книги / Техника и технологии локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов

Экспериментальная зависимость между силой натяжения БЗ Г, скоростью течения vw, скоростью ветра vz и размером льдины R (в экспериментах размер льдины колебался от 50 до 1500 м) имеет следующий вид:

Т = (2,16v°’7 + 0,22 v°’87)Я0’3232

При сплоченности льда более 0,7 сила трения между дрейфующим льдом и треугольным «уплот­ ненным» ядром становится значительной: нагрузка быстро растет, достигая для буксиров запредельных значений (рис. 3.121).

Относительная скорость дрейфа льда, м/с

Рис. 3.120. Зависимость ледовой нагрузки на БЗ различной ширины, на реке или канале от относительной скорости дрейфа льда:

1 — ширина 100 м; 2 — 200 м; 3 — 300 м; 4 — 400 м

Рис. 3.121. Зависимость нагрузки на БЗ длиной 100 м на открытой акватории от воздействия льда различной сплоченности и толщины:

Конструктивные особенности БЗ

При проектировании БЗ определяется количе­ ство понтонов, их размеры и параметры канатов и якорей.

На рис. 3.122 приведена схема крепления пон­ тона к несущему канату.

Этот способ крепления позволяет пропускать лед, когда превышается удерживающая способ­ ность понтона и он не может противостоять льду. Конструкция понтона предусматривает его погру­ жение и всплытие после падения нагрузки. Такая конструкция гарантирует, что удар крупной пла­ вучей льдины с большой кинетической энергией не вызовет конструкционных повреждений какоголибо бонового компонента.

Длина каната должна быть приблизительно на 25 % больше, чем ширина фарватера (например, для фарватера шириной 100 м требуется канат длиной 125 м). Общая длина всех стальных понто­ нов, применявшихся в старых конструкциях, отно­ сительно длины несущего каната составляла 6066 %. Сила сопротивления БЗ ледовому воздей­ ствию Р зависит от диаметра D и длины L приме­ няемых понтонов. Зависимость Р (кН) от D (м) для поплавка условной длиной 1 м имеет следующий вид:

Р = 29,05D -13 .

Понтон диаметром 0,76 м обеспечивает сопро­ тивление 9,1 кН/м. Это сопротивление достаточно для применения при сплоченности льда до 0,7 и его толщине до 0,45 м.

Расстояния между понтонами БЗ проекгируются таким образом, чтобы минимизировать скопление нефти, и могут составлять несколько метров.

Определение протяженности БЗ и технологий сбора нефти

Особенности постановки бонов различной конфигурации (J- или U-образных) и сложности в достижении оптимальной геометрии загражде­ ний приводят к неверным оценкам их требуемой протяженности. Принято считать, что эффективное управление БЗ в открытом море может осущест­ вляться при его длине, примерно равной трехкрат­ ному расствору нефтесборного ордера, поэтому для локализации разлива потребуется БЗ длиной, примерно равной периметру пятна.

Дамбы и гидрозатворы

Дамбы и гидрозатворы устраиваются из снега по аналогии с заграждениями, которые могут быть построены из грунта (см. 3.1.1).

Фильтрационные перегородки

Для локализации площади болотного массива, залитой нефтью, целесообразно применять фильтра­ ционные перегородки (см. 3.1.1). Локализация разливов нефти на болотных микроландшафтах с ориентированным микрорельефом основана на частичном использовании естественных (гряды) препятствий растеканию нефти. Вариантом пре­ дотвращения фильтрации нефти через гряду, осо­ бенно в зимних условиях, является установка антифильтрационной защиты. С этой целью про­ изводят следующие действия:

•с противоположного от въезда на гряду угла при помощи баровой установки, смонтированной на вездеходной технике, прорезают щель глубиной до 1 м;

•в щель при помощи монтажных шестов на заданную глубину вводят фартук;

•в начале и конце секции в залежь погружают кол длиной 1,5 м, к которому крепят несущий канат. При необходимости устанавливают и про­ межуточные колья. Если одной секции недостаточ­ но для перекрытия фильтрационного потока через гряду, то монтируют необходимое число секций, соединяя их посредством застежек и люверсов.

Пути фильтрации нефти вдоль мочажины пере­ крываются постановкой компрессионно-фильтра­ ционной защиты (ФЗ). Последовательность монтажа:

•намечают ось установки ФЗ;

•по линии лопатой прорезают сфагновый очес

вмочажине на глубину установки фартука;

•раскладывают рулон ФЗ вдоль прореза, и при помощи монтажного шеста фартук защиты погру­ жают на требуемую глубину;

•емкость ФЗ с помощью насоса заполняют водой до заданного уровня;

•для вертикальной устойчивости защиты послед­ нюю крепят к жердям длиной 2,5 м, погруженным

взалежь;

•в местах соприкосновения защиты с грядами

впоследних лопатой вырезают карманы длиной 0,5-0,7 м по ширине ФЗ, в которые устанавливают (и закрепляют) ее торцы;

•при установке ФЗ в зимних условиях при наличии мерзлого слоя прорезь для фартука гото­ вят с помощью баровой установки или бензопилы.

Желоб

В случае угрозы загрязнения разлитой нефтью (нефтепродуктами) на небольшой реке или ручье строят желоба (рис. 3.123), способствующие задер­ жанию нефти и не препятствующие потоку воды. Данный тип заграждения устраивается таким образом, чтобы создать нечто вроде моста через нефтяное загрязнение. При этом длина заграж­ дающей трубы должна быть достаточной для надежной локализации загрязнения. Преграду следует уплотнить во избежание просачивания.

Преграды

На твердом льду снег и неровности поверхно­ сти действуют как естественные барьеры, которые ограничивают распространение нефти и могут задерживать ее, позволяя осуществлять механиче­ ский сбор или сжигание. Если необходимо провести

Модель

ПС-0,5/30, ПС 0,5/30 3

ПС-0,75/30

ПС-0,9/30

ПСн-0,5

ПСк-0,7

Таблица 3.67

Техническая характеристика подпорных стенок ПС-0,5/30, ПС-0,5/30 3, ПС-0,75/30, ПС-0,9/30 (производитель «Лессорб», г. Брянск)

Прорези во льду

Нефть, скопившаяся подо льдом, может само­ стоятельно найти место выхода на водную поверх­ ность через карманы, а в случае их отсутствия могут быть сделаны траншеи и шурфы буром, цепной пилой, бульдозером или экскаватором. Они позволяют нефти собираться на поверхности для последующего ее удаления или сжигания. Если для сбора используются трещины, то их можно обложить нефтенепроницаемым пластиком.

Благодаря установке на образующемся ледовом пласте изолирующего материала, такого как снег или пенопласт, подо льдом образуются карманы, где может скапливаться нефть.

Если скорость течения превышает 0,4 м/с, прорезь (рис. 3.127) следует располагать под углом к тече­ нию (так же, как и боны), для того чтобы нефть поднималась по трещине, а не проплывала ниже.

При небольшой толщине ледяного покрова делать майны и прорези рекомендуется цепными бензопилами (электро) типа «Дружба»; при его толщине от 0,25 до 1,1 м — ледорезными фрезер­ ными несамоходными машинами (ЛФМ); более 1,1 м — двухбаровыми машинами БР-000-00. При работе ледорезной техники необходимо вы­ полнять требования техники безопасности, а также контролировать толщину ледяного покрова (табл. 3.68).

Строительство прорезей и майн начинается с рас­ чистки снега по размеченной вешками трассе. Рас­

чистка снега выполняется на ширину 5 м (для майны 20 м): в начале ледостава вручную, если позволяет толщина льда — с помощью техники.

Перед началом работ выполняют ледовую раз­ ведку (не менее чем два работника) и определяют толщину льда по всей трассе работ. Для этого во льду в шахматном порядке сверлят лунки: по обеим сторонам трассы на расстоянии 5 м; для майн 15 м — через каждые 20 м по длине (в прибрежной части — через 5 м). Лунки для предотвращения растекания воды ограждают плотными снеговыми валиками.

По трассе прорези и на расстоянии 50 м в обе стороны не должно быть промоин, прорубей и «за­ висаний» льда; в случае их обнаружения трассу необходимо сместить в сторону.

Толщина намораживания зависит от скорости ветра и температуры воздуха (табл. 3.69).

При толщине льда до 0,4 м ледорезные работы выполняются ручными бензопилами, при большей толщине — специальными ледорезными маши­ нами. В качестве ледорезной машины используется баровая машина на тракторе МТЗ-82 (БГМ); про­ изводительность ее 1,7 м/мин, мощность 80 кВт, масса 6500 кг, глубина реза 1,6 м, ширина реза 140-400 мм.

Для предотвращения замерзания майны и обес­ печения работы нефтесборщиков в ее укрытии создается положительная температура за счет по­ дачи в него горячего воздуха из нагревателей.