1.2. Особенности развития пожаров
Некоторое представление о пожаре на фонтанирующей скважине можно получить по следующим данным: расход мощных фонтанов может достигать 10 – 20 млн. м3 газа в сутки, высота горящего факела достигает 80 – 100 м, интенсивность тепловыделения в таком факеле составляет несколько миллионов киловатт. На пожарах газовых и газонефтяных фонтанов нефть и конденсат полностью сгорают, а при пожарах нефтяных фонтанов выбрасываемая нефть не успевает полностью сгореть, она разливается вокруг устья фонтанирующей скважины, увеличивая площадь пожара. Приблизительно через 20 – 30 минут после начала горения металлические конструкции, которые находятся в зоне воздействия пламени, деформируются, теряют несущую способность, вследствие чего происходит их обрушение, загромождается устье скважины. В течение времени, возможны изменения характера фонтанирования, дебета фонтана и состава вещества, образование кратеров, грифонов (рис. 1.6).
При кустовом бурении или близком расположении скважин, находящихся на отдельном основании, воздействие высоких уровней тепловых потоков может привести к групповому фонтанированию.
Рис. 1.6. Образование кратера на скважине.
Мощное тепловое
излучение в окружающую среду оказывает
Аналитически плотность тепловых потоков можно рассчитать:
,
где:
– плотность теплового потока, Вт/м2;
– коэффициент
излучения черного тела;
– степень черноты
пламени;
– среднеповерхностная
температура пламени, К;
– угловой
коэффициент, зависящий от размера факела
пламени и
взаимного расположения тел, участвующих в лучистом
теплообмене.
Измеренные величины плотности тепловых потоков на реальных пожарах для компактных струй и величины допустимых интенсивностей теплового облучения пожарных приведены в табл. 1.2, 1.3. По табл. 1.2, 1.3 можно определить предельно допустимые расстояния от горящего фонтана до людей и техники.
Таблица 1.2
Дебит фонтана млн. м3/сутки |
Диаметр устья скважины, мм |
Плотность теплового потока, Вт/м2 |
||||||||||||
Наветренная сторона, м |
Сторона перпендикулярная направлению ветра, м |
Подветренная сторона, м |
||||||||||||
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
20 |
40 |
60 |
||
2,2 |
150 250 |
8,5 12 |
5,5 7,5 |
3,0 4,2 |
1,6 2,8 |
1,5 1,5 |
13 20 |
9,0 16,5 |
4,2 7,0 |
2,3 4,0 |
1,5 1,8 |
12 12 |
6,8 10,5 |
3,3 4,3 |
4,0 |
150 250 |
11 15 |
8,5 9,5 |
5,8 6,5 |
3,5 - |
2,5 3,0 |
14,5 20 |
13,5 17,2 |
8,0 10,5 |
4,1 6,0 |
3,0 3,5 |
16 18 |
10,5 13,7 |
5,1 6,0 |
5,8 |
150 250 |
14 17 |
10,5 - |
7,5 - |
4,5 3,3 |
3,2 3,5 |
17,4 20 |
15,5 18,5 |
10,5 14 |
5,4 8 |
4,0 4,5 |
17 19 |
13,5 16 |
6,8 7,2 |
Таблица 1.3
Вид защиты |
Предельная плотность теплового потока, Вт/м2 |
Продолжительность пребывания, мин |
Незащищенный, в брезентовом костюме |
1,5 – 2,0 |
Длительная |
Незащищенный, в брезентовом костюме |
3,0 |
До 5 мин |
Защищен спецодеждой |
6,0 |
Длительная |
Защищен спецодеждой, теплоотражательный костюм |
10,0 |
До 5 мин |
Защищен спецодеждой, предварительно смоченной водой, и находится под защитой распыленных струй воды |
20,0 |
До 5 мин |