SU1731902A1 - Подводный нефтесборщик дл локализации утечек из нефтепроводов - Google Patents

Abstract

Использование: локализаци  утечек нефти. Сущность изобретени : подводный нефтесборщик выполнен в виде торпедооб- разного корпуса с ходовым двигателем, нефтесборочным узлом и системой управлени . При перемещении нефтесборщика вдоль трубопровода чистота воды анализируетс  датчиком наличи  нефти в воде. При наличии загр знени  раскрываетс  нефте- сборочна  емкость и нефть собираетс  в нее. После заполнени  последней освобождаетс  поплавок и, всплыва , отмечает место расположени  нефтесборочной емкости. 2 з.п.ф-лы, 10 ил.

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  локализации нефт ных утечек из таких подводных источников, как трубопроводы, и может быть использовано дл  защиты окружающей среды от нефт ных загр знений.

Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей нефтесборщика .

На фиг.1 представлена структурна  схема подводного нефтесборщика; на фиг.2 - то же, узла управлени  движением аппарата; на фиг.З - то же, исполнительного механизма управлени  выходным патрубком двигател ; на фиг.4 - то же, узла управлени  безаварийной работой аппарата; на фиг.5 - то же, узла локализации утечки; на фиг.6 - нефтесборщик, вид сбоку; на фиг.7 - нефтесборщик , вид спереди (над местом утечки); на .8 - схема узла управлени  аппаратом

с заполненной емкостью; на фиг.9 - то же, исполнительного механизма закрыти  крышки; на фиг.10 - нефтесборщике заполненной емкостью. На фиг.2 - 5,8 и 9 источник энергии и его св зь с элементами устройства не показаны.

Подводный нефтесборщик дл  локализации утечек нефтепроводов представл ет собой торпедообразный аппарат, имеющий обтекаемую форму. В корпусе аппарата размещены ходовой двигатель 1, например водометный движитель, источник 2 питани  - аккумул тор,  вл ющийс  источником энергии дл  всех систем аппарата, и нефтесбор- ный узел 3.

Работа аппарата (фиг. 1) обеспечиваетс  системой управлени , состо щей из узлов, св занных с регистрирующими датчиками: узел управлени  движением аппарата 4 с

VJ со

ч5

о

ю

двум  индукционными датчиками 5. которые установлены по правому и левому бортам на внешней стороне корпуса; узел 6 управлени  безаварийной работой аппарата с датчиком 7 электромагнитных сигналов, приемна  часть которого находитс  также с внешней стороны; узел 8 управлени  локализацией утечки, снабженный датчиком 9 наличи  нефти в воде, установленным перед всасывающим патрубком двигател  1 (не показано). Кроме того, снаружи корпуса размещены электромагнитна  защелка 10 и излучающа  часть генератора 11 внешнего электромагнитного пол . Узел 12 управлени  аппаратом с заполненной нефтесбор- ной емкостью 13 снабжен датчиком 14 заполнени  емкости, наход щимс  на внешней поверхности нсфтесборной емкости 13. Все вышеуказанные узлы снабжены соответствующими электромагнитными реле 15.

Выходы индукционных датчиков 5 соединены через соответствующие электромагнитные реле 15 с входами исполнительного механизма 16 управлени  выходным патрубком 17 двигател  1 с воз- мож-юстью смещени  аппарата в горизонтальной и вертикальной плоскости (фиг.2,3) через ходовые винты 18, присоединенные к выходному патрубку 17 двигател  1 с внешней стороны, на которых установлены гайки-шестерни 19. закрепленные на корпусе аппарата и св занные через редукторы 20 с электродвигател ми 21.

Узел 6 управлени  безаварийной работы аппарата (фиг.4) снабжен датчиком 7 электромагнитных сигналов и св зан через соответствующее реле 15 с ходовым двигателем 1. В состав узла 8 управлени  (фиг.5) входит датчик 9 наличи  нефти в воде, предназначенный дл  формировани  сигнала при по влении нефт ных загр знений и представл ющий собой датчик электрических свойств среды или конденсатор, между обкладками которого посто нно проходит морска  вода, диэлектрические свойства которой определ ет емкость конденсатора, св занного через соответствующие электромагнитные реле 15 с ходовым двигателем 1, источником 11 электромагнитных сигналов и электромагнитной защелкой 10, удерживающей крышку 22 нефтесборочного узла 3 на корпусе.

Нефтесборныйузел 3 находитс  в верхней части корпуса аппарата (фиг.6,7) и содержит емкость 13, изготовленную из эластичного материала, котора  в сложенном состо нии размещена в специальном отсеке23, перекрываемом крышкой 22, причем крышка 22 фиксируетс  на корпусе с

помощью электромагнитной защелки 10, выполненной, например, в виде электромагнита с подвижным сердечником, который входит во взаимодействие с выступами 24

на крышке 22, Крышка 22 отдел етс  от корпуса аппарата посредством упругих линейных элементов переменной длины 25, выполненных, например, в виде подпружиненных телескопических штанг или много0 слойных пластинчатых пружин и снабженных тросами 26, которые наход тс  внутри указанных элементов 25. Тросы 26 одними концами закреплены на отдел ющейс  крышке 22, другими - на барабанах

5 27 с передачей от двигател  34, вход щих в состав исполнительного механизма 28 закрыти  крышки. Нефтесборна  емкость 13 выполнена в виде мешка, горловина которого в плане имеет вид пр моугольника, про0 тивоположные стороны которого закреплены на внутренней стенке корпуса и крышке 22, и соответственно, на элементах переменной длины 26. В верхней части емкости 13 имеетс  отверстие, перекрываемое

5 заглушкой 29, которое предназначено дл  соединени  емкости 13 с шлангом дл  перекачивани  собранной нефти на нефтеналивные суда после локализации вытекающей нефти 30 из трубопровода 31. Здесь же за0 креплен сигнальный поплавок 32. В верхней части мешка 13 закреплен датчик 14 заполнени  емкости, св занный с узлом управлени  аппаратом с заполненной емкостью 12 (фиг.8), который представл ет собой не5 прочный токопровод щий элемент, имеющий длину меньше, чем рассто ние между точками его закреплени  (на емкости 13 в заполненном состо нии). Датчик 14 подключен к источнику питани  и через реле 33

0 времени св зан с ходовым двигателем 1, а через электромагнитное реле 15 - с исполнительным механизмом 28 закрыти  крышки , состо щим из (фиг.9) электродвигател  36, барабанов 27 дл  намотки троса и кон5 цевого выключател  37.

Устройство работает следующим образом .

При обнаружении по данным приборов или визуального наблюдени  утечек нефте0 продутое из аварийных трубопроводов, в необходимом направлении и в непосредственной близости производитс  пуск плавучего нефтесборщика либо с морской платформы или судна, либо с береговой ба5 зы. Во врем  движени  аппарата необходимое рассто ние от трубопровода поддерживаетс  благодар  работе узла 4 управлени  движением аппарата, измен ющего положение выходного патрубка 17 ходового двигател  1, Управл ющий сигнал в

узел 4 поступает от индукционных датчиков 5 к исполнительному механизму 16 и регулируетс  его величиной. При этом, работа электрического исполнительного механизма 16 осуществл етс  путем преобразовани  реверсивно-вращательного движени  гайки-шестерни 19, жестко св занной через редуктор 20 с двигателем 21, а возвратно- поступательное движение ходового винта 18, отклон ющего поворотно-выходной патрубок 17, чем достигаетс  корректировка траектории движени  аппарата в зависимости от показаний датчиков 5, причем движение аппарата осуществл етс  всегда на определенном рассто нии от линии трубопровода , вне зависимости от глубины его прокладки и направлени .

При попадании загр зненной воды в датчик 9 поступает сигнал на электромагнитное реле 15, которое переключает группу контактов: отключает ходовой двигатель 1. вт гиваетс  подвижной сердечник электромагнитной защелки 10, удерживающий крышку 22 отсека 23, и включаетс  генератор 11 внешнего электромагнитного пол , предназначенный дл  остановки ходовых двигателей других подобных аппаратов в зоне действи  нефтесборщика по показани м датчика 7 электромагнитных сигналов, установленных в этих аппаратах, предотв- оаща  их столкновение.

Аппарат зависает над местом утечки, и крышка 22 с закрепленным на ней одним из краев горловины нефтесборной емкости 13 отдел етс  от корпуса в горизонтальном направлении за счет работы сил, стрем щихс  восстановить полную длину упругих элементов 25, на рассто ние, предусмотренное длиной этих элементов, раскрыва  тем самым горловину емкости 13 над местом утечки . При отделении крышки 22 из отсека 23 освобождаетс  поплавок 32, всплывающий над местом утечки. Аппарат начинает плавно спускатьс  на нефтепровод и дно, пере- крыва  место утечки и обеспечива  фиксацию здесь нефтесборного узла 3. Сам аппарат и крышка 22 имеют приблизительно равный вес, что достаточно дл  удержани  горловины эластичной емкости 13 над местом утечки в течение всего периода ее заполнени . За счет разницы в удельном весе нефтепродуктов и воды вытекающа  жидкость заполн ет емкость 13, поднима сь вертикально вверх. При этом емкость 13 приобретает шарообразную форму, ее стенки полностью расправл ютс , и нефтесборщик всплывает над трубопроводом. Датчик 14, закрепленный в верхней части емкости 13 и соединенный через электромагнитное реле 15 с исполнительным механизмом 28

закрыти  крышки и через реле 33 времени с ходовым двигателем 1, разрываетс , и цепь его размыкаетс  (фиг. 8).

При этом замыкаютс  контакты на реле 5 15, включа  исполнительный механизм 28 закрыти  крышки с концевым выключателем 37 и реле 33 времени, через которое включаетс  ходовой двигатель 1. При включении механизма 28 закрыти  крышки (фиг. 10 9) замыкаетс  электромагнитна  муфта 35, через которую передаетс  вращение от двигател  34 через редуктор 36 нг барабаны 27 дл  сматывани  тросов 26 в элементах переменной длины 25. и происходит подт гива5 ние отделившейс  крышки 22 к корпусу аппарата. После полной выборки тросов 26 упругие элементы 25 полностью складываютс , при этом срабатывает электромагнитна  защелка 10, фиксирующа  крышку 22 и

0 концевой выключатель 37, отключающий механизм 28 закрыти  крышки. Крышка 22, зафиксированна  на корпусе, закрывает отсек 23 и зажимает горловину эластичного мешка 13, предотвраща  утечку собранных

5 нефтепродуктов (фиг. 10).

Ходовой двигатель 1 включаетс  через тот промежуток времени, который необходим дл  полного закрыти  крышки 22, и выключаетс  через определенный отрезок

0 времени, необходимый на отвод аппарата с места утечки на рассто ние, безопасное дл  работы других аппаратов. Одновременно с включением ходового двигател  1 отключаетс  генератор 11, позвол   другим аппара5 там зан ть позицию над местом утечки.

Объем нефтепродуктов при аварии трубопроводов сравнительно невелик и равен объему того участка трубопровода, который автоматически отсекаетс  с двух сторон за0 движками по сигналу о его повреждении, поэтому расчетный объем емкости 13 подводного аппарата может быгь достаточным дл  полного сбора вытекающей нефти. При невозможности ограничить объем утечки

5 аппараты могут замен тьс  до тех пор, пока не установ тс  благопри тные услови  на- вигации, когда смогут использоватьс  традиционные средства ликвидации аварий (суда, водолазы и т.д).

0После прекращени  шторма собранна 

нефть перекачиваетс  на специальные нефтеналивные суда через отверстие в верхней части емкости, а аппараты поднимаютс  на суда дл  подготовки к повторному исполь5 зованию.

Применение предлагаемого технического решени  обеспечивает возможность использовани  в любых погодных услови х и особенно в штормовых услови х, когда использование других очищающих средств невозможно,

чысокий экологический эффект вследствие оперативной локализации утечек аварийных трубопроводов сразу же после поступлени  сигнала об аварии, а также локализацию утечки на значительном удалении от места пуска нефтесборщика и непосредственно под водой в месте разрыва трубопровода.

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Подводный нефтесборщик дл  локализации утечек из нефтепроводов, содержащий корпус обтекаемой формы, в котором размеа еи нефтесборочный узел, ходовой двигатель с узлами управлени , а также св занный с нимм источник питани , отличающийс  тем, чго, с целью расширени  технологических возможностей нефтесборщика , он снабжен двум  индукционными датчиками, датчиком наличи  нефти в воде, датчиком заполнени  емкости и системой управлени , причем корпус выполнен секп С лга ЕМ

   Фиъ.2

   ционным, а секции св заны посредством элементов переменной длины, имеющих соответствующие исполнительные механизмы и электромагнитную защелку, при этом

   нефтесборочный узел выполнен в виде емкости из эластичного материала с расположенной в ее верхней части заглушкой, а выходы всех датчиков св заны с соответствующими входами системы управлени , выходы которой подключены к входам узлов управлени  ходовым двигателем, исполнительному механизму элементов переменной длины и электромагнитной защелки.
2. 2.Нефтесборщик поп. 1, отличаю- щийс  тем, что он снабжен генератором

   внешнего электромагнитного пол , управл ющий вход которого подключен к соответствующему выходу системы управлени .
3. 3.Нефтесборщик по п. 1, о т л и ч а ю- - щийс  тем, что он снабжен поплавком,

   св занным с емкостью из эластичного материала посредством гибкой св зи.

   i

   16

   17 20 21

   Риг.З

   15

   Ш d

   Фиг А

   1

   Фиг. 5

   22 2

   Риг. 6

   9Z tf

   Zl

   e

   Ь гпф

   ///////// /// /pry // ////////////

   6 Щ

   л

   9Z LZ fff

   9 гпй

   j ЈЈ

   SI

   v.

   ZЈ

   206IGil

   J2

   Vv

   Фиг. 7O