УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА НЕФТИ ПОДО ЛЬДОМ
DEVICE FOR GATHERING OIL UNDER ICE

Изобретение относится к охране окружающей среды и предназначено для ликвидации аварийных разливов нефти при технической эксплуатации магистральных нефтепроводов, проложенных под дном реки.
Уровень техники
Известно устройство для сбора нефти и нефтепродуктов вблизи морского или речного дна, в том числе на большой глубине. Устройство состоит из двух частей, первая из которых содержит, по крайней мере, два расположенных один над другим ряда шарнирно соединенных между собой в кольцо труб, связанных вертикальными трубами. К нижнему ряду труб прикреплены трубчатые стойки. Верхний ряд труб и вертикальные трубы закрыты оболочкой из синтетического материала и образуют цилиндрическую конструкцию. Полости всех труб закольцованы и соединены с насосом и компрессором, размещенными на второй части, которая представляет собой устанавливаемые по периметру боковой поверхности цилиндрической конструкции платформы-понтоны, на которых также установлены лебедки, тросы которых имеют возможность прикрепления к трубам нижнего кольца цилиндрической конструкции. К этим трубам также имеют возможность прикрепления пригрузы. На тросах лебедок размещены съемные поплавки, а в верхней части тросов лебедок размещены замковые соединительные элементы (1. Левагин В.М. Устройство для сбора нефти или нефтепродуктов вблизи морского или речного дна, в том числе на большой глубине. Патент РФ 2241804. Опубл.: 14.04.2004).
Известен способ сбора нефти из-подо льда проточного водоема, преимущественно реки, используемый для сбора слоя нефти, расположенного подо льдом. Способ включает локализацию загрязняющего пятна нефти путем установки бонового заграждения, выполнение во льду проруби поперек реки выше пятна нефти относительно течения реки, установку вдоль проруби лебедок. При этом выполняют вторую прорубь поперек реки ниже пятна нефти относительно течения, а на концах поперечных прорубей - продольную прорубь. По краю первой поперечной проруби устанавливают нефтесборный узел, к которому присоединяют троса, свободные концы которых перемещают по продольной проруби и присоединяют к барабанам лебедок, установленных по краю второй поперечной проруби. Нефтесборный узел соединяют с тросами, намотанными на барабаны лебедок, находящихся по краю первой поперечной проруби, опускают его под лед, прижимают к поверхности льда путем накачивания воздуха в его надувные оболочки и перемещают от первой поперечной проруби ко второй (2. Левагин В.М., Левагин Д.В. Способ сбора нефти из-подо льда проточного водоема, преимущественно реки. Патент РФ 2279508. Опубл.: 20.12.2004).
К недостаткам упомянутых изобретений относится громоздкость и сложность конструкций.
Известен способ снижения уровня загрязнения воды нефтью при проколах или разрывах магистрального нефтепровода, представляющий собой защитное сорбирующее покрытие, размещенное на дне реки непосредственно над траншеей. Защитное покрытие содержит сорбент, размещенный в несколько слоев внутри гибкого сетчатого чехла, в верхней части которого между сеткой и сорбентом прокладывается нефтенепроницаемая полимерная пленка. Для прижатия покрытия ко дну к сетчатому кожуху прикрепляются грузы - металлические цепи. Устройство относится к превентивным мерам защиты. Преимуществом предлагаемого сорбирующего покрытия является его постоянная готовность к поглощению нефти при ее появлении. Малая толщина сорбирующего покрытия и его донное размещение способствуют минимизации воздействия потока воды (4. Попов С.Н., Герасимов А.И., Морова Л.Я., Ефимов С.Е. Способ защиты водоемов при аварийных разливах нефти. Патент RU 2435903, E02B 15/04, 07.06.2010).
Известно устройство, предназначенное также для обеспечения превентивных мер защиты водоемов от аварийных разливов нефти в подводных переходах нефтепровода. Устройство выполнено в виде гибкого водо- и нефтенепроницаемого полотна, которое покрывает поверхность траншейного перехода реки магистрального нефтепровода. При этом полотно прижато к грунту грузилами. По направлению течения полотно в нижней части перегнуто. Ширина перегиба полотна больше высоты неровностей рельефа дна. По направлению к берегу от средней части полотна ширина перегиба увеличивается. На концах полотна предусмотрены рукава, из которых возможна откачка нефти в береговые хранилища. Применение устройства позволяет локализовать нефть непосредственно вблизи аварийного объекта. Сбор нефти производится в ограниченном пространстве (5. Попов С.Н., Герасимов А.И., Ефимов С.Е. Устройство для сбора нефти под водой. Патент RU 2471925, E02B 15/04, 10.01.2013).
Поскольку указанные устройства относятся к превентивным мерам защиты водоемов от нефтезагрязнения, т.е. устройства монтируются над возможным местом аварии заранее, то необходим постоянный контроль для проверки их работоспособности. Это и следует отнести к недостатку этих устройств.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является изобретение (3. Трусков П.А., Самойлов Б.В. Устройство для сбора нефти и нефтепродуктов с водной поверхности под ледяным покровом. Патент РФ 2166583. Опубл.: 10.05.2001). Устройство содержит погружаемое под ледяной покров полотнище с присоединенными к нему заполняемым воздухом рукавом и распределенными утяжелителями, насос, компрессор, шланги, тросовую подвеску полотнища и полый металлический стержень, имеющий нейтральную плавучесть в воде. Полотнище выполнено из впитывающего нефть и нефтепродукты гидрофобного материала, имеющего плотность, меньшую плотности воды, и снабжено присоединенным к нему заполняемым водой рукавом. Оба заполняемые воздухом и водой рукава и распределенные утяжелители расположены по контуру полотнища. Утяжелители выполнены с возможностью обеспечения при отсутствии заполнения рукавов соответственно воздухом и водой, близкой к нейтральной плавучести полотнища в сборе, а при заполнении рукавов соответственно воздухом и водой - положительной плавучести полотнища в сборе. Перед приведением устройства в рабочее положение полотнище сложено гармошкообразно с переменным шагом и свернуто в форме цилиндра вокруг полого металлического стержня с возможностью управляемого тросами отсоединения от последнего. Полый металлический стержень может быть снабжен расположенными положенными на его торцах стабилизаторами его положения в текущей воде, а полотнище - датчиками его положения, размещенными в характерных точках контура полотнища. Изобретение обеспечивает эффективный сбор нефтяных загрязнений за счет возможности свободного раскладывания полотнища в горизонтальное положение с приобретением им плоской формы и положительной плавучести, следствием чего является увеличение площади контакта полотнища с поверхностью ледяного покрова при линейном характере контактирования.
Недостаток изобретения - сложность конструкции.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является сбор нефти и нефтепродуктов при аварийных разливах из прокола нефтепровода, проложенного под дном реки, местоположение которого определяется при помощи компактных мобильных устройств с использованием робота-оповестителя.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в ускорении изоляции аварийного прорыва нефти и нефтепродуктов и снижении уровня загрязнения воды.
Существенные признаки, характеризующие изобретение
Ограничительные: сбор нефти и нефтепродуктов с использованием водо- и нефтенепроницаемого материала.
Отличительные: «точечный» сбор нефти из аварийного нефтепровода при помощи компактного мобильного устройства.
Осуществление изобретения
Поставленная цель достигается тем, что в зимнее время при возникновении аварийной ситуации «точечно», то есть конкретно над местом утечки во льду вырезается отверстие с диаметром больше диаметра устройства в сложенном состоянии. Место аварийного прокола нефтепровода указывает робот-оповеститель, задача которого - постоянный контроль безопасной работы нефтепровода.
Устройство через отверстие при помощи троса погружается под лед. Под действием грузов распорки принимают горизонтальное положение, мембрана расправляется и покрывает место возникновения утечки нефти. Поскольку диаметр верхнего фланца выполняется больше диаметра нижнего, распорки находятся в наклонном положении, что обеспечивает расправление мембраны. Вытекающая нефть накапливается под мембраной, по отверстиям, выполненным в штанге, поступает в рукав и перекачивается насосом в накопительную емкость.
Краткое описание чертежа
На рис.1 приведен общий вид устройства, состоящего из полой штанги 3, мембраны 6 с распорками 13, рукава 7, насоса 8, накопительной емкости 9, грузов 10 и троса 14.
Сбор нефти и нефтепродуктов осуществляется следующим образом:
По сигналу робота-оповестителя, контролирующего состояние нефтепровода 1, проложенного под дном реки, на место утечки нефти 2 опускается устройство, содержащее полую штангу 3, в верхней части которой, под фланцем 4, выполнены нефтезаборные отверстия 5. К верхнему фланцу штанги 4 герметично прикреплены внутренний периметр мембраны 6, изготовленной из водо- и нефтенепроницаемого материала и гибкий армированный гофрированный рукав 7 из аналогичного материала, соединенный насосом 8 с накопительной емкостью 9. По внешнему периметру мембраны равномерно распределяются грузы 10, прижимающие ее кромку ко дну водоема. К нижнему фланцу 11 посредством шарниров 12 прикрепляются распорки 13, соединяемые с внешней кромкой мембраны. Для опускания устройства и выемки его из воды к верхнему фланцу прикрепляется трос 14.
Для транспортировки и погружения под лед устройство складывается по аналогии с зонтом.
Использование изобретения позволяет сократить время на устранение аварийного разлива нефти, так как устройство компактно, имеет небольшие размеры и малый вес, транспортировка его на место аварии занимает мало времени, кроме того, ускоряется монтаж за счет сокращения ледорезных работ.