CN110344379B - 极地环境围油栏及围油方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种极地环境围油栏及围油方法，该围油栏由若干个围油栏单体串接而成，每个围油栏单体包括浮体、裙体、配重和连接体，其特征在于，所述裙体沿宽度方向间隔设置有用于防止围油栏横向变形的弹簧钢，裙体沿长度方向设置有加强带，所述浮体布置在弹簧钢上。本发明针对极地冰区的环境特点，通过拖轮快速围油，减缓溢油扩散，从而减轻环境污染，减少经济损失，对我国北部海域可能出现的寒冬季冰区溢油事故也具有一定的指导意义，具有广阔的应用前景。

Description

极地环境围油栏及围油方法
技术领域
本发明涉及水污染防治技术，尤其涉及一种极地环境围油栏及围油方法。
背景技术
围油栏是处理船舶溢油事故中一种常用的设备，但是现有的围油栏在极地冰水混合环境下，往往会出现溢油泄露、溢油飞溅以及围油栏倾覆等现象，造成围油栏拦油失效。现有围油栏在极地环境下，受到冰块、风、浪、流的综合作用，将影响其在水中保持竖直的形态，严重时可能导致围油栏倾覆，溢油随来流流过围油栏。因此，如何保证围油栏稳性成为关键问题之一：决定围油栏乘波性的关键因素有两个，一个是围油栏的柔性，另一个是围油栏的浮力重量比。当围油栏柔性不足时，围油栏的有效干舷和吃水就会减小，部分溢油就要逸漏；当围油栏浮力重量比不足时，围油栏不能紧跟波浪运动，不能保持吃水和有效干舷不弯，容易造成部分溢油泄露。因此，加强围油栏乘波性成为又一关键问题：围油栏滞油的临界速度与其滞油能力有很大的关系。当围油栏滞油能力较差时，其滞油的临界速度与抗涡流能力都大大降低，从而造成围油栏裙体的有效深度减小。针对以上问题，开展极地环境复杂水域中围油栏稳性保障技术，围油栏乘波性性能提升的技术，围油栏滞油能力提升的技术研究，提出了一种在极地环境下能有效减小失效的围油栏以及极地环境下的围油策略。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种极地环境围油栏及围油方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种极地环境围油栏，围油栏由若干个围油栏单体串接而成，每个围油栏单体包括浮体、裙体、配重和连接体，其特征在于，所述裙体沿宽度方向间隔设置有用于防止围油栏横向变形的弹簧钢，裙体沿长度方向设置有加强带，所述浮体布置在弹簧钢上。
按上述方案，所述裙体采用涂敷丁腈橡胶的尼龙布制成的裙体。
按上述方案，所述围油栏的浮体被分段包裹在尼龙布中。
一种使用上述围油栏的极地环境围油方法，包括以下步骤：
1)根据溢油区域的边界，由破冰船沿污染区域外围开出流冰带；
2)母船行驶至待处理海域溢油区域中心部位附近，拖船做好拖拽围油栏准备工作；
3)根据温湿度传感器(SHT75)信息、风速和洋流方向数据，确定溢油扩散速度较快的方向，四艘拖船根据该方向由母船两侧出发分别拉拽围油栏；
4)当拖船到达区域边界时，由母船上放下的两根围油栏之间加上一节点，以保证两围油栏连接；四艘拖船改变航向，沿流冰带两两背向而行；
5)两艘拖船相互会合时，在边界处，两根围油栏之间加上一节点(围油栏节点到达油水边界处)，此时，围油栏将待处理区域包围；
6)两艘拖船会合后，向母船方向同向行驶至母船，将区域划分为四个部分；
7)四艘拖船再次拖出围油栏，拖船以出发和回行的夹角的平分线为方向，驶离母船，直到碰触溢油边沿的围油栏形成四个节点，将待处理区域划分为8个部分，围油栏铺设工作完成。
按上述方案，所述步骤3)中四艘拖船分为两组，同速反向行驶，航速由快至慢，直至到达区域边界。
按上述方案，所述步骤7)中四艘拖船分别形成90°夹角驶离母船。
本发明产生的有益效果是：针对极地冰区的环境特点，通过拖轮快速围油，减缓溢油扩散，从而减轻环境污染，减少经济损失，对我国北部海域可能出现的寒冬季冰区溢油事故也具有一定的指导意义，具有广阔的应用前景。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的极地溢油围油过程示意图。
图3是本发明实施例的拖船极地溢油围油过程示意图。
图4是本发明实施例的拖船极地溢油围油过程示意图。
图5是本发明实施例的拖船极地溢油围油过程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种极地环境围油栏，围油栏由若干个围油栏单体串接而成，每个围油栏单体包括浮体4、裙体1、配重链5和连接体，所述裙体沿宽度方向间隔设置有用于防止围油栏横向变形的弹簧钢3，裙体沿长度方向设置有加强带2，所述浮体布置在弹簧钢上。
弹簧钢，用于在横向位置上固定围油栏，防止在围油栏施放过程中引起围油栏的横向变形，造成围油栏的高度减少，使溢油越过围油栏扩散至未污染的海域。
浮体，布置在弹簧钢上，采用轻质软型材料制造，内部空心，且可根据不同海域海水密度调节排水体积，使围油栏灵敏的感应波浪的变化。围油栏在浮体提供的浮力作用下保持浮态。且为保证其良好的围油效果，必须尽可能实现与围油栏浮体的无缝连接，对于由波浪引起的水位变化，实现围油栏的随波浮动，以保证围油栏始终在溢油海域范围内浮动，减少丢失、沉底等问题。
加强带，除了用于加强裙体的结构强度，还用于将弹簧钢和裙体更好的固定，减少裙体与弹簧钢之间存在的摩擦，防止距离近摩擦大造成的围油栏磨损严重，距离过远难以起到定位的效果。必须在有效距离内控制围油栏的位置，从而提高围油栏的使用寿命。
裙体结构，结合极地冰水环境浮冰多、温度低，且洋流、浮冰和风对围油栏也会产生一定应力的实际情况，该围油栏采用涂敷丁腈橡胶的尼龙布，尼龙强度高，弹性恢复较好，耐疲劳明显优于其他纤维，而丁腈橡胶具有较大的温度工作区间，在极地低温环境下也具有较好的性能，同时丁腈橡胶具有极好的耐油性和耐磨性。采用这样的搭配可使围油栏在极地冰水环境下具备较好的工作性能。围油栏的浮体被分段包裹在尼龙布中，裙体中设有弹簧钢，可增加围油栏的稳定性和乘波性。本围油栏可折叠，易于贮存运输，总张力可达9000公斤，满足在极地冰水环境下工作的张力需求。
配重链通过自身重力作用将围油栏定位在相应的溢油海域，以减少海风，波浪对围油栏的扰动。
一种使用上述围油栏的极地环境围油方法，包括以下步骤：
1)根据溢油区域的边界，由破冰船沿污染区域外围开出流冰带；如图2；
2)母船行驶至待处理海域溢油区域中心部位附近，拖船做好拖拽围油栏准备工作；
3)根据温湿度传感器(SHT75)信息、风速和洋流方向数据，确定溢油扩散速度较快的方向，四艘拖船根据该方向由母船两侧出发分别拉拽围油栏；如图3；
4)当拖船到达区域边界时，由母船上放下的两根围油栏之间加上一节点，以保证两围油栏连接；四艘拖船改变航向，沿流冰带两两背向而行；如图4；
5)两艘拖船相互会合时，在边界处，两根围油栏之间加上一节点(围油栏节点到达油水边界处)，此时，围油栏将待处理区域包围；如图4；
6)两艘拖船会合后，向母船方向同向行驶至母船，将区域划分为四个部分；如图4；
7)四艘拖船再次拖出围油栏，拖船以出发和回行的夹角的平分线为方向，驶离母船，直到碰触溢油边沿的围油栏形成四个节点，将待处理区域划分为8个部分，围油栏铺设工作完成，如图5。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种极地环境围油栏的围油方法，所述极地环境围油栏由若干个围油栏单体串接而成，每个围油栏单体包括浮体、裙体、配重和连接体，其特征在于，所述裙体沿宽度方向间隔设置有用于防止围油栏横向变形的弹簧钢，裙体沿长度方向设置有加强带，所述浮体布置在弹簧钢上；
该方法包括以下步骤：
1）根据溢油区域的边界，由破冰船沿污染区域外围开出流冰带；
2）母船行驶至待处理海域溢油区域中心部位附近，拖船做好拖拽围油栏准备工作；
3）根据温湿度传感器信息、风速和洋流方向数据，确定溢油扩散速度较快的方向，四艘拖船根据该方向由母船两侧出发分别拉拽围油栏；所述步骤3）中四艘拖船分为两组，同速反向行驶，航速由快至慢，直至到达区域边界；
4）当拖船到达区域边界时，由母船上放下的两根围油栏之间加上一节点，以保证两围油栏连接；四艘拖船改变航向，沿流冰带两两背向而行；
5）两艘拖船相互会合时，在边界处，两根围油栏之间加上一节点，此时，围油栏将待处理区域包围；
6）两艘拖船会合后，向母船方向同向行驶至母船，将区域划分为四个部分；
7）四艘拖船再次拖出围油栏，拖船以出发和回行的夹角的平分线为方向，驶离母船，直到碰触溢油边沿的围油栏形成四个节点，将待处理区域划分为8个部分，围油栏铺设工作完成。
2.根据权利要求1所述的极地环境围油栏的围油方法，其特征在于，所述步骤7）中四艘拖船分别形成90°夹角驶离母船。
3.根据权利要求1所述的极地环境围油栏的围油方法，其特征在于，所述裙体采用涂敷丁腈橡胶的尼龙布制成的裙体。
4.根据权利要求1所述的极地环境围油栏的围油方法，其特征在于，所述围油栏的浮体被分段包裹在尼龙布中。
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