Способ локализации нефтяного загрязнения на поверхности воды Советский патент 1992 года по МПК E02B15/04 

Изобретение относится к морской нефтегазодобыче, а именно к экономическому обеспечению морского транспорта нефти.

Целью изобретения является ние эффективности способа путем его упрощения.

На фиг.1 приведено судно-заградитель, применяющееся для реализации способа, схема; на фиг.2 - система плоско-параллель- ных зеркальных поверхностей и ход лазерного луча.

Способ осуществляют следующим образом.

Судно-заградитель 1 подводят к кромке нефтяного пятна. С судна на несущей и шар- нирно закрепленной на палубе балке 2 спускают на загрязненную нефтью поверхность моря систему двух взаимно параллельных плоскостей 3 и 4, неподвижно соединенных между собой расчалками 5. Внутренние, обращенные одна к другой, поверхности плоскостей 3 и 4 выполняют зеркально отражающими. Систему двух взаимно параллельных поверхностей спускают на воду таким образом, чтобы нижняя плоскость 4 погрузилась под воду, а верхняя - 3 отставалась над поверхностью воды. На судне размещают лазерную установку 6 с возможностью передачи излучения по све- товодному кабелю 7. Кабель 7 соединяют с несущей балкой 2, направляя его конечный прямолинейный участок (фиг.2) под углом, допустим 30°, к перпендикуляру, восстановленному к внутренней поверхности плоско сти 3, находящейся над поверхностью воды Судну 1 дают ход вдоль кромки нефтяного пятна и включают лазерную установку 6 с излучением в видимой или инфракрасной части спектра, например, на длинах волн излучения 0.4-10.6 мкм. Лазерный луч. пройдя по световодному кабелю 7, под углом 30° к вертикали падает на верхнюю отражающую плоскость 3, и последовательно отражаясь от нижней 4 и верхней 3

N5

N ы

скостей с учетом преломления на поверхности воды, многократно воздействует на пленку нефти. Линия хода лазерного луча между поверхностями 3 и 4 лежит в одной плоскости. Это означает, что точки 8 воздействия лазерного луча на пленку нефти лежат на одной прямой, этим при ходе судна-заградителя обеспечивается многократное воздействие лазерного луча на нефть в каждом ее элементарном объеме. От многократного воздействия лазерного луча на нефть последняя нагревается и спекается с образованием по линии реза механически прочной кромки, препятствующей растеканию нефти по поверхности воды. Лазерный луч, многократно отражаясь от плоскостей 3 и 4, постепенно ослабевает и либо при достаточной длине плоскостей исчезает совсем, либо плотность его становится настолько малой, что он не представляет опасности как для обслуживающего персонала, так и для обитателей моря.

Чтобы система двух плоскостей 3 и 4, соединенных расчалками 5. при ходе судна- заградителя 1 не подтапливалась в воду, периферийные участки нижней плоскости 4 выполняют профильными. Профили 9 выполняют на верхней поверхности плоскости 4 таким образом, чтобы при ходе судна-заградителя появилась подъемная сила, препятствующая подтоплению системы плоскостей.

При волнении моря, когда трудно выдержать постоянную глубину подтопления нижней плоскости 4, впереди судна-заградителя пускают судно-успокоитель волн (не показано).

Скорость хода судна-заградителя выбирают исходя из поглощающих свойств нефти, разлитой по поверхности воды, ее толщине и плотности, мощности лазерного излучения. Так, при толщине слоя темной нефти 0,5 см при воздействии на нее излучением лазера на углекислом газе (длина волны излучения 10,6 мкм) с выходной мощностью в непрерывном режиме 1 кВт при коллимации луча в пятно диаметром 0,5 см (плотность мощности излучения около

5

0,5-10 Вт/см-) скорость хода судна-заградителя может составлять около 20 км/ч.

Возможность создания за счет облучения нефти лазерным излучением на длинах

волн 0,4-10,6 мкм механически прочного спекшегося слоя нефти объясняется результатами следующего эксперимента. На поверхность воды в химическом стакане наливают нефть черного цвета толщиной 1

мм. Берут нефть, полученную на естественном .протоке, плотностью и вязкостью при нормальной температуре соответственно равными 968,7 кг/м и 8340 сПз. Слой нефти разрезают (обрабатывают) излучением лазера ЛТН-101 с длиной волны излучения 1,06 мкм. Режим излучения лазера непрерывный, выходная мощность устанавливается на уровне 30 Вт. Излучение фокусируют оптической приставкой СРОК-1 в пятно диаметром 0,5 мм. Таким образом, на нефть воздействуют лазерным излучением с плотностью мощности 1,5 10 Вт/см2. Нефть облучают со скоростью (равномерно двигают стакан с нефтью в фокальной плоскости

лазера) 1,6 см/с. Под слой нефти на проволочной державке помещают зеркало.

Воздействие лазерного излучения приводит к разрезанию нефти с образованием механически прочных спекшихся

кромок, препятствующих смыканию нефти. Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения составляет более 20,0 тыс. руб. на каждый километр образования оконтуривающей кромки.

Формула изобретения

Способ локализации нефтяного загрязнения на поверхности воды, включающий

создание заграждения, препятствующего растеканию нефти по поверхности воды, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет его упрощения, заграждение создают в виде

кромки спекшейся нефти путем многократного воздействия на каждый ее элементарный объем лазерным излучением в видимой или инфракрасной областях спектра.

Изобретение относится к морской нефтегазодобыче, в частности к экологическому обеспечению морского транспорта нефти. Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет его упрощения. Заграждение создают в виде кромки спекшейся нефти путем многократного воздействия на каждый ее элементарный объем лазерным излучением в видимой или инфракрасной области спектра. 2 ил.

Фиг, I

7

«Л Л /

/////////////// // // /.//