Введение
1. Обоснование выбора конструкции 8
1.1 Обзор условий при устранении аварийных ситуация проливов нефти 8
1.1.1 Обзор аварий при транспортировке нефти 8
1.1.2 Способы устранения 13
1.1.3 Физико-механические свойства мерзлых грунтов 22
1.2 Патентный обзор 30
1.2.1 Устройство для снятия верхнего слоя зараженного грунта -
Авторское свидетельство SU1710672 30
1.2.2 Машина для послойного фрезерования горных пород-
RU2098565 33
1.2.3 Способ очистки земной поверхности от нефти и
нефтепродуктов в зимний период - RU2317161 35
2 Расчет и выбор рациональных параметров резцов 39
2.1 Выбор инструмента. Определение мощности резания 39
2.2 Выбор параметров привода гидромотора 49
3 Технологическая часть 52
3.1 Выбор технологической схемы 52
3.2 Проектирование бурового инструмента 55
Заключение 66
Список использованных источников
Актуальность работы. В настоящее одной из экологических проблем является загрязнение нефтью и нефтепродуктами поверхности почвы, которое возникает в результате транспортировки и нефтедобычи, а также в следствие техногенных аварий. Данные загрязнения влияют на почву: наносят значительный вред поверхностному слою земли, грунтовым и поверхностным водам. Данный инструмент необходим для устранения последствий нефтяных разливов до наступления весеннего периода, не допуская ухода нефти в грунтовые воды, тем самым загрязняя окружающую среду. Исследование процессов взаимодействия рабочих органов машин, предназначенных для удаления мерзлого грунта с нефтью, а также изучение физико-механических свойств разрабатываемого материала, с целью создания конструкции инструмента, является актуальной научной задачей.
Цель работы. Разработка схемы и конструктивного решения навесного оборудования для послойного удаления нефтяного пролива на мерзлом грунте в зимний период до наступления весеннего паводка в районах Крайнего Севера.
Задачи работы:
- изучение аварийных нефтяных проливов на объектах нефтегазодобычи;
- изучение оборудования для ликвидации нефтяных проливов;
- проведение патентного обзора существующих способов удаления нефтяных проливов;
- оценка физико-механических свойств мерзлых грунтов;
- расчёт параметров рабочего инструмента.
Своеобразные грунтовые условия, сложные климатические условия, характеризуются широким распространением мерзлых грунтов в Восточно¬Сибирском регионе. Необходимо провести обзор физико-механических характеристик мерзлых грунтов с нефтяной эмульсией, которые влияют на эффективность удаления проливов буро-фрезерным инструментом.
Как правило, в районах Крайнего Севера с октября по май устанавливается отрицательная температура. При аварийных разливах особо важным является предупреждение попадания загрязняющих веществ в водные объекты, поэтому ведение работ по очистке почв в зимний период является предпочтительным.
Вред, который наносится аварийными разливами нефтепродуктов, нельзя недооценивать. Поэтому необходимо продолжать исследования и разрабатывать новые технологии, которые будут позволять в короткие сроки устранять последствия нефтяных проливов.
Аварийные разливы нефти - это очень серьезная проблема, которая зачастую возникает на объектах нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности. В основном эта проблема возникает при перевозке нефти и нефтепродуктов или при авариях на буровых платформах, а это наносит большой вред экосистемам.
В данной работе был разработан эскизный проект рабочего инструмента для послойного удаления нефтяного пролива на мёрзлом грунте в зимний период до наступления паводка в районах Крайнего Севера. Изучены возникающие аварийные ситуации на объектах нефтегазодобычи и переработки при транспортировке нефти, проанализированы основные причины возникновения аварий на магистральных нефтепроводах. Найдены возможные способы устранения последствий аварийных разливов нефтепродуктов на воде, суше, заболоченных местностях с помощью механизированного сбора с применением сорбентов и диспергентов. Был проведён анализ поверхностного слоя мёрзлого грунта, выявлены его механические и физические свойства, влияние нефтепродуктов на изменения данных свойств, механизм переноса нефти внутри грунта. Проведён патентный обзор на существующие способы устранения нефтяных проливов. Был произведён расчёт мощности резания рабочим органом при условиях разных категорий прочности грунтов от II до V включительно по ударнику ДорНИИ и выбран гидромотор для его привода. Приведена технологическая схема конструкции навесного оборудования и поэтапное создание фрезерного рабочего органа.
