Способ разупрочнения ледяного покрова

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2724696:

Федеральное государственное бюджетное учреждение "Арктический и антарктический научно-исследовательский институт" (ФГБУ "ААНИИ") (RU)

Изобретение относится к ледоведению и ледотехнике и может быть использовано в предупредительных работах для обеспечения более раннего прохода судов к местам проведения грузовых операций, в частности на шельфе замерзающих морей. Способ разупрочнения ледяного покрова заключается в прорезывании щелей во льду, которые заполняются подкрашенной водой. Вода, замерзая, образует вертикальные прослойки. В весеннее время за счет проникающей в лед солнечной радиации подкрашенный лед в прорезях прогревается вплоть до расплавления, благодаря чему облегчается механическое разрушение ледяного поля при вертикальном воздействии.

Изобретение относится к ледоведению и ледотехнике и может быть использовано в области безопасности судоходства, в частности в районах добычи углеводородов на шельфе замерзающих морей.

Известны способы уменьшения прочности льда [1-7]. Недостатками способов являются или невысокая эффективность, или применение сложных технических устройств, или необходимость проведения предварительных работ до начала ледообразования.

Наиболее близким является способ разупрочнения льда, упомянутый в [6], согласно которому с целью быстрого разрушения ледяного покрова пропиливают 2/3 толщины льда. Недостатком данного технического решения является большая трудоемкость проводимых работ, связанная с необходимостью постоянного контроля толщины льда и глубины пропиливания, т.к. в случае сквозного пропиливания вода заполняет пропиленные участки, замерзает при низких температурах, и ледяной покров вновь превращается в монолитное ледяное поле.

Целью настоящего изобретения является эффективное использование солнечной энергии для разупрочнения льда.

Указанная цель достигается путем заблаговременного расчленения прорезями ледяного покрова на крупные блоки, заполнения этих прорезей подкрашенной водой, которая, замерзая, образует подкрашенный лед. В весеннее время за счет проникающей в лед солнечной радиации подкрашенный лед в прорезях прогревается вплоть до расплавления, благодаря чему облегчается механическое разрушение ледяного поля при вертикальном воздействии.

Этот способ может быть использован для:

- обеспечения прохода судов через неподвижный лед до начала таяния там, где невозможно использовать современные мощные ледоколы или другие средства разрушения льда (отсутствие соответствующего оборудования и условий для прохода ледоколов - малые глубины и т.д.);

- защиты буровых платформ от подвижек льда;

- обеспечения раннего вскрытия рек в необходимых местах, когда нет возможностей взлома с помощью ледокола или других средств;

- предотвращения ледяных заторов на реках в период половодья.

Энергозатраты при механическом резании льда намного меньше, чем при тепловом, поэтому при больших объемах резания предпочтительнее механический способ. Однако в ряде случаев, например, при наличии дешевого тепла в виде горячей воды или пара, а также при резании толстого (более двух метров) льда, тепловое резание может быть целесообразным с применением устройства по патенту [8].

Предлагаемый способ обеспечивает подготовку ледяного покрова к взлому в нужное время. Экономический эффект от использования предлагаемого способа состоит из экономии времени при транспортных операциях. Учитывая повышенный интерес к освоению районов добычи углеводородов на шельфах замерзающих морей, настоящее предложение можно считать актуальным.

Библиографические данные

1. Трифанцев С.М., Прошкин Н.К. Способ ослабления ледяного покрова водоемов. Патент на изобретение №2561216 от 27.08.2015. Бюл. №24. (траншея)

2. Аброськин К.И., Акатьев В.А., Акатьев С.В., Овсяник А.И., Седых Н.И., Соболев Г.П. Способ ослабления ледового монолита рек и устройство для его реализации. Патент на изобретение №2577589 от 20.03.2016. Бюл. №8. (подача воды)

3. Егоров А.С, Соболев Г.П., Беззубенко Д.Н., Грязнев Д.Ю., Соболева Т.Г., Акатьев В.А. Способ ослабления монолита ледового покрытия рек и устройство для его реализации. Патент на изобретение №2452813 от 10.06.2012. Бюл. №16. (воздух)

4. Максин С.В., Попов С.В., Базлев Д.А., Апарин Ю.Я., Пантелеев А.В., Сорокин Ю.В. Способ разрушения ледяного покрова. Патент на изобретение №2463200 от 10.10.2012. Бюл. №28. (лазер)

5. Гаврилова Э.Е. Способ разрушения льда. Патент на изобретение №2495785 от 20.10.2013. Бюл. №29.(облучение инфракрасным)

6. Чернявец В.В. Способ разупрочнения ледяного покрова. Патент на изобретение №2594115 от 10.08.2016. Бюл. №22. (зачернение линзами)

7. Герасимов А.И., Семенов Х.Н., Попов С.Н. Способ разупрочнения ледяного покрова. Патент на изобретение №2533025 С1. (зачернение линзами)

8. Морев В.А., Харитонов В.В., Савин Р.А., Сейфулин Д.Э. Водяной ледорез для приготовления прорезей в ледяных образованиях. Патент на изобретение №2639730 от 22.12.2017. Бюл. №28.

Способ разупрочнения ледяного покрова, заключающийся в его расчленении прорезями на крупные блоки, отличающийся тем, что эти прорези заполняются подкрашенной водой и замерзают, образуя подкрашенный лед, который в весенний период поглощает солнечную энергию и за счет этого нагревается и теряет свою прочность.

Изобретение относится к ледокольным работам. Сущность изобретения: ледяной покров 1 разрушают путем возбуждения во льду изгибно-гравитационных волн 3 подводным судном 2 при его движении подо льдом с резонансной скоростью.

Способ разрушения ледяного покрова // 2723402

Способ предотвращения смещения и разрушения морского сооружения вследствие воздействия на него поля дрейфующих льдин // 2718464

Изобретение относится к области морской техники и добычи полезных ископаемых на морском шельфе в арктических условиях. Предложен способ предотвращения смещения или разрушения морского сооружения вследствие воздействия на него поля дрейфующих льдин, заключающийся в том, что перед морским сооружением устанавливают судно ледового класса, оснащенное расположенной в носу по меньшей мере одной винто-рулевой колонкой.

Способ разрушения ледяного покрова // 2713148

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к выполнению ледокольных работ судами на воздушной подушке. Способ заключается в разрушении ледяного покрова двумя судами на воздушной подушке (СВП), счаленными вплотную бортами и с подтянутыми вверх внутренними частями гибких ограждений.

Способ для сбора нефти и нефтепродуктов под ледяным покровом // 2710999

Изобретение относится к охране окружающей среды при технической эксплуатации магистральных нефтепроводов и может быть использовано для сбора нефти или нефтепродуктов под ледяным покровом морей, водоемов и рек.

Способ разрушения ледяного покрова // 2710031

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к выполнению ледокольных работ судами на воздушной подушке. Судно на воздушной подушке перемещается вдоль кромки ледяного покрова с частичным свешиванием гибкого ограждения за кромку льда.

Способ разрушения ледяного покрова на мелководье // 2709979

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к выполнению ледокольных работ судами на воздушной подушке (СВП). Предложен способ разрушения ледяного покрова на мелководье, включающий в себя одновременное перемещение с резонансной скоростью в одном и том же направлении двух СВП вдоль кромки льда, при этом первое судно перемещают по свободной воде, а второе - по сплошному льду позади первого на расстоянии от него, равном четверти длины резонансной изгибно-гравитационной волны (ИГВ).

Устройство для образования полыньи на ледяной поверхности водного бассейна // 2709759

Изобретение относится к области очистки ото льда части открытых водоемов и водотоков и может быть использовано при проведении природоохранных мероприятий для сохранения рыбы - образования отдушин, оттаивания примерзших на воде судов и сооружений, а также для получения незамерзающих прорубей в сельской местности, в том числе и для создания бассейнов для «моржей» и т.д.

Способ разрушения ледяного покрова // 2707711

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к выполнению ледокольных работ судами на воздушной подушке. Судно на воздушной подушке перемещают по свободной воде на кромку ледяного покрова с последующим по нему движением.

Устройство для поддержания акватории в незамерзающем состоянии // 2706491

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано при эксплуатации в условиях продленной навигации акваторий, примыкающих к причальным набережным, слипам, шлюзам и другим транспортным сооружениям.

Способ разрушения ледяного покрова на мелководье // 2725458

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к выполнению ледокольных работ судами на воздушной подушке. Предложен способ разрушения ледяного покрова на мелководье, который заключается в одновременном перемещении в одном и том же направлении двух судов на воздушной подушке вдоль кромки льда в непосредственной близости друг к другу и к кромке льда. Первое судно перемещают по сплошному льду с резонансной скоростью, а второе - по свободной воде с критической скоростью позади первого. Расстояние между ними должно обеспечивать наложение максимального по высоте гребня гравитационной волны от второго судна на первую, т.е. самую глубокую, подошву изгибно-гравитационной волны от первого судна, что увеличит ее глубину за счет веса влившейся на лед воды. Повышается эффективность разрушения ледяного покрова резонансным методом. 2 ил.