Способ локализации нефтяного загрязнения на поверхности воды

 

Изобретение относится к морской нефтегазодобыче , в частности к экологическому обеспечению морского транспорта нефти. Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет его упрощения. Заграждение создают в виде кромки спекшейся нефти путем многократного воздействия на каждый ее элементарный объем лазерным излучением в видимой или инфракрасной области спектра. 2 ил.

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СО(!ИЛЛИСТИ !ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (зиад Е 02 B 15/04

ГОСУцЛРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

)Ь3 ,«4 ! > (21) 4821439/15 (22) 19.03.90 (46) 23,03.92. Бюл. ¹ 11 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по проблемам освоения нефтяных и газовых ресурсов континентального шельфа (72) И,И,Лаптев, А.В.Соколов и Ю.М.Коваленко (53) 627,2(088.8) (56) Носков Б.Д. Сооружения континентального шельфа. —. M., МИСИ им,Куйбышева, 1986, с.290 — 291.

Изобретение относится к морской нефтегазодобыче, а именно к экономическому обеспечению морского транспорта нефти.

Целью изобретения является повь!шение эффективности способа путем его упрощения, На фиг.1 приведено судно-заградитель, применяющееся для реализации способа, схема; на фиг.2 — система плоско-параллельных зеркальных поверхностей и ход лазерного луча.

Способ осуществляют следующим образом.

Судно-заградитель 1 подводят к кромке нефтяного пятна. С судна на несущей и шарнирно закрепленной на палубе балке 2 спускают на загрязненную нефтью поверхность моря систему двух взаимно параллельных плоскостей 3 и 4, неподвижно соединенных между собой расчалками 5, Внутренние, обращенные одна к другой, поверхности плоскостей 3 и 4 выполняют зер„„ Ж„„1721177 А1 (54) СПОСОБ ЛОКАЛИЗАЦИИ НЕ©ТЯНОГО

ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ ВОД!)1 (57) Изобретение относится к морской нефтегазодобыче, в частности к экологическому обеспечению морского транспорта нефти.

Цель изобретения — повышение эффективности способа за счет его упрощения. Заграждение создают в виде кромки спекшейся нефти путем многокрэ1ного воздействия на каждый ее элементарныи объем лазерным излучением в видимой или инфракрасной области спектра. 2 ил: кально отражающими, Систему двух взаимно параллельных поверхностей спускают на воду таким образом, чтобы нижняя плоскость 4 погрузилась под воду, а верхняя — 3 отставалась над поверхностью воды. На судне размещают лазерную установку 6 с возможностью передачи излучения по световодному кабелю 7. Кабель 7 соединяют с несущей балкой 2, направляя его конечный прямолинейный участок (фиг.2) под углом, допустим ЗОО, к перпендикуляру, восстановленному к внутренней поверхности плоско сти 3, находящейся над поверхностью воды

Судну 1 дают ход вдоль кромки нефтяного пятна и включают лазерную установку

6 с излучением 8 видимой или инфракрас. ной части спектра, например, на длинах волн излучения 0,4-10.6 мкм. Лазерный луч, пройдя по световоднпму кабелю 7, под углом 30 к вертикали падает на верхнюю отражающую плоскость 3, и последовательно отражаясь от нижней 4 и верхней 3 пло1721177 скостей с учетом преломления на поверхности воды, многократно воздействует на пленку нефти. Линия хода лазерного луча между поверхностями 3 и 4 лежит в одной плоскости. Это означает, что точки 8 воздействия лазерного луча на пленку нефти лежат на одной прямой, этим при ходе судна-заградителя обеспечивается многократное воздействие лазерного луча на нефть в каждом ее элементарном объеме. От многократного воздействия лазерного луча на нефть последняя нагревается и спекается с образованием по линии "реза" механически прочной кромки, препятствующей растекаwe нефти по поверхности воды. Лазерный луч, многократно отражаясь от плоскостей 3 и 4, постепенна ослабевает и либо при достаточной длине плоскостей исчезает совсем, либо плотность его становится настолько малой, что он не представляет опасности как для обслуживающего персонала, так и для обитателей моря.

Чтобы система двух плоскостей 3 и 4, -соединенных расчалками 5, при ходе судназаградителя 1 не подтапливалась в воду, периферийные участки нижней плоскости 4 выполняют профильными. Профили 9 выполняют на верхней поверхности плоскости

4 таким образом, чтобы при ходе судна-заградителя появилась подъемная сила, препятствующая подтоплению системы плоскостей.

При волнении моря, когда трудно выдержать постоянную глубину подтопления нижней плоскости 4, впереди судна-заградителя пускают судно-успокоитель волн (не-показано).

Скорость хода судна-заградителя выбирают исходя из поглощающих свойств нефти, разлитой по поверхности воды, ее толщине и плотности, мощности лазерного излучения. Так, при толщине слоя темной нефти 0,5 см при воздействии на нее излучением лазера на углекислом газе (длина волны излучения 10,6 мкм) с выходной мощностью в непрерывном режиме 1 кВт при коллимации луча в пятно диаметром 0,5 см (плотность мощности излучения около

0,5 10 Вт/см ) скорость хода судна-заградителя может составлять около 20 км/ч.

Воэможность создания за счет -облучения нефти лазерным излучением на длинах

5 волн 0,4 — 10.6 мкм механически прочного спекшегося слоя нефти объясняется результатами следующего эксперимента. На поверхность воды в химическом стакане наливают нефть черного цвета толщиной 1

10 мм. Берут нефть, полученную на естественном протоке, плотностью и вязкостью при нормальной темпеоатуре соответственно равными 968,7 кг/м и 8340 сПз, Слой нефти

"разрезают" (обрабатывают) излучением ла15 эера ЛТН-101 с длиной волны излучения

1,06 мкм, Режим излучения лазера непрерывный, выходная мОщнОсть устдндвлива . ется на уровне 30 Вт. Излучение фокусируют оптической приставкой СРОК-1 в пятно ди20 аметром 0,5 мм. Таким образом, на нефть воздействуют лазерным излучением с плотностью мощности 1,5 10 Вт/см . Нефть облучают со скоростью (равномерно двигают стакан с нефтью в фокальной плоскости.

25 лазера) 1,6 см/с. Под слой нефти на проволочной державке помещают зеркало.

Воздействие лазерного излучения приводит к "разрезанию" нефти с образованием механически прочных спекшихся

30 кромок, препятствующих смыканию нефти.

Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения составляет более 20,0 тыс. руб. на каждый километр образования оконтуривающей кромки.

Формула изобретения

Способ локализации нефтяного загрязнения на поверхности воды, включающий

40 создание заграждения, препятствующего растеканию нефти по поверхности воды, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет его упрощения, заграждение создают в виде

45 кромки спекшейся нефти путем многократного воздействия на каждый ее элементарный объем лазерным излучением в видимой или инфракрасной областях спектра.

1721177

Составитель И,Лаптев

Редактор В.Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор Jl.Ïàòàé

Заказ 933 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101