способ сбора нефтепродуктов с поверхности воды и установка для его реализации

Формула изобретения

1. Способ сбора нефтепродуктов с поверхности воды, включающий установку боновых заграждений на реке, присоединение боновых заграждений к стыковочному устройству, монтаж трубопровода и сбор нефтепродуктов в приемную емкость, отличающийся тем, что трубопровод выполняют гибким из нефтестойкого материала и монтируют за линией развернутых боновых заграждений по течению реки с использованием поплавков и соединительных муфт, не допуская при этом полного погружения верхней части трубопровода ниже уровня воды на реке, приемную емкость создают ниже по течению реки из замкнутого контура заграждений путем плотного соединения противоположных концов заграждений друг с другом с помощью приспособления для соединения, внутри замкнутого контура устанавливают распорки для предотвращения сжатия противоположных сторон замкнутого контура, при этом один конец трубопровода подсоединяют к стыковочному устройству, а другой конец трубопровода приподнимают над надводным бортом заграждений замкнутого контура на высоту, не превышающую перепад высот продольного профиля реки на участке, где уложен трубопровод.

2. Установка для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, содержащая боновые заграждения, стыковочное устройство для присоединения боновых заграждений, трубопровод и приемную емкость, отличающаяся тем, что трубопровод выполнен гибким из нефтестойкого материала и смонтирован по течению реки за линией развернутых боновых заграждений с использованием поплавков и соединительных муфт, причем один конец трубопровода присоединен к стыковочному устройству, а другой конец трубопровода расположен выше уровня реки в данном месте и над надводным бортом приемной емкости, состоящей из заграждений замкнутого контура, образованного путем плотного соединения противоположных концов заграждений друг с другом с помощью приспособления для соединения, и распорок, установленных внутри замкнутого контура, при этом трубопровод выполнен длиной, обеспечивающей нахождение противоположных концов этого трубопровода в точках, имеющих достаточный перепад высот в продольном сечении реки для слива самотеком нефтепродуктов из трубопровода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки речной поверхности воды от нефтепродуктов.

Известно устройство для сбора нефтепродуктов и плавающего мусора с поверхности водоема и содержащее приемную емкость с окном на боковой поверхности, имеющую положительную плавучесть, стыковочное устройство с вертикальной щелью, соединенное с приемной емкостью, боновое заграждение, выполненное в виде ленты, один конец которого неподвижно закреплен, а другой протянут через вертикальную щель, и подтягивающее устройство, позволяющее произвести утолщение нефтяного слоя внутри локализованной зоны [1].

Однако на реках нефтяное пятно в каждый момент времени относительно берега меняет свое местонахождение, удаляется от места разлива вниз по течению. При использовании вышеуказанного способа первоначально приходится перекрывать русло реки путем установки боновых заграждений для недопущения дальнейшего движения нефтепродуктов вниз по течению. После скапливания нефтепродуктов у появившегося препятствия нефтепродукты начинают растекаться вдоль бонового заграждения, загрязняя береговую часть реки. При длительном нахождении скапливающихся нефтепродуктов у образовавшейся преграды повышается угроза их ухода под нижней частью боновых заграждений. Для предотвращения этого негативного явления боновые заграждения должны иметь достаточную осадку на воде, но при этом будет создаваться значительный гидродинамический напор на боновые заграждения, что потребует значительного повышения их механической прочности. Нефтяные пятна на реках, как правило, занимают значительную площадь и имеют вытянутую форму в направлении течения реки, поэтому для первоначальной локализации всего нефтяного пятна потребуется большое количество боновых заграждений. Не на всех реках (большая скорость течения, малая глубина) можно использовать вспомогательные суда для вытяжки боновых заграждений с целью уменьшения периметра локализованной зоны, что необходимо для увеличения толщины слоя нефтепродуктов.

Известно устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, принятое за прототип и содержащее судно, приемное устройство в виде контейнера с открытой передней стенкой с размещенной внутри него сетчатой емкостью и боновые заграждения, основное из которых закреплено на носу судна, а дополнительное прикреплено к контейнеру и основному заграждению. Каждое заграждение выполнено в виде соединенных между собой пневмопровода и трубопровода с соплами и снабжено подтягивающим приспособлением, выполненным в виде сообщающегося с полостью основного заграждения плавучего гидрореактивного снаряда [2].

Однако при таком способе сбора нефтепродуктов и указанной конструкции после заполнения приемной емкости водонефтяной смесью, содержащей малый процент нефтепродуктов, процесс сборки нефтепродуктов прекращается. Для обеспечения ее непрерывного действия из приемной емкости приходится постоянно откачивать данную водонефтяную смесь, что делает применение данного способа и конструкции малоэффективными. Конструкция всего устройства очень сложна, требует большого количества вспомогательного оборудования.

При создании изобретения решалась задача повышения эффективности очистки водной поверхности на реках от нефтепродуктов, упрощения конструкции, разнообразия известных способов ликвидации аварийных разливов на речных водоемах.

Поставленная задача решена за счет того, что в известном решении, содержащем судно, приемное устройство в виде контейнера с открытой передней стенкой с размещенной внутри него сетчатой емкостью, боновые заграждения, выполненные в виде соединенных между собой пневмопровода и трубопровода с соплами, причем основное заграждение закреплено на носу судна, а дополнительное прикреплено к контейнеру и основному заграждению, установка дополнительно содержит боновые заграждения для сдерживания и формирования направления движения нефтепродуктов; стыковочное устройство для присоединения боновых заграждений и одного конца трубопровода, имеющее заслонку для регулирования скорости течения нефтепродуктов и воды по трубопроводу; гибкий трубопровод из нефтестойкого материала, смонтированный за линией развернутых боновых заграждений по течению реки с использованием поплавков и соединительных муфт; приемную емкость для нефтепродуктов, которая создается ниже по течению от места развертывания боновых заграждений из замкнутого контура заграждений путем плотного соединения противоположных концов заграждения друг с другом с помощью приспособления для соединения, внутри которого установлены распорки для предотвращения сжатия противоположных сторон замкнутого контура.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан вид сверху на развернутую установку и первоначальную форму нефтяного пятна на поверхности реки, на фиг.2 - сечение по линии А-А.

Установка содержит боновые заграждения 1 для первичного сдерживания нефтепродуктов 2 и обеспечения направленного движения их к стыковочному устройству 4, которое имеет приспособления (не показаны) для плотного присоединения боковых заграждений 1 и одного конца трубопровода, сквозное отверстие 3 для прохода нефтепродуктов и воды за линию боновых заграждений 1, заслонку 7 для регулирования скорости прохода нефтепродуктов и воды по трубопроводу 5, защитную решетку от мусора (не показана); гибкий трубопровод из нефтестойкого материала 5 (далее трубопровод), который монтируют за линией развернутых боновых заграждений 1 по течению реки с использованием поплавков 6 и соединительных муфт (не показаны), не допуская при этом полного погружения верхней части трубопровода 5 ниже уровня воды на реке, при этом трубопровод выполняется с длиной, обеспечивающей нахождение противоположных концов трубопровода в точках, имеющих достаточный перепад высот в продольном сечении реки для слива самотеком нефтепродуктов из трубопровода, один конец трубопровода подсоединяется к стыковочному устройству 4, а другой конец трубопровода располагается выше уровня реки в данном месте и над надводным бортом приемной емкости 8; приемную емкость 8, состоящую из заграждений замкнутого контура, образованную путем плотного соединения противоположных концов заграждений друг с другом с помощью приспособления для соединения 11, и распорок 12, установленных внутри замкнутого контура предотвращения сжатия противоположных сторон замкнутого контура, дополнительное устройство для фиксации приемной емкости в определенном месте (не показано), приспособления 13 для удержания концов боновых заграждений 1 в определенной точке на поверхности реки или на берегу 9, приспособления для обеспечения положительной плавучести стыковочному устройству 4 (не показаны).

Способ сбора нефтепродуктов и работа установки заключаются в следующем.

Ниже по течению реки от места загрязнения водной поверхности нефтепродуктами поперек реки устанавливаются две секции боковых заграждений 1. По одному концу каждой секции боновых заграждений присоединяют к стыковочном устройству 4, а два других фиксируют на необходимом удалении (зависит от ширины нефтяного пятна) от стыковочного устройства на поверхности реки или на берегу 9 с помощью приспособления 13. За линией развернутых боновых заграждений 1 по течению реки монтируется трубопровод 5 с использованием поплавков 6 и соединительных муфт (не показаны) требуемой длины, которая зависит от величины уклона на данном участке реки. С помощью дополнительных поплавков 6 устанавливается оптимальная осадка трубопровода 5 на реке, при которой не допускается погружение его верхней части ниже уровня воды на реке, т.к. в противном случае течение по нему нефтепродуктов в процессе ликвидации нефтяного загрязнения может затрудниться или полностью прекратиться. Один конец трубопровода подсоединяют к стыковочному устройству 4, а другой располагают над надводным бортом приемной емкости 8, образованной путем плотного соединения противоположных концов заграждения друг с другом с помощью приспособления для соединения 11.

Приемная емкость 8 располагается ниже по течению реки и фиксируется с помощью дополнительного устройства (не показано) в определенной точке на реке. Для предотвращения сжатия противоположных сторон замкнутого контура, образующих приемную емкость 8, под действием течения реки, внутри него устанавливаются распорки 12. При подходе нефтяного пятна к боновым заграждениям 1, которые перегораживают русло реки, для дальнейшего движения нефтепродуктов свободным остается только путь через открытое сквозное отверстие 3 в стыковочном устройстве 4, поэтому нефтепродукты не задерживаются у боновых заграждений, а движутся вниз по течению реки, но уже по трубопроводу 5, при этом крупный плавающий мусор, соизмеримый с размерами сквозного отверстия 3, задерживается защитной решеткой (не показана). В трубопроводе образуется течение жидкости, состоящее из речной воды и нефтепродуктов, скорость которого может регулироваться путем частичного прикрытия сквозного отверстия 3 заслонкой 7.

Течение воды на реке осуществляется по ее руслу, имеющему определенный уклон, обусловленный наличием разности высот географических точек расположения истока и устья реки. В большей или меньшей степени перепад высот существует на всех участках реки, в продольном ее сечении, а значит, перепад высот относительно линии горизонта 10 фиг.1 (далее Н) присутствует и на участке от развертывания боновых заграждений 1 до места расположения приемной емкости 8, в большой степени Н зависит и от длины трубопровода 5: чем больше его длина, тем больше получается данная величина ( Н).

Высота надводной части приемной емкости 8 выбирается так, чтобы не допустить перелива собранных нефтепродуктов через ее надводную часть, а также чтобы при подъеме над ней нижняя часть трубопровода не превышала Н. При соблюдении данного условия из приподнятого конца трубопровода 5 осуществляется слив самотеком воды и нефтепродуктов на поверхность воды, находящейся внутри приемной емкости 8. Плотность нефтепродуктов меньше плотности воды, поэтому они располагаются в верхней части приемной емкости на поверхности воды, а "излишки" воды уходят в реку через нижнюю часть заграждений, образующих приемную емкость 8.

В процессе ликвидации нефтяного разлива идет постоянный слив нефтепродуктов самотеком из трубопровода 5 через верх надводной части приемной емкости 8, в которой и осуществляется их сбор.

Источники информации

1. Патент РФ № 2200794, МПК Е02В 15/04.

2. Патент РФ №2044827, МПК Е02В 15/04 (прототип).