БОНОВОЕ ЗАГРАЖДЕНИЕ ДЛЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ РАЗЛИВОВ НЕФТИ В ВОДОЕМАХ

Полезная модель относится к области экологии, в частности к гидротехническим сооружениям, предназначенным для экстренного ограждения любого участка водной поверхности с целью предотвращения растекания нефти и нефтепродуктов.
Известно заграждение для локализации разливов нефти в водоемах, включающее секции с надувными поплавками в оболочке, снабженной торцевыми уплотнениями и фартуком, а также несущий канат, при этом противоположные концы каждого надувного поплавка снабжены клапаном и штуцером, соединенными снаружи с клапаном и штуцером соседней секции (см., например, устройство по авторскому свидетельству СССР №1465488, опубл. 15.03.89 г., МПК Е02В 15/06).
Недостатком этого устройства является невозможность экстренной установки на водоеме, т.к. для этого необходимо предварительно на берегу последовательно заполнить надувные поплавки сжатым газом, после чего с помощью катера установить заграждение в необходимом месте водоема. При этом из-за потери давления на пружинах каждого из клапанов при последовательном заполнении поплавков требуется обеспечить ступенчатое нарастание давления, что создает сложности в эксплуатации.
Известно также взятое за прототип устройство для локализации разливов нефти в водоемах, включающее заграждение, состоящее из соединенных разъемными замками секций с надувной эластичной оболочкой, фартуком и балластом снизу и расположенным внутри оболочки гибким трубопроводом, снабженным устройством для подачи сжатого газа (см., например, устройство по заявке №2012114607 от 12.04.12 г.).
Недостатком этого устройства является ограниченность эксплуатационных возможностей, в частности оно не может использоваться в качестве универсального аварийного бонового заграждения (ограждения), предназначенного для экстренной установки в любом (заранее не известном) месте водоема (поперек реки или рядом с берегом, вокруг судна, расположенного вдали от берега и т.д.).
Объясняется это конструктивными особенностями заграждения в частности, выполнением устройства для подачи сжатого газа в оболочку каждой секции в виде отверстия в расположенном внутри оболочки трубопроводе. Это же отверстие предназначено и для удаления сжатого газа из оболочки по трубопроводу наружу. В результате известное заграждение не может быть уложено на барабан, т.е. не может находиться в компактном состоянии, удобном для хранения и транспортировки к месту аварии, для ускоренного развертывания-свертывания, например, вокруг судна, а также для оперативного удлинения (в зависимости от размеров нефтяного пятна барабанов с заграждением может быть два и более). Невозможность укладки заграждения на барабан связано с тем, что при наматывании заграждения остатки сжатого воздуха (который постепенно выходит через отверстия в общем трубопроводе) задерживаются внутри оболочек секций, не позволяя приобрести им, необходимую для укладки на барабан плоскую форму.
Полезная модель решает задачу расширения эксплуатационных возможностей бонового заграждения.
Для решения этой задачи известное боновое заграждение для локализации разливов нефти в водоемах, состоящее из соединенных разъемными замками секций с надувной эластичной оболочкой, фартуком и балластом снизу, а также расположенным внутри оболочки гибким трубопроводом, снабженным устройством для подачи сжатого газа, в соответствии с полезной моделью имеет возможность укладки на горизонтально расположенный барабан, начиная с переднего конца каждой секции, для чего устройство для подачи сжатого газа выполнено в виде впускного клапана, а оболочка каждой секции снабжена выпускным клапаном, при этом впускные и выпускные клапаны расположены на задних концах секций, выпускные клапаны расположены на лицевой стороне оболочки, трубопровод имеет возможность сохранения формы поперечного сечения при сдавливании, а источник сжатого газа имеет возможность подключения к трубопроводу первой секции.
По меньшей мере, один разъемный замок заграждения может быть выполнен быстроразъемным.
Техническим преимуществом заграждения является расширение эксплуатационных возможностей, т.к. благодаря выполнению устройства для подачи сжатого газа в виде расположенного в трубопроводе впускного клапана, снабжению оболочек всех секций выпускным клапаном и расположению впускных и выпускных клапанов определенным образом (при котором сжатый газ полностью выходит из каждой оболочки с помощью самого процесса наматывания, и секции последовательно приобретают плоскую форму) оно может быть уложено на барабан, что позволяет выполнять заграждение достаточно большой длины (на нескольких барабанах) и использовать его в качестве надувного универсального аварийного бонового заграждении (ограждения), удобного для хранения и транспортировки, а также имеющего возможность удобного и оперативного разворачивания и сворачивания в различных условиях эксплуатации в любом труднодоступном месте на поверхности водоема для локализации нефтяных пятен различного размера.
Кроме того, возможность укладки заграждения на приводной барабан снижает трудоемкость работ при монтаже-демонтаже на месте аварии, а выполнение одного-двух замков быстроразъемными сокращает время на изменение длины заграждения.
Дополнительным техническим преимуществом заграждения является его надежность, т.к. благодаря выполнению устройства для подачи сжатого газа в виде расположенного в трубопроводе впускного клапана и снабжению оболочек всех секций выпускным клапаном при проколе одной секции оно сохраняет свою плавучесть (а значит, способность предотвращать растекание нефтяного пятна) с помощью остальных секций.
Заявляемая полезная модель обладает совокупностью существенных признаков, неизвестных из уровня техники для объектов аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 - вид спереди на секцию в рабочем положении, на фиг.2 - сечение А-А фиг.1, на фиг.3 - устройство в рабочем положении (оболочка первой секции частично снята).
Заграждение (ограждение) выполнено из (фиг.1, 2, 3) секций 1 (длиной до 30 м), снабженных эластичной надувной оболочкой и соединенных между собой разъемными замками 2.
Внутри оболочки каждой секции имеется гибкий трубопровод 3 с впускным клапаном 4, предназначенным для подачи в оболочку сжатого воздуха от расположенного рядом на берегу водоема (или на палубе судна) компрессора 5 (фиг.3) и поддержания давления в оболочке. Клапан 4 рассчитан на срабатывание при отключении компрессора.
Для оперативного удаления сжатого воздуха при демонтаже заграждения в верхней части оболочки каждой секции имеется (фиг.1, 2, 3) выпускной, клапан 6 с ручным управлением.
Заграждение имеет возможность укладки на барабан 7 (фиг.1, 3). При этом ограждение в целом и каждая секция имеют возможность укладки на барабан, начиная с переднего конца.
Для полного удаления сжатого воздуха из оболочек секций в процессе укладывания на барабан, а также быстрого заполнения оболочек воздухом в процессе снятия с барабана клапаны 4 и 6 расположены на задних концах секций 1 (фиг.1, 3), т.е. на тех концах, которые имеют возможность укладывания на барабан вторыми.
Для ручного управления клапаном 6 он расположен на лицевой стороне оболочки, т.е. на той стороне (фиг.1, 3), которая в момент укладки секции на барабан имеет возможность расположения снаружи.
Трубопровод 3 для сохранения формы поперечного сечения при сдавливании на барабане расположенными выше и ниже секциями выполнен армированным.
Барабан 7 с помощью горизонтальных осей размещается на вертикальных опорах и снабжен приводом.
Для заполнения оболочек секций 1 сжатым воздухом трубопровод 3 первой секции (расположенной внутри на поверхности барабана) соединен с компрессором 5 через отверстие в оси барабана.
Замки 2 (фиг.1, 2) выполнены из двух одинаковых жестких (алюминиевых) половин, соединенных между собой болтовыми крепежными узлами и образующих в положении «замкнуто» цилиндрическое гнездо для размещения втулок 8, соединяющих части трубопровода 3 соседних секций.
Секции 1 имеют (фиг.1, 2) фартук 9 с балластом в виде цепи, расположенной в кармане снизу. Фартук по бокам зафиксирован нижней частью замков 2.
Для создания возможности оперативного изменения длины заграждения перед его монтажом на месте аварии, в частности, один из замков 2 может быть выполнен быстроразъемным (любой конструкции).
Задний конец заграждения снабжен буксировочным тросом, предназначенным для направления заграждения (с использованием специального катера) в процессе его аварийного разворачивания и дальнейшего крепления на берегу (или палубе судна).
Для крепления концов заграждения на берегу имеются анкеры 10 (фиг.3).
Заграждение может быть выполнено многосекционным и благодаря возможности укладки на барабан (которых может быть несколько) иметь длину 250-400 м.
Устройство работает следующим образом.
Заграждение (ограждение), находившееся до аварии в месте хранения в уложенном на барабан 7 виде (задний конец заграждения с буксировочным тросом расположен снаружи), и компрессор 5 с помощью транспортного средства перевозятся к месту аварии и, в зависимости от расположения нефтяного пятна, устанавливаются на берегу водоема (фиг.3) или палубе судна, допустившего разлив нефти.
Затем, к концу трубопровода 3 первой секции подсоединяется компрессор 5 (фиг.1, 3). После включения компрессора сжатый воздух начинает поступать в трубопровод 7 и через впускные клапаны 4 внутрь оболочек всех секций. При этом только оболочка ничем не сдавленной наружной (последней) секции начинает раздуваться с наружного (заднего) конца, на котором расположены клапаны 4 и 6. Наполняемая воздухом наружная секция снимается с вращаемого приводом барабана, в результате чего освобождается от сдавливания вторая секция, и сжатый воздух начинает беспрепятственно поступать в ее оболочку также с наружного конца и т.д.
Секции по мере снятия с барабана из горизонтального положения с помощью балласта переходят в вертикальное и опускаются на воду, а заграждение удлиняется (фиг.1, 3).
В процессе разворачивания заграждения его задний конец с помощью буксировочного троса, конец которого предварительно закрепляется на катере, перемещается в необходимом направлении, и после окончания процесса крепится анкером 10 на берегу (фиг.3) или закрепляется на палубе огораживаемого судна.
После полного разворачивания заграждения компрессор 5 отключается. Под давлением сжатого воздуха внутри оболочек срабатывают все клапаны 4, и оболочки запираются.
После отсоединения трубопровода 3 первой секции от компрессора передний конец заграждения также крепиться анкером 10 на берегу (или закрепляется на палубе судна).
До подачи сжатого воздуха длина заграждения может быть уменьшена или увеличена запасными секциями с использованием разъемных замков 2 и втулок 8. После заполнения сжатым воздухом основной части заграждения оно может быть удлинено дополнительной частью, уложенной на второй барабан и т.д.
При проколе одной из секций заграждение сохраняет свою плавучесть и возможность локализации нефтяного разлива. Поврежденная секция может быть легко заменена на новую с использованием замков 2 и втулок 8.
После устранения разлива нефти в водоеме производится демонтаж устройства: снимается крепление 10 концов заграждения, затем передний конец заграждения крепиться к барабану 7, и включается привод барабана. Оператор вручную открывает клапан 6 первой секции, оболочка которой начинает сдуваться. После удаления большей части воздуха передний конец секции начинает огибать вращающийся барабан, а оболочка постепенно приобретать плоскую форму, т.к. в процессе наматывания секции, остатки воздуха перемещаются к заднему концу оболочки (благодаря сдавливанию воздуха внутри оболочки поверхностью барабана и лицевой стороной оболочки) и через выпускной клапан 6 полностью выдавливаются наружу. К этому моменту вся оболочка становится плоской, первая секция оказывается уложенной на барабан, и ее выпускной клапан 6 закрывается оператором. Аналогичным образом по мере укладки на вращающийся барабан выпускается воздух из оболочек всех секций заграждения.
Барабан с заграждением и компрессор 5 транспортируются к месту постоянного хранения.
Заграждение (ограждение) обладает высокой прочностью на разрыв, обеспечивает максимальное сопротивление волновым и ветровым нагрузкам.
Устройство в соответствии с полезной моделью обладает небольшой стоимостью, высокой надежностью в эксплуатации, удобством и низкой трудоемкостью при монтаже - демонтаже и может использоваться как универсальное боновое заграждение (ограждение) на любом по размеру и месту расположения загрязненном участке водной поверхности для предотвращения растекания нефти и нефтепродуктов.