Боновое заграждение переменной плавучести на нефтяных морских платформах



Боновое заграждение переменной плавучести на нефтяных морских платформах
Боновое заграждение переменной плавучести на нефтяных морских платформах

Владельцы патента RU 2646896:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к гидротехническим сооружениям, предназначенным для ограждения участка водной поверхности с целью предотвращения растекания нефти и нефтепродуктов. Боновое заграждение переменной плавучести включает гибкую трубу, смонтированную на несущем элементе, снабженную снаружи по всей длине в своей верхней части двумя рядами гребнеобразных эластичных элементов, а в нижней части - одним рядом таких элементов. Гибкая труба закольцована и разделена на отдельные секции. В каждой секции находится герметизирующий поршень из эластичного материала, полностью перекрывающий внутреннее сечение секции. Один конец каждой секции имеет сообщение с водной массой, другой конец снабжен штуцером, к которому присоединен посредством шланга воздушно-вакуумный насос. Обеспечивается простота и надежность конструкции, повышение эффективности работы в условиях нефтяных морских платформ. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области экологии, в частности к гидротехническим сооружениям, предназначенным для ограждения участка водной поверхности с целью предотвращения растекания нефти и нефтепродуктов.

Утечка нефти или нефтепродукта при нарушении герметичности трубопроводов, емкостей и механизмов на нефтяных морских платформах представляет огромную экологическую опасность, наносит большой материальный ущерб компании в виде затрат на локализацию разливов, ликвидацию их последствий, штрафов и т.п. В связи с этим необходима разработка и внедрение превентивных мер по локализации разливов, а также мер, позволяющих максимально оперативно реагировать на факт такой утечки. Особенно актуально эта задача стоит в зимнее время, в период ледостава, когда наличие льда и снега на поверхности водоема зачастую делает невозможным своевременное визуальное обнаружение утечки, а также использование любых серийно выпускаемых боновых конструкций для локализации разливов.

Из уровня техники известно всплывающее боновое заграждение (www.northsea.ru, изготовленное по ТУ-4834-011-20504853-1998), состоящее из 10-метровых секций, выполненных из износостойкого полиэфира, покрытого нефтехимстойким ПВХ. Каждая секция снабжена впускными невозвратными клапанами и травяще-предохранительными клапанами.

Недостатком такого бонового заграждения является неспособность удерживать заданную форму под воздействием ветра или течения, низкая прочность мягкой тканевой оболочки, длительное время приведения в рабочее положение из режима ожидания и наоборот.

Известно всплывающее боновое заграждение (патент РФ №147605, МПК Е02В 15/06, опубликовано 10.11.2014 г.), включающее эластичную надувную оболочку, выполненную из отдельных секций, герметично связанных между собой соединительными устройствами в виде камлока, а также источник сжатого газа и затвор для сброса рабочего давления, причем внутреннее пространство секций выполнено единым, для чего соединительные устройства снабжены переходным отверстием, а источник сжатого газа соединен с передним концом первой секции, имеющей фиксирующее устройство в виде лебедки.

Недостатком данного технического решения является сложность изготовления боновых заграждений, выполненных в виде отдельных секций, а также недостаточная надежность в эксплуатации, обусловленная соединениями секций между собой.

Известно боновое заграждение переменной плавучести (патент РФ №2221109, МПК Е02В 15/04-06-08, опубликовано 10.01.2004 г.), содержащее последовательно соединенные между собой и прикрепленные к якорям герметичные цилиндрические секции, выполненные из металлических труб, сообщающиеся полости которых подключены к источнику сжатого воздуха или газа посредством рукавов, имеют на концах патрубки с заглушками, а полости секций дополнительно подключены к насосу для подачи в них воды, при этом каждая секция в верхней части снабжена двумя металлическими гребнями, в которых расположены трубопроводы, соединенные с подогревающим устройством, соединенном также с полостями секций. Между гребнями размещена площадка, на которой установлена надувная подушка. К нижней поверхности каждой секции напротив площадки прикреплен балласт, к нижней части каждой секции прикреплена металлическая полоса, а по бокам каждой секции установлены понтоны.

Недостатком данного бонового заграждения является сложность технологического выполнения отдельных секций, недостаточная эксплуатационная надежность вследствие наличия межсекционных соединений и наличия двух линий - гидравлической и пневматической.

Наиболее близким техническим решением является боновое заграждение переменной плавучести (патент РФ №2599560, МПК Е02В 15/00, опубликовано 10.10.2016 г.), включающее гибкую трубу, прикрепленную вдоль стального троса, закрепленного на противоположных берегах реки. Один конец трубы негерметичен и сообщается с водной массой реки. Другой конец заглушен и снабжен штуцером, к которому присоединен посредством шланга воздушно-вакуумный насос.

Недостатком такого бонового заграждения является возможность использования только в водотоках (реках).

Задачей настоящего изобретения является обеспечение простой, надежной, круглогодичной защиты водного пространства от разлива нефти и нефтепродуктов.

Технический результат настоящего изобретения заключается в предотвращении растекания нефтепродуктов вокруг нефтяных морских платформ.

Технический результат достигается боновым заграждением переменной плавучести, включающим гибкую трубу, смонтированную на несущем элементе, снабженную снаружи по всей длине в своей верхней части двумя рядами гребнеобразных эластичных элементов, а в нижней части - одним рядом таких элементов.

В отличие от прототипа гибкая труба закольцована и разделена на отдельные секции, в каждой из которых находится герметизирующий поршень из эластичного материала, полностью перекрывающий внутреннее сечение секции, причем один конец каждой секции имеет сообщение с водной массой, другой конец снабжен штуцером, к которому присоединен посредством шланга воздушно-вакуумный насос.

Согласно изобретению несущий элемент выполнен в виде жесткого каркаса, к которому гибкая труба прикреплена посредством тросов, причем жесткий каркас прикреплен к буровой платформе.

Согласно изобретению герметизирующий поршень выполнен в виде одного или двух шаров, изготовленных из полиуретана.

Согласно изобретению между верхними гребнеобразными эластичными элементами проложен подогревающий электрокабель.

Согласно изобретению в одном конце секции размещен фильтрующий элемент.

Согласно изобретению гибкая труба выполнена из полиэтилена, а гребнеобразные эластичные элементы - из эластичного материала.

Согласно изобретению гибкая труба снабжена балластными элементами.

Технический результат достигается за счет закольцованной гибкой трубы, состоящей из отдельных секций прикрепленных системой тросов к жесткому металлическому каркасу, смонтированному концентрично на опорах платформы. Каркас изготовлен из уголков или труб и служит для общего центрирования заграждения вокруг платформы. Тросы обеспечивают гибкую связь секций бонового заграждения с жестким каркасом, необходимую для возможности повторения заграждениями контура крупных волн. Более мелкие волнения компенсируются гребнеобразными элементами заграждений.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1. представлена принципиальная схема бонового заграждения переменной плавучести, на фиг. 2. - увеличенный фрагмент секции гибкой трубы.

Боновое заграждение переменной плавучести (фиг. 1, 2) содержит гибкую трубу 1, замкнутую в кольцо вокруг объекта, представляющего источник разлива нефти или нефтепродуктов, например буровой платформы 2. Гибкая труба 1 разделена на секции и прикреплена тросами 3 к жесткому металлическому каркасу 4, который, в свою очередь, закреплен к буровой платформе 2, причем в конце каждой секции в нижней части гибкой трубы 1 имеется сообщение с водной массой моря через отверстие 5, в противоположном конце в верхней части гибкой трубы - штуцер 6, к которому присоединен посредством шланга 7 воздушно-вакуумный насос (на чертеже не показан), в полости каждой секции гибкой трубы 1 находится герметизирующий поршень 8, выполненный в виде одного или двух шаров из эластичного материала, полностью перекрывающих внутреннее сечение секции гибкой трубы 1. Гибкая труба 1 по всей длине снабжена в своей верхней части двумя рядами гребнеобразных эластичных элементов 9, а в нижней части - одним рядом таких элементов 10. В конце каждой секции гибкой трубы 1 размещен фильтрующий элемент 11. Между верхними гребнеобразными эластичными элементами 9 проложен подогревающий кабель 12. Гибкая труба 1 снабжена балластными элементами 13.

Принцип работы бонового заграждения переменной плавучести заключается в регулировании ее плавучести в зависимости от режима работы. В режиме ожидания гибкая труба 1 бонового заграждения находится в затопленном состоянии. Для всплытия бонового заграждения, т.е. приведения в рабочее положение, необходимо вытеснить воду из полости трубы, для чего в трубу воздушно-вакуумным насосом закачивается воздух, который с помощью герметизирующих шаров 8 выдавливает воду в море через сливные отверстия 5 в секциях трубы. Гибкая труба бонового заграждения начинает всплывать и локализует на поверхности воды разливающийся продукт. Для перевода бонового заграждения в режим ожидания воздух из полости секций трубы откачивается воздушно-вакуумным насосом, из-за создающегося при этом разрежения вода начинает заполнять секции гибкой трубы через фильтрующие элементы 11, и гибкая труба плавно опускается вниз. Герметизирующие шары 8 при том перемещаются в сторону воздушно-вакуумного насоса.

Осенью, до наступления ледостава, гибкая труба бонового заграждения заблаговременно затапливается. После наступления ледостава гибкая труба может быть поднята или продолжать находиться в затопленном состоянии. При всплытии гибкая труба плотно прилегает ко льду. Возможные перепады в толщине льда компенсируются способностью полиэтиленовой трубы изгибаться, а мелкие неровности нижней поверхности льда компенсируются верхними эластичными гребнеобразными элементами. Таким образом, боновое заграждение надежно устраняет возможность растекания нефти подо льдом.

Весной, для предотвращения разрушения во время ледолома устройство необходимо затопить, т.е. перевести в режим ожидания. На случай примерзания гребнеобразных элементов ко льду предусмотрен их обогрев с помощью подогревающего электрокабеля, проложенного между верхними гребнеобразными элементами.

Приведение бонового заграждения в рабочее положение возможно оператором с платформы дистанционно или автоматически по сигналу об утечке.

Боновое заграждение переменной плавучести обеспечивает:

- оперативное развертывание или приведение в рабочее положение, которое определяется только производительностью воздушного насоса, а при затоплении не требуются плавсредства для стравливания воздуха из каждой отдельной секции через клапана;

- прочность и простоту конструкции;

- надежность и долговечность эксплуатации;

- возможность всесезонного использования бонового заграждения даже при наличии ледового покрова;

- устойчивость системы за счет жесткости несущей конструкции.

Таким образом, простота конструкции, оперативность ее приведения в рабочее положение обеспечивают высокую надежность бонового заграждения и эффективность работы в условиях нефтяных морских платформ при любых погодных условиях.

1. Боновое заграждение переменной плавучести, включающее гибкую трубу, смонтированную на несущем элементе, снабженную снаружи по всей длине в своей верхней части двумя рядами гребнеобразных эластичных элементов, а в нижней части - одним рядом таких элементов, отличающееся тем, что гибкая труба закольцована и разделена на отдельные секции, в каждой из которых находится герметизирующий поршень из эластичного материала, полностью перекрывающий внутреннее сечение секции, причем один конец каждой секции имеет сообщение с водной массой, другой конец снабжен штуцером, к которому присоединен посредством шланга воздушно-вакуумный насос.

2. Боновое заграждение переменной плавучести по п. 1, отличающееся тем, что несущий элемент выполнен в виде жесткого каркаса, к которому гибкая труба прикреплена посредством тросов, причем жесткий каркас прикреплен к буровой платформе.

3. Боновое заграждение переменной плавучести по п. 1, отличающееся тем, что герметизирующий поршень выполнен в виде одного или двух шаров, изготовленных из полиуретана.

4. Боновое заграждение переменной плавучести по п. 1, отличающееся тем, что между верхними гребнеобразными эластичными элементами проложен подогревающий электрокабель.

5. Боновое заграждение переменной плавучести по п. 1, отличающееся тем, что в одном конце секции размещен фильтрующий элемент.

6. Боновое заграждение переменной плавучести по п. 1, отличающееся тем, что гибкая труба выполнена из полиэтилена, а гребнеобразные эластичные элементы - из эластичного материала.

7. Боновое заграждение переменной плавучести по п. 1, отличающееся тем, что гибкая труба снабжена балластными элементами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к буровой технике, в частности к основанию вышек мобильной буровой установки. Техническим результатом является обеспечение возможности перемещения подвышечного основания над оборудованием устья скважины.

Изобретение относится к способу, относящемуся к буровой конструкции, содержащей устройство поддержки приводного элемента для фиксирования приводного элемента, размещенного в буровой конструкции.

Группа изобретений относится к устройствам для манипулирования инжектором гибких труб на буровом участке и его расположения над устьем скважины. Технический результат заключается в улучшенном манипулировании инжектором в убранном и выдвинутом положениях.

Группа изобретений относится к самоподъемным системам для бурения и добычи на морских участках, подверженных воздействию льда. Технический результат – обеспечение поддержки самоподъемного узла, простота демонтажа для повторного использования после завершения бурения необходимых скважин.

Изобретение относится к области морского бурения. Технический результат заключается в защите от неблагоприятных погодных условий.

Группа изобретений относится к системе буровой установки и способу сборки конструкции буровой установки. Транспортабельная буровая установка, имеющая самоподъемный буровой пол, включает в себя конструкцию основания, содержащую несколько опор основания башенного типа, которые можно транспортировать на буровую площадку и устанавливать вокруг места бурения ствола скважины.

Изобретение относится к устройству буровых установок для кустового строительства нефтяных и газовых скважин, оснащенных механизмами выравнивания и перемещения (МВП), в состав которых входят направляющие, размещаемые на насыпных площадках.

Изобретение относится к производству буровых установок для кустового строительства нефтяных и газовых скважин, оснащенных механизмами выравнивания и перемещения.

Группа изобретений относится к устройствам для хранения и автоматической манипуляции буровыми штангами и буровым установкам, содержащим указанное устройство. Технический результат заключается в оптимальном извлечении буровых штанг из карусельного накопителя.

Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. Технический результат - повышение прочности закладочного композиционного материала при растяжении при изгибе.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к созданию технических средств для очистки водоемов от сине-зеленых водорослей. Устройство содержит барабан, сменные кассеты, сушильный шкаф.

Изобретение относится к устройствам для очистки водоемов от водорослей. Устройство содержит плавсредство с приспособлением для забора воды с водорослями, подающим смесь на установленные с каждой его стороны попарно встречно-вращающиеся барабаны с обрезиненной поверхностью.

Изобретение относится к охране окружающей среды при технической эксплуатации магистральных нефтепроводов. С помощью маломерного судна устанавливают береговые якоря и ручные лебедки для заградителей шуги.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для очистки водоемов от водорослей. Устройство содержит плавсредство, ячеистый барабан и заборник водной смеси.

Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно очистке поверхности водоемов от загрязнений нефтепродуктами, разлившихся на поверхности в результате аварий на морских нефтедобывающих установках, нефтепроводах и при транспортировке нефти танкерами.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для локализации разлившихся на водной поверхности нефти или нефтепродуктов из судна-перевозчика с целью предупреждения их распространения в момент аварии.

Изобретение относится к охране окружающей среды при технической эксплуатации магистральных нефтепродуктопроводов и может быть использовано для локализации и сбора пятна нефти или нефтепродукта, в том числе мощного его потока на проточном водоеме, преимущественно реке.

Изобретение относится к устройствам уменьшения размеров загрязненной поверхности в открытых водоемах с последующей возможностью очистки этой поверхности. .

Изобретение относится к средствам измерения производительности нефтяных источников, например при учете различного рода источников, таких как мобильные установки, монтируемые на плавучих островах, вышках, при учете прорывов трубопроводов и т.д.

Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к локализации и сбору нефти или нефтепродуктов с водной поверхности. Используют нефтеприемную емкость и впитывающий нефть материал, выполненный в виде губки из пенополиуретана.

Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к гидротехническим сооружениям, предназначенным для ограждения участка водной поверхности с целью предотвращения растекания нефти и нефтепродуктов. Боновое заграждение переменной плавучести включает гибкую трубу, смонтированную на несущем элементе, снабженную снаружи по всей длине в своей верхней части двумя рядами гребнеобразных эластичных элементов, а в нижней части - одним рядом таких элементов. Гибкая труба закольцована и разделена на отдельные секции. В каждой секции находится герметизирующий поршень из эластичного материала, полностью перекрывающий внутреннее сечение секции. Один конец каждой секции имеет сообщение с водной массой, другой конец снабжен штуцером, к которому присоединен посредством шланга воздушно-вакуумный насос. Обеспечивается простота и надежность конструкции, повышение эффективности работы в условиях нефтяных морских платформ. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх