Device to control the fire at the time of oil drilling extinguishing

本発明は石油掘削時の火災又はこれに対応するその他の液体物質の火災を制御する装置に関する。 本発明によれば、パイプを再び開口できるようなやり方で石油掘削パイプが閉鎖されて、燃焼する物質の噴出が止まる。
現在、油井の火災を消火するのに三つの方法がある。
火の中心部に水をかけると同時に、消防士が保護シールドの背後から火に近づき、人手でオイル・パイプのバルブを閉じようと試みる。 この方法は危険で、大量の水を必要とするが、水は火災の現場では常に入手できるとは限らない。
燃えている油井を爆発させることによって、周囲の酸素を一時的に多量に消費させて、酸素不足によって火災の息の根を止める。 その後に、バルブその他の壊れた装置を取り替えることができる。 この方法は非常に危険である。
燃えている石油パイプと同じ油井に新しい穴を掘削し、その中に水を注入することによって、石油の噴出を水の噴出に変え、火災を消火する。 これはコストが高く且つ時間のかかる作業であり、しかも必ずしも成功するとは限らない。 更に、これを実行するのは危険である。
本発明の主な構成要素は、油圧シリンダ、ピストン、穿孔シリンダ、塞栓シリンダ、ドリル、ボックス・クランプ、油圧モータ等の動力源、閉鎖ボルト、リードと圧力バッテリ付きの油圧コンテナ、及び自動制御・監視装置である。 このアイデアは、石油及び／又はガス掘削パイプのそれぞれが、パイプのサイズに応じたそれ自体の穿孔ユニットを有していることである。 穿孔ユニットとは、一つの石油又はガス掘削パイプを閉鎖するのに必要な穿孔・塞栓機構を意味する。 数個の穿孔ユニットが、油圧コンテナ付きの共通のエネルギ源を使用可能である。 海底並びに海岸の掘削プラットフォーム等のような水面下の条件においては、装置で使用される機構自体に水圧を加えることができる。 圧力を生み出すには、両端にピストンを具えたしっかりしたシリンダの内部での爆発を利用することも可能であり、この圧力は別体の中央コンテナを通じ、又は直接に、油圧コンテナに向かう。 圧力は、掘削孔及びそれに固定されたジョイントを通じて穿孔ユニットの下の石油又はガス掘削パイプからも取ることができる。 必要な数の穿孔ユニットを設置可能であるが、実施例では３個である。
本発明の装置の目的は、巨大な石油及び／又はガス掘削設備の破壊を回避することができるように、石油及び／又はガス火災を制御することにある。 この装置は建設中の石油及び／又はガス掘削装置にも、既存の石油及び／又はガス掘削装置にも、更には燃焼中の装置にも設置することができる。 この装置は離れた場所に設置され、自動的に制御されるので、装置が前もって石油掘削装置に設置されていれば人間に脅威を与えることが避けられ、又、これを燃焼中の装置に設置する場合にも、火災の中心部の近傍に接近する必要はなく、地中に設置すればよい。 このように、本発明の装置と方法は安全であり、環境、金銭及び石油やガスを救うことができる利点がある。
本発明を添付図面を参照して、以下に更に詳細に説明する。
図１は、第１穿孔シリンダが動いている時のこの装置の断面を示す。
図２は、第１塞栓シリンダが所定の位置を占めている時の装置の断面を示す。
図３は、三つの塞栓リンダのすべてが所定の位置を占めている時の装置の断面を示す。
図４は、半球状シリンダの断面を示す。
図５は、研削面を有する円錐シリンダの部分断面を示す。
図６は、突出した刃を有する円錐シリンダの部分断面を示す。
図７は、設置された装置と油圧コンテナの部分断面を示す。 この図は、装置が設置される地中に建設される空間の構造を示すものではない。
図８は、ボックス・クランプとロックされたブロック・ボルトの詳細斜視図を示す。
図９は、穿孔シリンダと塞栓シリンダ（これらは図示されていない）が石油及び／又はガス掘削パイプの同じ側から作業を開始し、前述のシリンダがスタッフィング・ボックスによって方向付けされ且つ切断の傷跡が密閉される利用法を示す。 この図では、右側のスタッフィング・ボックスは所定の位置に締め付け固定されていない。
図１、２、３に示されているアイデアでは、石油及び／又はガス掘削パイプと塞栓シリンダの右側には、石油及び／又はガス掘削パイプの左側と同じような押し出し及び／又は回転機構が存在している。 図には描かれていないが、順次に作動する穿孔ユニットが石油及び／又はガス掘削パイプの両側に設置され、パイプの両側から穿孔と塞栓が次々に行われることが望ましい。 同じ石油及び／又はガス掘削パイプの周囲に三つ以上の穿孔ユニットがある場合には、各ユニットは全く異なる方向からスタートするように配置され、穿孔と塞栓によってパイプに加えられる合成力が最小になるようになっている。
装置が作動を開始すると、圧力バッテリ１０の圧力が油圧コンテナ１１に放出され、該コンテナの圧力によって油圧モータ８とバルブが作動を開始する。 オイルが油圧シリンダ１に流れ込み、ピストン２を押し、ピストンはドリル５を押し、穿孔シリンダ３を前進させる。 穿孔シリンダ３が充分に深く突き刺さって掘削パイプ７を貫通すると、機械的な逆転バルブがドリル５と掘削シリンダ３に指令を与えて元に戻し、更に塞栓シリンダ４に指令を与えて塞栓作用を行わせる。 塞栓シリンダ４は穿孔シリンダ３の背後に設けることも可能であり、その場合には運動は一方向のみでよい。 すべての穿孔ユニットの作動が終わると、ブロック・ボルトも必要に応じて閉じられる。 これは油圧又は爆薬によって行われる。 塞栓シリンダは押される方向にのみ作動することもできるし、研削用の回転モータを具えることもできる。 塞栓されたとき又は塞栓された後に、加圧された液体窒素等の消火剤がガス又は石油掘削パイプに供給される。 この消火剤は、穿孔シリンダ３等の装置によって石油又はガス掘削パイプに空けられた孔を通じて供給される。 このすべては電気を用いることなく強制制御によって行われ、一旦、作業が始まると停止することはない。 この装置はボックス・クランプ６によって石油パイプの周囲に固定され、そのベースに支えられる。 種々のサイズのパイプを別々に塞栓することによって、上のパイプが落下することが防がれる。 切断されたパイプの代わりにスリーブ・パイプを設置し、栓を引き出すことによって、この石油掘削装置を再び作動させることが可能である。
外側の石油又はガス掘削パイプを閉塞するのに使用される次に述べる用途を、主として図９を参照して説明する。
前述の本発明の各部品に加えて、本発明は、更にスタッフィング・ボックス１４、締め付け具１５、ブロッキング・ロック１６、滑り軸受（クロームのストリップ等）１７、圧縮オイルパッキン、ロッキング溝１９及びフレーム溝２０を具えている。 石油又はガス掘削パイプに対面しているスタッフィング・ボックス１４の端部は問題のパイプの外壁の形に合わせて非常に鋭利に形成され、滑り軸受１７と外側ねじ山をフレーム１２の内側ねじ山に螺合させた締め付け具１５とによって、設置の際には手動で、装置が始動した場合には自動機構によって装置の所定位置に固定される。 ロッキング溝１９はスタッフィング・ボックスの締め付け具１５の周囲に設けられ、スタッフィング・ボックスの締め付け具が所望の深さまで押し込まれると、スプリング／流体圧によってフレーム１２に引き入れられているブロッキング・ロック１６がこれに押し込まれる。 更に、フレーム溝２０が装置のフレーム１２の中に設けられ、その目的は、スタッフィング・ボックスが一定の深さに到達すると、スタッフィング・ボックスの締め付け具１５と共にスタッフィング・ボックス１４の緩みを防ぐことにある。 所定位置に固定され、石油又はガス掘削パイプ７に接する端部が非常に鋭く、且つ非常に硬い材料で作られているスタッフィング・ボックス１４の目的は、穿孔・塞栓される石油又はガス掘削パイプ７の傷跡を密閉し、穿孔／塞栓シリンダ３、４がその中を動けるようにすることにある。 スタッフィング・ボックス１４と軸１３との間の傷跡は圧縮オイルのパッキンで密閉される。 穿孔が進むと、石油又はガス掘削パイプ７から削られた屑片は穿孔／塞栓シリンダ３、４内に残される。
バルブの監視と制御は次のように行われる。
１． 公知の処理・自動化技術を用いる。
２． 変化を装置の磁場からセンサで電気的に測定する。 これらの変化は、例えば、流速、流れ方向、温度、圧力、安定性等の量的変化によって生じる。 磁場に生じた変化は、コンピュータに接続されて統合されたトランジスタである複数の抵抗器の変化によって電気的に示され、バルブの作用はこのコンピュータに記憶された限界値によって制御される。 このバルブの水面下の環境条件や変化もこの方法で監視され、テロリズムの脅迫等のすべての観察結果はこの監視・制御ターミナルに送られる。
３． ドリルの先端及び軸上に設けられたセンサによって測定された温度、圧力、回転速度及び進行速度等の値とその変化を分析・総合する。
このバルブを制御するために、
１． 電気的に接続され、バルブを閉じるのに一つの指令だけで足りる独立したバルブ制御、
２． 油圧バルブからの直接又は間接的な制御、
３． 空気的に作動するバルブが使用される。
作業は手動で又は自動的に連結され、装置は独立して閉じる装置の安全な解放によって開始される。 量を測定する際には、温度、ガスの含量、圧力、流れ、上下動、機械的、電気的データその他の量を使用することができ、これらは人力ではそうすることが不可能な場合に、自動的にバルブに指令を与える。
バルブに動作を示すセンサを設置し、バルブの作動状態を示すことができる。
１． 圧力センサはバルブが作動を開始したことを示し、オイルの作業圧力を示す。
２． オイルの量を示すゲージは、運動の距離を示す。
−シリンダに入って行くオイルの量は運動の距離を示す。
−シリンダの戻り側の圧力センサは戻り運動の動作を示す。
３． 塞栓シリンダの圧力センサは塞栓運動を示す。
４． ドリルの回転を示すセンサはドリルの軸に設置されている。
５． ドリルの先端に設置されたセンサは、行き渡っている量を測定できる。
これらの量を使用した自動データ処理によって、バルブの動作の詳細な画像がコンピュータの端末上に形成される。