ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Организация производства высокоэффективной плавучей установки для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды.

Рекомендуемая область пременения

Естественные и искусственные, открытые и закрытые водоемы, которые могут быть подвергнуты загрязнению нефтью и нефтепродуктами. Нарушение экологии в результате производственно-хозяйственной деятельности человека, а именно: аварии при транспортировке нефти нефтеналивным и нефтепроводным транспортом, скорейшая ликвидация последствий аварийных ситуаций.

Назначение, цели и задачи проекта

Основное назначение – разработка унифицированной  нефтесборной плавучей  установки, способной  ликвидировать аварийные ситуации, возникающие при розливе нефти на больших  и малых глубин  водоемов. 

Цель проекта – создание современной, технологически и конструктивно высоко-эффективной  плавучей установки для сбора нефти и нефтепродуктов  Простой и не трудоемкой в изготовлении и сборке,  безостановочной  в работе и  способной   эффективно  производить сбор разлитой нефти и нефтепродуктов с поверхностей водоемов при различных состояниях их поверхности и на различных глубинах.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Аварийные, залповые выбросы нефти на поверхности водоемов приводят к огромным экологическим  и  материальным отрицательным последствиям. Их скорейшая, максимально полная ликвидация возможна лишь при использовании современных, высокоэффективных плавучих установок по сбору нефти и нефтепродуктов, в основу работы которых  заложены фундаментальные законы гидродинамики, что в более полной мере должно способствовать требованиям защиты окружающей среды.

В настоящее время в России и за рубежом разработаны (по сведениям патентных исследований) и используются при ликвидации аварийных розливов нефти различные плавучие установки, имеющие   как  положительные  характеристики, так    и   недостатки,   и выполняющие свои функции в строго определенных состояниях поверхности водоемов (волнение, течение, глубина и т.д.). Известные плавучие установки для сбора нефти и нефтепродуктов  имеют  плавучее средство с емкостью для сбора нефти и нефтепродуктов, плавучее ограждение,  плавучее захватывающее устройство, нефтеотводящие патрубки, трубопроводы, запорные устройства и т.д.(патенты РФ  №2080438,  2059040, 2006550,  заявка Франции №2351002, заявка Великобритании №1533814 и другие)

Однако  все  известные установки имеют сложную конструкцию, и не обеспечивают эффективное удаление больших количеств нефти с больших поверхностей воды,  малоэффективны, так как   не обеспечивают безостановочную  работу на весь цикл сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Плавучая установка для сбора нефти и нефтепродуктов  с поверхности воды, включает  плавучее судно, защитное ограждение, захватывающее устройство, емкость для сбора нефти   с водой и  нефтепродуктами, стержни и нефтепровод  с нефтеотводящим патрубком и состоящая из двух взаимосвязанных между собой и расположенных в горизонтальном направлении частей: приемного устройства и плавучего судна, которые представляют собой единый плавучий корпус, две части которого подвижно соединены между собой. Приемное устройство и плавучее судно соединены между собой по двум боковым корпусам плавучего судна и с помощью эластичного соединительного элемента для обеспечения возможности изменения положения приемного устройства в горизонтальном и вертикальном направлениях относительно плавучего судна. Новым является то, что  плавучее судно имеет форму тримарана и состоит из трех соединенных между собой и параллельно расположенных плавучих корпусов. Приемное устройство и плавучее судно соединены в единый плавучий корпус по его боковым сторонам двумя винтовыми штоками,  прикрепленными к задней наружной стенке приемного устройства по двум его боковым  сторонам и  к передней  носовой части плавучего судна, а также,  двумя   аварийными страховочными тросами.

Каждый винтовой шток имеет по две шаровые опоры, через две из которых  винтовые штоки проходят,  при этом посредством  одних шаровых опор винтовые штоки прикреплены, с одной стороны,  приемному устройству, а посредством двух других шаровых опор винтовые штоки прикреплены, с другой стороны, к боковым корпусам передней носовой части   плавучего  судна   и зафиксированы  контргайками. Кроме того,  приемное устройство  по боковым сторонам имеет боковые ограничители, с внутренней стороны которых прикреплены внутренние оси, на которых симметрично оси корпуса установки посажены над захватывающим устройством, два  маслостойких подпружиненных   нефтезаборных валка   с нефтевпитывающейся поверхностью, соединенных с редуктором. Кроме основных  цилиндрических стержней  в верхних обрезиненных гранях подложек выполнены пазы, в которых установлены дополнительные цилиндрические стержни из нефтестойкого материала для уменьшения трения в местах контакта подложек с маслостойкими  подпружиненными нефтезаборными валками.  Захватывающее устройство выполнено в виде носика с заостренным в сторону  защитного ограждения концом, при этом,   между боковыми ограничителями приемного устройства  и внутренней стороной его задней стенки, за тыльной стороной маслостойких подпружиненных нефтезаборных валков, в его внутренней части расположена  емкость для сбора нефти и нефтепродуктов, которая выполнена в верхней части открытой, в виде плавно понижающейся поверхности,  оканчивающейся полусферой.  В верхней открытой части упомянутой емкости с наклоном установлен шнековый подъемник в цилиндрическом корпусе с гибким приводом, посредством которого шнековый подъемник соединен с коробкой отбора и распределения мощности. При помощи нефтепровода шнековый подъемник соединен с герметично закрываемым  соединительным запорным устройством. Двигатель  через устройство сцепления соединен с коробкой отбора и распределения мощности, а посредством гибкого вала, выполненного со шлицевым разъемом, двигатель соединен с редуктором привода вращения маслостойких подпружиненных нефтезаборных валков для обеспечения их вращательного движения, также коробка отбора и распределения мощности соединена с ротором водометного  движительного устройства для обеспечения  поступательного движения плавучей установки   и возможности ее быстрого маневрирования в нефтяном пятне.  Посередине задней части плавучего  судна  установлено  якорное устройство для регулирования сбора нефти с водой  и нефтепродуктами  на малых глубинах водоемов.  В боковых частях плавучего судна  выполнены отсеки, в которых установлены маслостойкие резиновые емкости, причем,    на поверхности каждой  из них закреплены две накрест расположенные высокопрочные ленты, к четырем свободным концам  которых у горловин этих   емкостей присоединены грузоподъемные кольца, при этом  горловины собраны в обоймы, на концах имеются  защелки, а также пружины для обеспечения возможности подачи резиновых емкостей к посадочному месту, расположенному по центральной оси плавучего судна.

Перед началом работы плавучей установки регулируют глубину погружения в воду передней части приемного устройства с помощью фиксируемых винтовых штоков, таким образом, чтобы носик  с заостренным концом находился минимально ниже нижней границы нефтяного пятна с целью уменьшения до минимального количества попадания воды на подпружиненные нефтезаборные валки, в то время как  нефтепродукты, находящиеся на поверхности воды, могли бы свободно попадать через носик в приемное устройство.

В процессе работы установки собираемая приемным устройством нефть с нефтепродуктами накапливается в его специальной емкости, откуда шнековым подъемником по нефтепроводу подается на плавучее судно и закачивается в маслостойкие резиновые емкости, которые по мере заполнения отсоединяются от нефтепроводящего патрубка с подсоединением на место заполненной емкости следующих емкостей, вплоть до полной ликвидации с поверхности водоема разлитой нефти и нефтепродуктов.  Заполненные собранной нефтью и нефтепродуктами резиновые емкости отсоединяются от запорного соединительного устройства, захватываются за грузоподъемные кольца, поднимаются и перемещаются на другое плавучее средство, либо объединяются в группу с некоторым количеством их в этой группе для дальнейшей транспортировки к стационарным местам переработки.

Когда все резиновые емкости, горловины которых находятся в обоймах,  заполнены собранной нефтью и  отделены от плавучего судна, для продолжения непрерывности работы установки, на их место в обоймы вставляется следующая партия резиновых емкостей и так до полного удаления нефти и нефтепродуктов с поверхности воды.

Имеющееся в кормовой части плавучего судна якорное устройство позволяет ему собирать нефть с нефтепродуктами на малых глубинах водоемов, чему способствует работа водометной движительной установки.

Принцип работы:

Водометная движительная установка плавучего судна обеспечивает его поступательное движение, быстрое маневрирование в нефтяном пятне. Втягивающаяся во входное сопло двигательной установки вода имеет относительно окружающих объемов ее большую скорость, следовательно, по  закону гидродинамики, меньшее давление в струе. Искусственно создаваемая разница давлений в струе и вне ее способствует перемещению воды из ближайших расположенных объемов к носику приемного устройства, тем самым,  увлекая разлитую по поверхности воды нефть и нефтепродукты к нефтезаборным валкам приемного устройства.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Предлагаемая плавучая установка для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности водоемов значительно превосходит отечественные и зарубежные аналоги по своим технологическим, конструктивно-компановочным решениям, за счет новой совокупности существенных признаков достигается в значительной степени улучшенный технический результат. Выполнение плавучего судна в форме тримарана обеспечивает повышенную остойчивость плавучей установки. Подвижное соединение плавучего судна с приемным устройством при помощи винтовых штоков с шаровыми опорами и эластичного соединительного элемента позволяет четко  регулировать погружение носика приемного устройства минимально ниже нижней границы нефтяного пятна, минимизируя, таким образом,  попадание воды на нефтезаборные валки, а так же позволяет ей компенсировать вертикальные и горизонтальные угловые колебания приемного устройства относительно плавучего судна, что обеспечивает надежную и безостановочную работу установки на весь цикл сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды.

Использование в работе плавучей установки якорного устройства

позволяет производить сбор разлитой нефти на малых и больших  глубинах водоемов, таким образом,   расширяются технологические возможности установки.

Применение в качестве ходовой установки водометного двигателя, как

более экономичного, позволяет снизить энергозатраты на единицу объема собранной нефти по сравнению с существующими аналогами, а так же за счет применения в рабочем процессе фундаментального закона гидродинамики: чем больше скорость потока, тем меньше давление в нем, значительно ускоряется  сам процесс сбора нефти.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Трудосбережение – Плавучее судно и приемное устройство, объединенные подвижным соединением в единую плавучую установку, в предлагаемом исполнении более компактна, следовательно,  материалоемкость уменьшается в 2-3 раза.

 Использование при производстве плавучей установки высокопрочных пластиковых и композитных материалов значительно удешевляет стоимость установки, т.е. снижает  трудозатраты на 10-25%.

Экономическая безопасность – Использование в процессе сбора нефти и нефтепродуктов высокопрочных резиновых емкостей практически исключает случайный, повторный выброс нефти в окружающую среду, тем самым в значительной мере (примерно на 95%)  повышается экологическая безопасность процесса сбора нефти.

Энергосбережение – Использование корпуса плавучей установки в форме тримарана, а так же применение водометного движителя значительно снижает на 50-40 % энергозатраты на единицу объема собранной нефти, позволяет использовать ее на мелководьях рек и озер и одновременно на морях и океанах, т.е. унифицировать рабочие процессы сбора на различных по состоянию поверхностях и на различных глубинах водоемов.

Безлюдная технология – Конструктивное исполнение плавучей установки позволяет оборудовать ее системами автоматического управления, производя его из другого места, тем самым позволяет  значительно снизить использование человеческого ресурса, способствуя также повышению требований к охране труда.

Новые потребительские свойства продукции

- использование одной плавучей установки в различных по
характеристикам поверхности и глубин водных акваториях;
- простота и оригинальная компоновка конструкции;
- повышение экологической безопасности процесса от повторных
розливов нефти;
- снижение металлоемкости на 70-80%.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Плавучая установка для сбора нефти и нефтепродуктов изготовлена из сырья и материалов, обладающих нефтестойкими свойствами и соответствующих стандартам и гостам в процессе своего производства.

Стадия и уровень разработки

Данный проект находится на стадии НИР.
Разработка входит в разряд перспективных проектов, т.к. опережает российский и мировой уровень по эффективности ( подтверждено патентными экспертами Роспатента).

Предлагаемые инвестиции

2,5 млн. руб.
При этом, объем и сроки окупаемости проекта зависят от статуса компаний, занимающихся охраной окружающей среды.
Заключение на конкурсной основе с заинтересованными по профилю деятельности и не равнодушными к загрязнению окружающей среды государственными, либо частными компаниями взаимовыгодного контракта на производство лучшей среди имеющихся на настоящее время плавучей установки для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности водоемов.

Рынки сбыта

Основными потребителями плавучей установки для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности водоемов являя.тся предприятия, в сферу деятельности которых входит перекачка нефти с пирса на танкер, либо нефтеналивной терминал, ее транспортировка нефтеналивными танкерами, добыча с нефтедобывающих платформ, так как они являются потенциально опасными с точки зрения возможного розлива нефти, залпового загрязнения окружающей среды - следовательно, нарушения экологического баланса в окружающей человека среде.
На российский рынок плавучая установка для сбора нефти и
нефтепродуктов может быть представлена как конструкция в целом, в неограниченном объеме для очистки любых водоемов, морей и рек от нефти и нефтепродуктов.

Возможность и эффективность импортозамещения

Да. Эффективность импортозамещения обусловлена тем, что по результатам отчета о патентных исследованиях 2007 года, имеющиеся зарубежные аналоги по своим конструктивным особенностям и эффективности технологии, не превосходят предлагаемую плавучую установку для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности водоемов, в работе которой впервые применен фундаментальный закон гидродинамики.

Возможность выхода на мировой рынок

Возможно и целесообразно, так как новая установка входит в перечень перспективных разработок.

Срок окупаемости (в месяцах)

24

Дата поступления материала

29.10.2007