CN108394522A - 可多角度航行的溢油回收船 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可多角度航行的溢油回收船，该溢油回收船包括船体，所述船体沿其长度方向的两侧舷呈不对称型，其中一侧为呈直线形状的直线舷，另一侧为呈弧形状的弧形舷；所述船体的主甲板下方舱室内设置有若干个沿其长度方向间隔布置的动态曲面式溢油回收装置，所述船体位于直线舷的底部外壁沿其长度方向间隔开设有若干个与溢油回收装置一一对应布置的溢油回收门；所述船体的船艏和船艉的底部均设置有用于推进船体和调节船体航行角度的吊舱推进器。本发明的溢油回收船不仅可以多角度航行，而且还能增加船舶回收溢油的面积，同时可降低溢油回收作业的操作难度。

Description

可多角度航行的溢油回收船
技术领域
本发明涉及溢油回收船，具体地指一种可多角度航行的溢油回收船。
背景技术
随着全球经济的发展，人类对能源的需求量越来越大，石油工业逐渐从陆地走向海洋，从浅海走向深海。但海洋环境复杂，石油工业在探、钻、采、储、运、炼的每个环节都面临着风险与挑战。海上溢油是海上运输及海洋石油开发中时有发生的环保事故，可以减少，但是难以杜绝，可以预防但是难以预料，大型的溢油对海洋生态环境、沿岸经济、人类健康、公共安全等方面都会造成难以估量的严重损害，海上溢油防控及急处置是石油工业需要关注解决的首要问题。在中国版“工业4.0”规划—《中国制造2025》中，海洋工程装备及高技术船舶再次成为发展的重点，其明确指出，大力发展深海探测、资源开发利用、海上作业保障装备及其关键系统和专用设备。
传统的专业溢油回收船的物理法收油作业方案，主要分为以下两种：第一种方式为船艏布置有溢油回收门，溢油回收门内部为溢油回收装置。在进行溢油回收作业时，船舶低速前进，溢油通过船艏门进入内部溢油回收装置，完成溢油的回收与处理；第二种方式为舷侧布置有溢油回收门，船体伸出溢油回收辅助装置，进行溢油回收作业时，船舶低速前行，溢油在辅助装置的引导下进入舷侧溢油回收门，完成溢油的回收处理。
然而，对于上述第一种方式，为了达到良好的收油效果，让更多的浮油经由艏门进入船舶内置回收模块，艏门的安装及强度问题都会凸现出来，将艏门打开之后，主甲板下方没有任何支承构件，艏部主甲板和居住甲板給室便会形成“悬臂梁式”的外伸结构，而且在伸出部分还布置有多种设备，对于悬臂梁来说，这些将会造成应力集中甚至造成船体破坏。
对于上述第二种方式，由于船舶航行方向与舷侧溢油回收门的朝向方向不在同一方向，船舶进行溢油回收作业前，需要布置好辅助溢油回收机械。该方法在处理大型溢油事故时，存在操作复杂，布置时间长的缺点，同时，辅助溢油回收装置在风浪中易发生破损，高海况下该种作业方式不宜选用。此外，当拖船拖带围油栏辅助溢油回收船进行溢油回收作业时，拖船与工作船之间配合程度较差，且受风浪影响较大。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种可多角度航行的溢油回收船，该装置不仅可以多角度航行，而且还能增加船舶回收溢油的面积，同时可降低溢油回收作业的操作难度。
为实现上述目的，本发明所设计的可多角度航行的溢油回收船，包括船体，其特征之处在于：所述船体沿其长度方向的两侧舷呈不对称型，其中一侧为呈直线形状的直线舷，另一侧为呈弧形状的弧形舷；所述船体的主甲板下方舱室内设置有若干个沿其长度方向间隔布置的动态曲面式溢油回收装置，所述船体位于直线舷的底部外壁沿其长度方向间隔开设有若干个与溢油回收装置一一对应布置的溢油回收门；所述船体的船艏和船艉的底部均设置有用于推进船体和调节船体航行角度的吊舱推进器。
进一步地，所述船体的船艏主甲板上还设置有遥控潜水系统，所述遥控潜水系统包括用于下水辅助溢油回收的遥控潜水器、与遥控潜水器固定连接的吊放装置、以及用于操纵遥控潜水器下水工作的控制装置，所述吊放装置的执行端与控制装置的控制端相连。
进一步地，所述溢油回收装置包括壳体，所述壳体朝向溢油回收门的一侧中部设置有油水混合液进口，所述壳体背离溢油回收门的一侧底部设置有出水口；
所述壳体的底板上设置有可上下调节高度的曲面引流装置，所述曲面引流装置的上方倾斜设置有与其夹持配合的传送带装置，所述曲面引流装置与传送带装置之间形成用于引导油水混合液倾斜向下流动的通道，所述通道的进液口与油水混合液进口正对布置。
进一步地，所述曲面引流装置包括横截面呈三角形的承载本体，所述承载本体与传送带装置相对布置的斜面上设置有曲面层，所述承载本体的底部设置有可上下调节高度的液压伸缩杆。
进一步地，所述通道的出液口处设置有集油器，所述集油器的进口与通道的出液口相连通，所述集油器的顶部出油口处设置有用于吸取悬浮油液的油泵；所述集油器的底部出口处设置有用于向外排水的水泵，所述水泵的出口与壳体的出水口相连通。
进一步地，所述集油器的上方还设置有储油舱，所述集油器的顶部出油口与储油舱的进油口连接。
进一步地，所述船体的船艏和船艉的主甲板上各设置有用于布放围油栏的卷扬机。
进一步地，所述船体靠近直线舷的一侧的甲板上设置有两个用于抓握围油栏的扫油臂。
再进一步地，所述船体的主甲板上设置有用于起重打捞的起重机。
更进一步地，所述船体的主甲板上还设置有用于供直升机起落的承载平台。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
其一，本发明的多种航行角度有效增加船体与溢油的接触面积：现有的溢油回收船绝大对数只能够以船艏为迎流面进行正常的直线航行，迎流面积较小导致收油范围较小，在面对大规模溢油事故时，作业速度无法达到要求。为了增加有效吸油面积，目前有船体可展开式溢油回收船和加装大型扫油臂的吸油船，此类船型的工艺复杂，且在高海况下结构强度无法满足要求。本发明通过调整船舶航行角度增加迎流面面积以吸油范围，一定程度上解决了上述问题。
其二，本发明的舷侧多个溢油回收门提高溢油回收的效率：传统溢油回收船的溢油回收门主要分为船艏门与舷侧门两种。船艏门其方向与船舶前进方向相同，可以一定程度上提高吸油效率，但是其会在船艏部形成类似于悬臂梁式的结构，船艏的结构强度难以得到满足；舷侧门位于船舶的舷侧，其在结构强度方面优于船艏门，但是溢油回收门开口朝向与船舶前进方向不在同一直线，必须加装其他装置辅助溢油回收，增加了溢油回收作业的复杂程度。本项目的设计方案在总结两种方案的基础上，提出了布置多个舷侧溢油回收门的设想，当船舶斜向或者侧向航行时，舷侧作为迎流面，来流可以通过舷侧溢油回收门进入内部的动态斜面溢油回收装置，溢油回收效率大幅提高，并且能够一定程度上解决船艏门的结构强度问题，同时降低溢油回收作业的操作难度。
其三，本发明的船体型式为不对称型式，其一方面可以增加舱容与溢油回收效率，另一方面给该类船舶以一定的冰区加强等级并且能够降低其在斜向航行时的阻力。全回转吊舱推进器提高船的操纵性，同时便于舱室布置，在进行海上溢油回收作业时，油污由于受到风浪流的影响会发生转移，操纵性较好的溢油回收船才能更加高效的回收溢油。同时，吊舱推进器可以简化舱室布置，增加舱容，便于储存更多的溢油。
其四，本发明改进后的动态曲面式溢油回收装置提高溢油回收效率：目前我国现有的溢油回收船仍然大量采用旧式堰式吸油船，溢油回收效率低下。动态斜面装置是目前最为先进的溢油回收装置，其在多种溢油粘度、多种海况的溢油事故中均有良好的效果。但是项目小组为了进一步提高其溢油处理效率，在传统的动态斜面下方增加了高度可根据油层厚度调整的引流曲面以增加油水比例与过流稳定性，溢油在动态斜面与水流的双重拖带下，将会高效地被回收。
其五，本发明拥有更加智能的船载设备可以在多种工况下完成作业：传统溢油回收船在进行线式、面式或者线面式溢油回收作业时，大都需要拖船拖带围油栏作业，拖船拖带时一方面其与母船的配合会受到操纵性以及风浪的影响，另一方面短时间在溢油事故附近海域召集多艘拖船也存在较大困难。该溢油回收船搭载无人潜航器与无人艇下水设备，可以直接通过无人潜航器或者无人航行器进行围油栏布放、拖带作业，并且其与母船配合较好，操纵性更加优良，其中无人潜航器还能够有效规避风浪的影响。此外，传统的溢油回收船与围油栏连接的强磁接头，需要人工24小时值班调整高度以增加围油栏的随波性，在本设计方案中可以通过扫油臂智能调节强磁接头的高度，节省人力资源，同时该船还可以完成水上救援打捞、水下施工、水下探测等多种工作。
附图说明
图1为一种可多角度航行的溢油回收船的立体结构示意图；
图2为图1所示可多角度航行的溢油回收船的俯视结构示意图；
图3为溢油回收装置的剖视结构示意图；
图4为图1所示可多角度航行的溢油回收船在工作状态时的结构示意图；
图中，船体1(直线舷1.1、弧形舷1.2)、溢油回收装置2(壳体 2.1、油水混合液进口2.2、出水口2.3、曲面引流装置2.4、承载本体 2.41、曲面层2.42、液压伸缩杆2.43、传送带装置2.5、通道2.6、集油器2.7、油泵2.8、水泵2.9、储油舱2.10)、溢油回收门3、吊舱推进器4、遥控潜水系统5、遥控潜水器5.1、吊放装置5.2、控制装置 5.3、卷扬机6、扫油臂7、起重机8、承载平台9、围油栏10。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
图1和图2中所示的可多角度航行的溢油回收船，包括船体1，船体1沿其长度方向的两侧舷呈不对称型，其中一侧为呈直线形状的直线舷1.1，另一侧为呈弧形状的弧形舷1.2；船体1的主甲板下方舱室内设置有若干个沿其长度方向间隔布置的动态曲面式溢油回收装置2，船体1位于直线舷1.1的底部外壁沿其长度方向间隔开设有若干个与溢油回收装置2一一对应布置的溢油回收门3；船体1的船艏和船艉的底部均设置有用于推进船体和调节船体航行角度的吊舱推进器4。船体1的船艏主甲板上还设置有遥控潜水系统5，遥控潜水系统5包括用于下水辅助溢油回收的遥控潜水器5.1、与遥控潜水器 5.1固定连接的吊放装置5.2、以及用于操纵遥控潜水器5.1下水工作的控制装置5.3，吊放装置5.2的执行端与控制装置5.3的控制端相连。船体1的船艏和船艉的主甲板上各设置有用于布放围油栏10的卷扬机6。船体1靠近直线舷1.1的一侧的甲板上设置有两个用于抓握围油栏10的扫油臂7。船体1的主甲板上设置有用于起重打捞的起重机8和用于供直升机起落的承载平台9。
如图3所示，溢油回收装置2包括壳体2.1，壳体2.1朝向溢油回收门3的一侧中部设置有油水混合液进口2.2，壳体2.1背离溢油回收门3的一侧底部设置有出水口2.3；壳体2.1的底板上设置有可上下调节高度的曲面引流装置2.4，曲面引流装置2.4的上方倾斜设置有与其夹持配合的传送带装置2.5，曲面引流装置2.4与传送带装置2.5之间形成用于引导油水混合液倾斜向下流动的通道2.6，通道 2.6的进液口与油水混合液进口2.2正对布置。曲面引流装置2.4包括横截面呈三角形的承载本体2.41，承载本体2.41与传送带装置2.5相对布置的斜面上设置有曲面层2.42，承载本体2.41的底部设置有可上下调节高度的液压伸缩杆2.43。
上述技术方案中，通道2.6的出液口处设置有集油器2.7，集油器2.7的进口与通道2.6的出液口相连通，集油器2.7的顶部出油口处设置有用于吸取悬浮油液的油泵2.8；集油器2.7的底部出口处设置有用于向外排水的水泵2.9，水泵2.9的出口与壳体2.1的出水口2.3相连通。集油器2.7的上方还设置有储油舱2.10，集油器2.7的顶部出油口与储油舱2.10的进油口连接。
本发明的工作过程：当溢油回收船接到工作指令或者通过雷达监测到溢油事故发生时，它可以通过正常的直线行驶以最高航速到达事发海域进行溢油回收作业。在其到达事发海域后，通过调整船艏和船艉的吊舱推进器4的推进方向改变船舶的航行角度，使其按照一定的角度倾斜航行，在必要情况下，其可以达到完全横向航行，进入溢油回收作业状态。
此时，如图4所示，船艏和船艉的卷扬机6开始进行围油栏10 的布放，同时遥控潜水器5.1(ROV)从位于船艉主甲板上方运出，吊放装置5.2进行遥控潜水器布放，溢油回收船的扫油臂7张开，遥控潜水器(ROV)拖带布放好的围油栏10至适宜位置，扫油臂7抓握围油栏10的另一端。艏艉的围油栏10与船体形成较大的开口梯形结构，溢油回收范围显著增大。
溢油回收门3打开后，来流通过溢油回收门3进入内部的溢油回收装置2，该装置入口为引流曲面和动态斜面形成的向下的通道2.6。曲面引流装置2.4可以通过其底部的液压伸缩杆2.43，根据油膜厚度与船舶吃水调节高度，其曲面层2.42与水层、油层交界面重合，使尽可能少的水进入溢油回收装置2。动态斜面为倾斜向下运动的传送带装置2.5，其与引流的曲面层2.42形成的通道2.6与后面的集油器 2.7相连接，集油器2.7设计成箱体，其上部是油泵吸口，后方下部是水泵吸口。
在进行溢油回收时，集油器2.7内充满水，当启动水泵2.9时，集油器2.7内的水通过水泵2.9吸口排出，集油箱2.7内产生负压。在集油箱2.7内外压差作用下，水面漂浮油层和海水就会越过曲面层 2.42而进入溢油回收装置的通道2.6内；为将进入通道2.6的油层快速导流到集油器2.7内实现回收，启动流道上方的传送带装置2.5，则进入通道2.6的溢油油层在流道底层水流和顶层运动的动态斜面的双重拖带作用下，稳定迅速地流入集油器，并在集油器2.7内发生油水分离，油层上浮聚集在集油器顶部，在积累到一定厚度后应用油泵 2.9将其输送到指定的储油舱2.10，实现了海上溢油的快速高效回收。此外，该船还可以与其他船载设备配合，完成水上应急搜救打捞，水下施工、水下探测等工作。
以上仅为本发明的具体实施方式，应当指出，其余未详细说明的内容为现有技术，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可多角度航行的溢油回收船，包括船体(1)，其特征在于：所述船体(1)沿其长度方向的两侧舷呈不对称型，其中一侧为呈直线形状的直线舷(1.1)，另一侧为呈弧形状的弧形舷(1.2)；所述船体(1)的主甲板下方舱室内设置有若干个沿其长度方向间隔布置的动态曲面式溢油回收装置(2)，所述船体(1)位于直线舷(1.1)的底部外壁沿其长度方向间隔开设有若干个与溢油回收装置(2)一一对应布置的溢油回收门(3)；所述船体(1)的船艏和船艉的底部均设置有用于推进船体和调节船体航行角度的吊舱推进器(4)。
2.根据权利要求1所述的可多角度航行的溢油回收船，其特征在于：所述船体(1)的船艏主甲板上还设置有遥控潜水系统(5)，所述遥控潜水系统(5)包括用于下水辅助溢油回收的遥控潜水器(5.1)、与遥控潜水器(5.1)固定连接的吊放装置(5.2)、以及用于操纵遥控潜水器(5.1)下水工作的控制装置(5.3)，所述吊放装置(5.2)的执行端与控制装置(5.3)的控制端相连。
3.根据权利要求2所述的可多角度航行的溢油回收船，其特征在于：所述溢油回收装置(2)包括壳体(2.1)，所述壳体(2.1)朝向溢油回收门(3)的一侧中部设置有油水混合液进口(2.2)，所述壳体(2.1)背离溢油回收门(3)的一侧底部设置有出水口(2.3)；
所述壳体(2.1)的底板上设置有可上下调节高度的曲面引流装置(2.4)，所述曲面引流装置(2.4)的上方倾斜设置有与其夹持配合的传送带装置(2.5)，所述曲面引流装置(2.4)与传送带装置(2.5)之间形成用于引导油水混合液倾斜向下流动的通道(2.6)，所述通道(2.6)的进液口与油水混合液进口(2.2)正对布置。
4.根据权利要求3所述的可多角度航行的溢油回收船，其特征在于：所述曲面引流装置(2.4)包括横截面呈三角形的承载本体(2.41)，所述承载本体(2.41)与传送带装置(2.5)相对布置的斜面上设置有曲面层(2.42)，所述承载本体(2.41)的底部设置有可上下调节高度的液压伸缩杆(2.43)。
5.根据权利要求4所述的可多角度航行的溢油回收船，其特征在于：所述通道(2.6)的出液口处设置有集油器(2.7)，所述集油器(2.7)的进口与通道(2.6)的出液口相连通，所述集油器(2.7)的顶部出油口处设置有用于吸取悬浮油液的油泵(2.8)；所述集油器(2.7)的底部出口处设置有用于向外排水的水泵(2.9)，所述水泵(2.9)的出口与壳体(2.1)的出水口(2.3)相连通。
6.根据权利要求5所述的可多角度航行的溢油回收船，其特征在于：所述集油器(2.7)的上方还设置有储油舱(2.10)，所述集油器(2.7)的顶部出油口与储油舱(2.10)的进油口连接。
7.根据权利要求1～6任一项所述的可多角度航行的溢油回收船，其特征在于：所述船体(1)的船艏和船艉的主甲板上各设置有用于布放围油栏的卷扬机(6)。
8.根据权利要求1～6任一项所述的可多角度航行的溢油回收船，其特征在于：所述船体(1)靠近直线舷(1.1)的一侧的甲板上设置有两个用于抓握围油栏的扫油臂(7)。
9.根据权利要求1～6任一项所述的可多角度航行的溢油回收船，其特征在于：所述船体(1)的主甲板上设置有用于起重打捞的起重机(8)。
10.根据权利要求1～6任一项所述的可多角度航行的溢油回收船，其特征在于：所述船体(1)的主甲板上还设置有用于供直升机起落的承载平台(9)。
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