устройство для сбора нефти с поверхности воды. Сбор нефти с поверхности воды


Локализация и сбор нефти с поверхности воды

1.8 Локализация и сбор нефти с поверхности воды

1.8.1 Локализация разлитой нефти на водной поверхности

После обнаружения места аварии приступают к ее локализации.

Процесс локализации нефтяного разлива предусматривает ограничение движения нефтяного пятна к береговым зонам бази­рования хозяйственных объектов, населенных пунктов и локали­зацию нефтяного пятна в месте, удобном для последующего сбора и транспортировки собранной нефти.

Для борьбы против распространения нефти наиболее часто используют заграждения. Для повышения эффективности заграж­дений они должны иметь следующие качества: следовать движе­нию поверхности воды; смещаться в сторону течения; не допускать подныривания нефти и ее перелива через них; сопротивляться силам потока воды и ветра; выдерживать химическое воздейст­вие нефти и перепада температур; быть удобными для хранения и легкими для транспортировки; быть легкими и надежными в эксплуатации.

Характер местности и скорость течения позволяют в каждом конкретном случае выбрать вид заграждения: расположенное на поверхности, оно позволит ограничить образование загрязняющей пленки нефти, собрать ее, сместить в область более спокойного те­чения, к приямку на берегу и ускорить очистку.

Существуют плавающие, локализирующие и импровизирован­ные заграждения.

Плавающие заграждения, как правило, бывают гибкими. Их раз­личают по виду, размеру и конструкции. Они делятся на два типа: «барьер» или «занавес».

Заграждения типа «барьер» состоят из жесткого или полу­жесткого экрана, удерживаемого на поверхности воды с помощью плавающих поплавков. Для задержания нефти, прошедшей через барьер, ниже но течению целесообразно устраивать фильтр из двух рядов проволочной сетки с ячейками 10х10 или 15х15 см, кото­рые заполняют соломой, камышом. Можно применять сетчатые рукава, заполненные сорбентом.

Заграждения типа «занавес» могут быть из пенопластовых поплавков, заключенных в водонепроницаемую оболочку, или надувного типа, к которым крепят юбку из мягкого материала, за­груженного в нижней части балластом из цепей, рукавов или труб с песком (водой).

Варианты расстановки боновых заграждений (рисунок 1.19) выби­раются в зависимости от конкретных условий с учетом категорий рек и скорости течения реки VТ.Р. Эффективная работа заграждений зависит от правильности их анкеровки на берегу и воде. На малых, несудоходных реках может быть предложен вариант пол­ного перекрытия реки, а на больших, особенно судоходных, реках можно устанавливать разъемные секции небольшой длины, напри­мер, по схеме «Колос» или «Каскад». В этом случае анкеровка устраивается на берегу и акватории под водой.
Рисунок 1.19 - Рекомендуемые варианты расстановки боновых

                        заграждений.

а - сплошное заграждение на несудоходных реках с VТ.Р.£1,0 м/с; б - стро­пильное заграждение на несудоходных реках с VТ.Р.£1,0 м/с; в - схема «Колос» на судоходных реках VТ.Р.³1,0 м/с; г - схема «Каскад» на судоходных реках с VТ.Р.>1,0 м/с.

Примыкание заграждений к берегу должно предотвращать по­ступление или подныривание нефти, для чего на мелкой воде и в прибрежной полосе устраивается траншея глубиной, достаточной для того, чтобы подводная часть заграждения свободно и без загиба опускалась до дна при самых низких горизонтах в период произ­водства работ. Траншея в зоне примыкания заграждения к берегу засыпается соломой, камышом или другими сорбентами.

В качестве импровизированных заграждений используют веще­ства природного происхождения: сосновую кору, камыш, солому, вылущенные початки кукурузы, опилки, измельченный торф, а также искусственные поглотители (перлит, вермикулит и др.).

Для локализационных работ на реках с большими скоростями применяют металлические боновые заграждения (БЗ). Для уста­новки металлических бонов необходимо проводить расчеты удер­живающей силы для каждого типа с учетом скорости течения и по ним осуществлять подборку якоря и тросов.

Возможна комбинация металлической рамы и бетонных блоков (камней). В этом случае для увеличения сопротивления сдвигу поверхностные якоря изготовляют с вертикальными ножами, за­глубленными в грунт, а их расчет проводят на силу трения метал­лической площадки о грунт и сопротивление грунта резанию. Кроме того, проверяют на устойчивость от опрокидывания.

Установка боновых заграждений перпендикулярно к течению может осуществляться при скорости течения реки до 0,35 м/с. При больших скоростях течения БЗ монтируется под углом к те­чению.

При ликвидации разливов нефти на реках для улавливания нефти необходимы боны, длина которых позволяет подвести нефть к одному из берегов.

Как показывает опыт, скорость перемещения нефтяного пят­на к берегу не должна превышать 0,3 м/с. При такой скоро­сти движения нефти к месту ее концентрации исключается риск образования турбулентного истечения нефти под боновым заграждением. Угол установки бонового заграждения А по отношению к направлению течения может быть определен как отношение желаемой скорости перемещения нефтяного пятна VН, равной 0,30 м/с, к скорости течения реки VТ.Р. (рисунок 1.20)

vunivere.ru

сбор нефти с поверхности воды Видео

6 г. назад

Технология по сбору нефтепродуктов с поверхности водоемов. Данный метод позволяет собирать нефть, как...

6 г. назад

Сорбирующие боны и маты для устранения нефтяных разливов с водной поверхности и земли. Сбор углеводородов.

1 г. назад

Наглядная процедура очистки воды от нефти и нефтепродуктов при помощи сорбента в лабораторных условиях....

3 мес. назад

Сорбенты - химические реагенты и препараты, которые обеспечивают сбор нефтяных продуктов с поверхности...

1 г. назад

Сборщик нефти DESMI HELIX – это мощный щеточный скиммер (Helix Skimmers) революционно новой овальной конструкции, обес...

4 г. назад

"N-GREASE" - нефтесборщик с возможностью удаления жиров и СОЖ с поверхности воды (www.n-grease.ru, www.nsfr.ru) Одним из наибо...

8 г. назад

Сбор нефти с поверхности водоема.

3 г. назад

Карбамидный пенопласт (пеноизол) используется как эффективный и недорогой сорбент для фильтрации промышле...

1 г. назад

Дыхание жизни. Сбор разливов нефти магнитами: миф или реальность? Разлив нефти на воде – настоящее экологи...

3 г. назад

Работа скиммера ECONAD SKM 3 (производство НПП "ЭКОНАД") на рабочей площадки компании ТИТАЛ Принцип работы скимм...

6 г. назад

N-GREASE -cкиммер нефтепродуктов (нефтесборщик), жиров и СОЖ (www.n-grease.ru) Одним из наиболее эффективных методов...

3 г. назад

Скиммер для сбора нефтепродуктов ECONAD и скиммер для сбора нефти XENA предназначен для: - удаления / сбора нефте...

2 г. назад

vk.com/tkt_tv youtube.com/user/StoriesCity tkt-tv.tv.

2 г. назад

На набережной Невы прошли учения для экологических активистов. -------------------------------------------- vk.com/tkt_tv youtube.com/user/Sto...

3 г. назад

Уремикс 913 Сбор нефти. Продемонстрирован полный цикл сбора нефти с поверхности воды.

5 г. назад

В арктических условиях ликвидация аварийных разливов нефти связана с рядом трудностей, которые препятству...

2 г. назад

Применение скиммера XENA (ECONAD SKM) Сбор из резервуара подсолнечного масла с мелким песком, которое всплыло...

turprikol.com

устройство для сбора нефти с поверхности воды - патент РФ 2259443

Изобретение относится к области охраны водной среды и может быть использовано для очистки от нефтяных загрязнений акваторий морей, океанов, портов, гаваней и внутренних водоемов. Устройство включает замкнутую батарею гидроциклонов, расположенных равномерно по окружности, соединенных между собой вертикальными перемычками и совмещенных передними и задними стенками с входными отверстиями, расширяющимися кверху, трубопроводы и нефтепроводы, соединенные с коаксиально расположенными коллекторами нефти и воды в центре устройства, пустотелые камеры, образованные горизонтальными и вертикальными перемычками, вертикальные кромки, образованные передними и задними стенками гидроциклонов, крышку с волнорезным устройством и люком. Устройство снабжено внешними и внутренними электромагнитами, расположенными равномерно по окружности крышки, и конусовидными электромагнитами, расположенными на поверхности гидроциклонов, которые связаны кабелем в водо- и маслостойкой изоляции с блоком управления. Изобретение позволяет производить эффективный сбор омагниченных нефтепродуктов различной толщины пленки с большой площади за счет создания магнитного поля, что расширяет возможности использования нефтесборного устройства на волнообразных поверхностях водных объектов. 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2259443

Изобретение относится к технике защиты водной среды, а именно к устройствам для сбора и разделения жидкостей с различным удельным весом, растекшихся по поверхности водоемов, и может быть использовано для очистки от нефтяных загрязнений акваторий морей, океанов, портов, гаваней и внутренних водоемов.

Известна установка, включающая специальный магнитосборник (Морозов Н.А., Страдомский Ю.И., Щелыкалов Ю.Я. //Вестник машиностроения. 2002. №3. С.37-40). Изменяющийся рабочий зазор образуется двумя полюсами. Магнитное поле создается электромагнитом. Его магнитопровод состоит из двух цилиндрических сердечников и ярма прямоугольного сечения. На сердечниках размещена обмотка возбуждения. Полюсы крепятся к сердечникам магнитопровода болтовым соединением и могут поворачиваться вокруг оси сердечника. Электромагнит подвешивается над уровнем воды с глубиной погружения 10 мм.

Недостатком данного устройства является то, что подтянутый в рабочий зазор магнитосборника омагниченный нефтепродукт необходимо откачивать насосом, который необходимо устанавливать сразу на платформе магнитосборника, чтобы усилить всасывающий эффект. Это может послужить снижением области его применения на больших водных поверхностях.

Наиболее близка к заявленному устройству конструкция для сбора нефти с поверхности воды (Патент РФ №2205261, МПК7 Е 02 В 15/10, 15/04, Бюл. №15, 27.05.2003 г.), включающая замкнутую батарею гидроциклонов, расположенных равномерно по окружности, соединенных между собой вертикальными перемычками и совмещенных передними и задними стенками с входными отверстиями, расширяющимися кверху, а также трубопроводы и нефтепроводы, соединенные коаксиально расположенными коллекторами нефти и воды в центре устройства. Она включает также пустотелые камеры, образованные горизонтальными и вертикальными перемычками, вертикальные кромки, образованные передними и задними стенками гидроциклонов, крышку, по всему периметру которой установлено волнорезное устройство (ВУ). Между ВУ вертикальными кромками образован зазор, а в крышке устройства над пустотелой камерой выполнен люк.

Недостатком данной конструкции является низкая эффективность очистки воды, так как случае больших разливов нефти невозможно подтягивание пленки с отдаленных участков к волнорезному устройству, что сужает область его применения.

Задача изобретения - повышение эффективности очистки воды путем разделения воды и нефтяной пленки в устройстве.

Эта задача решается тем, что данное устройство дополняется комплексом внешних, внутренних и конусовидных электромагнитов, а также блока управления, формирующего управляющее воздействие определенной частоты и длительности для каждого электромагнита отдельно.

На фиг.1. изображено устройство для сбора омагниченной нефти с поверхности воды, вид сбоку; на фиг.2 - сечение А-А.

На внешней стороне данного устройства и в центре по периметру равномерно распложены шесть внешних 1 и шесть внутренних электромагнитов 2, которые подключены к блоку управления 3. В центральной части устройства заключена замкнутая батарея гидроциклонов 4, расположенных по окружности и совмещенных передними стенками 5 и задними стенками 6 с входными отверстиями 7. Гидроциклоны 4 соединены между собой вертикальными перемычками 8. На поверхности гидроциклонов 4 расположены конусовидные электромагниты 9, основание которых выведено на поверхность устройства, установлено на крышке 10 и подключено к блоку управления 3. Трубопроводы 11 для отвода воды соединены с коллектором 12 воды, расположенным в центре устройства, а нефтепроводы 13 соединены с коллектором 14, расположенным внутри коллектора 12 воды и соединенным с ним.

Передняя 5 и задняя 6 стенки каждого гидроциклона 4 соединены между собой и образуют вертикальные кромки, находящиеся в плоскости, проходящей через центр устройства и гидроциклоны, а задняя стенка 6 примыкает к входному отверстию 7, расположенного рядом против часовой стрелки гидроциклона.

Передняя 5 и задняя 6 стенки каждого гидроциклона 4 соединены между собой и с корпусом гидроциклона горизонтальными 15 и вертикальными 8 перемычками и образуют пустотелую камеру.

Входное отверстие 7 гидроциклонов выполнено расширяющимся кверху.

Устройство снабжено крышкой 10, радиус которой равен диаметру устройства.

По всему периметру крышки установлено волнорезное устройство 16 в виде вертикальных и равномерно расположенных пластин 17, имеющих переднюю сторону 18, заднюю сторону 19, с зазором между собой и неподвижно закрепленных верхними кромками к нижней стороне крышки 10.

Высота пластин волнорезного устройства не менее высоты цилиндрической части гидроциклона.

Между вертикальными кромками и волнорезным устройством 16 выполнен зазор 20, образуя дополнительное пространство, перекрываемое сверху крышкой 10.

На крышке 10 над каждой пустотелой камерой выполнен люк 21.

Устройство работает следующим образом.

На загрязненную нефтью водную поверхность с помощью специального оборудования разбрызгивается магнитная жидкость на керосиновой основе.

Устройство устанавливается на поверхности водного объекта так, что плоскость свободной поверхности жидкости пересекает каналы волнореза. Это достигается путем заполнения через люки 21 баластом (например, водой) пустотелых камер устройства, состоящих из вертикальных 8 и горизонтальных 15 перемычек, а также передних 5 и задних 6 стенок каждого гидроциклона.

Через определенный промежуток времени, в результате которого происходит полное омагничевание нефти, от блока управления 3 подается импульс, определенной частоты и длительности, на внешние шесть электромагнитов 1, установленных на крышке 10 нефтесборного устройства, что позволяет притягивать омагниченные нефтепродукты к устройству с большой площади. Через некоторое время импульс от блока управления 3 подается на внутренние шесть электромагнитов 2, при этом омагниченные нефтепродукты перемещаются по устройству, где происходит поступление омагниченных нефтепродуктов в каналы волнореза. Питание электромагнитов осуществляется через кабель в водо- и маслостойкой изоляции. Таким образом, происходит попеременная работа внешних и внутренних электромагнитов, что обеспечивает сбор омагниченных нефтепродуктов с поверхности воды и поступление их в нефтесборное устройство.

Смесь воды и омагниченных нефтепродуктов проходит волнорезное устройство 16, которое представлено в виде вертикальных и равномерно расположенных пластин 17, имеющих переднюю сторону 18, заднюю сторону 19, с зазором между собой и неподвижно закрепленных верхними кромками к нижней стороне крышки 10. Поток жидкости разбивается на мелкие струи и затем поступает в зазор между волнорезным устройством 16 и вертикальными кромками устройства (отстойная зона), при этом жидкость в устройстве делится на потоки, количество которых соответствует количеству гидроциклонов. Каждый из потоков движется к входному отверстию гидроциклона 7, предварительно пройдя пространство, ограниченное передней 5 и задней 6 стенками, которые образуют входной канал.

Жидкость, попав в рабочий объем гидроциклонов 4, приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил вода отбрасывается к стенкам корпуса гидроциклонов и выводится за его пределы по трубопроводам 11 в коллектор 12. Омагниченные частицы нефти скапливаются в центре рабочего объема гидроциклонов и при включении насоса слива омагниченные нефтепродукты через трубопроводы 13 и коллектор 14 выводятся из устройства. В момент поступления смеси воды и омагниченных нефтепродуктов в гидроциклон 4 от блока управления 3 подается импульс к конусовидным электромагнитам 9. При этом создается магнитное поле, в котором наиболее эффективно происходит отделение омагниченных нефтепродуктов от воды, а также сбор омагниченных нефтепродуктов в центре рабочего объема гидроциклонов. Собранный нефтепродукт направляется на переработку или сжигание.

Таким образом, дополнительная установка внешних, внутренних и конических электромагнитов в конструкцию нефтесборного устройства позволяет производить наиболее эффективный сбор омагниченных нефтепродуктов с большей площади и различной толщины пленки за счет создания магнитного поля, что расширяет возможности использования нефтесборного устройства на волнообразных поверхностях водных объектов.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство для сбора нефти с поверхности воды, включающее замкнутую батарею гидроциклонов, расположенных равномерно по окружности, соединенных между собой вертикальными перемычками и совмещенных передними и задними стенками с входными отверстиями, расширяющимися кверху, трубопроводы и нефтепроводы, соединенные с коаксиально расположенными коллекторами нефти и воды в центре устройства, пустотелые камеры, образованные горизонтальными и вертикальными перемычками, вертикальные кромки, образованные передними и задними стенками гидроциклонов, крышку с волнорезным устройством и люком, отличающееся тем, что устройство снабжено внешними и внутренними электромагнитами, расположенными равномерно по окружности крышки, и конусовидными электромагнитами, расположенными на поверхности гидроциклонов, которые связаны кабелем в водо- и маслостойкой изоляции с блоком управления.

www.freepatent.ru

Устройство для сбора нефти с поверхности воды

 

Изобретение относится к охране окружающей среды и предназначено для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды. Устройство содержит вращающиеся барабаны с приводами, скребковую систему, насос, нефтесборник с двойными стенками и днищами. Барабаны выполнены с двойной стенкой и волнистой наружной поверхностью в виде чередующихся выступов и впадин. Скребковая система состоит из подпружиненных скребков, выполненных в форме язычков и предназначенных для очищения нефти с поверхности выступов, и скребков, выполненных в форме лотков и служащих для очищения нефти с поверхности впадин и приема собранной нефти и слива ее в лоток, а затем в нефтесборник. Скребки с одного конца жестко соединены с рамой, а другим концом плотно прижаты к наружной поверхности барабанов. Устройство имеет систему подачи и перетока хладо- и теплоносителя в полости между двойными стенками барабанов и нефтесборника. Конструкция устройства позволяет эффективно осуществлять сбор нефтяных загрязнений с поверхности воды при любой температуре окружающей среды. 2 з.п. ф-лы, 1 табл. 3 ил.

Изобретение относится к охране окружающей среды, в частности, к устройствам для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды.

Известно устройство /1/, состоящее из корпуса, открытого для входа и выхода обрабатываемой жидкости, вращающегося барабана, жестко соединенного с блоком дисков, кармана для собранного нефтепродукта, в нижней части которого имеется патрубок для подсоединения к откачивающему насосу, приспособления для съема нефтяной пленки с поверхности дисков и привода, обеспечивающего вращение барабана. Недостатками известного устройства являются низкая производительность, плохая устойчивость, снижающая надежность его работы, неэффективность при сборе высоковязких продуктов, особенно в области низких температур. Наиболее близким техническим решением к предложенному изобретению является нефтесобирающее устройство фирмы "Эластек" (ТДС-136) /2/, включающее вращающийся гладкий цилиндрический барабанный сепаратор, очистители барабана, контейнер для собранной нефти, гидравлический насос, перекачивающий собранную нефть в портативное хранилище. Барабанный сепаратор приводится в движение дизельным двигателем. Плавучий гладкий барабанный сепаратор, вращаясь на поверхности воды, увлекает нефть, очистители снимают с него нефть и она стекает в алюминиевый контейнер сепаратора. Недостатками известного устройства являются низкая производительность и надежность работы, обусловленная слабой удерживающей и увлекающей способностью гладкого барабана при наличии даже небольшой зыби, а также невозможность всесезонного использования в связи с отсутствием устройства обогрева (охлаждения). Предлагаемое изобретение решает задачу повышения производительности и надежности, расширения функциональных возможностей за счет применения барабанов с двойной стенкой и волнистой обогреваемой поверхностью, обеспечивающих увлечение нефти любой вязкости при любой температуре окружающей среды, в т. ч. при наличии зыби. Сущность изобретения заключается в том, что в известном устройстве для сбора нефти с поверхности воды, включающем вращающиеся барабаны, скребковую систему, лоток, нефтесборник, насос, раму и приводы, согласно изобретению, наружная поверхность барабанов выполнена волнистой в виде чередующихся между выступов и впадин, скребковая система состоит из подпружиненных скребков для счищения нефти с поверхности выступов и скребков для счищения нефти с поверхности впадин и приема собранной нефти в лоток и слива ее в нефтесборник, причем с одного конца скребки жестко соединены с рамой лотка, а другим концом плотно прижаты к наружной поверхности барабана. Скребки выполнены из упругого износостойкого материала, например, уретана, причем скребки для счищения нефти с выступов выполнены в форме язычка, а скребки для счищения со впадин и приема барабана нефти и слива ее в лоток и нефтесборник выполнены в форме подвижных лотков. Вращающиеся барабаны и нефтесборник выполнены с двойными стенками из прочного, облегченного, с хорошей теплопроводностью материала. Размер выступов и впадин определяют в зависимости от скорости потока и волнения в водном объекте, а нефтесборник, насос, привод, барабаны с системой скребков располагают на раме из условия обеспечения максимально возможной остойчивости устройства. Устройство снабжено системой теплообмена для всесезонного его использования. На фиг. 1 представлен общий вид устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема работы устройства; на фиг. 3 - узел съема нефти - сечение А-А на фиг. 2. Предлагаемое устройство для сбора нефти с поверхности воды содержит вращающиеся барабаны 1 с двойной стенкой (фиг. 1), расположенные по обе стороны от нефтесборника 2, волнистая наружная поверхность барабанов 1 выполнена в виде чередующихся между собой выступов 3 и впадин 4, скребки 5 (фиг. 3) для счищения нефти с поверхности выступов 3, скребки 6 для очищения нефти с поверхности впадин 4, приема собранной нефти и слива ее в лотки 7 и нефтесборник 2, рамы 8, скребкодержатели 9 (фиг. 2), расположенные вдоль барабанов 1, к которым одним концом жестко закреплены скребки 6, прижатые другим концом к вращающимся барабанам 1, гидропривод 10 барабанов с редуктором 11 и валами 12 с кожухами 13, жестко соединенными с наружными торцевыми стенками 14 барабанов, для подачи теплоносителя полость 15 между наружными и внутренними стенками барабанов, насос 16 откачки собранного продукта с гидроприводом. Скребки упруго, с возможностью копирования движения выступов и впадин барабанов и при наличии осевого и радиального биений при вращении последних, прижаты друг к другу и к поверхности барабанов при помощи пружин 17 (фиг. 2, 3). Обогрев устройства осуществляется путем подачи теплоносителя в пространство 18 между наружной и внутренней стенками и днищами нефтесборника 2 и через кожух 13 в полость 15. Погружаемые в водный объект, обеспечивающие Архимедову силу, объемы нефтесборника 2, лотков 7 и барабанов 1 рассчитаны и расположены на рамах 8 так, что обеспечивают заданное погружение барабанов 1 в водный объект, плавучесть и устойчивость устройства. Выполнение барабанов волнистыми с двойными стенками из тонкого прочного листового материала увеличивает жесткость конструкции, способствует уменьшению их массы, упрощает задачу равномерного нагрева (охлаждения) стенок и сохранения формы и герметичности барабанов при резком изменении температуры во времени. Устройство работает следующим образом. При необходимости (наличии большого количества плавающего мусора в водном объекте в зоне работы устройства) впереди на расстоянии устанавливают мусоросборщик, предназначенный для задерживания и отвода мусора из зоны работы устройства. Устройство опускают на воду, закрепляют к берегу, заякоревают или причаливают к плавсредству. При этом рукава для подачи рабочей жидкости (энергоносителя), откачки собранного продукта и подачи теплоносителя (при необходимости) соединены к соответствующим разъемам устройства. Подают рабочую жидкость в привод 10 барабанов 1 и насоса 16 устройства от индивидуальной гидростанции или от гидросистемы табельных подъемно-транспортных машин по гибким рукавам с берега, со льда или плавсредства (не показаны) с расходами, обеспечивающими заданные взаимоувязанные числа оборотов барабанов и насосов, что контролируют по показаниям манометров по расходно-напорным характеристикам гидросистемы, определенным заранее, например, по полигонным испытаниям устройства. При вращении барабанов 1 собираемый продукт (нефть, нефтепродукты и т.п.) задерживается, соприкасается (контактирует) с выступами 3 и впадинами 4 барабана и увлекается ими до линий срезания скребков 5 и 6 - контактов их с барабанами, счищается последними, стекает по скребку 6 в лоток 7, в нефтесборник 2 и далее в приямок на дне нефтесборника (не показан), где располагается приемный патрубок насоса 16. Из нефтесборника 2 продукт откачивается непрерывно насосом 16 той же производительностью, какой поступает в нефтесборник, или циклически, по мере наполнения нефтесборника, обеспечивая сохранение заданного интервала уровней погружения барабанов 1 в водный объект. Для обеспечения эффективной работы устройства при сборе высоковязких продуктов и в условиях низких температур окружающей среды в полость 15 между внутренней и наружной стенками барабанов подают теплоноситель. При необходимости, например, при чрезмерно высокой вязкости продукта и, вызванными этим, медленном самотечном поступлении его в заборный приямок, больших потерях напора на линии откачки продукта, в пространство между наружной и внутренней днищами и стенками нефтесборника также подают теплоноситель. При сборе маловязких продуктов в условиях высоких температур окружающей среды, например, в жаркую погоду, в полость 15 между внутренней и наружной стенками барабанов возможна подача хладоносителя для увеличения производительности устройства. Предлагаемое изобретение предназначено для очистки водной поверхности от нефти и нефтепродуктов и может найти применение при сборе продукта, разлитого при аварийных на магистральных нефте- и продуктопроводах, особенно на подводных переходах, на нефтебазах, в пароходствах, на предприятиях, эксплуатирующих морской и речной транспорт, а также других отраслях в процессах отделения воды от масел и т.п. Устройство эффективно для сбора как больших, так и малых разливов нефти, обладает большими функциональными возможностями - всесезонного применения вследствие выполнения барабанов и нефтесборника с двойными стенками, возможностью подачи тепло- и хладоносителя в межстенное пространство, имеет простую, жесткую, надежную в работе конструкцию из-за выполнения барабанов волнистыми из тонкого прочного листового материала, а скребков упругими, подпружиненными, с большой сопротивляемостью к истиранию. При близких масса-габаритных характеристиках производительность предлагаемого устройства (нефтесборщики серии НА, см. табл.) выше чем у известного нефтесборщика фирмы "ЭЛАСТЕК" (нефтесборщики Магнум и др.) за счет значительно большей поверхности увеличения нефти у барабанов. Силами ГП "Салаватнефтемаш", ОАО "Белебеевский опытный механический завод", ОАО "Салаватгидромаш" изготовлен опытный образец устройства на производительность 26 м3/ч. с приводом от гидросистемы трактора Т-25. Опытный образец проходит заводские испытаний. Источники информации: 1. RU, патент, 2017891, кл. E 02 B 15/04, 1994. 2. Нефтесобирающее оборудование фирмы "Эластек", проспект фирмы ELASTEC, DRUM SKIMMER, POLLTION CONTROL SYSTEMS, USA, 1994.

Формула изобретения

1. Устройство для сбора нефти с поверхности воды, включающее вращающиеся барабаны, скребковую систему, насос, нефтесборник с рамой и приводы, отличающееся тем, что наружная поверхность барабанов выполнена волнистой в виде чередующихся между собой выступов и впадин, скребковая система состоит из подпружиненных скребков для счищения нефти с поверхности выступов и скребков для очищения с поверхности впадин и приема собранной нефти в лоток и слива ее в нефтесборник, причем с одного конца скребки жестко соединены с рамой лотка, а другим концом плотно прижаты к наружной поверхности барабана. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что скребки выполнены из упругого износостойкого материала, причем скребки для счищения нефти выполнены в форме язычка, а для счищения и приема собранной нефти и слива ее в лоток выполнены в форме лотков. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что барабаны и нефтесборник выполнены с двойными стенками и днищем с системой подачи и перетока хладо- и теплоносителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

www.findpatent.ru

устройство для сбора нефти с поверхности воды - патент РФ 2460667

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судам для сбора загрязнения с поверхности воды. Устройство содержит судно-нефтесборщик со средствами откачки нефти, заграждение, соединенное одним концом с судами-буксирами, и, по меньшей мере, два барабана с очистными роликами. Судно-нефтесборщик выполнено в виде судна-дока, имеющего корпус с палубами и двойным дном, внутри корпус разделен на буксирное и технологическое отделения. Буксирное отделение, расположенное в кормовой части корпуса судна-дока, выполнено в виде канала, обрамленного стенками, и двух бортовых ангаров, снабженных воротами и переборками. Ширина бортового ангара не менее ширины судна-буксира, а длина не менее длины, обеспечивающей размещение, по меньшей мере, одного судна-буксира. Технологическое отделение выполнено в виде ангара, ограниченного потолком, боковыми и торцевыми стенками. В нижней части ангара расположен центральный канал, по верхним границам которого с симметричным углублением вправо и влево в сторону корпуса расположены полки-уступы. Между бортами корпуса судна-дока и боковыми стенками центрального канала размещены емкости, соединенные с технологическим отделением. Центральный канал технологического отделения снабжен, по меньшей мере, двумя переборками, в которых выполнены герметично закрывающиеся отверстия, расположенные на разных уровнях, при этом уровень размещения герметично закрывающихся отверстий в переборках понижается от кормы к носу. Заграждение выполнено в виде секционного сетного рукава, заполненного эластичным пористым адсорбентом и снабженного положительной плавучестью в верхней кромке и отрицательной плавучестью в нижней кромке. Обеспечивается возможность работы в открытом море, упрощается процесс сборки и переработки нефтяной эмульсии. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Рисунки к патенту РФ 2460667

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судам для сборки загрязнения с поверхности воды, а также к охране окружающей среды и может быть использовано для локализации и сбора пятна нефти или нефтепродукта, в том числе мощного его потока на любой водной поверхности. Возможно использование изобретения для локализации и сбора аварийных разливов нефти вокруг морских нефтеналивных терминалов, морских нефтедобывающих буровых платформ, а также для укомплектования нефтеналивных танкеров, морских буровых платформ.

Известен плавучий нефтемусоросборщик, включающий корпус с носовой и кормовой оконечностями, движителями, сообщающимися с водоподводящим каналом и поперечным каналом через гидравлическую заслонку. В носовой части размещено нефтемусороприемное устройство. В центральной части корпуса судна расположена отстойная цистерна, гидравлически связанная через переливные пороги и отверстия с вакуумной системой разделения и перекачки нефти (п. РФ № 2066654, В63В 35/32, опубл. 20.09.1996).

Недостатком известного устройства является то, что защищенная конструкция нефтемусоросборщика не позволяет оперативно производить сбор нефтепродуктов, так как нефтемусороприемное устройство, расположенное в носовой части, не может работать при волнении даже на самом малом ходу. Эксплуатация такого устройства возможна только при полном отсутствии волнения, то есть в закрытых акваториях. При работе на волнении и неизбежной при этом килевой и бортовой качке судна любое устройство, закрепленное в носовой части судна, будет подвергаться долговременным циклическим колебаниям, работать «на излом», или при достаточной жесткости конструкция будет периодически отрываться от поверхности воды, что неизбежно приведет к уходу (потере) собранной нефти.

Известно судно-нефтесборщик, проект 17501, представляющее собой закрытое стальное судно водоизмещающего типа, гладкопалубное, с одноостровной рубкой, с корпусом, разделенным четырьмя поперечными переборками на пять водонепроницаемых отсеков, с двухвальной дизельной энергетической установкой и водометными движителями.

Судно предназначается для решения следующих задач:

- транспортировка и постановка плавучих боновых заграждений;

- прием с судов и транспортировка к местам переработки льяльных вод и мусора;

- погрузка и транспортировка различных грузов общей массой до 5 т;

- выполнение работ по ликвидации разливов на поверхности моря нефтепродуктов с температурой вспышки выше 60° (Найдено в сети Интернет 18 декабря по адресу http://www.stapel.ru/completed/div12/104.html).

Основным недостатком данного устройства является то, что оно может работать только в закрытых акваториях и не может эксплуатироваться в море на открытых акваториях.

Известно устройство для локализации и сбора нефти или нефтепродуктов с поверхности воды, содержащее судно-нефтесборщик со средствами откачки нефти, полое гибкое боновое заграждение, концы которого соединены с кормовыми частями буксиров. Для разворота бонового заграждения используется два буксира. Нефтесборщик выполнен в виде катамарана, корпуса которого прикреплены к расположенному между ними каркасу. Внутри каркаса на вертикальных осях, имеющих приводы, расположен ряд барабанов по длине каркаса, и, по крайней мере, два ряда барабанов по его высоте. 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 полостей с источником сжатого воздуха и выпуска из них воздуха. Боновое заграждение имеет возможность отсоединения от буксиров и замыкания его в кольцо (п. РФ № 2249078, Е02В 15/04, опубл. 27.03.2005).

К недостаткам известного устройства, прежде всего, следует отнести невысокую его надежность, поскольку судно выполнено в виде катамарана и технологическое оборудование расположено на каркасе между его поплавками. Известно, что при волнении наибольшим нагрузкам подвергается пространство между поплавками. В боновые заграждения нагнетается сжатый воздух, следовательно, достаточно мощные компрессоры должны располагаться на том же каркасе. В случае повреждения компрессора или приводного электродвигателя произойдет прекращение подачи сжатого воздуха, что приведет к затоплению бонового заграждения. Буксировка заграждения двумя буксирами также будет способствовать временному притоплению отдельных участков бонового заграждения за счет гидродинамической составляющей набегающего потока воды, колебаний участков заграждения, при появления отрицательных углов атаки «заныривания» этих участков и, как следствие, будет осуществляться проход части нефтяного пятна через образовавшееся свободное пространство. Наличие вышеперечисленных недостатков затрудняет применение известного устройства для сбора нефтяных пятен в открытом море. Кроме того, в случае ликвидации нефтяных пятен больших размеров устройство требует наличия плавучего резервуара или танкера.

Задача, решаемая изобретением, - возможность работы устройства в открытом море, повышение надежности, производительности с одновременным упрощением процесса сборки и переработки нефтяной эмульсии.

Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для сбора нефти с поверхности воды, содержащем судно-нефтесборщик со средствами откачки нефти, заграждение, соединенное одним концом с судами-буксирами, и, по меньшей мере, два барабана с очистными роликами, согласно изобретению, судно-нефтесборщик выполнено в виде судна-дока, имеющего корпус с палубами и двойным дном, внутри корпус разделен на два отделения - технологическое и буксирное. Буксирное отделение размещено в кормовой части корпуса судна-дока и выполнено в виде канала, обрамленного стенками, и двух бортовых ангаров, снабженных воротами и переборками, при этом ширина бортового ангара не менее ширины судна-буксира, а длина не менее длины, обеспечивающей размещение, по меньшей мере, одного судна-буксира.

Технологическое отделение выполнено в виде ангара, ограниченного потолком, боковыми и торцевыми стенками, в нижней части ангара расположен центральный канал, по верхним границам которого с симметричным углублением вправо и влево в сторону корпуса расположены полки-уступы, на которых размещено технологическое оборудование для переработки водно-нефтяной эмульсии. Между бортами корпуса судна-дока и боковыми стенками центрального канала размещены емкости для сбора нефтяной эмульсии, соединенные всасывающими патрубками с центральным каналом технологического отделения.

Центральный канал технологического отделения снабжен, по меньшей мере, двумя переборками, в которых выполнены герметично закрывающиеся отверстия, расположенные на разных уровнях, при этом уровень размещения герметично закрывающихся отверстий в переборках понижается от кормы к носу.

Заграждение выполнено в виде секционного сетного рукава, заполненного эластичным пористым адсорбентом и снабженного положительной плавучестью в верхней кромке сложенного вдвое сетного полотна, за счет чего образуется сетной рукав, и отрицательной плавучестью в нижней его кромке.

Барабаны с очистными роликами размещены в кормовой части судна-дока и соединены с одним из концов секционного сетного рукава.

Секции сетного рукава выполнены разъемными.

Секции сетного рукава выполнены разными по высоте, при этом секции, имеющие большую высоту, располагаются при разматывании рукава ближе к судну-доку.

Верхняя кромка сетного рукава может быть снабжена дополнительными плавучестями. Дополнительные плавучести способствуют эффективной работе секционного сетного рукава в штормовых условиях и позволяют избегать перехлеста нефти через секционный сетной рукав.

В потолке ангара технологического отделения размещена, по меньшей мере, одна вентиляционная шахта. Вентиляционная шахта позволяет регулировать уровень концентрации сопутствующих газов. В случае аварийной ситуации технологическое отделение через вентиляционную шахту может быть заполнено инертным газом или противопожарным составом.

Выполнение устройства в виде судна-дока обеспечивает возможность переработки водно-нефтяной эмульсии в достаточно большом объеме непосредственно в море и передачу готового продукта на танкера для дальнейшей транспортировки.

Разделение судна-дока на два отделения буксирное и технологическое позволяет нести судну-доку небольшие суда-буксиры, которые не могут перемещаться самостоятельно с необходимой скоростью в открытом море, и оперативно доставляются судном-доком к месту разлива нефтяного пятна, что в конечном результате обеспечивает быструю и качественную ликвидацию нефтяных разливов, способствует решению проблемы охраны окружающей среды.

Наличие канала в буксирном отделении, разделяемого воротами на отдельные отсеки, обеспечивает первичное накопление сопутствующего мусора и водоэмульсионной смеси до определенной концентрации, что, в конечном результате, позволяет не только повысить качество нефти, собранной с поверхности моря, но и повышает остойчивость судна дока.

Установка в центральном канале технологического отделения, по меньшей мере, двух переборок разделяет его на отдельные отсеки (отстойники), что позволяет не только отделить инородный мусор от нефти, но и способствует качественному отделению нефти от воды, а наличие в переборках герметично закрывающихся отверстий, расположенных на разных уровнях, способствует плавному свободному перемещению нефти, отделенной от воды, по центральному каналу технологического отделения в отсек, расположенный рядом с носовой частью корпуса судна-дока, и, как следствие, в этом отсеке собирается нефть, практически полностью отделенная от водной фракции.

Полки-уступы, расположенные по верхним границам центрального канала с симметричным углублением вправо и влево в сторону корпуса, выполняют роль фундамента для размещения технологического оборудования и способствуют безопасному перемещению обслуживающего персонала.

Использование в качестве заграждения секционного сетного рукава, заполненного адсорбентом, обеспечивает возможность непрерывного сбора разлившихся нефтепродуктов с большой площади, до полукилометра. Также оно обеспечивает временное ограждение разлива нефти, при условиях буксировки этого секционного сетного рукава судами-буксирами и концентрирование нефтяного пятна. При повышении концентрации нефтяного пятна и перевода его в канал буксирного отделения сетной рукав предотвращает выход нефти за сетный рукав, поскольку эластичный пористый адсорбент помещен как бы в двойной сетной силовой каркас, поддерживаемый в вертикальном положении за счет положительной плавучести, размещенной по верхней кромке сетного рукава, и отрицательной плавучести, размещенной в нижней его кромке. Использование эластичного пористого адсорбента позволяет впитывать и удерживать значительное количество нефти, а также является преградой для прохождения нефти в очищаемое пространство в процессе буксировки и направления ее в канал буксирного отделения.

Выполнение сетного рукава секционным обеспечивает простоту обслуживания и изготовления заграждения, выполняющего роль открылок-концентраторов при сборе нефти. Кроме того, это дает возможность применять в заграждении разные по высоте секции, что позволяет удерживать непосредственно у кормовой части корпуса судна-дока нефтяной слой большей толщины. Сетная форма позволяет равномерно фиксировать адсорбент внутри рукава, избежать окон и протечки через него нефти. Более того, простота конструкции сетного рукава позволяет изготавливать его непосредственно на судне-доке и осуществлять его ремонт при повреждении непосредственно на судне-доке.

Наличие емкостей и двойного дна в судне-доке позволяет накапливать готовый очищенный продукт (нефть) для дальнейшей его транспортировки.

Барабаны могут размещаться в кормовой части судна, их может быть установлено два и более. Барабаны снабжены отжимными роликами, обеспечивающими выдавливание нефти из адсорбента при выборке секционного сетного рукава на борт по окончании работ, или при ремонте, или их замене.

Устройство для сбора нефти с поверхности воды иллюстрируется следующими чертежами.

На фиг.1 представлен вид сверху судна-дока с разрезом; на фиг.2 - вид судна-дока с кормы, разрез; на фиг.3 - схема заграждения; на фиг.4 - схема сбора нефтяного пятна судном-доком.

Устройство для сбора нефти с поверхности воды выполнено в виде судна-дока, имеющего корпус 1 с палубами 2 и двойным дном 3, внутри корпус 1 разделен на два отделения - технологическое 4 и буксирное 5.

Буксирное 5 отделение расположено в кормовой части корпуса 1 судна-дока и выполнено в виде канала 6, обрамленного стенками 7, и двух бортовых 8 ангаров, снабженных отдельными 9 воротами и переборками 10, при этом ширина бортового 8 ангара не менее ширины судна-буксира 11, а длина не менее длины, обеспечивающей размещение, по меньшей мере, одного судна-буксира 11.

Технологическое 4 отделение выполнено в виде ангара 12, ограниченного потолком 13, снабженным вентиляционной шахтой 14, боковыми 15 и торцевыми 16 стенками; в нижней части ангара 12 расположен центральный 17 канал, по верхним границам центрального 17 канала с симметричным углублением вправо и влево в сторону корпуса расположены полки-уступы 18, на которых размещено технологическое оборудование (на чертеже не обозначено) для переработки водно-нефтяной эмульсии; между боковыми 15 стенками центрального 17 канала и бортом корпуса 1 размещены емкости 19 для сбора нефти, соединенные всасывающими патрубками (на чертеже не обозначены) насосов для откачки воды и нефти с центральным 17 каналом технологического 4 отделения.

Внутри канала 6 буксирного 5 отделения установлены ворота 20 для закрытия кормовой части буксирного отделения. Центральный 17 канал технологического 4 отделения снабжен, по меньшей мере, двумя переборками 10, с образованием отсеков, временных отстойников для нефтяной эмульсии. В переборках 10 выполнены герметично закрывающиеся отверстия 21, расположенные на разных уровнях, при этом уровень размещения герметично закрывающихся отверстий в переборках 10 понижается от кормы к носу корпуса 1 судна-дока. Для обеспечения возможности самопроизвольного перетекания нефти из одного отстойника в другой отверстия 21 в переборках 10 расположены на разных уровнях ступенчато, при этом отверстия в носовой части расположены ближе к двойному дну 3 корпуса 1, чем в кормовой части.

Технологическое оборудование, размещенное на полках-уступах 18, доступно для обслуживания и контроля. На палубах 2 размещаются оборудование и лаборатория для контроля над качеством нефти и сливаемой за борт воды, а также жилые помещения для персонала (на чертеже не обозначены).

Заграждение выполнено в виде секционного сетного 22 рукава, заполненного эластичным пористым адсорбентом 23 и снабженного положительной 24 плавучестью в верхней кромке, образующейся за счет сложения вдвое сетного полотна, и отрицательной 25 плавучестью в нижней его кромке. Секции 26 секционного сетного 22 рукава выполнены разъемными. Верхняя кромка секционного сетного 22 рукава, она же положительная плавучесть 24, может быть снабжена дополнительными плавучестями (на чертеже не обозначены).

Барабаны 27 с очистными роликами (на чертеже не обозначены) размещены в кормовой части судна-дока 1 и соединены с одной из секций 26 сетного секционного 22 рукава.

Устройство работает следующим образом.

По прибытии судна-дока к месту разлива нефти капитан притапливает корму судна-дока и дает команду на открытие ворот 9 бортовых ангаров 8. Оба судна-буксиры 11 выходят из бортовых 8 ангаров, увлекая за собой секции 26 секционного сетного 22 рукава, сматывая их с барабанов 27. Количество выставляемых секций 26 секционного сетного 22 рукава сопоставимо с размером обрабатываемого пространства (разлившегося пятна нефтепродуктов). Суда-буксиры 11 по возможности вытягивают секции 26 сетного 22 рукава, устанавливая их справа и слева от корпуса 1 судна-дока таким образом, чтобы нефтяное пятно 28 располагалось между судами-буксирами 11. Нефтяное пятно 28 оказывается при этом охваченным заграждением из секционного сетного 22 рукава, выполняющего роль открылок-концентраторов, за счет его конструкции при сматывании с барабанов 27. Верхняя кромка секционного сетного 22 рукава, снабженная положительной 24 плавучестью, и нижняя кромка, снабженная отрицательной 25 плавучестью, разворачиваются и держат на воде верхнюю кромку сетного 22 рукава, заполненного эластичным пористым адсорбентом 23, вследствие чего предотвращается выход нефти за заграждение. Развернутое заграждение не только предотвращает выход нефти за него, но и частично ее адсорбирует эластичным пористым адсорбентом 23. После того как нефтяное пятно оказалось внутри заграждения из секционного сетного 22 полотна, в судне-доке закрываются ворота 9 и открываются ворота 20. И судно-док начинает движение тем же курсом, что и суда-буксиры 11, но кормой вперед. В процессе движения «системы» судов судно-док и два судна-буксира идут с одинаковой скоростью, нефтяное пятно перемещается к корме судна-дока. Благодаря тому, что секции 26 секционного сетного 22 рукава, расположенные ближе к корме судна-дока, имеют большую высоту, то по-прежнему, несмотря на концентрацию нефтяного пятна, выход нефти за заграждение предотвращается. И при этом заграждение обеспечивает перемещение нефтяного пятна к входу в канал 6, обрамленному стенками 7, буксирного отделения 5. Увеличение толщины нефтяной пленки происходит за счет набегания встречного потока, скопившись в канале 6 буксирного 5 отделения, нефть через отверстия 21 в переборке 10, установленной в буксирном 5 отделении, самотеком сливается в первый отсек (отстойник) технологического 4 отделения. За счет установки нескольких переборок 10 в центральном 17 канале технологического 4 отделения образуются отсеки - «отстойники», которые способствуют отделению нефти от нефтяной эмульсии. Затем открываются герметично закрывающиеся отверстия 21 во всех переборках 10 центрального 17 канала технологического 4 отделения. По мере накопления нефти в первом отсеке (отстойнике), за счет того, что отверстия 21 в следующей переборке 10 размещены ниже, чем в предыдущей переборке 10, нефть самотеком поступает в следующий отсек (отстойник) технологического 4 отделения, откуда перемещается в следующий. Концентрация нефти повышается по мере ее перемещения к отсеку (отстойнику), расположенному в носовой части корпуса 1 технологического 4 отделения. По мере заполнения этого отсека (отстойника) включают технологическое оборудование (сепараторы, эжекторы, насосы и т.п.), размещенное на полках-уступах 18, которое перерабатывает собранную нефтяную эмульсию с получением чистой нефти и очищенной воды. Нефть через всасывающие патрубки насосов перекачивается в емкости 19 или двойное дно 3, а очищенная вода сливается за борт. Перед сливом за борт качество очищенной воды проверяется в лаборатории, размещенной на одной из палуб 2.

По завершению сбора разлившегося нефтяного пятна 28 суда-буксиры 11 начинают обратное движение к судну-доку, при этом секции 26 сетного 22 рукава наматываются на барабаны 27, предварительно пройдя через очистные ролики (на чертеже не обозначены). При проходе через очистные ролики собранная нефть отжимается из эластичного пористого адсорбента 23, накапливается в поддоне (на чертеже не обозначен). Затем оттуда она откачивается насосами и, пройдя через сепараторы, поступает в емкости 19, а очищенная вода после лабораторного контроля выливается за борт. Секционный сетный 22 рукав полностью сматывается на барабан, последние секции 26, присоединенные к судам-буксирам 11, отсоединяются от них. Судно-док создает дифферент на корму и суда-буксиры 11 возвращаются на свои штатные места, ворота 9 и 20 закрываются, также герметично закрываются отверстия 21 в переборках 10. Судно-док выравнивает дифферент и готово к перемещению в другой район к месту разлива очередного нефтяного пятна.

Заявляемое устройство может использоваться для сбора нефти в открытом море, оно не только оперативно перемещает средства для сбора нефти, но и принимает на себя значительное количество нефти. При этом судно-док обеспечивает также возможность отделения нефти от воды, а технологическое оборудование, размещенное на полках судна-дока, позволяет получить чистую воду, что значительно повышает эффективность работы судна на разливах. На разработанном судне-доке могут быть задействованы люди различного социального уровня, имеется возможность применения наиболее современных систем автоматизации сбора нефти, дистанционного управления судами-буксирами.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для сбора нефти с поверхности воды, содержащее судно-нефтесборщик со средствами откачки нефти, заграждение, соединенное одним концом с судами-буксирами, и, по меньшей мере, два барабана с очистными роликами, отличающееся тем, что судно-нефтесборщик выполнено в виде судна-дока, имеющего корпус с палубами и двойным дном, внутри корпус разделен на буксирное и технологическое отделения; буксирное отделение, расположенное в кормовой части корпуса судна-дока, выполнено в виде канала, обрамленного стенками, и двух бортовых ангаров, снабженных воротами и переборками, при этом ширина бортового ангара не менее ширины судна-буксира, а длина не менее длины, обеспечивающей размещение, по меньшей мере, одного судна-буксира; технологическое отделение выполнено в виде ангара, ограниченного потолком, боковыми и торцевыми стенками, в нижней части ангара расположен центральный канал, по верхним границам которого с симметричным углублением вправо и влево в сторону корпуса расположены полки-уступы; между бортами корпуса судна-дока и боковыми стенками центрального канала размещены емкости, соединенные с технологическим отделением; центральный канал технологического отделения снабжен, по меньшей мере, двумя переборками, в которых выполнены герметично закрывающиеся отверстия, расположенные на разных уровнях, при этом уровень размещения герметично закрывающихся отверстий в переборках понижается от кормы к носу; заграждение выполнено в виде секционного сетного рукава, заполненного эластичным пористым адсорбентом и снабженного положительной плавучестью в верхней кромке и отрицательной плавучестью в нижней его кромке.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что барабаны с очистными роликами размещены в кормовой части судна-дока.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что секционный сетной рукав выполнен разъемным.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что секции сетного рукава выполнены разными по высоте, при этом секции, имеющие большую высоту, располагаются при его разматывании ближе к судну-доку.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в потолке ангара размещена, по меньшей мере, одна вентиляционная шахта.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхняя кромка секционного сетного рукава, образующаяся за счет сложения вдвое сетного полотна, снабжена дополнительными плавучестями.

www.freepatent.ru

Устройство для сбора нефти с поверхности воды

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.

bankpatentov.ru

Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды

 

Использование: в области охраны окружающей среды для очистки сточных вод от масло- и нефтепродуктов, в частности для очистки водной среды от загрязнений, и для сбора нефти, разлившейся на поверхности открытого водоема или емкостного сооружения. Сущность изобретения: устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды содержит корпус, выполненный в виде полупогруженного стакана, сообщающегося с водоемом открытой частью. Закрытая часть стакана снабжена дополнительным трубопроводом, установленным с возможностью вертикального перемещения и соединенным с отводящим трубопроводом, а всасывающая головка выполнена в виде всасывающих патрубков, установленных под углом к поверхности воды и соединенных посредством гибкого трубопровода с корпусом выше уровня его контакта с водой, при этом поплавки установлены под всасывающими патрубками. 2 ил.

Изобретение относится к области очистки сточных вод от масло- и нефтепродуктов, а также может быть отнесено к средствам защиты окружающей, в частности водной, среды от загрязнений и использовано для сбора нефти, разлившейся на поверхности открытого водоема или емкостного сооружения.

Известно устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности водоемов, содержащее поплавки, нефтесборную воронку, крышку и гибкий трубопровод, при этом нефтесборная воронка снабжена крестовиной с вертикально установленными стержнями с резьбой, на которых закреплены поплавки и разновесы, кроме того, нефтесборная воронка снабжена расположенным по центру патрубком с отверстиями для приема нефти, при этом крышка в верхней части снабжена поплавком, а боковая стенка ее снабжена отверстиями (Авт. св. СССР 1108168, кл. Е 02 В 15/04, 1984). Основное достоинство известного устройства состоит в том, что подбором разновесов плавучесть устройства регулируется так, что при заполненной нефтью нефтесборной воронке устройство тонет в нефти, но плавает в водной фазе, причем устройство располагается на границе раздела фаз. Но дело в том, что простым подбором разновесов и поплавков довольно сложно установить устройство таким образом, чтобы нефтесборная воронка четко была бы на границе раздела фаз вода-нефть. Даже если находящееся в нерабочем положении устройство удается установить на границе фаз, то при включении на отсасывание вакуумного шланга, заполненного нефтью, устройство начнет тонуть, а воронка станет захватывать воду. При этом, устройство не может захватывать тонкий слой масло- и нефтепродуктов, так как уровень отбора нефтепродуктов над границей раздела фаз регулируется перемещением поплавков на вертикальных стержнях с резьбой. Такое решение сложно и сомнительно, так как поплавки заглублены полностью и держат на плаву все устройство независимо от того, на какой глубине находятся сами. Кроме того, устройство не способно настраиваться автоматически, так как постоянно может меняться солевой состав воды и температура, а также загрязняться само устройство в процессе эксплуатации. Все это влияет на плавучесть устройства и, чтобы сохранять его требуемое заглубление, надо постоянно добавлять или убирать разновесы. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению является устройство для сбора нефти с поверхности воды, содержащее поплавок, всасывающую головку, соединенную при помощи трубопровода и шланга с вакуумной емкостью, причем всасывающая головка выполнена из двух частей тарельчатой формы нижней и верхней, между которыми образована всасывающая щель, при этом нижняя часть головки снабжена направляющей потока нефти, решетчатым ограждением и соединительными элементами в виде трубок с гайками для крепления верхней части головки и регулирования высоты всасывающей щели, а верхняя часть головки снабжена дополнительным поплавком (Авт.св. N 1086064, кл. Е 02 В 15/04, 1984). Данное устройство принято в качестве прототипа. Прототип имеет следующие недостатки необходимость каждый раз в зависимости от слоя нефтепродуктов настраивать всасывающую головку, закрепляя при этом ее верхнюю часть гайками и обеспечивая тем самым нужную высоту всасывающей щели; кроме того, вызывает сомнение осуществимость предложенного регулирования высоты всасывающей щели таким образом, чтобы она при работе целиком погружалась в слой масла. Ведь если щель будет шире оптимальной величины для данного слоя нефтепродуктов и данной амплитуды колебания при волнении, то без соответствующей подналадки всасывающая головка не погрузится в слой нефтепродуктов и вакуум не будет создан, потому что всасывающая щель будет связана с атмосферой. Таким образом, устройство просто не будет работать. Причем в спокойном состоянии устройство также не будет работать. Чтобы устройство "заработало" необходимо или как-то придавить (обмакнуть в воду) всасывающую головку таким образом, чтобы щель полностью погрузилась в слой нефтепродуктов, прекратив тем самым доступ воздуха и создав соответственно вакуум, или ждать волну, способную "обмакнуть" всасывающую головку в воду. Есть еще один вариант для создания вакуума это выполнение всасывающей головки с очень маленькой щелью. Но этот вариант не приемлем, потому что устройство практически работать не будет тут же засорится окислившимися нефтепродуктами. Таким образом, устройство не способно настраиваться автоматически для отсасывания только верхнего слоя на границе раздела воздух-жидкость, т.е. известное устройство не способно отсасывать слой нефтепродуктов, так как этот слой очень тонок, а для отсасывания этого тонкого слоя такую конструкцию с полным погружением щели в слой нефтепродуктов не отрегулировать. Основной задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание такого устройства, которое сохраняло бы свою работоспособность при любых условиях, т.е. устройство было бы способно настраиваться автоматически на отсасывание только верхнего слоя на границе раздела воздух-жидкость и при волнении, и в спокойном состоянии. Кроме того, предлагаемое устройство должно быть простым в отношении конструкции и несложным в эксплуатации, т.е. не требующим постоянного регулирования. Всем этим задачам отвечает устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды, содержащее поплавок и всасывающую головку, снабженную также поплавками, отводящий трубопровод и вакуумную емкость и снабженное согласно изобретению корпусом, выполненным в виде полупогруженного стакана, сообщающегося с водоемом открытой частью, при этом закрытая его часть снабжена дополнительным трубопроводом, установленным с возможностью вертикального перемещения и соединенным с отводящим трубопроводом, а всасывающая головка выполнена в виде всасывающих патрубков, установленных под углом к поверхности воды и соединенных посредством гибкого трубопровода с корпусом выше уровня его контакта с водой, при этом поплавки установлены под всасывающими патрубками. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды отличается тем, что оно снабжено корпусом, выполненным в виде полупогруженного стакана, сообщающегося с водоемом открытой частью, при этом закрытая его часть снабжена дополнительным трубопроводом, установленным с возможностью вертикального перемещения и соединенным с отводящим трубопроводом, а всасывающая головка выполнена в виде всасывающих патрубков, установленных под углом к поверхности воды и соединенных посредством гибкого трубопровода выше уровня его контакта с водой, при этом поплавки установлены под всасывающими патрубками. Таким образом, предлагаемое изобретение является новым, т.е. не известным из предшествующего уровня техники. Предлагаемое устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды представляет собой единое целое только во взаимосвязи всех признаков, совокупность которых позволяет решить поставленную задачу, а именно создать такое устройство, которое могло бы отсасывать только верхний слой нефтепродуктов на границе раздела воздух-жидкость, настраиваясь автоматически в соответствии с меняющимися условиями. Так, оборудование устройства для сбора масло- и нефтепродуктов с поверхности воды корпусом, выполненным в виде полупогруженного стакана, позволяет создать то необходимое пространство, в которое для последующего удаления поступает верхний слой жидкости, а выполнение корпуса в виде полупогруженного стакана, сообщающегося с водоемом открытой своей частью, дает возможность воде, неизбежно попадающей вместе с нефтепродуктами, забираемыми с поверхности водоема при помощи всасывающих головок, возвращаться обратно в водоем. Причем установка в закрытой части корпуса воздуховода, выполненного с возможностью вертикального перемещения, дает возможность расположить этот воздуховод в непосредственной близости от поверхности воды так, чтобы удалить из корпуса устройства собирающиеся и накапливающиеся там масло- и нефтепродукты. При этом выполнение всасывающих головок в виде всасывающих патрубков, опирающихся на поплавки, и гибкого трубопровода, посредством которого всасывающие патрубки соединены с корпусом устройства, позволяет всасывающей головке разворачиваться на поплавке, как на опоре, и менять положение (заглубление) относительно поверхности жидкости при погружении устройства в воду, т. е. автоматически настраиваться на границе раздела воздух-жидкость. Кроме того, соединение всасывающей головки с корпусом устройства посредством гибкого трубопровода выше уровня контакта корпуса с водой обеспечивает первоначальную, исходную установку всасывающих патрубков под углом к поверхности воды с погружением щели в воду, что позволяет всасывающим головкам автоматически настраиваться на удаление только верхнего слоя, содержащего масло- и нефтепродукты. То же самое можно сказать и о необходимости установки поплавков под всасывающими патрубками, позволяющими автоматически устанавливать щель всасывающих патрубков на уровне раздела воздух-жидкость при работе устройства. Сравнение предлагаемого технического решения также и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие данное техническое решение от прототипа. Таким образом, данное изобретение не является очевидным для специалистов данной области техники и представляет собой определенный шаг в развитии техники, т.е. является прогрессивным, что позволяет считать его соответствующим изобретательскому уровню. Кроме того, технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении надежности работы при одновременной автоматической настройке устройства на удаление только верхнего слоя на границе раздела воздух-жидкость. При этом данное устройство является достаточно простым в изготовлении, не требующим наличия постоянного обслуживающего персонала, так как является саморегулирующимся и самонастраивающимся устройством. На фиг.1 показано устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды перед началом работы, вид сбоку; на фиг.2 устройство во время работы, вид сбоку. Устройство для сбора нефтепродуктов с поверхности воды содержит корпус 1, выполненный в виде полупогруженного стакана, снабженного поплавком 2 и сообщающегося с водоемом 3 нижней своей открытой частью 4, при этом дно 5 закрытой части 6 корпуса 1, находящейся над поверхностью водоема 3, снабжено трубопроводом 7, установленным с возможностью вертикального перемещения и соединенным посредством отводящего трубопровода 8 с вакуумной емкостью (условно не показана). При этом трубопровод 8 выполнен из гибкого гофрированного материала и снабжен вентилем 9. Кроме того, корпус 1 оборудован всасывающими головками 10, состоящими каждая из всасывающего патрубка 11 с щелью 12 и гибкого трубопровода 13, посредством которого патрубок 11 соединен с корпусом 1 выше уровня его контакта с водой. При этом патрубок 11 установлен под углом к поверхности воды и снабжен поплавком 14, установленным под всасывающим патрубком 10, и решетчатым ограждением 15. Устройство работает следующим образом. Перед началом работы устройство опускают на воду. При опускании устройства на воду всасывающие головки 10 устанавливаются так, что щель 12 каждого всасывающего патрубка 11 полностью находится в слое масло- и нефтепродуктов. Это происходит за счет того, что патрубки 11 установлены под углом к поверхности водоема 3. Затем трубопровод 7 устанавливают таким образом, чтобы его нижний конец находился бы в непосредственной близости от поверхности воды. После этого создают вакуум, для чего открывают вентиль 9 и через трубопровод 7 и отводящий трубопровод 8 воздух из корпуса 1 отводят в вакуумную емкость (условно не показана). При создании вакуума корпус 1 опускается, начинает как бы "тонуть", а патрубки 11 всасывающих головок 10 за счет того, что гибко соединены с корпусом 1 и оборудованы поплавками 14, не "тонут". В результате этого патрубки 11 поворачиваются так, что щель 12 каждого патрубка 11 частично оказывается над поверхностью водоема 3. При этом через щель 12 в патрубок 11 проникает часть атмосферного воздуха. Вакуумная система нарушена и тогда корпус 1 перестает погружаться, т.е. "тонуть". При этом патрубки 11 за счет "срыва" вакуумного пространств автоматически устанавливаются на уровне поверхности раздела масло-воздух, т.е. отсасывают только верхний слой слой масло- и нефтепродуктов, находясь при этом в состоянии равновесия, устанавливаемого автоматически. Причем вода, неизбежно попадающая вместе с масло- и нефтепродуктами в корпус 1, вновь возвращается в водоем 3 через открытую часть 4 корпус 1, а столб масло- и нефтепродуктов постепенно накапливается в корпусе 1 и достигает трубопровода 7, установленного над уровнем воды перед началом работы. Затем масло- и нефтепродукты при помощи трубопровода 7 и через отводящий трубопровод 8 отводятся из корпуса 1. Это происходит до тех пор, пока весь уровень масло- и нефтепродуктов не будет удален с поверхности водоема. Изобретение является промышленно применимым, так как может быть использовано для удаления масло- и нефтепродуктов с поверхности любых водоемов, отстойников и емкостных сооружений. Оно не сложно в изготовлении, при этом автоматически настраивается на удаление верхнего слоя жидкости, поэтому довольно просто и надежно в эксплуатации.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА НЕФТЕПРОДУКТОВ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ, содержащее поплавки, всасывающее приспособление, отводящий трубопровод, соединенный с вакуумной емкостью, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным трубопроводом и корпусом, выполненным в виде стакана с отверстием в днище, полупогруженного в водоем открытой частью, в отверстии стакана соосно с ним установлен с возможностью вертикального перемещения дополнительный трубопровод, соединенный в верхней части с отводящим трубопроводом, а всасывающее приспособление выполнено в виде всасывающих патрубков, установленных под углом к поверхности воды и соединенных посредством гибких трубопроводов с корпусом выше уровня его контакта с водой, при этом под каждым всасывающим патрубком установлен поплавок.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

www.findpatent.ru