Выявление патентоспособных технических решений и оформление заявки на изобретение

Появление технического решения, которое целесообразно патентовать, предполагает на первом этапе поиск аналогов и прототипа. Для поиска используется вся совокупность научно-технической информации и в первую очередь патентная документация. Аналоги определяются исходя из решаемой технической задачи и назначения объекта, а их близость к заявляемому техническому решению по совокупности сходных признаков. Например, предполагаемое изобретение имеет 4 основных отличительных признака: И = А + Б + С + Д + Е. В процессе поиска найдены три наиболее близких к предполагаемому изобретению аналога:

Из трех приведенных аналогов наиболее близким к предполагаемому изобретению является третий, так как у него совпадают с патентуемым объектом четыре признака. Именно поэтому третий аналог является прототипом.

Для выделения новых признаков нужно вычесть из признаков предполагаемого изобретения признаки прототипа. Для нашего случая таким признаком является признак Е. Признаки А, Б, С и Е являются сходными.

Сходные признаки делятся на идентичные и эквивалентные. Идентичные признаки совпадают по назначению, цели и форме исполнения. Эквивалентные признаки могут совпадать по назначению и цели, но отличаться по форме выполнения. Независимо от этого сходные признаки нс бывают новыми с точки зрения новизны изобретения, но при патентовании полезной модели эквивалентные признаки могут признаваться новыми, если они дают определенный научно-технический эффект.

Заявленное техническое решение признается изобретением, если оно содержит новые признаки.

Техническое решение не признается изобретением, если решается известная задача, известным путем и известными средствами.

Выявленный прототип позволяет составить формулу изобретения. Формула изобретения составляется по следующим правилам. Начинается формула изобретения с названия. После названия перечисляются во взаимосвязи общие с прототипом элементы и конструктивные признаки (для нашего случая признаки А, Б, С и Е) - ограничительная часть формулы. После слов «отличающаяся тем, что» приводятся отличительные признаки заявляемого изобретения от прототипа (для нашего случая признак Д) - отличительная часть формулы.

Правильно составленная формула должна быть емкой и исключать по возможности ключевые признаки. Нужно иметь в виду, что если формула изобретения составлена небрежно, то конкуренты крайне заинтересованные в чужом изобретении постараются запатентовать свое техническое решение, слегка изменив формулу нужного им изобретения. В этом случае очевидны серьезные экономические потери, связанные с нереализованным изобретением и непроданными лицензиями. Например, если в формуле указано число в качестве отличительного признака, то это очень слабый признак, который легко обойти, указав другое число и доказав, что это числовое решение оптимально для каких-либо особых условий. Правильнее всегда в формуле изобретения указывать числовой диапазон, который перекрывает все возможные варианты. Например, угол наклона лопасти крыла судна на подводных крыльях должен быть согласно формуле изобретения, не 35 , а занимать весь реальный диапазон углов, к примеру, от 10 до 45, что не позволит конкуренту заявить такое же судно с лопастями крыльев, установленных под углом, к примеру, 37,5 .

Отличительная часть формулы изобретения несет в себе информацию, прежде всего, информационно-правового, а уже затем информационнотехнического характера, поскольку именно эта часть текста определяет объем прав патентовладельца. Здесь важно так составить текст, чтобы конкуренты не могли «обойти» предложенное новшество, заявив что-то эквивалентное по функциональности, но иное по форме.

Примером удачно запатентованного устройства является один из патентов американского изобретателя и предпринимателя Исаака Зингера, который известен всему миру как создатель и владелец компании по производству швейных машин. Случайно увидев швейную технику в

Нью-Йорке, И. Зингер, уже к тому времени запатентовавший агрегат для деревообработки, быстро сообразил, что данная конструкция нуждается в существенной доработке. Расположив челнок горизонтально, он добился того, что игла теперь двигалась вверх-вниз. Для этого он придумал особую иглу, у которой отверстие для нити располагалось у острия. Запатентовав такую иглу, И. Зингер на долгие годы убрал конкурентов со своего коммерческого пути, поскольку предложил самую рациональную схему швейной машины, узловой деталью которой была запатентованная игла с отверстием у острия. Именно это позволило обойти конкурентов и захватить рынок. Развивая свою машину, Зингер сконструировал рабочий стол, механизм для продвижения ткани и педальный привод. В 1851 г. И.Зингер зарегистрировал своё предприятие, продукция которого стала пользоваться невиданной популярностью. К 1863 г. продажи компаний выросли до 20 тыс. в год, а к концу XIX в. составили уже более 600 тыс. Сегодня компания «Зингер» имеет свои филиалы по всему миру, а фамилия SINGER стала эталоном качества и эффективности.

ПРИМЕРЫ ФОРМУЛ ИЗОБРЕТЕНИЙ

1. На способ

Название - Способ направленного бурения скважин,

(1 часть формулы)

включающий приложение осевой нагрузки на долото, вызывающей потерю устойчивости низа бурильной колонны и регулирование траектории ствола за счет изменения азимута,

отличающийся тем, что

(2 часть формулы)

изменение азимута осуществляют путем поворота бурильной колонны на угол 1-180 градусов в сторону вращения долота для увеличения азимута и в противоположную для уменьшения.

2. На устройство

Название - Снаряд для направленного бурения скважин,

(1 часть формулы)

включающий корпус, звенья полого вала, эксцентричное полукольцо, укрепленное на нижнем конце корпуса, и подвижные втулки, расположенные в окнах корпуса,

отличающийся тем, что

(2 часть формулы)

выдвижные втулки выполнены с отверстиями, в которых установлены звенья вала, причем отверстие каждой последующей втулки диаметрально противоположно предыдущему относительно оси устройства.

После составления формулы изобретения пишется описание заявки. Заявка начинается с указания класса изобретения по МКИ и названия изобретения. Далее последовательно излагается содержание заявки по следующему плану:

  • -область применения изобретения;
  • -описание и характеристика аналога со ссылкой на источник информации и его критика;
  • -описание и характеристика прототипа со ссылкой на источник информации и его критика;
  • -цель изобретения;
  • -сущность изобретения;
  • -описание фигур (рисунков);
  • -описание устройства в статике в соответствии с фигурами или способа изобретения (для способа);
  • -описание устройства в работе.

Примеры описаний изобретений:

> Пример описания на устройство.

МКП7 Е21В 17/00

БУРИЛЬНАЯ ТРУБА (варианты)

S (область применения) Изобретения относятся к области буровой техники и могут использоваться в компоновке нижней части бурильной колонны, предназначенной для снижения искривления скважин, буримых в анизотропных горных породах.

Необходимость данного технического решения состоит в том, что проблема естественного искривления скважин, особенно глубоких, чрезвычайно актуальна, поскольку связана с существенным ростом затрат на бурение, и в то же время при отклонении скважин от заданного направления снижаются качество разведки рудных и нефтегазовых месторождений и эффективность эксплуатации нефтегазовых залежей.

S (характеристика аналогов) Известные буровые компоновки, например, стабилизирующие, в которых использованы стандартные бурильные, утяжеленные бурильные трубы и стабилизаторы (см. В. Г. Григулецкий, В. Т. Лукьянов. Проектирование компоновок нижней части бурильной колонны.- М.: Недра, 1990.- с. 138, рис. 2.2.1), позволяют снизить искривление скважин, но их эффективность недостаточна для предотвращения естественного искривления скважин.

Известна утяжеленная бурильная труба (авторское свидетельство СССР № 560056, Е21В 17/00, опубл. в Б. И. № 20, 1977 г.), выполненная в поперечном сечении в форме эллипса.

Бурильная труба с эллиптическим поперечным сечением обеспечивает снижение искривления скважин за счет реализации вращения вокруг оси скважины в случае её прогиба, поскольку эллиптическое поперечное сечение характеризуется неравенством главных осевых моментов инерции поперечного сечения Jx и Jy , что обеспечивает неравенство и изгибной жесткости по осям поперечного сечения EJX и EJy - где Е - модуль упругости металла, из которого изготовлена бурильная труба, Па; Jx , Jy - осевые моменты инерции поперечного сечения утяжеленной бурильной трубы в направлении осей X и Y, м4.

При этом, если ось X поперечного сечения трубы - это длинная ось эллипса, a Y - короткая ось этого сечения, то EJy > EJX , поскольку Jy > Jx. В этом случае эллиптическая бурильная труба прогнется в направлении более короткой оси поперечного сечения (У) и обеспечит снижение искривления за счет вращения вокруг оси скважины.

Недостатком эллиптической бурильной трубы является низкая эффективность по снижению искривления скважин, особенно если разность значений главных осевых моментов инерции поперечного сечения (AEJ) невелика, что, например, возможно, если эллиптическая бурильная труба имеет небольшую толщину стенки корпуса или малый наружный диаметр.

S (характеристика прототипа) За прототип всех вариантов заявляемой бурильной трубы принята бурильная труба с главными неравными осевыми моментами инерции поперечного сечения (см. В. Г. Григулецкий, В. Т. Лукьянов. Проектирование компоновок нижней части бурильной колонны.- М.: Недра, 1990 - с. 239-241, рис. 3.11.1, 3.11.2). Данная бурильная труба содержит металлический корпус, выполненный с поперечным сечением в форме кольца с двумя диаметрально удалёнными сегментами, образующими плоские продольные участки наружной поверхности трубы. На концах трубы имеются присоединительные резьбы.

Прототип за счет формы поперечного сечения имеет неравные значения осевых моментов инерции и соответственно изгибной жесткости, что позволяет реализовать следующий механизм снижения искривления скважин. Бурильная труба с неравными значениями осевых моментов инерции прогибается вдоль направления, совпадающего с более короткой осью поперечного сечения и, вращаясь вокруг оси скважины, нейтрализует ориентированный в направлении искривления перекос долота, что и обеспечивает снижение искривления (см. В. Г. Григулецкий, В.Т. Лукьянов. Проектирование компоновок нижней части бурильной колонны.- М.: Недра, 1990.- С.246). Стабильность вращения вокруг оси скважины бурильной трубы по прототипу, гарантирующая эффективное снижение искривления, определяется величиной разности значений осевых моментов инерции по главным осям её поперечного сечения (AEJ = EJy- EJX).

Недостатком прототипа является недостаточная эффективность по снижению искривления скважин, буримых в анизотропных породах, особенно на повышенных частотах вращения бурильных колонн, когда возникают значительные изгибные колебания деформированных труб, а также в случае, если бурильная труба имеет малые наружный диаметр или толщину стенки корпуса.

S (цель изобретения) Изобретение направлено на повышение эффективности снижения искривления скважин, буримых в анизотропных породах, за счет повышения эксплуатационных характеристик бурильных труб с неравной жесткостью по главным осям поперечного сечения.

^ (сущность изобретения) Поставленный результат достигается тем, что у бурильной трубы, содержащей металлический корпус, выполненный с поперечным сечением в виде кольца с двумя диаметрально удаленными сегментами, образующими плоские продольные участки наружной поверхности трубы и присоединительные резьбы на концах корпуса, в первом варианте металл в поверхностном слое плоских участков наружной поверхности трубы выполнен с более высоким значением модуля упругости, чем модуль упругости металла корпуса трубы за счет его пластической деформации.

Поставленный результат может достигаться также тем, что на поверхности плоских участков наружной поверхности трубы во втором варианте нанесен слой металла с более высоким значением модуля упругости, чем модуль упругости исходного металла корпуса трубы.

Также возможно исполнение бурильной трубы, когда слой металла с более высоким значением модуля упругости, чем у исходного металла корпуса трубы, нанесен на слой пластически деформированного металла плоских участков наружной поверхности трубы.

Все приведенные существенные, в том числе и отличительные признаки всех вариантов изобретений в указанной совокупности не обнаружены в известных технических решениях, что предполагает соответствие заявляемой бурильной трубы критериям новизны и соответственно изобретательского уровня.

Последнее подтверждается тем, что обеспечивается повышение эффекта по снижению искривления скважин за счет увеличения разности изгибной жесткости бурильной трубы по более длинной и более короткой главным осям поперечного сечения (AEJ), а также проявляется новое свойство - рассеивание энергии колебаний и гашение вибрирования бурильной трубы, выполненной в виде слоистой конструкции, в которой каждый слой (исходный металл, слой пластически деформированного металла или слой металла с более высоким значением модуля упругости, например, вольфрам) обладает различными деформационными характеристиками. Одновременно в целом повышается устойчивость бурильной трубы всех заявляемых вариантов.

В результате повышаются эксплуатационные характеристики заявляемой бурильной трубы, что обеспечивает, прежде всего, снижение естественного искривления скважин, буримых в анизотропных горных породах.

S (перечень чертежей) Сущность изобретений по всем вариантам поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 показана заявляемая бурильная труба;

на фиг.2 показан вид А заявляемой бурильной трубы на фиг. 1;

на фиг. 3 показано поперечное сечение А-А заявляемой бурильной трубы на фиг.2;

на фиг. 4 показана схема, поясняющая механизм работы заявляемой бурильной трубы.

На фиг. 3 и 4 обозначено:

0V - половина центрального угла поперечного сечения предлагаемой трубы, задающего ширину плоского продольного участка 3 поверхности бурильной трубы, градус;

X, Y - оси координат;

/- прогиб бурильной трубы, м;

/ - длина полуволны изгиба бурильной трубы, м;

у - угол перекоса долота в скважине, градус.

S (описание устройства в статике) Предлагаемая бурильная труба включает металлический корпус 1, выполненный с поперечным сечением в форме кольца с двумя диаметрально удаленными сегментами.

На концах корпуса 1 имеются присоединительные резьбы 2. Плоские продольные участки 3 наружной поверхности корпуса 1 трубы образуются на месте удаленных сегментов. Металл в поверхностном слое плоских продольных участков 3 наружной поверхности корпуса 1 бурильной трубы по первому варианту пластически деформирован (одним из методов механического воздействия, например, обкаткой роликами, шариками или метанием дроби), что обеспечило появление слоя металла 4, обладающего более высокими значениями модуля упругости, предела текучести и твердости.

Для повышения эксплуатационных характеристик бурильной трубы на плоские продольные участки 3 наружной поверхности её корпуса по второму варианту наносится слой металла 5, обладающий более высоким значением модуля упругости, например, слой вольфрама w = 3,15-10й Па в сравнении с модулем упругости стали - 2,1 • 1011 Па - исходного металла корпуса трубы).

При этом слой более твердого и упругого металла 5 может наноситься на плоские продольные участки 3 как уже имеющие слой пластически деформированного металла 4, так и не имеющие его.

S (работа устройства) Предлагаемая бурильная труба работает следующим образом.

При бурении предлагаемая бурильная труба устанавливается над долотом, присоединяясь к нему посредством резьбы 2, и воспринимает действие осевого усилия и крутящего момента, передаваемых на долото. Под действием осевого усилия предлагаемая бурильная труба прогибается с образованием полуволны изгиба и вращается вокруг оси скважины. Направление прогиба бурильной трубы, вследствие неравной жесткости поперечного сечения на изгиб, происходит в направлении более короткой оси. Стабильное снижение искривления скважины возможно в том случае, если происходит вращение деформированной изогнутой компоновки вокруг оси скважины без изменения прогиба бурильной трубы /и длины полуволны изгиба бурильной трубы /, что гарантирует устранение фиксированного угла перекоса долота в скважине у, равного

у = 71///,

а при вращении вокруг оси скважины фиксированный угол перекоса долота устраняется постоянным изменением его направления по отношению к забою скважины.

Для реализации стабильного вращения вокруг оси скважины предлагаемая компоновка имеет более высокое значение разности жесткости по главным осям поперечного сечения (в сравнении в прототипом) X и Y - AEJ, поскольку на плоских продольных участках 3 поверхности корпуса 1 бурильной трубы имеется слой пластически деформированного в поверхностном слое металла 4, который имеет более высокое значение модуля упругости (?).

На плоские продольные участки 3 поверхности корпуса 1 бурильной трубы наносится также слой металла 5, обладающего более высоким значением модуля упругости (Е), чем металл, из которого выполнен корпус 1 бурильной трубы.

Наиболее эффективным является исполнение бурильной трубы, когда слои металлов 4 и 5 выполнены на поверхности плоских участков 3 одновременно, а именно, на слой пластически деформированного металла 4 нанесен слой 5 металла более упругого, чем исходный. Слои металлов 4 и 5, работая при изгибе бурильной трубы как плоские пластины, обеспечивают более значительную разность жесткостей по главным осям поперечного сечения, что способствует более стабильному - без изменения прогиба бурильной трубы / и длины полуволны изгиба бурильной трубы /, вращению изогнутой бурильной трубы вокруг оси скважины, а также приводят к гашению поперечных колебаний бурильной трубы, способных приводить к изменению параметров деформации (длины полуволны изгиба бурильной трубы - / и прогиба бурильной трубы - Д

Новое последнее качество связано с тем, что в данном случае бурильная труба работает как слоистая конструкция, причем наружные слои 4 и 5 , а также исходный металл, из которого выполнен корпус 1 бурильной трубы, имеют различные деформационные характеристики - прежде всего модуль упругости, который возрастает от центра поперечного сечения трубы к ее краю в направлении плоских участков 3 поверхности бурильной трубы. В результате каждый слой, подвергаясь изгибу, деформируется с различной скоростью, а именно наружный слой 5 прогибается медленнее, чем слой 4, а слой 4 , образованный пластически деформированным металлом, более медленно, чем металл, из которого изготовлен корпус 1 бурильной трубы. Различные деформационные характеристики, определяя различную скорость деформирования и прогиба металла, приводят к гашению поперечных колебаний бурильной трубы и стабилизации параметров вращения бурильной трубы вокруг оси скважины.

Новые свойства, проявляемые конструкцией предлагаемой бурильной трубы, обеспечивают более высокие эксплуатационные характеристики, а именно снижение искривления скважин, снижение колебаний и вибрирования. Последнее приводит к снижению износа бурильной трубы и затрат энергии на ее вращение при бурении, повышению скорости бурения скважин и повышению ресурса бурового инструмента.

Пример реализации изобретения

Бурильная труба имеет следующие размеры: наружный диаметр 5,7 см, внутренний диаметр 4,7 см, половина центрального угла поперечного сечения, образующего плоский участок поверхности бурильной трубы 3 - бд, = 24 градуса, ширина плоского участка поверхности трубы 3-2,1 см.

Следуя расчету из книги В. Г. Григулецкий, В. Т. Лукьянов. Проектирование компоновок нижней части бурильной колонны. М.: Недра, 1990. стр. 240, формула (3.11.1), определяем, что осевые моменты инерции равны (фиг. 3): Jx = 22,26 см4, Jy= 26,34 см4 , а разность осевых моментов инерции составляет: ДУ = Jy- Jx = 4,08 см4.

Учитывая, что модуль упругости стали равен 2,1 10й Па, получаем, что разность жесткости бурильной трубы по осям поперечного сечения X и Y составляет AEJ = 8,568 10й Па см4.

При пластическом деформировании плоского участка поверхности трубы 3 образуется слой деформированного и более упругого металла толщиной 1 мм. При повышении модуля упругости на 30 % за счет пластической обработки получаем два слоя шириной 2,1 см и толщиной 0,1 см на поверхностях трубы 3, что дает дополнительно разность жесткости AEJn = 0,42 Па см4, составляющую 4,9% от величины AEJ.

При покрытии плоских участков поверхности трубы 3 слоем вольфрама (модуль упругости ?у = 3,15-1011 Па) толщиной 1 мм можно получить дополнительно разность жесткости по осям поперечного сечения X и Y AEJW= 0,4851 • 10й Па см4, что составляет 5,66 % от величины AEJ.

В случае, если использовать одновременно пластическую деформацию поверхностей 3 и покрытие этих поверхностей вольфрамом, разность жесткости по осям поперечного сечения составит 0,905 10й Па см4 , что составляет 10,56 % от значения AEJ. В то же время следует отметить, что в результате обработки плоских участков поверхности трубы 3 пластическим деформированием и покрытием более упругим материалом получена слоистая конструкция, которая при изгибных колебаниях в направлении прогиба (в направлении оси Y - фиг. 3) активно гасит амплитуду этих колебаний, сохраняя неизменными параметры деформации, а значит и способность бурильной трубы поддерживать неизменным угол перекоса долота в скважине и соответственно способность по стабилизации направления скважины.

Кроме того, следует отметить некоторое повышение устойчивости бурильной трубы, что также положительно сказывается на ее работоспособности.

Формула изобретения

  • 1. Бурильная труба, содержащая металлический корпус, выполненный с поперечным сечением в форме кольца с двумя диаметрально удаленными сегментами с образованием плоских продольных участков наружной поверхности трубы, и присоединительные резьбы на концах корпуса, отличающаяся тем, что металл в поверхностном слое плоских продольных участков наружной поверхности трубы выполнен с более высоким значением модуля упругости, чем модуль упругости металла корпуса трубы за счет его пластической деформации.
  • 2. Бурильная труба, содержащая металлический корпус, выполненный с поперечным сечением в форме кольца с двумя диаметрально удаленными сегментами с образованием плоских продольных участков наружной поверхности трубы, и присоединительные резьбы на концах корпуса, отличающаяся тем, что на поверхности плоских участков наружной поверхности трубы имеется слой металла с более высоким значением модуля упругости, чем модуль упругости исходного металла корпуса трубы.
  • 3. Бурильная труба по п.1 и 2, отличающаяся тем, что слой металла с более высоким значением модуля упругости, чем у исходного металла корпуса трубы, расположен поверх слоя пластически деформированного металла плоских участков наружной поверхности трубы.

Авторы

МКП7 Е21В 17/00

Бурильная труба (варианты)

РЕФЕРАТ

(57) Изобретения относятся к области буровой техники и могут использоваться в компоновке нижней части бурильной колонны, предназначенной для снижения искривления скважин, буримых в анизотропных горных породах.

Бурильная труба содержит металлический корпус, выполненный с поперечным сечением в форме кольца с двумя диаметрально удаленными сегментами с образованием плоских продольных участков наружной поверхности трубы и присоединительные резьбы на концах корпуса. При этом металл в поверхностном слое плоских участков наружной поверхности трубы (по первому варианту) выполнен с более высоким значением модуля упругости, чем модуль упругости металла корпуса трубы за счет его пластического

БУРИЛЬНАЯ ТРУБА

Пример выполнения рисунка при оформлении заявки на изобретение или полезную модель деформирования

Рис. 4.1. Пример выполнения рисунка при оформлении заявки на изобретение или полезную модель деформирования.

Возможен второй вариант исполнения трубы, когда на поверхности плоских участков наружной поверхности трубы нанесен слой металла с более высоким значением модуля упругости, чем модуль упругости исходного металла.

Наиболее эффективной является бурильная труба в том случае, если слой металла с более высоким значением модуля упругости будет нанесен на слой пластически деформированного металла бурильной трубы.

1 з. п. формулы, 4 ил.

> Пример описания на способ.

МКП7 А 62 С 3/02

СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПОЖАРА В ТОРФЯНИКАХ

S (область применения) Изобретение относится к способам предупреждения пожаров в местах залегания торфа или иных склонных к возгоранию спрессованных рыхлых легковозгораемых материалов, например, залежей отходов целлюлозно-бумажной промышленности.

Необходимость разработки эффективных средств и способов предупреждения пожаров, особенно скрытых пожаров в условиях природных ландшафтов на больших площадях является актуальной задачей. Актуальность этой задачи определяется значительным ущербом здоровью людей, подрывом природных ресурсов, экономическими потерями, связанными с тушением подобных возгораний, при которых погибают люди. При этом очень важным обстоятельством представляется создание способов предотвращения пожаров отвечающих требованиям геоэкологии.

(характеристика аналогов) Для тушения пожаров торфяников

предусмотрены некоторые способы, которые могут использоваться и для предотвращения возгорания. К таким способам можно отнести способ тушения водой, подаваемой на места возможного возгорания через игловые стволы или иные трубопроводы и обеспечивающей увлажнение торфяников (Я. С. Повзик, П. П. Клюс, А. М. Матвейкин. Пожарная тактика. М.: Стройиздат, 1990 г. С.312-314).

Недостатками данного способа является низкая эффективность в связи с тем, что подаваемая вода уходит на глубину, что требует постоянной её подачи. В то же время невозможно организовать подачу воды на всю площадь торфяника, так как его размеры велики, а места расположения недоступны.

(характеристика прототипа) За прототип принят способ ограничения распространения пожара в торфяниках, осуществляемый путем окапывания очага возможного возгорания канавой, которая заливается водой (Я. С. Повзик, П. П. Клюс, А. М. Матвейкин. Пожарная тактика. М.: Стройиздат, 1990 г. с. 314).

что обеспечивает увлажнение торфяников и может снижать вероятность их возгорания.

Прокладка канала вокруг очага и подача в канал воды - признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения.

Недостатком прототипа является низкая эффективность в связи с тем, что вода из канав постоянно просачивается на более глубокие горизонты, не обеспечивая смачивания слоев торфа, при этом невозможно изготовление канав по всей площади торфяников, если учитывать значительную площадь залежей торфа и наличие непроходимых мест. Кроме того, потребуются значительные затраты на поддержание достаточного для эффективного смачивания торфа постоянно снижающегося уровня воды.

S (цель изобретения) Изобретение направлено на повышение эффективности предотвращения пожара в торфяниках за счет более эффективного смачивания торфа и снижения затрат на проведение работ по предотвращению пожара.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в создании экосистемы из природных ресурсов, способной противостоять возможному возгоранию очага за счёт самопроизвольного, затяжного и более интенсивного пропитывания торфа водой по всему очагу возгорания по мере повышения вероятности возгорания очага в результате таяния разветвлённой сети ледяных массивов.

^ (сущность изобретения) Поставленный результат достигается тем, что в зимний период прокладывают каналы по всему очагу возможного возгорания и намораживают в подготовленных каналах и естественных углублениях ледяные массивы посредством подачи в них воды в зимний период; ледяные массивы после намораживания покрываются теплоизолирующим материалом, в качестве которого используют слой грунта или торфяной массы; намораживание ведут водой, поданной из подземных горизонтов мест залегания торфяников.

Отличием от прототипа является прокладка канав по всему очагу возможного возгорания в зимний период и намораживание в подготовленных каналах и естественных углублениях ледяных массивов посредством подачи воды в них в зимний период, что доказывает соответствие заявляемого изобретения критерию «новизна».

Новые отличительные признаки изобретения обеспечивают эффективное пропитывание торфяников по всей площади, на которой возможно возгорание, причем режим пропитывания, т. е. количество выделяемой на пропитывание воды, определяется температурой внутри массива торфяника. Температура торфяника напрямую связана с температурой воздуха и процессами внутри торфяника, например, возможным очагом возгорания. Повышение температуры торфяника обеспечивает более активное таяние льда, более обильное смачивание торфа и подавление очага возгорания.

Эффективность предлагаемого способа будет выше также в связи с тем, что подготовка каналов и намораживание массива льда согласно изобретению, производится в зимний период, когда имеется возможность перемещаться по всей площади торфяника и создать разветвленную сеть каналов, а также использовать имеющиеся на всей площади торфяника естественные углубления, например, кратеры от более ранних пожаров.

Для снижения скорости таяния ледника за счет нагрева воздуха и действия солнечных лучей ледяные массивы покрываются теплоизолирующим материалом, а именно материалом, полученным при изготовлении канала, т. е. грунтом и торфяной массой.

Повышение эффективности способа и снижение затрат на мероприятия по предотвращению пожара будут наибольшими если для намораживания ледяных массивов использовать воду находящуюся, как правило, под слоями торфа или на более глубоких подземных горизонтах, что исключает необходимость доставки воды транспортом или по трубопроводам.

Таким образом, в соответствии с предлагаемым способом удается использовать имеющиеся природные ресурсы для создания экосистемы, способной противостоять возможному возгоранию. При этом данная система создается из имеющихся на торфяниках материалов без привлечения дополнительных материальных ресурсов. Кроме того, предлагаемый способ полностью отвечает требованиям геоэкологии, что также повышает его эффективность, поскольку не потребуются средства на устранение возможного загрязнения природной среды.

Известно намораживание ледяных массивов при устройстве переправ через водоемы в случае недостаточно толстого естественного льда.

Известно также использование ледяных массивов для понижения температуры при хранении продуктов питания в летнее время.

В заявляемом способе намораживание ледяных массивов по всему очагу возможного возгорания при повышении температуры обеспечивает затяжной режим пропитывания торфяников по мере таяния ледников, т. е. реализуется иная функция ледников в сравнении с известными примерами применения ледяных массивов, а именно, для предотвращения возгорания используется в основном вода - продукт таяния ледника, а нс лед, при этом для эффективной реализации способа предотвращения пожара реализуется соответствующий режим таяния ледника по мере повышения температуры в торфянике.

Сопоставительный анализ показывает, что из уровня техники нс следует очевидность заявляемого технического решения, что доказывает соответствие заявляемого способа критерию «изобретательский уровень».

Способ предотвращения пожара в торфяниках реализуется следующим образом.

В зимний период, когда появляется возможность перемещения по торфянику землеройной техники, производится изготовление каналов по определенным схемам, охватывающим очаги возможного возгорания. После этого к подготовленным каналам подастся вода и производится намораживание ледяных массивов в каналах и имеющихся естественных углублениях путем орошения. При намораживании ледяных массивов будет более эффективным для предотвращения возможного возгорания, если верхний край массивов будет находиться на уровне поверхности торфяников или несколько выше, что позволит пропитывать торфяники с верхних до нижних слоев.

Подача воды для намораживания ледяных массивов может производиться из подземных горизонтов, расположенных непосредственно под торфяниками на малой глубине. Подъем воды может производиться через пробуренные скважины или колодцы.

Для защиты ледяных массивов от таяния под действием прямых солнечных лучей их целесообразно укрыть теплоизолирующим материалом, в качестве которого используется грунт или торфяная масса, извлеченная при изготовлении каналов.

Таким образом, решается важная задача по снижению вероятности возгорания торфяников или залежей отходов целлюлозо-бумажной и другой промышленности, склонных к возгоранию, с использованием имеющихся ресурсов и соблюдением требований геоэкологии.

Формула изобретения

  • 1. Способ предотвращения пожара в торфяниках, включающий прокладку каналов вокруг очага возможного возгорания, подачу и наполнение каналов водой, отличающийся тем, что в зимний период прокладываются каналы по всему очагу возможного возгорания и намораживаются в подготовленных каналах и естественных углублениях ледяные массивы посредством подачи воды в них в зимний период.
  • 2. Способ предотвращения пожара в торфяниках по п. 1,

отличающийся тем, что ледяные массивы после намораживания покрывают теплоизолирующим материалом, в качестве которого используют слой грунта или торфяной массы.

3. Способ предотвращения пожара в торфяниках по п. 1,

отличающийся тем, что намораживание ведут водой, поданной из подземных горизонтов мест залегания торфяников.

Авторы

МКП7 А 62 С 3/02

СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПОЖАРА В ТОРФЯНИКАХ

РЕФЕРАТ

(57) Изобретение относится к способам предупреждения пожаров в местах залегания торфа или иных склонных к возгоранию спрессованных рыхлых легковозгораемых материалов, например залежей отходов целлюлозно- -бумажной промышленности.

Способ состоит в том, что в зимний период на поверхности торфяников в очагах возможного возгорания изготавливаются каналы, образующие определенную систему, в подготовленные каналы и естественные углубления подается вода, в каналах и естественных углублениях намораживаются орошением ледяные массивы, что позволяет обеспечивать пропитывание торфяников в процессе таяния ледяных массивов при повышении температуры окружающей среды в весенний и летний периоды.

Для защиты от активного таяния ледяных массивов под воздействием прямых солнечных лучей после намораживания их покрывают теплоизолирующим материалом, например, слоем грунта и торфяной массы, образовавшихся при изготовлении каналов.

При этом для намораживания ледяных массивов вода подастся из подземных горизонтов, расположенных непосредственно под торфяниками, через колодцы или скважины.

В результате реализации изобретения организуется новая локальная экосистема, обладающая более высокой степенью защищенности от возможных возгораний.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >