Способ и устройство для отделения нефти от смеси ледяных блоков и воды

 

Изобретение предназначено для отделения нефти от смеси ледяных блоков и воды. Для этого осуществляют принудительную подачу ледяных блоков под воду вдоль наклонной плоской поверхности, по меньшей мере, частично образованной решеткой или сеткой, прикрепленной к судну, во время движения судна вперед, а нефть отделяют от ледяных блоков с помощью вибрации решетки или сетки наклонной плоской поверхности назад и вперед относительно ледяных блоков. Устройство содержит средство для создания названной вибрации. Вибрация может быть осуществлена с помощью эксцентричной массы или кривошипного механизма. Изобретение обеспечивает повышение эффективности отделения нефти от смеси ледяных блоков и воды. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для отделения нефти от смеси ледяных блоков и воды.

Нефть может попасть в воду при попадании суднана скалы, столкновении судов или отказе оборудования. Сбор нефти из воды оказывается особенно затруднен, когда вода частично или полностью покрыта льдом. Ситуация оказывается особенно трудной в тех случаях, когда нефть оказывается на поле битого льда, таком как фарватер. В этом случае нефть не только находится на нижней поверхности льда, но и оказывается также смешана с ледяными блоками и ледяной мелочью и, в некоторой степени, находится даже на верхней поверхности льда. Сбор нефти с ледяных блоков с помощью существующего оборудования недостаточно эффективен. В настоящее время применяется плоскость с небольшим углом наклона, проталкивающая блоки льда под поверхность воды, в результате чего часть нефти всплывает, а диспергированную нефть можно собрать с помощью различных способов.

В патенте Финляндии № 80746 описано применение на борту судна устройства для сбора нефти среди блоков льда. Это устройство содержит носовой элемент с плоской нижней поверхностью с небольшим углом наклона, снабженной впускными отверстиями для пропуска загрязненной воды. Когда судно движется вперед, блоки льда опускаются ниже поверхности и одновременно промываются. Согласно публикации применение мощных струй воды способствует усилению промывки. Нос является частью, фактически отделенной от самого корпуса судна, и он может подниматься или опускаться с целью достижения оптимальных условий движения.

В патенте Финляндии № 73029 описан способ сбора нефти с поверхности воды, покрытой льдом. В этом способе в случае необходимости лед дробят на достаточно мелкие куски, так чтобы их можно было с помощью имеющегося оборудования проталкивать ниже поверхности воды. Происходит сбор нефти, которую отделяют от ледяных блоков путем промывки струями воды, создаваемыми за счет погружения ледяных блоков.

В патенте США № 4039454 описано устройство, предназначенное для отделения нефти от воды и плавающих ледяных блоков. Это устройство также содержит наклонную плоскость, принудительно подающую ледяные блоки под воду. Плоскость состоит из решетки, через которую может подниматься и направляться к коллекторному оборудованию нефть. Нефть удаляют с ледяных блоков, когда эти ледяные блоки погружаются под воду.

В патенте Финляндии № 75014 описано применение на борту судна устройства для сбора нефти среди блоков льда. Нижняя поверхность носа судна наклонена под небольшим углом, так что при движении судна вперед ледяные блоки погружаются под воду, одновременно промываясь водой. На нижней поверхности наклонной плоскости имеются щетки, чистящие верхние поверхности ледяных блоков. На нижней поверхности этой плоскости имеются впускные отверстия и отделение нефти от воды происходит внутри судна. Откачиваемой водой поливают ледяные блоки, с которых нужно удалить нефть.

В патенте России № 1554761, МПК 7 В 63 В 36/32, Е 02 В 15/04 от 30.03.1990 раскрыты способ отделения нефти от смеси ледяных блоков и воды, содержащий принудительную подачу ледяных блоков под воду вдоль наклонной плоской поверхности, по меньшей мере, частично образованной решеткой или сеткой, прикрепленной к судну, во время движения судна вперед, и устройство для отделения нефти от смеси ледяных блоков и воды, прикрепленное к судну и содержащее наклонную плоскую поверхность, по меньшей мере, частично образованную решеткой или сеткой, для принудительной подачи ледяных блоков под воду при движении судна вперед.

В существующих технических решениях отделение нефти от ледяных блоков основывается исключительно на выталкивающей силе, действующей на нефть в воде, когда ледяные блоки принудительно подают, ниже уровня воды. Этот способ отделения не эффективен, и значительная часть нефть остается прилипшей к ледяным блокам.

Техническим результатом настоящего изобретения является значительное увеличение эффективности отделения нефти от смеси ледяных блоков и воды.

Этот технический результат достигается тем, что в способе отделения нефти от смеси ледяных блоков и воды, содержащем принудительную подачу ледяных блоков под воду вдоль наклонной плоской поверхности, по меньшей мере, частично образованной решеткой или сеткой, прикрепленной к судну, во время движения судна вперед, согласно изобретению нефть отделяют от ледяных блоков с помощью вибрации решетки или сетки наклонной плоской поверхности назад и вперед относительно ледяных блоков.

Дробящее движение решетки перемещает лед вниз, а выталкивающее воздействие воды возвращает его к решетке. В результате ударов нефть отделяется ото льда и поднимается к поверхности воды над решеткой, откуда ее можно собрать различными способами.

Вибрацию можно осуществлять, по существу, в вертикальном направлении.

Вибрацию можно осуществлять наклонно назад и вперед.

Вибрацию можно осуществлять с помощью эксцентричной массы или кривошипного механизма.

Нефть, освобождающуюся в результате вибрации, можно собирать через коллекторную полость в блок отделения нефти, где производят разделение воды и нефти.

Указанный технический результат достигается и тем, что в устройстве для отделения нефти от смеси ледяных блоков и воды, прикрепленном к судну и содержащем наклонную плоскую поверхность, по меньшей мере, частично образованную решеткой или сеткой, для принудительной подачи ледяных блоков под воду при движении судна вперед, согласно изобретению имеется средство для создания вибрации решетки или сетки наклонной плоской поверхности назад и вперед относительно ледяных блоков для отделения нефти от ледяных блоков.

Устройство может быть прикреплено к борту или носу судна.

Устройство может быть прикреплено к судну с возможностью снятия.

Устройство может быть постоянно прикреплено к судну.

Устройство может быть прикреплено к судну, являющемуся ледоколом.

Далее изобретение описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано следующее:

фиг.1 изображает принципы работы устройства, предназначенного для отделения нефти от смеси ледяных блоков и воды, согласно настоящему изобретению;

фиг.2 - вид сбоку устройства согласно настоящему изобретению;

фиг.3 - вид снизу решетки согласно настоящему изобретению.

Устройство 2, являющееся предметом настоящего изобретения, может быть съемным или постоянно прикрепленным к борту или носу судна. Предпочтительно устройство 2 устанавливают таким образом, чтобы оно было съемным, так, чтобы судно можно было использовать и для других целей. Кроме того, предпочтительным местом размещения устройства 2 является борт судна, где команда может наблюдать за устройством 2, что способствует повышению надежности, в то время как для применения устройства 2 не требуется никакого специального персонала.

При движении судна вперед ледяные блоки 1, среди которых и на которых находится нефть, принудительно подают под воду вдоль наклонной плоской поверхности, образованной решеткой 3 или сеткой. Решетка 3 предпочтительно наклонена таким образом, что в результате движения судна ледяные блоки скользят вдоль наклонной плоскости, и плоскость не толкает их перед собой. Предпочтительный угол наклона составляет, например, от около 13 до 15 градусов. Решетку предпочтительно изготавливают из стали или других материалов, пригодных для этой цели.

Вибрация решетки осуществляется известными способами, например, с помощью механизма с эксцентричной массой или кривошипного механизма. Решетка 3 перемещается по вертикали, причем шарнирная ось 7 ограничивает движение другого конца. Шарнирная ось 7 может располагаться по переднему или заднему краю устройства 2. Устройство 2 может также перемещаться назад и вниз вдоль линейных направляющих, или же вибрация может иметь траекторию вращения. Предпочтительно вибрация выполняется, по существу, по вертикали, но может также выполняться наклонно вперед и назад.

В одном варианте реализации настоящего изобретения, показанном на фиг.2, шарнирная ось 7 располагается как можно далее впереди, так чтобы значительная часть движения решетки 3 происходила на поверхности воды. Возвратно-поступательное движение выполняется тягой 8 осевой передачи усилий, прикрепленной к заднему концу устройства 2. Тяга 8 приводится в движение эксцентричной массой 6, вращаемой подходящим генерирующим усилие приспособлением, таким как электрический или гидравлический двигатель 9. Частоту вращения и длину хода эксцентричной массы можно регулировать. Путем регулирования длины хода можно изменять амплитуду вибрации, а регулирование частоты вращения позволяет изменять частоту вибрации.

Дробящее движение решетки 2 перемещает ледяные блоки 1 вниз, а выталкивающее воздействие воды возвращает их к решетке. В результате ударов нефть отделяется от ледяных блоков 1 и поднимается к поверхности воды в коллекторную полость 4 над решеткой 3, откуда ее можно переместить, например, с помощью потока 5 воды в блок отделения нефти, который предпочтительно размещают внутри судна так, чтобы не подвергать его нагрузкам, создаваемым льдом или холодом. В настоящее время освоены различные способы, пригодные для такого отделения.

Решетка 3 свободно пропускает воду над собой, но удерживает большую часть ледяных блоков под собой. Возможно применение других плит решетчатого типа при условии, что они не препятствуют прохождению воды.

Регулировка направления вибрации таким образом, чтобы она подавала лед под решетку 3, может улучшать продвижение ледяных блоков 1 под решеткой 3. Кроме того, продвижение ледяных блоков 1 под решеткой 3 можно улучшить, например, поместив на переднем конце устройства 2 гребное колесо или другое приспособление для активной подачи льда.

Решетка 3 может также быть расположена в устройстве 2 таким образом, чтобы часть, образуемая решеткой 3, была горизонтальной, так что угол наклона на носу заменяется S-образным восходящим наклоном.

Способ и устройство, являющиеся предметом настоящего изобретения, особенно полезны на фарватере, на котором имеется проход, пробитый для движения судов, или проход, полученный в результате движения. Устройство может также быть прикреплено к ледоколу, так что одно и то же судно может сначала ломать береговой припай, а после этого или одновременно с этим осуществлять отделение нефти ото льда, используя для этого способ, являющийся предметом настоящего изобретения.

В описании приведены некоторые варианты реализации изобретения. Однако изобретение не ограничивается только этими особыми случаями, но различные признаки изобретения могут быть модифицированы в рамках прилагаемой формулы изобретения и без отступления от его существа и объема.

Формула изобретения

1. Способ отделения нефти от смеси ледяных блоков и воды, содержащий принудительную подачу ледяных блоков под воду вдоль наклонной плоской поверхности, по меньшей мере частично образованной решеткой или сеткой, прикрепленной к судну, во время движения судна вперед, отличающийся тем, что нефть отделяют от ледяных блоков с помощью вибрации решетки или сетки наклонной плоской поверхности назад и вперед относительно ледяных блоков.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вибрацию осуществляют, по существу, в вертикальном направлении.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что вибрацию осуществляют наклонно назад и вперед.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что вибрацию осуществляют с помощью эксцентричной массы или кривошипного механизма.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что нефть, освобождающуюся в результате вибрации, собирают через коллекторную полость в блок отделения нефти, где производят разделение воды и нефти.

6. Устройство для отделения нефти от смеси ледяных блоков и воды, прикрепленное к судну и содержащее наклонную плоскую поверхность, по меньшей мере частично образованную решеткой или сеткой, для принудительной подачи ледяных блоков под воду при движении судна вперед, отличающееся тем, что оно содержит средство для создания вибрации решетки или сетки наклонной плоской поверхности назад и вперед относительно ледяных блоков для отделения нефти от ледяных блоков.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно прикреплено к борту или носу судна.

8. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что оно прикреплено к судну с возможностью снятия.

9. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что оно постоянно прикреплено к судну.

10. Устройство по любому из пп.6-9, отличающееся тем, что судно является ледоколом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3