцы пишут с Варьегана, что тамошнюю газовую струю не пробил бы и артиллерийский снаряд. Ствольщики в этих условиях, буквально нечеловеческих не в состоянии действовать вполне синхронно: дружно оттеснить и сорвать пламя, не дать ему проскочить обратно к устью. Установка с реактивным авиадвигателем лучше, но и ее атаку, как правило, должны сопровождать ствольщики. Кроме того, с иным пожаром справятся лишь три—пять установок, действующих тоже синхронно, что достигается нелегко и не всегда. Ветер снижает дальнобойность устройств, работающих с больших расстояний, мешает направлять водяные струи, отклоняет их; шум от авиадвигателей добавляется к без того оглушительному шуму от газа и пламени... Дело чрезвычайно сложное, к тому же оно требует стольких душевных и физических сил, что наиболее ответственными операциями руководят подчас, рискуя вместе со всеми бойцами, начальник Главного управления пожарной охраны СССР генерал-лейтенант Ф В. Обухов и его заместитель полковник И. Ф. Кимстач. А ведь есть другая техника, рациональнее и экономнее, но для других объектов. В авиации, например, и на кораблях во всех пожароопасных местах конструкций монтируются коллекторы с соплами, мгновенно, автоматически подающими огнегасительный состав куда надо, сколько надо, с коротких дистанций. Опыт давно уже не новый, однако применительно к мощным газовым фонтанам его следовало критически переосмыслить. «Основа нашей работы — тонкий расчет,— говорит Ф. В. Обухов.— Очень уж велика у нас цена возможных ошибок...»  В школе пожарных инженеров сконструирована и проверена в натурных условиях пока только еще экспериментальная система СДТФ-200 — система дистанционного тушения газовых фонтанов с дебитом до 10 млн. мл в сутки. Это водоподающая штанга длиной 10—15 метров, шарнирно подсоединенная к бульдозеру или трактору. На другом ее конце— распылительный коллектор, в плане похожий на рогач ухвата с 600—1 000-миллиметровым зазором между рогами, чтобы их можно было надвигать на устье скважины. На коллекторе под изменяемыми углами к его плоскости крепится стандартные стволы: углы стволов оператор меняет дистанционно, из кабины трактора, согласованно поднимая и опуская пересечение водяных струй с газовой — водяное кольцо, которое должно сорвать пламя в точном соответствии с физикой тушения. Вот, собственно, и все... Воду насосная станция подает или из емкости на подвижной платформе-прицепе, или из наземного источника, резервуара. Стволы могут иметь разные насадки, в разных сочетаниях: для подачи компактных струй и распыленных— в зависимости от дебита фонтана, режима горения, формы и структуры факела. Для облегчения расчетов каналы в коллекторе сделаны такими, чтобы статическое давление по всей его длине было приблизительно постоянным, чтобы таким образом, расходы воды во всех распылителях зависели только от сечений выходных сопл. Трактор, тракториста и оператора защищает от теплового излучения вода: с небольшим расходом, 10—15 л/с, она орошает все открытые лучам поверхности установки, с также пневмоцилиндры управления стволами коллектора и основную систему водоподачи, пока та не заработала. Теоретические выводы полностью подтверждены экспериментами. По всем показателям новая система значительно эффективнее, надежнее и дешевле газоводяной с авиадвигателем, которую до сих пор считали, и справедливо, наиболее прогрессивной. Сравнительные характеристики С/ЗТФ-200 и реактивной установки такие: СДТФ работает бесшумно, одна система может тушить фонтан с дебитом до 10 млн. м3 в сутки, в то время как реактивная — максимум 3 млн м3. Весят реактивная и СДТФ соответственно 11 и 0.5 тонны, стоят — 28 000 и 1 300 рублей Площадки вокруг скважин требуются — примерно 250 и 75 м\ тушения—15 минут (при ударе с первой попытки) и 2—3 минуты; прочем, что тоже существенно, чем выше скорость газовой 1 струи, чем больше дебит фонтана, тем его легче и быстрее тушит новая система, так как с ростом скорости и, значит, степени турбулентности газовой струи факел пламени легче дестабилизируется и срывается. А когда пламя сорвано, водяной шатер не дает ему вспыхнуть вновь, защищает ремонтников, пока они не закроют скважину. Наконец, такую систему можно полностью автоматизировать или управлять ею с большого расстояния по радио. И можно сделать профилактической — чтобы не подводить ее к пожару, когда он уже начался, а держать на скважине постоянно переконструировав для этих условий, еще более упростив и удешевив.  Риск на газонефтяных месторождениях будет отменен, на смену технике безопасности придет безопасная техника. |
  |