CN113684799B - 一种预置于水下的自动充气围油栏 - Google Patents

Abstract

本发明提供了涉及水上油污泄漏应急处理领域，具体是涉及一种预置于水下的自动围油栏，包括：塑性板，所述塑性板沿轴向铺设并固定在输油管的外圆周面上，且所述塑性板沿其宽度方向的两侧向下弯曲，并且在塑形板的两侧设置有竖向延伸并抵接在水底的集压板；围栏，可漂浮在水中并且可自动充气，通过所述牵引杆与所述塑性板连接，围栏可伸缩，在未充气状态下围栏处于缩回的状态，在充气后，围栏伸展并脱离所述塑形板。该自动围油栏，能够在石油泄漏时，自动地展开并上浮到水面，以围住石油。

Description

一种预置于水下的自动充气围油栏

技术领域

本发明涉及水上油污泄漏应急处理领域，具体是涉及一种预置于水下的自动充气围油栏。

背景技术

近年来，随着海洋油气资源的不断开发，海底管网规模将会日益增大，对海洋生态环境存在潜在风险，一旦发生管线穿孔、意外事故、人为破坏等造成原油泄漏，不仅会造成巨大的经济损失，还可能引发国际纠纷。更为严重的是，泄漏的原油漂浮在海洋或其他水域中，将严重破坏海洋、海岸及其它水域环境，造成难以修复的生态破坏。而国内外海洋平台和海底管线就曾多次发生重大安全试过，带来了巨大的经济损失，并造成了严重的海洋生态环境污染。

当水面发生溢油等事故时，应及时采用围油栏进行阻截、围控和引导，将水面上的油污等控制在一定范围内或引导到不敏感的水域，然后再清除油污等。目前采用围油栏时，往往是用船只将围油栏等装置运送至事故现场，作业完毕再运回；这样不但大大增加围油清污的作业成本，同时还会贻误围油清污最佳时机。如预先设置在油污泄漏的高风险水面上，则会影响通航，同时海浪强烈冲刷也会减少围油栏的使用寿命，甚至将油围栏冲走。

中国专利CN201010181252.0公开了一种可潜水定位储存的围油栏，该围油栏包括围油栏本体、充吸气软管、锚链锚绳固定板、软管连接器、端头连接螺栓、连接端头；所述围油栏本体呈带状体，围油栏本体上部设有独立的气室腔，其内部平行设有充吸气软管，围油栏本体下部间隔均匀设有锚链锚绳固定板，锚链锚绳沿围油栏布放方向设置；围油栏本体两边上部纵向对应设有软管连接器，用以相关两节围油栏气管线之间的连通，且围油栏本体两端设有连接端头，两节围油栏之间通过连接端头及连接螺栓定位连接围油栏本体。

该围油栏需通过操作启动，无法在漏油点上方海域实时充气围油。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种预置于水下的自动充气围油栏。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种预置于水下的自动充气围油栏，包括：

塑性板，所述塑性板沿轴向铺设并固定在输油管的外圆周面上，且所述塑性板沿其宽度方向的两侧向下弯曲，并且在塑形板的两侧设置有竖向延伸并抵接在水底的集压板；

围栏，可漂浮在水中并且可自动充气，通过所述牵引杆与所述塑性板连接，围栏可伸缩，在未充气状态下围栏处于缩回的状态，在充气后，围栏伸展并脱离所述塑形板。

所述围栏包括多个气体发生段和多个筒状气袋段，所述气体发生段和筒状气袋段均呈筒状，两者交替设置且首尾连接，围成了框型结构。所述气体发生段能够自动产生气体。

优选地，所述气体发生段包括，

密封筒，所述密封筒的两端设置有与其内部连通的出气管；

隔板，固定设置在所述密封筒的沿其轴向的中间位置，所述隔板将密封筒内部分隔为第一反应腔和第二反应腔，所述第一反应腔用于放置试剂一，所述第二反应腔用于放置试剂二，所述隔板上设置有用于连通第一反应腔和第二反应腔的连通口，所述连通口上下延伸；

闸板，可上下移动地设置在所述连通口处以将连通口的下侧选择性地打开或者关闭，当闸板将将连通口的下侧打开时，试剂一和试剂二混合，瞬间释放气体，实现围栏的自动充气；

柔性膜，所述柔性膜设置在所述第一反应腔和第二反应腔与对应的所述出气管的连接处，用于将对应的出气管封堵，当试剂一与试剂二混合后，产生大量的气体，气压能够将柔性膜压破，气体进入到筒状气袋段；

触发组件，所述触发组件设置在所述密封筒上，且触发组件与闸板传动连接，触发组件带动闸板向上移动以打开连通口。

优选地，所述触发组件包括：

封闭盒，所述封闭盒设置在所述密封筒的外圆周面的上侧；

电动推杆，所述电动推杆设置在所述封闭盒内，所述电动推杆的输出轴朝下延伸且贯穿密封筒与闸板的上端固定连接；

水质传感器，所述水质传感器设置在所述封闭盒上，用于检测水质的变化，根据水质的变化能够判断是否发生泄漏。

优选地，在密封筒内且对应间隙的位置处设置有两挡板，两挡板位于闸板的沿密封筒的沿轴线方向的两侧，所述挡板能够将所述间隙完全挡住，闸板位于两挡板之间，并且在闸板与所述挡板的配合处设置有密封条。

优选地，所述筒状气袋段为能够沿轴向伸展的波纹管。

优选地，还包括两连接件，两所述连接件设置在所述塑性板的沿输油管的轴线方向的两端，每个连接件的在垂直于所述输油管的轴线方向的两侧设置有柔性连接环，在连接件的对应于每个柔性连接环的一侧均设置有一所述牵引杆，所述牵引杆的一端固定在所述围栏上，另一端设置有固定环，所述固定环与对应的柔性连接环连接，在所述柔性连接环的远离连接件的一侧形成有间隙，当固定环拉动所述柔性连接环时，固定环抵靠在所述间隙处，所述间隙的大小小于围成固定环的杆的直径，当出现石油泄漏时，所述筒状气袋段伸展，牵引杆会拉动固定环，当拉力达到一定大小时，固定环会从所述间隙移出。

优选地，还包括锚绳和重锚，所述锚绳的一端与所述围栏固定连接，且所述锚绳的另一端与所述重锚固定连接，所述重锚用于固定在水底。

本发明还提供了一种围油方法，采用上述自动充气围油栏，包括如下步骤：

步骤一：将塑形板固定在输油管的指定位置，并且将所述集压板的下侧抵接到水底，将围栏通过牵引杆连接到所述塑形板上；

步骤二：水质传感器实时检测周围的水质，当检测到水质中有石油时，触发组件打开闸板；

步骤三：气体发生段中的试剂一和试剂二穿过连通口混合，并产生气体；

步骤四：产生的气体进入充满气体发生段并进入到筒状气袋段；

步骤五：筒状气袋段在气体的气压作用下展开；

步骤六：在筒状气袋段展开的过程中，牵引杆与所述连接件脱离；

步骤七：在筒状气袋段展开的过程中，围栏的浮力增加，围栏浮出水面；

步骤八：泄漏的石油被围在围栏中。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

该围油栏预设在输油管上容易漏油的位置处，在发生泄漏时，围栏能够自动地上浮并且展开，进而能够在泄漏时立即地能够围住石油。同时该围油栏适用于江河湖库及海域，并且不限于原油，还适用于如柴油、机油等一切油类等。同时本发明的围栏除了用在输油管上，还可以用在船舶在高风险区发生事故泄漏或是钻井泄漏等。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为图1的A处局部放大图；

图3为图1的B处局部放大图；

图4为本发明的侧视图；

图5为图4的C处局部放大图；

图6为本发明的俯视图；

图7为本发明的气体发生段的侧视图；

图8为图7的D-D截面处的剖视图；

图9为图8的E处局部放大图；

图10为气体发生段的俯视图；

图11为图10的H-H截面处的剖视图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

为了解决输油管在泄漏时，现有的水下围油栏无法实时充气展开并浮出水面的技术问题，如图1所示，提供以下优选技术方案：

一种预置于水下的自动充气围油栏，包括：

塑性板1，所述塑性板1沿轴向铺设在输油管100的外圆周面上，且所述塑性板1沿其宽度方向的两侧向下弯曲，并且在塑形板1的两侧设置有竖向延伸并抵接在水底的集压板1a；

围栏2，可漂浮在水中并且可自动充气，通过所述牵引杆3与所述塑性板1连接，所述围栏2可伸缩，在未充气状态下所述围栏2处于缩回状态，当充气后所述围栏2处于伸展状态以增加所述浮力。

所述围栏2包括多个气体发生段和多个筒状气袋段，所述气体发生段和筒状气袋段均呈筒状，两者交替设置且首尾连接，围成了框型结构。所述气体发生段能够自动产生气体。

所述气体发生段包括，

密封筒2a，所述密封筒2a的两端设置有与其内部连通的出气管2a1；

隔板2b，固定设置在所述密封筒2a的沿其轴向的中间位置，所述隔板2b将密封筒2a内部分隔为第一反应腔和第二反应腔，所述第一反应腔用于放置试剂一，所述第二反应腔用于放置试剂二，所述隔板2b上设置有用于连通第一反应腔和第二反应腔的连通口，所述连通口上下延伸；

闸板2c，可上下移动地设置在所述连通口处以将连通口的下侧选择性地打开或者关闭，当闸板2c将将连通口的下侧打开时，试剂一和试剂二混合，瞬间释放气体，实现围栏2的自动充气；

柔性膜2d，所述柔性膜2d设置在所述第一反应腔和第二反应腔与对应的所述出气管2a1的连接处，用于将对应的出气管2a1封堵，当试剂一与试剂二混合后，产生大量的气体，气压能够将柔性膜2d压破，气体进入到筒状气袋段；

触发组件，所述触发组件设置在所述密封筒2a上，且触发组件与闸板2c传动连接，触发组件带动闸板2c向上移动以打开连通口，试剂一与试剂二混合。

所述隔板2b内设置有沿所述密封筒2a径向延伸的滑动槽，所述闸板2c可上下滑动地设置在所述滑动槽中。在所述滑动槽内设置有密封圈2e，通过密封圈2e能够起到密封的作用。

进一步，由于闸板2c需要上下移动，当闸板2c向下移动并抵靠在所述连通口的下侧时，闸板2c的上端与所述密封筒2a之间存在间隙，为此，在密封筒2a内且对应间隙的位置处设置有两挡板（未示出），两挡板位于闸板2c的沿密封筒2a的沿轴线方向的两侧，所述挡板能够将所述间隙完全挡住，闸板2c位于两挡板之间，并且在闸板2c与所述挡板的配合处可以设置密封条。

所述触发组件包括：

封闭盒2j，所述封闭盒2j沿径向设置在所述密封筒2a的外圆周面上；

电动推杆2k，所述电动推杆2k沿径向设置在所述密封筒2a的外部，所述电动推杆2k的输出轴沿径向贯穿密封筒2a并与闸板2c的上端固定连接，且所述电动推杆2k位于所述封闭盒2j内；

水质传感器2m，所述水质传感器2m设置在所述封闭盒2j上，用于检测水质的变化，当检测到有石油成分时，说明发生了泄露，此时电动推杆2k缩回，使连通口的下侧打开，试剂一和试剂二混合。

所述筒状气袋段为能够沿轴向伸展的波纹管2n，在未发生泄漏时，波纹管2n处于缩回的状态，使整个围栏2具有一定的浮力，不会完全沉入水底，当发生泄漏时，试剂一与试剂二混合，产生的气体使波纹管2n展开，一方面增加了整个围栏2的浮力，使围栏2上升到水面，另一方面可以增加围栏2的覆盖面积，达到更好的围油效果。

所述围油装置还包括两连接件4，两所述连接件4设置在所述塑性板1的沿输油管100的轴线方向的两端，每个连接件4的在垂直于所述输油管100的轴线方向的两侧设置有柔性连接环4a，在连接件4的对应于每个柔性连接环4a的一侧均设置有一所述牵引杆3，所述牵引杆3的一端固定在所述围栏2上，另一端设置有固定环3a，所述固定环3a与对应的柔性连接环4a连接。在所述柔性连接环4a的远离连接件4的一侧形成有间隙4a1，当固定环3a拉动所述柔性连接环4a时，固定环3a抵靠在所述间隙4a1处，所述间隙4a1的大小小于围成固定环3a的杆的直径，在正常情况下，固定环3a不能穿过所述间隙4a1，当出现石油泄漏时，所述筒状气袋段伸展，牵引杆3会拉动固定环3a，当拉力达到一定大小时，固定环3a会从所述间隙4a1移出。

所述围油装置还包括锚绳5和重锚6，所述锚绳5的一端与所述围栏2固定连接，且所述锚绳5的另一端与所述重锚6固定连接，所述围栏2充气上浮至漏油点的上方海域后，通过锚绳5和重锚6能够使围栏2固定在泄漏区域。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种预置于水下的自动充气围油栏，其特征在于，包括：

塑性板，所述塑性板沿轴向铺设并固定在输油管的外圆周面上，且所述塑性板沿其宽度方向的两侧向下弯曲，并且在塑形板的两侧设置有竖向延伸并抵接在水底的集压板；

围栏，可漂浮在水中并且可自动充气，通过牵引杆与所述塑性板连接，围栏可伸缩，在未充气状态下围栏处于缩回的状态，在充气后，围栏伸展并脱离所述塑形板；

所述围栏包括多个气体发生段和多个筒状气袋段，所述气体发生段和筒状气袋段均呈筒状，两者交替设置且首尾连接，围成框型结构，所述气体发生段能够自动产生气体；

所述气体发生段包括，

密封筒，所述密封筒的两端设置有与其内部连通的出气管；

隔板，固定设置在所述密封筒的沿其轴向的中间位置，所述隔板将密封筒内部分隔为第一反应腔和第二反应腔，所述第一反应腔用于放置试剂一，所述第二反应腔用于放置试剂二，所述隔板上设置有用于连通第一反应腔和第二反应腔的连通口，所述连通口上下延伸；

闸板，可上下移动地设置在所述连通口处以将连通口的下侧选择性地打开或者关闭，当闸板将连通口的下侧打开时，试剂一和试剂二混合，瞬间释放气体，实现围栏的自动充气；

柔性膜，所述柔性膜设置在所述第一反应腔和第二反应腔与对应的所述出气管的连接处，用于将对应的出气管封堵，当试剂一与试剂二混合后，产生大量的气体，气压能够将柔性膜压破，气体进入到筒状气袋段；

触发组件，所述触发组件设置在所述密封筒上，且触发组件与闸板传动连接，触发组件带动闸板向上移动以打开连通口；

所述自动充气围油栏还包括两连接件，两所述连接件设置在所述塑性板的沿输油管的轴线方向的两端，每个连接件的在垂直于所述输油管的轴线方向的两侧设置有柔性连接环，在连接件的对应于每个柔性连接环的一侧均设置有一所述牵引杆，所述牵引杆的一端固定在所述围栏上，另一端设置有固定环，所述固定环与对应的柔性连接环连接，在所述柔性连接环的远离连接件的一侧形成有间隙，当固定环拉动所述柔性连接环时，固定环抵靠在所述间隙处，所述间隙的大小小于围成固定环的杆的直径，当出现石油泄漏时，所述筒状气袋段伸展，牵引杆会拉动固定环，当拉力达到一定大小时，固定环会从所述间隙移出；

所述筒状气袋段为能够沿轴向伸展的波纹管。

2.根据权利要求1所述的一种预置于水下的自动充气围油栏，其特征在于，所述触发组件包括：

封闭盒，所述封闭盒设置在所述密封筒的外圆周面的上侧；

电动推杆，所述电动推杆设置在所述封闭盒内，所述电动推杆的输出轴朝下延伸且贯穿密封筒与闸板的上端固定连接；

水质传感器，所述水质传感器设置在所述封闭盒上，用于检测水质的变化，根据水质的变化能够判断是否发生泄漏。

3.根据权利要求1所述的一种预置于水下的自动充气围油栏，其特征在于，在密封筒内且对应所述间隙的位置处设置有两挡板，两挡板位于闸板的沿密封筒的沿轴线方向的两侧，所述挡板能够将所述间隙完全挡住，闸板位于两挡板之间，并且在闸板与所述挡板的配合处设置有密封条。

4.根据权利要求1所述的一种预置于水下的自动充气围油栏，其特征在于，还包括锚绳和重锚，所述锚绳的一端与所述围栏固定连接，且所述锚绳的另一端与所述重锚固定连接，所述重锚用于固定在水底。

5.一种围油方法，采用权利要求2所述的自动充气围油栏，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将塑形板固定在输油管的指定位置，并且将所述集压板的下侧抵接到水底，将围栏通过牵引杆连接到所述塑形板上；

步骤二：水质传感器实时检测周围的水质，当检测到水质中有石油时，触发组件打开闸板；

步骤三：气体发生段中的试剂一和试剂二穿过连通口混合，并产生气体；

步骤四：产生的气体充满气体发生段并进入到筒状气袋段；

步骤五：筒状气袋段在气体的气压作用下展开；

步骤六：在筒状气袋段展开的过程中，牵引杆与所述连接件脱离；

步骤七：在筒状气袋段展开的过程中，围栏的浮力增加，围栏浮出水面；

步骤八：泄漏的石油被围在围栏中。

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