БОНОВОЕ ЗАГРАЖДЕНИЕ

Полезная модель относится к охране окружающей среды при технической эксплуатации магистральных нефтепроводов, а именно - к средствам локализации разлитых на поверхности воды нефти или нефтепродуктов для последующего траления их к месту извлечения (сорбции).
Известно (RU, авторское свидетельство №1765292 A1) устройство для сбора нефти из-под ледяного покрова путем обеспечения локализации нефтяного пятна и подтягивания его к нефтеприемнику, включающее пропущенные под ледяной покров боновые заграждения. Недостатками данного устройства является невозможность перекрытия всего поперечного сечения реки, что влечет за собой протечку нефти вниз по течению: область применения устройства ограничена размеченной и ограниченной четырьмя вертикальными направляющими площадкой, по периметру которой перемещаются под водой эластичные полотна бонового заграждения.
Известно (RU, патент №39899 U1) используемое для предотвращения растекания нефти и нефтепродуктов по поверхности воды боновое заграждение, которое, в случае заполнения поплавков секций водой, можно использовать в ледовых условиях. Боновое заграждение включает соединенные между собой отдельные секции. Следует отметить низкую надежность состоящего из надувных или заполняемых водой цилиндрических поплавков бонового заграждения, которое быстро выходит из строя в случае повреждения поплавков в результате порезов и т.п.
Известно (RU, авторское свидетельство №1465488 U1) ограждение для предотвращения растекания нефти и нефтепродуктов по поверхности воды, включающее отдельные герметично соединенные между собой секции. При использовании данного бонового заграждения, состоящего из секций с заключенными в оболочку цилиндрическими надувными поплавками, отсутствует плотное прилегание полотна заграждения к нижней кромке льда (на нижней кромке льда образуются торосы, выступы и т.п.), в результате чего наблюдается просачивание нефти между бонами и нижней кромкой толщи льда и выход ее на поверхность ледяного покрова.
Известны также выпускаемые кустарным способом и применяемые отечественными нефтяными компаниями в период ледостава боновые заграждения, выполненные из соединенных между собой по высоте резиновым уплотнителем листов железа. Готовая конструкция устанавливается в ледовый канал и фиксируется на поверхности льда металлическими скобами, вставленными в отверстия, просверленные в верхней (надводной) части конструкции.
К недостаткам данной конструкции следует отнести:
а) относительно большой вес конструкции, что осложняет работы в зимних условиях на льду;
б) недостаточно жесткая фиксация ее в ледовом канале, осуществляемая только в верхней надводной части (нижняя подводная часть конструкции остается незакрепленной), что на реке, даже с относительно небольшим течением, может привести к изгибу подледной части бонового заграждения и проходу нефти ниже места локализации.
Известно __) техническое решение «"EXTREME" COLD WEATHER OIL SPILL RESPONSE TECHNIQUES», при использовании которого для локализации в зимний период нефти и нефтепродуктов на поверхности воды используют вставленные в ледяной пропил и наложенные внахлест друг на друга листы фанеры, закрепленные по поверхности льда металлическими штырями, вставленными в отверстия, просверленные в надводной части листов фанеры. Основные недостатки данной конструкции обусловлены выбором материала заграждения, в качестве которого используется подверженная деформации в процессе намокания фанера, и отсутствием надежного соединения листов между собой. Указанные недостатки приводят к появлению зазоров, через которые проходит нефть. Следует отметить, что данная конструкция подходит только для одноразового использования.
Наиболее близким по совокупности сходных существенных признаков является, принятое за прототип, известное () зимнее боновое заграждение ОАО «ЦАСЭО»-«ЭКОСПАС», которое предназначено для улавливания и локализации нефтяного «пятна» на реках в период ледостава. Зимние боны состоят из отдельных секций, соединенных между собой системой замковых соединений. Полотно секции боновых заграждений выполнено из морозостойкого полимерно-тканевого материала с двусторонним ПВХ-покрытием. К недостаткам данной конструкции, препятствующим получению нижеуказанного технического результата, относится значительный вес несущей конструкции из стальных труб, обеспечивающей устойчивость секций бонового заграждения в вертикальном положении.
Задача, на решение корой направлена заявляемая полезная модель, заключается в модернизации существующих боновых заграждений для локализации нефти при ее разливе под ледяным покровом для последующего ее перемещения к месту сбора.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении настоящей полезной модели, состоит в создании конструкции бонового заграждения, обладающего простотой сборки и монтажа, надежностью и долговечностью.
Указанный технический результат достигается за счет того, что боновое заграждение, состоит из, по крайней мере, одной секции, включающей комплект металлических опорных стоек, каждая из которых закреплена вертикально в консоли соответствующей Г-образной посадочной стойки, устанавливаемой своим опорным концом в лунку вдоль ледового канала, и полотна, которое за установленные в нем люверсы зафиксировано на опорных стойках, причем нижняя подледная часть каждой опорной стойки изогнута по радиусу в направлении против течения.
Заявленная конструкция бонового заграждения состоит из отдельных секций, каждая из которых представляет собой комплект из деталей трех номенклатур (опорная стойка, Г-образная посадочная стойка и полотно). Сборка и последующая установка секции бонового заграждения с легкостью осуществляется обученным персоналом вследствие простейшего способа соединения конструктивных элементов с применением стандартных крепежных деталей.
Как правило, каждая опорная стойка имеет в верхней (надледной) части ряд технологических отверстий для регулировки ее положения в консоли посадочной стойки по высоте в зависимости от толщины льда и крепления ее в консоли при помощи шпильки с фиксатором. Возможность регулировки положения заграждения по высоте относительно поверхности льда позволяет его использовать при толщине льда до 1100 мм. Указанный способ соединения несущих деталей заграждения обеспечивают жесткое и надежное крепление всей конструкции на поверхности льда.
Незначительный вес заграждения в собранном виде объясняется низкой металлоемкостью деталей заграждения: изготовлением опорных стоек из полого металлического профиля и выполнением посадочных стоек Г-образной формы.
Полотно бонового заграждения крепится на опорных стойках за установленные в нем люверсы с помощью поворотных замков (скоб). Поворотные замки в верхней и нижней частях стоек на прилегающей к полотну стороне установлены таким образом, что расстояние между ними по продольной оси стойки равно кратчайшему расстоянию между двумя рядами люверсов по верхнему и нижнему краям полотна бонового заграждения.
Изготовление полотна бонового заграждения из полимерно-тканевого материала с двухсторонним ПВХ-покрытием обеспечивает его многократное использование. Данный качественный материал обладает высокой прочностью на разрыв, гладкой поверхностью, износостойкостью, гибкостью и сохраняет свои рабочие качества при температуре - 45°C. В качестве замены допускается применение для полотна следующих синтетических материалов: ингибированный ПВХ, полиэфироуретан, полиуритан, полиэфирное волокно и нейлон.
Сущность полезной модели поясняется чертежами:
Фиг.1 - полотно секции бонового заграждения;
Фиг.2 - вертикальная опорная стойка;
Фиг.3 - посадочная стойка;
Фиг.4 - установленная секция бонового заграждения (стрелкой показано направление течения);
Фиг.5 - установленная секция бонового заграждения (фото).
Ниже, на примере конкретной конструкции бонового заграждения серии «Рубеж-зима-150» (далее - БЗ «Рубеж»), предназначенного для улавливания и локализации нефтяного пятна на реках в период ледостава, приводятся сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с достижением вышеуказанного технического результата.
БЗ «Рубеж» состоит из отдельных секций, каждая из которых представляет собой конструкцию из следующих комплектующих элементов:
- полотно 1;
- комплект (6 штук) вертикальных опорных металлических стоек 2, придающих полотну вертикальное положение и достаточное натяжение;
- комплект (6 штук) посадочных стоек 3 для установки вертикальных стоек вдоль ледового канала;
- система крепежа (шпильки с фиксаторами, поворотные замки).
В Таблице приведены основные габариты и технические данные одной секции БЗ «Рубеж».
Таблица
Параметры
Ед. измерения
Значение
Высота:
мм
- общая (h)
1460
- надледная (h1)
от 200 до 900
- подледная (h2)
300
Длина секции
м
15+/- 0,5%
Вес полотна секции в транспортном положении, не более
кг
20
Вес металлических стоек в транспортных сумках, не более
кг
30
Общий вес 1 секции БЗ, не более
кг
50
Объем 150 погонного метра БЗ в транспортном положении
м куб.
Допустимый диапазон температуры окружающей среды при эксплуатации и хранении БЗ
°C
-40 - +40
Полотно 1 (фиг.1) каждой секции БЗ «Рубеж» представляет собой сваренный из морозостойкого полимерно-тканевого материала с двусторонним ПВХ-покрытием цельный кусок длиной 15300 мм и шириной 1400 мм. Края полотна подогнуты и заварены термосваркой. По всей длине полотна с интервалом 3 м, соответствующим расстоянию между опорными стойками, установлены пары люверсов 4 для фиксации полотна на опорных стойках.
Вертикальная опорная стойка 2 (фиг.2) изготовлена из стального квадратного полого профиля сечением 25/25 мм с толщиной стенки 3 мм. Нижняя подледная часть стойки имеет изгиб (R~100 мм) для увеличения жесткости. В верхней (надледной) части каждой стойки выполнен ряд технологических отверстий 5 с шагом 100 мм для регулировки ее положения в консоли 6 посадочной стойки (фиг.3) 3 по высоте в зависимости от толщины льда и фиксации ее в консоли с помощью шпильки. На обоих концах опорной стойки со стороны прилегания к ней полотна приварены два поворотных замка (скобы) 7, предназначенные для прикрепления к стойке полотна. Расстояние между центрами поворотных замков равно расстоянию между верхним и нижним рядами люверсов на полотне. Количество используемых опорных стоек определяется длиной секции бонового заграждения, при этом расстояние между стойками выбирается таким образом, чтобы исключить провисание полотна.
Выполненная в виде кронштейна посадочная Г-образная стойка 3 предназначена для крепления в ней вертикальной стойки с полотном и последующей установки ее опорного конца в лунке ледового покрова. Фиксация вертикальной опорной стойки в консоли посадочной стойки осуществляется при помощи шпильки с фиксатором.
Постановка БЗ «Рубеж» допускается на установившемся ледовом покрове при толщине льда, обеспечивающей безопасное проведение работ. Ледовый канал проходит ниже нефтяного пятна под углом относительно течения. Угол установки бонового заграждения зависит от скорости течения реки.
Сборка и постановка БЗ «Рубеж» (фиг.4-5) производится в следующей последовательности:
- прорезать ледовый канал шириной 20 см под углом не более 30 градусов к берегу реки;
- уложить полотно вдоль канала на расстоянии 40-50 см от кромки;
- в зависимости от толщины льда выбрать отверстие в вертикальной стойке для ее крепления в посадочной стойке;
- соединить посадочную стойку с вертикальной: вертикальную стойку зафиксировать в консоли посадочной стойки шпилькой с фиксатором;
- пристегнуть полотно к стойкам, продев поворотные замки в соответствующие люверсы (стойки располагаются под полотном) полотна;
- напротив каждой вертикальной стойки в 30 см от кромки ледового канала высверлить лунку;
- установить опорный конец посадочной стойки в лунку, опустив при этом изогнутый конец вертикальной стойки с пристегнутым полотном в ледовый канал;
- аналогичным образом опустить остальные опорные стойки секции, обеспечивая натяжение полотна путем поворота посадочных стоек в лунках.
При установке следующей секции крайние участки полотна соединяют внахлест и пристегивают к одной вертикальной стойке.
Извлечение бонового заграждения производится в обратной последовательности.
Рекомендуется использовать боновое заграждение серии «Рубеж-зима-150 на водных объектах со скоростями течения до 1.0 м/с и наиболее целесообразно при толщине льда от 25 до 90 см. После проведения оперативных работ с использованием бонового заграждения, или перед вскрытием ледового покрова на реке (при длительной упреждающей постановке бонового заграждения), Боновое заграждение необходимо извлечь изо льда вырезкой, выдавливанием и т.п.
Предлагаемая конструкция бонового заграждения обеспечивает его надежное крепление и оперативное развертывание на реке в период ледостава. Боновое заграждение серии «Рубеж-зима-150 может применяться как в процессе оперативной ликвидации аварийных разливов нефти на водных объектах в зимний период, так и может быть установлено постоянно (вморожено в лед) на наиболее опасных, с точки зрения возможности аварийных утечек нефти, участках рек.