CN101596930B - 海上浮油收集船 - Google Patents

Abstract

本发明是一种船舶工程技术领域的海上浮油收集船。包括：浮船体和主船体，主船体固定在对称布置的2个浮船体上，其特征在于：所述浮船体包括：试剂喷洒装置、喷水推进器、自航器平台、自航器、围油栏、围油栏支架、浮船体存储舱，浮船体存储舱设置在浮船体内的舱室，试剂喷洒装置设置在浮船体上，喷水推进器设置在浮船体尾部下方，自航器平台设置在浮船体尾部，自航器设置在自航器平台上，其上设置有控制信号接收器和动力装置，围油栏支架固定在自航器平台上，围油栏一端固接在自航器上，另一端固接在围油栏支架上。本发明可以高效全面地处理大面积的海上漏油事故，融入了系统化的海上浮油处理技术，实现了单个装置对海上漏油事故的一体化处理。

Description

海上浮油收集船

技术领域

本发明涉及的是一种船舶工程技术领域的浮油处理船，具体是一种海上浮油收集船。

背景技术

世界石油运输主要依靠海上运输，据统计每年因油船在航行中搁浅、碰撞、触礁、起火爆炸以及船体本身结构破损等造成的原油泄漏事故，而溢出的原油约20-40万吨；同时越来越多的海上钻井平台和海上输油管道相继建成，也存在着环境或者自身结构的安全隐患问题，可能会发生平台爆炸或者输油管道的泄露，从而导致原油泄漏事故。

海上原油泄漏事故不仅浪费了越发紧缺的石油资源，还可能引发国际纠纷，更严重的是，泄漏的原油漂浮在海洋或其他水域上将严重破坏海洋、海岸及其他水域的的环境，造成巨大的经济损失和难以修复的生态破坏。因此海上原油泄漏事故发生后，需要通过有效的先进的海面浮油回收装置将海上浮油尽可能回收，从而事故的负面影响降至最低。目前海上浮油收集的方法大致分为物理法、化学法和生物法三种。其中物理法的应用最为广泛，也最适合处理大面积的海上漏油事故。

经对现有技术的文献检索发现：中国专利号：CN98236718.X，专利名称：水面浮油收集船，提出在船体前方设置坡形铲水板，通过将油水混合物铲入船体，通过分离后进行收集原油排除海水。其不足主要在于：受海面波浪的影响明显，不能有效应对水位变化带来的浮油层位置改变；间断作业、效率不高；只能实现油水收集，不能阻止浮油的扩散；同时，由于单船收集范围小，处理区域容易被周围其它浮油重新覆盖。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足和缺陷，提供一种适用于海上大面积浮油收集的海上浮油收集船，可以快速、高效、环保的完成浮油收集、油水分离、浮油储存等任务。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：浮船体和主船体，主船体固定在对称布置的2个浮船体上，所述浮船体包括：试剂喷洒装置、喷水推进器、自航器平台、自航器、围油栏、围油栏支架、浮船体存储舱，浮船体存储舱设置在浮船体内的舱室，试剂喷洒装置设置在浮船体上，喷水推进器设置在浮船体尾部下方，自航器平台设置在浮船体尾部，自航器设置在自航器平台上，其上设置有控制信号接收器和动力装置，围油栏支架固定在自航器平台上，围油栏一端固接在自航器上，另一端固接在围油栏支架上；

所述主船体，包括：聚油头、油水分离系统、船外储油系统、自动驾驶操作舱室和供能系统，聚油头设置在主船体前方下部的两浮船体之间，油水分离系统设置在主船体内的舱室中，船外储油系统设置在主船体尾部，自动驾驶操作舱室设置在主船体上，供能系统设置在主船体上。

试剂喷洒装置用于向浮油喷洒稀释剂或凝油剂以及对浮船体进行清洗，浮船体存储舱为试剂喷洒装置提供稀释剂和凝油剂，喷水推进器用于推动本发明在海上航行，自航器平台工作时可以下降到吃水线以下，自航器与浮船体分离进入水面后，可以接收并按照导航控制系统发出的控制信号航行，自航器航行时将拖动围油栏在海面上展开围绕浮油面形成封闭作业区域，从而达到阻止浮油在海面上漂移扩散的目的。待该封闭区域的浮油收集完毕后，自航器可以拖动围油栏重新设立一片封闭区域或者回到自航器平上。

所述的聚油头呈L字形，进油开口设置在聚油头L字形向前伸出部分的斜面上，斜面与水平面形成的夹角为30度。开口的大小和开口位置可以调节，工作状态时开口打开，航行状态时开口关闭。聚油头用于收集海上浮油，油水分离系统用于分离聚油头收集的浮油中的海水，船外储油系统用于存储油水分离系统分离作业后排出的浮油。

聚油头上的聚油口外设置过滤网，可以对杂物进行过滤。

所述的聚油头内设置抽吸泵，抽吸泵通过管道与油水分离系统连接，用于将进入聚油头中的浮油抽入油水分离系统。

所述油水分离系统，包括：重力油水分离器、栅片式油水分离器、离心式油水分离器、油分计、储水器、储油器。重力油水分离器、栅片式油水分离器、离心式油水分离器都具有一个输入端、一个排水端和一个排油端，油分计设置在离心式油水分离器的排油端上，重力油水分离器、栅片式油水分离器、离心式油水分离器的排水端分别与储水器连接，重力油水分离器的输入端与聚油头中的抽吸泵连接，重力油水分离器的排油端与栅片式油水分离器的输入端、栅片式油水分离器的排油端与离心式油水分离器的输入端通过导管连接，离心式油水分离器的排油端同时与船外储油系统、重力油水分离器的输入端连接，重力油水分离器、栅片式油水分离器、离心式油水分离器构成一循环油路，储水器一端与重力油水分离器、栅片式油水分离器、离心式油水分离器的排水端连接，另一端与浮船体上的喷水推进器连接。

进入油水分离系统的浮油依次经过重力油水分离器、栅片式油水分离器、离心式油水分离器的油水分离作业后，经离心式油水分离器的排油端输出，此时油分计对该浮油进行检测，如果浮油含量达到排放标准则将浮油排向船外储油系统，否则将浮油排往重力油水分离器的输入端，再次进行分离作业。

所述的船外储油系统，包括储油器、灌装机、柔性储油袋、坡架。储油器一端与油水分离系统中的离心式油水分离器的排油端连接，另一端与灌装机连接，柔性储油袋在灌装机中完成灌装和封口一体化的工作后，通过与灌装机连接的滑道进入设置在主船体的尾端的坡架上。

所述的坡架，表面铺设履带，通过电机驱动履带循环运动，柔性储油袋进一步滑入坡架的履带，将柔性储油袋移送至水中。柔性储油袋之间通过绳子进行连接，防止在海面上漂散。

智能太阳能电池板设置在所述的主船体上，与主船体上的供能系统连接。

导航系统设置在所述的主船体上，与自动驾驶操作舱室连接。

所述的聚油头上设置加热器，用于加热通过聚油口进入聚油头中的浮油，防止浮油阻塞抽吸泵。

本发明的有益效果是：浮船体配合聚油头形成一个类似于喇叭的半封闭结构，在船前行的过程中有利于聚油头对油水混合物的收集。聚油头由两块可纵向移动的滑板构成，进行浮油收集作业时聚油头打开，使浮油流入，并通过控制滑板扩大或者缩小开口从而控制浮油进入聚油头的速度，不进行浮油收集作业时，聚油头关闭。可以依据海面波浪以及船舶的吃水状况调节聚油头开口的高度，保证聚油头高效的吸收浮油。柔性储油袋通过坡架滑入海面漂浮进行分离式储存，使得本发明的浮油收集量不受船体空间的限制，从而延长本发明的工作时间。此外原油分散布置在海外上进行漂浮储存后，不但可以降低大量原油聚集燃烧的风险，同时将储存仓破损后原油的泄漏量降至最低。利用自航器铺设围油栏，可以避免单船收集范围小，处理区域容易被周围其它浮油重新覆盖的缺点，待一定区域处理完毕后建立一块新的工作区域，从而避免油层重新扩散。

本发明实行舱外储油，可以节省内部空间，保证其能够不受船体容量限制长时间有效工作；采用自带的自航器布置围油栏，形成稳定的大范围工作区域，可以有效地解决浮油收集过后油层重新覆盖的问题。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明油水分离装置的布置图；

图中：浮船体1、主船体2、试剂喷洒装置3、浮船体存储舱4、喷水推进器5、自航器平台6、围油栏支架7、聚油头8、油水分离系统9、自动驾驶操作舱室10、过滤网11、抽吸泵12、重力油水分离器13、栅片式油水分离器14、离心式油水分离器15、油分计16、船外储油系统17、柔性储油袋18、坡架19、智能太阳能电池板20、导航控制系统21、加热器22、储水器23、储油器24、自航器25。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1和2所示，本实施例由浮船体1和主船体2构成，浮船体1有一定吃水以提供装置所需浮力，主船体2受浮船体1的支撑，位于水面以上。

所述浮船体1共两个，连同其上的设备均关于装置的中纵剖面对称布置。所述浮船体1首部的甲板上设置有试剂喷洒装置3，尾部的甲板上设置有自航器平台6和围油栏支架7；浮船体1的内部舱室包括位于首部的浮船体存储舱4和位于尾部的喷水推进器5。

所述试剂喷洒装置3与浮船体存储舱4相连通。所述浮船体存储舱4用于储存稀释或凝聚浮油的化学试剂以及清水。所述试剂喷洒装置3可以从浮船体存储舱4中抽取浮油稀释剂或凝聚剂并向外喷洒以稀释浮油或凝聚浮油，从而使装置可以处理岸滩上无法收集的积油；亦可向船体喷洒浮船体存储舱4中存放的清水以清洁被浮油污染的船体。

所述自航器平台6可由浮船体1甲板之上通过轨道下移至浮船体1侧面的水中，其上设置有围油栏支架7和自航器25。所述围油栏支架7固定在自航器平台6上，上缠绕有布质围油栏。布质围油栏的一端固定并卷起缠绕于围油栏支架7上，另一端与自航器25连接。作业状态下，自航器25将布质围油栏从围油栏支架7上拉出，达到围油的作用。所述自航器25上设置有控制信号接收器和动力装置，自航器25可通过遥控在海上航行并拉开围油栏围绕浮油面形成封闭作业区域，从而达到阻止浮油在海面上漂移扩散的目的。待该封闭区域的浮油收集完毕后，自航器可以拖动围油栏重新设立一片封闭区域或者回到自航器平台6上。。

所述喷水推进器5位于浮船体1尾部甲板下的舱室中，是装置移动的动力来源。

所述主船体2包括：聚油头8、油水分离系统9、船外储油系统17、自动驾驶操作舱室10、智能太阳能电池板20和导航控制系统21。其中聚油头8固结于主船体2船壳的下侧，位于两个浮船体1之间。聚油头8与油水分离系统9相连，将收集到的油水混合物送入油水分离系统9中进行油水分离。油水分离系统9位于主船体2内部靠船首位置，其后部的油出口与船外储油系统17相连，水出口与喷水推进器5的进水口相通。船外储油系统17将油水分离系统9分离出的原油灌装打包，送至位于主船体2尾部的坡架19，并将打包后的柔性储油袋18送入水中进行船外储存。

所述聚油头8呈L字形，用于收集海面浮油。其一侧为进油开口，控制浮油的进入；另一侧与抽吸泵12相连，在抽吸泵12的抽吸作用下加快浮油的进入，提高聚油头的集油效果。进油开口设置在聚油头L字形向前伸出部分的斜面上，斜面与水平面形成的夹角为30度。通过调节位于开口坡面内侧的滑板位置可以改变开口的大小和开口位置。工作状态时开口打开，航行状态时开口关闭。进油开口处设有过滤网11和加热器22。所述过滤网11用于过滤海面杂质。所述加热器22，用于加热通过聚油口进入聚油头中的浮油，防止浮油阻塞抽吸泵。

如图3所示，所述油水分离系统9对聚油头8收集的油水混合物进行分离，由重力油水分离器13、栅片式油水分离器14、离心式油水分离器15、油分计16、加热器22、储水器23、储油器24组成。进入油水分离系统9的浮油依次经过重力油水分离器13、栅片式油水分离器14、离心式油水分离器15的油水分离作业后，经离心式油水分离器15的排油端输出，此时油分计16对该浮油进行检测，如果浮油含量达到排放标准则将浮油送至船外储油系统17，否则将浮油排往重力油水分离器13的输入端，再次进行分离作业。

所述重力重力油水分离器13、栅片式油水分离器14、离心式油水分离器15都具有一个输入端、一个排水端和一个排油端。所述油分计16设置在离心式油水分离器15的排油端上。重力油水分离器13、栅片式油水分离器14、离心式油水分离器15的排水端分别与储水器23连接，重力油水分离器13的输入端与聚油头中的抽吸泵12连接，重力油水分离器13的排油端与栅片式油水分离器14的输入端、栅片式油水分离器14的排油端与离心式油水分离器15的输入端通过导管连接，离心式油水分离器15的排油端同时与船外储油系统17、重力油水分离器13的输入端连接，重力油水分离器13、栅片式油水分离器14、离心式油水分离器15构成一循环油路，储水器23一端与重力油水分离器13、栅片式油水分离器14、离心式油水分离器15的排水端连接，另一端与浮船体上的喷水推进器5连接。

所述船外储油系统17用于将油水分离系统9分离出的原油灌装打包并送至船外进行储存，由灌装机17、柔性储油袋18、坡架19、储油器24组成。储油器24一端与油水分离系统9中的离心式油水分离器15的排油端连接，另一端与灌装机17连接。柔性储油袋18在灌装机中完成灌装和封口一体化工序，通过与灌装机17连接的滑道进入设置在主船体尾端的坡架19上。所述的灌装机每次将一定量的原油灌入柔性储油袋18中，并能将袋口密封。所述的柔性储油袋18可以随着内部浮油量的增加而膨胀，提高了储油的能力和安全性；柔性储油袋18之间通过绳子进行连接，防止在海面上漂散，同时其表面颜色鲜艳，船外储存于海上时容易辨识。所述的坡架19，表面铺设履带，通过电机驱动履带循环运动，将柔性储油袋18送至水中。

所述智能太阳能电池板20设置在的主船体2顶部，与主船体上的供能系统连接，利用太阳能发电，节省装置能源。

所述导航控制系统21设置在主船体2顶部，与自动驾驶操作舱室10连接，用于自航器25的控制信号的传输。所述自动驾驶操作舱室10位于主船体2内部，控制装置的运动。

工作时，浮油收集装置可自航到近海事故现场或拖航至远海。自动驾驶操作舱室10发出命令，自航器平台6下降至一定高度并将自航器25释放入水。通过导航控制系统21可控制自航器25在海面上运动并将围油栏展开，包围装置周围的受污染海面，从而形成一片封闭的作业区域，将浮油污染区域与周围海域隔开。根据海面原油的实际情况，试剂喷洒装置3采用不同的模式进行工作：如果油水混合物过于粘稠则喷洒稀释剂使其稀释，同时亦可防止粘稠浮油堵塞于聚油口8的过滤网11上；如果油水混合物过于稀释，则喷洒浮油凝固剂使得海面浮油进行凝固，不仅减缓扩散同时浮油厚度增加有利于提高收集效率。依据海面波浪以及船舶的吃水状况调节聚油头进油开口的大小与高度，保证开口对准浮油面，进行高效的浮油吸收。浮油通过过滤网11过滤后进入聚油头8，然后通过抽吸泵12将浮油混合物抽吸进入油水分离系统9。油水分离过后的海水直接排向喷水推进器5的进水口。分离后的原油经过油分计16检验合格后通过储油器24注入灌装机17并灌入柔性储油带18中。对柔性储油带18进行打包后通过坡板19滑入水中进行船外漂浮储存。等到封闭区域内的浮油层清理完毕后，自航器25可以重新布置一片工作海域，亦可回收至母船完成工作，关闭聚油头的开口，整个工作流程完成。

Claims (7)

1.一种海上浮油收集船，包括：浮船体和主船体，主船体固定在对称布置的2个浮船体上，其特征在于：所述浮船体包括：试剂喷洒装置、喷水推进器、自航器平台、自航器、围油栏、围油栏支架、浮船体存储舱，浮船体存储舱设置在浮船体内的舱室，试剂喷洒装置设置在浮船体上，喷水推进器设置在浮船体尾部下方，自航器平台设置在浮船体尾部，启航器设置在自航器平台上，自航器平台上设置有控制信号接收器和动力装置，围油栏支架固定在自航器平台上，围油栏一端固接在自航器上，另一端固接在围油栏支架上；

所述主船体，包括：聚油头、油水分离系统、船外储油系统、自动驾驶操作舱室和供能系统，聚油头设置在主船体前方下部的两浮船体之间，油水分离系统设置在主船体内的舱室中，船外储油系统设置在主船体尾部，自动驾驶操作舱室设置在主船体上，供能系统设置在主船体上。

2.根据权利要求1所述的海上浮油收集船，其特征是，所述的聚油头呈L字形状，聚油头表面与水平面在水平面上方形成的夹角为30度，且该夹角开口方向朝向主船体。

3.根据权利要求1所述的海上浮油收集船，其特征是，所述的聚油头内设置抽吸泵，抽吸泵通过管道与油水分离系统连接，用于将进入聚油头中的浮油抽入油水分离系统。

4.根据权利要求3所述的海上浮油收集船，其特征是，所述的聚油头上的聚油口外设置过滤网。

5.根据权利要求1所述的海上浮油收集船，其特征是，所述的油水分离系统，包括：重力油水分离器、栅片式油水分离器、离心式油水分离器、油分计、储水器，重力油水分离器、栅片式油水分离器、离心式油水分离器都具有一个输入端、一个排水端和一个排油端，油分计设置在离心式油水分离器的排油端上，重力油水分离器、栅片式油水分离器、离心式油水分离器的排水端分别与储水器连接，重力油水分离器的输入端与聚油头中的抽吸泵连接，重力油水分离器的排油端与栅片式油水分离器的输入端、栅片式油水分离器的排油端与离心式油水分离器的输入端通过导管连接，离心式油水分离器的排油端同时与船外储油系统、重力油水分离器的输入端连接，重力油水分离器、栅片式油水分离器、离心式油水分离器构成一循环油路，储水器一端与重力油水分离器、栅片式油水分离器、离心式油水分离器的排水端连接，另一端与浮船体上的喷水推进器连接。

6.根据权利要求1所述的海上浮油收集船，其特征是，所述的船外储油系统，包括储油器、灌装机、柔性储油袋、坡架，储油器一端与油水分离系统中的离心式油水分离器的排油端连接，另一端与灌装机的一端连接，柔性储油袋在灌装机中完成灌装和封口一体化的工作后，通过与灌装机连接的滑道进入设置在主船体的尾端的坡架上。

7.根据权利要求6所述的海上浮油收集船，其特征是，所述的坡架，表面铺设履带，通过电机驱动履带循环运动，柔性储油袋进一步滑入坡架的履带，将柔性储油袋移送至水中，柔性储油袋之间通过绳子进行连接。

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