Стационарное боновое заграждение
STATIONARY BOOM

Изобретение относится к области охраны окружающей среды при технической эксплуатации магистральных нефтепроводов и может быть использовано для локализации разлива нефти на открытых реках.
Стационарное боновое заграждение (СБЗ) является средством обеспечения охраны окружающей среды для локализации разлитых на поверхности воды нефти с последующим извлечением.
Стационарные боновые заграждения устанавливаются в акватории рек для сбора нефти при аварийном разливе на подводных переходах магистральных нефтепроводов (ППМН) или при попадании на поверхность реки из магистрального нефтепровода. СБЗ устанавливаются после освобождения реки от льда и эксплуатируются до ледостава.
Конструкция СБЗ обусловлена длительным периодом автономного состояния на реках впадающих в морской залив, морские приливы влияют на направление течения.
Установленные стационарные боновые заграждения в режиме ожидания обеспечивают начало работ по локализации разлива нефти с момента возникновения аварийной ситуации.
Из уровня техники известны различные устройства обеспечения охраны окружающей среды для локализации разлитой на поверхности воды нефти с последующим извлечением. Так из патента RU 157817 U1 (опублик. 10.12.2015), известно боновое заграждение зимнее, которое используется при локализации разливов нефти, нефтепродуктов в зимний период в водоемах (реки, озера, каналы) со скоростью течения не более 1,5 м/с, и при толщине ледового покрова до 1,2 м. Боновое заграждение (зимнее) содержит элементы заграждения, соединенные между собой при помощи гибкого соединителя, замковые элементы заграждения, один из торцов которых имеет П-образный профиль, быстроразъемное соединение, образованное взаимоответными торцами замковых элементов заграждения, упор, расположенный с обеспечением фиксации быстроразъемного соединения в продольном направлении, кожух и защитный экран, наложенные поверх быстроразъемного соединения для его фиксации в поперечном направлении. В верхней части элементов заграждения и замковых элементов заграждения, выполненных в виде оцинкованных металлических листов и снабженных ребрами жесткости, ориентированными в продольном направлении и имеющими угловой профиль, предусмотрены отверстия для установки якорей-зажимов. Гибкий соединитель выполнен из синтетического тканого материала с ПВХ-покрытием, уложенного по меньшей мере в два слоя. Крепление гибкого соединителя, упора и кожуха с защитным экраном к элементам заграждения и замковым элементам заграждения выполнено посредством заклепочных соединений.
Из патента BY 7457 С1 (опублик. 30.12.2005), известно боновое заграждение, которое может использоваться для предотвращения распространения нефти, нефтепродуктов и других нефтяных загрязнений по поверхности водотоков. Боновое заграждение включает секции, каждая из которых содержит поплавок с размещенной внизу юбкой, выполненной из нефтестойкого материала, с нижней кромкой которой соединен тяговый канат, при этом дополнительно содержит свободно висящее гибкое полотно, присоединенное к юбке снизу.
Из патента RU 133150 U1 (опублик. 10.10.2013), известно боновое заграждение (варианты) для локализации разлитых на поверхности воды нефти или нефтепродуктов с последующим извлечением. Боновое заграждение в первом варианте выполнения содержит герметично соединенные между собой при помощи Z-образных замковых соединений секции с цилиндрическими поплавками в виде валиков из вспененного полиэтилена, вставленных в тканевую оболочку с юбкой. По верхнему и нижнему краям каждой секции проложены оцинкованные тросы в специальных карманах тканевой оболочки. На нижнем тросе закреплены пригрузы. Каждый валик из вспененного полиэтилена герметизирован дополнительной полиэтиленовой оболочкой. Пригрузы выполнены из чугуна. Боновое заграждение во втором варианте выполнения содержит герметично соединенные между собой при помощи Z-образных замковых соединений секции с цилиндрическими поплавками в виде валиков из вспененного полиэтилена, вставленных в тканевую оболочку с юбкой. По верхнему и нижнему краям каждой секции проложены оцинкованные тросы в специальных карманах тканевой оболочки. На нижнем тросе закреплены пригрузы. Секции бонового заграждения снабжены пластинами из стеклотекстолита, вваренными вертикально в оболочку в межпоплавковых зонах каждой секции.
Из патента BY 8170 С1 (опублик. 30.06.2006), известно защитное боновое заграждение, включающее секции, соединенные между собой с возможностью перемещения друг относительно друга, каждая из которых имеет корпус и прокладки в местах соединения секций, при этом каждая секция имеет нефтеприемные щели, снабжена двумя сферическими поплавками, симметрично закрепленными по обе ее стороны в центральной части, и шнеком внутри секции, а внешний диаметр прокладки, соединяющей соседние секции, равен диаметру корпуса секции.
Однако вышеуказанные известные решения обладают рядом недостатков, в частности, касающихся оперативности в реагировании на аварийный разлив нефти в водоемах. Задачей заявленного технического решения является устранение недостатков решений известного уровня техники. Технический результат заключается в обеспечении:
- автономной эксплуатации в режиме ожидания для повышения оперативности при реагировании на аварийный разлив нефти в акватории рек с возможностью начать незамедлительный сбор нефти с поверхности воды, не затрачивая время на установку бонового заграждения,
- возможности использования СБЗ на реках в режиме автономного состояния с периодическим осмотром,
- возможности обойтись без берегоукрепительных мероприятий от размыва,
- свободного доступа к собранной нефти с берега (вброд) или с воды (на маломерных судах) при сборе нефти для дальнейшего ее хранения или утилизации.
Заявленный технический результат достигается тем, что стационарное боновое заграждение содержит по меньшей мере две линии заграждения, установленных друг за другом и под углом к направлению течения реки, при этом одна линия заграждения содержит нефтеловушку устанавливаемую в отдалении 20-25 м от берега на мелководье, каждая линия заграждения выполнена из плавающих секций, последовательно соединенных посредством шарнирных соединений, причем каждая плавающая секция имеет длину 11-12 м, выполнена из трубы диаметром 500±30 мм с толщиной стенки 5-8 мм, содержит на торцах заглушки из листового металла толщиной 8-12 мм, при этом плавающие секции снабжены нижним и верхним фартуками гладкими со стороны течения реки, шарнирные соединения со стороны течения реки закрыты эластичными отбойниками из транспортерной ленты по всей высоте бонового заграждения.
При этом один конец каждой линии заграждения закреплен к береговому якорю, а каждая плавающая секция линии заграждения закреплена к донным якорям такелажными сборками.
Кроме того, нефтеловушка с линией заграждения соединена шарнирно и представляет собой карман - накопитель из жестко скрепленных плавающих секций.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 показано стационарное боновое заграждение, содержащее две линии заграждения.
На фиг. 2 показано поперечное сечение плавающей секции линии заграждения.
На фиг. 3 показан вид плавающей секции типа Б1.
На фиг. 4 показан общий вид плавающих секций Б2.1П и Б2.1Л, установленных в прибрежной зоне.
При аварийном розливе нефти использование СБЗ позволяет начать сбор нефти с поверхности воды, не затрачивая время на установку бонового заграждения. Заявленное стационарное боновое заграждение, содержащее две линии заграждения, показано на фиг.1. Линии заграждения выполнены из жестких плавающих секций, фиксируются донными якорями и устанавливаются друг за другом и под углом к направлению течения реки («каскадом»), причем одна линия заграждения содержит нефтеловушку. Каждая линия заграждения выполнена из плавающих секций, последовательно соединенных посредством шарнирных соединений, что позволяет выполнять сбор нефти в акватории рек большой ширины. Фиксация всех элементов бонового заграждения якорными системами от смещения в трех направлениях предоставляет возможность использования СБЗ на реках в режиме автономного состояния.
Гладкая поверхность боновых плавающих секций со стороны течения реки обеспечивает беспрепятственное смещение нефти по поверхности и в верхних слоях воды потоком реки по линии заграждения в сторону нефтеловушки. Использование плавающей нефтеловушки, расположенной на мелководье на незначительном удалении от берега, позволяет обойтись без дополнительных берегоукрепительных мероприятий от размыва и обеспечивает свободный доступ к собранной нефти с берега (вброд) и с воды (на маломерных судах) при сборе разлитой нефти для ее дальнейшего хранения или утилизации.
Плавающая нефтеловушка, используемая для отвода нефти из зоны локализации (от бонового заграждения), соединена с линиями СБЗ шарнирно и представляет собой карман- накопитель из плавающих жестко скрепленных плавающих секций. Из нефтеловушки нефть при локализации разлива нефти откачивается нефтесборщиком, например, в резинотканевый резервуар, расположенный на берегу, или в специальное нефтеналивное судно. Нефтеловушка устанавливается в отдалении от берега, на расстоянии 20-25 метров, на мелководье, во избежание размыва береговой линии.
Расстояние между линиями заграждения должно быть достаточным для прохода малых судов. Проход для малых судов обозначен сигнальными буями.
Силовым несущим элементом каждой плавающей секции линии заграждения является поплавок, выполненный из металлической трубы диаметром 500±30 мм и с толщиной стенки 5-8 мм, обеспечивающей плавучесть. Труба по торцам заглушена металлическими заглушками из листового металла толщиной 8-12 мм на которые крепятся составляющие элементы шарнирных или болтовых соединений.
Плавающие секции соединены между собой шарнирными соединениями, оси шарниров вертикальны для свободного изменения направления линий заграждения по поверхности воды при установке СБЗ. Шарнирные соединения со стороны течения реки закрыты эластичными отбойниками из транспортерной ленты по всей высоте бонового заграждения, болтовые соединения уплотнены шпагатом. Линии заграждения крепятся к береговым якорям, при этом в акватории реки линии заграждения крепятся к донным якорям такелажными сборками, за каждую секцию.
К нижней образующей трубы (1) приварен нижний фартук (2) из стального листа. К верхней образующей трубы/плавающей секции (1) приварен верхний фартук (3). Прочность фартуков при транспортировке и эксплуатации плавающих секций линий заграждения обеспечивается косынками (К1), (К2), установленными равномерно по длине и по торцам плавающих секций и ребрами жесткости по всей длине фартуков (фиг. 2).
Плавающие секции линий заграждения типа Б1 (фиг. 1) устанавливаются на поверхности воды при глубине водотока более 1 м и являются основными плавающими секциями линий заграждения, образующих СБЗ. Общий вид секции типа Б1 показан на фиг. 3.
Плавающие секции Б2.1П и Б2.1Л установлены крайними в линиях заграждения в прибрежной зоне (фиг. 1). По половине нижней образующей трубы (1), дальней от берега, приварен фартук (2) переменной высоты. Фартук выполнен из стального листа, усилен ребром жесткости и косынками (К1.1-1.5) (фиг. 4).