СПОСОБ АКТИВНОЙ БОРЬБЫ С АЙСБЕРГОВОЙ ОПАСНОСТЬЮ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКТИВНОЙ БОРЬБЫ С АЙСБЕРГОВОЙ ОПАСНОСТЬЮ Российский патент 2013 года по МПК E03B3/30 E02B15/02 F25C5/00 

Изобретение относится к области обеспечения безопасной эксплуатации добычных платформ в арктических морях, а более конкретно к способам и средствам воздействия на айсберги с целью предотвращения их столкновений со стационарными или плавающими добычными комплексами.

В настоящее время освоение морских нефтегазовых месторождений Арктического региона весьма затруднено из-за сложностей, вызываемых ледовыми образованиями. Существующая зарубежная практика по защите подобных объектов ограничена работами на мелководье, отечественный опыт практически отсутствует.

В этих условиях для повышения эффективности разработки и безопасной эксплуатации морских месторождений в арктической зоне необходима разработка современных технологий защиты объектов разведки, добычи и морской транспортировки углеводородов от непосредственного физического и эрозийного воздействия ледовых образований (ледяных полей и айсбергов).

С учетом перспективных планов по освоению ресурсов углеводородов на арктическом шельфе России предлагаемое техническое решение представляется актуальным.

Известен способ буксирования айсберга с помощью плавучего синтетического каната [1]. Способ реализуется в следующей последовательности. При приближении к айсбергу с судна стравливают плавучий полипропиленовый канат длиной 1200 м и диаметром 15-20 см, выдерживающего нагрузки в 60 т. Затем судно делает поворот вокруг айсберга и подбирает конец, помеченный буем. После закрепления образовавшейся петли с судна для утяжеления (притопления) синтетического канала стравливают приблизительно 100 м стального троса. Подготовив таким образом буксир, судно плавно увеличивает ход и идет в заранее выбранную сторону. Для больших айсбергов задачей буксирования является изменение направления дрейфа айсберга на несколько градусов от его первоначального курса. Время развертывания и установки всей системы составляет в среднем от 0,5 до 2 часов. Сам процесс буксировки достаточно длителен и может занимать много часов - до тех пор, пока не появится уверенность, что угроза столкновения с платформой миновала. Основными недостатками способа является возможность переворачивания айсберга и соскальзывание каната, а также ограничения по использованию при волнении моря с высотой волны около 4-х метров, в плохую видимость из-за опасности пересечения каната и наматыванием его на винты и при наличии дрейфующего льда.

Известен также способ буксирования айсберга двумя судами [2], заключающийся в том, что первое судно находится рядом с айсбергом и ориентировано в ту сторону, в которую будет производиться буксировка. Второе судно тащит секцию буксирного троса к первому судну, которое подбирает его и наращивает его к своему буксировочному тросу. Второе судно поворачивает вокруг айсберга, после чего оба судна начинают буксировку айсберга в выбранном направлении. В данном способе используют проволочный канат вместо синтетического, два стальных троса и соответственно два судна, развивающих значительную тягу. Наряду с недостатками известного способа [1] существуют и дополнительные, заключающиеся в сложности синхронизации «рывка» судов и сбалансированности нагрузок (тяговых усилий судов), что выражается в склонности к колебательным перемещениям судов вокруг айсберга во время буксировки, а также в трудности контроля глубины нахождения буксировочного каната.

Известен также способ буксирования айсбергов с использованием двойного обматывания айсберга [2], используемый преимущественно для буксирования небольших неустойчивых округлых айсбергов, склонных к переворачиванию. Свободный конец буксировочного троса вытравливают в воду, и судно (с находящимся на нем закрепленным концом) делает полтора оборота вокруг айсберга. Затем из воды вылавливается свободный конец троса и получается «двойная петля», распределяющая тяговое усилие (или силу, приложенную к айсбергу) по всему периметру айсберга. Данный способ более предпочтителен к использованию, однако при плохой видимости существует вероятность наматывания каната на винты при повторном обходе айсберга.

Известен также способ буксирования айсбергов с использованием насадок (скоб) с шипами [3], в котором звездообразные насадки с шипами, надеваемые через интервалы на канат, используются для уменьшения его скольжения по льду. При его использовании могут возникать проблемы, связанные с притопливанием утяжеленного каната, а также с трудностями, связанными с закреплением этих насадок на канат.

Известен также способ буксировки двумя судами, одно из которых толкает айсберг струей от винтов [4]. Для реализации способа требуется два судна, одно из которых буксирует айсберг, находящийся в петле, образуемой буксиром (длина каждой стороны петли равна приблизительно 400 м) на стандартном буксирном конце. Другое судно присоединяет свой буксирный конец к петле с другой стороны айсберга и, находясь рядом с айсбергом, толкает айсберг струей своих винтов, либо, вытравив свой буксирный конец, контролирует глубину нахождения буксира, в котором находится айсберг. Помимо двух судов для реализации способа необходимы также два плавучих каната и два стальных буксировочных троса. На выполнение операции требуется существенное количество времени. Работа двух судов на небольшом расстоянии от айсберга и друг от друга требует повышенной осторожности, чтобы не запутать винты синтетическим канатом.

Известен также способ буксировки айсберга с использованием троса с отрицательной плавучестью [1], в котором буксировочный трос с отрицательной плавучестью заводится вокруг айсберга на некоторой глубине (или у уреза воды), позволяя тем самым приложить тяговое усилие ближе к центру плавучести (центру величины) айсберга. При этом некоторая плавучесть буксировочного троса достигается путем присоединения поплавков, крепящихся к тросу на отрезках фалов и буксирование осуществляется по ветру, что позволяет уменьшить вероятность переворачивания айсберга и соскальзывание троса.

Однако при этом для успешной буксировки трос должен быть расположен таким образом, чтобы опрокидывающий момент был бы минимален, что требует точного знания формы и размера айсберга и регулировки погружения троса.

Известен также способ буксировки айсберга с помощью сети [5]. Ввиду того, что буксировка небольших и округлых айсбергов осложнена их склонностью к переворачиванию, а также соскальзыванием троса, то для снижения этих нежелательных эффектов вместо буксирного троса используют сеть с плавучим канатом, стальным тросом и лебедкой с барабаном. При этом правильно спроектированная сеть облегает айсберг и распределяет тяговой усилие выше и ниже центра сопротивления, уменьшая вероятность переворачивания айсберга и соскальзывания сети. Недостатками являются трудности заведения сети вокруг айсберга, возможность ее скручивания, вмерзание сети в лед, что практически исключает ее подъем, возможность наматывания на судовой винт, а также обеспечения необходимой точности позиционирования сети относительно айсберга. Известен также способ буксировки айсбергов с помощью забуриваемого якоря (гидравлический бур) [6], состоящего из стальной трубы с нарезкой, содержащей бурильную головку с водяными струями, за которой располагается охлаждаемый якорь, который устанавливается в айсберг посредством дистанционно управляемого устройства, оснащенного телевизионной камерой, которое несет буровой якорь с присоединенным буксирным канатом к айсбергу на расстоянии 100-120 м от рабочего судна на глубине 15-30 м под водой. Бурение осуществляется при помощи водяных струй сверхвысокого давления и вращающейся головки, приводимой во вращение небольшим гидравлическим мотором. Когда якорь целиком забуривается в айсберг, бур выключался, а якорь вмораживается в айсберг путем испарения диоксида углерода (СО₂), подаваемого по шлангу с судна. После того как якорь надежно вмерзнет, дистанционно управляемое устройство отсоединяется от него и возвращается на судно. Пропиленовый канат, прикрепленный к якорю, присоединяется к стальному тросу, который вытравливается с судна на расстояние до 1500 м от айсберга и после чего начинается буксировка. Ввиду того, что вектор буксировочной силы ближе к оси переворачивания айсберга, то уменьшаются проблемы, связанные с возможностью переворачивания айсберга. Способ отягощен высокой стоимостью, сложностью реализации и технологически трудоемкий.

Альтернативным способом одноточечного закрепления якоря является известный способ буксирования айсберга с помощью якоря, вплавленного в айсберг [7], в котором якорное устройство состоит из трех упруго нагруженных балок, закрепленных в треугольную раму так, что когда она закрепляется на айсберг вертолетом или краном с вспомогательного судна, то втягивается в него за счет электрохимических нагревателей, питаемых от трех кислотных аккумуляторов, установленных на раме. При этом ориентация балок выбирается таким образом, чтобы при установке они образовали треугольную пирамиду. Применение способа ограничено только благоприятными погодными условиями.

Известен также способ отклонения небольших айсбергов струями гребных винтов судна [8], в котором судно медленно движется кормой вперед по направлению к блоку льда, а потом резко ускоряется вперед, в результате течение воды отбрасывает лед в обратном направлении. Необходимое отклонение айсберга или его обломков достигается путем повторения этих операций. Способ эффективен только для льда, находящегося рядом с платформой, так как значительное отклонение на большое расстояние потребует многих часов работы. Способ требует ювелирной точности, которую трудно достичь при наличии волнения, которое также способствует быстрой диссипации струи винтов, что существенно снижает эффективность способа.

Известен также способ отклонения айсбергов водяными пушками [9]. Для осуществления способа необходимо вспомогательное судно, оборудованное мощными насосами, специальной водяной пушкой и системой стабилизации при качке платформы, на которой установлена пушка. При реализации способа отрицательными воздействиями является наличие дрейфующего льда, а также отрицательные температуры, которые могут вызвать брызговое обледенение судна.

Известен также способ, заключающийся в разрезании горячим проводом некоторой массы от айсберга, преимущественно для уменьшения осадки айсберга [10]. Нагреваемый электрический провод, уложенный в выбранном направлении на поверхности айсберга начинает плавить лед с верхней поверхности айсберга и протягивает до дна под действием силы тяжести. Основная проблема способа заключается в возможном повторном замерзании воды в щели. Для исключения этого недостатка используют трубы малого диаметра, через которые прогоняется жидкость под давлением [7], которая распределяет тепло вдоль трубы и предотвращает образование локальных зон нагрева и последующего выгорания сегментов трубы. При этом жидкость содержит антифриз и выпускается через мелкие отверстия в трубке. Для реализации способа необходимо судно, провод (трубка), источник тепла, насос, антифриз и система контроля коррозии. Для создания разреза глубиной 100 м потребуется 16 часов. Поскольку во время выполнения работ судно должно находиться вблизи айсберга, в случае его неожиданного переворачивания существует опасность для судна и экипажа.

Известны также способы разрушения айсбергов с помощью термита и взрывчатых веществ [2, 6, 11], которые применяются для уменьшения массы или осадки айсберга. Способы включают размещение термитных зарядов на айсберге, их горение в течение 2-х суток. Разрушение, таким образом, айсберга может привести к увеличению блоков льда, в результате чего вероятность столкновения блоков льда с платформой может увеличиться.

Сбрасывание с самолета на айсберг взрывчатых веществ имеет аналогичный эффект, а для глетчерного льда практически являются неэффективными. Недостатками также являются такие факторы, как вред, наносимый окружающей среде и опасность работы с взрывчатыми веществами, особенно при неблагоприятных погодных условиях.

Известен также способ отклонения с помощью струи пузырьков [8], которая формируется путем выпускания воздуха из отверстий в подводной трубопроводной системе, в результате чего около айсберга будет приподнята поверхность воды, что повысит давление на одну из его сторон, и он начнет двигаться в другую сторону. Для образования пузырьков предлагается использовать попутный газ, сопровождающий добычу углеродов на шельфе. Эффективность данного способа во многом зависит от того, как быстро пузырьки смогут затормозить движение айсберга или отклонить его с опасной линии движения. Техническая реализация весьма трудоемка и требует существенных затрат.

Известен также способ разрушения айсберга с помощью направленного излучения энергии [7]. При этом формируют узкий луч (лазер, микроволновое излучение, вода под давлением), направленного с судна. Луч используется для растапливания или испарения льда вдоль узкого направления. Луч также вызывает быстрый нагрев льда или образование пара над небольшой площадкой на поверхности айсберга, что вызывает откалывание кусков льда с этой поверхности. Основным преимуществом использования лазера является легкость передачи на расстояние большого количества энергии. С точки зрения воздействия на окружающую среду и безопасности он также имеет преимущества. Отрицательной стороной является большой размер оборудования, большое энергопотребление и очень высокая стоимость. Кроме того, лазерный луч рассеивается над водой (потеря в энергии), т.е. его применение ограничивается только надводной частью айсберга.

Микроволновая радиация, направленная и сфокусированная на ледяной поверхности, вызывает ее интенсивный нагрев, причем его значительная доля находится в нескольких сантиметрах над поверхностью. Однако высокие дозы микроволновой радиации опасны для здоровья и могут отрицательно влиять на окружающую среду.

Известен также способ разрезания льда с помощью водометов высокого давления [7] с формированием узкого водяного луча. Эффективный радиус их использования составляет несколько десятков метров, а их установка на айсберге проблематична. Оборудование для реализации способа очень сложное, а его установка на айсберге проблематична и его использование непосредственно рядом с айсбергом опасно.

Основным недостатком узконаправленных лучей всех видов является проблема точности наведения луча на щель во льду с движущегося судна и высокая энергоемкость, которую в судовых условиях обеспечить практически невозможно.

Известен также способ разрушения с помощью создания искусственного давления внутри айсберга [12] путем закачивания внутрь него жидкости под высоким давлением. Способ реализуется посредством судна, гидравлического бура и дистанционного управляющего устройства. На выбранной стороне просверливается шурф, направленный в сторону предполагаемого центра тяжести айсберга. Шурф закрывается и оставляется только небольшое отверстие для закачивания жидкости под высоким давлением. Давление, создаваемое жидкостью внутри айсберга, раскалывает его вдоль плоскости, пересекающий конец шурфа (скважины). При реализации способа используют также гидравлический мотор и гидронасосы, электрические кабели, шланги и специальную экологически нейтральную жидкость. Эффективность способа во многом зависит от наличия трещин во льду, через которые происходит утечка жидкости. Также недостатком является наличие шлангов и кабелей, что обуславливает выполнение работ в непосредственной близости от айсберга и возможность реализации способа только при благоприятных погодных условиях.

Известны также способы транспортировки льда айсбергов [13-18], которые относятся к водному транспорту и касаются технологии транспортировки айсбергов для получения питьевой воды.

Основные районы образования айсбергов - это ледники Антарктиды, острова Канадского Арктического архипелага и Гренландия.

В известном способе [17] осуществляется транспортировка частей айсберга путем их буксировки судами в пункты назначения, что требует технологической операции разрушения айсберга до размеров, пригодных к погрузке на судно для дальнейшей транспортировки.

В известном способе транспортировки льдов айсберга, который заключается в том, что выбирают айсберг требуемых параметров, покрывают его водонепроницаемыми оболочками, соединенными с буксируемыми тросами корабля, и буксируют в пункт назначения [16]. Однако транспортировка льда айсберга посредством судна с использованием водонепроницаемой оболочки приводит к тому, что оболочка часто рвется и при транспортировке принимает самые нерациональные формы для обтекания, отчего энергетические затраты вырастают в 3-5 раз. Известный способ транспортировки льда айсберга для получения воды из него [18] состоит в том, что осуществляют выбор айсберга путем облета для оценки массогабаритных показателей айсберга, проводят высадку на поверхность айсберга бригады для определения опорных точек якорных скважин с якорными устройствами, в которые размещают якорные устройства. К их муфтам крепят тросы, соединяющие якорные устройства с аэростатно-парусной системой, подготовленной к транспортированию айсберга к месту назначения, путем заполнения легким газом аэростатов, выводящих во взвешенное состояние парусную систему. Курс движения айсберга поддерживают дистанционным управлением парусной системы, осуществляемым с корабля сопровождения. По прибытии айсберга к месту назначения в континентальной части южного или северного тропиков приступают к разделке айсберга, на транспортабельные части, доставляемые на площадки, где термальный режим окружающей среды изменяет фазовое состояние твердого айсберга в питьевую воду, которую затем через насосную систему транспортируют под давлением через трубопровод, проложенный в континентальной части шельфа для раздачи ее потребителям на континенте. Технический результат состоит в ускорении доставки льда айсбергов к месту назначения для использования их в качестве источника пресной экологически чистой воды.

Транспортировка айсберга осуществляется с помощью аэростатно-парусной системы с дистанционным радио или лазерным управлением без использования дополнительных энергетических установок.

Для осуществления известного способа транспортировки льда айсбергов осуществляют выбор айсберга путем облета для оценки его массогабаритных показателей. Проводят высадку на поверхность айсберга бригады для определения мест опорных точек якорных скважин для размещения якорных устройств, к муфтам которых крепят тросы, соединяющие якорные устройства с аэростатно-парусной системой, подготовленной к транспортированию айсберга к месту назначения. Затем заполняют легким газом аэростаты, которые выводят парусную систему во взвешенное состояние. Курс движения айсберга поддерживают дистанционным управлением парусной системы, осуществляемым с корабля сопровождения. По прибытии айсберга к месту назначения в континентальной части южного или северного тропиков приступают к разделке айсберга на транспортабельные части, доставляемые на площадки, где термальный режим окружающей среды изменяет фазовое состояние твердого льда айсберга в питьевую воду. Через насосную систему полученную воду под давлением транспортируют через трубопровод, проложенный в континентальной части шельфа для раздачи ее потребителям на континенте. При этом выбор айсберга осуществляют с помощью воздушного транспортного средства, например вертолета или самолета. Буксировку айсберга осуществляют аэростатио-парусной системой дистанционного управления, например радиоуправлением или лазерным управлением. Осуществляют фазовый переход льда айсберга из твердого состояния в жидкое на разделочной площадке, снабженной энергетической установкой, работающей на разности температур твердофазового льда и нагретой поверхностью береговой зоны. Для транспортирования полученной воды с айсберга установлен водовод. Парусная система выполнена из секции жалюзного типа с противошквальной защитной установкой, а паруса выполнены с защитой от обледенения. Для организации управляемого дрейфа айсбергов используют энергию ветровых потоков, скорость которых в антарктических водах достигает в среднем до 30 м/с. При средних скоростях набегающего потока воздуха и соответствующем выборе площади паруса энергию ветра можно преобразовать в движущую силу, достигающую нескольких сотен тонн, что является достаточным для движения айсберга с оптимальной скоростью.

Однако на достижение технического результата, связанного с транспортировкой айсбергов, отрицательное воздействие могут оказывать следующие факторы:

- отсутствие ветра (штиль), что практически исключает выполнить процесс транспортировки;

- туманы, шторма, поверхностные течения, что существенно снижает безопасность транспортировки;

- существенная трудоемкость реализации способа, обусловленная установкой аэростатно-парусной системы на айсберг, включающая приход в зону нахождения айсберга судна сопровождения, на борту которого размещена сложенная парусная система, бухты парусных тросов, вертолет или самолет, система дистанционного радиоуправления парусами, бурильные установки для забуривания якорных устройств парусных тросов, выполнение путем облета (самолет, вертолет) и аэрофотосъемки, выбором по массогабаритным показателям айсберга для подготовки его к транспортировке, высадкой бригады специалистов с вертолета на поверхность айсберга для определения опорных точек якорных скважин и обозначения их для ориентира путем окрашивания определенных площадок (диаметром 2-3 м), установкой якорных устройств путем забуривания якорных скважин в массив айсберга на глубину 10-50 м, в зависимости от величины транспортируемого айсберга и количества скважин, стыковкой тросов аэростатно-парусной системы к забуренным якорным устройствам через соединительные муфты и наполнения баллонеты аэростатов легким газом, обеспечением контроля в процессе транспортировки, в зависимости от миделя транспортируемого айсберга сопротивление при перемещении его по величине миделя и скорости набегающего потока океанской волны, смывающего транспортируемый айсберг.

Кроме того, данным способом возможна только транспортировка айсбергов больших объемов с большой площадью поверхности надводной части, допускающей возможность размещения на ней аэростатно-парусной системы.

Известно также технического решение, направленное на повышение безопасности эксплуатации морских терминалов нефтегазовых месторождений в морях арктического бассейна (патент RU №2425929, 10.08.2011 [19]), в котором поставленная задача решается за счет того, что в способе активной борьбы с айсберговой опасностью, включающем обнаружение айсберга путем наблюдений за акваторией, воздействие на айсберг для его локализации, включающее покрытие его водонепроницаемой оболочкой, осуществление фазового перехода льда из твердой фазы в жидкую, при этом осуществление фазового перехода льда из твердой фазы в жидкую осуществляют путем воздействия на айсберг водяными струями при температуре 80-90 градусов, а устройство для осуществления способа, включающее судно обеспечения, снабженное водометами высокого давления, дополнительно снабжено резервуарами для принятия воды, нагревательным устройством, водометы высокого давления соединены трубопроводами, сочлененными с водонепроницаемой оболочкой, покрывающей айсберг.

Новые отличительные признаки, заключающиеся в том, что осуществление фазового перехода льда из твердой фазы в жидкую осуществляют путем воздействия на айсберг водяными струями при температуре 80-90 градусов, а устройство для осуществления способа дополнительно снабжено резервуарами для принятия воды, нагревательным устройством, водометы высокого давления соединены трубопроводами, сочлененными с водонепроницаемой оболочкой, покрывающей айсберг, позволяют повысить безопасность эксплуатации морских терминалов нефтегазовых месторождений в морях арктического бассейна.

Однако для морей арктического бассейна размеры айсбергов могут достигать размеров 190×430×20,8 м (см., например: Научные исследования в Арктике. Том 3. Дистанционное зондирование морских льдов на северном морском пути: изучение и применение / Йоханнессен О.М., Александров В.Ю., Фролов И.Е. и др. - СПб.: Наука, 2007, с.212-214), что может являться препятствием для технической реализации известного способа в части из-за наличия дефицита времени на разрушение айсберга при неблагоприятных погодных условиях, с учетом использования судна. При неблагоприятных погодных условиях сложно обеспечить совместное координирование вертолета и судна, что может привести к нарушению целостности системы судно-вертолет-айсберг.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение безопасности эксплуатации морских терминалов нефтегазовых месторождений в морях арктического бассейна, а также повышения безопасности при выполнении работ по локализации айсбергов и упрощения реализации способа и конструкции устройства для его использования.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе активной борьбы с айсберговой опасностью, включающим обнаружение айсберга путем наблюдений за акваторией, воздействие на айсберг для его локализации, осуществление фазового перехода льда из твердой фазы в жидкую, при этом осуществление фазового перехода льда из твердой фазы в жидкую осуществляют путем воздействия на айсберг водяными струями при температуре 80-90°С, в котором, в отличие от прототипа [19], водяные струи подают посредством трубопровода, снабженного распределительным трубопроводом со спринклерами, спускаемого с летательного аппарата и размещаемого над вершиной айсберга, а в устройстве для активной борьбы с айсберговой опасностью, включающим средства обеспечения и состоящие из вертолета, резервуара для принятия воды, нагревательного устройства, трубопроводов для принятия забортной воды и для подачи горячей воды па айсберг, в отличие от прототипа [19] трубопровод для подачи горячей воды на айсберг дополнительно снабжен насадкой, выполненной в виде распределительных трубопроводов со спринклерами, резервуар для принятия воды выполнен в виде пневмогидравлической цистерны.

Сущность предлагаемого способа и устройства для его осуществления поясняется чертежом.

Устройство для осуществления способа включает летательный аппарат 1, который может быть выполнен в виде вертолета или дирижабля. Летательный аппарат 1 снабжен резервуаром 2 для принятия воды, нагревательным устройством 3, трубопроводом 4 для принятия забортной воды, трубопроводом 5, снабженным насадкой 6, выполненной в виде распределительных трубопроводов 7 со спринклерами 8. Резервуар 2 для принятия воды выполнен в виде пневмогидравлической цистерны и соединен с трубопроводом 5, располагаемым над айсбергом 9.

Способ реализуется следующим образом. При обнаружении айсберга в районах, прилегающих к месту расположения морского терминала газонефтяного месторождения в морях арктического бассейна, посредством ледовой разведки с использованием спутниковых, авиационных и береговых наблюдений, в географическую точку нахождения айсберга выходит летательный аппарат 1, снабженный резервуаром 2 для принятия воды, нагревательным устройством 3. По прибытию в район нахождения айсберга посредством штатных бортовых средств, таких как гидролокатор бокового обзора и радиолокационная станция, выполняют обследование айсберга с целью установления его массогабаритных измерений. Гидролокатор бокового обзора и радиолокационная станция также могут использоваться для контроля массогабаритных измерений айсберга в процессе его таяния.

С летательного аппарата 1, имеющего режим «зависания», например вертолета, посредством трубопровода 4 для принятия забортной воды заполняют забортной водой резервуар 2 и спускают над айсбергом трубопровод 5. При достижении точки зависания трубопровода 5 над айсбергом 9, достаточной для обеспечения максимального покрытия айсберга водяными струями, в резервуаре 2, заполненным забортной водой, посредством нагревательного устройства 3 вода нагревается до 95-98°С. Под действием пневмогидравлических устройств нагретая вода подается через трубопровод 5 в распределительный трубопровод 7 со спринклерами 8. При этом потоки горячей воды растекаются по верхней горизонтальной части айсберга и происходит осуществление фазового перехода льда из твердой фазы в жидкую фазу. По мере фазового перехода льда из твердой фазы в жидкую, объем айсберга будет уменьшаться, начиная с верхней надводной части.

Для наполнения резервуара 2 предусмотрен насос, принимающий воду из трубопровода 4.

Давление в резервуаре 2, выполненным в виде пневмогидравлической цистерны, поддерживается с помощью воздушной подушки, для пополнения которой предусматривается специальный компрессор.

Нагревательное устройство 3 состоит из электрических нагревательных элементов мощностью 54-156 КВт.

Для реализации заявляемого технического решения могут быть использованы находящиеся в эксплуатации, например, летательные аппараты, оснащенные необходимым штатным оборудованием, например, предназначенные для борьбы с лесными пожарами.

Использование предлагаемого технического решения позволит повысить эксплуатационную надежность объектов добычи и морской транспортировки углеводородов при освоении морских нефтегазовых месторождений Баренцева, Карского и других арктических морей России.

При этом факторами, определяющими экономический эффект, являются:

- предотвращение аварийных ситуаций;

- расширение районов освоения разведанных месторождений с суровыми ледовыми условиями;

- повышение сроков эксплуатации объектов добычи и морской транспортировки углеводородов.

Технический результат заключается в том, что повышается безопасность проведения работ по локализации айсбергов за счет исключения операций активной борьбы с айсберговой опасностью, обусловленных использованием для этих целей судна, нормальное функционирование которого во многом зависит от условий ледовой обстановки в месте нахождения айсберга, а также упрощения выполнения способа за счет сокращения операций при его реализации, и упрощения конструкции устройства для реализации способа, в части исключения обеспечивающего судна и оболочки для покрытия айсберга.

Источники информации

1. Bruneau A., Dempster R. and Peters R. Iceberg Towing for Oil Rig Avoidance // Iceberg Utilization. Pergamon Press. - New York, 1977, p.379-388.

2. Crocker G., Wright В., Thistle S. and Bruneau A. An Assessment of Current Iceberg Management Capabilities // Contract Report for National Research Counsil Canada, Prepared by C-CORE and B. Wright and Associates Ltd., C-CORE Publications 98. - C26. - 1998. - p.105.

3. Бузин И.В. Обзор методов активной борьбы с айсберговой опасностью в применении к защите платформы на Штокмановском газоконденсатном месторождении/Комплексные исследования и изыскания ледовых и гидрометеорологических явлений и процессов на арктическом шельфе // СПб. Труды ААНИИ, том 449, 2004, с.158.

4. Bishop G. Assessment of Iceberg Management for the Grand Banks Area: Analysis of Detection and Detection Techniques, Mobil Oil Canada Properties, Property Developmen Department - 1989.

5. Бузин И.В. Обзор методов активной борьбы с айсберговой опасностью в применении к защите платформы на Штокмановском газоконденсатном месторождении/Комплексные исследования и изыскания ледовых и гидрометеорологических явлений и процессов на арктическом шельфе // СПб. Труды ААНИИ, том 449, 2004, с.159.

6. Kolle J.J. A Drill Anchor for Iceberg Towing // OMAE, 1989. Proceedings, 8-th. The Hague. - 1989. - V.4, p.469-476.

7. Gammon P. and Lewis J. Methods for the Fracturing of Iceberg // ESRF Report. 1985, №011.

8. Anderson K., McDonald D. and Mitten P. Management of Small Ice Masses // ESRF Report. 1986. №042.

9. Warbanski G. and Banke E. Evaluation of a Modified Water Cannon System to Control Small Iceberg Masses // ESRF Report. 1987. №081.

10. Weeks W. and Mellor M. Some elements of Iceberg Technology // Iceberg Ulitization. New York: Pergamon Press. 1977, p.45-98.

11. Diemand D. Iceberg Fragmentation by Thermal Shock // Iceberg Research. 1984. №8, p.8-10.

12. Патент US №4640552.

13. AC SU №1274954 A1, 07.12.1986.

14. Патент RU №95110718 A1, 29.06.1995.

15. Патент US №4178872 A, 18.12.1979.

16. Патент DE №2810153 A1, 19.10.1978.

17. AC SU №1127799, 1984.

18. Патент RU №2281878, 2006.

19. Патент RU №2425929, 10.08.2011.

Изобретение относится к способам и средствам воздействия на айсберги с целью предотвращения их столкновений со стационарными или плавающими добычными комплексами. Способ включает обнаружение айсберга путем наблюдений за акваторией, воздействие на айсберг для его локализации, осуществление фазового перехода льда из твердой фазы в жидкую. Фазовый переход льда из твердой фазы в жидкую осуществляют путем воздействия на айсберг водяными струями при температуре 80-90°С. Водяные струи подают посредством трубопровода, снабженного распределительным трубопроводом со спринклерами, спускаемого с летательного аппарата и размещаемого над вершиной айсберга. Устройство для активной борьбы с айсберговой опасностью включает средства обеспечения, состоящие из вертолета, резервуара для принятия воды, нагревательного устройства, трубопроводов для принятия забортной воды и для подачи горячей воды на айсберг. Трубопровод для подачи горячей воды на айсберг дополнительно снабжен насадкой, выполненной в виде распределительных трубопроводов со спринклерами. Резервуар для принятия воды выполнен в виде пневмогидравлической цистерны. Задачей предлагаемого технического решения является повышение безопасности эксплуатации морских терминалов нефтегазовых месторождений в морях арктического бассейна. Повышается безопасность проведения работ по локализации айсбергов. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ активной борьбы с айсберговой опасностью, включающий обнаружение айсберга путем наблюдений за акваторией, воздействие на айсберг для его локализации, осуществление фазового перехода льда из твердой фазы в жидкую, при этом осуществление фазового перехода льда из твердой фазы в жидкую осуществляют путем воздействия на айсберг водяными струями при температуре 80-90°С, отличающийся тем, что водяные струи подают посредством трубопровода, снабженного распределительным трубопроводом со спринклерами, спускаемого с летательного аппарата и размещаемого над вершиной айсберга.

2. Устройство для активной борьбы с айсберговой опасностью, включающее средства обеспечения и состоящие из вертолета, резервуара для принятия воды, нагревательного устройства, трубопроводы для принятия забортной воды и для подачи горячей воды на айсберг, отличающееся тем, что трубопровод для подачи горячей воды на айсберг дополнительно снабжен насадкой, выполненной в виде распределительных трубопроводов со спринклерами, резервуар для принятия воды выполнен в виде пневмогидравлической цистерны.