В Арктике в силу природно-климатических условий последствия нефтяного разлива гораздо труднее ликвидировать, чем в других районах Мирового океана. Это связано с недостатком естественного освещения, низкими температурами, дрейфом льда, сильными ветрами и другими факторами. Удаленное расположение районов работ от основных промышленных и экономических центров и отсутствие инфраструктуры в значительной степени осложняет работу систем аварийного реагирования. Суммарное влияние различных сдерживающих факторов может сделать ликвидацию аварийных нефтяных разливов (ЛАРН) почти невозможной на протяжении длительных периодов времени в арктических и субарктических областях.
Кроме того, практически во всех арктических морях имеется зона, в которой природно-климатические условия прямо препятствуют безопасному или эффективному осуществлению адекватных мер по ЛАРН. Это зона предельного мелководья на шельфе с глубинами от 0 до 10 м (ее также называют «транзитной зоной»).
Характерной чертой арктической зоны предельного мелководья является наличие припайного льда значительный период времени в году. При этом изменения ледовых условий от береговой линии до глубин 100 м в окраинных замерзающих арктических морях в целом сходны во всей Арктике.
Зона предельного мелководья, которая занимает до 20% арктического шельфа, является «зоной относительной недоступности» для существующих методов и средств ЛАРН.
С одной стороны, припай может служить платформой для тяжелой техники и оборудования ЛАРН в прибрежной зоне (обычно до глубины моря в 5 м). С другой стороны, при глубине моря более 10 м, операции ЛАРН могут проводиться со специально оборудованных ледоколов и судов ледового класса.
При этом специального оборудования для ЛАРН в зоне, где происходит переход от припая к однолетнему паковому льду, фактически не существует.
Учитывая актуальность данной проблемы, предлагается создать универсальный технический носитель для оборудования ЛАРН для работы в зоне предельного мелководья (0-10 м), где применение существующих технических средств для механического сбора нефти не представляется возможным или существенно затруднено.
Анализ существующих технических решений показал, что комплекс ЛАРН может быть создан на базе амфибийных вездеходов различных типов. В качестве основного базового варианта может быть использована транспортно-технологическая машина (ТТМ) на унифицированной многофункциональной рабочей платформе с роторно-винтовым движителем (РВД). При этом в качестве нефтесборного оборудования может применяться уже существующее на рынке оборудование, предназначенное для сбора нефти в ледовых условиях при экстремально низких температурах.
Двигатель и гидравлическая силовая системы могут быть расположены в лодке ТТМ ниже уровня верхней палубы. Привод нефтесборного оборудования может осуществляться от силовой установки ТТМ.
Основными преимуществами использования ТТМ при ЛАРН являются:
- возможность работать как на открытой воде и на суше;
- возможность работать в шуге, мелкобитом льду, на ледяном поле и в торосах;
- возможность самостоятельного выхода из воды на берег (лед);
- возможность винтеризации;
- низкое удельное давление на подстилающую поверхность.
В состав комплекса ЛАРН в ледовых условиях должны входить ТТМ:
- с контейнером ЛАРН (хранение и развертывание боновых заграждений, размещение скиммеров и энергоблоков);
- с кормовым скиммером для сбора нефтепродуктов в ледовых условиях;
- с ковшовым нефтесборщиком для сбора нефтепродуктов в ледовых условиях;
- с ледоплавильной установкой и гидравлическим грейфером;
- с кормовым механическим нефтесборщиком замазученного льда;
- для доставки аварийной партии, обеспечения управления и связи, бытовых нужд;
- обеспечения для доставки оборудования ЛАРН.
Контейнер ЛАРН, устанавливаемый на ТТМ, представляет собой готовое техническое решение для аварийно-спасательных формирований, обеспечивающих несение аварийно-спасательной готовности по локализации и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов. В дополнение к транспортировке оборудования, контейнер специально предназначен для хранения и развертывания оборудования ЛАРН.
ТТМ с кормовым скиммером является аналогом судовой системы кормового сбора нефти в ледовых условиях. Система предназначена для сепарации нефти от дрейфующего льда и ее сбора с высокой производительностью. Система включает решётку для разделения льда и нефти, щеточные колеса, а также насос для перекачки собранной нефти в емкости для ее сбора.
ТТМ с ковшовым нефтесборщиком – инновационная технология, которая объединяет в себе эффективный сбор нефти щеточными дисками, перекачку собранной нефти и функции ковша экскаватора.
Использование щеточных скиммеров и ковшовых нефтесборщиков целесообразно на открытой воде и в мелкобитом льду на начальных этапах проведения ликвидации разлива нефти до момента вмерзания нефтепродуктов в лед.
После вмерзания нефтепродуктов в лед, которое сопровождается падением эффективности сбора нефтесборных систем прямого действия, дальнейший их механический сбор целесообразно производить грейфером с последующим плавлением замазученного льда в ледоплавильной установке с перекачкой, полученной нефтеводяной смеси в сборные танки. Для этого также может использоваться ТТМ с механическим сборщиком замазученного льда с гидроприводом, с отслеживающей кинематической рамой погружения/наклона, валом с режущими зубьями и шнеком для подъема и последующей перегрузки замазученной массы льда.
В состав комплекса также должны входить специальные ТТМ для доставки аварийной партии, обеспечения управления и связи и бытовых нужд и ТТМ доставки оборудования ЛАРН (плавучих емкостей временного хранения, боновых заграждений, систем временных трубопроводов) и буксировки наполненных емкостей временного хранения.
Многофункциональные ТТМ при совместном использовании позволят полностью обеспечить ЛАРН в зоне предельного мелководья на арктическом континентальном шельфе.
Рисунок 2 - Схема ликвидации аварийных разливов нефти с использованием многофункциональных транспортно-технологическая машин в зоне предельного мелководья
Таким образом, риск нанесения экологического и экономического ущерба в результате разливов нефти в арктических водах может быть существенно снижен, если дополнительно к существующим техническим средствам создать комплекс ЛАРН на базе ТТМ на унифицированной многофункциональной платформе с РВД.