Новые решения для разлива нефти, поставленные на испытания

Система маркировки, оснащенная модулем волновой характеристики, монтируется на скиммер для отслеживания местоположения скиммера и условий волн во время операций реагирования на разлив. Изображение: Courtesy Ohmsett

Скиммер испытывали в контролируемых условиях для оценки воздействия диспергатора, смешанного с сырой нефтью, на производительность скиммера. Изображение: Courtesy Ohmsett

Изображение: Courtesy Ohmsett

Rotocraft, оборудованный датчиком теплового инфракрасного излучения, отобрал изображения эмульгированного масла для проверки возможностей датчика во время испытаний дистанционного зондирования NOAA и BSEE. Изображение: Courtesy Ohmsett

Previous Next

Никакие две операции реагирования на разливы нефти не совпадают. Каждый может представить новые и даже более жесткие проблемы для реагирующих на разливы, поскольку они обнаруживают, содержат и восстанавливают пролитое масло. Разнообразными аспектами, влияющими на операции по ликвидации разливов нефти, могут быть физическая среда, мониторинг разливов, использование химических диспергаторов и наличие надлежащей технологии для ситуации.

Некоторые проблемы были достигнуты благодаря научно-техническому развитию методов борьбы с разливами. Однако разработка новых технологий может быть проблемой сама по себе, поскольку во многих странах запрещается проводить испытания оборудования для открытой воды или реагировать на них с использованием нефти. В отличие от небольших объектов, которые полагаются на масштабные модели и суррогаты нефти, Ohmsett - Национальный исследовательский центр по ликвидации разливов нефти и испытанию возобновляемой энергии проводит испытания, обучение и исследования с использованием полномасштабного оборудования, использующего настоящую нефть в повторяющихся имитируемых морских условиях.
Управляемый Бюро по безопасности и охране окружающей среды (BSEE), Омсетт стремится помочь в совершенствовании методов и технологий, доступных для обнаружения, сдерживания и удаления разливов нефти. Он предоставляет Бюро и другим пользователям объектов со всего мира уникальную среду тестирования и обучения реагированию на разливы нефти, которая имитирует реальные условия в безопасной и контролируемой среде. «Несмотря на то, что Омсетт является государственным учреждением, он не предназначен исключительно для правительственных учреждений США», - говорит Джон Делия, менеджер объекта Ohmsett. «Частные компании, иностранные государственные учреждения и университеты используют объект для тестирования оборудования, оценки возможностей приобретения и проверки результатов исследований».
Самой заметной особенностью Омсетта является надземный бетонный испытательный резервуар размером 667 футов длиной 65 футов в ширину и глубиной 8 футов, заполненный 2,6 миллиона галлонов кристально чистой соленой воды. Объект оснащен генератором волн, тремя подвижными мостами с скоростями буксировки до 6 узлов, лабораторией химии нефти и воды и контрольной башней, которая полностью компьютеризирована для сбора данных от различных датчиков и видеокамер для синтеза и анализа.
Поскольку отрасль реагирования требует более продвинутых и инновационных технологий разлива нефти, BSEE поддерживает развитие новых технологий, финансируя несколько проектов в Ohmsett. Совсем недавно исследования включали систему маркировки Geo-Referencing Identification, оснащённую модулем Wave Characterization Module, уменьшающие толщину толщин, механическое восстановление обработанного, но нераспределенного масла и дистанционное зондирование нефтяных пятен.

Геометрическая система маркировки
Возможность дистанционно отслеживать волновые условия во время операций по скиммингам может дать респондентам лучшее понимание окружающей среды в режиме реального времени и улучшить работу во время инцидента с разливом. Стремясь продвигать эти инструменты, BSEE финансировал AECOM, Гейтерсберг, штат Мэриленд, для разработки системы маркировки Geo-Referencing Identification (GRID), оснащенной модулем Wave Characterization Module (WCM). При установке на скиммер система маркировки характеризует движение океанских волн, отслеживает местоположение скиммера и передает информацию операторам и другому персоналу в отдаленных местах.
«Этот проект улучшит новейшую технологию GRID и позволит местным агентам по ликвидации разливов нефти измерять волновые характеристики, чтобы усовершенствовать их операции по слиянию», - говорит Карен Стоун, инженер по ликвидации разливов нефти BSEE. «Он также будет передавать данные командирам инцидентов во время операций по разливу, чтобы обеспечить оперативную осведомленность в режиме реального времени».
Команда AECOM во главе с Беном Шрайбом проверила систему GRID, смонтированную на скиммер в волновых условиях в тестовом бассейне Омсетта. AECOM и их субподрядчики, Midstream и Envigia, также разработали свободно плавающий WCM-buoy для расчета волновых условий.
Во время оценки системы маркировки WCM и GRID были прикреплены к коммерчески доступному скиммеру и подвергнуты изменяющимся волновым условиям, а два WCM-буи определили высоту волны, длину волны и период. Для сбора сравнительных волновых данных два буйка WCM управлялись отдельно в той же области, что и скиммер.
Через сетчатую сеть через Wi-Fi AECOM смог передать информацию о скиммере и волновой информации на планшет с помощью пользовательского пользовательского интерфейса и через спутник на платформу интерфейса GIS на базе Интернета.
«Мы хотели определить, были ли алгоритмы в блоках GRID точно измерять волновые условия. У Омсетта есть довольно хорошее представление о точной высоте, длине и периоде волны, поэтому мы можем сравнить единицы GRID с реальностью », - сказал Стоун. «Это позволит инженерам AECOM включать« поправочный коэффициент »в определенных волновых условиях для более точного измерения условий океана».

Уменьшение толщины скольжения
Во время реальных операций по ликвидации разливов нефти нельзя предположить, что скиммер будет восстанавливать масло с постоянной толщины скольжения. Во многих случаях, скорее всего, скиммер будет работать на пятно, которое уменьшает толщину. Стремясь получить базовые данные исследований по производительности скиммера, BSEE проводил уменьшающиеся тесты толстой толщины на водосливе и двух олеофильных скиммерах. Цель состояла в том, чтобы оценить производительность скиммеров для повышения нефтеотдачи и эффективности извлечения нефти при извлечении нефти из постепенно более тонких сликов.
«Важно понимать, как влияет производительность скиммера при работе с уменьшенной толщиной толщины», - говорит Кристи Маккинни, инженер BSEE.
В этой серии испытаний персонал Ohmsett использовал стандартный метод испытаний ASTM F2709 для определения измеренной скорости восстановления заводской маркировки стационарных нефтесборных систем, стандарт для проверки работы стационарных скиммеров в условиях спокойной воды. Стандарт требует тестирования, поскольку толщина пятна уменьшается от 3 до 2 дюймов масла, чтобы создать идеальные условия, необходимые для измерения максимальной производительности системы скимминга; однако они включают в себя различные другие толщины масляного скольжения от 2 дюймов до 1/8 дюйма. По мнению МакКинни, эта серия экспериментов является первой в своем роде и представляет собой продолжение основных данных исследований, связанных с количественной оценкой производительности скиммера с различными параметрами теста.

Механическое извлечение обработанного, но недисперсного масла
При использовании диспергаторов во время реакций отклика есть утверждения, что обработанное масло, которое не диспергировалось, может сделать традиционное сдерживание и восстановление более сложным, чем необработанное масло. В ответ на эти комментарии BSEE провела исследование в Омсетте, чтобы определить, влияет ли недиспергированная сырая нефть с различными количествами диспергатора на механические операции сдерживания и извлечения.
На первом этапе проекта в контролируемых условиях были независимо испытаны два олеофильных скиммера, один с гладким барабаном, а другой с алюминиевыми дисками. Используя ASTM F2709 в качестве ориентира, были проведены сравнительные испытания необработанной выветрившейся сырой нефти и обработанной выветрившейся сырой нефти для определения скорости извлечения нефти и эффективности извлечения. «Предварительные результаты показывают, что на производительность обоих типов скиммера влияло присутствие диспергаторов в масле», - сказал Маккинни.
Второй этап сравнивал способность бума содержать сырую нефть и сырую нефть, смешанную с диспергатором. Используя стандартное руководство ASTM F2084 по сбору данных об эффективности удерживающей стрелы в контролируемой среде, в качестве ориентира 50-футовый шторный шлейф был привязан к главному мосту для имитации буксировки в море. Нефть была предварительно загружена в вершину стрелы, которую можно было наблюдать в режиме реального времени, используя две подводные камеры высокого разрешения. Бум буксировали с возрастающими скоростями, чтобы определить, когда произошла первая потеря. «Пробелы также проводились на разных скоростях с сырой и диспергированной обработанной сырой нефтью, чтобы количественно оценить и сравнить объем нефти, потерянной из-за увлечения», - сказал Маккинни. «BSEE в настоящее время анализирует данные, полученные в результате этих испытаний, и может проводить дополнительные тесты скиммера и / или стрелы для сбора дополнительных данных».

Дистанционное зондирование нефтяных пятен
Дистанционное зондирование изменило то, как индустрия реагирования на разливы взяла на себя задачу обнаружения, мониторинга и измерения нефтяных пятен. BSEE недавно сотрудничала с Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) для оценки различных платформ дистанционного зондирования, используемых для оценки разливов нефти. Это включало в себя точный контроль и измерение толщины поверхностных нефтяных пятен.
NOAA и BSEE провели исследование, чтобы лучше понять возможности и ограничения нескольких систем в Ohmsett. Основное внимание в проекте было посвящено идентификации нефтяных эмульсий с воздушных и спутниковых платформ с различными датчиками, одновременно осуществляющих сбор на месте физической толщины и измерения химии нефти в контролируемой среде испытаний.
Для исследования сотрудники Ohmett создали крупномасштабный эмульгированный нефтяной пятно в естественных, но контролируемых условиях и поддерживали его на протяжении всей оценки. Эмульгированное масло в резервуаре рассматривалось с нескольких углов и высот с помощью дистанционных сенсорных систем, установленных на главном мосту, беспилотном летательном аппарате, самолетах с неподвижным крылом и вертолете. Кроме того, три спутника, оснащенные различными датчиками, были поручены пролетать над испытательным баком Ohmsett для сбора данных дистанционного зондирования с высоким разрешением с помощью физического отбора проб при оценке эмульгированного нефтяного пятна.
Это исследование позволило команде BSEE и NOAA лучше понять разрешение датчика и влияние высоты датчика при характеристике эмульсий поверхностного масла. Он также предоставил полезную информацию, чтобы судить о наиболее эффективных технологиях и платформах дистанционного зондирования для реагирования в реальном мире и о возможности расширения этих методов для будущих мер по ликвидации разливов и соответствующих оценок ущерба.
Главный список исследовательских проектов по ликвидации разливов нефти, проводимых BSEE на Ohmsett, можно найти на https://www.bsee.gov/what-we-do/oil-spill-preparedness/oil-spill-response-research/master- список-оф-керосиновой перелив исследований.

об авторе

Джейн-Эллен Дельгадо является старшим специалистом по маркетинговым коммуникациям фонда Ohmett. С 2004 года она работает с Ohmsett, управляя маркетингом, рекламой, рекламой и брендингом объекта. Г-жа Дельгадо имеет степень MBA по маркетингу в Городском университете Сиэтла, штат Вашингтон и степень бакалавра журналистики в Государственном университете Нью-Йорка в Брокпорте. На WEB: www.ohmsett.com