Способ сбора нефти из-под ледяного покрова проточного водоема. Способы сбора нефти


Способ сбора нефти из-под ледяного покрова водоема

Способ сбора нефти или нефтепродукта из-под ледяного покрова водоема включает локализацию пятна нефти или нефтепродукта и последующее удаление нефти или нефтепродукта откачкой в нефтеприемник, в области локализации пятна нефти или нефтепродукта в ледяном покрове бурят скважину, погружают через нее в область пятна завихритель с откачным устройством, вращением завихрителя создают в воде подо льдом вихревую воронку, обеспечивающую сбор в нее нефти или нефтепродукта, и производят откачку нефти или нефтепродукта из вихревой воронки. Локализацию пятна нефти или нефтепродукта производят размещением под ледяным покровом надувного бонового заграждения путем его транспортировки управляемыми торпедами и/или подводными аппаратами или путем размещения его через пробуренные по периметру пятна нефти или нефтепродукта скважины. Под лед помещают боновые заграждения в ненадутом (спущенном) состоянии, а после размещения надувают их. Область, образованную боновым заграждением и ледяным покровом, на конечном этапе откачки нефти или нефтепродукта заполняют горячим воздухом. Технический результат - повышение производительности сбора. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для сбора разливов нефти (нефтепродуктов) из-под ледяного покрова преимущественно арктических водоемов.

Несмотря на активизацию деятельности по добычи нефти в арктических регионах, в основном в морских акваториях Северного ледовитого океана, до настоящего времени не существует достаточно надежных способов и устройств для сбора разливов нефти и нефтепродуктов из-под ледяного покрова.

Известен способ сбора нефти из-подо льда, предусматривающий выполнение проруби во льду, установку на льду лебедки, размещение по контуру прямоугольника подо льдом надувного бонового заграждения, наматывание его на барабан лебедки, подтягивание нефти к проруби и ее откачку (Авт.св. СССР №1765292, МПК E02B 15/04, Устройство для сбора нефти из-под ледяного покрова водоема. Бюл. №36, 1992).

Известен также способ сбора нефти из-под ледяного покрова проточного водоема (патент РФ №2176701, МПК E02B 15/04, Способ сбора нефти из-под ледяного покрова проточного водоема. 2001), который предусматривает вскрытие ледяного покрова и сбор накопленной нефти в накопители. Вскрытие ледяного покрова осуществляют таким образом, чтобы кромка льда образовывала либо встречный течению реки клин, либо острый угол с одним из ее берегов. Отбирают накопившуюся в прибрежной зоне нефть, направляя ее в заранее подготовленные на берегу накопители, дно которых выполнено с обратным от водоема уклоном. Сообщение между водоемом и накопителями обеспечивают системой трубопроводов, с помощью одного из которых производят отбор нефти из прибрежной зоны, а с помощью другого подают в накопитель воду для обеспечения постоянного уровня жидкостей в накопителе, выдерживают их до кристаллизации льда на границе раздела жидкостей и производят сбор нефти с поверхности льда.

Известен способ сбора нефти из-под ледяного покрова проточного водоема (патент РФ №2224842, МПК E02B 15/04, Способ сбора нефти из-под ледяного покрова проточного водоема. 2004). Сбор нефти из-под ледяного покрова проточного водоема осуществляют путем направления ее к открытому нефтеприемнику с помощью заграждения, установленного в прорези ледяного покрова поперек водного потока под углом к его динамической оси с последующим удалением нефти из нефтеприемника. В качестве заграждения используют гибкую эластичную оболочку с утяжелением по нижнему краю, верхний край которой закрепляют на ледяном покрове, после чего указанную оболочку наполняют водой под избыточным давлением. Изобретение позволяет оперативно и эффективно локализовывать и собирать нефть при авариях нефтепроводов и на нефтехранилищах в условиях ледостава.

Известен также способ сбора нефти из-подо льда проточного водоема (Патент РФ №2279508, МПК E02B 15/04, Способ сбора нефти из-подо льда проточного водоема, преимущественно реки. Бюл. №12, 2006). Способ включает локализацию загрязняющего пятна нефти путем установки бонового заграждения, выполнение во льду проруби поперек реки выше пятна нефти относительно течения реки, установку вдоль проруби лебедок. При этом выполняют вторую прорубь поперек реки ниже пятна нефти относительно течения, а на концах поперечных прорубей - продольную прорубь. По краю первой поперечной проруби устанавливают нефтесборный узел, к которому присоединяют тросы, свободные концы которых перемещают по продольной проруби и присоединяют к барабанам лебедок, установленных по краю второй поперечной проруби. Нефтесборный узел соединяют с тросами, намотанными на барабаны лебедок, находящихся по краю первой поперечной проруби, опускают его под лед, прижимают к поверхности льда путем накачивания воздуха в его надувные оболочки и перемещают от первой поперечной проруби ко второй.

Недостатком указанных способов (Авт.св. СССР №1765292, патенты РФ №№2176701, 2224842, 2279508) является ограниченность их применения, поскольку эти способы могут быть использованы только в условиях проточного водоема.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ для сбора нефти из-под ледяного покрова водоема (патент РФ №2533920, МПК E02B 15/04, Способ и устройство для сбора нефти из-под ледяного покрова водоема. Бюл №33, 2014), включающий бурение во льду скважины, установку под ледяной покров полой оболочки, оснащенной по контуру надувным ограждением, закачку в их полости воздуха, а в зону контакта оболочки с загрязненным участком льда рабочего агента, удаление из-под ледяного покрова загрязняющих веществ, из полостей оболочки, надувного ограждения воздуха и удаление оболочки, надувного ограждения из скважины, бурение в ледяном покрове другой скважины с проведением операций, включающих удаление из-под ледяного покрова загрязняющих веществ, при этом бурение во льду скважин, установку в них оболочки с надувным ограждением осуществляют непосредственно в зоне разлива нефти, полости оболочки, надувного ограждения заполняют горячим воздухом.

Основным недостатком известного способа (патент РФ №2533920) является низкая производительность, высокая трудоемкость и локальность характера очистки водоема (сбор нефти производится с небольшого участка акватории).

Задачей изобретения является повышение производительности, снижение трудоемкости и расширение возможностей сбора, удаления из-под ледяного покрова нефти (нефтепродуктов) на проточных и непроточных водоемах.

Задача решается за счет того, что в способе сбора нефти или нефтепродукта из-под ледяного покрова водоема, включающем локализацию пятна нефти или нефтепродукта и последующее удаление нефти или нефтепродукта откачкой в нефтеприемник, в отличие от прототипа в области локализации пятна нефти или нефтепродукта в ледяном покрове бурят скважину, погружают через него в область пятна завихритель с откачным устройством, вращением завихрителя создают в воде подо льдом вихревую воронку, обеспечивающую сбор в нее нефти или нефтепродукта, и производят откачку нефти или нефтепродукта из вихревой воронки.

Кроме того, возможны следующие варианты реализации способа: локализация пятна нефти или нефтепродукта размещением под ледяным покровом бонового заграждения путем его транспортировки управляемыми торпедами и/или подводными аппаратами; проведение локализации пятна нефти или нефтепродукта размещением под ледяным покровом бонового заграждения путем размещения его через пробуренные по периметру пятна нефти или нефтепродукта скважины; использование надувных боновых заграждений; размещение вначале подо льдом боновых заграждений в ненадутом состоянии, а после их размещения их надувание; заполнение области, образованной боновым заграждением и ледяным покровом, на конечном этапе откачки нефти или нефтепродукта горячим воздухом.

Реализация способа включает локализацию пятна нефти или нефтепродукта, бурение в ледяном покрове в области локализации пятна нефти или нефтепродукта скважины, погружение через скважину в область пятна завихрителя с откачным устройством и их размещение с использованием механизированного комплекса под ледяным покровом, приведение во вращение завихрителя и создания за счет его вращения в воде (и нефтепродуктах) подо льдом вихревой воронки. В результате действия центробежных сил в воде подо льдом образуется воронка и в образованную воронку с поверхности воды (с границы «вода - нефтепродукты - лед») собираются разлитые в воде нефть и нефтепродукты. Далее собранная в вихревой воронке нефть (нефтепродукты, нефтяные или аналогичные им загрязнения) откачивается насосом через перфорации отборника в полом валу завихрителя в нефтеприемник.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 показана схема откачки нефтепродуктов из вихревой воронки. На фиг. 2 представлена схема развертывания устройства, на фиг. 3 - процесс удаления нефти из-подо льда с использованием мобильной установки.

Фиг. 1, 2 и 3 содержат: 1 - ледяной покров, 2 - нефть или нефтепродукты, 3 - завихритель, 4 - полый вал завихрителя, 5 - труба для откачки нефти, 6 - перфорации в полом валу, 7 - мобильная установка для бурения и откачки нефти, 8 - боновые заграждения, 9 - вихревая воронка, 10 - емкость для сбора нефтепродуктов, 11 - собранные нефтепродукты, 12 - насос, 13 - трубопровод для откачки нефтепродуктов в емкость, 14 - лопасти завихрителя (стрелкой показано направление откачки нефти.)

Способ осуществляется следующим образом. Производят локализацию пятна нефти или нефтепродукта, которое может быть осуществлено, например, размещением под ледяным покровом 1 бонового заграждения 8 (фиг. 1 и 3) путем его транспортировки управляемыми торпедами и/или подводными аппаратами (не показано). Над областью локализованного пятна нефти или нефтепродукта 2 размещают мобильную установку для бурения и откачки нефти 7 (фиг. 2а) и в ледяном покрове 1 бурят скважину, погружают через нее в область пятна завихритель 3 с откачным устройством (фиг. 2b). После погружения завихрителя 3 в воду на необходимую глубину раскрываются лопасти 14 завихрителя 3 (фиг. 2с, 3) и вращением завихрителя 3 создают в воде подо льдом 1 вихревую воронку 9 (фиг. 1 и 3), обеспечивающую сбор в нее нефти или нефтепродукта 2, и производят откачку нефти или нефтепродукта 2 из вихревой воронки 9 (фиг. 1 и 3). При образовании в воде вихревой воронки 9 (фиг. 1) из-за разности плотностей воды и нефти более легкая нефть собирается в центральной части вихревой воронки 9. Далее через перфорации 6 в полом валу 4 завихрителя 3 нефть или нефтепродукты 2 через трубу для откачки нефти 5 (фиг. 1) насосом 12 через трубопровод для откачки нефтепродуктов в емкость 13 откачивается в емкость для сбора нефтепродуктов 10 (фиг. 3). Затем после удаления нефти или нефтепродуктов 2 лопасти 14 завихрителя 3 складываются и завихритель 3 удаляется из-подо льда, и мобильная установка для бурения и откачки нефти 7 переезжает на другой участок, где необходимо удалить нефтяные загрязнения.

Модельные сравнительные эксперименты показали, что по сравнению с прототипом (патент РФ №2533920) предлагаемое техническое решение позволяет повысить производительность от 1,7 до 2,2 раз и снизить трудоемкость в 3-5 раз.

Таким образом, реализация способа и устройства позволяет повысить производительность, снизить трудоемкость и расширить возможности сбора, удаления из-под ледяного покрова нефти (нефтепродуктов) на проточных и непроточных водоемах.

1. Способ сбора нефти или нефтепродукта из-под ледяного покрова водоема, включающий локализацию пятна нефти или нефтепродукта и последующее удаление нефти или нефтепродукта откачкой в нефтеприемник, отличающийся тем, что в области локализации пятна нефти или нефтепродукта в ледяном покрове бурят скважину, погружают через нее в область пятна завихритель с откачным устройством, вращением завихрителя создают в воде подо льдом вихревую воронку, обеспечивающую сбор в нее нефти или нефтепродукта, и производят откачку нефти или нефтепродукта из вихревой воронки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что локализацию пятна нефти или нефтепродукта производят размещением под ледяным покровом бонового заграждения путем его транспортировки управляемыми торпедами и/или подводными аппаратами.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что локализацию пятна нефти или нефтепродукта производят размещением под ледяным покровом бонового заграждения путем размещения его через пробуренные по периметру пятна нефти или нефтепродукта скважины.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что используют надувные боновые заграждения.

5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что вначале подо льдом размещают боновые заграждения в ненадутом состоянии, а после их размещения надувают их.

6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что область, образованную боновым заграждением и ледяным покровом, на конечном этапе откачки нефти или нефтепродукта заполняют горячим воздухом.

www.findpatent.ru

Способ сбора нефти с поверхности воды

 

1. СПОСОБ СБОРА НЕФТИ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ, включающий распыление йа плейку йефти сорбейа в виде пластмассовых микррбаллойов с последующим его удалейием, отличающийся тем, что, с целью повыщейия эффективйости очистки, в качестве сорбейта используют микробаллойы из олигоэфиракрилатов. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сорбент используют в количестве 1,8- 3,5% от массы разлитой нефти.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1060755

А (51) E 02 В 15/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3465539/29-15 (22) 06.07.82 (46) 15.12.83. Бюл. № 46 (72) Г. П. Бочкарев и А. У. Шарипов (71) Башкирский государственный научноисследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 628.163 (088.8) (56) 1. Патент США № 3843306, кл. 431 — 81, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР № 483902, кл. Е 02 В 15/04, 1973 (прототип) . (54) (57) 1. СПОСОБ СБОРА НЕФТИ С

ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ, включающий распыление на пленку нефти сорбена в виде пластмассовых микробаллонов с последующим его удалением, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки, в качестве сорбента используют микробаллоны из олигоэфиракрилатов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сорбент используют в количестве 1,8—

3,5% от массы разлитой нефти.

1060755

Изобретение относится к борьбе с загрязнением пресных и морских водоемов разлитой нефтью или продуктами ее переработки.

Известен способ удаления нефти с поверхности воды, предусматривающий нанесение на пленку нефти сорбента в виде гранул из вспененных синтетических материалов, который затем удаляют механическим способом вместе с адсорбированной 10 нефтью (1).

Известен также способ сбора нефти с поверхности воды, включающий распыление на пленку нефти сорбента в виде пластмассовых микробаллонов с последующим его удалением (2) .

Таблица 1

Характеристики сорбентов

Способ коксовый остаток после разложения сорбента,Ъ температура начала деструкции сорбента, С плотность, г/ см размеры, мкм

100

0,22

12,6

600

0,20

В табл. 2 представлены сравнительные данные по сбору разлитой нефти с поверхности воды по предлагаемому способу и прототипу. Для сравнимости результатов

Способ

Тол дина пленки нефти, мм

Удельный расход сорбента, г/r

Количество собранной нефти на единицу веса сорбента

Степень очистки воды от нефти,%

Предлагаемый 0,1

55,5

98

0,5

43,4

28,5

1,0

0,1

28,5

Прототип

0,1

16,1

1,0

9,5

Предлагаемый 100-500

Прототип 10-400

0,018

0,023

0,035

0,035

0,062

0,105

Недостатком известных способов является низкая сорбционная способность применяемых сорбентов и большой расход его.

Цель изобретения — снижение расхода сорбента и повышение эффективности очистки.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу сбора нефти с поверхности воды, в качестве сорбента используют микробаллоны из олигоэфиракрилатов.

При этом сорбент используют в количестве 1,8 — 3,50/О от массы разлитой нефти.

Изготавливают данйые микробаллоны методом суспензионной полимеризации.

В табл. 1 приведены данные о некоторых физико-механических характеристиках сорбентов, используемых в предлагаемом способе и прототипе. экспериментов сорбенты того и другого (по прототипу) способов берутся одной фракции (100 †2 мкм) и используется одна и та же нефть.

Таблиц а 2

1060755

Составитель В. Казаков

Техред И. Верес Корректор Г. Orap

Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, =35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Т. Митейко

Заказ 9989/32

Методика лабораторных экспериментов заключается в следующем: на поверхность воды, налитой в широкий мерный сосуд, разливается слой нефти определенной толщины, затем на нее равномерно распыляется сорбент в количестве, необходимом для полного связывания нефти.

Сорбент вместе с адсорбированной нефтью образовывает аморфную гелеобразную массу, которая затем удаляется с поверхности воды механическим способом. 10

Взвешиванием собранной массы и отде- ° ленных от нефти сорбентов определяется удельный расход сорбента и степень очистки воды от нефти.

Как следует из данных табл. 2 расход сорбента по предлагаемому способу состав- 15 ляет 1,8 — 3,5 /о от веса разлитой нефти, а по прототипу 3,5 — 10,5о/о степень очистки воды от нефти в предлагаемом способе

96 — 98 /о по прототипу — 81 — 85 /о.

Расход сорбента при использовании базового способа (с помощью гидрофобизированного вспученного перлита) еще более значителен: 10 — 15% от веса разлитой нефти, а степень очистки воды всего 70 — 74о/0.

Поэтому, несмотря на то, что стоимость базового сорбента несколько меньше стоимости предлагаемого сорбента, использование последнего позволяет получить существенный экономический эффект в результате его значительно меньшего расхода для сбора нефти.

Важным техническим преимушеством предлагаемого способа является то, что при реализации нет необходимости отделять сорбент от собранной нефти перед ее переработкой, поскольку сорбент из олигоэфиракрилатов при температуре более 100 С полностью разлагается с выделением газа без коксового остатка. Указанную термообработку можно производить при подготовке нефти на промысле после ее сбора, либо непосредственно при переработке собранной нефти на заводе.

Сорбент прототипа разлагается при значительно более высокой температуре (выше 600 C) и с коксовым остатком, а сорбент базового способа вообще не разлагается.

   

www.findpatent.ru

Способ сбора разлившейся нефти и нефтепродуктов на воде и на суше

Изобретение относится к области экологии и предназначено для борьбы с загрязнением окружающей среды нефтью, нефтепродуктами, цикличными и ароматическими углеводородами - толуолом, бензолом и т.п. Способ сбора разлившейся нефти и нефтепродуктов включает изготовление сорбирующего материала из природного графита, обработанного хромовой кислотой при соотношении массы графита и массы кислоты 1:0,2 - 1:0,5 путем резистивного нагрева, диспергирование сорбирующего материала по поверхности, загрязненной разлившейся нефтью или нефтепродуктами, и сбор сорбирующего материала после сорбции нефти или нефтепродуктов. При сборе разлившейся нефти с поверхности воды можно производить изготовление сорбирующего материала на судне-сборщике нефти. После сбора сорбирующего материала собранную нефть можно удалить, при этом сорбирующий материал может использоваться повторно или как топливо, а собранная нефть или нефтепродукты могут использоваться по прямому назначению. Один грамм приготовленного таким образом сорбирующего материала присоединяет к себе не менее 50 г улеводородных соединений, что обеспечивает возможность обработки больших загрязненных поверхностей при незначительном расходе сорбирующего материала. 10 з.п.ф-лы, 2 ил.

,

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к области экологии, а именно к борьбе с загрязнением окружающей среды нефтью, нефтепродуктами, цикличными и ароматическими углеводородами - толуолом, бензолом и т.п. Известен способ удаления разлившейся нефти с поверхности воды, включающий распыление состава, включающего углеводородную смесь с радикалами C12-C20, образующего гель при соединении с нефтью, и последующий сбор образовавшегося геля (заявка GB N 2113196, кл. E 02 B 15/04, 1983 г.). Данным способом достигается почти 100% удаление нефтяной пленки с поверхности воды, однако он имеет ряд недостатков: сложность состава диспергирующего вещества, что вызывает необходимость иметь достаточное количество вещества на борту судна-сборщика нефти; токсичность некоторых ингредиентов вещества; их частичная растворимость в воде; необходимость установки на судне специального оборудования для распыления диспергирующего вещества; невозможность повторного использования сорбента и использования собранной нефти. Наиболее близким к предложенному является способ снятия нефтяной пленки с поверхности воды, включающий замкнутую систему образования сорбирующего материала (частиц угля, связанных полиэтиленом), находящуюся на борту судна, диспергирование сорбирующего материала по поверхности воды и сбор его после сорбции нефти (патент US N 3783129, кл. E 02 B 15/04, 1974 г.). Данный способ значительно проще в его технической реализации и позволяет использовать сорбент повторно. Недостатками его является длительность процесса сорбции нефти и его низкая сорбционная способность (порядка 75%), что не позволяет иметь на борту судна достаточное для очистки больших водных поверхностей количество сорбента. Кроме того, способ не предназначен для удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности суши. Технической задачей изобретения является повышение эффективности сбора разлившейся нефти и нефтепродуктов на воде и обеспечение возможности сбора на суше. Поставленная задача решается тем, что в способе сбора разлившейся нефти и нефтепродуктов, включающем изготовление сорбирующего материала на основе углерода, диспергирование сорбирующего материала по поверхности, загрязненной разлившейся нефтью или нефтепродуктами, и сбор сорбирующего материала после сорбции нефти или нефтепродуктов, сорбирующий материал изготавливают из природного графита, обработанного хромовой кислотой при соотношении масс графита и кислоты 1:0,2-1:0,5 путем резистивного нагрева. При сборе разлившейся нефти с поверхности воды можно производить изготовление сорбирующего материала на судне-сборщике нефти. При этом диспергирование сорбирующего материала производят путем выброса его в толщу воды под загрязненной нефтью или нефтепродуктами поверхностью с последующим всплыванием сорбирующего материала или при невозможности этого - путем разбрасывания сорбирующего материала прямо на поверхности разлившейся нефти или нефтепродуктов. В способе сбора разлившейся нефти и нефтепродуктов поверхностью, загрязненной разлившейся нефтью или нефтепродуктами, является поверхность воды и/или суши. Для обеспечения оптимального режима изготовления сорбирующего материала соотношение масс графитового порошка и хромовой кислоты при изготовлении сорбирующего материала выбирают 1: 0,3, а резистивный нагрев осуществляют путем пропускания пускового тока величиной 90 А и рабочего тока 25-35 А через порошок графита, обработанный хромовой кислотой. После сбора сорбирующего материала собранную нефть можно удалить. В частности, удаление собранной нефти производят путем отжима. После удаления нефти сорбирующий материал может использоваться повторно или как топливо, а собранная нефть или нефтепродукты может использоваться по прямому назначению. На фиг. 1 изображено устройство для реализации способа получения углеродной смеси высокой реакционной способности; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Способ сбора нефти и нефтепродуктов на воде и на суше основан на изготовлении сорбирующего материала, представляющего собой реакционную углеродную смесь, обладающую огромной реакционной способностью по отношению к любым углеводородным соединениям. Реакционная способность углеродной смеси обусловлена тем, что при ее изготовлении из природного чешуйчатого графита происходит не только расслаивание кристаллитов на отдельные пакеты базисных плоскостей, как при известных способах изготовления расширенного графита, но и разрыв межгексагональных ковалентных связей. Это приводит к образованию энергетически напряженных атомарных соединений углерода. Кроме того, данный сорбирующий материал является гидрофобным, т.е. не впитывающим воду. Изготовление сорбирующего материала осуществляется посредством предварительной обработки графитового порошка хромовой кислотой и последующего резистивного нагрева. В результате резистивного нагрева, осуществляемого в специальном реакторе, изображенном на фиг. 1, возникает множество электрических дуг между чешуйками графита и происходит мгновенный (в течение не более 0,05 сек) разрыв ван-дер-ваальсовских и ковалентных связей и графит, имеющий двухмерную слоистую структуру, преобразуется в смесь гексагоналов и углеродных соединений типа C3, C4 и т.д. Реакционная способность такой смеси очень велика благодаря реакционной способности энергетически напряженных атомарных соединений углерода. При этом достигается более чем 1000-кратное расширение графита. Основной частью устройства для осуществления изложенного выше способа, является реактор, в котором происходит резистивный нагрев смеси. Реактор состоит из корпуса 1, как правило, выполненного керамическим, предпочтительно цилиндрической формы. Внутри корпуса коаксиально расположены вплотную к нему и друг к другу графитовое кольцо 2 и кольцо 3 из тугоплавкого материала (например, молибдена, вольфрама, циркония). По оси корпуса в его полости 4 установлен графитовый стержень 5 (также имеющий, как правило, цилиндрическую форму). На графитовое кольцо 2 и графитовый стержень 5 подается положительный потенциал от источника постоянного тока, на кольцо 3 из тугоплавкого материала - отрицательный. На торцах корпуса реактора выполнены отверстия для загрузки исходной смеси и выгрузки готового продукта. Загрузка смеси графитового порошка и хромовой кислоты производится через бункер 6 и механизм подачи, выполненный, например, в виде шнека 7. Механизм подачи обеспечивает беспрерывную подачу смеси в реактор. Выгрузка реакционной углеродной смеси может производиться в сборник 8, в который продукт попадает благодаря 1000-кратному расширению. Описанная установка может быть размещена непосредственно на судне-сборщике нефти. Насыпная плотность сорбирующего материала значительно превосходит насыпную плотность исходного графита, кроме того, один грамм реакционной углеродной смеси присоединяет к себе не менее 50 г углеводородных соединений. Таким образом, обеспечивается возможность обработки огромных загрязненных поверхностей моря за один выход судна без его дозагрузки. Выброс сорбирующего материала может производиться непосредственно в толщу воды под загрязненной поверхностью или прямо на поверхность, благодаря малому удельному весу сорбирующий материал быстро впитывает и присоединяет нефть. Сорбирующий материал, соединенный с нефтью, может быть легко собран с поверхности воды известными способами. Так же легко он удаляется и с поверхности суши с использованием уборочной техники. Собранная нефть остается пригодной для дальнейшего ее прямого использования, а реакционная углеродная смесь - для эффективного повторного использования, что имеет большое значение при стихийных бедствиях и экологических катастрофах, связанных с разливом нефти и нефтепродуктов, особенно на поверхности воды.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ сбора разлившейся нефти и нефтепродуктов, включающий изготовление сорбирующего материала на основе углерода, диспергирование сорбирующего материала по поверхности, загрязненной разлившейся нефтью или нефтепродуктами, и сбор сорбирующего материала после сорбции нефти или нефтепродуктов, отличающийся тем, что сорбирующий материал изготавливают из природного графита, обработанного хромовой кислотой при соотношении массы графита и массы кислоты 1 : 0,2 - 1 : 0,5 путем резистивного нагрева. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что изготовление сорбирующего материала производят на судне-сборщике нефти. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что диспергирование сорбирующего материала производят путем выброса его в толщу воды под загрязненной нефтью или нефтепродуктами поверхностью с последующим всплыванием сорбирующего материала или разбрасыванием его на загрязненной поверхности. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поверхностью, загрязненной разлившейся нефтью или нефтепродуктами, является поверхность воды и/или суши. 5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что соотношение масс графитового порошка и хромовой кислоты при изготовлении сорбирующего материала выбирают 1:0,3. 6. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что резистивный нагрев осуществляют путем пропускания пускового тока величиной 90 А и рабочего тока 25 - 35 А через порошок графита, обработанный хромовой кислотой. 7. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что после сбора сорбирующего материала собранную нефть удаляют. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что удаление собранной нефти производят путем отжима. 9. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что после удаления нефти сорбирующий материал используют повторно. 10. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что после удаления нефти сорбирующий материал используют как топливо. 11. Способ по любому из пп.7 - 10, отличающийся тем, что собранную нефть или нефтепродукты используют по прямому назначению.

bankpatentov.ru

СПОСОБ СБОРА, УДАЛЕНИЯ НЕФТИ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДОЕМА, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для сбора, удаления разливов нефти, нефтепродуктов с поверхности водоемов.

Известен способ сбора нефти (нефтепродуктов) с поверхности воды (водоема), предусматривающий размещение на загрязненном нефтепродуктами водоеме сорбента, сбор, очистку и повторное использование сорбента (Патент РФ №2285769 «Способ сбора нефтепродуктов с поверхности воды и устройство для его осуществления»). Решение характеризуется значительными затратами на приобретение, очистку и утилизацию сорбента, ограниченной эффективностью сбора нефти с поверхности воды в штормовую и дождливую погоду.

Известно изобретение для сбора, очистки поверхности воды от нефти (Патент РФ №2277150 «Способ сбора нефтепродуктов с поверхности воды и установка для его реализации»). Способ предусматривает установку и обвод (ограждение) с судна-нефтесборщика загрязненного участка бонами положительной плавучести, соединение концов заграждения стыковочным приспособлением, позволяющим осуществлять сжатие и локализацию на водоеме пятна нефтяного разлива. Реализация способа также включает использование специализированной установки (устройства) для закачки под локализованный нефтяной разлив воздуха, сбора нефти с поверхности водоема и транспортировки собранной нефти в приемные емкости. Применение данного решения возможно только в летние, безветренные периоды. Его использование включает интенсивное загрязнение воздушной среды летучими углеводородными фракциями.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ сбора, очистки поверхности воды от нефтепродуктов и устройство для его реализации, описываемые в Патенте РФ №2294417 «Способ и устройство для сбора нефтепродуктов с водной поверхности». Способ включает сжатие и локализацию на поверхности водоема нефтяного разлива, его ограждение (локализацию), закачку компрессором под разлив воздуха и удаление пятна разлива в нефтесборник (приемную емкость) под действием разряжения. Устройство для реализации способа включает нефтесборную воронку положительной плавучести, оснащенную регулируемыми поплавками и пригрузами, гибкие шланги, компрессор, вакуум-насос и приемную емкость. Указанное техническое решение принято за прототип. Данный способ не может применяться при наличии волн на поверхности очищаемого от нефти водоема.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение эффективности, расширение возможностей проведения в различных погодных условиях противоаварийных мероприятий - сбор, локализацию, удаление разлива нефти, нефтепродуктов с поверхности водоемов.

Это достигается тем, что способ сбора, удаления нефти с поверхности водоема включает установку с судна-нефтесборщика бонового заграждения, сжатие и локализацию нефтяного разлива на поверхности водоема, регулировку устройства для сбора, удаления нефти с поверхности водоема и закачку под разлив нефти воздуха, сбор, удаление нефти в приемную емкость. При этом воздух перед закачкой под нефтяной разлив охлаждают ниже 0°С, а в процессе сбора, удаления разлива с поверхности водоема поддерживают кинематическую вязкость нефти свыше 20 сСт, создают и сохраняют под нефтяным разливом диспергированный воздухом слой воды с нефтью.

В отношении устройства, необходимого для сбора и удаления нефти с поверхности водоема, указанная задача достигается тем, что заявляемое устройство включает нефтесборную воронку с гибкими шлангами, компрессор, вакуум-насос и приемную емкость. Причем нефтесборная воронка выполнена в виде отдельных, шарнирно закрепленных между собой элементов, оборудована поплавками, пригрузами, сообщающимися между собой герметичными, эластичными вкладышами, а компрессор дополнительно оснащен холодильным агрегатом.

В сравнении с прототипом к существенным признакам заявляемого решения относятся следующие:

- воздух до закачки под нефтяной разлив предварительно охлаждают ниже 0°С;

- в процессе сбора, удаления разлива с поверхности водоема поддерживают кинематическую вязкость в нефти свыше 20 сСт;

- в процессе сбора, удаления разлива с поверхности водоема создают и сохраняют диспергированный воздухом слой воды с нефтью;

- нефтесборная воронка выполнена в виде отдельных, шарнирно закрепленных между собой элементов;

- элементы нефтесборной воронки оборудованы поплавками, пригрузами, сообщающимися между собой герметичными, эластичными вкладышами;

- компрессор дополнительно оснащен холодильным агрегатом.

В отличие от прототипа заявляемый способ позволяет проводить противоаварийные работы при наличии нефтесборной воронки в виде отдельных, шарнирно закрепленных между собой элементов как в безветренные, так и в штормовые периоды года; повысить эффективность работ за счет охлаждения, повышения вязкости нефти и формирования на границе нефть-вода диспергированного воздухом промежуточного слоя.

Таким образом, заявляемое техническое решение, имеющее вышеприведенную совокупность существенных признаков и преимуществ, соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».

Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен план локализованного разлива нефти, судно-нефтесборщик и устройство для сбора, удаления нефти с поверхности водоема, на фиг.2 - разрез того же устройства по А-А.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Способ включает подготовительный и основной этапы проведения работ. В составе подготовительного этапа (см. фиг.1) на загрязненной акватории водоема с судна-нефтесборщика 1 устанавливают боновое заграждение 2 и производят сжатие, локализацию нефтяного разлива 3 на поверхности водоема. Одновременно с проведением работ по локализации разлива 3 на судне 1 осуществляют комплектацию, сборку и подготовку к работе специального устройства, включающего гибкие шланги 4 и 14, компрессор 5, вакуум-насос 6, приемную емкость 7 и нефтесборную воронку 8. Следует отметить, что нефтесборная воронка 8 (см. фиг.2) для повышения эффективности сбора, удаления нефти с поверхности водоема выполнена в виде отдельных, шарнирно закрепленных между собой элементов 9, оборудованных индивидуальными поплавками 10 и пригрузами 11, а также сообщающимися между собой герметичными, эластичными вкладышами 12. Компрессор 5, входящий в состав специального устройства, также дополнительно оснащен холодильным агрегатом 13. Окончательную подгонку и регулировку элементов устройства осуществляют с учетом погодных условий, физико-химических показателей нефти. При этом регулируют глубину погружения поплавков 10, пригрузов 11 и в целом плавучесть нефтесборной воронки 8, а также гибкого шланга 4, предназначенного для закачки под разлив 3 охлажденного воздуха, и шланга 14 для удаления нефти из водоема. Подготовленную к работе нефтесборную воронку 8 спускают на воду, шарнирно закрепляют к судну 1, подключают гибким шлангом 4 к компрессору 5, холодильному агрегату 13, а гибким шлангом 14 к вакуум-насосу и приемной емкости 7.

Основной этап противоаварийных мероприятий включает выполнение следующих операций. В процессе движения судна-нефтесборщика 1 навстречу перемещающемуся под воздействием ветра, течения нефтяному разливу 3 компрессором 5 по гибкому шлангу 4 на глубине 0,1…0,2 м от поверхности водоема осуществляют закачку под локализованный разлив 3 заранее охлажденного до температуры ниже 0°С воздуха. В результате, повышают и поддерживают в нефти кинематическую вязкость не менее 20 сСт, а на контакте разлива 3 с подстилающей водой создают и сохраняют диспергированный воздухом слой воды с нефтью 15. Наличие диспергированного слоя 15 позволяет существенно снижать в зоне локализованного разлива 3 силы молекулярного сцепления нефти с водой. После включения вакуум-насоса 6 через эластичные вкладыши 12 и шланги 14 осуществляют удаление нефти из локализованного разлива 3 и подачу ее в приемную емкость 7. Выполнение нефтесборной воронки 8 в виде отдельных, шарнирно закрепленных между собой элементов 9, оснащенных индивидуальными поплавками 10, пригрузами 11 и эластичными вкладышами 12 позволяет осуществлять сбор, удаление нефтяных разливов с поверхности водоемов как при благоприятных условиях, так и в штормовую погоду.

Внедрение предлагаемой технологии позволит повысить эффективность проведения природоохранных мероприятий по сбору, удалению нефти с поверхности водоемов.

edrid.ru

Способ сбора нефти из-под ледяного покрова проточного водоема

 

Изобретение относится к природоохранным технологиям, применяемым при загрязнениях поверхности воды, покрытой льдом, жидкими углеводородами нефти, которые возникают при прорывах подводных нефтепроводов, нарушениях целостности нефтесодержащих емкостей, находящихся в непосредственной близости от водоемов, и других подобных ситуациях. Способ предусматривает вскрытие ледяного покрова и сбор накопленной нефти в накопители. Вскрытие ледяного покрова осуществляют таким образом, чтобы кромка льда образовывала либо встречный течению реки клин, либо острый угол с одним из ее берегов. Отбирают накопившуюся в прибрежной зоне нефть, направляя ее в заранее подготовленные на берегу накопители, дно которых выполнено с обратным от водоема уклоном. Сообщение между водоемом и накопителями обеспечивают системой трубопроводов, с помощью одного из которых производят отбор нефти из прибрежной зоны, а с помощью другого подают в накопитель воду для обеспечения постоянного уровня жидкостей в накопителе, выдерживают их до кристаллизации льда на границе раздела жидкостей и производят сбор нефти с поверхности льда. Изобретение обеспечивает повышение эффективности и безопасности способа сбора нефти, а также его упрощение, т.к. позволяет осуществить сбор нефти после ее вывода на открытую поверхность и провести большую часть операций способа не на льду, а на берегу водоема. 2 ил.

Изобретение относится к области природоохранных технологий, применяемых при загрязнении поверхности воды, покрытой льдом, жидкими углеводородами нефти, которые возникают при прорывах подводных нефтепроводов, нарушениях целостности нефтесодержащих емкостей, находящихся в непосредственной близости от водоемов, и других подобных ситуациях.

Известны следующие способы сбора нефти из-под ледяного покрова водоемов. Известен способ сбора нефти из-под ледяного покрова водоема с помощью устройства (Патент РФ N 2054089, кл. E 02 B 15/04, бюл. N 4, 1996 г.; Логиновский В.И., Нугаев Р.Я., Мединский Н.В. Устройство для сбора нефти из-под ледяного покрова водоема), состоящего из магнитной шайбы, поплавка, скобы, соединенной с тросом, заборника нефти с перфорированными стенками, заполненного сорбентом. Сбор нефти осуществляют путем проводки подо льдом заборника, в результате чего нефтяная пленка поступает в полость перфорированной емкости и удерживается в ней сорбентом. Известен способ сбора нефти из-под ледяного покрова водоема с помощью устройства (Авторское свидетельство РФ N 1765292, кл. E 02 B 15/04, бюл. N 36, 1992 г. ; Логиновский В.И., Федоров В.А., Нугаев Р.Я., Минибаев Ю.М.), состоящего из нефтеприемника с откачивающим шлангом, роликовых направляющих, опорной плиты, магнитной шайбы, фиксирующего штыря, двухбарабанной лебедки и плавучих боновых заграждений. Сбор нефти осуществляют путем локализации нефтяного пятна при помощи подледного бонового заграждения, которое устанавливают под лед через проруби, затем подтягивают нефтяное пятно к нефтеприемнику буксировкой бонового заграждения посредством лебедки и осуществляют откачку нефти через шланг при помощи насоса в емкость-накопитель. Известные способы имеют следующие недостатки: - относительно невысокая эффективность использования на проточных водоемах из-за уноса части нефти течением за пределы отмеченных для очистки участков, границы которых лимитируются фиксированным местоположением наиболее важных рабочих органов устройств; - локальность характера очистки водоема - сбор нефти производится с ограниченного участка акватории из-за недостаточной мобильности используемых устройств и ограниченности диапазона их действия; - применение искусственного бонового заграждения, район установки которого ограничен; - необходимость осуществления основного комплекса операций по сбору нефти непосредственно на поверхности льда, что снижает безопасность способа; - необходимость применения узкоспециализированных устройств. Задачи предлагаемого изобретения - повышение эффективности и безопасности способа, а также его упрощение. Поставленная задача решается разработкой способа сбора нефти из-под ледяного покрова проточного водоема путем вскрытия ледяного покрова и сбора накопленной нефти в накопители. Причем вскрытие ледяного покрова осуществляют таким образом, чтобы кромка льда образовывала либо встречный течению реки клин, либо острый угол с одним из ее берегов, отбирают накопившуюся в прибрежной зоне нефть, направляя ее в заранее подготовленные на берегу накопители, дно которых выполнено с обратным от водоема уклоном, а сообщение между водоемом и накопителями обеспечивают системой трубопроводов, с помощью одного из которых производят отбор нефти из прибрежной зоны, а с помощью другого подают в накопитель воду для обеспечения постоянного уровня жидкостей в накопителе, выдерживают их до кристаллизации льда на границе раздела жидкостей и производят сбор нефти с поверхности льда. Способ осуществляют следующим образом. При прорыве нефтепровода или другой подобной ситуации вниз по течению подо льдом распространяется нефтяной поток. Принимая во внимание скорость течения и время, прошедшее с момента аварии, ниже по течению от места распространения загрязнения производят вскрытие льда любым доступным способом, например взрывным, при однорядном шпуровом заряжании с использованием в качестве ВВ промышленных составов на основе аммиачной селитры (АС), содержащих помимо АС индустриальное масло в качестве горючего и пористый порошкообразный материал в качестве стабилизатора физических свойств, инициирование которых производят при помощи дополнительных детонаторов в виде тротиловых шашек, импульс которым, в свою очередь, сообщают посредством электродетонаторов; подрыв производят от середины реки по направлению к ее берегам; заряды заключают в водонепроницаемую оболочку; размещают заряды либо по прямой, образующей острый угол с одним из берегов реки, либо по направляющим встречного течению клина. На фиг. 1а и фиг. 1б показаны рекомендуемые способы расположения ледовой кромки после вскрытия льда. Использование ледовой кромки определенной конфигурации в качестве естественного бонового заграждения и течения реки в качестве движущей силы позволяет направить поверхностные слои воды, несущие нефть, к берегу, где заранее подготавливают накопители. Некоторая часть нефти течением будет выноситься на поверхность льда, лежащего непосредственно за зоной вскрытия, откуда впоследствии осуществляют ее сбор либо со льда, либо со стороны зоны вскрытия с плавсредств. На фиг. 2а и фиг. 2б показана схема устройства инженерных сооружений в прибрежной зоне. Сбор основной части нефти осуществляют в прибрежной зоне, для чего на расстоянии 5-6 м от берега подготавливают накопитель 1, например, в виде траншеи шириной 3-4 м, причем дно выполняют с обратным от водоема уклоном для предотвращения обратного истечения накопленных жидкостей в водоем. Напротив накопителя 1 на берегу организуют водозаборник 2 глубиной порядка 1 м и фронтальной протяженностью, равной ширине накопителя 1. В перешейке 3, разделяющем водоем 4 и накопитель 1, монтируют систему приточных трубопроводов 5, 6, обеспечивая им обратный от водоема уклон, причем трубопровод-заборник 6 устанавливают на уровне, соответствующем уровню воды в реке так, чтобы его вход, находясь в контакте с ледовой направляющей 7, позволял производить отбор поверхностных слоев, несущих нефть, а выход - обеспечивать приток жидкостей в накопитель 1. Трубопровод-питатель 5 устанавливают так, чтобы его вход находился в водозаборнике 2, а выход - в донной части накопителя 1. Описанная система трубопроводов позволяет создать систему сообщающихся сосудов, одним из которых является водоем 4, а другим накопитель 1, за счет чего в последнем поддерживают определенный уровень жидкости. Нефтяной поток удаляют с поверхности водоема в накопитель через трубопровод-заборник 6, к которому нефть поступает по ледовой кромке 7 благодаря течению. После того, как уровни жидкостей в водоеме 4 и в накопителе 1 сравняются, трубопровод-заборник 6 перекрывают на время, необходимое для кристаллизации льда на границе раздела нефть - вода. Для ускорения процесса кристаллизации в поверхностные слои воды вводят центры кристаллизации - например, куски льда. Неподвижность уровня жидкостей в накопителе 1 поддерживают за счет притока речной воды через трубопровод-питатель 5, предотвращая, с одной стороны, поглощение нефти грунтом (которое может в противном случае иметь место из-за того, что глубина накопителя будет превышать глубину промерзания грунта), а с другой, способствуют кристаллизации льда, поддерживая статичность уровня жидкости. Сбор нефти производят после того, как на границе раздела вода - нефть сформировалась твердая поверхность закристаллизовавшегося льда, причем нефть при кристаллизации льда будет выталкиваться на его поверхность в процессе самоочищения кристаллов при росте, который вызывает вытеснение с граней растущих кристаллов и далее из объема вещества инородных, не соответствующих параметрам формирующейся кристаллической решетки структурных единиц - молекул углеводородов нефти. При этом нефть в силу меньшей по сравнению с водой плотности будет концентрироваться на границе раздела фаз. Сбор нефти с поверхности льда осуществляют при помощи насосной техники (основная часть - в чистом виде), а также обычных сорбционных средств, например, на основе мелкодисперсных отходов деревообрабатывающих и гидролизных производств (оставшиеся поверхностные загрязнения). После того, как поверхность льда в накопителе 1 освободят от нефти, перекрывают трубопровод-питатель 5 на короткий промежуток времени, возобновляя сообщение с водоемом через трубопровод-заборник 6. После того, как уровни жидкостей в водоеме 4 и накопителе 1 выровняются, подачу воды через трубопровод-питатель 5 возобновляют, и действуют далее в вышеописанной последовательности до достижения приемлемой степени очистки водоема. При неудовлетворительности достигнутой степени очистки водоема от поверхностных нефтяных загрязнений производят его доочистку посредством вскрытия реки на одном или нескольких нижележащих ее участках, придерживаясь вышеописанной последовательности действий. Использование предлагаемого способа позволяет осуществить сбор нефти по всей ширине водоема после вывода нефти на открытую водную поверхность, провести большую часть операций не на льду, а на берегу водоема, отказаться от использования узкоспециализированных устройств. Таким образом, предлагаемый способ является более простым, эффективным и безопасным.

Формула изобретения

Способ сбора нефти из-под ледяного покрова проточного водоема путем вскрытия ледяного покрова и сбора накопленной нефти в накопители, отличающийся тем, что вскрытие ледяного покрова осуществляют таким образом, чтобы кромка льда образовывала либо встречный течению реки клин, либо острый угол с одним из ее берегов, отбирают накопившуюся в прибрежной зоне нефть, направляя ее в заранее подготовленные на берегу накопители, дно которых выполнено с обратным от водоема уклоном, а сообщение между водоемом и накопителями обеспечивают системой трубопроводов, с помощью одного из которых производят отбор нефти из прибрежной зоны, а с помощью другого - подают в накопитель воду для обеспечения постоянного уровня жидкостей в накопителе, выдерживают их до кристаллизации льда на границе раздела жидкостей и производят сбор нефти с поверхности льда.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

www.findpatent.ru

Способ сбора, удаления нефти с поверхности водоема, устройство для его реализации

Группа изобретений относится к области охраны окружающей среды и может быть успешно использована для сбора, удаления разливов нефти, нефтепродуктов с поверхности водоемов как в безветренные, так и в штормовые периоды года. Устанавливают с судна-нефтесборщика боновое заграждение и производят сжатие, локализацию нефтяного разлива на поверхности водоема. Осуществляют сборку и подготовку к работе устройства для сбора и удаления нефти с поверхности водоема. Устройство включает нефтесборную воронку с гибкими шлангами, компрессор, вакуум-насос с гибкими шлангами и приемную емкость. Нефтесборная воронка выполнена в виде отдельных, шарнирно закрепленных между собой элементов. Воронка оборудована поплавками, пригрузами и сообщающимися между собой герметичными, эластичными вкладышами. Компрессор дополнительно оснащен холодильным агрегатом. Спускают нефтесборную воронку на воду и шарнирно закрепляют к судку. Далее подключают гибкий шланг к компрессору и холодильному агрегату, а другой гибкий шланг к вакуум-насосу и приемной емкости. Закачивают под локализованный разлив заранее охлажденный воздух до температуры ниже 0°С. На контакте разлива с подстилающей водой создают и сохраняют диспергированный воздухом слой воды с нефтью. После включения вакуум-насоса через эластичные вкладыши и шланги осуществляют удаление нефти из локализованного разлива и подают ее в приемную емкость. Причем в процессе сбора и удаления разлива с поверхности водоема поддерживают кинематическую вязкость нефти свыше 20 сСт. Достигается повышение эффективности проведения работ по сбору и удалению нефти с поверхности водоема как в безветренные, так и в штормовые периоды года. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для сбора, удаления разливов нефти, нефтепродуктов с поверхности водоемов.

Известен способ сбора нефти (нефтепродуктов) с поверхности воды (водоема), предусматривающий размещение на загрязненном нефтепродуктами водоеме сорбента, сбор, очистку и повторное использование сорбента (Патент РФ №2285769 «Способ сбора нефтепродуктов с поверхности воды и устройство для его осуществления»). Решение характеризуется значительными затратами на приобретение, очистку и утилизацию сорбента, ограниченной эффективностью сбора нефти с поверхности воды в штормовую и дождливую погоду.

Известно изобретение для сбора, очистки поверхности воды от нефти (Патент РФ №2277150 «Способ сбора нефтепродуктов с поверхности воды и установка для его реализации»). Способ предусматривает установку и обвод (ограждение) с судна-нефтесборщика загрязненного участка бонами положительной плавучести, соединение концов заграждения стыковочным приспособлением, позволяющим осуществлять сжатие и локализацию на водоеме пятна нефтяного разлива. Реализация способа также включает использование специализированной установки (устройства) для закачки под локализованный нефтяной разлив воздуха, сбора нефти с поверхности водоема и транспортировки собранной нефти в приемные емкости. Применение данного решения возможно только в летние, безветренные периоды. Его использование включает интенсивное загрязнение воздушной среды летучими углеводородными фракциями.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ сбора, очистки поверхности воды от нефтепродуктов и устройство для его реализации, описываемые в Патенте РФ №2294417 «Способ и устройство для сбора нефтепродуктов с водной поверхности». Способ включает сжатие и локализацию на поверхности водоема нефтяного разлива, его ограждение (локализацию), закачку компрессором под разлив воздуха и удаление пятна разлива в нефтесборник (приемную емкость) под действием разряжения. Устройство для реализации способа включает нефтесборную воронку положительной плавучести, оснащенную регулируемыми поплавками и пригрузами, гибкие шланги, компрессор, вакуум-насос и приемную емкость. Указанное техническое решение принято за прототип. Данный способ не может применяться при наличии волн на поверхности очищаемого от нефти водоема.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение эффективности, расширение возможностей проведения в различных погодных условиях противоаварийных мероприятий - сбор, локализацию, удаление разлива нефти, нефтепродуктов с поверхности водоемов.

Это достигается тем, что способ сбора, удаления нефти с поверхности водоема включает установку с судна-нефтесборщика бонового заграждения, сжатие и локализацию нефтяного разлива на поверхности водоема, регулировку устройства для сбора, удаления нефти с поверхности водоема и закачку под разлив нефти воздуха, сбор, удаление нефти в приемную емкость. При этом воздух перед закачкой под нефтяной разлив охлаждают ниже 0°С, а в процессе сбора, удаления разлива с поверхности водоема поддерживают кинематическую вязкость нефти свыше 20 сСт, создают и сохраняют под нефтяным разливом диспергированный воздухом слой воды с нефтью.

В отношении устройства, необходимого для сбора и удаления нефти с поверхности водоема, указанная задача достигается тем, что заявляемое устройство включает нефтесборную воронку с гибкими шлангами, компрессор, вакуум-насос и приемную емкость. Причем нефтесборная воронка выполнена в виде отдельных, шарнирно закрепленных между собой элементов, оборудована поплавками, пригрузами, сообщающимися между собой герметичными, эластичными вкладышами, а компрессор дополнительно оснащен холодильным агрегатом.

В сравнении с прототипом к существенным признакам заявляемого решения относятся следующие:

- воздух до закачки под нефтяной разлив предварительно охлаждают ниже 0°С;

- в процессе сбора, удаления разлива с поверхности водоема поддерживают кинематическую вязкость в нефти свыше 20 сСт;

- в процессе сбора, удаления разлива с поверхности водоема создают и сохраняют диспергированный воздухом слой воды с нефтью;

- нефтесборная воронка выполнена в виде отдельных, шарнирно закрепленных между собой элементов;

- элементы нефтесборной воронки оборудованы поплавками, пригрузами, сообщающимися между собой герметичными, эластичными вкладышами;

- компрессор дополнительно оснащен холодильным агрегатом.

В отличие от прототипа заявляемый способ позволяет проводить противоаварийные работы при наличии нефтесборной воронки в виде отдельных, шарнирно закрепленных между собой элементов как в безветренные, так и в штормовые периоды года; повысить эффективность работ за счет охлаждения, повышения вязкости нефти и формирования на границе нефть-вода диспергированного воздухом промежуточного слоя.

Таким образом, заявляемое техническое решение, имеющее вышеприведенную совокупность существенных признаков и преимуществ, соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».

Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен план локализованного разлива нефти, судно-нефтесборщик и устройство для сбора, удаления нефти с поверхности водоема, на фиг.2 - разрез того же устройства по А-А.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Способ включает подготовительный и основной этапы проведения работ. В составе подготовительного этапа (см. фиг.1) на загрязненной акватории водоема с судна-нефтесборщика 1 устанавливают боновое заграждение 2 и производят сжатие, локализацию нефтяного разлива 3 на поверхности водоема. Одновременно с проведением работ по локализации разлива 3 на судне 1 осуществляют комплектацию, сборку и подготовку к работе специального устройства, включающего гибкие шланги 4 и 14, компрессор 5, вакуум-насос 6, приемную емкость 7 и нефтесборную воронку 8. Следует отметить, что нефтесборная воронка 8 (см. фиг.2) для повышения эффективности сбора, удаления нефти с поверхности водоема выполнена в виде отдельных, шарнирно закрепленных между собой элементов 9, оборудованных индивидуальными поплавками 10 и пригрузами 11, а также сообщающимися между собой герметичными, эластичными вкладышами 12. Компрессор 5, входящий в состав специального устройства, также дополнительно оснащен холодильным агрегатом 13. Окончательную подгонку и регулировку элементов устройства осуществляют с учетом погодных условий, физико-химических показателей нефти. При этом регулируют глубину погружения поплавков 10, пригрузов 11 и в целом плавучесть нефтесборной воронки 8, а также гибкого шланга 4, предназначенного для закачки под разлив 3 охлажденного воздуха, и шланга 14 для удаления нефти из водоема. Подготовленную к работе нефтесборную воронку 8 спускают на воду, шарнирно закрепляют к судну 1, подключают гибким шлангом 4 к компрессору 5, холодильному агрегату 13, а гибким шлангом 14 к вакуум-насосу и приемной емкости 7.

Основной этап противоаварийных мероприятий включает выполнение следующих операций. В процессе движения судна-нефтесборщика 1 навстречу перемещающемуся под воздействием ветра, течения нефтяному разливу 3 компрессором 5 по гибкому шлангу 4 на глубине 0,1…0,2 м от поверхности водоема осуществляют закачку под локализованный разлив 3 заранее охлажденного до температуры ниже 0°С воздуха. В результате, повышают и поддерживают в нефти кинематическую вязкость не менее 20 сСт, а на контакте разлива 3 с подстилающей водой создают и сохраняют диспергированный воздухом слой воды с нефтью 15. Наличие диспергированного слоя 15 позволяет существенно снижать в зоне локализованного разлива 3 силы молекулярного сцепления нефти с водой. После включения вакуум-насоса 6 через эластичные вкладыши 12 и шланги 14 осуществляют удаление нефти из локализованного разлива 3 и подачу ее в приемную емкость 7. Выполнение нефтесборной воронки 8 в виде отдельных, шарнирно закрепленных между собой элементов 9, оснащенных индивидуальными поплавками 10, пригрузами 11 и эластичными вкладышами 12 позволяет осуществлять сбор, удаление нефтяных разливов с поверхности водоемов как при благоприятных условиях, так и в штормовую погоду.

Внедрение предлагаемой технологии позволит повысить эффективность проведения природоохранных мероприятий по сбору, удалению нефти с поверхности водоемов.

1. Способ сбора, удаления нефти с поверхности водоема, включающий установку с судна бонового заграждения, сжатие и локализацию нефтяного разлива на поверхности водоема, оснащение судна устройством для сбора и удаления нефти с поверхности водоема и закачку под разлив нефти воздуха, сбор и удаление нефти в приемную емкость, отличающийся тем, что воздух до закачки под нефтяной разлив охлаждают ниже 0°С, а в процессе сбора, удаления разлива с поверхности водоема поддерживают кинематическую вязкость в нефти свыше 20 сСт, создают и сохраняют диспергированный воздухом слой воды с нефтью.

2. Устройство для сбора и удаления нефти с поверхности водоема, включающее нефтесборную воронку и оснащенное компрессором, вакуум-насосом с гибкими шлангами и приемной емкостью, отличающееся тем, что нефтесборная воронка выполнена в виде отдельных, шарнирно закрепленных между собой элементов, оборудована поплавками, пригрузами, сообщающимися между собой герметичными, эластичными вкладышами, а компрессор дополнительно оснащен холодильным агрегатом.

www.findpatent.ru

Способ сбора нефти с открытых водоемов

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может использоваться при сборе нефти с открытых водоемов при низких температурах атмосферного воздуха. Способ заключается в сборе нефти со специально отведенного укрытого места. Поверхность водоема с нефтяным пятном предварительно накрывается сетью с мелкой ячеей и продувается атмосферным воздухом с низкой температурой. После чего сеть с загустевшей нефтью удаляют. Обеспечивается снижение энергозатрат путем использования низкой температуры окружающего воздуха.

 

Область, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может использоваться при сборе нефти с открытых водоемов при низких температурах атмосферного воздуха.

Уровень техники

Известно техническое решение (1. RU 2275464 С2, 27.04.2006), которое заключается в изготовлении нефтепоглощающего материала (снег или мелкий лед), растворении в загрязненной воде эндотермического реагента (аммиачная селитра), диспергировании нефтепоглощающего материала по загрязненной поверхности, сборе материала после операции сорбции, а затем отделении от него нефти путем разогрева (растаивания).

Недостатком указанного способа является дополнительное загрязнение водоема эндотермическим реагентом - аммиачной селитрой.

Наиболее близким является техническое решение (2. Мобильный миникомплекс зимний ММКЗ СЭП для устранения разливов нефти и нефтепродуктов в зимних условиях. http://www.sep.debryansk.ru/p_mmkz.htm), в котором используется электропарогенератор для разогрева нефти на поверхности водоема, с целью повышения текучести нефтяного пятна, загустевшего из-за влияния низкой температуры, и последующего сбора нефти с помощью нефтесборщика, подключенного к насосу или к вакуумной установке.

Недостатком данного технического решения являются большие затраты в производимые для нагревания нефти на поверхности водоема.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является получение простого экологически чистого способа сбора нефти с поверхности водоема при низких температурах окружающего воздуха.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в снижении энергозатрат путем использования низкой температуры окружающего воздуха.

Существенные признаки, характеризирующие изобретение.

Ограничительные: сбор нефти производят с поверхности укрытого ограниченного водоема.

Отличительные: поверхность водоема с нефтяным пятном под укрытием продувается атмосферным воздухом с низкой температурой для повышения вязкости нефтяного пятна, предварительно накрытого сетью с мелкой ячеей, с последующим удалением сети с загустевшей нефтью и с последующим нагреванием вытащенной сети для освобождения от нефти.

Известно, что вязкость нефти кратно повышается при понижении температуры до нуля градуса по Цельсию (3. Исследование свойств нефти Талаканского месторождения, бензиновой, дизельной и остаточной фракций и выдача рекомендаций по получению из них товарных нефтепродуктов. Отчет о НИР. Институт химии нефти. Томск - 1998. - С.5). Учитывая то обстоятельство, что повышение вязкости нефти происходит практически по всему объему, то ячейки сети, находящиеся в нефтяном пятне, при вытаскивании их из водоема повлекут за собой загустевшее нефтяное пятно, находящееся между ячейками сети из водоема.

Осуществление изобретения

Способ осуществляется следующим образом. Нефтесборник (накопитель) с открытой майной накрывается воздухонепроницаемым материалом, например полиэтиленовой пленкой, и пространство между поверхностью майны с нефтью и воздухонепроницаемым материалом продувается наружным атмосферным воздухом, например, с помощью вентилятора. Предварительно поверхность нефти на майне накрывается сетью с мелкой ячеей, изготовленной из материала с плотностью ниже плотности воды, но тяжелее всплывшей на поверхность воды нефти. При достижении вязкости нефти, достаточной для удержания нефти, заключенной в ячеях сети, сеть вытаскивается из майны, с последующим освобождением сети от нефти путем понижения вязкости нефти, например, путем подвешивания сети с нефтью в теплом помещении для сбора нефти.

Способ сбора нефти с поверхности водоема, заключающийся в сборе нефти со специально отведенного укрытого места, отличающийся тем, что поверхность водоема с нефтяным пятном предварительно накрывается сетью с мелкой ячеей и продувается атмосферным воздухом с низкой температурой с последующим удалением сети с загустевшей нефтью.

www.findpatent.ru