СПОСОБ СБОРА, УДАЛЕНИЯ НЕФТИ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДОЕМА, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
METHOD OF SKIMMING AND REMOVAL OF OIL FROM WATER RESERVOIR SURFACE, DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для сбора, удаления разливов нефти, нефтепродуктов с поверхности водоемов.
Известен способ сбора нефти (нефтепродуктов) с поверхности воды (водоема), предусматривающий размещение на загрязненном нефтепродуктами водоеме сорбента, сбор, очистку и повторное использование сорбента (Патент РФ №2285769 «Способ сбора нефтепродуктов с поверхности воды и устройство для его осуществления»). Решение характеризуется значительными затратами на приобретение, очистку и утилизацию сорбента, ограниченной эффективностью сбора нефти с поверхности воды в штормовую и дождливую погоду.
Известно изобретение для сбора, очистки поверхности воды от нефти (Патент РФ №2277150 «Способ сбора нефтепродуктов с поверхности воды и установка для его реализации»). Способ предусматривает установку и обвод (ограждение) с судна-нефтесборщика загрязненного участка бонами положительной плавучести, соединение концов заграждения стыковочным приспособлением, позволяющим осуществлять сжатие и локализацию на водоеме пятна нефтяного разлива. Реализация способа также включает использование специализированной установки (устройства) для закачки под локализованный нефтяной разлив воздуха, сбора нефти с поверхности водоема и транспортировки собранной нефти в приемные емкости. Применение данного решения возможно только в летние, безветренные периоды. Его использование включает интенсивное загрязнение воздушной среды летучими углеводородными фракциями.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ сбора, очистки поверхности воды от нефтепродуктов и устройство для его реализации, описываемые в Патенте РФ №2294417 «Способ и устройство для сбора нефтепродуктов с водной поверхности». Способ включает сжатие и локализацию на поверхности водоема нефтяного разлива, его ограждение (локализацию), закачку компрессором под разлив воздуха и удаление пятна разлива в нефтесборник (приемную емкость) под действием разряжения. Устройство для реализации способа включает нефтесборную воронку положительной плавучести, оснащенную регулируемыми поплавками и пригрузами, гибкие шланги, компрессор, вакуум-насос и приемную емкость. Указанное техническое решение принято за прототип. Данный способ не может применяться при наличии волн на поверхности очищаемого от нефти водоема.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение эффективности, расширение возможностей проведения в различных погодных условиях противоаварийных мероприятий - сбор, локализацию, удаление разлива нефти, нефтепродуктов с поверхности водоемов.
Это достигается тем, что способ сбора, удаления нефти с поверхности водоема включает установку с судна-нефтесборщика бонового заграждения, сжатие и локализацию нефтяного разлива на поверхности водоема, регулировку устройства для сбора, удаления нефти с поверхности водоема и закачку под разлив нефти воздуха, сбор, удаление нефти в приемную емкость. При этом воздух перед закачкой под нефтяной разлив охлаждают ниже 0°С, а в процессе сбора, удаления разлива с поверхности водоема поддерживают кинематическую вязкость нефти свыше 20 сСт, создают и сохраняют под нефтяным разливом диспергированный воздухом слой воды с нефтью.
В отношении устройства, необходимого для сбора и удаления нефти с поверхности водоема, указанная задача достигается тем, что заявляемое устройство включает нефтесборную воронку с гибкими шлангами, компрессор, вакуум-насос и приемную емкость. Причем нефтесборная воронка выполнена в виде отдельных, шарнирно закрепленных между собой элементов, оборудована поплавками, пригрузами, сообщающимися между собой герметичными, эластичными вкладышами, а компрессор дополнительно оснащен холодильным агрегатом.
В сравнении с прототипом к существенным признакам заявляемого решения относятся следующие:
- воздух до закачки под нефтяной разлив предварительно охлаждают ниже 0°С;
- в процессе сбора, удаления разлива с поверхности водоема поддерживают кинематическую вязкость в нефти свыше 20 сСт;
- в процессе сбора, удаления разлива с поверхности водоема создают и сохраняют диспергированный воздухом слой воды с нефтью;
- нефтесборная воронка выполнена в виде отдельных, шарнирно закрепленных между собой элементов;
- элементы нефтесборной воронки оборудованы поплавками, пригрузами, сообщающимися между собой герметичными, эластичными вкладышами;
- компрессор дополнительно оснащен холодильным агрегатом.
В отличие от прототипа заявляемый способ позволяет проводить противоаварийные работы при наличии нефтесборной воронки в виде отдельных, шарнирно закрепленных между собой элементов как в безветренные, так и в штормовые периоды года; повысить эффективность работ за счет охлаждения, повышения вязкости нефти и формирования на границе нефть-вода диспергированного воздухом промежуточного слоя.
Таким образом, заявляемое техническое решение, имеющее вышеприведенную совокупность существенных признаков и преимуществ, соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».
Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен план локализованного разлива нефти, судно-нефтесборщик и устройство для сбора, удаления нефти с поверхности водоема, на фиг.2 - разрез того же устройства по А-А.
Предлагаемый способ реализуется следующим образом.
Способ включает подготовительный и основной этапы проведения работ. В составе подготовительного этапа (см. фиг.1) на загрязненной акватории водоема с судна-нефтесборщика 1 устанавливают боновое заграждение 2 и производят сжатие, локализацию нефтяного разлива 3 на поверхности водоема. Одновременно с проведением работ по локализации разлива 3 на судне 1 осуществляют комплектацию, сборку и подготовку к работе специального устройства, включающего гибкие шланги 4 и 14, компрессор 5, вакуум-насос 6, приемную емкость 7 и нефтесборную воронку 8. Следует отметить, что нефтесборная воронка 8 (см. фиг.2) для повышения эффективности сбора, удаления нефти с поверхности водоема выполнена в виде отдельных, шарнирно закрепленных между собой элементов 9, оборудованных индивидуальными поплавками 10 и пригрузами 11, а также сообщающимися между собой герметичными, эластичными вкладышами 12. Компрессор 5, входящий в состав специального устройства, также дополнительно оснащен холодильным агрегатом 13. Окончательную подгонку и регулировку элементов устройства осуществляют с учетом погодных условий, физико-химических показателей нефти. При этом регулируют глубину погружения поплавков 10, пригрузов 11 и в целом плавучесть нефтесборной воронки 8, а также гибкого шланга 4, предназначенного для закачки под разлив 3 охлажденного воздуха, и шланга 14 для удаления нефти из водоема. Подготовленную к работе нефтесборную воронку 8 спускают на воду, шарнирно закрепляют к судну 1, подключают гибким шлангом 4 к компрессору 5, холодильному агрегату 13, а гибким шлангом 14 к вакуум-насосу и приемной емкости 7.
Основной этап противоаварийных мероприятий включает выполнение следующих операций. В процессе движения судна-нефтесборщика 1 навстречу перемещающемуся под воздействием ветра, течения нефтяному разливу 3 компрессором 5 по гибкому шлангу 4 на глубине 0,1…0,2 м от поверхности водоема осуществляют закачку под локализованный разлив 3 заранее охлажденного до температуры ниже 0°С воздуха. В результате, повышают и поддерживают в нефти кинематическую вязкость не менее 20 сСт, а на контакте разлива 3 с подстилающей водой создают и сохраняют диспергированный воздухом слой воды с нефтью 15. Наличие диспергированного слоя 15 позволяет существенно снижать в зоне локализованного разлива 3 силы молекулярного сцепления нефти с водой. После включения вакуум-насоса 6 через эластичные вкладыши 12 и шланги 14 осуществляют удаление нефти из локализованного разлива 3 и подачу ее в приемную емкость 7. Выполнение нефтесборной воронки 8 в виде отдельных, шарнирно закрепленных между собой элементов 9, оснащенных индивидуальными поплавками 10, пригрузами 11 и эластичными вкладышами 12 позволяет осуществлять сбор, удаление нефтяных разливов с поверхности водоемов как при благоприятных условиях, так и в штормовую погоду.
Внедрение предлагаемой технологии позволит повысить эффективность проведения природоохранных мероприятий по сбору, удалению нефти с поверхности водоемов.