Результат интеллектуальной деятельности: Способ локализации и ликвидации аварийных разливов нефти с речной поверхности в период шугохода

Изобретение относится к области охраны окружающей среды при технической эксплуатации магистральных нефтепроводов и может быть использовано для локализации разлива нефти на открытых реках в период шугохода.

Шугоход представляет собой движение шуги на поверхности и внутри водного потока. Шуга представляет собой всплывший на поверхность или занесенный вглубь потока внутриводный лед в виде комьев, ковров, венков и подледных скоплений.

Проблемой локализации и ликвидации разлива нефти на открытой воде при наличии шуги и рыхлых скоплений в переходном агрегатном состоянии воды является неэффективность применения летних боновых заграждений, устанавливаемых для локализации разливов нефти.

Конструкция летних боновых заграждений не рассчитана на работу в таких условиях, поэтому для успешной локализации нефти в данный период необходимо защитить их от шуги и снежуры.

Из уровня техники известны способ сбора нефтепродуктов с поверхности воды и установка для его реализации по патенту на изобретение RU 2298065 C1 (опубл. 27.04.2007, МПК Е02В 15/04), который принят за прототип.

Способ включает установку боновых заграждений на реке, присоединение боновых заграждений к стыковочному устройству, монтаж трубопровода и сбор нефтепродуктов в приемную емкость.

Недостатком указанного способа является отсутствие защиты боновых заграждений от шуги и снежуры в период шугохода, что затрудняет локализацию и ликвидации аварийных разливов нефти с речной поверхности.

Задача изобретения - усовершенствование способа локализации ликвидации аварийных разливов нефти на реках в период шугохода.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в обеспечении возможности локализации и ликвидации аварийных разливов нефти с речной поверхности в период шугохода с помощью летних боновых заграждений и заградителей шуги.

Указанный технический результат достигается совокупностью существенных признаков, характеризующих способ локализации и ликвидации аварийных разливов нефти с речной поверхности в период шугохода, заключающийся в том, что с помощью маломерного судна устанавливают береговые якоря и ручные лебедки для заградителей шуги, выполненных в виде герметично заглушенной металлической трубы, крепежных петель, установленных на торцах поплавка, направляющего лотка, приваренного к поплавку, удерживающей сетки заданной высоты, по краям упрочненной контурной полосой и приваренной ко всей ширине к нижней образующей поплавка, балласта, соединенного сваркой с удерживающей сеткой и контурными полосами, определяют угол установки заградителя шуги в зависимости от скорости течения реки и высоты удерживающей сетки заградителя шуги, устанавливают заградители шуги на выбранный угол по отношению к направлению течения реки с помощью береговых якорей и тросов, при этом количество заградителей шуги определяется шириной реки с учетом перекрытия, обеспечивающего полное задержание шуги и ее концентрацию перед местом установки экскаватора, закрепляют тросы от заградителей шуги к ручным лебедкам и осуществляют постоянный контроль натяжения тросов, осуществляют непрерывный сбор шуги с поверхности воды экскаватором, при этом экскаватор устанавливают около заградителя шуги, за которым устанавливают боновые заграждения, с помощью маломерного судна устанавливают береговые якоря, донные якоря и ручные лебедки для боновых заграждений, разворачивают береговые боновые заграждений и закрепляют их на стороне берега, где будет производиться откачка разливов нефти, устанавливают боновые заграждения в русле реки с помощью береговых якорей и тросов, при этом расстояние от первой линии боновых заграждений и последним заградителем шуги должно быть не менее 50 метров, закрепляют тросы от боновых заграждений к ручным лебедкам и осуществляют постоянный контроль натяжения троса, с помощью нефтесборного оборудования осуществляют сбор нефти в емкость для временного хранения нефти, опорожняют емкость для временного хранения от нефти с помощью автоцистерны для сбора конденсата нефти и доставляют нефть в места ее постоянного хранения.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показано устройство для реализации способа, вид в плане, а на фиг. 2 - заградитель шуги. На фиг. 1 и фиг. 2 обозначено:

1 - автоцистерна для сбора конденсата нефти;

2 - нефтесборное оборудование;

3 - береговое боновое заграждение;

4 - емкость для временного хранения нефти;

5 - береговой якорь;

6 - ручная лебедка;

7 - экскаватор;

8 - заградитель шуги;

9 - шуга;

10 - маломерное судно;

11 - боновое заграждение;

12 - донный якорь;

13 - направляющий лоток;

14 - крепежная петля;

15 - поплавок;

16 - удерживающая сетка;

17 - балласт;

18 - контурная полоса.

Устройство представляет собой комплекс, состоящий из известных элементов 1-7 и нового конструктивного решения - заградителя шуги 8.

Заградитель шуги состоит из направляющего лотка 13, выполненного из ударопрочного материала, например, продольно разрезанного отрезка стальной трубы.

Направляющий лоток 13 приварен к поплавку 15, представляющему собой герметично заглушенную металлическую трубу. Поплавок обеспечивают устройству положительную плавучесть.

К торцам поплавка 15 приварены крепежные петли 14 для крепления устройства к береговым якорям 5 с помощью тросов.

К нижней образующей поплавка по всей его ширине приварена удерживающая сетка 16 ячеистой формы, выполненная из устойчивого к растяжению и разрыву материала. Края удерживающей стенки 16 упрочнены контурной полосой 18, выполненной из стали.

С удерживающей сеткой 16 и контурными полосами 18 с помощью сварки соединен балласт 5, который обеспечивает вертикальную устойчивость заградителя 8.

При реализации способа необходимо определить угол установки заградителя шуги по отношению к направлению течения реки исходя из условия обеспечения сохранности троса, так как его обрыв может привести к значительному ухудшению условий сбора нефти с речной поверхности в период шугохода или невозможности его проведения.

Угол установки заградителя шуги зависит от прочностных характеристик стального троса, геометрических параметров заградителя и скорости течения реки.

Значения углов установки заградителя в зависимости от скорости течения реки определены расчетным путем с последующей экспериментальной проверкой для двух вариантов исполнения заградителя: с высотой удерживающей сетки соответственно 15 и 10 см (таблица).

Остальные характеристики заградителя следующие: длина секции - 10 м, сечение ячейки - 3×3 см, маркировочная группа стального троса диаметром 21 мм - 160 кгс/мм².

Заявленный способ реализуется вышеописанным устройством следующим образом.

С помощью маломерного судна 10 устанавливают береговые якоря 5 и ручные лебедки 4 для заградителей шуги 8 (один береговой якорь и одна лебедка на каждый заградитель шуги).

Определяют угол установки заградителя шуги 8 в зависимости от скорости течения реки и в зависимости от скорости течения реки и высоты удерживающей сетки заградителя шуги, пользуясь данными таблицы.

Устанавливают заградители шуги 8 на выбранный угол по отношению к направлению течения реки с помощью береговых якорей 5 и тросов (на чертежах не обозначены). Количество заградителей шуги 8 определяется шириной реки с учетом перекрытия, обеспечивающего полное задержание шуги и ее концентрацию перед местом установки экскаватора 7.

Закрепляют трос от заградителя шуги к ручной лебедке 4 и осуществляют постоянный контроль натяжения троса.

Осуществляют непрерывный сбор шуги с поверхности воды экскаватором 7, который устанавливают около заградителя шуги, за которым на расстоянии не менее 50 метров будут установлены боновые заграждения 11.

С помощью маломерного судна 10 устанавливают береговые якоря 5, донные якоря 12 и ручные лебедки 4 для боновых заграждений 11 (один береговой якорь, один донный якорь и одна лебедка на каждый участок боновых заграждений или/и два донных якоря на каждый участок боновых заграждений, закрепляемых на дне реки).

Разворачивают береговые боновые заграждения 3 и закрепляют их на стороне берега, где будет производиться откачка разливов нефти.

Устанавливают боновые заграждения 11 в русле реки с помощью береговых якорей и тросов. Закрепляют тросы от боновых заграждений 11 к ручным лебедкам 4 и осуществляют постоянный контроль натяжения троса.

При поступлении пятна нефти боновые заграждения 11 и береговые боновые заграждения 3 обеспечивают концентрацию пятна в районе берега, где с помощью нефтесборного оборудования 2 обеспечивается сбор нефти в емкость для временного хранения нефти 4.

По мере наполнения емкости для временного хранения нефти 4 она опорожняется от нефти с помощью автоцистерна для сбора конденсата нефти 1 с последующим доставлением нефти в места ее постоянного хранения.

Способ проверен при ликвидации аварийного разлива нефти из подводного перехода магистрального трубопровода через реку Хор (Дальний Восток, Хабаровский край России) в период шугохода и показал эффективность применения летних боновых заграждений с заградителями шуги.