Способ разрушения ледового покрова

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2547607:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к гидротехнике, а именно к защите промышленных объектов, линий транспорта, связи, различных сооружений от вредного действия водной стихии, и может быть использовано для разрушения ледового покрова на реках и водоемах. Способ включает бурение в ледовом покрове отверстий и прокладку в них подводящих трубопроводов с последующим разрушением ледового покрова. Разрушение ледового покрова проводят путем гидроразрыва несмерзающейся жидкостью, подаваемой под давлением в предварительно загерметизированные участки этих отверстий. Технический результат - возможность разрушения ледового покрова с безопасного расстояния при повышении экологической безопасности и безопасности для инженерных сооружений и за счет возможности разрушения его на куски заданных размеров при послойном разрыве. 3 ил.

Техническое решение относится к гидротехнике, а именно к защите промышленных объектов, линий транспорта, связи, различных сооружений от вредного действия водной стихии, и может быть использовано для разрушения ледового покрова на реках и водоемах.

Известен способ разрушения ледового покрова (патент РФ №2471924, E02B 15/02, опубл. 10.01.2013), заключающийся в прокладке во льду электрической двухпроводной линии с последующим силовым воздействием на ледовый покров, которое создают за счет силы Лоренца путем взаимного отталкивания проводников при пропускании высокоэнергетических импульсов электрического тока. Недостатком этого способа является необходимость применения весьма сложной электрической установки, генерирующей высокоэнергетические импульсы, которые требуют для обслуживания высококвалифицированных специалистов. Кроме того, требования по прокладке проводников в непосредственной близости друг от друга могут привести к их короткому замыканию, что создает опасность для персонала, проводящего разрушение.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ разрушения ледового покрова (патент РФ №2304757, F42D 3/00, F42D 7/00, E02B 15/02, опубл. 20.08.2007), включающий подачу под ледовый покров взрывчатой газовой смеси с последующим инициированием взрыва последней, при этом взрывчатую газовую смесь подают в предварительно размещенную под ледовым покровом эластичную газонепроницаемую оболочку с последующим зажиганием взрывчатой газовой смеси. Недостатком взрывного способа разрушения ледового покрова являются жесткие требования по безопасности ведения взрывных работ и негативное экологическое воздействие на окружающую среду. Кроме того, взрывы не обеспечивают раскалывания ледового покрова, а образуют только локальные проруби, что снижает эффективность способа.

Технической задачей предлагаемого способа является обеспечение безопасности для людей при проведении разрушения ледового покрова за счет возможности его разрушения с безопасного расстояния при повышении экологической безопасности и безопасности для инженерных сооружений, а также повышение эффективности за счет возможности разрушения ледового покрова на куски заданных размеров при послойном разрыве.

Техническая задача достигается тем, что в способе разрушения ледового покрова, включающем бурение в ледовом покрове отверстий и прокладку в них подводящих трубопроводов с последующим его разрушением путем разрыва, согласно техническому решению разрушение ледового покрова проводят путем гидроразрыва несмерзающейся жидкостью, подаваемой под давлением в предварительно загерметизированные участки этих отверстий. Гидроразрыв обеспечивает безопасность для персонала за счет возможности его проведения с безопасного расстояния, а также он безопасен для инженерных сооружений, в том числе опор мостов и т.д. В качестве несмерзающейся жидкости используют соляные растворы, которые не наносят вред окружающей среде. Кроме того, гидроразрыв обеспечивает послойные разрывы ледового покрова на куски заданных размеров, что повышает эффективность способа.

Сущность технического решения поясняется примером реализации способа разрушения ледового покрова и чертежами фиг.1÷3, иллюстрирующими схемы проведения гидроразрывов в ледовом покрове. На фиг.1 изображена схема проведения послойных разрывов ледового покрова из сквозного вертикального отверстия, на фиг.2 - то же, из тупикового вертикального отверстия, на фиг.3 - то же, из наклонного сквозного отверстия.

Способ разрушения ледового покрова реализуют следующим образом. В ледовом покрове бурят сквозное вертикальное 1 (фиг.1) или тупиковое вертикальное 2 (фиг.2), или сквозное наклонное отверстие 3 (фиг.3). В отверстие 1 или 2, или 3 вставляют подводящий трубопровод 4 с одним или двумя герметизирующими элементами 5, 6, например, герметизаторами по патенту РФ №2268359, E21B 43/26, сведения о котором опубл. в Бюл. №2 за 2006 г. При нагнетании через подводящий трубопровод 4 под давлением несмерзающейся жидкости, например соляного раствора, она выходит из отверстия 7, расположенного между герметизирующими элементами 5, 6, и при достижении давления, превышающего прочность льда, послойно разрывает ледовый покров. Радиус гидроразрыва, исходя из слоистого строения ледового покрова, может превышать двадцать метров. Двухсторонняя герметизация позволяет производить гидроразрывы ледового покрова на нескольких слоевых уровнях путем перестановки подводящего трубопровода 4 с герметизирующими элементами 5, 6 вдоль отверстия 1 или 2, или 3 в ледовом покрове.

Гидроразрывы с одним герметизирующим элементом 5 (фиг.2) позволяют создавать одноразовый раскол ледового покрова из тупикового вертикального отверстия 2, а из наклонного сквозного отверстия 3 (фиг.3) производить его послойные и поперечные разрывы за счет изменения угла наклона отверстия 3 относительно горизонта.

Таким образом, поперечные разрывы разделяют ледовый покров на рациональные с точки зрения исключения заторов части, а послойные разрывы способствуют саморазрушению ледового покрова в период движения льда по течению.

В предложенном способе для более интенсивного разрушения ледового покрова возможна подача жидкости в гидроимпульсном режиме или в режиме гидроудара.

Способ разрушения ледового покрова, включающий бурение в ледовом покрове отверстий и прокладку в них подводящих трубопроводов с последующим его разрушением путем разрыва, отличающийся тем, что разрушение ледового покрова проводят путем гидроразрыва несмерзающейся жидкостью, подаваемой под давлением в предварительно загерметизированные участки этих отверстий.

Изобретение относится к области гидрологии, в частности к регулированию ледового режима рек, а именно к технике проведения работ по ликвидации ледовых заторов на реках, и направлено на предотвращение наводнений, возникающих при заторах.

Способ разупрочнения ледяного покрова // 2533025

Изобретение относится к проведению предупредительных работ для предотвращения заторообразования на участке реки и может быть использовано для разупрочнения ледяного покрова в местах подводных коммуникаций.

Способ разрушения ледяного покрова // 2531857

Изобретение относится к ледотехнике, в частности, к выполнению ледокольных работ судами на воздушной подушке. Во время морского отлива судно на воздушной подушке движется с резонансной скоростью вдоль береговой линии на расстоянии от кромки примерзшего к берегу льда и возбуждает во льду резонансные изгибно-гравитационные волны, при этом судну сообщают поперечные периодические перемещения с амплитудой, не превышающей половину длины волны статического прогиба льда, и частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн.

Устройство противоледовой защиты для гидротехнического сооружения, расположенного на мелководном континентальном шельфе // 2521674

Устройство противоледовой защиты для гидротехнического сооружения, расположенного на мелководном континентальном шельфе, включает защитные элементы 2 и закрепляющие элементы, соединяющие защитные элементы с дном акватории.

Устройство для предотвращения образования льда на водной поверхности // 2520339

Изобретение относится к области эксплуатации гидротехнических сооружений, работающих в ледовых условиях, и предназначено для предотвращения обледенения подводной части сооружений в водоемах.

Способ разрушения речного ледяного покрова и устройство для его реализации // 2519072

Изобретение относится к области взрывных работ, в частности к разрушению ледяного покрова на реках. Способ разрушения речного ледяного покрова включает подачу под ледяной покров взрывчатой газовой смеси в эластичной газонепроницаемой оболочке с последующим инициированием взрыва в ней.

Способ аэрации водоемов // 2515681

Изобретение относится к способам аэрации водоемов в условиях длительного морозного периода. Способ аэрации водоемов включает устройство лунок для поступления к поверхности воды атмосферного воздуха.

Способ разрушения ледяного покрова // 2507104

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судам на воздушной подушке, разрушающим ледяной покров резонансным методом. Судно на воздушной подушке одновременно с поступательной скоростью в выбранном направлении, равной резонансной, перемещают по синусоидальной траектории.

Способ разрушения ледяного покрова // 2506195

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами. Способ разрушения ледяного покрова осуществляют путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при движении подводного судна, при этом под ледяным покровом дополнительно создают гидравлический удар посредством резкого торможения подводного судна и образования в кормовой оконечности в момент торможения судна местного гидравлического сопротивления.

Способ разрушения ледяного покрова // 2506194

Изобретение относится к ледокольным работам. Сущность изобретения: судно на воздушной подушке движется по ледяному покрову и возбуждает во льду резонансные изгибно-гравитационные волны (ИГВ), при этом на лед создаются дополнительные нагрузки с помощью гидропушки, предварительно установленной на судне, выстреливающей порции воды с частотой, равной частоте резонансных ИГВ, в направлении движения судна на расстояние, равное ¾ длины резонансных ИГВ от места нахождения судна, вызывая у судна знакопеременный дифферент.

Способ защиты населения и территорий от наводнений // 2547764

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к мероприятиям, обеспечивающим предотвращение наводнений. Способ включает мероприятия по разрушению ледового покрова реки и возведению водоограждающего устройства. Разрушение ледового покрова реки осуществляют путем проведения многократных параллельных сквозных пропилов 8. Водоограждающее устройство 1 сооружают в виде ледовой дамбы на потенциально подтапливаемом берегу 5. Дамбу сооружают из ледяных блоков, полученных в результате распиловочных работ на реке. Высота дамбы должна быть превышающей максимальный уровень предполагаемого подъема воды. Способ позволяет ускорить пропуск паводковых вод в период весеннего половодья, снизить экономический ущерб от наводнений и увеличить надежность защиты населения и территорий. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Судно для очистки акватории от льда // 2548246

Изобретение относится к судам, предназначенным для очистки водной поверхности от льда. Судно для очистки акватории от льда включает корпус с кормовой и носовой оконечностями, энергетическую установку для получения энергии для растапливания льда на борту судна и по меньшей мере две съемных емкости для хранения топлива для упомянутой энергетической установки. В носовой оконечности корпуса судна размещено помещение, выполненное с возможностью заполнения его собранным с акватории льдом, для чего в носовой оконечности выполнен проем для загрузки льда. Нижняя часть проема выполнена примерно на уровне ватерлинии судна и содержит аппарель со скосом вниз. Судно оснащено по меньшей мере одним устройством для растапливания льда, собранного в упомянутом помещении, а упомянутое помещение снабжено системой сброса за борт воды. Изобретение обеспечивает повышение производительности процесса очистки акватории от льда за счет непрерывности процесса очистки, ускорения сбора льда и его растапливания, а также снижение непроизводительных энергетических затрат. 22 з.п. ф-лы, 7 ил.

Толкаемая буксиром-толкачом ледокольная приставка для создания судоходного канала во льдах // 2549738

Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса создания новых разрушающих лед технических средств, работающих в сочетании с буксиром, которые смогут формировать достаточно широкий канал для беспрепятственного движения крупнотоннажных судов во льдах. Предложена толкаемая буксиром-толкачом ледокольная приставка для создания судоходного канала во льдах, корпуса которой скомпонованы в виде головного и двух боковых, жестко связанных между собой рамной конструкцией с устройством для плотного ее контактирования с буксиром-толкачом. Корпуса имеют на уровне действующей ватерлинии форму, близкую к треугольной, и обрубленную плоскую корму. Боковые корпуса имеют одинаковую ширину и расположены со смещением вниз по потоку от головного корпуса так, что линия, проходящая через их форштевни на уровне ватерлинии, отстоит от параллельной ей линии, проходящей на уровне ватерлинии через ахтерштевень головного корпуса, на расстояние не менее 0,1 ширины головного корпуса по его миделю, а по обе стороны от головного корпуса размещены с отстоянием их диаметральных плоскостей от диаметральной плоскости ледокольного судна на расстоянии l, определяемом из соотношения: где Вг и Вб - ширина соответственно головного и бокового корпуса по миделю. Устройство для плотного контактирования приставки с буксиром-толкачом размещено на рамной конструкции и расположено выступающим на величину b не менее 3 м за линию, проходящую через ахтерштевни бортовых корпусов. Технический результат заключается в повышении безопасности проводки судов во льдах, расширении эксплуатационных возможностей традиционных буксиров. 1 ил.

Способ разрушения ледяного покрова // 2551322

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров при всплытии посредством нагружения льда снизу за счет создания силы плавучести. Способ осуществляется посредством создания у судна дифферента на корму и силы плавучести за счет осушения балластных цистерн. При этом судну создают дополнительную силу плавучести, которую периодически изменяют с частотой, равной собственной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, возбуждаемых в ледяном покрове импульсной нагрузкой. Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения льда подводным судном. 4 ил

Способ разрушения ледяного покрова и устройство для разрушения ледяного покрова // 2552753

Изобретение относится к разрушению ледяного покрова в период льдообразования, дрейфа и в период торошения ледяных полей, расположенных как в условиях мелкого, так и глубокого морей. Устанавливают под лед заряды взрывчатого вещества и устраивают их поочередный подрыв с интервалом времени, равным времени прохождения изгибно-гравитационной волны от места подрыва предыдущего до места подрыва последующего зарядов. Над ледяным покровом устанавливают заряды взрывчатых веществ и подрывают их одновременно с подрывом зарядов, установленных под ледяным покровом. При этом перед установкой зарядов взрывчатого вещества измеряют скорость и направление ветра, подводных течений и дрейфа ледовых полей, определяют толщину льда. Заряды взрывчатого вещества размещают с формированием направления распространения взрывной волны в противоположные стороны от места нахождения морского объекта хозяйственной деятельности. Воздействующее на ледовое покрытие плавсредство снабжено источником газа и системой подачи его с коллектором и содержит кабель-трос, другой конец которого через электромагнитный размыкатель соединен с балластом. Заряды размещают в водонепроницаемых оболочках, выполненных в виде шара. Кабель-трос соединяют с шарами посредством зажигательной свечи. Заряды выполнены в виде объемно-детонирующей смеси. Обеспечивается повышение надежности защиты морских объектов хозяйственной деятельности. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Способ обеспечения постановки подводных аппаратов с борта судна в ледовых условиях // 2554721

Изобретение относится к области использования технических средств освоения океана и проведения подводно-технических и спасательных работ в условиях наличия ледового покрова. Предложен способ обеспечения постановки подводных аппаратов с борта судна в ледовых условиях, при котором берут прочные воздухонаполняемые емкости, составляют гирлянду необходимой длины, закрепленную на двух штангах на борту судна, опускают конструкцию в воду, затем осуществляют наддув емкостей и оттесняют от борта битый лед, при этом осадка надувной конструкции за счет балласта превышает осадку льда. Технический результат заключается в повышении безопасности и упрощении проведения спуска и подъема подводных аппаратов и других подводно-технических средств.

Устройство очистки от льда открытых водоёмов и водотоков // 2555148

Устройство очистки от льда открытых водоёмов и водотоков состоит из тросовой системы, несущей на рабочем конце источник высокого или сверхвысокого давления. Источником высокого или сверхвысокого давления служат электрически изолированные электроды, соединённые на нерабочем конце с генератором импульсов с высокой или сверхвысокой разностью потенциалов. Электрически изолированные электроды смонтированы симметрично в конусном или полусферическом колоколе, совмещающем в себе роль концентратора давления от электрогидравлического эффекта при коронном разряде в колоколе с подлёдной водой и роль отрицательного электрода. Тросовая система выполнена по схеме гибкого вала. Использование предлагаемого изобретения повышает технологичность и эффективность устройства очистки от льда открытых водоёмов и водотоков. 1 ил.

Способ разрушения ледяных заторов // 2560070

Изобретение относится к способам разрушения ледяных заторов, образующихся в период вскрытия рек, особенно, в районах Крайнего Севера и Дальнего Востока, вызывающих подъемы уровня воды и затопление местности. Способ разрушения ледяных заторов заключается в создании области повышенного давления под ледяным покровом посредством динамической взрывной нагрузки. Для этого на летательном аппарате, снабженном устройством для зондирования участков, размещают боеприпасы, осуществляют доставку их в заданное место и подрыв. В качестве боеприпасов используют авиационную торпеду. Область повышенного давления динамической взрывной нагрузкой создают посредством авиационной торпеды, стрельбу которой осуществляют с участка чистой воды ниже затора по течению реки, с заданной глубиной хода. Технический результат - обеспечение быстрого разрушения ледяных заторов в кратчайшие сроки и предотвращение возможных наводнений.

Способ ослабления ледяного покрова водоемов // 2561216

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к технике проведения работ для предупреждения заторообразования и разрушения стационарных объектов льдинами, например, на участке реки. Способ включает производство траншеи 7 на поверхности льда 1 установленными на транспортном средстве 4 двумя дисковыми фрезами 5 с приводом, плоскости которых расположены параллельно. Ось дисковых фрез 5 расположена над поверхностью льда 1. Высота траншеи 7 меньше высоты ледяного покрова. Транспортное средство 4 выполнено с возможностью перемещения вдоль верхней поверхности льда 1. В качестве транспортного средства 4 используют сани с полозьями, расположенными параллельно плоскостям дисковых фрез 5. Техническим результатом изобретения является повышение энергоэффективности, расширение области применения, повышение безопасности работ. Облегчение и повышение компактности устройства достигается заменой габаритного и тяжелого гусеничного движителя более легким и компактным санным. Облегчается доставка устройства к месту проведения работ. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство противоледовой защиты для гидротехнического сооружения, расположенного на мелководном континентальном шельфе // 2567562

Изобретение относится к устройствам для защиты гидротехнических сооружений, расположенных на мелководном континентальном шельфе от воздействия ледовых полей. Технический результат заключается в повышении эффективности защиты гидротехнического сооружения от льда. Устройство противоледовой защиты для гидротехнического сооружения, расположенного на мелководном континентальном шельфе, включает защитные элементы и закрепляющие элементы, соединяющие защитные элементы с дном акватории. Защитные элементы выполнены в виде погружных многогранных понтонов с возможностью их заполнения балластировочным материалом, одна грань которых выполнена с наклонным участком и снабжена дефлектором в верхней части, а другие, как минимум, две грани вертикальные, по которым понтоны состыкованы друг с другом. Понтоны образуют замкнутую конструкцию в виде многоугольника в плане с двумя передними стенками, образующими ледорезный клин по ее центральной оси, с двумя боковыми стенками и задней стенкой с возможностью ее размыкания. Каждый понтон установлен гранью с наклонным участком и дефлектором наружу, образуя замкнутый протяженный дефлектор и наклонную поверхность, опоясывающие всю конструкцию по внешнему периметру. Две передние стенки выполнены, как минимум, из двух понтонов в виде симметричных вытянутых в продольном направлении многогранников, как минимум, с четырьмя боковыми гранями. Боковые и задняя стенки выполнены из понтонов в виде многогранников, как минимум, с тремя боковыми гранями. Боковая стенка состыкована вплотную своими торцевыми поверхностями с вертикальными поверхностями передней и задней стенок. Закрепляющие элементы выполнены в виде полых свай и установлены по всей высоте понтонов передних и боковых стенок в соответствующие сквозные отверстия. На понтонах закреплены металлические сетки типа «рабица», разделенные на секции посредством изоляционных трубок, внутри которых размещен металлический стержень, при этом каждый металлический стержень и прилегающая к нему секция металлической секции образуют генерирующий циркуляцию воды элемент, выполненный в виде пары электродов - катода и анода, при этом катод выполнен в виде металлического стержня, который размещен внутри изоляционной трубки, по всей его длине, коаксиально с некоторым отстоянием от внутренней поверхности корпуса, а анод выполнен в виде секции металлической сетки, причем анод изготовлен из нерастворимого в воде электропроводного материала, пары электродов соединены электрическими связями с источником постоянного электрического тока, а электрическая связь анода размещена внутри изолированной трубки.