Устройство для локализации разлива нефтепродуктов с буровых платформ или с судна перевозчика Российский патент 2023 года по МПК E02B15/08 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды при бурении и добыче нефти на водных акваториях и может быть использовано для локализации разлившихся на водной поверхности нефти или нефтепродуктов из судна-перевозчика с целью предупреждения их распространения в момент аварии.

Основной задачей при разливе нефти на платформе или из судна-перевозчика является максимально быстрая локализация аварийного разлива для ограничения распространения нефти или нефтепродуктов на большую площадь и сокращение времени ликвидации разлива с помощью современных технологий, а также в минимизации ущерба, нанесенного окружающей среде.

Известны средства для локализации разлившихся на водной поверхности нефти или нефтепродуктов в виде боновых заграждений, (см., например, сайт «www.northsea.ru» фирмы ЗАО «Северное море», выпускающих указанное оборудование). При этом используются боновые заграждения различной конструкции и назначения. Наиболее эффективными являются аварийные надувные боны, однако эти конструкции боновых заграждений являются недостаточно эффективными.

Известно также устройство для локализации плавающих загрязнений (см., например, патент РФ №1759235), включающее боновое заграждение, закрепленное одним концом на плавсредстве. Указанное боновое заграждение снабжено разъемным соединительным элементом, состоящим из двух частей, одна из которых закреплена на носовой части плавсредства, другая - на свободном конце бонового заграждения, с возможностью механического сопряжения одной части с другой. При этом боновое заграждение выполнено полым и соединено с источником сжатого воздуха.

Известно также устройство (см. например, патент РФ №2249078), которое содержит полое гибкое боновое заграждение, намотанные в виде отдельной ленты на барабанах, установленных на вертикальных осях. Боновое заграждение имеет возможность соединения его полостей с источником сжатого воздуха и выпуска из них воздуха. Боновое заграждение имеет возможность отсоединения от буксиров и замыкания его в кольцо. Недостатком данного изобретения является необходимость использования специального буксира для размещения бонового заграждения на воде.

Известно также средство для быстрого наполнения рукава бонового заграждения, осуществляемого посредством баллончиков с газом СО₂ или другим газом, расположенных на юбке бонового заграждения (см., например, патент США № US 5197821). Однако такое наполнение требует времени, и мгновенно в этом случае этот процесс произойти не может.

Наиболее эффективным боновыми заграждениями являются устройства, позволяющие окольцовывать места потенциальной утечки нефти или нефтепродуктов или пятна уже разлитых нефтепродуктов с целью предотвращения их распространения, создания защитного барьера вокруг судна, которое служит потенциальным источником разлива нефти или нефтепродуктов, и локализации пятна разлива нефтепродуктов в момент аварии.

Наиболее близким к заявляемому объекту по технической сущности и достигаемому эффекту является «Устройство для уменьшения размеров загрязненной поверхности без удаления материалов» боновое заграждение для локализации на водной поверхности разлившихся из судна-перевозчика нефти или нефтепродуктов и устройство для его размещения на судне-перевозчике по патенту РФ №2374389 (включающее боновое заграждение, выполненное в виде одного замкнутого, снабженного клапаном для выпуска газа газонепроницаемого рукава с юбкой, отягощенной утяжелителями, или в виде нескольких, замкнутых в единое кольцо и снабженных клапанами для выпуска газа, газонепроницаемых рукавов, у каждого из которых имеется юбка, отягощенная утяжелителями, при этом снаружи каждого рукава равномерно по его длине и со стороны, противоположной расположению юбки с утяжелителями, размещены пиропатроны газового наполнения, выходящие своим устройством наполнения газом во внутрь соответствующего рукава и снабженные устройствами дистанционного управления для одновременного мгновенного срабатывания. Кроме того, устройство содержит кронштейны, установленные снаружи по периметру судна-перевозчика, каждый из которых имеет шарнирно связанные друг с другом верхнюю и нижнюю скобы, соединенные автоматически открываемым замком, при этом кронштейны установлены на судне-перевозчике вдоль фальшборта.

Недостатком устройства прототипа является то, что для соединения, расположенного на воде бонового кольца с судном или платформой, используются тросы, которые не фиксируют расположение бонового кольца, а только удерживают его. Кроме этого, для коррекции расположения бонового кольца используются шлюпки, что увеличивает время развертывания бонового заграждения.

Целью заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое устройство, состоит в исключении прибивания бонового заграждения волнами или течением к одному из бортов платформы или судна-перевозчика. Это приводит к тому, что нефтяное пятно может выйти за пределы бонового заграждения.

На фиг. 1 схематично изображен вид сверху на платформу с расправленным на водной поверхности вокруг него газонепроницаемым рукавом и тросами, которые не фиксируют расположение газонепроницаемого рукава, а только удерживают его, что приводит к прибиванию рукава к борту платформы и выходу нефти за пределы газонепроницаемого рукава; на фиг. 2 схематично изображен аксонометрический вид на платформу с расправленным устройством; на фиг. 3 схематично изображен аксонометрический вид на платформу с размещенным устройством; на фиг. 4 схематично изображено крепление кольца или крюка, карабина, соединителя и скоб, замка вдоль борта; на фиг. 5 схематично изображен поперечный разрез бонового ограждения; на фиг. 6 и на фиг. 7 схематично изображен аксонометрический вид на платформу с расправленным устройством, с использованием емкостей; на фиг. 8 и на фиг. 9 схематично изображен аксонометрический вид на платформу с размещенным устройством.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для локализации разлива нефтепродуктов с буровых платформ или с судна перевозчика, выполненном в виде одного замкнутого снабженного клапаном для выпуска газа газонепроницаемого рукава с юбкой, отягощенной утяжелителями, или в виде нескольких замкнутых в единое кольцо и снабженных клапанами для выпуска газа газонепроницаемых рукавов, у каждого из которых имеется юбка, отягощенная утяжелителями, снаружи каждого рукава равномерно по его длине и со стороны, противоположной расположению юбки с утяжелителями, размещены пиропатроны газового наполнения, выходящие своими устройствами наполнения газом вовнутрь соответствующего рукава, согласно изобретению дополнительно содержит газонепроницаемые надувные балки, фиксирующие располагающееся на водной поверхности боновое заграждение на некотором расстоянии от платформы или судна-перевозчика, и закрепленные одним концом к борту платформы или судну-перевозчику, а другим концом к боновому заграждению, и раскрывающиеся одновременно с боновым заграждением или после него, и образующие с одним или несколькими замкнутыми в единое кольцо газонепроницаемыми рукавами единую газовую среду, что сокращает время развертывания бонового кольца и повышает его устойчивость относительно течения. При этом газонепроницаемые надувные балки также могут быть снабжены пиропатронами, устройствами дистанционного управления и устройствами газового наполнения внутренней части. При этом возможен вариант с отсутствием общей газовой среды между газонепроницаемыми рукавами и надувными балками. В этом случае надувные балки снабжены пиропатронами, устройствами дистанционного управления и устройствами газового наполнения внутренней части надувных балок, и прикреплены к рукавам, например посредством склеивания. При этом пиропатроны, которые вмонтированы в каждом рукаве, могут быть снабжены устройствами дистанционного управления для срабатывания. При этом надувные балки могут быть прикреплены к борту платформы или судна-перевозчика с помощью соединителей, карабинов и вмонтированных в борт колец или крюков. Кроме того, возможно размещение газонепроницаемого рукава и надувных балок, при которым газонепроницаемые рукава или рукав и надувные балки размещаются в прикрепленных вдоль борта или на любой доступной поверхности платформы или судна-перевозчика емкостях, раскрывающиеся автоматически открываемым замком. Вариант с использованием емкостей подразумевает большую сохранность газонепроницаемых рукавов или рукава и надувных балок, а также увеличение длины бонового ограждения и длин надувных балок за счет компактного расположения газонепроницаемых рукавов или рукава и надувных балок в сложенном виде внутри емкостей, а также повышение удобства размещения газонепроницаемых рукавов или рукава и надувных балок на платформе или судне-перевозчике.

Для достижения указанного технического результата в заявляемом устройстве размещения бонового ограждения на судне-перевозчике выполнены кронштейны, устанавливаемые снаружи по периметру платформы или судна-перевозчика, и при этом каждый из них имеет шарнирно связанные друг с другом верхнюю и нижнюю скобы, соединяемые автоматически открываемым замком. В указанном устройстве кронштейны могут быть установлены на платформе или судне-перевозчике снаружи вдоль борта или на любой доступной поверхности платформы или судна-перевозчика. При размещении газонепроницаемого рукава или рукавов и надувных балок в емкостях, раскрывающиеся автоматически открываемым замком, предусмотрены по бокам емкостей отверстия для соединения газонепроницаемого рукава или рукавов в единое замкнутое боновое кольцо.

Отличительными признаками предлагаемого способа является применение надувных балок, раскрывающихся одновременно с боновым заграждением или после него, и жестко удерживающих боновое заграждение на некотором расстоянии от платформы или судна с образование замкнутого кольца, в центре которого расположена платформа или судно.

Благодаря наличию приведенных признаков обеспечивается мгновенное окольцовывание платформы или судна-перевозчика при утечке нефти или нефтепродуктов боновым заграждением, расположенным равноудаленно от бортов платформы или судна перевозчика, что облегчает последующий сбор разлитых нефти или нефтепродуктов. Кроме того, создается защитный барьер вокруг судна или платформы.

В качестве надувных балок возможно использование например продольных надувных балок, являющиеся составляющими надувного аварийного трапа самолета (см., например, в Интернете сайт «avia.pro», статья «Аварийно-спасательные средства на самолетах» от 01.01.2016) или использовать газонепроницаемые рукава без утяжелителей, закрепленные одним концом к газонепроницаемым рукавам, а другим концом к борту платформы или судна-перевозчика. При этом надувные балки образуют с одним или несколькими замкнутыми в единое кольцо газонепроницаемыми рукавами единую газовую среду, что сокращает время развертывания бонового кольца и повышает его устойчивость относительно течения. При этом возможен вариант с отсутствием общей газовой среды между газонепроницаемыми рукавами и надувными балками. В этом случае надувные балки снабжены пиропатронами, устройствами дистанционного управления и устройствами газового наполнения внутренней части надувных балок, и прикреплены к рукавам, например посредством склеивания. При этом пиропатроны, которые вмонтированы в каждом рукаве, могут быть снабжены устройствами дистанционного управления для срабатывания. При этом надувные балки могут быть прикреплены к борту платформы или судна-перевозчика с помощью соединителей, карабинов и вмонтированных в борт колец или крюков.

Что касается расположения в боновом заграждении пиропатронов газового наполнения, выходящих своими устройствами наполнения газом вовнутрь рукава, то в качестве таковых могут использоваться пиропатроны, применяемые в автомобилях для наполнения газом подушек безопасности (см., например, в Интернете автомобильный журнал «Автоцентр», раздел «Техника и сервис», №29 от 09.07.2002, статья «Надувная безопасность»). Заявляемое устройство для локализации разлива нефтепродуктов с буровых платформ или с судна перевозчика 1, выполненное в виде одного замкнутого снабженного клапаном 2 для выхода газа газонепроницаемого рукава 3 или нескольких снабженных клапанами 2 газонепроницаемых рукавов 3, замкнутых в единое кольцо, содержит газонепроницаемые надувные балки 4, закрепленные одним концом к борту 5 платформы или судну-перевозчику 1, а другим концом к газонепроницаемым рукавам 3 и раскрывающиеся одновременно с газонепроницаемыми рукавами или рукавом 3 или после него, и образующие с одним или несколькими замкнутыми в единое кольцо газонепроницаемыми рукавами 3 единую газовую среду, что сокращает время развертывания бонового кольца и повышает его устойчивость относительно течения. Заявляемое боновое заграждение содержит снаружи каждого рукава 3 равномерно расположенные по его длине пиропатроны 6 газового наполнения, выходящие своими устройствами 7 наполнения газом вовнутрь рукава 3. У каждого рукава 3 имеется юбка 8, препятствующая проникновению нефти или нефтепродуктов и отягощенная утяжелителями 9. При этом пиропатроны 6 в каждом рукаве расположены равномерно по длине рукава 3 и со стороны, противоположной расположению юбки 8 с утяжелителями 9. В случае необходимости для срабатывания пиропатронов 6 предусмотрены устройства 10 дистанционного управления. При этом газонепроницаемые надувные балки 4 также могут быть снабжены пиропатронами 6, устройствами 10 дистанционного управления и устройствами 7 наполнения газом. При этом возможен вариант с отсутствием общей газовой среды между газонепроницаемыми рукавами 3 и надувными балками 4. В этом случае надувные балки 4 снабжены пиропатронами 6, устройствами 10 дистанционного управления и устройствами наполнения газом 7 надувных балок 4, и прикреплены к рукавам 3, например посредством склеивания. При отсутствии аварии газонепроницаемые рукав или рукава 3 и надувные балки 4 находятся в собранном состоянии между шарнирно связанными друг с другом верхней 11 и нижней 12 скобами, соединяемыми замками 13, на кронштейнах 14, устанавливаемых снаружи вдоль борта 5 или на любой доступной поверхности платформы или судна-перевозчика 1. Замки 13 могут быть автоматическими и срабатывать по общему сигналу. Надувные балки 4 могут быть прикреплены к борту 5 платформы или судну-перевозчика 1 с помощью соединителей 15, карабинов 16 и вмонтированных в борт колец или крюков 17. Газонепроницаемый рукав или несколько рукавов 3 могут содержать соединительные узлы 18 для удобства использования бонового заграждения. Кроме того, возможно размещение газонепроницаемого рукава 3 и надувных балок 4, при котором газонепроницаемые рукава или рукав 3 и надувные балки 4 размещаются в прикрепленных вдоль борта 5 или на любой доступной поверхности платформы или судна-перевозчика 1 емкостях 19, раскрывающихся автоматически открываемым замком 13. Вариант с использованием емкостей 19 подразумевает большую сохранность газонепроницаемых рукавов или рукава 3 и надувных балок 4, а также увеличение длины бонового ограждения и длин надувных балок 4 за счет компактного расположения газонепроницаемых рукавов или рукава 3 и надувных балок 4 в сложенном виде внутри емкостей 19, а также повышение удобства размещения газонепроницаемых рукавов или рукава 3 и надувных балок 4 на платформе или судне-перевозчике 1. При размещении газонепроницаемого рукава или рукавов 3 и надувных балок 4 в емкостях 19, раскрывающихся автоматически открываемым замком 13, предусмотрены по бокам емкостей 19 отверстия для соединения газонепроницаемого рукава или рукавов 3 в единое замкнутое боновое кольцо.

Устройство работает следующим образом: при безаварийном движении или стоянке платформы или судна-перевозчика 1 рукава или рукав 3 бонового заграждения и закрепленные одним концом к борту 5 платформы или судна-перевозчика 1, а другим концом к газонепроницаемым рукавам 3 газонепроницаемые надувные балки 4 находятся в собранном состоянии между шарнирно связанными друг с другом верхней 11 и нижней 12 скобами, соединенные замками 13, на кронштейнах 14, устанавливаемых снаружи вдоль борта 5 или на любой доступной поверхности платформы или судна-перевозчика 1. В случае возникновения аварии ответственное лицо либо автоматика приводит к одновременному открыванию всех замков 13 и срабатыванию всех пиропатронов 6, которые с помощью своего устройства 7, сгорая, наполняют газом газонепроницаемые рукав или рукава 3 и надувные балки 4. Под действием собственной тяжести и благодаря тому, что устройство находится снаружи платформы или судна-перевозчика 1, рукав или рукава 3 и закрепленная к рукаву или рукавам 3 часть надувных балок 4 соскальзывают и рукав или рукава 3 оказываются на водной поверхности утяжелителями 9 вниз, замыкая с помощью газонепроницаемого рукава или рукавов 3 и юбки 8 разлившиеся нефть или нефтепродукты, локализуя при этом нефтяное пятно. Благодаря наличию газонепроницаемых надувных балок 4, закрепленных одним концом к борту 5 платформы или судну-перевозчику 1, а другим концом к газонепроницаемым рукавам 3 и раскрывающиеся одновременно с газонепроницаемыми рукавами или рукавом 3 или после него, и образующие с одним или несколькими замкнутыми в единое кольцо газонепроницаемыми рукавами 3 единую газовую среду, фиксируется расположение расправленного на водной поверхности газонепроницаемого рукава 3 вокруг платформы или судна-перевозчика 1, что предотвращает прибивание рукава 3 волнами или течением к одному из бортов платформы или судна-перевозчика 1 и выходу нефти или нефтепродуктов за пределы газонепроницаемого рукава 3 и сокращает время развертывания бонового кольца. Таким образом, разлившиеся нефть или нефтепродукты мгновенно оказываются внутри замкнутого бонового заграждения, фиксированное расположение на воде которого исключает прибивание бонового заграждения волнами или течением к одному из бортов 5 платформы или судна-перевозчика 1. Далее осуществляется ликвидация утечки нефти или нефтепродуктов и ремонтные работы. После чего через клапан или клапаны 2 осуществляют выпуск газа, с помощью соединительных узлов 18 рукав или рукава 3 бонового заграждения разъединяют и после извлекают из воды. Затем рукав или рукава 3 и надувные балки 4 чистят и устанавливают новые пиропатроны 6 и располагают на кронштейнах 14, замыкая скобы 11 и 12 с помощью замков 13. При этом надувные балки 4 могут быть прикреплены к борту 5 платформы или судну-перевозчика 1 с помощью соединителей 15, карабинов 16 и вмонтированных в борт колец или крюков 17.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды при бурении и добыче нефти на водных акваториях и может быть использовано для локализации разлившихся на водной поверхности нефти или нефтепродуктов из судна-перевозчика с целью предупреждения их распространения в момент аварии. Устройство представляет собой боновое заграждение, выполненное в виде одного замкнутого снабженного клапаном для выхода газа газонепроницаемого рукава или нескольких снабженных клапанами газонепроницаемых рукавов, замкнутых в единое кольцо. Боновое заграждение содержит также газонепроницаемые надувные балки, закрепленные одним концом к борту платформы или судну-перевозчику, а другим концом к газонепроницаемым рукавам и раскрывающиеся одновременно с газонепроницаемыми рукавами или рукавом или после него, и образующие с одним или несколькими замкнутыми в единое кольцо газонепроницаемыми рукавами единую газовую среду. Снаружи каждого рукава равномерно по его длине расположены пиропатроны газового наполнения, выходящие своими устройствами наполнения газом вовнутрь рукава. У каждого рукава имеется юбка, препятствующая проникновению нефти или нефтепродуктов и отягощенная утяжелителями. Пиропатроны в каждом рукаве расположены равномерно по длине рукава и со стороны, противоположной расположению юбки с утяжелителями. Техническим результатом является сокращение времени развертывания бонового заграждения, повышение его устойчивости относительно течения, исключение прибивания бонового заграждения волнами или течением к одному из бортов платформы или судна-перевозчика. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Устройство для локализации разлива нефтепродуктов с буровых платформ или с судна перевозчика, представляющее собой боновое заграждение, выполненное в виде одного замкнутого снабженного клапаном для выпуска газа газонепроницаемого рукава с юбкой, отягощенной утяжелителями, или в виде нескольких замкнутых в единое кольцо и снабженных клапанами для выпуска газа газонепроницаемых рукавов, у каждого из которых имеется юбка, отягощенная утяжелителями, снаружи каждого рукава равномерно по его длине и со стороны, противоположной расположению юбки с утяжелителями, размещены пиропатроны газового наполнения, выходящие своими устройствами наполнения газом вовнутрь соответствующего рукава, отличающееся тем, что дополнительно содержит газонепроницаемые надувные балки, фиксирующие располагающееся на водной поверхности боновое заграждение на некотором расстоянии от платформы или судна-перевозчика, и закрепленные одним концом к борту платформы или судну-перевозчику, а другим концом к боновому заграждению, и раскрывающиеся одновременно с боновым заграждением или после него, и образующие с одним или несколькими замкнутыми в единое кольцо газонепроницаемыми рукавами единую газовую среду.

2. Устройство для локализации по п. 1, отличающееся тем, что газонепроницаемые надувные балки также могут быть снабжены пиропатронами, устройствами дистанционного управления и устройствами газового наполнения внутренней части.

3. Устройство для локализации по п. 1, отличающееся тем, что пиропатроны, которые вмонтированы в каждом рукаве, могут быть снабжены устройствами дистанционного управления для срабатывания.

4. Устройство для локализации по п. 1, отличающееся тем, что надувные балки могут быть прикреплены к борту платформы или судна-перевозчика с помощью соединителей, карабинов и вмонтированных в борт колец или крюков.

5. Устройство для локализации по п. 1, отличающееся тем, что газонепроницаемые рукава или рукав и надувные балки размещаются в прикрепленных вдоль борта или на любой доступной поверхности платформы или судна-перевозчика емкостях, раскрывающихся автоматически открываемым замком.

6. Устройство для локализации по п. 1, отличающееся тем, что на платформе или судне-перевозчике снаружи вдоль борта или на любой доступной поверхности платформы или судна-перевозчика выполнены кронштейны, устанавливаемые снаружи по периметру платформы или судна-перевозчика, и при этом каждый из них имеет шарнирно связанные друг с другом верхнюю и нижнюю скобы, соединяемые автоматически открываемым замком.

7. Устройство для локализации по п. 5, отличающееся тем, что по бокам емкостей предусмотрены отверстия для соединения газонепроницаемого рукава или рукавов в единое замкнутое боновое кольцо.