Разработка системы оперативного автоматического возведения боновых заграждений

Development of the responsible automatic oil-spill booms install system

Авторы:

Латыпов Тагир Амирович

ФГБОУ ВО «УГНТУ», г. Уфа, Россия

e-mail: tag.latipov@yandex.ru 

Latypov Tagir Amirovich

USPTU, Ufa, Russia

e-mail: tag.latipov@yandex.ru 

Хабибов Булат Аликович

ФГБОУ ВО «УГНТУ», г. Уфа, Россия

e-mail: bylat0812@bk.ru

Khabibov Bulat Alikovich

USPTU, Ufa, Russia

e-mail: bylat0812@bk.ru 

Аннотация: Авторами проведена работа по разработке и описанию системы оперативного автоматического возведения боновых заграждений. Приведены инструкции по выбору составляющих элементов. 

Abstract: The authors carried out work on the development and description of the responsible automatic oil-spill booms install system. Were given the instructions for the selection of the constituent elements.

Ключевые слова: подводный переход трубопровода, утечка нефти, боновые заграждения, локализация разлива.

Keywords: underwater pipeline, oil spill, oil spill booms, spill containment.

Тематическая рубрика: Энергетика и ресурсосбережение.

 

В настоящее время объемы перекачки нефти в нашей стране неуклонно растут. Происходит постоянная реконструкция существующих трубопроводов и строительство новых. Вместе с тем неуклонно возрастает число аварий на объектах транспорта нефти и нефтепродукта. Сложной технической задачей является реагирование на разливы нефти и нефтепродукта при их попадании в водные акватории. Опасность таких аварий связана с высокой скоростью распространения по поверхности акваторий и тяжестью последствий для окружающей среды. Четкое оперативное сдерживание границ разливов нефти, а также предотвращение развития негативных процессов трансформации нефти в воде во многом определяют масштабы ущерба, наносимого окружающей среде, и затраты на ликвидацию последствий аварий.

Основная цель данной работы – ускорение процесса возведения боновых заграждений на участках пересечения линейной части трубопровода водных преград.

Эффективность локализации аварийного разлива нефтепродуктов на открытой акватории достигается оперативной постановкой ордеров боновых заграждений за время, не превышающее 4 часов с момента получения информации о разливе, согласно [1].

В среднем, согласно [2], время на локализацию утечки нефти или нефтепродукта составляет 11,5 часов. В зависимости от географических условий расположения объекта, это может привести к самым различным экологическим и экономическим проблемам. Поэтому в процессе устранения аварийной ситуации решающим фактором является скорость локализации и ликвидации разлива.

Серия расчетов показала, что для различных параметров водной преграды время возведения заграждения не превышает одной минуты при использовании системы оперативного автоматического возведения боновых заграждений.

Согласно [3], основная и резервная нитки должны быть оборудованы механическими устройствами, предотвращающими открытие затворов камер при наличии в них давления, датчиками обнаружения утечек и датчиками давления, подключенными к системе телемеханики. Следовательно, возможно использование этих средств для разработки системы оперативного автоматического возведения боновых заграждений, а именно показаний датчиков давлений до и после перехода и электроэнергии от ПКУ для работы электромагнитного замка.

Предложенная модель является простой в установке и эксплуатации, не требует технического обслуживания, размещается на дне водной преграды, из-за чего не мешает судоходству и не оказывает влияния на окружающую среду.

Она представляет собой крепление боновых заграждений ко дну и механизм их автоматического возведения.

Разработанная система оперативного автоматического возведения боновых заграждений состоит из следующих основных элементов:

- датчик выявления утечки; 

- всплывающие боновые заграждения постоянной положительной плавучести;

- анкерная система крепления боновых заграждений ко дну водной преграды;

- электромагнитная замковая система. 

Датчик выявления утечки представляет собой дифференциальный датчик давления, реагирующий на падение давления до и после подводного перехода на определенную величину, большую чем потери давления на преодоление подводного перехода с некоторым запасом. То есть, при падении давления ниже давления установки, происходит отключение питания электромагнитного замка, что освобождает цепь, позволяя боновым заграждениям за счет своей положительной плавучести всплыть на поверхность акватории.

В качестве всплывающих боновых заграждений постоянной положительной плавучести могут быть использованы пенонаполненные нефтеограждающие боны 1, изготовленные согласно [4].

Анкерная система крепления боновых заграждений ко дну водной преграды с электромагнитной замковой системой 3 состоит из анкеров 2 и цепей 4, для удержания бонов на дне с помощью электромагнитного замка, питающегося от ПКУ по электрокабелям 5 на береговом запорном узлу.

Минимальное усилие отрыва электромагнитного замка составляет 40 кгс/м.

Цепь подбирается согласно [5], в зависимости от ширины водной преграды.

1 – боновые заграждения; 2 – анкер; 3 – электромагнитный замок; 4 – цепь; 5 – электрокабель.

Рис.1. Состав объектов системы оперативного автоматического возведения боновых заграждений.

 

В ходе работы были выявлены недостатки традиционного метода возведения боновых заграждений. Предложен новый способ локализации – система оперативного автоматического возведения боновых заграждений, позволяющая без участия людей произвести установку боновых заграждений за кратчайший период времени, что позволяет значительно сократить вредное воздействие нефти или нефтепродукта на окружающую среду, соответственно, сократить расходы на ликвидацию разлива.

 

Список литературы:

1. Постановление Правительства РФ от 21.08.2000 N 613 (ред. от 14.11.2014) О неотложных мерах по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов (вместе с Основными требованиями к разработке планов по предупреждению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов) № 613.

2. РД 153-39.4-114-01. Правила ликвидации аварий и повреждений на магистральных нефтепроводах. Утв. ОАО «АК «Транснефть». – М., 2002.

3. ОТТ-16.01-60.30.00-КТН-002-1-05. Переходы магистральных нефтепроводов через водные преграды. Общие технические требования к проектированию. Утв. ОАО «АК «Транснефть». – М., 2005.

4. ГОСТ Р 58190-2018. Боны морские тяжелые для локализации разлива нефти и нефтепродуктов на морских акваториях. Общие технические условия. = Trunk pipeline transport of oil and oil products. Heavyweight marine booms for localization oil and oil products spill in seas. General specifications. Введ. 01.04.2019. М.

5. ГОСТ 30441-97. Цепи короткозвенные Грузоподъемные некалиброванные Класса прочности т(8). Технические условия. = Short link chain for lifting purposes, non-calibrated, grade T(8). Specifications. Введ. 01.07.2000. М.