Устройство для локализации разливов нефти на водоемах

Полезная модель относится к области охраны окружающей среды, в частности к устройствам ограждающим участки акваторий и предотвращающим растекание нефти и других поверхностных загрязнений на воде.

Задачей настоящего решения является создание надежного, долговечного, удобного в эксплуатации устройства для локализации нефтяных разливов.

Для решения поставленной задачи, так же, как и ближайший аналог, предлагаемое Устройство для локализации разливов нефти на водоемах, включает заграждение в виде многосекционной эластичной надувной оболочки с фартуком и балластом, и имеет источник сжатого газа, связанный эластичным трубопроводом с секциями эластичной надувной оболочки.

Отличие состоит в том, что эластичный трубопровод соединен с секциями эластичной надувной оболочки, через клапана подачи/откачки газа, и в каждой секции эластичной надувной оболочки размещен предохранительно-дренажный клапан; клапан подачи/откачки газа подает в каждую секцию газ под давлением через отверстия малого диаметра, а выпускает газ при его удалении через отверстие откачки большого диаметра, при чем, суммарная площадь сечения отверстий подачи газа должна быть меньше площади сечения предохранительно-дренажного клапана, для обеспечения одновременного заполнения газом всех секций эластичной оболочки, а для обеспечения одновременной откачки газа из всех секций оболочки, в каждой секции в верхней ее части и по всей ее длине установлен эластичный перфорированный вспомогательный элемент имеющий профиль двутавра; кроме того, одна из секций оборудована дополнительным грузом, обеспечивающим ее приоритет в затоплении, а эластичный трубопровод в последней от источника сжатого газа секции развернут на 180° и заканчивается на берегу у источника сжатого газа, тем самым образуя петлю.

Для уменьшения стоимости Устройства и обеспечения дополнительной защиты клапана подачи/откачки газа эластичный трубопровод и клапан подачи/откачки газа могут быть установлены внутри каждой секции надувной эластичной оболочки.

Полезная модель относится к области охраны окружающей среды, в частности, к устройствам ограждающим участки акваторий и предотвращающим растекание нефти и других поверхностных загрязнений на воде.

Известны устройства, предназначенные для локализации разливов нефти, включающие в себя надувные, эластичные оболочки различных типов, например, выполненные по патентам Великобритании 1594698, Бельгии 703356, авторскому свидетельству СССР 1465488, заявкам Японии 4-40488, 4-48889.

Конструкция этих устройств такова, что для постановки заграждения необходимо предварительно наполнить эластичную оболочку воздухом или газом, а затем установить заграждение на предварительно установленные якоря с помощью катера, а это требует присутствия большого количества людей и занимает много времени.

Известны устройства, для локализации разливов нефти, содержащие всплывающие боновые заграждения, выполненные по авторскому свидетельству СССР 655768, опубликованному 05.04.1979, патенту РФ RU 2192516, опубликованному 10.11.2002, полезной модели РФ RU 119759, приоритет от 12.04.2012.

Всплывающие боновые заграждения имеют общий недостаток: они теряют плавучесть из-за попадания воды внутрь оболочки.

Это происходит по следующим причинам. Со временем или в результате ремонта (замена секции) оболочка теряет герметичность, что приводит к попаданию воды внутрь оболочки и, как следствие потере плавучести.

Второй причиной попадания воды в оболочку являются микротравление на клапанах, впускных штуцерах шлангов и соединениях главного трубопровода.

Если заграждение установлено на реке, то наиболее серьезная потеря плавучести может произойти весной, в половодье, когда по дну перемещаются топляки и коряги, которые могут повредить заграждение.

Если заграждение установлено вокруг причала, то работа винтов буксирных судов и танкеров вблизи заграждения может привести к его разгерметизации.

Наиболее близким аналогом является устройство для локализации разливов нефти на водоемах, выполненное по патенту RU 2192516 C2.

Известное устройство для локализации разливов нефти на водоемах содержит многосекционную оболочку, эластичный трубопровод, соединенный с источником сжатого газа, установленным на берегу водоема или на причале и подсоединенным к эластичным оболочкам.

Например, заграждение, выполненное по патенту RU 2192516 C2, при эксплуатации после замены одной из секций потеряло герметичность и газовый трубопровод заполнился водой. При последующем проверочном пуске заграждения, вода попала в оболочки заграждения.

Учитывая небольшой диаметр надувных секций эластичной оболочки речного заграждения, потеря надводного борта стала заметной. Для удаления воды из надувных оболочек пришлось, с помощью катеров, отдавать поочередно все якоря, переворачивать заграждения балластной цепью вверх и сливать воду через клапана заполнения. Эта работа заняла два рабочих дня.

Потеря плавучести бонового заграждения из-за его разгерметизации в реальных условиях нефтеразлива, может сделать локализацию невозможной.

Задачей настоящего решения является создание надежного, долговечного, удобного в эксплуатации устройства для локализации нефтяных разливов.

Для решения поставленной задачи, так же, как и ближайший аналог, предлагаемое Устройство для локализации разливов нефти на водоемах, включает заграждение в виде многосекционной, эластичной надувной оболочки с замками, клапанами заполнения, с фартуком и балластом, и имеет источник сжатого газа, связанный эластичным трубопроводом с секциями эластичной надувной оболочки.

Отличие состоит в том, что эластичный трубопровод соединен с секциями эластичной надувной оболочки, через клапан подачи/откачки газа и в каждой секции эластичной надувной оболочки размещен предохранительно-дренажный клапан; клапан подачи/откачки газа содержит впускные отверстия малого диаметра для подачи газа под давлением внутрь каждой секции эластичной надувной оболочки и одно выпускное отверстие большого диаметра для удаления газа из каждой секции, причем суммарная площадь сечения отверстий подачи газа под давлением клапана подачи/откачки газа в каждую секцию должна быть меньше площади сечения предохранительно-дренажного клапана для обеспечения одновременного заполнения газом всех секций эластичной надувной оболочки, а для обеспечения одновременной откачки газа из всех секций оболочки, в каждой секции в верхней ее части по всей ее длине установлен эластичный перфорированный элемент имеющий сечение в виде двутавра, кроме того, одна из секций оборудована дополнительным грузом, обеспечивающим ее приоритет в затоплении.

Отличие состоит также в том, что в качестве предохранительно-дренажного клапана использован патрубок, один конец которого герметично вмонтирован в каждую секцию эластичной надувной оболочки, а другой конец оставлен открытым.

Отличие состоит также в том, что предохранительно-дренажные клапаны установлены в эластичном трубопроводе или патрубке.

Отличие состоит также в том, что эластичный трубопровод может быть выполнен в виде петли, то есть начинается и заканчивается на берегу.

Отличие состоит так же в том, что перфорированный вспомогательный элемент может иметь сечение в виде швеллера, квадрата, прямоугольника, звезды, снежинки, круга, эллипса, ромба, многогранника.

На фиг. 1 изображен вид секции сбоку, на фиг. 2 изображено заграждение, выставленное в реке, вид сверху, на фиг. 3-вид секции 99 со стороны замка, на фиг. 4 - разрез клапана подачи/откачки газа, на фиг. 5 - поперечный разрез секции, на фиг. 6 - секция 99 вид сбоку.

Устройство для локализации разливов нефти на водоемах, включает заграждение в виде многосекционной эластичной надувной оболочки, состоящей из секций 1 с фартуком 2, балластом 3, клапанами заполнения 4, соединительными замками 5, и источник сжатого газа 6, связанный эластичным трубопроводом 7 с секциями 1 эластичной надувной оболочки. Эластичный трубопровод 7 соединен с секциями 1 через клапан подачи/откачки газа 8. В нижней части каждой секции 1 эластичной надувной оболочки размещен предохранительно-дренажный клапан 9. Клапана подачи/откачки газа 8 соединяют эластичный трубопровод с каждой секцией 1 и содержат впускные отверстия малого диаметра для подачи газ под давлением внутрь каждой секции 1 эластичной надувной оболочки и одно выпускное отверстие большего диаметра для откачки газа из секций 1.

Суммарная площадь сечения отверстий подачи газа в каждую секцию 1 должна быть меньше площади сечения предохранительно-дренажного клапана 9 этой секции для обеспечения одновременного заполнения газом всех секций 1 эластичной надувной оболочки. Если суммарная площадь сечений отверстий, через которые газ подается в секцию 1 эластичной надувной оболочки соизмерима с площадью сечения предохранительно-дренажного клапана 9, дренаж произойдет только в нескольких первых от источника сжатого газа 6 секциях, поскольку количество газа, поступающего от источника сжатого газа 6 сравняется с суммарным количеством сбрасываемого через предохранительно-дренажные клапаны газа нескольких секций и дренирование следующих секций прекратится.

Поэтому, независимо от способа подачи газа в эластичную надувную оболочку, суммарная площадь сечения отверстий подачи газа в секцию 1 должна быть меньше площади сечения предохранительно-дренажного клапана.

Одна из секций (любая) оборудована дополнительным грузом 10, обеспечивающим ее приоритет в затоплении (например, на фиг. 2 это секция 99).

Секции 1 соединены между собой замковыми соединениями 5, которые крепятся к якорным системам 13. Концы заграждения крепятся на берегу тросами 14 к сваям (анкерам) 15.

Для обеспечения оттока газа одновременно из всех оболочек 1 внутри каждой оболочки в верхней ее части и по всей длине оболочки установлен вспомогательный элемент, выполненный в виде эластичного перфорированного двутавра 16 закрепленного лентами 17 внутри каждой секции 1 (фиг. 5).

Если рельеф дна требует приоритетного погружения, например секции 88, то дополнительный груз 10 должен быть установлен на секции 88, а эластичный трубопровод 7, закрепленный вдоль всех секций 1 эластичной надувной оболочки не должен заканчиваться в последней от источника сжатого газа секции 99, а разворачивается на 180° и возвращается вдоль заграждения обратно на берег (фиг. 6).

Источник сжатого газа 6 может располагаться на берегу, на дополнительном плавсредстве или это может быть стационарная станция подачи сжатого газа на причале.

Каждая секция 1 эластичной надувной оболочки имеет свой предохранительно-дренажный клапан 9 открывающийся при давлении значительно ниже давления взрыва надувной оболочки.

Вспомогательный элемент 16 может иметь сечение в виде перфорированной звездочки, снежинки, квадрата, прямоугольника, круга, эллипса, многогранника, швеллера.

Эластичный трубопровод 7 соединенный с источником сжатого газа 6, установленного на берегу водоема присоединен к каждой эластичной секции 1 через клапана 8 (фиг. 4). Клапан 8 подсоединен полостью 18 к эластичному трубопроводу 7, а полостью 19 соединен с надувной секцией через патрубок 20 (фиг. 4, 5). Клапан 8 выполнен так, что при подаче давления газа из эластичного трубопровода 7 в полость 18, он (клапан 8) пропускает газ внутрь оболочки только через калиброванные отверстия малого диаметра (всплытие бона), а при откачке газа из полости 18 в трубопровод 7 газ проходит через отверстие (проход) большого диаметра клапана 8 (погружение бона).

Для снижения стоимости Устройства и дополнительной защиты клапана подачи/откачки газа 8 эластичный трубопровод 7 и клапан 8 могут быть установлены внутри каждой секции эластичной оболочки.

Устройство для локализации разливов нефти на водоемах работает следующим образом:

В случае нефтеразлива, угрозы нефтеразлива на водоемах, газ от источника сжатого газа 6 через эластичный трубопровод 7 подается в секции 1 эластичной надувной оболочки через клапана подачи/откачки газа 8.

Когда объем газа в эластичной надувной оболочке превысит собственную массу заграждения, начнется одновременное всплытие всех секций оболочки.

Заграждение всплывет строго в заданную линию, так как оно установлено на якорных системах 13.

По мере роста давления в секциях 1 эластичной надувной оболочки оно достигает давления открытия предохранительно-дренажных клапанов 9 и вода, если она имеется в секциях 1, будет вытеснена за пределы секции. Если воды в секциях 1 нет, то клапан 9 сработает при том же давлении как предохранительный, он выпустит излишки газа и не допустит дальнейшего роста давления внутри секции, тем самым защитит ее от взрыва.

После завершения работ по ликвидации нефтеразлива и мойки секций заграждения необходимо перевести заграждение в дежурное состояние, то есть погрузить его на дно.

Это можно сделать тремя способами:

1. С борта катера (лодки) выпустить газ нажатием на клапана заполнения 4 каждой секции;

2. Дистанционно, соединив на берегу эластичный трубопровод 7 или обе его ветви (фиг. 6) с атмосферой, тогда секция снабженная дополнительным грузом 10, начнет погружаться первой, а за ней остальные;

3. Дистанционно, соединив на берегу эластичный трубопровод 7 или обе ветви трубопровода 7 с устройством откачки газа (вакуумная машина).

После погружения на дно водоема всего заграждения необходимо подключить источник сжатого газа 6 к трубопроводу 7.

Набор вышеуказанных отличий повышает живучесть всплывающего бонового заграждения, так как при повреждении любой надувной секции 1 эластичной оболочки, газ будет поступать не только в эту секцию через малые отверстия клапана 8, но и во все остальные секции. Таким образом, при всплытии заграждения поврежденная секция сохранит уменьшенный надводный борт за счет подпитки газом через клапан 8 и за счет натяжения со стороны соседних секций 1.

Дренирование каждой секции оболочки до начала оттока газа позволяет дистанционно осуществлять погружение Устройства при наличии вспомогательного элемента 16, что особенно важно при погружении Устройства подо льдом.

Наличие вспомогательного элемента 16, дополнительного груза 10 и продолжение трубопровода 7 через последнюю секцию 99 обратно на берег к источнику сжатого газа 6 позволяет учитывать рельеф дна и управлять дистанционно Устройством без применения электрической энергии.

Таким образом, решается задача создания надежного, долговечного, удобного в эксплуатации Устройства, что является целью создания настоящей модели.

1. Устройство для локализации разливов нефти на водоемах, включающее заграждение в виде многосекционной эластичной надувной оболочки с соединительными замками, клапанами заполнения, с фартуком и балластом, имеющее источник сжатого газа, связанный эластичным трубопроводом с секциями эластичной надувной оболочки, отличающееся тем, что эластичный трубопровод соединен с секциями эластичной надувной оболочки через клапан подачи/откачки газа и в каждой секции эластичной надувной оболочки размещен предохранительно-дренажный клапан; клапан подачи/откачки газа содержит впускные отверстия малого диаметра для подачи газа под давлением внутрь каждой секции эластичной надувной оболочки и одно выпускное отверстие большого диаметра для удаления газа из каждой секции, причем суммарная площадь сечения впускных отверстий подачи газа под давлением клапана подачи/откачки газа в каждую секцию должна быть меньше площади сечения предохранительно-дренажного клапана для обеспечения одновременного заполнения газом всех секций эластичной надувной оболочки, а для обеспечения одновременной откачки газа из всех секций оболочки в каждой секции в верхней ее части по всей ее длине установлен вспомогательный эластичный перфорированный элемент, кроме того, одна из секций оборудована дополнительным грузом, обеспечивающим ее приоритет в затоплении.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что эластичный трубопровод в последней от источника сжатого газа секции развернут на 180° и заканчивается на берегу у источника сжатого газа, тем самым, образуя петлю, обе ветви которой могут быть использованы вместе либо отдельно для подачи и удаления газа из оболочки.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вспомогательный эластичный перфорированный элемент может иметь сечение в виде двутавра, швеллера, многоугольника, звезды, снежинки, круга, эллипса.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что эластичный трубопровод и клапан подачи/откачки газа могут быть установлены внутри каждой секции эластичной оболочки.

РИСУНКИ