Патент на изобретение №2349704

(54) БОНОВОЕ ОГРАЖДЕНИЕ И СПОСОБ СБОРА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ПРОТОЧНОМ ВОДОЕМЕ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области обеспечения экологической безопасности в случаях аварийных ситуаций при эксплуатации морских и речных нефтеналивных терминалов, водозаборных устройств, морских нефтедобывающих буровых платформ путем локализации и сбора нефти или нефтепродукта. Боновое ограждение содержит цепь подвижных шарнирно соединенных секций из бревен или бруса и тросы, соединенные с крайними секциями и береговыми якорями. Соединение секций выполнено посредством вертикального скрепления совмещенного выступа и паза, выполненных на торцевых сторонах секций. Секции снабжены реями – подвижными брусьями, каждый из которых одним концом соединен с секцией с возможностью вращения до 90 градусов и обеспечением разведения и фиксации под углом к направлению водного потока посредством распорок, шарнирно соединенных с реей или секцией. В режиме ожидания реи расположены вдоль секций, в рабочем режиме – зафиксированы под острым углом к секции. Со стороны нефтяного загрязнения секции снабжены поливинилхлоридными накладками высотой 40-70 см. Способ сбора нефти и нефтепродуктов на проточном водоеме включает локализацию загрязняющего пятна путем установки бонового ограждения. Цепь подвижных шарнирно соединенных секций из бревен или бруса закрепляют при помощи тросов поперек водоема под углом к направлению водного потока. Установку цепи секций поперек водоема осуществляют посредством разведения и фиксации под углом к направлению водного потока рей – подвижных брусьев, которую осуществляют распорками, шарнирно соединенными с реей или секцией. Изобретение позволяет оперативно локализовать нефтяные пятна в труднодоступных районах на любом проточном водоеме, снизить трудозатраты на возведение бонового заграждения, увеличить срок его эксплуатации и обеспечить надежность, мобильность, управляемость и доступность его изготовления. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и предназначено для локализации и сбора нефти или нефтепродукта при аварийных разливах, в том числе при эксплуатации магистральных нефтепроводов на проточном водоеме, преимущественно реках и ручьях. Также изобретение может быть использовано в качестве предупреждающих мер экологической безопасности от возможных аварийных ситуаций при эксплуатации морских и речных нефтеналивных терминалов, водозаборных устройств, морских нефтедобывающих буровых платформ.

Известны металлические боновые заграждения (Трубопроводный транспорт нефти, 2001, №3, с.7-10 приложения) с шарнирным соединением герметичных секций и системой якорения, ограничивающие перемещение нефти по поверхности реки и направляющие нефтяное пятно к берегу.

Известные боновые заграждения имеют большую массу, подвержены коррозии и трудно управляемы.

Известно боновое заграждение постоянной плавучести (патент РФ №2247808), выбранное за прототип, содержащее секции, последовательно соединенные между собой шарнирными элементами, и тросы, соединенные с крайними секциями и береговыми якорями, при этом каждая секция выполнена из изношенных автопокрышек одинакового диаметра.

Указанное ограждение является громоздкой, трудноуправляемой конструкцией и требует значительных трудозатрат на изготовление.

Способ сбора нефти и нефтепродуктов на проточном водоеме по патенту 2247808 включает локализацию нефтяного пятна путем установки цепи шарнирно соединенных секций поперек водоема, закрепления ограждения под углом к направлению водного потока с помощью системы береговых якорей, направления нефтяного пятна к месту отвода, при этом установку цепи секций поперек водоема осуществляют посредством перемещения буксиром одного конца цепи на противоположный берег.

Недостатком способа является сложность установки, значительная трудоемкость, зависимость установки бонового ограждения от плавсредств, судоходности реки и пр.

Задачей изобретения является создание новой дешевой и простой конструкции бонового ограждения и легкого и доступного способа его установки.

Техническим результатом конструкции является мобильность, управляемость, простота и доступность изготовления, в том числе в труднодоступных районах эксплуатации магистральных трубопроводов (непосредственно на месте у реки), возможность применения на мелководных реках и ручьях. Надежность на механическое повреждение, длительный срок эксплуатации.

Техническим результатом способа является снижение трудозатрат, оперативность локализации нефтяного пятна, простота и доступность установки направляющей заграждающей конструкции на любом проточном водоеме, в том числе на ручьях, малых и средних реках, а также в весенний период при разливе водоема. Способ позволяет осуществлять управление боновым ограждением, устанавливая секции под нужным углом без привлечения плавсредств.

Технический результат конструкции достигается тем, что боновое заграждение, содержащее цепь шарнирно соединенных посредством вертикальных крепежных элементов секций и тросы, соединенные с крайними секциями и береговыми якорями, согласно изобретению секции выполнены из бревен или бруса, соединение секций выполнено посредством вертикального скрепления совмещенного выступа и паза, выполненных на торцевых сторонах секций, при этом секции снабжены реями – подвижными брусьями, каждый из которых одним концом соединен с секцией с возможностью вращения до 90 градусов и обеспечением разведения и фиксации под углом к направлению водного потока посредством распорок, шарнирно соединенных с реей или секцией, причем в режиме ожидания реи расположены вдоль секций, в рабочем режиме – зафиксированы под острым углом к секции. В частном случае секции со стороны нефтяного загрязнения снабжены поливинилхлоридными накладками высотой 40-70 см.

Технический результат достигается тем, что способ сбора нефти и нефтепродуктов на проточном водоеме, включающий локализацию загрязняющего пятна путем установки бонового ограждения, закрепления цепи подвижных шарнирно соединенных посредством вертикальных крепежных элементов секций при помощи тросов, соединенных с крайними секциями и береговыми якорями, поперек водоема под углом к направлению водного потока и направления нефтяного пятна к месту отвода, согласно изобретению секции выполняют из бревен или бруса, соединяют секции посредством скрепления совмещенного выступа и паза, выполненных на торцевых сторонах секций, а установку цепи секций поперек водоема осуществляют посредством разведения и фиксации под углом к направлению водного потока рей – подвижных брусьев, каждый из которых соединен одним концом с секцией с возможностью вращения до 90 градусов, которые осуществляют распорками, шарнирно соединенными с реей или секцией, причем в режиме ожидания реи расположены вдоль секций, а в рабочем режиме реи фиксируют под острым углом к секции.

На фиг.1, 2, 3, 4 представлено боновое заграждение, развернутое на реке; на фиг.5 – боновое ограждение в режиме ожидания; на фиг.6 и 7 – варианты соединения секций бонового заграждения.

Боновое заграждение состоит из последовательно соединенных между собой секций 1. Каждая секция 1 выполнена из бревен одинакового диаметра или деревянного бруса. Соединение секции 1 с аналогичной выполнено посредством шпунтового соединения. Для этого с одной стороны торца выполнен паз 2, а с другой – выступ 3. При сборке цепи секций 1 паз 2, совмещенный с выступом 3, имеют скрепление посредством вертикального крепежного элемента 4, например штифта, болта с гайками, шпильки с гайками, шпунта с фиксатором. Скрепление паза 2 с выступом 3 выполнено с возможностью обеспечения подвижности соединения. Секции 1 снабжены реями – подвижными брусьями 5, которые в режиме ожидания расположены вдоль секций, а рабочем режиме – устанавливаются и фиксируются под острым углом к секции. Фиксирование реи 5 под углом может быть осуществлено посредством распорки 6, по длине которой регулируется величина острого угла, при этом один конец распорки 6 может быть шарнирно соединен с реей 5 или секцией 1. Вторым вариантом фиксирования реи 5 под углом и управления боновым ограждением является применение растяжки с помощью лебедки 9, установленной на берегу или на плавающей площадке с мертвым якорем, снабженной системой тросов 7 и 8. Начальная секция бонового заграждения соединена посредством троса с береговым мертвым якорем 10. Последняя секция бонового ограждения также может быть снабжена приспособлением 11 для удержания бонового ограждения на месте. Для отвода нефти применяется прибрежный котлован 12 или плавающая нефтеловушка, откуда нефть затем откачивается и транспортируется для разделения и очистки.

Дополнительно секции 1 бонового ограждения, находящиеся в зоне ловушки, могут быть со стороны нефтезагрязнения снабжены накладками 13 из поливинилхлоридного (ПВХ) материала высотой 40-70 см.

Вторым частным случаем применения накладок является их установка на боковые поверхности секций 1 по всей длине бонового ограждения. Аналогично поливинилхлоридные накладки 14 выполнены высотой 40-70 см, что исключает попадание нефти над и под боновое ограждение.

Секции 1 бонового ограждения изготавливаются из бруса 150×150 мм. Также изготовление секций 1 может осуществляться непосредственно на месте из леса береговой зоны, что позволяет монтировать и устанавливать боновые ограждения на труднодоступных участках без дополнительных затрат на транспортировку. Ошкуренные, подсушенные бревна диаметром 150-200 мм, длиной 4-6 метров соединяются посредством шпунтового соединения, для чего с торцевых сторон бревен топором или пилой выполняются пазы 2 и выступы 3, которые соединяются крепежным элементом. Реи 5 одним концом крепятся к изготовленным секциям 1 с возможностью вращения до 90 градусов. Для фиксации рей 5 под углом изготавливают распорки 6 определенной длины или сверху бонового ограждения протягивают основной трос 7, от которого отходят тросы 8, соединенные с концами рей 5.

Боновое ограждение легко монтируется и демонтируется возле реки, может транспортироваться вверх или вниз по течению с помощью моторной лодки.

Цепь подвижно-соединенных секций 1 в режиме ожидания находится вдоль берега и не мешает судоходности. Первая секция крепится к мертвому якорю, реи 5 расположены параллельно секциям. Накладки из материала на основе ПВХ, выполненные на конечных секциях или по всей длине бонового ограждения, обладают высокой химической стойкостью, жесткостью и термопластичностью.

Боновое ограждение, выполненное из деревянных секций, надежно, долговечно, не подвержено механическим повреждениям и обеспечивает возможность прохождения через него речного транспорта.

Способ сбора нефти осуществляется следующим образом.

С момента возникновения аварийной ситуации для локализации и сбора нефти разворачивается боновое ограждение. Установку бонового ограждения осуществляют посредством разводки рей, которые с помощью течения реки устанавливают боновое ограждение под нужным углом, при этом время установки составляет 15-40 мин в зависимости от ширины реки (ручья) и скорости течения.

Разводку рей производят с помощью распорок 6 или с помощью тросов 7, 8 и лебедки 9.

При разводке рей 5 с помощью распорок 6 применяется моторная лодка с двумя операторами. Один конец распорки 6 фиксируется на рее, второй – на секции. При разводке рей 5 с помощью лебедки 9, установленной на площадке, один оператор путем наматывания троса 7 на лебедку 9 посредством натяжения тросов 8 разводит реи 5 под необходимым углом и фиксирует трос. Разведенные и зафиксированные реи 5, играющие роль рулей, под действием течения реки разворачивают и устанавливают поперек проточного водоема боновое ограждение под углом к направлению движения водного потока. Угол разводки рей 5 зависит от скорости течения реки, чем больше течение, тем меньше угол разводки.

Дополнительно закрепление цепи подвижно-соединенных секций 1, установленных поперек водоема осуществляется с помощью пригрузов, которыми снабжены конечные секции 1, или берегового якоря 11. В конце цепи секции бонового ограждения за счет подвижности соединения секций и фиксации рей 5 под различными углами могут быть установлены в виде ограждающего дугообразного или кольцевидного участка и применяться в качестве резервуара для сбора нефти в весенний период при разливе рек, при этом конечная секция направляющего участка снабжена якорем 15.

Установленное боновое ограждение преграждает путь потоку плывущей по течению нефти и направляет нефтяное пятно к месту отвода – в прибрежный котлован 12 или плавающую нефтеловушку. Из прибрежного котлована нефть выкачивается и транспортируется для дальнейшей переработки.

По окончании работ по локализации нефти снимают якоря, распорки 6 или натяжение тросов 8, реи 5 устанавливаются вдоль секций и боновое ограждение самопроизвольно под действием течения реки устанавливается вдоль берега в режим ожидания.

Также может быть образовано кольцеобразное боновое ограждение (одно или многорядное), которое применяется вокруг нефтяных барж, водозаборных устройств, нефтедобывающих буровых платформ, как защита от разливов нефти.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет оперативно простым и доступным способом локализовать нефтезагрязнение на любых проточных водоемах, в том числе на труднодоступных переходах, а также на весеннем течении.

Боновые ограждения и способ были испытаны в производственных условиях в Республике Коми на реке Колва.

Формула изобретения

1. Боновое ограждение, содержащее цепь подвижных, шарнирно соединенных посредством вертикальных крепежных элементов секций и тросы, соединенные с крайними секциями и береговыми якорями, отличающееся тем, что секции выполнены из бревен или бруса, соединение секций выполнено посредством вертикального скрепления совмещенных выступа и паза, выполненных на торцевых сторонах секций, при этом секции снабжены реями – подвижными брусьями, каждый из которых одним концом соединен с секцией с возможностью вращения до 90° и обеспечением разведения и фиксации под углом к направлению водного потока посредством распорок, шарнирно соединенных с реей или секцией, причем в режиме ожидания реи расположены вдоль секций, в рабочем режиме зафиксированы под острым углом к секции.

2. Боновое ограждение по п.1, отличающееся тем, что секции со стороны нефтяного загрязнения снабжены поливинилхлоридными накладками высотой 40-70 см.

3. Способ сбора нефти и нефтепродуктов на проточном водоеме, включающий локализацию загрязняющего пятна путем установки бонового ограждения, закрепления цепи подвижных, шарнирно соединенных посредством вертикальных крепежных элементов секций при помощи тросов, соединенных с крайними секциями и береговыми якорями, поперек водоема под углом к направлению водного потока и направления нефтяного пятна к месту отвода, отличающийся тем, что секции выполняют из бревен или бруса, соединяют секции посредством скрепления совмещенных выступа и паза, выполненных на торцевых сторонах секций, а установку цепи секций поперек водоема осуществляют посредством разведения и фиксации под углом к направлению водного потока рей – подвижных брусьев, каждый из которых соединен одним концом с секцией с возможностью вращения до 90°, которые осуществляют распорками, шарнирно соединенными с реей или секцией, причем в режиме ожидания реи расположены вдоль секций, а в рабочем режиме реи фиксируют под острым углом к секции.

РИСУНКИ