База подводников
Владельцы патента RU 2539610:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет по землеустройству" (RU)
Изобретение относится к судостроению, в частности к предприятиям, предназначенным для базирования, техосмотра и переоснащения судов, а также для первоначальных операций, связанных с добычей углеводородов. База подводного нефтедобывающего флота включает административно-бытовой комплекс, док, осмотрон, железнодорожную станцию, аэропорт с вертолетной площадкой. Док выполнен с возможностью техосмотра подводных аппаратов, которые добывают нефть под дрейфующими льдами, и является перевалочным пунктом при доставке нефти радиоуправляемыми рейдерами в сетчатых контейнерах, которые заполняют полимерные емкости с нефтью на сухогрузы для доставки контейнеров на нефтеперерабатывающие заводы. Крыша дока оборудована снегосберегающими канистрами, из которых талая вода может быть использована для поднятия уровня воды в отдельных отсеках дока и для выработки электроэнергии в гидротурбине. Достигается организация базы подводного нефтедобывающего флота для обеспечения техосмотра судов, смен экипажей, пополнения комплектующих материалов и для службы перевалочного пункта при доставке нефти рейдерами на сухогрузы. 8 ил.
Изобретение относится к судостроению, в частности к предприятиям, предназначенным для базирования, техосмотра и переоснащения судов, а также для перевалочных операций, связанных с добычей углеводородов.
В настоящее время важной проблемой является надежное энергоснабжение промышленности и населенных мест, при этом ключевую роль играют углеводородные ресурсы, причем по мере истощения их запасов на суше добыча этих ископаемых переносится на акватории морей и, в частности, шельф Северного Ледовитого океана, где сосредоточены их значительные запасы.
В последнее время широкое распространение получил способ добычи нефти с использованием нефтедобывающих платформ, однако в условиях Севера, где превалируют дрейфующие паковые льды, этот способ неприемлем.
Поэтому был предложен подводный аппарат, приспособленный для добычи нефти под мощным ледяным покровом с транспортировкой ее в сферических полимерных емкостях, заполняемых в сетчатые контейнеры, которые буксируют отделяемые от подводного аппарата рейдеры, управляемые по радио [1].
Однако при этом не были раскрыты вопросы базирования подводных аппаратов и действия рейдеров после их отделения от аппаратов.
В данном предложении речь идет об организации базы подводного нефтедобывающего флота, где можно обеспечить техосмотр судов, смену экипажей, пополнение комплектующих материалов и служить перевалочным пунктом при доставке нефти рейдерами на сухогрузы.
При этом учитывается, что на территории России имеется много рек, берущих свое начало на юге страны и впадающих в северные моря. К ним относятся такие крупные реки, как Обь, Енисей и Лена, в устьях которых невысокая плотность населения и неразвитая инфраструктура, а у истоков рек сосредоточены крупные предприятия и транспортные коммуникации. Нами предлагается организовать перегрузку контейнеров с нефтью на этой базе с рейдеров на сухогрузы, способные обеспечить их надежную доставку по реке на нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ), расположенные на юге, где есть возможность после глубокой переработки нефти отправлять нефтепродукты по имеющимся там магистралям потребителям.
Учитывая нецелесообразность порожних рейсов, предлагается загружать сухогрузы на обратном пути продуктами переработки древесины на деревообрабатывающих предприятиях (ДОП), расположенных в низовьях реки, с последующей их доставкой на океанские ледоколы в порт, находящийся на Севере.
Рейдеры же, освободившиеся от контейнеров, будут возвращены на свои подводные аппараты.
Проблемы энергоснабжения базы предлагается решить за счет возобновляемых ресурсов, в частности за счет возведения крупных осмотронов, установленных в устье реки, где происходит смешение пресной речной воды с соленой водой океана [2]. Дополнительную экологически чистую энергию предлагается получать за счет крыши дока, оборудованной системой снегосберегающих канистр, талая вода из которых, падая на вращающуюся гидротурбину, приведет в действие гидроэлектрогенератор [3] и, кроме того, будет использована для поднятия уровня воды в отдельных отсеках дока.
Подводные аппараты предлагается модернизировать за счет замены биоэнергетических двигателей биохимическими (БХД), в которых порожние держатели в обратной трубе поднимают за счет использования полимерных гидрогелей, что превращает их в активный элемент двигателя и что способствует повышению их энергетической мощности [4]. Учитывая суровый климат Арктики [5], вертикальные стойки аппаратов оборудуют ледорезами. Такими же двигателями и ледорезами оснащены сухогрузы. В подводных аппаратах откорректирован механический отсек, где имеются средства для изготовления полимерных емкостей для нефти из заготовок, поставляемых с НПЗ.
В структуре базы кроме дока предусмотрены административно-бытовой комплекс, где обеспечивается комфортабельное проживание персонала, экипажей плавсредств и их семей. В этом же комплексе предусмотрена автоматизированная система управления (АСУ), гарантирующая синхронизацию всех технологических процессов и рациональное использование ресурсов и энергетики базы. Кроме того, на базе имеются складские помещения, железнодорожная станция, аэродром с вертолетной площадкой и общий энергоблок.
На фиг.1 приведена примерная схема размещения задействованных объектов и путей перемещения плавсредств; на фиг.2 - разрез дока по А-А на фиг.3; на фиг.3 - план дока на уровне В-В на фиг.2; на фиг.4 - продольный разрез сухогруза; на фиг.5 - аксонометрия сухогруза в момент раскрытия сверху первого отсека; на фиг.6 - схема сетчатого контейнера, выстреленного из пневмопушки подводного аппарата; на фиг.7 - то же после заполнения контейнера сферическими емкостями; на фиг.8 - продольный разрез подводного аппарата.
На фиг.1 показано схематическое размещение океана 1, реки 2, дока 3, административно-бытового комплекса 4, осмотрона 5, железнодорожных станций 6, аэродрома 7, портов 8, подводных аппаратов 9, сухогрузов 10, рейдеров 11, НПЗ 12, ДОП 13, океанских ледоколов 14 и маршрутов плавсредств 15:
- на фиг.2, 3, 6 и 7 - док 3, опоры 16, фермы 17, кровля 18, комплекты снегосберегающих канистр 19, водосток 20, гидротурбина 21, портальный кран 22, подводные агрегаты 9, сухогрузы 10, рейдеры 11, сетчатые контейнеры 23 с полимерными емкостями 24;
- на фиг.4 - сухогруз 10, трюм 25, рубка 26 с бытовым отсеком, БХД сухогруза 27, вертикальные колонны 28, горизонтальные двигатели 29, отсеки 30 трюма 25, створки 31, элементы 32 верхнего покрытия, горизонтальные балки 33, грейферный захват 34, шаровой шарнир 35, обоймы сетчатых контейнеров: обойма R - 36, присасывающаяся к рейдеру в океане, обойма РА 37, прикрепленная к подводному аппарату до тех пор, пока к контейнеру не присосется рейдер, фиксатор верхний 38, фиксатор нижний 39, телескопические стойки 40, пневмоамортизатор 41.
Перегрузка сетчатых контейнеров с рейдеров, а сухогруз 10 осуществляется в следующем порядке: на сухогрузе, находящемся на плаву в доке 3, раскрываются створки 31, шарнирно закрепленные на корме сухогруза, и элементы 32 верхнего покрытия, шарнирно прикрепленной к горизонтальной балке 33 сухогруза, при этом грейферный захват 34 портального крана 22 ухватывает шаровой шарнир 35 обоймы РА 37 контейнера 23. Когда шарнир 35 захвачен, рейдер 11 освобождается от обоймы R 36 и, поднырнув по сигналу АСУ под сухогруз, перемещается к находящемуся в доке подводному аппарату 9. Оставшийся на весу контейнер портальный кран переносит в свободный отсек 30 трюма 25 возле рубки 26 и фиксирует контейнер 23 при помощи нижнего фиксатора 39, а потом, когда все отсеки 30 будут заполнены, и верхних фиксаторов 38, находящихся на верхней кромке элементов 32 верхнего покрытия. Задраивание элементов 32 верхнего покрытия и кормовых створок 31 осуществляется при помощи пневматических телескопических стоек 40, причем все стойки и фиксаторы оборудованы вакуумными электромагнитными устройствами с дистанционным управлением. После загрузки всех отсеков 30 контейнерами 23 наполняют сжатым воздухом пневмоамортизаторы 41, установленные в трюме на границах отсеков, после чего сухогруз отправляют на соответствующий НПЗ 12, где произойдет разгрузка сухогруза в доке при НПЗ, но в обратном порядке: от кормы к рубке. Извлечение полимерных емкостей из сетчатых контейнеров 23 осуществляется путем расстегивания застежек 42, выполненных по аналогии с широко известными застежками типа «молния», расположенных по бокам контейера (фиг.6).
Когда вся нефть слита, емкости промывают керосином, подсушивают, дробят на мелкие гранулы, из которых на НПЗ делают заготовки 43 для новых емкостей. Эти заготовки занимают небольшой объем; их помещают в специальные упаковки 44 и вместе с такими же упаковками, содержащими опорожненные сетчатые контейнеры 23, грузят на очередной рейс сухогруза для отправки на док 3. Там их погрузят на подводный аппарат, где перед заполнением заготовки раздуют горячим воздухом до нужного размера, заполнят нефтью, загерметизируют и при помощи рейдеров доставят на док 3, после чего цикл повторится.
Остальной объем трюма сухогруза заполняют в порту при ДОП 13 продукцией деревопереработки, которую сухогруз доставит на океанский ледокол 14.
На фиг.8 - модернизированный подводный аппарат [1], включающий основной корпус 45, бытовой корпус 46, БХД 47, балластную колонну 48 с закрепленными на ней ледорезами 49 и рейдерами 11, а также теплогенератор 50, газгольдер 51, газогенератор 52, механический отсек 53, пункт заполнения емкостей 54, пункт герметизации 55, пневмопушку 56 и контейнерный люк 57.
Источники информации
1. RU 2237597 C2, 2004.
2. Мосин О.В. Обратный осмос// Сантехника. - 2007. - №2.
3. RU 2475612, 2013.
4. RU 2424404, 2011.
5. Алексеева Т.И. Региональные особенности градостроительства в Сибири и на Севере. - Л.: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1987. - 208 с.; ил.
База подводного нефтедобывающего флота, включающая административно-бытовой комплекс, док, осмотрон, железнодорожную станцию, аэропорт с вертолетной площадкой, отличающаяся тем, что док выполнен с возможностью техосмотра подводных аппаратов, добывающих нефть под дрейфующими льдами, и является перевалочным пунктом при доставке нефти радиоуправляемыми рейдерами в сетчатых контейнерах, заполненных полимерными емкостями с нефтью, на сухогрузы для доставки контейнеров на нефтеперерабатывающие заводы, причем крыша дока оборудована снегосберегающими канистрами, талая вода из которых может быть использована для поднятия уровня воды в отдельных отсеках дока, а также для выработки электроэнергии в гидротурбине.
