PT97519B

PT97519B - Dispositivo e processo para o apagamento de fogos

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Publication number: PT97519B
Application number: PT97519A
Authority: PT
Original assignee: Fernando Martins Da Silva
Priority date: 1991-04-29
Filing date: 1991-04-29
Publication date: 1996-02-29
Also published as: US5275244A; CA2067428A1; PT97519A; CA2067428C

Description

MEMóRIA DESCRITIVA

CAMPO DO INVENTO

O presente invento re-fere-se a um dispositivo e processo para apagamento de -fogos em geral e, em particular, ao apagamento de -fogos em poços de petróleo em terra ou no mar .

ANTECEDENTES DO INVENTO

As técnicas da arte anterior para o apagamento de -fogos , nomeadamente, em poços de petróleo sobreatmos-f ér icos , tem utilizado sobretudo técnicas que fazem o aproveitamento do e-feito de sopro produzido pela explosão de uma carga explosiva. Estas técnicas, para além de serem extremamente morosas, e perigosas, provocam ainda danos irreparáveis no material utilizado para a colocação das ditas carga em posição, o que as torna também extremamente caras.

A criação de uma barreira isolante entre um combustível e um comburente em conjunto com o arrefecimento do combustível é a técnica de apagamento de fogos mais comum na arte, no entanto, até ao presente a grande di-ficuldade tem sido a de se conseguir criar esta condição no caso dos -fogos em poços de petróleo sobreatmos-f ér icos .

OBJECTIVO DO INVENTO objectivo do presente invento é a de proporcionar um dispositivo e um processo para se ultrapassar o problema atrás menc ionado.

Assim, constitui um objectivo do presente invento proporcionar um dispositivo para o apagamento de fogos em poços de petróleo, em que o dispositivo compreende meios que possibilitam o

521 envolvimento do núcleo de fogo, por meio uma barreira isolante do comburente, constituída por gases no estado líquido e no estado gasoso são expandidos e projectados por meio do dito dispositivo sobre, sob e em torno do núcleo de -fogo, envolvendo-o em 360° e isolando-o completamente do ar atmosférico, e provocando o arrefecimento conveniente do núcleo de -fogo, suprimindo qualquer possibilidade de auto-ignição.

Constitui também um objectivo do invento proporcionar um processo para o apagamento de -fogos em poços de petróleo tanto em terra como no mar, consistindo o processo na utilização de meios de elevação, tipo grua, para a localização do referido dispositivo, e na aplicação simultânea de um gás não comburente no estado líquido Cpor exemplo, anidrido carbónico (00^), ou bromocloro-difluorometano conhecido comercialmente como o HALON 12113, e do mesmo gás no estado gasoso.

□ gases no estado líquido e no estado gasoso são expandidos e projectados por meio do dito dispositivo sobre, sob e em torno do núcleo de -fogo, envolvendo-o em 300° e isolando-o completamente do ar atmos-fér ico , e provocando o arrefecimento conveniente do núcleo de -fogo, suprimindo qualquer possibilidade de auto-ignição.

DESCRIÇSQ DO INVENTO

De acordo com o invento os ditos meios são constituídos três porções de parede , substanciaImente , cilíndrica, esférica, cónica,ou outra com diâmetros diferentes, dispostas coaxial e concentricamente, estando intercalados , entre a porção de parede de maior diâmetro e a de diâmetro intermédio, e a porção de parede de diâmetro intermédio e a de menor diâmetro, uma pluralidade de meios de separação, conformando os topos das respectivas porções de parede com diâmetros di-ferentes, duas superfícies cónicas, que afunilam para o interior do dispositivo, e estão dispostas simétricamente. Os topos das ditas porções de parede com diâmetros di72 521

-4ferentes estão cobertos com tampas com a forma troncónica. As ditas porções de parede com os diâmetros maior e menor, bem como as ditas tampas são perfuradas. As ditas porções de parede com os diâmetros diferentes configuram duas câmaras, uma câmara exterior e uma câmara interior, sendo ambas as câmaras divididas segundo diâmetros desfasados de 20°, dando origem a quatro meias câmaras.

As meias câmaras exteriores são perfuradas por perfurações de ±60

-.o que atravessam a radiais, desfasadas de, por exemplo, parede de maior diâmetro, bem como os referidos meios separadores intercalados nas ditas meias câmaras exteriores, e que terminam na parede de diâmetro intermédio. Estas perfurações destinam-se receber canhões tubulares e as suas respectivas guarnições ligação, os quais apresentam, uma pluralidade de furos na sua parede que fica dentro das meias câmaras exteriores. Existindo várias camadas destas perfurações no sentido da altura.

a de

Por outro lado, as meias câmaras exteriores são perfuradas por perfurações radiais, desfasadas de, por exemplo, de ±20°, que atravessam a parede de maior diâmetro, os referidos meios separadores intercalados nas ditas meias câmaras exteriores, a parede de diâmetro intermédio, bem como os referidos meios separadores intercalados nas ditas meias câmaras interiores, e que terminam na parede de menor diâmetro. Estas perfurações destinam-se a receber canhões tubulares e as suas respectivas guarnições de ligação, os quais apresentam, uma pluralidade de furos na sua parede que fica dentro das meias câmaras interiores, não apresentando quaisquer furos na zona de passagem pelas ditas meias câmaras exteriores. Existindo várias camadas destas perfurações no sentido da altura.

Os canhões que se ligam estão ligados, no exterior do mentação, não representado, o mangueiras de alimentação fie às ditas meias câmaras exteriores dispositivo, a um colector de aliqual está munido com ligações para íveis de interligação com a lança de uma grua, por exemplo, tipo Athey.

ditas meias câmaras interiores do dispositivo, a um colector de qual está munido com ligações lexíveis de interligação com a po Athey.

Os canhões que se ligam às estão também ligados, no exterior alimentação, não representado, o para mangueiras de alimentação lança de uma grua, por exemplo, t um suporte de ligação a uma Athey, no qual se encontram de alimentação flexíveis de dito dispositivo inclui também lança de uma grua, por exemplo, tipo também as ligações para mangueiras i nter1igação.

dito dispositivo é alimentado por um gás não comburente no estado gasoso, através de uma linha de alimentação ligada à ligação de entrada do colector de alimentação dos canhões que se ligam às ditas meias câmaras exteriores, e é alimentado por um gás não comburente no estado líquido, através de uma linha de alimentação ligada à ligação de entrada do colector de alimentação dos canhões que se ligam ás ditas meias câmaras interiores.

Devido á forma do dito dispositivo, o gás no estado líquido é projectado para cima e para baixo com a forma de um cone, tendo a forma de um cilindro a projecção do gás na ligação das bases dos cones.

□ gás no estado gasoso é projectado para cima e para baixo, também com a forma de cónica, envolvendo o gás no estado gasoso projectado o gás no estado líquido, sendo o gás projectado também lateraImente, ficando o núcleo de fogo, rodeado por todos os lados por um meio não comburente, que pode configurar uma zona de barreira com ± 30 metros de diâmetro, na horizontal, e com ±15 metros, na vertical, acima e abaixo do dito núcleo de fogo. Donde se depreende que o seu apagamento será instantâneo.

BREVE DESCRIÇSO DOS DESENHOS

-60 invento será melhor compreendido com a descrição que se segue de uma sua concretização preferida, dada a título de exemplo não limitativo, com referência aos desenhos anexos, nos quais:

a fig. 1 é uma vista esquemática e parcial em alçado lateral, do dispositivo de acordo com o presente invento;

a fig. 2 é uma vista em corte esquemática, pela linha A-B da fig . 1 ;

a fig. em pormenor câmaras;

3a e 3b são vistas de um detalhe ampliado, mostrando a disposição de montagem dos separadores, nas meias

a canhão	fig . para	4 o	é gás	uma no	vista estado	em corte gasoso;	esquemát ica	e parcial	de	um
a canhão	fig . para	cr O	é gás	uma no	vista estado	em corte líquido;	esquemát ica	e parcial	de	um

a fig, conjunto do é uma vista em alçado e uma vista de dispositivo e suporte do presente invento;

topo do a fig. 7 apagamento de i nvent o;

é uma representação esquemática do processo para o um núcleo fogo utilizando o dispositivo do presente para a fig. 3 é uma representação esquemática genérica o apagamento de fogos em poços de petróleo.

do processo

DESCRIÇSO DETALHADA DA CONCRETIZAÇSO PREFERIDA DO

INVENTO

Fazendo referência indica dispositivo para preende três porções de às figuras, nas figs. 1 e 2, o número 1 o apagamento de fogos do invento, que comparede cilíndrica com diêmetros diferentes

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cr ζ ΰ / * ϊ estando

-72,3 e 4 dispostas coaxial· e concentricsmente, estando intercaladas, entre a porção de parede 2 e a porção de parede 3, duas chapas separadoras semici1índricas 5, 3 intercaladas entre a porção de parede 3 e a porção de parede 4, duas chapas separadoras semic i 1 í ndr icas 7, 3; 7', 3', de-finindo os respectivos topos das porções de parede 2, 3 e 4 duas superfícies cónicas 9, 10, que afunilam para o interior do dispositivo e estão dispostas simetricamente. As duas superfícies cónicas 9, 10, levam cada uma delas uma tampa perfurada 11, 12 com forma troncónica e a sua conicidade será cerca de 107, de modo a ser formado um cone de projecção de gás. As as porções de parede 2, 4 são fixadas pelas duas ditas tampas 11, 12 e roscados nestas. Estas tampas tâm uma reentrância R, na qual assenta a porção de parede 3. As ditas porções de parede 2 e 4 são perfuradas. Os furos das porções de parede 2, 4 terão cerca de 5 mm e serão contrapunçoados a 30°, até um terço da espessura da chapa do da porção de parede, o que permite ao C0^ projectar-se de cada furo de forma difusa. As ditas porções de parede 2, 3 e 4 definem uma câmara exterior 13 e uma câmara interior 14, sendo ambas as cSmaras divididas divisórias 15, 13. e 17, 13, segundo diâmetros desfasados de dando origem a quatro câmaras semici1índricas 19, 20 e 21, 22.

por

90°.

dispositivo 1 e todos os seus componentes, tem de feitos em material metálico que resista alguns segundos temperaturas de entre 1500° e 1300° sem se deformar .

ser a

As dimensões do dispositivo 1 serão de acordo com as necessidades do fogo a apagar e não deverão ser inferiores a tres metros de diâmetro e trâs metros de altura. A dita porção de parede 4 cilíndrica interior por onde entra o núcleo de fogo deverá ter um diâmetro superior a 1,5 metros.

As câmaras semici1índricas 19, £0 são perfuradas por perfurações radiais £3, desfasadas entre si de, por exemplo, de . o , que atravessam a parede 2, bem como as referidas chapas separadoras 5, 6 ; 5', 3', intercaladas nas ditas câmaras 19, 20, e

521 que terminam na parede 3. As ditas perfurações 23 destinam-se a receber canhões tubulares 24 e as suas respectivas guarnições de ligação 25 e 2b, os quais apresentam, uma pluralidade de -furos na sua parede que -fica dentro das camaras 13, 20.

As ditas câmaras semicilíndricas 13, 20 são também perfuradas

-· 1 7, guarnições de tubulares 23, por outras per-furações radiais 27, desfasadas entre si de, por exemplo, de ±30°, que atravessam a parede 2, as chapas separadoras b; 5', b' , a parede 3, bem como as referidas chapas separadoras 3; 7', 3', intercaladas nas ditas câmaras semicilíndricas interiores 21, 22 e que terminam na parede 4. As per-furações 27 destinam-se a receber canhões tubulares 2S e as suas respectivas ligação 23 e 30, apresentando os ditos canhões uma pluralidade de -furos na sua parede que -fica dentro das câmaras interiores 21, 22, e não apresentando quaisquer -furos na zona de passagem pelas ditas câmaras exteriores 13, 20.

Existem 4 planos de canhões tubulares 24, e tres planos de canhões tubulares 23, pelo que no primeiro caso não serão inferiores a 24 e no segundo caso a 12. No entanto, este número de canhões poderá sei- alterado.

Os ditos a um colector com ligações p estado gasoso exemplo, tipo canhões 24 são ligados, no exterior do dispositivo, de alimentação, não representado, o qual está munido ara mangueiras -flexíveis de alimentação de gás no e de interligação com a lança de uma grua, por Athey .

Os ditos canhões 23 são também ligados, no dispositivo, a um colector de alimentação, não rep qual está munido com ligações para mangueiras de •flexíveis de interligação com a lança de uma grua, tipo Athey .

exterior do resentado, o aliment ação por exemplo,

Nas -figs. 3a e 3b estão representados detalhes da interligação, respeetivamente, entre as chapas separadoras 5 e b, 5'e b' e

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-97 e S, 7' e 3' , e entre as ditas chapas e a parede cilíndrica <~l •O B

Nas -figs. 4 e 5 estSo representados detalhes dos canhões 24 e 23, bem como das respectivas guarnições 25 e 26, 29 e 30.

A -fig. 6 representa um suporte 31 -fixado ao dispositivo 1 para ligação do dito dispositivo 1 a uma lança de uma grua, por exemplo, tipo Athey , no qual se encontram também as ligações para mangueiras de alimentação -flexíveis de alimentação do d i sposi t ivo 1 .

□ dito dispositivo 1 é alimentado com COg no estado gasoso, através de uma linha de alimentação ligada à ligação de entrada do colector de alimentação dos canhões 23 que se ligam às ditas câmaras semicilíndricas 19 e 20, e é alimentado com COg no estado líquido, através de uma linha de alimentação ligada à ligação de entrada do colector de alimentação dos canhões 23 que se ligam às ditas câmaras semici1índricas 21, 22.

Como se mostra na -fig. 7 a qual representa parte do processo de acordo com o invento, o COg no estado gasoso é alimentado para o interior das ditas câmaras 19 e 20 por meio dos canhões 23 e é projectado para cima e para baixo, com a -forma de cónica, e também lateralmente, envolvendo o COg no estado líquido, o qual é alimentado para o interior das ditas calmaras 21 e 22 através dos canhões 23, sendo o COg projectado para cima e para baixo com a -forma de um cone, tendo a -forma de um cilindro a projecção do gás na ligação das bases dos cones, -ficando o núcleo de -fogo, rodeado por todos os lados por COg no estado líquido, o qual por sua ve: é envolvido pelo COg no estado gasoso, sendo configurada uma zona de barreira com ± 30 metros de diSmetro, na horizontal, e com ±15 metros, na vertical, acima e abaixo do dito núcleo de -fogo. Donde se depreende que o seu apagamento será instantâneo.

processo para o apagamento de -fogos em poços de petróleo,

521

-10tanto em terra como no mar, de acordo com o invento, compreende:

a utilização de uma grua tipo Athey G, para a movimentação do dito dispositivo 1, a utilização de um carro cisterna com com CO^ no estado líquido a 2000 kPa e a -20°C (estes carros possuem uma cSmara de vácuo entre o líquido contido no reservatório e a parte exterior a -fim de ser mantida a temperatura e pressão no interior do reservatório) ;

a ou uma ut i1ização bateria de de um carro cisterna com C0^ no estado garrafas de C0^ a 3000 kF'a ou mais;

gasoso, a ut ili zação -fazerem a ligação gasoso ligadas ao braço da grua;

de mangueiras em aço -flexível próprias para aos carros cisternas com CO^ no estado líquido e dispositivo 1 por intermédio, em princípio no o estabelecimento de tres postos de observação topográficos, de modo a localizar com precisão o dito núcleo de fogo, a deslocação do dito dispositivo 1 para a posição de extinção, sendo iniciada a descarga de CO^ no estado gasoso e líquido à medida que o dito dispositivo 1 se vai aproximando do núcleo de fogo, de modo a evitar que o dispositivo seja exposto á elevada temperatura do dito núcleo e zonas circundantes, e evitar também a obstrução do dispositivo por projecções de crude, o ajustamento na posição final de extinção, envolvendo o núcleo de fogo, de modo que o eixo vertical do núcleo de fogo coincida com o eixo principal do dito dispositivo 1 e que o dito núcleo de fogo fique, sensivelmente, a meia altura na dita parede 4, abrindo-se totalmente as válvulas de alimentação de modo a ser feita a aplicação simultânea de CO^ no estado gasoso e líquido en72 521

-11volverá ο núcleo de -fogo, e o -fogo apagar-se-á devido á barreira isolante -formada e ao arrefecimento simultâneo do combustível. As válvulas só serão -fechadas quando o dispositivo pulverizador estiver -fora da perpendicular do jacto de crude e para que este não possa penetrar no interior daquele, de modo a não obstruir os seus orifícios.

□ CO^ no estado gasoso e líquido é expandido e projectado, como descrito atrás, por meio do dito dispositivo sobre, sob e em torno do núcleo de fogo, envolvendo-o em

360° completamente do ar atmosférico, e provocando e isolando-o arrefec imento possib i1 idade conveniente do núcleo de fogo, suprimindo qualquer de auto-ignição. □ CO^ tanto no estado líquido como no e gasoso é conduzido para câmaras semici1índricas independentes anidrido carbónico no estado líquido deverá estar a uma pressão de 2000 kF'a , o mesmo gás no estado gasoso deverá estar a 3000 kPa, dependendo das pressões a distância de projecção do gás, e do caudal de gás em kg/s para que o apagamento instantâneo seja um facto.

pessoal envolvido nesta operação deverá máscaras especiais com possibilidades de respiraç a injecção de C0^ feita para o apagamento do atmosfera num raio de 20 a 30 m como é óbvio asfi utilizar fatos e ão autónoma, pois fogo tornará a xiante .

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com diâmetros di-ferentes, para o interior do

Claims

REIVINDICAÇSES

1 - Dispositivo para o apagamento de -fogos em poços de petróleo, caracterizado por ser constituído por tres porções de parede, substancialmente, cilíndrica, esférica, cónica, ou outra, com diâmetros di-ferentes, dispostas coaxial e concentr icamente, estando intercalado, entre a porção de parede de maior diâmetro e a de diâmetro intermédio, e a porção de parede de diâmetro intermédio e a de menor diâmetro, uma pluralidade de meios de separação, conformando os topos das respectivas porções de parede duas super-fícies cónicas que a-funilam dispositivo e estão dispostas simetricamente,estando os topos das ditas porções de parede com diâmetros di-ferentes estão cobertos com tampas com a -forma troncónica.
2 - Dispositivo para o apagamento de -fogos em poços de

1, caracterizado por as petróleo, de acorda com a reivindicação ditas porções de parede com os diâmetros maior e menor, bem como as ditas tampas serem perfuradas.
3 - Dispositivo para o apagamento de -fogos em poços de petróleo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as ditas porções de parede com diâmetros di-ferentes conf i gur arem duas câmaras, uma câmara exterior e uma câmara interior, sendo ambas as câmaras divididas segundo diâmetros desfasados de 90°, dando origem a quatro meias câmaras.
4 - Dispositivo para o apagamento de -fogos em poços de petróleo, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado por as meias câmaras exteriores serem perfuradas por perfurações radiais, desfasadas de, por exemplo, de ±60°, que atravessam a parede de maior diâmetro, bem como os referidos meios separadores intercalados nas ditas meias câmaras exteriores, e que terminam na parede de diâmetro intermédio, destinando-se estas perfurações destinam—se a receber canhões tubulares e as suas respectivas guarnições de ligação, os quais apresentam, uma pluralidade de furos na sua parede que fica dentro das meias câmaras exteriores,

72 521

ζ.

-13e por as meias câmaras exteriores serem perfuradas por perfurações radiais, desfasadas de, por exemplo, de ±30°, que atravessam a separadores parede de parede de maior diâmetro, os referidos meios intercalados nas ditas meias câmaras exteriores, diâmetro intermédio, bem como os referidos meios separadores intercalados nas ditas meias câmaras interiores, e que terminam na parede de menor diâmetro, destinando-se estas perfurações a receber canhões tubulares e as suas respectivas guarnições de ligação, os quais apresentam, uma pluralidade de furos na sua parede que fica dentro das meias câmaras interiores, não apresentando quaisquer furos na zona de passagem pelas ditas meias câmaras exteriores.
5 - Dispositivo para o apagamento de fogos em poços petróleo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado compreender várias camadas das ditas perfurações no sentido a 11 ura.

de por da
6 - Dispositivo para o apagamento de fogos em poços de petróleo, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o dito dispositivo incluir também um suporte de ligação a uma lança de uma grua, por exemplo, tipo Athey.
7 - Processo para o apagamento de fogos em poços de petróleo, tanto em terra como no mar, aplicando o dispositivo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender: .

a utilização de uma grua tipo Athey G, para a movimentação do dito dispositivo, sendo a dita grua munida com uma perna articulada e telescópica, a utilização de meios de armazenagem com comburente no estado líquido;

a utilização de meios de armazenagem com comburente no estado gasoso;

um fluido não um fluido não a utilização de meios interligação próprios para fazerem a ligação aos carros cisternas com um fluido não comburente no esta72 521

-14do líquido e gasoso ligadas ao dito dispositivo, por intermédio, por exemplo do braço da grua ;

o estabelecimento de tre's postos de observação topográficos, de modo a localizar com precisão o dito núcleo de fogo, a deslocação do dito dispositivo para a posição de extinção, sendo iniciada a descarga do fluido não comburente no estado gasoso e líquido, à medida que o dito dispositivo se vai aproximando do núcleo de fogo, de modo a evitar que o dito dispositivo seja exposto á elevada temperatura do dito núcleo e zonas circundantes, e evitar também a obstrução do dito dispositivo por projecções de crude, o ajustamento na posição final de extinção, envolvendo o núcleo de fogo, de modo que o eixo vertical do núcleo de fogo coincida com o eixo principal do dito dispositivo e que o dito núcleo de fogo fique, sensivelmente, a meia altura na dita parede de menor diâmetro, abrindo-se totalmente as válvulas de alimentação de modo a ser feita a aplicação simultânea de fluido não comburente no estado gasoso e líquido, o qual envolverá o núcleo de fogo, e o fogo apagar-se-á devido à barreira isolante formada e ao arrefecimento simultâneo do combustível, sendo as ditas válvulas apenas fechadas quando o dispositivo pulverizador estiver fora da perpendicular do jacto de crude e para que este não possa penetrar no interior daquele, de modo a não obstruir os seus orifícios.