СПОСОБ СБОРА НЕФТИ ИЛИ НЕФТЕПРОДУКТА ИЗ-ПОД ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА ПРОТОЧНОГО ВОДОЕМА, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО РЕКИ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК E02B15/04 

Изобретение относится к технической эксплуатации магистральных трубопроводов и может быть использовано прежде всего для локализации и сбора на проточном водоеме, преимущественно реке, пятна нефти или нефтепродукта и подтягивания его к нефтеприемнику.

Известен способ и устройство сбора нефти или нефтепродукта, предусматривающие введение через прорубь под ледяной покров гибкого шланга, соединенного с нефтеприемником, имеющим поплавок [1].

Нефтеприемник выполнен из магнитного материала. Поплавок за счет плавучести прижимает нефтеприемник к нижней поверхности льда. Перемещая магнитную шайбу по поверхности льда, откачивают нефть из-под ледяного покрова благодаря тому, что поплавок с нефтеприемником отслеживает перемещение магнитной шайбы.

Однако, данный способ и предназначенное для реализации способа устройство характеризуется низкой производительностью, высокой трудоемкостью откачки нефти и может быть использовано только для удаления из-под ледяного покрова небольших локальных скоплений нефти на озерах и прудах, но не на реках, где течение не позволяет удерживать с помощью магнитного устройства нефтеприемник и гибкий шланг.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ, предусматривающий выполнение в ледяном покрове проруби, установку на льду лебедки, размещение по контуру прямоугольника под льдом надувного бонового заграждения, наматывание бонового заграждения на барабан лебедки, подтягивание нефти к проруби и ее откачку. Устройство для реализации способа включает нефтеприемник с откачивающим шлангом, горизонтальные и вертикальные роликовые направляющие, магнитную шайбу, вертикальный штырь, пропущенный через ледяной покров в подледное пространство водоема, размещенную на поверхности ледяного покрова опорную плиту с двухбарабанной лебедкой с соединенными с ее барабанами одними концами плавучими боновыми заграждениями, свободные концы которых снабжены челноками из ферромагнитного материала и петлями для разъемного соединения их между собой посредством фиксирующего штыря, при этом боновые заграждения пропущены под ледяной покров и огибают вертикальные направляющие [2].

Недостатком известного способа и устройства является то, что они не позволяют эффективно собирать нефть или нефтепродукт на проточных водоемах, так как течение не позволяет провести и разместить подо льдом боновое заграждение.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа и устройства, обеспечивающих эффективный сбор нефти или нефтепродукта на проточных водоемах, например реках, особенно высоковязкой корки нефти или нефтепродукта, прилипшей к нижней плоскости ледяного покрова.

Поставленная задача решается предлагаемым способом, включающим локализацию загрязняющего пятна нефти или нефтепродукта путем выполнения проруби во льду и размещения под ледяным покровом плавучего бонового заграждения и последующим удалением нефти или нефтепродукта посредством нефтеприемника, в котором согласно изобретению прорубь во льду выполняют выше пятна нефти или нефтепродукта относительно течения проточного водоема, при размещении надувного бонового заграждения первоначально осуществляют установку одной ветви бонового заграждения поперек проточного водоема, а затем - двух боковых ветвей с образованием в плане замкнутого треугольного контура, в который производят закачку горячего воздуха или газа, причем сбор нефти или нефтепродукта осуществляют в нижнем углу образованного треугольного контура относительно течения проточного водоема.

Целесообразно после удаления нефти или нефтепродукта из локализованного участка проточного водоема прекращать подачу горячего воздуха или газа, частично удалять воздух из боковых ветвей плавучего бонового заграждения и опускать его ниже по течению реки, после чего осуществлять подкачку воздуха в боковые ветви и возобновлять подачу горячего воздуха или газа.

Поставленная задача решается предлагаемым устройством для сбора нефти или нефтепродукта из-под ледяного покрова проточного водоема, включающим лебедки, установленные на льду, плавучее боновое заграждение и соединенные шлангом с насосом нефтеприемник и нефтесборник, которое согласно изобретению снабжено воздуховодным сифоном с отводным трубопроводом, сообщающимся с атмосферой, трубопроводом с продольным пазом, соединенным с источником горячего воздуха или газа, и поплавком, а надувное боновое заграждение выполнено в виде поперечной и двух боковых ветвей, образующих в плане замкнутый треугольный контур, причем поперечная ветвь бонового заграждения снабжена размещенными по ее длине стержнями жесткости, соединенными посредством канатов с барабанами лебедок, а на ее поверхности установлен трубопровод с продольным пазом, обращенным в контур треугольника, для подачи в него горячего воздуха или газа, нефтеприемник размещен в углу, образованном боковыми ветвями, а его шланг соединен с установленным в центре треугольного контура поплавком, ан средней части боковой поверхности которого закреплен воздухоотводной сифон.

На фиг. 1 показано устройство, план; на фиг. 2 - продольный разрез устройства; на фиг. 3 - поперечный разрез поперечной ветви бонового ограждения; на фиг. 4 - поперечный разрез узла для выпуска излишка остывшего воздуха или газа.

Устройство включает лебедку 1, плавучее боновое заграждение, состоящее из поперечной ветви 2 и двух боковых ветвей 3, образующих в плане замкнутый треугольный контур, соединенные шлангом 4 с насосом 5, нефтеприемник 6 и нефтесборник 7, воздухоотводной сифон 8 с отводным трубопроводом 9, сообщающимся с атмосферой, трубопровод 10 с продольным пазом 11, соединенным шлангом 12 с источником горячего воздуха или газа 13, поплавком 14. Причем поперечная ветвь 2 бонового заграждения выполнена в виде надувной оболочки 15 и снабжена размещенными по ее длине стержнями жесткости 16, соединенными посредством канатов 17 с барабанами лебедки 1, а на ее поверхности по всей длине установлен трубопровод с продольным пазом 10 для подачи в контур треугольника горячего воздуха или газа. Нефтеприемник 6 размещен в углу, образованном боковыми ветвями 3, а его шланг 4 соединен с установленным в центре треугольного контура поплавком 14, на средней части боковой поверхности которого закреплен воздухоотводной сифон 8.

Кроме того, на чертеже введены следующие обозначения: 18 - прорезь (прорубь) во льду, 19 - поверхность льда, 20 - вода, 21 - воздушная (газовая) подушка, 22 - корка нефти (нефтепродукта), прилипшая ко льду, 23 - пленка нефти (нефтепродукта) на воде.

Способ с использованием предлагаемого устройства осуществляют следующим образом: выше по течению по отношению к пятну нефти или нефтепродукта устраивают прорезь 18 на поверхности льда 19, устанавливают барабанные лебедки 1 и осуществляют сборку эластичного, например, резинотканевого бонового заграждения. При этом к поперечной ветви 2 бонового заграждения прикреплены стержни жесткости 16, выполненные, например, из труб с соединительными элементами. Стержни жесткости посредством канатов (оттяжек) 17 подсоединяют к барабанам лебедок 1. Трубопровод 10 с продольным пазом 11 соединяют посредством шланга 12 с источником горячего воздуха или газа 13. Частично надутое воздухом боновое заграждение с нефтеприемником 6, шлангом 4, поплавком 14 с воздухоотводным сифоном 8, соединенным с отводным трубопроводом 9, устанавливают в прорезь 18 и заводят под лед 19. После заполнения оболочки бонового ограждения воздухом с помощью компрессора (на чертеже не показан) устройство готово к работе.

По соединительному шлангу 12 в трубопровод 10 с продольным пазом 11 подают горячий воздух, например, с помощью вентилятора и теплообменника или горячий газ, например выхлопные газы от двигателя внутреннего сгорания или газотурбинной установки вертолетного типа. Горячий воздух или газ создает внутри контура бонового заграждения между льдом 19 и водой 20 воздушную (газовую) подушку 21. Теплый воздух или газ разогревает высоковязкую корку нефти (нефтепродукта) 22, прилипшую ко льду 19. В результате разогрева нефть (нефтепродукт) попадает на воду 20 и ее пленка 23 течением проточного водоема сносится к нефтеприемнику. Избыток остывшего воздуха или газа через сифон 8 по трубопроводу 9 выводится в атмосферу. Скапливающаяся между ветвями бонов в нижнем по течению углу нефть (нефтепродукт) откачивается через нефтеприемник 6.

После окончания сбора нефти (нефтепродукта) на одном участке проточного водоема подача горячего воздуха или газа приостанавливается, воздух из боковых ветвей 3 бонового ограждения частично выпускается, боновое ограждение с помощью барабанных лебедок 1 и оттяжек 17 спускается вниз по течению проточного водоема, боковые ветви бонового ограждения подкачиваются воздухом, возобновляются подача горячего воздуха или газа в трубопровод 12 и откачка нефти (нефтепродукта).

Способ и устройство предназначены для сбора нефти или нефтепродукта из-под ледяного покрова водоема. В способе сбора нефти для локализации загрязняющего пятна нефти или нефтепродукта выше пятна нефти или нефтепродукта относительно течения реки выполняют прорубь во льду, при размещении надувного бонового заграждения первоначально осуществляют установку одной ветви бонового заграждения поперек реки, а затем - двух боковых ветвей с образованием замкнутого треугольного контура, в который производят закачку горячего воздуха или газа, причем сбор нефти или нефтепродукта осуществляют в нижнем углу образованного треугольного контура относительно течения реки. После удаления нефти или нефтепродукта из локализованного участка реки прекращают подачу горячего воздуха или газа, частично удаляют воздух из боковых ветвей надувного бонового заграждения и опускают его ниже по течению реки, после чего осуществляют подкачку воздуха в боковые ветви и возобновляют подачу горячего воздуха или газа. Устройство включает лебедки, установленные на льду, надувное боновое заграждение и соединенные шлангом с насосом нефтеприемник и нефтесборник, которые снабжены воздухоотводным сифоном с отводным трубопроводом, сообщающимся с атмосферой, трубопроводом с продольным пазом, соединенным с источником горячего воздуха или газа, и поплавком, а надувное боновое заграждение выполнено в виде поперечной и двух боковых ветвей, образующих замкнутый треугольный контур. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Способ сбора нефти или нефтепродукта из-под ледяного покрова проточного водоема, преимущественно реки, включающий локализацию загрязняющего пятна нефти или нефтепродукта путем выполнения проруби во льду и размещения под ледяным покровом надувного бонового заграждения, и последующее удаление нефти или нефтепродукта посредством нефтеприемника, отличающийся тем, что прорубь во льду выполняют выше пятна нефти или нефтепродукта относительно течения проточного водоема, при размещении надувного бонового заграждения первоначально осуществляют установку одной ветви бонового заграждения поперек проточного водоема, а затем двух боковых ветвей с образованием в плане замкнутого треугольника контура, в который производят закачку горячего воздуха или газа, причем сбор нефти или нефтепродукта осуществляют в нижнем углу образованного треугольного контура относительно течения проточного водоема. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после удаления нефти или нефтепродукта из локализованного участка проточного водоема прекращают подачу горячего воздуха или газа, частично удаляют воздух из боковых ветвей надувного бонового заграждения и опускают его ниже по течению проточного водоема, после чего осуществляют подкачку воздуха в боковые ветви и возобновляют подачу горячего воздуха или газа. 3. Устройство для сбора нефти или нефтепродукта из-под ледяного покрова проточного водоема, преимущественно реки, включающее лебедки, установленные на льду, надувное боновое заграждение и соединенные посредством шланга с насосом нефтеприемник и нефтесборник, отличающееся тем, что оно снабжено воздухоотводным сифоном с отводным трубопроводом, сообщающимся с атмосферой, трубопроводом с продольным пазом, соединенным с источником горячего воздуха или газа, и поплавком, а надувное боновое заграждение выполнено в виде поперечной и двух боковых ветвей, образующих в плане замкнутый треугольный контур, причем поперечная ветвь бонового заграждения снабжена размещенными по ее длине стержнями жесткости, соединенными посредством канатов с барабанами лебедок, а на ее поверхности установлен трубопровод с продольным пазом, обращенным в контур треугольника для подачи в него горячего воздуха или газа, нефтеприемник размещен в углу, образованном боковыми ветвями, а его шланг соединен с установленным в центре треугольного контура поплавком, на средней части боковой поверхности которого закреплен воздухоотводный сифон.