СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ НЕФТИ ИЗ-ПОДО ЛЬДА
METHOD AND SYSTEM FOR REMOVAL OF OIL UNDER ICE

Область техники
Данное изобретение относится к способу и устройству для удаления нефти и других загрязняющих веществ, плавающих на поверхности воды подо льдом, то есть более легких, чем вода, через отверстие, сделанное во льду.
Уровень техники
Удаление нефти с поверхности воды с помощью нефтезадерживающих бонов и нефтесборщиков (скиммеров), снабженных вращающимися щетками, является прогрессивной и функциональной технологией. Кроме того, особенно в ограниченных пространствах, например в бассейнах, нефть эффективно собирают с помощью технологии так называемого скиммера с трос-шваброй. Трос-швабра представляет собой длинный замкнутый в кольцо трос, который имеет мягкое и объемное переплетение, структуру из ворсистого волокна или эквивалентную заполненную воздухом структуру, плавающую в воде. Его можно приводить в круговое движение через соответствующие отжимные ролики, размещенные на поверхности воды и поднятые на приводной шкив, так что его отжимают до чистого состояния перед тем, как снова направить в воду. Таким образом, трос-швабра поглощает загрязняющие вещества с поверхности воды. Структуру волокна и, следовательно, его поглощающую способность можно изменять в соответствии с качеством загрязняющего вещества, которое собирают в данное время. Кроме того, были разработаны устройства для сбора нефти среди льдов, по меньшей мере до некоторой степени. Однако при авариях, происходящих зимой, нефть часто уходит под сплошной лед; в этом случае известные технологии сбора нефти не работают.
Цель изобретения
Целью данного изобретения является раскрытие нового способа и устройства, предназначенных специально для удаления нефти и эквивалентных загрязняющих веществ с нижней поверхности сплошного льда.
Краткое описание изобретения
Способ и устройство по данному изобретению предназначены для удаления нефти и эквивалентных плавучих загрязняющих веществ с нижней поверхности сплошного льда на территории как морей, так и озер, а также замкнутых бассейнов через сделанное во льду отверстие.
В способе по данному изобретению находящуюся под сплошным и однородным льдом нефть удаляют, делая сначала отверстие во льду. Затем через это отверстие под лед заводят два нефтезадерживающих бона, которые должны прижиматься к нижней поверхности льда. Нефтезадерживающие боны выпрямляют, чтобы расположить их в двух различных расходящихся от отверстия направлениях, так, чтобы совместно они образовали угол менее 180 градусов величиной. На практике подходящая величина угла составляет примерно порядка 90 градусов. Затем в отверстии размещают соответствующее устройство для сбора нефти, например, скиммер. Кроме того, можно применять простые сепараторы потока и всасывающие устройства, особенно если присутствуют большие количества нефти, которую необходимо собрать. Наконец, в данном способе на нижней стороне льда обеспечивают направляемый бонами поток в сторону отверстия, в области указанного угла, образованного нефтезадерживающими бонами, для перемещения нефти на нижней поверхности льда по направлению к отверстию и устройству для сбора нефти, с целью извлечения нефти.
В данном изобретении поток, направленный к отверстию, обеспечивают, вводя под лед перекачивающее устройство со стороны второго отверстия, сделанного во льду. Это второе отверстие предпочтительно делают в области угла, достаточно удаленной от его вершины, то есть от первого отверстия. Оно может даже выходить за пределы нефтезадерживающих бонов. Кроме того, в области, ограниченной углом, или перед углом можно расположить несколько перекачивающих устройств.
Устройство по изобретению для удаления нефти из-подо льда через сделанное во льду отверстие включает нефтезадерживающие боны, проходящие подо льдом от указанного отверстия в двух различных направлениях и составляющие по отношению друг к другу угол менее 180 градусов. Кроме того, устройство включает устройство для сбора нефти, размещенное в отверстии, и перекачивающее устройство, размещенное по существу на уровне нижней поверхности льда, на некотором расстоянии от отверстия, в области указанного угла, для обеспечения потока, направленного в сторону отверстия, между нефтезадерживающими бонами, в области данного угла. Перекачивающие устройства в области угла могут находиться между нефтезадерживающими бонами или дальше, перед открытой частью угла. Существенным признаком является обеспечение достаточного потока в направлении вершины угла, составленного двумя нефтезадерживающими бонами.
Перекачивающее устройство, которых может быть одно или несколько, может представлять собой вращающийся винт, который размещают подо льдом через второе отверстие, сделанное во льду. Кроме того, можно использовать струю воды или воздуха, направленную подо льдом в нужном направлении.
В способе и устройстве по изобретению нефтезадерживающий бон можно спустить из отверстия под лед, на воду различными способами, которые известны сами по себе. Можно использовать самораскрывающиеся нефтезадерживающие боны, а можно использовать жесткие нефтезадерживающие боны, соединенные друг с другом на концах канатом, чтобы они имели желаемую форму V-образного угла. Кроме того, сначала можно спустить на воду под лед канаты, а затем протащить за канаты боны в виде V-образного угла и на месте привязать их.
Функционирование способа и устройства по изобретению основано на том наблюдении, что, как правило, условия подо льдом являются относительно устойчивыми и спокойными. Таким образом, потоки нефти не могут перемещаться в условия отсутствия ветра и волн; слой нефти, находящийся под нижней поверхностью льда, можно приводить в движение в желаемом направлении даже при использовании меньших по величине потоков и направляющих бонов.
Преимущества данного изобретения
Устройство по данному изобретению обладает значительными преимуществами по сравнению с устройствами существующего уровня техники.
Способ и устройство по изобретению являются простыми и легкими в применении. Применение данного изобретения не обязательно требует нового или специального оборудования. Применяемые нефтезадерживающие боны могут представлять собой любые боны, которые можно достаточно плотно прижать к нижней поверхности льда. Коллектор в отверстии в вершине угла может представлять собой любое устройство, которое достаточно эффективно перекачивает или отделяет нефть. Кроме того, подходящим перекачивающим устройством может быть почти любое устройство, которое заставляет воду двигаться. Простым и подходящим примером является подвесной мотор, размещенный в сделанном во льду отверстии так, что его винт находится на уровне нижней поверхности льда. Другим легким решением является расположенный на льду водяной насос, нагнетающая труба которого направлена, через отверстие во льду, в сторону угла, составленного бонами.
Краткое описание чертежей
Сопровождающий чертеж, который приведен для дополнительного понимания данного изобретения и составляет часть данного описания, схематично иллюстрирует воплощение данного изобретения и, совместно с описанием, помогает разъяснить основные его принципы.
Подробное описание изобретения
В устройстве и способе, приведенном на чертеже, в случае, если подо льдом присутствует нефть, и ее следует удалить, во льду сначала делают отверстие 1. Два нефтезадерживающих бона 2 проводят подо льдом через отверстие 1 так, что они расходятся от этого отверстия 1 в различных направлениях с образованием между собой угла 3. Этот угол должен быть менее 180 градусов. Наиболее приемлемо, если угол составляет порядка 90 градусов, возможно 50-100 градусов, в зависимости от размера очищаемой площади и длины применяемых нефтезадерживающих бонов.
Хорошим способом развести нефтезадерживающие боны непосредственно подо льдом является первоначально протянуть канаты в двух направлениях от отверстия 1 и вывести их наружу на достаточном расстоянии из небольших отверстий 8. Применимые плавучие устройства являются общепринятыми, например, у рыбаков, которые ловят рыбу сетью зимой. Наконец, эти канаты можно использовать для того, чтобы протянуть нефтезадерживающие боны на нужное место и под некоторым углом друг к другу и зафиксировать их между отверстием 1 и небольшими отверстиями 8.
Затем в отверстии 1 размещают устройство 4 для сбора нефти, которое может представлять собой скиммер на основе технологии вращающихся щеток или любое другое устройство, пригодное для отделения и извлечения нефти.
Затем в области открытой части угла 3 делают, по меньшей мере, одно дополнительное отверстие 7, например, примерно между концами нефтезадерживающих бонов или даже дальше. В этом отверстии 7 размещают перекачивающее устройство 6. Это может быть подвесной мотор, применяемый на лодках, водяной или воздушный насос или другое устройство для обеспечения подо льдом потока в желаемом направлении. Следует отметить, что этот поток не обязательно должен быть очень интенсивным. Условия подо льдом обычно являются достаточно стационарными, так что даже небольшой избыточный поток может заставить слой нефти двигаться в желаемом направлении.
Таким образом, в способе и устройстве по изобретению устройство 4 для сбора нефти, находящееся в вершине угла 3, извлекает нефть, втекающую в отверстие 1, создавая слабое всасывание в этом угле. В то же время, перекачивающие устройства 6 направляют нефть к вершине угла 3 с помощью подледного потока 5. Таким образом, под их совместным влиянием нефть движется в направлении коллектора 4, и происходит отделение ее от воды во всей области, ограниченной углом.
Согласно изобретению можно также разместить перекачивающие устройства настолько близко к сторонам угла 3, то есть к нефтезадерживающим бонам 2, чтобы протягивание и закрепление нефтезадерживающих бонов можно было осуществлять с помощью тех же отверстий 7, через которые перекачивающие устройства 6 помещают в области угла 3.
Для специалиста является очевидным, что по мере развития технологии основную идею данного изобретения можно будет осуществить разнообразными путями. Таким образом, данное изобретение и его воплощения не ограничены вышеописанным примером; напротив, они могут изменяться в пределах сущности и объема формулы изобретения.