устройство для локализации разливов нефти в водоемах

Формула изобретения

Устройство для локализации разливов нефти в водоемах, включающее заграждение в виде эластичной надувной оболочки, трубопровод, соединенный с источником сжатого газа, установленным на берегу водоема, и подсоединенный к эластичной оболочке, отличающееся тем, что эластичная оболочка выполнена многосекционной, причем с одного конца каждая секция оболочки имеет впускной клапан, а секции расположены так, что впускные клапаны обращены в сторону ближайшего конца заграждения, при этом трубопровод размещен последовательно вдоль всех секций и соединен с каждой из них соответствующим впускным клапаном, а рабочее давление впускных клапанов одинаково для всех секций и равно или меньше давления в трубопроводе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности к устройствам, ограждающим участок акватории и предотвращающим растекание нефти и нефтепродуктов по водной поверхности.

Известны устройства для локализации нефтяных разливов, выполненные из надувных эластичных оболочек, например, патент Великобритании 1594698, патент Бельгии 703356, авторское свидетельство СССР 1465488, заявки Японии 4-40488, 4-48889. Конструкция этих заграждений такова, что для постановки заграждения необходимо предварительно наполнить эластичную оболочку воздухом или газом, а затем установить заграждение с помощью катера.

Такая постановка заграждения требует содержания команды специалистов и технических средств в постоянной готовности к действию, зависит от человеческого фактора, не позволяет оперативно локализовать разлив нефти, особенно, если авария произошла на реке с быстрым течением, ночью, в ветреную погоду. Постоянно установленное поперек реки (водоема) заграждение затрудняет судоходство, требует содержания людей и плавсредств для обеспечения круглосуточного судоходства, приводит к быстрому износу заграждения.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому изобретению является устройство для локализации нефтяных загрязнений на реках по авторскому свидетельству СССР 655768, кл. Е 02 В 15/04, опубл. 05.04.79, это устройство включает нефтепровод, установленное поперек реки ниже по течению заграждение в виде эластичной оболочки, в нефтепроводе установлен датчик давления, а на берегу реки - компрессор и насос, соединенные с эластичной оболочкой посредством системы управления с датчиком давления.

В исходном состоянии эластичная оболочка расположена на дне реки и не препятствует прохождению судов. В случае утечки нефти и снижения давления в нефтепроводе включается компрессор и насос, заполняющие оболочку воздухом и водой. Всплывая, эластичная оболочка перегораживает реку и задерживает нефть. Такое устройство достаточно оперативно предотвращает разлив нефти, но при длительном нахождении на дне в нерабочем состоянии эластичная оболочка оказывается затянутой илом, песком, ветками и деревьями, которые несет река. Вес отложений может быть таким, что плавучести ближайших метров оболочки окажется недостаточно, чтобы сбросить отложения с себя и обеспечить всплытие. Это снижает оперативность постановки и надежность локализации нефтяных заграждений.

Задачей настоящего изобретения является создание высокоэффективного, надежного, долговечного, удобного в эксплуатации устройства для локализации нефтяных разливов.

Так же, как и прототип, предлагаемое устройство для локализации разливов нефти включает заграждение в виде эластичной надувной оболочки, трубопровод, соединенный с источником сжатого газа, установленным на берегу водоема, и подсоединенный к эластичной оболочке. Отличие заключается в том, что эластичная оболочка выполнена многосекционной, причем с одного конца каждая секция оболочки имеет впускной клапан, а секции расположены так, что впускные клапаны обращены в сторону ближайшего конца заграждения, при этом трубопровод размещен последовательно вдоль всех секций и соединен с каждой из них соответствующим впускным клапаном, а рабочее давление впускных клапанов одинаково для всех секций и равно или меньше давления в трубопроводе.

Подобное выполнение эластичной оболочки, расположение впускных клапанов и установка на них определенного давления позволяет при постановке заграждения (при подаче воздуха в трубопровод) всплывать двум крайним секциям, которые подтягивают к поверхности воды расположенные рядом с ними следующие секции, впускные клапаны которых срабатывают после подъема к поверхности и которые, надуваясь, подтягивают следующие за ними секции и т.д. до полной установки заграждения. При этом все мешающие отложения постепенно сталкиваются на дно и не повреждают эластичную оболочку.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство для локализации разливов нефти в водоемах, вид сверху. На фиг.2 - два этапа установки устройства на реке. На фиг. 3, 4 - изображение одной секции эластичной надувной оболочки (две проекции). На фиг.5, 6 - варианты размещения предлагаемого устройства.

Устройство для локализации разливов нефти в водоемах содержит заграждение в виде эластичной надувной оболочки 1, состоящей из секций 2; трубопровод 3, размещенный последовательно вдоль всех секций 2; впускной клапан 4, посредством которого трубопровод 3 соединен с каждой секцией эластичной оболочки 1; источник сжатого газа 5, например, компрессор или баллон со сжатым газом, установленный на берегу водоема и соединенный с трубопроводом 3.

Каждая секция 2 эластичной надувной оболочки может быть выполнена, например, так, как на фиг.3, где 6 - надувная камера, 7 - фартук, 8 - балласт, 9 - замковое соединение. Трубопровод 3 расположен, например, ниже камеры 6 и зафиксирован вдоль секции с помощью гибкого тканевого элемента 10, один край которого соединен с камерой 6, а противоположный - с фартуком 7. В качестве балласта можно использовать цепь, локальные грузы, якоря, дополнительные камеры с водяным балластом. Впускной клапан 4 расположен с одного конца секции 2. При монтаже устройства для локализации разливов нефти секции 2 следует располагать так, чтобы впускные клапаны 4 были расположены в сторону ближайшего конца заграждения (фиг.1).

Устройство может быть снабжено дополнительной секцией для сбора нефти.

Устройство работает следующим образом.

Заграждение 1 устанавливают в местах возможных разливов нефти, например ниже по течению реки от магистрального нефтепровода, пересекающего реку, - поперек реки (фиг.4); около локального источника загрязнения на берегу водоема - ограждая дугой место возможного разлива нефти (фиг.5).

В исходном состоянии эластичная оболочка 1 расположена на дне водоема (фиг. 2). При этом концы крайних секций 2 размещены на берегу или в непосредственной близости от берега на мелководье. Так как впускные клапаны крайних секций 2 расположены на этих концах, то они испытывают атмосферное давление или давление, близкое к нему.

В таком состоянии секции 2 эластичной оболочки 1 находятся неопределенное время, в течение которого они заносятся илом, песком, могут быть завалены деревьями, другим мусором (11). При этом на эластичную оболочку действует давление воды Р_в, которое зависит от глубины водоема. (Р_вб<Р, где Р_вц - давление воды в средней части водоема, Р_вб - давление у берега).

После утечки нефти дается сигнал на компрессор 5, который подает воздух в трубопровод 3 под давление Р_т(Р_вб<Р<Р).

Впускной клапан 4 секции 2, настроенный на давление Р_к, сработает только в том случае, если Р_т-Р_в<Р, т.е. сработают впускные клапаны 4 секции 2, расположенные у берега. Эти секции всплывают, подтягивая за собой концы следующих секций, на которых расположены впускные клапаны. Как только эти концы окажутся на глубине, достаточной для срабатывания впускных клапанов, начинают заполняться воздухом вторые от края заграждения секции и так далее, от менее глубокого участка (от берега) к более глубокому (к центру).

Последовательный подъем секций от обоих берегов позволеют столкнуть, стряхнуть отложения, завалы, используя подъемную силу с обеих сторон завала, т. е. двойную плавучесть. Например, в Тюменской области, на реке Рассонь шириной 68 м необходимо установить 11 секций диаметром 250 мм и длиной 10 м каждая, на реке Турбас шириной 31 м - 5 таких же секций. При этом подъемная сила двух смежных секций может преодолеть сопротивление 970 кг. Наполнение воздухом секций с двух сторон заграждения, большая подъемная сила позволили установить заграждение на указанных реках в течение 3-6 мин, что доказывает оперативность установки устройства для локализации разлива нефти и его надежность.