Способ сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды. Собрать нефть с воды


Методы ликвидации допущенных загрязнений вод морей и рек

К настоящему времени наметились три основные направления очистки загрязненных вод морей и рек, а именно: механический сбор с поверхности вод мусора и нефтяных пленок, химическое воздействие на нефтяные пленки и биологическое разложение пленок.

Наибольшее распространение получил первый — механический метод. При таком методе небольшие специальные суда или плавучие агрегаты выполняют разные по степени сложности операции — от простого сбора с поверхности воды плавающего мусора до улавливания и сепарации нефтепродуктов. Собранный мусор и нефтесодержащие воды передаются на береговые станции для уничтожения и утилизации. Учрежденные в пароходствах инспекции контролируют соблюдение требований по предотвращению загрязнения гидросферы.

В настоящее время во всех основных речных и морских портах Советского Союза работают такие суда, обеспечивая очистку акваторий портов от мусора и нефтяных пленок, имеются самоходные баржи для приема контейнеров с производственным мусором от транспортных судов и большие зачистные плавучие станции. Созданы соответствующие береговые устройства.

Для ликвидации аварийных разливов нефти в акваториях и открытом море созданы оперативные штабы, которые принимают экстренные меры к устранению последствий таких разливов, для чего используются все имеющиеся средства. Оперативные штабы проводят периодические учения и тренировки для проверки работоспособности технических средств и приобретения навыков членами аварийных команд. Однако небольшие нефтесборщики для ликвидации аварийных разливов нефти (особенно крупных) малоэффективны.

Во многих странах продолжаются работы по изысканию надежных и эффективных средств для очистки водной поверхности. Накопленный опыт в этой области велик и многообразен, полученные результаты неоднозначны. За последние 15—20 лет в разных странах испытано довольно много средств и методов удаления нефтяных пятен с воды. Одни из них менее удачны, другие — более.

На первых порах, в частности во Франции, для удаления нефти пятно посыпали опилками или торфом, а затем полученную смесь собирали сетями.

В 1968 г. в Швеции был испытан более совершенный способ удаления нефтяного пятна с помощью прочной бумаги, захватывающей нефть и не впитывающей воду. Рулон такой бумаги диаметром 2,4 м устанавливали на носу катамарана, бумажную полосу пропускали между корпусами к корме, где ее закрепляли на вращающемся валу. По мере движения катамарана по загрязненной акватории бумажная полоса, касаясь воды, впитывала нефть и наматывалась на вал. Использованную бумагу сжигали. Такую же бумагу пытались просто расстилать на воде, чтобы не допустить загрязнения нефтью берегов. Однако этот способ очистки оказался все же дорогим и при больших загрязнениях требовалось много бумаги.

Лаборатория компании «Шелл» в Гааге для снятия нефтяной пленки с поверхности воды создала пористый материал, который после впитывания нефти выжимали специальной машиной. По расчетам, полоса длиной 300 м за сутки удаляет 100 т нефти. Однако проблемой остался поиск материала, который хорошо впитывал бы нефть, не впитывал воду и сохранял свою структуру после многократного выжимания.

В Швеции как будто бы удалось найти такое решение. В 1975 г. здесь проводилось испытание нового нефтесборщика, в носовой части которого имелось отверстие для забора загрязненной воды, поступающей затем на непрерывную ленту, проложенную вдоль судна. На этой ленте нефть отделяется от воды и направляется в соответствующие емкости, а очищенная вода сбрасывается через отверстие на корме. По расчетам, такое судно может собрать с поверхности моря 5—10 т нефти в час. В 1976 г. в шведском порту Норчёнинг начали регулярную работу катамараны, построенные по такому же принципу, но каждый катамаран длиной 12 м имеет четыре очистительные ленты, что существенно повышает их производительность.

В последнее время в Швеции создан новый мусоронефтесборщик также в виде катера-катамарана, но между корпусами его смонтирован ленточный конвейер со стальной перфорированной лентой, отличающейся повышенной адгезией к маслянистым веществам. Передний конец конвейера наклонен и затоплен. При движении катера движущаяся лента захватывает плавающий мусор и сбрасывает его в специальный бункер. Вода стекает через отверстия, а нефть прилипает к ленте и соскабливается специальными пластмассовыми скребками в особую емкость.

Во Франции создан легкий мусоросборщик массой 6 т, который с помощью специального винта, приводимого в движение дизелем мощностью 73 кВт, засасывает плавающий мусор и собирает его в контейнер. Сборщик предназначен для очистки акваторий портов и в рабочем состоянии движется со скоростью 5,5 км/ч, а в транспортном — 15 км/ч.

Для сбора нефтяных продуктов французские конструкторы создали также установку с небольшим гребным винтом в полом цилиндре, который в погруженном состоянии создает как бы воронку и туда втягивается нефть. При диаметре винта 1 м установка может собирать до 5000 л нефти в час, а при диаметре 2 м — до 15 тыс. л в час.

В конце 1973 г. в заливе Сан-Франциско (Калифорния, США) демонстрировался аналогичный аппарат, собирающий нефть с поверхности воды. Он представлял собой плавающий баллон с приемным устройством, действующим по принципу пылесоса. Однако производительность этого устройства была невысокой.

В ФРГ еще в 1975 г. была выпущена серия из 12 небольших судов — сборщиков нефти. Длина судна 15 м. Рабочая скорость (при очистке) 4 узла, ходовая — 8 узлов. Загрязненная вода втягивается насосом в корпус и после двукратного фильтрования через грубый и тонкий фильтры сбрасывается в море, а отделенная нефть собирается в емкость В час сборщик очищает 30 тыс. м2 водной поверхности.

Один из новейших проектов, разработанных в ФРГ (1983 г.), предусматривает создание системы максимальной производительностью 600 т/ч. Система включает нефтесборщик в виде погруженного до уровня поверхности воды отстойника, удерживаемого тремя понтонами и оборудованного двумя насосами. Один из этих насосов непрерывно откачивает воду со дна резервуара отстойника, создавая перепад уровней и обеспечивая поступление нефтяной пленки с водой с поверхности моря; второй насос (по мере накопления толстого слоя нефти в резервуаре) откачивает нефть в танкер, который буксирует нефтесборщик. Для повышения производительности системы предусматривается применение бонового заграждения, передвигаемого синхронно с нефтесборщиком двумя небольшими буксирами, с целью концентрации нефти на линии сбора и предотвращения растекания ее по поверхности воды.

Один из советских нефтесборщиков испытывался в США и показал очень высокие результаты: при спокойной воде судно собирает 95% разлитой нефти, при волнении сепарация нефти достигает 65%. Было признано, что эти параметры превосходят все известные образцы нефтесборщиков подобного рода. В СССР построено и работает уже более 200 нефтесборщиков такой системы.

В последнее время Черноморское центральное проектноконструкторское бюро Министерства морского флота СССР разработало новую систему удаления нефтяных разливов с воды. Она состоит из поплавкового устройства, пришвартованного к борту вспомогательного судна, и двух боновых линий, расходящихся от судна-нефтесборщика под углом в виде римской цифры V. При движении нефть, захваченная боновыми заграждениями, концентрируется у нефтесборщика и отсасывается в емкости. При пленке толщиной 1 мм производительность системы составляет 8 м3 нефти в час.

Сложный комплекс работ может выполнять судно «Светломор», созданное на базе достаточно крупного танкера. Оно используется прежде всего как мощная зачистная станция, но может быть привлечено для борьбы с аварийным разливом нефти в акватории порта или в открытом море. При одном проходе это судно очищает полосу шириной 24 или 60 м, а при использовании выносных боновых ограждений — до 250 м. Максимальная производительность «Светломора» может достигать 400 т в час.

При движении судна собирающаяся между плавучим ограждением и корпусом судна нефть с водой сливается через приемные окна (расположенные на уровне ватерлинии) в отстойные танки, откуда вода откачивается мощными насосами, а собранная нефть направляется в грузовые танки судна. Специальные приспособления в выносном устройстве позволяют удерживать нефть при высоте волны до 1,5 м. В транспортном положении бортовые приемные окна закрывают щитами. Кроме того, «Светломор» имеет оборудование для химического воздействия на нефтяную пленку путем распыления специального порошка (диспергента), когда невозможно (из-за сильного волнения) или нецелесообразно (из-за ничтожной толщины пленки) пользоваться основным методом очистки поверхности воды. Полоса обработки при этом составляет около 60 м.

В ФРГ разработан оригинальный проект судна (для сбора нефти с воды) в виде крупного танкера с двумя разделяющимися корпусами. Во время нормального плавания корпуса примыкают друг к другу и составляют как бы обычное судно. Для сбора с воды нефтяного слоя корпуса разводятся в виде римской цифры V до образования угла 65°, при котором носовые части расходятся на 80 м. Двигаясь в таком положении со скоростью 3 узла, сборщик с полосы 80 м сгоняет нефть в кормовую часть, откуда она засасывается в судовые емкости. При толщине пленки 2 мм производительность достигает 800 м3 нефти в час. За рабочую смену (7 ч) такое судно может собрать примерно 5 тыс. м3 нефти, а за сутки — около 15 тыс. м3. Эксперименты показали возможность работы этого нефтесборщика при высоте волны до 3 м.

Главное преимущество такой конструкции — возможность сбора нефти без дополнительных средств для ее охвата, т. е. без боновых заграждений.

При проливе нефти в реку или море, что имеет место не только при авариях с судами, но и во время погрузки-выгрузки, а также при заправке судов топливом, возникает необходимость как можно быстрее локализировать нефтяное пятно на поверхности воды. С этой целью предложено несколько устройств. Так, одна из английских фирм разработала гибкую нейлоновую трубу длиной более 500 м, которая ставится легким быстроходным судном на воду с подветренной стороны и охватывает нефтяное пятно с трех сторон. Когда ветер загонит нефть в созданное ограждение, судно может отбуксировать его в район, где второй аппарат — морской сборщик собирает нефть с поверхности и направляет ее по трубопроводу в танкер. Производительность сборщика 100 т в час.

Во Франции испытывалось аналогичное устройство, но вместо нейлоновой трубы здесь применялась цепочка поплавков (бонов), связанных полиэтиленовыми тросами. По данным печати, такое ограждение позволяет держать слой нефти толщиной 10—12 см, затем ее откачивают центробежным насосом по трубопроводу в емкость.

В практике работы морского флота СССР нашли применение боновые заграждения: Их устанавливают в профилактических целях вокруг танкеров, находящихся под погрузкой или разгрузкой, а также для ограждения судов, принимающих топливо. При нахождении судна у причала боновое заграждение может охватывать его полукольцом, концы которого крепят к береговым сооружениям. Нефтяное пятно на поверхности воды может быть ограждено с подветренной стороны или со стороны, противоположной течению, в целях предотвращения растекания. В необходимых случаях пятно окружают замкнутым кольцом. В таком виде его можно тралить (перемещать) со скоростью не более 0,5 узла.

Первые боновые заграждения создал судоремонтный завод в Баку, выпустивший в 1974 г. 10 комплектов этих устройств.

Одна из новейших систем, разработанных Черноморским центральным проектно-конструкторским бюро, представляет собой цепочку длиной 84 м, состоящую из 15 звеньев (секций) по 5,6 м каждая. Секции изготовляются из легкого синтетического материала и на плаву образуют барьер высотой около 250 мм над поверхностью воды. Соединение секций в одну цепь производится с помощью замков, позволяющих быстро и надежно связать соседние звенья на берегу или на воде.

Для ограждения акватории морского порта от загрязнения нефтепродуктами в районе Стокгольма (Швеция) применен воздушный барьер, который создается перфорированными шлангами, погруженными в воду. При подаче воздуха в шланги образуется стена воздушных пузырьков, препятствующих растеканию нефти. Первый шланг как бы предварительный, а второй окончательно сдерживает большие пятна нефти. Подобную систему разработали также английские специалисты. Преимущества воздушных барьеров против поплавковых состоят в том, что они не создают препятствий для движения судов в районе пятна.

Идет поиск автоматических систем для сбора разлитой нефти. В одном из таких проектов предусматривается постановка вокруг аварийного танкера бонового заградительного пояса, а затем сбрасывание с вертолетов или самолетов (на парашютах) свернутых резервуаров из гибкой прочной синтетической ткани емкостью до 50 т. При опускании на нефтяное пятно такой резервуар автоматически разворачивается и при помощи имеющегося на нем насоса и приемного шланга начинает засасывать нефть. По заполнении резервуар буксируют к месту выгрузки нефти.

Во многих странах мира ведется разработка также физико-химических методов удаления нефтяных пятен с поверхности рек и морей. Так, в Нидерландах было создано судно «Геопотис», предназначенное для удаления нефтяных пленок с поверхности воды. Это судно — землесос — оборудовано двумя штангами до 20 м длиной, которые размещены в середине судна с обоих бортов. На штангах имеется 40 патрубков с отверстиями, по которым на загрязненную поверхность выбрасывается песок, предварительно обработанный специальным химическим реагентом. Попадая на нефтяную пленку, каждая песчинка адсорбирует нефть (обволакивается нефтью) и увлекает ее на дно. При одном проходе судно захватывает полосу около 40 м. Компания «Шелл», испытавшая судно у берегов Нидерландов, отметила достаточную быстроту уничтожения нефтяного пятна.

Аналогичный эксперимент, проведенный в водах Кувейта, показал, что пленка, состоящая из 100 т нефти, может быть затоплена за 45 мин. Чистый песок забирается землесосным оборудованием со дна моря (реки, озера) в районе пятна или в ближайшей от него точке. Землесосное судно, способное взять 10 тыс. т песка, может за двое суток затопить 10 тыс. т разлитой нефти. Судно может работать при волнении до 5 баллов.

Разработаны химические препараты — абсорбенты, которые в виде порошков или жидкостей распыляются над нефтяной пленкой. Абсорбенты поглощают нефть, но, вступая с ней в реакцию, разлагают ее, образуя новые, как правило, небезвредные (а иногда и более токсичные, чем нефть) химические соединения, которые остаются в воде, в свою очередь загрязняя ее. Целесообразность применения абсорбентов заключается в том, что они создают условия для окомкования нефти и способствуют разрушению нефтяного слоя, который перекрывает поступление кислорода воздуха в воду, загрязняет побережье, губит водоплавающих птиц и морских животных.

К категории химических реагентов для борьбы с разливами нефти относятся и так называемые диспергенты — вещества, снижающие поверхностное натяжение нефтяной пленки и разбивающие ее на капельки. В результате улучшаются обменные процессы с атмосферой и проникновение солнечного излучения, а также ускоряется разложение нефти. Но продукты распада, какая-то доля нефти и самого реактива остаются в толще воды или выпадают на дно. В этой связи, а также из-за токсичности самих химических средств борьбы (реагентов) эти методы могут применяться только в определенных экологических условиях и при обстоятельствах, угрожающих более тяжелыми последствиями.

Ведутся поиски новых препаратов. Польские ученые предложили порошок, который, впитывая нефть, остается на плаву и может быть удален с поверхности воды. Аналогичные свойства имеет шведский материал, полученный из отходов бумажной промышленности. Отталкивая воду, он впитывает в 7 раз больше нефти, чем его собственная масса. После сбора комков и отжатия нефти остающиеся брикеты используют в качестве топлива. В Великобритании испытан реагент, превращающий нефть в каучукообразную массу, комки которой сравнительно легко убираются с поверхности воды.

Перспективным, хотя и во многих отношениях проблематичным, способом нейтрализации нефтепродуктов, попавших в воду, следует признать биологический метод. Здесь намечаются, по крайней мере, три основных направления поисков. Прежде всего это очистка вод с помощью растений, которые усваивают определенные загрязнители, содержащиеся в воде, в том числе и углеводороды. Об экспериментах такого рода упоминалось в главе «Транспорт и гидросфера». Использование этого метода принципиально возможно для биологической нейтрализации нефтесодержащих, например, балластных вод в акваториях портов.

Второе направление состоит в поиске и исследовании живых существ, способных улавливать и перерабатывать загрязнители воды, в первую очередь углеводороды. В этом плане наибольшим вниманием биологов и биохимиков пользуются моллюски, и в частности мидии. Изучение процессов их жизнедеятельности показало, что моллюски производят большую работу по фильтрованию воды. Так, крупный моллюск может пропустить через себя и очистить до 70 л воды в сутки. Проблема заключается в том, чтобы отыскать такие виды моллюсков или других живых существ и целенаправленно их использовать для очищения воды от загрязнителей. Одним из таких возможных моллюсков-санитаров считают дрейссену, которая расселилась, в частности, в Московском море. При пропуске через себя воды она усваивает питательные вещества и выбрасывает ненужные, минерализуя их. Миллиарды таких моллюсков уже сегодня выполняют полезную работу, хотя и приносят новые проблемы, забивая своими колониями водозаборы и другие гидротехнические сооружения.

Третье направление — поиск анаэробных бактерий, которые в условиях реки или моря могли бы быстро размножаться на углеводородах, плавающих в воде (и растворенных в ней), и перерабатывать их в полезные или нейтральные для гидросферы вещества. К настоящему времени открыты микроорганизмы, которые перерабатывают определенные виды углеводородов в белок. На этом принципе у нас и за рубежом работают крупные заводы микробиологической промышленности по производству кормового белка.

Однако в качестве питательной основы для этих микроорганизмов пригодны только определенного вида углеводороды, а процессы синтеза белка успешно проходят при соблюдении особых температурных и других условий.

Выше мы рассмотрели способы очистки вод от мусора и нефти. Однако для рек и пресноводных озер, в особенности тех, воды которых используются для питья, существенное значение имеет предупреждение загрязнения их взвешенными частицами ила, глины, песка. Такое загрязнение возникает, в частности, при выемке песка и гравия из русел рек и со дна озер. При подъеме этих материалов землесосными снарядами в виде пульпы и погрузке их в самоходные суда или баржи часть пульпы переливается через борта, замутняя воду на 100—300 м вниз по течению (на реках) от места разработки.

Для предотвращения такого загрязнения организациями Министерства речного флота РСФСР разработано несколько вариантов специальных приспособлений, которые позволяют при погрузке сбрасывать за борт лишь осветленную воду. Оборудование, испытанное в Ленинградском речном порту в 1979—1980 гг., позволило снизить содержание взвешенных частиц ила, глины, песка в сливаемой воде в 100 раз. При этом оборудовании на 5—10 м от загружаемого судна поверхность воды остается практически чистой.

В отдельных случаях разработка донных отложений песка и гравия полностью запрещается.

Еще один вид загрязнения гидросферы — загрязнение отработавшими газами энергетических установок речных и морских судов в результате их непосредственного попадания в воду или попадания загрязнителей из воздуха.

Научно-исследовательские и конструкторские учреждения морского и речного флота изыскивают новые, более совершенные системы очистки отработавших газов. В частности, разработанная и испытанная Институтом проблем машиноведения АН УССР система очистки отработавших газов для крупных пассажирских и грузовых судов речного флота основана на сравнительно простом принципе гидравлической очистки с использованием забортной воды, которая, находясь в нейтрализаторе в распыленном состоянии, очищает проходящие через нее газы. По мере накопления продуктов неполного сгорания загрязненную ими воду перекачивают в специальную цистерну с последующей их сдачей на береговые очистные сооружения или плавучие установки. Для малотоннажных грузовых и пассажирских судов считается более целесообразным использовать газоочистители (нейтрализаторы) каталитического типа, а на скоростных судах (на подводных крыльях и на воздушной подушке) антидымные и антитоксичные присадки к топливу.

Существенно снизить загрязнение атмосферы отработавшими газами можно при применении более «чистых» видов топлива (например, газа) и полностью исключить, применяя водород. Однако современные трудности, связанные со свойствами, получением и использованием новых видов топлива, рассмотренные применительно к автомобильному и городскому транспорту, не позволяют считать большинство из них реальными в обозримой перспективе. Аналогичное заключение можно сделать и в отношении применения для движения судов электроэнергии. Вместе с тем для небольших речных судов внутригородского обращения типа «речных трамваев» использование электротяги от аккумуляторов технически вполне реально, хотя экономически эта проблема пока не изучена. В США, ФРГ, Швейцарии находится несколько десятков прогулочных электроходов небольшой вместимости (50—70 человек), обращающихся со скоростью до 15 км/ч. У нас в стране имеются предложения создать опытный электроход на базе городского теплохода типа «Москва» на 220 человек.

Немаловажное значение имеет система мер, направленных на предотвращение загрязнения окружающей среды в районах морских и речных портов. При перегрузке массовых навалочных грузов (угля, руды, удобрений, сахара-сырца и пр.) в результате значительного пылеобразования не только теряется большое количество грузов, но и наносится большой ущерб окружающей среде. Применение специализированных комплексно-механизированных причалов с закрытыми трассами передачи груза, оборудованными специальными пылеулавливающими устройствами, галереями, в которых проложены ленточные конвейеры, дают возможность уменьшить ниже допустимых пределов концентрацию пыли.

Строительство надежных крытых межсезонных хранилищ и складов для грузов подобного рода предотвращает его нежелательное рассеяние в окружающей среде. Создание твердых покрытий на площадках и проездах в портах позволяет организовать их механизированную уборку и также направлено на снижение экологической опасности.

Таким образом, проблема улучшения экологических характеристик водных видов транспорта решается путем соответствующего оборудования береговых служб и флота, который относительно немногочислен по сравнению с парками транспортных средств других видов транспорта и легко подвергается контролю. Вместе с тем благодаря наибольшей грузоподъемности судов по сравнению с транспортными средствами всех других видов транспорта особую важность приобретает проблема безопасности мореплавания и сокращения потерь груза в результате аварий.

Водные виды транспорта относительно незначительно загрязняют непосредственно воздушный бассейн или литосферу, однако возможность загрязнения ими гидросферы носит глобальный характер. В то же время, несмотря на постоянный рост флота, объемов перевозок и грузооборота водных видов транспорта, намечается явная тенденция к сокращению его негативного воздействия на окружающую среду, хотя многие проблемы еще ждут своего решения.

Источник: И.Я. Аксенов, В.И. Аксенов. Транспорт и охрана окружающей среды. Изд-во «Транспорт». Москва. 1986

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

www.activestudy.info

Устройство для сбора нефти с поверхности воды

 

Полезная модель относится к области нефтедобычи. Устройство для сбора нефти с поверхности воды, содержащее корпус в виде емкости с нефтезаборной щелью для перетекания нефти с поверхности воды внутрь корпуса, полость которого сообщена с вакуумной насосной установкой. При этом корпус выполнен в виде лотка, от боковой стенки которого сформирована развитая по площади отбортовка в виде поверхности для образования положительной плавучести, плоскость которой перпендикулярна вертикальной оси, проходящей через дно лотка, над отбортовкой размещена емкость с плоским дном, связанная перемычками с отбортовкой для образования нефтезаборной щели между отбортовкой и дном емкости. 1 ил.

Полезная модель относится к области нефтедобычи и может быть использована для сбора нефти с поверхности воды. При разработке нефтесодержащих скважин неизбежны выплески нефти, попадающей в водоемы и растекающейся по поверхности воды большим пятном. Полезная модель может быть использована для сбора и удаления с поверхности воды нефти и нефтепродуктов в труднодоступных водоемах очистных сооружений, технических резервуарах и природных водоемах.

Большие потребности в нефтепродуктах вызвали необходимость в исключительно больших количествах нефти и ее производных, перевозимых морем или по рекам. Принятие эффективных мер безопасности, хотя и сделало возможным уменьшение опасности загрязнения окружающей среды, к сожалению, не исключает того, что случайно могут иметь место распространение более или менее значительных количеств нефтепродуктов на поверхности воды. Эти распространения могут нанести вред окружающей среде, который может даже быть очень серьезным в связи с тем, что углеводородные вещества, более легкие по сравнению с водой, имеют тенденцию к распространению по большим поверхностным площадям, образуя на этой же самой водяной поверхности слой, который предотвращает взаимодействие кислорода с атмосферой, с нанесением в результате вреда жизни морских организмов. Удаление углеводородных продуктов, диспергированных в воде, связано со значительными трудностями, главным образом связанные с тем, обстоятельством, что более летучие компоненты испаряются, в то время как более тяжелые фракции и клейкую эмульсию, трудно удаляемую с помощью известных методов, остается в виде пятна на воде.

Известно устройство для удаления нефтепродукта с водной поверхности, содержащее корпус, средства для разгона разделяемых жидкостей, кольца, диаметр которых меньше диаметра корпуса, входное и отводные отверстия (РСТ, заявка №90/12156, E02B 15/04, 1990).

Недостатком данного устройства является низкая производительность, т.к. неэффективен подвод разделяемых жидкостей, наслоение обработанных и поданных на обработку объемов жидкости. Недостаточная степень очистки при неустоявшемся соотношении объемов жидкостей ввиду отсутствия отделения обработанной жидкости от необрабатываемой.

Наиболее близким к предлагаемой разработке является устройство для сбора нефти с поверхности воды, содержащее шнек, помещенный в цилиндрический корпус с продольной щелью, к которому с торца присоединен отстойник без дна, спаренный с нефтенакопительной емкостью, причем корпус шнека, отстойник и нефтенакопитель разделены плавучими подвижными перегородками, верхние кромки которых выше ватерлинии устройства. Установка надежно работает при сборе с поверхности воды пленочной нефти любой толщины (SU №1752864, Е02В 15/04, 1992).

Однако данное техническое решение не позволяет обеспечить сбор нефти с полного угла (угол 360°), т.е. всей окружающей установку поверхности, что снижает эффективность работы нефтесборщика и ограничивает возможность увеличения производительности. Кроме того, установка не снабжена защитными средствами от поверхностных загрязнений нефтяного пятна мусором и т.д. что также отрицательно сказывается на стабильной работе нефтесборщика.

Настоящая полезная модель направлена на решение технической задачи по приданию корпусу положительной плавучести за счет выполнения его в виде лотка с развитой по площади отбортовкой и формирование щели для перетекания нефти в корпус при исключении попадания в корпус воды и мусора с поверхности нефти.

Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эффективности и упрощении конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для сбора нефти с поверхности воды, содержащем корпус в виде емкости с нефтезаборной щелью для перетекания нефти с поверхности воды внутрь корпуса, полость которого сообщена с вакуумной насосной установкой,

корпус выполнен в виде лотка, от боковой стенки которого сформирована развитая по площади отбортовка в виде поверхности, плоскость которой перпендикулярна вертикальной оси, проходящей через дно лотка, над отбортовкой размещена емкость с плоским дном, связанная перемычками с отбортовкой для образования нефтезаборной щели между отбортовкой и дном емкости.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.

На фиг.1 - показано устройство для сбора нефти с поверхности воды.

Согласно настоящей полезной модели предлагается конструкция устройства (фиг.1) для сбора нефти с поверхности воды, которое содержит корпус 1 в виде емкости с нефтезаборной щелью 2 для перетекания нефти 3 с поверхности воды 4 внутрь корпуса. Полость корпуса трубопроводом 5 сообщена с вакуумной насосной установкой (не показана). Корпус выполнен в виде лотка, от боковой стенки которого сформирована развитая по площади отбортовка 6 в виде поверхности, плоскость которой перпендикулярна вертикальной оси, проходящей через дно лотка. Над отбортовкой размещена емкость 7 с плоским дном, связанная перемычками с отбортовкой для образования нефтезаборной щели 2 между отбортовкой и дном емкости.

Устройство для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды работает следующим образом.

Устройство (фиг.1) размещают на поверхности водоема с разлитой нефтью и нефтепродуктами. Так как корпус обладает положительной плавучестью, то при его размещении на поверхности нефти корпус несколько утопится в нефти и воде и будет удерживаться на плаву так, что его отбортовка будет располагаться в слое нефти. Если плавучесть слишком

высока, то возможно нагрузить корпус размещением в емкости дополнительного груза.

После регулировки погружения устройства включают вакуумный насос, при этом нефть устремляется между дном емкости и отбортовкой в полость лотка по щели 2. Попадая в корпус нефть стекает в лоток, заполняет его и оттуда откачивается по трубопроводу с нефтесборник.

Так как нефть всегда находится в виде слоя на поверхности воды, то регулировкой пригруза корпуса обеспечивают такую плавучесть, при которой лоток утапливается и располагается отбортовкой в нефти или, в крайнем случае, на поверхности воды. Такая конструкция устройства обеспечивает сбор только нефти без воды.

Так как мусор и другие загрязнения находятся на поверхности нефти, а корпус расположен притопленным в слое нефти, то этот мусор не попадает в лоток, а скапливается вокруг емкости и может быть удален скребками или другими инструментами.

Сбор нефти осуществляют перемещением корпуса по пятну нефти до тех пор, пока вся нефть не будет собрана. В этом случае корпус остается на плаву на воде, но его отбортовка располагается выше уровня поверхности воды, что исключает попадание воды в лоток.

Ожидаемый экономический эффект от использования заявляемого устройства обеспечивается а счет снижения энергетических и трудовых затрат при сборе нефти и нефтепродуктов с поверхности водоемов за счет четкого разделения нефти и нефтепродуктов от воды в момент их сбора.

Настоящая полезная модель промышленно применима, изготовлена и в рамках опытной эксплуатации была использована для сбора нефти на разработках нефтяных скважин в Сургутском районе Ханты-Мансийского АО.

Устройство для сбора нефти с поверхности воды, содержащее корпус в виде емкости с нефтезаборной щелью для перетекания нефти с поверхности воды внутрь корпуса, полость которого сообщена с вакуумной насосной установкой, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде лотка, от боковой стенки которого сформирована развитая по площади отбортовка в виде поверхности, плоскость которой перпендикулярна вертикальной оси, проходящей через дно лотка, над отбортовкой размещена емкость с плоским дном, связанная перемычками с отбортовкой для образования нефтезаборной щели между отбортовкой и дном емкости.

poleznayamodel.ru

сбор разлитой нефти с поверхности воды

С позиции экологической безопасности более предпочтительны механические способы сбора разлитой нефти - путем ограничения ее распространения и применения специальных нефтесборщиков и сепарационных установок. Основными техническими средствами локализации нефтяного загрязнения являются боновые заграждения, и в настоящее время их известно около 150 видов. Они не только локализуют разлив, но и обеспечивают эффективную очистку данной поверхности от нефти (например, сорбционные боны), а специальные сепара-ционные устройства приводят еще и к отделению собранной нефти от воды. Для выполнения нефтесборных работ широко применяются скиммеры: олеофильные (дисковые, барабанные и щеточные), вихревые и центробежные, пороговые, комбинированные (например, олеофильные диски и порог в одном корпусе скиммера), абсорбционные скиммеры (вертикальные или горизонтальные), отличающиеся лишь принципом сбора нефти и нефтепродуктов.[ ...]

Сбор нефти с поверхности воды при помощи нефтесборщика состоит из двух операций — задержания нефти и сбора ее. Разлитая на поверхность воды нефть задерживается боновыми заграждениями, удерживаемыми на плаву двумя якорями. Для спуска и подъема боновых ограждений используется лебедка, смонтированная на якорных секциях.[ ...]

Для сбора разлитой по поверхности воды нефти используют высокомощные насосы, снабженные гибкими плавучими рукавами и сплющенными насадками для забора поверхностной пленки. Но даже если нефть собрана в заграждении, она образует очень тонкую пленку, которую трудно удалить без захвата большого количества воды. Кроме того, вибрация рукавов и насадок при волнении и даже при легкой зыби сильно осложняет сбор нефти. Поэтому в настоящее время разрабатывают различные устройства для концентрирования нефти, увеличения толщины ее пленки. На рис. 94 приведена принципиальная схема устройства Рейнверф-та. В нем вода откачивается из основания воронки, чтобы обеспечить поток над водосливом. Устойчивое положение устройства достигается с помощью понтонов. Такая конструкция в стандартном варианте эффективно работает при высоте волны до 10 см и может удалять максимум 10 т/ч. нефти при диаметре воронки 1 м.[ ...]

Рассматривая вопросы сбора разлитой нефти с поверхности моря и сохранения при этом живых ресурсов моря, О. Г. Миронов отмечает, что наиболее приемлемыми следует считать механические методы, которые позволяют собирать нефть с поверхности моря и в последующем ее утилизировать или уничтожать на берегу. Что касается использования различных диспергаторов для ликвидации нефтяных разливов, то в этих случаях нефть, погружаясь на дно, не только отрицательно воздействует на бентоносные организмы (устрицы, мидии и др.), но и вызывает интенсивное загрязнение. Объясняется это тем, что во многих случаях токсичность соединений диспергаторов с морской водой оказывается выше, чем токсичность самой нефти.[ ...]

Патент Канады предусматривает сбор разлитой по поверхности воды нефти с помощью диатомовой земли при соотношении объемов земли и нефти от 3:1 до 1:1. Образующийся глинообразный материал опускается на дно водоема. Смесь диатомной земли с сеном, соломой, торфом в сочетании с адсорбированной нефтью плавает на поверхности не меньше недели.[ ...]

Главным требованием, предъявляемым к материалам, сорбирующим углеводороды нефти, является наличие у сорбента пористой структуры с гидрофобной поверхностью. Таким требованиям в полной мере отвечает новый нефтесорбент “Ресорб-4” - пористая, рыхлая, сыпучая крошка с размером частиц - 5-7 мм. При положительной температуре 1 кг сорбента поглощает 10 кг разлитой нефти [9, 131]. Для сбора нефтяной пленки толщиной 1 мм (на 1 м2 водной поверхности приходится 1 л нефти) требуется 100 г поглотителя. При контакте поглотителя с чистой водой в соотношении 1:100 в течение 1-5 суток он не влияет на окраску воды, не придает воде посторонних запахов и привкуса, не вызывает опалесценции и ценообразования, не угнетает процессы биохимического потребления кислорода [9]. Готовый поглотитель обладает высокой плавучестью, что обеспечивает предотвращение опускания частиц поглотителя на дно водоема.[ ...]

Сорбент “СИНТАПЭКС” в исходном волокнистом состоянии обладает, как и все остальные виды диспергированных поглотителей, недостаточно высокой технологичностью, так как распределение его по поверхности воды или грунта для поглощения разлитого нефтепродукта, а затем сбор пропитанного нефтью или нефтепродуктом сорбента становятся достаточно проблематичными, например, с поверхности воды — при помощи сетей, сжимающихся по периметру обработанного загрязнения, или иными методами, которые практически исключают механизацию работ. Для сбора пропитанного сорбента требуются большие затраты ручного труда.[ ...]

Проведенные исследования показали, что распространенные дешевые отходы типа соломенной и камышовой сечки, торфа, мхов обладают вполне приемлемым нефтепоглощени-ем и ненамного уступают по эксплуатационным характеристикам специальным зарубежным поглотителям нефти; однако их наиболее целесообразно использовать для сбора разлитой нефти с поверхности почвы, а не воды, когда гигроскопичность поглотителя имеет существенное значение.[ ...]

ru-ecology.info

Как собрать пролившуюся нефть | uDuba.com

Новый впитывающий материал, разработанный в Сибирском федеральном университете, собирает разлившуюся нефть в 10 раз лучше других сорбентов.

Разлив нефти становится бедой для любой экосистемы, и, к сожалению, несмотря на все усилия нефтяников, такие разливы всё ещё случаются – как неизбежный «побочный эффект» работ по нефтедобыче. Впрочем, способ исправить ситуацию есть – нужно просто собрать разлившуюся нефть. Для этого существуют различные сорбентные материалы, прочно удерживающие нефть на своей поверхности: нефть переходит на сорбент, и в результате почва или вода очищаются, а собрать сорбент с впитавшейся нефтью сравнительно просто.

Сорбент «Униполимер» на поверхности воды.

Сорбент «Униполимер» на поверхности воды.

Но сорбенты бывают разные (сейчас в мире их существует более ста разновидностей): одни собирают больше нефти, другие меньше, третьи проще собирать с места бедствия, когда они выполнят свою работу. Исследователи из Сибирского федерального университета создали сорбирующий материал «Униполимер», который не только восстанавливает гидросферу и почву после экологических катастроф, но и обладает рядом уникальных свойств, отличающих его от российских и зарубежных аналогов. Во-первых, у него бОльшая нефтеёмкость – он может впитать в семьдесят раз больше собственного веса и стоит при этом в 1,5–2 раза дешевле. Во-вторых, красноярский экосорбент максимально экологичен – его получают в безотходном производстве, а из отработанного сорбента можно делать топливные брикеты или использовать его в качестве смолистых добавок к асфальтовым смесям.

Некоторые виды сорбентов, собирая нефть, оставляют в почве вредные химические вещества. Напротив, модификация «Униполимера», названная «Униполимер-Био», ничего такого после себя не оставляет и вообще полностью разлагается в течение 3–4 месяцев – если какая-то его часть и останется несобранной, никакого вреда от неё не случится. Наконец, ещё одно преимущество «Униполимера» состоит в том, что он плохо горит, то есть сорбент можно успешно использовать при пожаре, чтобы ограничить очаг возгорания нефтепродуктов – с ним загоревшиеся нефтепродукты проще тушить, причём сорбент действует намного эффективнее воды и современных противопожарных пенообразователей.

По словам Владимира Мелкозёрова, главного технолога предприятия «СибЭкосорб СФУ», где разрабатывали «Униполимер», работа над проектом началась ещё в 2011 году, и тех пор разработчики успели получить более десяти патентов, восемь дипломов российских и международных выставок и ряд других наград. Это один из примеров успешной реализации концепции импортозамещения: технология разработана в Красноярске, и само производство находится здесь же.

Красноярский «Униполимер» – единственный материал такого рода, который прошёл международную аккредитацию и оказался внесён в реестр Госстандарта РФ, у него есть международный паспорт безопасности, выданный в соответствии с международным стандартом ISO-14000. Это значит, что его можно использовать во всех странах с жёсткими требованиями к экологической и пожарной безопасности. (К слову, все прочие сорбенты, которые выпускаются у нас, не прошли государственную экологическую экспертизу, то есть не имеют паспорта безопасности и сертификата пожарной безопасности; кроме того, большинство образцов российского производства так и не нашли широкого применения: они слишком дороги, малоэффективны, их сложно производить и использовать, а после использования бывает непросто собрать и утилизировать.)

На сегодняшний день с сорбентом серии «Униполимер-М» работают такие компании, как «Роснефть», ООО «РН-ВАНКОР», «ТРАНСНЕФТЬ», Красноярская железная дорога (филиал ОАО «РЖД»), ФБУ «Администрация «Енисейречтранс», ОАО «Красноярский речной порт», МЧС России, РОСМОРРЕЧФЛОТ, «ТАТНЕФТЬ», Таймырская нефтяная компания, «НОРНИКЕЛЬ». По словам Игоря Щербакова, начальника отдела промышленной безопасности ОАО «Нефтепродукт», «сорбент ученых СФУ очень эффективен и зарекомендовал себя с исключительно положительной стороны. Мы его применяем как при очистке почв, так и при сборе нефтепродуктов с поверхности воды».

Надо думать, что в будущем красноярскую технологию ждёт ещё больший успех – сейчас исследователи начали работу над новой серией сорбентов «Униполимер», которые можно будет применять для очистки окружающей среды от нефти и нефтепродуктов в зонах Крайнего Севера.

По материалам пресс-службы СФУ.

www.nkj.ru

uduba.com

Способ сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды

Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к локализации и сбору нефти или нефтепродуктов с водной поверхности. Используют нефтеприемную емкость и впитывающий нефть материал, выполненный в виде губки из пенополиуретана. Губку из пенополиуретана закрепляют на гибкой сетке и прошивают швами в продольном и поперечном направлениях. Сетку с губкой накладывают на пятно разлива и устанавливают посредством вертолета с вертлюгом-токосъемником, с огибающим сетку и с закрепленным с ней гибкими связями основным боновым заграждением меньшего диаметра с наружной стороны гибкой сетки с губкой. Сетку с губкой закрепляют подтягивающими приспособлениями к судну-нефтесборщику. С наружной стороны основного бонового заграждения меньшего диаметра используют дополнительное боновое заграждение большего диаметра, которое прикрепляют по меньшей мере к двум буксирам, выполненным в виде плавучих транспортных средств на пневмопотоке. В качестве движителя применяют нагнетательное устройство в виде импеллера, воздух из сопла которого подают под углом к днищу плавающего средства в виде пневмоканала, создающего гидродинамическую струю высокого давления. Подсоединяют сопло импеллера с возможностью соединения его трубкой с ресивером давления, размещенным на палубе буксира на пневмопотоке. Через трубку с краном его соединяют с полостью бонового заграждения большего диаметра, причем последнее выполнено в виде пневмопровода с соплами, направленными внутрь в сторону ограждаемого основного бонового заграждения меньшего диаметра, связанного с сеткой с губкой. Обеспечивается повышение эффективности и надежности сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к охране окружающей среды и предназначено для локализации и сбора пятна нефти или нефтепродуктов на водной поверхности, в том числе мощного его потока на любой водной поверхности. Возможно использование изобретения для ликвидации и сбора аварийных разливов нефти вокруг морских и речных нефтеналивных терминалов, морских нефтеналивных танкеров, морских буровых платформ, на мелководье береговых участков прибрежной полосы территории, которым угрожает разлив нефти.

Предпосылки создания изобретения

Число транспортных судов с нефтью в мировых морях непрерывно растет, и, следовательно, риск разлива нефти стал выше, чем когда-либо. Если произошел разлив нефти, наиболее важным ответным фактором является быстрота. Чем быстрее область разлива нефти можно изолировать, а нефть собрать с поверхности воды, тем меньше проблемы, которые могут возникнуть для природы и людей, и тем самым ниже стоимость спасательной операции в целом.

В настоящее время известны различные нефтезадерживающие боны, которые можно относительно быстро сбросить в воду с корабля или с вертолета. Подобным образом, для удаления нефти с поверхности воды тем или иным способом известны различные нефтесборники и эквивалентные коллекторы нефти на основе щеточной технологии, а также различные отсасывающие устройства.

Однако существующие устройства спроектированы для проведения работы в две стадии, когда сначала предотвращают распространение нефти и эффективно ограничивают его на конкретной площади с помощью бонов. Затем нефть удаляют с этой ограниченной поверхности. Активизация устройств для удаления нефти обычно требует длительного времени, поскольку надо ввести в действие различные емкости для сбора или же нефтесборники или эквивалентные устройства для сбора. Медленный запуск операции по сбору часто приводит к ситуации, когда некоторое количество нефти уходит, погодные условия становятся неблагоприятными и сбор приходится отложить, надеясь только на то, что до этого времени нефть будет оставаться в пределах области, ограниченной бонами.

Следует важным отметить то, что в настоящее время опубликовано в интернете «Губка нефти» (Сайт): http: //www.nanonewsnet.ru/news/2017/sozdana-gubka-sposobnaya-Ochistit-okean-Of-nefti-nefteproduktov.

На данном сайте отмечено, что нефть и продукты ее переработки на сегодняшний день являются основными загрязняющими океанов нашей планеты - а это связано с нефтью. Ежегодно в воды осознанно сбрасывается от 8 до 20 миллионов баррелей нефти. И ученые довольно долго ломали себе голову над тем, как можно эффективно и недорого очистить воду от пролитых нефтепродуктов.

Специалисты Аргонской национальной лаборатории при Министерстве энергетики США разработали совершенно новое поколение губок, которое мало того, что пригодно к многоразовому использованию, так еще впитывают нефть и продукты ее переработки не только с поверхности воды, но даже под водой. Разработка получила название «Oleo Sponge». После того как губка впитывала в себя нефть, ее отжимают на специальных станках, после чего она вновь становится пригодной для работы. В основе губки лежит обычный пенополиуретан, отлично впитывающий жидкости. Основная проблема заключалась в том, что этот материал не различал между собой обычную воду и маслянистую нефть, впитывая то и другое. Именно поэтому исследователям пришлось несколько модифицировать пенополиуретан, применив процесс под названием «синтез последовательной инфильтрации». Губка начала отдавать предпочтение именно маслянистым жидкостям, впитывая их, оставляя при этом воду снаружи. При этом новая губка впитывает не только нефть и продукты ее переработки, но также дизельное топливо и всевозможные масла различного происхождения - у нее широкая сфера применения, но конструктивная схема применения еще на практике не решена.

Известен способ разделения несмешивающихся жидкостей с различным удельным весом и устройство для его осуществления, включающий гравитационный отстой смеси в емкости и отвод раздельных фаз за пределы емкости, и что после накопления слоя легкой фазы в зоне отстоя при гетерогенном состоянии фаз осуществляют вывод фаз в накопители, причем о начале и окончании вывода тяжелой и легкой фаз из зоны гравитационного отстоя судят по положению переходного слоя, при этом соотношение мощностей слоев разделяемых фаз выдерживают пропорциональным их удельным весам, а отвод разделенных фаз осуществляют из накопителей тяжелой и легкой фаз отдельными потоками (Патент RU №2048644, кл. C02F 1/40 от 20.11.1995).

Однако известный способ отделяет только жидкость, составляющих эмульсию после накопления слоя легкой фазы при гетерогенном состоянии фаз, кроме того, должно выдерживать соотношение мощностей их слоев, выдерживая пропорциональными их удельным весам, а затем отвод разделенных фаз осуществляют через накопители отдельными потоками. Кроме того, основным недостатком также является отсутствие возможности впитывать только нефть и нефтепродукты различного происхождения, по сравнению с вышесказанным.

Известен способ очистки поверхностей от нефти и нефтепродуктов, включающий обработку поверхностей дисперсным полимеросодержащим композиционным материалом с последующей регенерацией или утилизацией отработанного продукта, в котором в качестве полимера используют линейный полимер с неограниченной степенью набухания в нефтепродукте, нанесенной на инертный наполнитель (Патент, RU №2471041, Е02В 15/04, C02F 1/28, C09K 3/32, B01J 20/32 от 02.03.2011).

Недостатком данного способа также является то, что на месте разлива нефти и нефтепродуктов помещают для получения сорбента, при этом дополнительно доставляют в емкостях, в одной из которых находится линейный полимер с неограниченной степенью набухания в нефтепродукте. Однако, как уже было отмечено выше, данный процесс применения материала не может отделять и впитывать только маслянистую жидкость различного происхождения без смешения с водой. Он не может отдавать предпочтение именно маслянистым жидкостям, впитывая их, оставляя при этом воду снаружи. Это одна из основных проблем известного материала.

Известно также устройство для сбора нефти с поверхности воды, включающее гибкое боновое заграждение, один конец которого соединен с буксиром, другой - с нефтесборщиком, имеющим средство откачки нефти. На внутренней стороне бонового заграждения размещено гибкое листовое полотнище с возможностью съема (Авторское свидетельство SU №1537749, к. Е02В 15/04 от 03.01.1990).

Недостатком известного устройства является то, что оно недостаточно эффективно при сборе разливов нефти или нефтепродукта и не позволяет осуществить оперативный сбор нефти или нефтепродукта, в частности из-за невозможности приведения его в рабочее состояние в относительно короткий промежуток времени, а также для объектов с различными скоростями течения воды, кроме того, не приспособлено для мелководья береговых участков прибрежной полосы территории, которым угрожает разлив нефти. Кроме того, не предусмотрена более эффективная подгонка нефти (направленное движение) к впитывающему материалу, заключенному на гибкой сетке с губкой и связанной с основным боновым заграждением малого диаметра, огибающего наружную сторону сетки с подтягивающими приспособлениями.

Известно также устройство для локализации плавающих загрязнений, включающее боновое заграждение, закрепленное соединительным концом на плавсредстве. Указанное боновое заграждение снабжено разъемным соединительным элементом, состоящим из двух частей, одна из которых закреплена на носовой части плавсредства, другая - на свободном конце бонового заграждения с возможностью механического сопряжения одной части с другой. При этом боновое заграждение выполнено полым и соединено с источником сжатого воздуха (Авторское свидетельство SU №1759235, кл. F02B 15/04 от 30.08.1992).

Данное устройство недостаточно эффективно в работе, так как осуществить замыкание бонового заграждения, особенно в период волнения на водной поверхности, достаточно сложно. Кроме того, это устройство для сбора нефти непригодно для локализации и сбора нефти на большой площади. Другим недостатком является то, что оно имеет ограниченную область применения, например около береговых терминалов или в закрытых акваториях, требует наличия автономных буксировочных средств для подтягивания бонового заграждения, но не приспособлено для мелководья береговых участков прибрежной полосы территории, которым угрожает разлив нефти. Кроме того, не предусмотрена более эффективная подгонка нефти (направленное движение) к впитывающему материалу, заключенному на гибкой сетке с основным боновым заграждением малого диаметра, огибающего наружную сторону сетки с подтягивающими приспособлениями.

Известно также средство для быстрого наполнения рукава бонового заграждения, осуществляемого посредством баллончиков с газом CO2 или другим газом, расположенным на юбке бонового заграждения (Патент US №5197821 от 30.03.1993). Однако данное наполнение требует времени и мгновенно в этом случае этот процесс произойти не может. Что касается размещения бонового ограждения на судне-перевозчике, то известно, что боновое ограждение может храниться в одном месте в собранном виде (Патент US №5197821).

Кроме того, известно из источников, что боновое ограждение должно быть закреплено на судне, и причем с помощью легко отсоединяющихся креплений. Однако все это касается судов специального назначения, предназначенных для ликвидации последствий аварий.

Известно также устройство для локализации сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды, содержащее судно-нефтесборщик со средствами откачки нефти, полое гибкое боновое заграждение, соединенное одним концом с буксиром, оно содержит второй буксир, к которому присоединен другой конец бонового заграждения, судно-нефтесборщик выполнено в виде катамарана, корпуса которого прикреплены к расположенному между ними каркасу, внутри которого на вертикальных осях, имеющих приводы, расположен ряд барабанов по длине каркаса и, по крайней мере, два ряда барабанов по его высоте, а на каждый барабан намотана отдельная лента бонового заграждения, имеющая на концах соединительные элементы для механического сопряжения с соседними лентами, при этом боновое заграждение выполнено с возможностью соединения его с источником сжатого воздуха и выпуска из них воздуха. Боновое заграждение имеет возможность отсоединения от буксиров и замыкания его в кольцо (Патент RU №2249078, кл. Е02В 15/04 от 27.03.2005).

Изобретение обеспечивает достаточную эффективность локализации и сбора нефти или нефтепродуктов за счет охвата большой площади их разлива и оперативности развертывания бонового заграждения, а также за счет возможности одновременного свертывания другой его части.

Однако указанное устройство в сочетании со специальным буксиром представляет собой специальное средство ликвидации уже произошедшей экологической аварии, которое приходит на помощь судну, например, потерпевшему аварию, через какое-то время. При этом необходимо, чтобы устройство-буксир отдельно могло присоединить к своему концу боновое заграждение, при этом на буксирах дополнительно размещают компрессоры для накачивания воздуха в полости бонового заграждения, что достаточно громоздко и сложно в эксплуатации. Кроме того, для дополнительной подкачки воздуха в полость бонового заграждения требуется размещение дополнительного еще компрессора, который необходимо устанавливать на катамаране-нефтесборщике для заполнения воздухом боновых заграждений, но для этого нужно не только большое его количество, но и времени, соответственно, затраты на заполнение бонов в больших объемах, когда воздух будет постоянно расходоваться, выходя из боновых заграждений. В результате чего отсутствует мгновенное постоянное заполнение бонов, например, в ситуации, в которой должна быть предусмотрена более эффективная подгонка нефти (направленное движение) к впитывающему материалу, заключенному на гибкой сетке (губка), оснащенной основным боновым заграждением малого диаметра, и огибающему наружную сторону сетки с подтягивающими приспособлениями. В результате чего, отсутствует мгновенное постоянное заполнение (пополнение) в ситуации постоянного расхода сжатого воздуха при необходимости непосредственно окольцовывать места потенциальной утечки нефти или нефтепродуктов, или пятна на большой площади при волнениях на море для предотвращения распространения разлива на водной поверхности, кроме того, отсутствует возможность использования буксира на мелководье при одновременном получении при этом сжатого воздуха в условиях береговых участков прибрежной полосы территории, которым угрожает разлив нефти, что резко снижает эффективность бонового заграждения.

Дополнительный поиск среди известных в науке и технике решений, имеющих те же существенные признаки, показал, что необходимо привести в качестве аналога устройство для установки бонового заграждения на водной поверхности с помощью вертолета. Сущность известного изобретения: устройство содержит внешнюю подвеску вертолета, вертлюг-токосъемник, шарнирно соединенную ферму, электрозамки, вьюшку с боновыми заграждениями, подвешенную к электрозамку за грузовые стропы и снабженную стяжкой, и другие элементы (Патент RU №2022101, кл. Е02В 15/04 от 30.10.1994, а также SU №1767085, кл. Е02В 15/04 от 07.10.1992). Данные технические решения позволяют доставку устройства к месту разлива нефти вьюшки с боновыми заграждениями для опускания на воду. В этом случае вертолет продолжает полет над пятном нефти в нужном направлении и производит раскладку (разматывание) бонового заграждения как самонадувающегося, так и боновые заграждения с жесткими плавучестями. Однако в нашем предложении его конструкция будет необходима для доставки гибкой сетки с впитывающим материалом в виде губки, закрепленной на сетке, окольцованной по наружной поверхности боновым ограждением малого диаметра, и помещенных вовнутрь дополнительного бонового заграждения большого диаметра, закачиваемого в полсть его сжатым воздухом от судна на пневмопотоке (подробная работа данного устройства описана: Патент RU №2600555, кл. B60V 1/04, B60V 3/06 от 20.10.2016).

Наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату, выбранным в качестве прототипа, является устройство для сбора нефти с поверхности воды, включающее установленную на ведущем и натяжном барабане бесконечную ленту, цилиндрический отжимной ролик и нефтесборный лоток, при этом бесконечная лента выполнена из нефтестойкого материала и снабжена впитывающим нефть материалом, размещенным на ней с образованием направленных наружу поперечных складок (Патент RU №2006549, кл. Е02В 15/04 от 30.01.1994).

Недостаток известного способа сбора нефти с поверхности воды состоит в том, что при сборе нефти, хотя можно извлечь с поверхности воды, однако способ ограничивает и непредотвращает смешивание маслянистых жидкостей с водой, т.е. впитывает то и другое, и впитывающий материал не различает между собой обычную воду и маслянистую нефть, о чем уже было отмечено выше. Таким образом, отсутствует эффективное и недорогое средство из впитывающего материала в виде губки с модифицированным пенополируетаном, которое можно было бы закрепить на гибкой сетке с различной площадью и разместить на поверхности воды, при этом пригодное к многоразовому использованию. Кроме того, известное устройство и способ впитывающего материала имеет ограниченное, малоэффективное использование - только для узких полос разлива нефти или нефтепродуктов. Отсутствует возможность замкнутой поверхности воды с разливом нефти, которая не предусматривает более эффективной подгонки нефти и нефтепродуктов (направленное движение) к гибкой сетке с губкой (впитывающий материал), заключенного с основным боновым заграждением малого диаметра, огибающего наружную сторону сетки с губкой, связанной с ней и с подтягивающими приспособлениями, а следовательно, нагрузка на боновое заграждение малого диаметра, связанное гибкими связями с сеткой по окружности своей, распределяется равномерно со стороны действия дополнительного бонового заграждения большого диаметра, который постоянно заполняют сжатым воздухом с выпускными соплами вовнутрь пятна нефти, когда оба конца бонового заграждения закрепляют в конце, например, замками или закрепляют. Это в свою очередь позволяет облегчить перемещение сетки с впитывающей губкой нефти в сторону с приспособлением для доставки нефти к приемному устройству с помощью подтягивающих натяжных приспособлений и вытягиванием на судно-нефтесборщик.

Цель изобретения

Целью данного изобретения является устранение недостатков существующего уровня техники, упомянутых выше. В частности, целью изобретения является описать новый способ для сбора нефти, который позволяет среагировать на разлив нефти сразу же после того, как дополнительные боны большого диаметра были развернуты вокруг места разлива или перед продолжающимся разливом нефти. Кроме того, применение устройства работы нового буксира, выполненного плавучим транспортным средством на пневмопотоке, выполненного в качестве применения импеллера и максимального использования им для создания сжатого воздуха как для движения буксира, так и непосредственно подачи и накопления сжатого воздуха в ресивере закрепленного на палубе буксира, его практической реализации на воде вовнутрь оболочки бонового заграждения сжатого воздуха и под углом к нему выполнены выходные сопла нагнетаемого в них сжатого воздуха от импеллера, закрепленного на плавучем транспортном средстве на пневмопотоке, и служит для поддержания положительной плавучести боновых заграждений в горизонтальном положении, а также и относительной простоты подсоединения его практической реализации в целом с лучшей управляемостью (это только можно сравнить заправку самолета в воздухе горючим продуктом непосредственно в полете), кроме того, это делает сбор более быстрым, более легким и менее дорогим.

Указанная задача решается способом сбора нефти и нефтепродукта с поверхности воды, предусматривающим использование нефтеприемной емкости и впитывающего нефть материала, при этом используют впитывающий материал, выполненный в виде губки из пенополиуретана, закрепленной на гибкой сетке, накладываемой на пятно разлива, устанавливаемой посредством вертолета с вертлюгом-токосъемником, с огибающим сетку и с закрепленным с ней гибкими связями основным боновым заграждением меньшего диаметра с наружной стороны гибкой сетки с губкой, при этом сетку с губкой прошивают швами в продольном и поперечном направлениях и закрепляют подтягивающими приспособлениями к судну-нефтесборщику, кроме того, используют дополнительно, по меньшей мере, с наружной стороны основного бонового заграждения меньшего диаметра дополнительное боновое заграждение большего диаметра, которое прикреплено, по меньшей мере, к двум буксирам, выполненным в виде плавучих транспортных средств на пневмопотоке, а в качестве движителя применено нагнетательное устройство в виде импеллера, воздух из сопла которого подают под углом к днищу плавающего средства в виде пневмоканала, создающего гидродинамическую струю высокого давления, и подсоединяют сопло импеллера с возможностью соединения его трубкой с ресивером давления, размещенным на палубе буксира на пневмопотоке, и через трубку с краном соединяют с полостью бонового заграждения большего диаметра, причем последнее выполнено в виде пневмопровода с соплами, направленными внутрь в сторону ограждаемого основного бонового заграждения меньшего диаметра, связанного с сеткой с губкой - впитывающим материалом.

Кроме того, сбор и удаление нефти или нефтепродукта осуществляют посредством, по меньшей мере, одного судна-нефтесборщика с подтягивающим приспособлениями основного бонового заграждения малого диаметра одновременно с впитывающей губкой.

Кроме того, до откачки загрязняющих веществ вблизи корпуса судна-нефтесборщика закрепляют емкость-контейнер, жестко закрепленную на стреле, установленной на борту судна-нефтесборщика с возможностью перемещения емкости-контейнера относительно рабочего положения снаружи борта судна.

Кроме того, после сжатия и локализации разлива нефти или нефтепродукта и отжима гибкой сетки с губкой, впитывающей в себя нефть, она вновь становится пригодной для работы в качестве повторного мобильного бонового заграждения, которое размещают внутри дополнительного бонового заграждения большего диаметра с помощью вертолета, осуществляют окончательно сбор разлива нефти или нефтепродуктов.

Кроме того, предварительно разрабатывают ситуационные модели разлива нефти или нефтепродукта на определенном участке поверхности воды, учитывающие характер движения на водной поверхности и метеорологические параметры, скорость воды по ширине разлива нефти в различные сезонные периоды и скорости перемещения, состав сил и средств для локализации и ликвидации разлива нефти и нефтепродуктов, и выбирают для реализации наиболее близкую к реальной ситуации ситуационную модель.

Кроме того, со стороны кормы буксира на пневмопотоке на выходе воздушного потока имеются рули с поворотными щитками, закрепленные к задней стенке кормы и расположенные на одном уровне дна пневмоканала, в котором создается давление воздуха за счет нагнетательного устройства в виде импеллера.

Краткое описание изобретения

Следует отметить, что губки могут иметь любую конфигурацию или размер, например квадраты, маты, пены, подушки, прямоугольники, сферы и т.д. Губки могут соединяться друг с другом на сетке с целью облегчения их сбора и использоваться в качестве маслопоглощающего плавучего бона разделом между водой и смоченной поверхностью нефти для поглощения максимально возможного количества загрязнителя, затем сетку с губкой поднимают наверх и повторное использование могут осуществлять с помощью отжимающего приспособления или другого устройства, обеспечивающего физическое сжатие.

Плавающий пневмобуксир имеет необходимую посадку в водную поверхность, под днищем которого формируют газодинамическую струю высокого давления для получения сжатого воздуха в режиме перемещения буксира на пневмопотоке и одновременно возможности подачи воздуха в ресивер, далее в полость дополнительного бонового заграждения большего диаметра, выполненного в виде пневмопровода с соплами, т.е. все происходит в одном устройстве как в движении, так и на стояке с элементами механического сопряжения (не показано). Плавающий буксир на пневмопотоке имеет малые размеры (габариты), большое тяговое усилие, просто реверсирование хода, а также легко управляемое даже на крутых разворотах. Такой буксир на пневмопотоке может перемещаться по твердой поверхности, так как у него отсутствует сзади кормы винт с лопастями.

Дополнительное боновое заграждение большего диаметра монтируют таким образом, чтобы сопла его были направлены в сторону ограждаемого основного бонового заграждения, окаймляющего и связанного гибкими связями с сеткой, на которой закреплены губки, прошитые швами в продольном и поперечном направлениях. При движении сетки с губкой при помощи лебедки в сторону судна-нефтесборщика осуществляется далее отжим губки в емкость-контейнер. В результате действия воздуха, выходящего из сопел бонового заграждения большего диаметра относительно основного бонового заграждения, за счет гидрореактивных струй, выходящих из сопла, можно достичь облегченного движения в целом для вытягивания сети с губкой с нефтяным пятном с подтягивающими приспособлениями к корпусу судна-нефтесборщика, т.е. усиливает эффект подгонки нефти к емкости-контейнеру в целом. При этом основное боновое заграждение меньшего диаметра постепенно отсоединяют от гибких связей от сетки с губкой, последняя отжимается специальным станком. При этом нефть без воды собирается на дно емкости-контейнера, откуда она стрелой поднимается на борт судна-нефтесборщика или может перекачиваться на борт судна, при этом по мере накопления нефти емкость-контейнер либо опорожняется, либо меняется на другую. При условии отжима губки полностью она вновь с сетью становится пригодной для работы.

После освобождения сети с губкой от нефти устройство вновь соединяют гибкими связями с боновым заграждением меньшего диаметра, далее с помощью вертолета устройство доставляют к месту возможного разлива нефти или нефтепродуктов и опускают на воду вовнутрь установленного дополнительного бонового заграждения большего диаметра, снабженного соплами, и фиксируют подтягивающими приспособлениями к судну-нефтесборщику, т.е. вертолет продолжает полет над пятном нефти в нужном направлении и производит раскладку сети с впитывающей губкой (разматывание в виде опускающего парашюта со стропами и грузом), после чего сбрасывается за счет сработки на нем электрозамка. Таким образом, данное устройство позволяет устанавливать с вертолета вовнутрь дополнительного бонового заграждения большего диаметра, которое перемещается плавающим пневмобуксиром, работа которого описана выше. При этом основное боновое заграждение, связанное с сеткой и с губкой, может быть самонадувающимся, так и боновые заграждения с жесткими плавучестями, сбрасываемые с вертолета.

В целом преимущественное использование заявляемого технического решения связано с комплексом операций переходами с боновыми заграждениями и применением транспортных средств, что позволяет предварительно разработать ситуационные модели разлива нефти или нефтепродуктов на определенном участке поверхности воды, учитывающие характер ее движения: метеорологические параметры, градиент скоростей по длине и ширине водной поверхности в различные сезонные периоды, включающие наиболее вероятные траектории движения пятна разлива, его размеры и скорости перемещения, состав сил для локализации и ликвидации разлива нефти или нефтепродуктов, тем самым выбрать для реализации наиболее близкую к реальной ситуации модель для поднятия собранной нефти из водной поверхности на судно-нефтесборщик. Существенной особенностью такой сети с губкой является ее достаточная предельная прочность на разрыв, чтобы ее в целом можно было, после отжима на специальном станке при быстроте и эффективности сбора, вновь устройство должно быть пригодно для работы. В результаты всей операции по сбору нефти или нефтепродуктов по изобретению предотвращается растекание нефти, что ведет к эффективному сбору и удалению нефти с поверхности воды.

Заявленный способ поясняется чертежами.

Фиг. 1 демонстрирует реализацию способа с использованием боновых заграждений вокруг нефтяного пятна, общий вид; на фиг. 2 иллюстрируется устройство подвески вертолета с установкой бонового заграждения меньшего диаметра с сеткой; на фиг. 3 показан плавающий буксир на сжатом пневмопотоке; на фиг. 4 показан разрез бонового заграждения с соплом; на фиг. 5 - вид на кормовую часть буксира на сжатом пневмопотоке сзади.

Загрязненная нефтяным пятном поверхность воды огораживается боновым заграждением 1 и 2 большего диаметра, которые прикреплены одним концом по обе стороны судна-нефтесборщика 3. Кроме того, способ имеет дополнительные боновые заграждения 4 и 5. Каждое боновое заграждение 4 и 5 одним концом закрепляется к емкости-контейнеру 6, сверху которой прикреплено отжимное устройство (не показано), под которым размещена емкость-контейнер 6 для сбора отжатых нефтепродуктов. При этом каждое боновое заграждение 4 и 5 другим концом присоединяется к смежному с ним боновому заграждению 1 и 2. Полости заграждений 1, 2, 4 и 5 сообщены между собой. Для удержания на плаву боновых заграждений 1, 2, 4 и 5 они имеют пневмопроводы (не показано), сообщенные через штуцер с гибкими шлангами (не показаны) с ресивером 7 через газовоздушную трубку 8 с регулируемым краном 9. Ресивер 7 размещен на палубе каждого из подтягивающих буксиров 10 и 11, где боновые заграждения 1 и 2 своими другими концами прикреплены к буксирам 10 и 11 на пневмопотоке с плоской платформой к кормовым частям. Кроме того, ресивер 7 на входе имеет газовоздушную трубку 12 с регулируемым краном 13, выведенным сверху на палубу для возможности подсоединения ее к ресиверу 7.

Кроме того, в трубопроводах боновых заграждений 1, 2, 4 и 5 со стороны ограждаемого пространства выполнены сопла 14 с обратными клапанами 15 (например, из резины), направленные в сторону бонового заграждения 16 меньшего диаметра.

При этом боновое заграждение 16 гибкими связями 17 закрепляется к гибкому ограждению 18, которое связано с размещенной внутри него сеткой 19 с впитывающей губкой 20 по всей площади сетки 19, образуя замкнутый контур вокруг пятна нефти.

В сопла 14 боновых заграждений 1 и 2 сжатый воздух подается из ресивера 7, установленного на палубе буксира 10 и 11 на пневмопотоке.

Буксиры 10 и 11 на пневмопотоке с плоской платформой включают в себя плавающее транспортное средство для создания сжатого воздуха и тяги в виде импеллера 21 в кожухе, расположенного в носовой части каждого буксира 10 и 11, где движение воздуха происходит в закрытом пространстве. В результате того, что устройство импеллера 21 имеет криволинейные лопатки с ротором и статором, воздушный поток направляется под давлением непосредственно под днище в пневмоканал, создающий газодинамическую струю высокого давления по длине судна. Сопло импеллера буксира 10 и 11 имеет на выходном конце газовоздушную трубку 12 с регулируемым краном 13, выведенную сверху на палубу для возможного подсоединения ее к ресиверу 7, далее от ресивера воздух поступает через отводящую газовоздушную трубку 8 с регулируемым краном 9, которую подсоединяют к штуцеру (не показано) бонового заграждения 1 и 2 вместе установки буксира 10 и 11.

Рулевая колонка на буксире 10 и 11 может быть выполнена с помощью применения конструкции с горизонтальной рейкой (не показано), выполненной в виде зубчатых выступов, узел, который связан регулируемыми тягами 22 и 23 с рулями 24 и 25, закрепленными на оси вращения с управляемыми створками 26 и 27. Тяги с рулем экипажа на палубе буксира 10 и 11 выполнены аналогично рулю автомобиля.

Плавающий буксир 10 и 11 на пневмопотоке с использованием в нем пневмоканала под его днищем обеспечивает повышенную скорость и тягу буксира, устойчивость на разворотах. Отсутствие гребных винтов обеспечивает плавающий буксир 10 и 11 на пневмопотоке с плоской платформой в рабочем состоянии для работы на мелководье, где возможны различные препятствия, например выступающие из воды галька, песок и т.д., особенно вблизи от береговой линии.

Сетка 19 с впитывающей губкой 20, размещенные внутри бонового заграждения 16 меньшего диаметра, при движении со стороны боновых заграждений 1 и 2 оттесняется в сторону направления емкости-контейнера 6, а следовательно, сетка 19 огражденного пространства с впитывающей губкой 20 пятна нефти соответствующими прикрепленными к ней подтягивающими приспособлениями 28 и 29 в виде лебедок, натягиваются и укладываются на катушки 30 и 31, при этом сеть 18 с губкой 20 отжимаются специальным устройством, а сама нефть собирается в емкость-контейнер 6, затем доставляется на борт судна-нефтесборщика 3.

Способ содержит вспомогательное устройство, например, с внешней подвеской вертолета 32, вертлюг-токосъемник 33, шарнирно соединенную с ним ферму 34, электрозамок 35 и вьюшку 36 с боновым заграждением 16 с сеткой 19 с губкой 20, подвешенные к электрозамку 35 за грузовые стропы 37 (замок стяжки не показан).

Заявленный способ сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды осуществляют следующим образом.

Производится разработка ситуационной модели разлива нефти (нефтепродукта), учитывающей характер истечения (разрыв, утечка и т.д.), метеорологические параметры, градиент скоростей по ширине водной поверхности в различные сезонные периоды на движение нефтяного пятна при разливе нефти. Моделирование разлива нефти проводится для различных сценариев, определяющих сочетание условий возникновения, распространения и локализации разлива нефти (нефтепродукта).

По результатам моделирования разлива нефти (нефтепродукта) определяются наиболее вероятные траектории движения пятна, его размеры и скорости перемещения, состав сил и средств для локализации и ликвидации аварийной ситуации и назначаются рубежи локализации разлива нефти (нефтепродукта). Определяется необходимое количество буксиров с плавучим транспортным средством на пневмопотоке 10 и 11, включая возможность разделения пятна для размещения на нем бонового заграждения 1, 2, 16, сетки 19 с впитывающей губкой 20 и постановки мобильного судна-нефтесборщика 3, емкостей-контейнеров 6 временного хранения собранной нефти.

При получении информации о разливе нефти (нефтепродукта) буксиры 10 и 11 на пневмопотоке с ресивером 7 на палубе с комплектом боновых заграждений 1, 2, 4 и 5, а также судно-нефтесборщик 3 и вертолет 32 с комплектом бонового заграждения 16 с сеткой 19 с впитывающей губкой 20 выдвигаются в сторону обнаруженного разлива нефти (нефтепродукта). При обнаружении разлива нефти экипажи суден и вертолета приступают к сбору нефти и, возможно, координации действий с судном-нефтесборщиком 3 по началу производства работ по сжатию и локализации разлива нефти (пятна) на поверхности воды.

Далее к судну-нефтесборщику 3 по обе стороны от его носовой части какими-либо сцепными устройствами закрепляют одним концом к боновому заграждению 1 и 2, подключают боновые заграждения 1 и 2 посредством штуцера (не показано) к гибкому шлангу с газовоздушной трубкой 8 с регулируемым краном 9, которая соединена с ресивером 7. Ресивер 7 постоянно заполнен заданным объемом сжатого воздуха и связан на входе с газовоздушной трубкой 12 с регулируемым краном 13, выведенным на поверхность палубы буксира 10 и 11.

Одновременно в начале движения (на старте) на малом ходу начинает работать импеллер 21, при работе которого возникает давление сжатого воздуха направленного воздушного потока в сторону сопла импеллера 21, соответственно, в газовоздушную трубку 12 с регулируемым краном 13, и воздух постоянно заполняет ресивер 7 на палубе буксира 10 и 11 до заданного в нем давления.

При этом с подсоединением к буксирам 10 и 11 концов боновых заграждений 1 и 2 при движении буксиров начинается кольцевой охват нефтяного пятна. Боновые заграждения 10 и 11 монтируют таким образом, чтобы сопла 14 с обратными клапанами 15 были направлены в сторону ограждаемого пространства, на котором с помощью вертолета 32 опускают боновое заграждение 16 с сеткой 19 с впитывающей губкой 20, в котором заграждение опускается в виде работы положения парашюта за счет действия раскладки бона 16. На начальном этапе очистки сетку 19 внутри бонового заграждения 1 и 2 перемещают при помощи гибкого ограждения 18, образуя замкнутый круг вокруг нефтяного пятна, при помощи лебедок 28 и 29 перемещают в сторону емкости-контейнера 6. После этого происходит поднятие вверх и отжим сетки 19 с губкой 20 и наполнение емкости-контейнера 6 нефтепродуктом.

В зависимости от поворота боновых заграждений 1 и 2 на определенный угол относительно судна-нефтесборщика 3 сжатый воздух поступает через сопла 14 с обратными клапанами 15, давит выходящими струями на стенку бонового заграждения 16 с сеткой 19 с впитывающей губкой 20 и помогает дополнительно подтягивающим приспособлениям в воде лебедок 28 и 29 в движении, т.е. уменьшается угол относительно судна-нефтесборщика 3 за счет гидрореактивных струй, выходящих из сопел 14. Охватывая нефтяное пятно боновыми заграждениями 1 и 2, нефтяное пятно также концентрируется непосредственно в центре. Кроме того, происходит совместное движение боновых заграждений 1, 2, 16 с буксирами 10 и 11 на пневмопотоке в сторону судна-нефтесборщика 3. При вытягивании концов лебедок 28 и 29 боновое заграждение 16 отстегивается от сетки 19 с впитывающей губкой 20 (не показано). Нефть без отсутствия воды поступает после отжима в емкость-контейнер 6, которую поднимают, отсоединяют, а на ее место устанавливают другую емкость-контейнер либо по мере накопления перекачивают на борт судна-нефтесборщика 3.

Сам процесс движения буксира 10 и 11 на пневмопотоке, управляемого рулями 24 и 25, продолжается до полной остановки и полного охвата нефтяного пятна. При включенном импеллере 21 еще на старте, ресивер 7 полностью заполняется сжатым воздухом, и только после заполнениея полостей боновых заграждений 1 и 2 с соплами 14 он вновь дополнительно заполняется (пополняется) воздухом до расчетного объема от импеллера 21 с помощью газовоздушной трубки 12 с регулируемым краном 13, т.е. подкачка воздуха ресивера 7 производится импеллером 21 на любых оборотах его. Размещение импеллера (движителя) в носовой части буксира 10 и 11 и рулевых устройств 24 и 25 сзади кормы его позволяет движение буксира на пневмопотоке в любом заданном направлении под различным углом поэтому может быстро осуществлять охват пятна нефти (нефтепродукта).

Таким образом, при высоких скоростных характеристиках буксира, работающего на пневмопотоке, по сравнению с другими средствами передвижения для раскладки боновых заграждений с соплами приводит к тому, что весь объем пятна нефти (нефтепродукта) сосредотачивается в зоне опускания другого бонового заграждения с сеткой с впитывающей губкой, сбрасываемых с вертолета, с последующим сбором в емкость-контейнер и судно-нефтесборщик.

Буксир на сжатом пневмопотоке позволяет свободно перемещаться не только по глубоководью, но и по мелководью береговых участков прибрежной полосы территории, не снижая при этом скорости, даже при волновых явлениях поверхности воды.

Применение ресивера при большом накоплении объема воздуха в нем увеличивает производительность работы боновых заграждений с соплами пропорционально потребляемых работе импеллера, который заполняет воздухом ресивер, т.е. он постоянно может заполнять его сжатым воздухом по сравнению с известными устройствами. Этим самым происходит сглаживание пульсаций при использовании воздуха, устойчивому и надежному образованию процессу заполнения бонового заграждения, больше чем сама полость бона.

Таким образом, предложенный способ позволяет в разные сроки осуществить сбор разлитой нефти или нефтепродуктов с высокой (до 90-100%) эффективностью. Кроме того, установка с вертолета бонового заграждения с сеткой с впитывающей губкой различной ее формой конструкции позволяет обеспечить повышение надежности и качества очистки от нефти (нефтепродукта) водной поверхности и загрязняющих веществ. Положительный эффект изобретения также заключается в совмещении нефтяного размера и сбора разлитой нефти.

1. Способ сбора нефти и нефтепродукта с поверхности воды, предусматривающий использование нефтеприемной емкости и впитывающего нефть материала, отличающийся тем, что используют впитывающий материал, выполненный в виде губки из пенополиуретана, закрепленной на гибкой сетке, накладываемой на пятно разлива, устанавливаемой посредством вертолета с вертлюгом-токосъемником, с огибающим сетку и с закрепленным с ней гибкими связями основным боновым заграждением меньшего диаметра с наружной стороны гибкой сетки с губкой, при этом сетку с губкой прошивают швами в продольном и поперечном направлениях и закрепляют подтягивающими приспособлениями к судну-нефтесборщику, кроме того, используют дополнительно, по меньшей мере, с наружной стороны основного бонового заграждения меньшего диаметра дополнительное боновое заграждение большего диаметра, которое прикреплено по меньшей мере к двум буксирам, выполненным в виде плавучих транспортных средств на пневмопотоке, а в качестве движителя применено нагнетательное устройство в виде импеллера, воздух из сопла которого подают под углом к днищу плавающего средства в виде пневмоканала, создающего гидродинамическую струю высокого давления, и подсоединяют сопло импеллера с возможностью соединения его трубкой с ресивером давления, размещенным на палубе буксира на пневмопотоке, и через трубку с краном соединяют с полостью бонового заграждения большего диаметра, причем последнее выполнено в виде пневмопровода с соплами, направленными внутрь в сторону ограждаемого основного бонового заграждения меньшего диаметра, связанного с сеткой с губкой - впитывающим материалом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сбор и удаление нефти или нефтепродукта осуществляют посредством по меньшей мере одного судна-нефтесборщика с подтягивающими приспособлениями основного бонового заграждения меньшего диаметра одновременно с впитывающей губкой.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что до откачки загрязняющих веществ вблизи корпуса судна-нефтесборщика закрепляют емкость-контейнер, жестко закрепленную на стреле, установленной на борту судна-нефтесборщика с возможностью перемещения емкости-контейнера относительно рабочего положения снаружи борта судна.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после сжатия и локализации разлива нефти или нефтепродукта и отжима гибкой сетки с губкой, впитывающей в себя нефть, она вновь становится пригодной для работы в качестве повторного мобильного бонового заграждения, которое размещают внутри дополнительного бонового заграждения большего диаметра с помощью вертолета, осуществляют окончательно сбор разлива нефти и нефтепродуктов.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предварительно разрабатывают ситуационные модели разлива нефти или нефтепродукта на определенном участке поверхности воды, учитывающие характер движения на водной поверхности и метеорологические параметры, скорость вод по ширине разлива нефти в различные сезонные периоды и скорости перемещения, состав сил и средств для локализации и ликвидации разлива нефти и нефтепродуктов, и выбирают для реализации наиболее близкую к реальной ситуации ситуационную модель.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что со стороны кормы буксира на пневмопотоке на выходе воздушного потока имеются рули с поворотными щитками, закрепленные к задней стенке кормы и расположенные на одном уровне пневмоканала, в котором создается давление воздуха за счет нагнетательного устройства в виде импеллера.

www.findpatent.ru


Смотрите также