CN115288093A - 一种海上泄漏原油的一体式回收装置及回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上泄漏原油的一体式回收装置及回收方法，回收装置包括子船与母船；母船包括固定机构、辊轮组、油水循环分离系统、储油箱、控制箱和吸油索通道；固定机构包括四连杆机构、垫块和防水舵机；防水舵机用于为摇杆提供动力；辊轮组包括挤压辊轮、电动推杆和传送辊轮；传送辊轮上装有棘轮，棘轮用于快速放出吸油索；油水循环分离系统包括两个过滤装置和油泵；两个过滤装置中分别有四个过滤芯；过滤芯用于分离油水；子船包括夹紧机构、水下推进器、齿状对接片和摄像头模块；夹紧机构包括行星齿轮机构和支座。本回收装置与回收方法能快速有效地回收海上泄露的原油，减少泄漏原油对环境的进一步污染。

Description

一种海上泄漏原油的一体式回收装置及回收方法

技术领域

本发明属于海上生态修复技术领域，具体涉及一种海上泄漏原油的一体式回收装置及回收方法。

背景技术

近年来随着石油工业的持续发展，开采范围和运输规模不断扩大，石油泄漏事件也更加频繁。据统计，每年通过各种渠道泄入海洋的石油和石油产品，约占全世界石油总产量的0.5％，倾注到海洋的石油量达200万吨～1000万吨，由于航运而排入海洋的石油污染物达160万吨～200万吨，其中1/3左右是油轮在海上发生事故导致石油泄漏造成的。石油泄漏不仅对海洋生态环境造成了严重且持续的破坏，同时还会造成大范围的土壤和大气环境的污染，更会污染到地下水，导致危害的进一步扩散。

现存的几种溢油处理方式主要包括物理修复、化学修复、热修复和生物修复等。化学修复和热修复容易造成二次污染，而生物修复又有巨大的修复周期，易造成污染的扩散。物理修复技术对海洋生物的影响较少，并且技术难度较低，是目前使用最为普遍的处理方式，但传统物理修复依然存在很多问题与缺陷：首先，传统物理修复流程复杂，自动化程度较低，处理周期长，围截、吸油以及后续处理等工序相互独立而且不能同时进行；第二，传统物理修复人力成本高，需要人工布置与回收围油栏，吸油、回收等过程也需要大量人工操作；第三，传统物理修复的有效性很大程度上取决于海洋环境与泄露实际情况，回收率也有很大的提升空间。而且在对海洋石油泄漏的物理修复的措施优化缺少进一步研究。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种海上泄漏原油的一体式回收装置及回收方法，快速回收海上泄露的原油，分离油水，从而保护环境减少经济损失。

为达到上述目的，本发明所述一种海上泄漏原油的一体式回收装置，一种海上泄漏原油的一体式回收装置，包括母船、子船和吸油索；母船包括船身，船身上安装有辊轮组，船身的两端分别设置有第一过滤装置和第二过滤装置，第一过滤装置和第二过滤装置外侧均设置有一组用于固定子船的固定机构，船身下方设置有储油箱；第一过滤装置的出口和第二过滤装置的入口连接；子船包括子船体，子船体上设置有用于加紧吸油索的夹紧机构和用于和固定机构连接的对接片；吸油索一端固定于其存储船上，工作状态下，吸油索另一端并穿过母船上的辊轮组，并固定于夹紧机构中。

进一步的，辊轮组包括传送辊轮、上挤压辊轮、下挤压辊轮、齿轮组、推杆和连杆；齿轮组包括第一齿轮，第二齿轮，第三齿轮和第四齿轮；连杆安装在船身的侧壁，推杆安装在船身上部；传送辊轮的轴颈穿过船身下部开设的弧形槽中，并插入连杆的下连接孔中，上挤压辊轮的轴颈插入连杆的上连接孔中；下挤压辊轮通过轴承安装在船身上，上挤压辊轮两端分别通过轴承安装在推板上，推杆的伸缩端与推板固定连接；第二齿轮与下挤压辊轮的前端相连，第三齿轮与上挤压辊轮的前端相连，第四齿轮安装在传送辊轮两端；第二齿轮和第四齿轮均与第一齿轮啮合；当上挤压辊轮上移时，第三齿轮和第二齿轮不接触，当上挤压辊轮下移时，第三齿轮和第二齿轮啮合。

进一步的，上挤压辊轮和下挤压辊轮中部开设有圆周导油槽，圆周导油槽两侧有与轴线成30°～45°的倾斜导油槽，圆周导油槽两侧的倾斜导油槽组成人字形导油槽。

进一步的，辊轮组靠近母船船头的一端设置有按八字形对称布置的两个挡板，挡板的低于下挤压辊轮中心轴线。

进一步的，固定机构包括齿形杆、两个摇杆以及垫块；齿形杆一端设置有齿；一个摇杆一端安装在防水舵机的动力输出轴上，另一端与齿形杆铰接；另一个摇杆一端与垫块铰接，另一端与齿形杆中部铰接；齿形杆上的齿形与对接片的齿形和大小相同。

进一步的，夹紧机构包括齿轮托盘，齿轮托盘上安装有内外齿圈、三个第一传动齿轮、三个齿条以及第二传动齿轮，齿轮托盘中心开设有通孔；第二传动齿轮与内外齿圈的外圈啮合，内外齿圈的内圈与三个第一传动齿轮啮合，三个第一传动齿轮与分别与三个齿条啮合，三个齿条在齿轮托盘上沿圆周方向均匀布置。

进一步的，子船的船头方向设置有摄像头模块。

进一步的，船身下部侧壁安装有水位传感器。

进一步的，第一过滤装置上安装有油泵，油泵的进口位于母船船身下部，出口位于第一过滤装置的入口处。

基于上述的回收装置的海上泄漏原油回收方法，包括以下步骤：

步骤1，将子船通过固定机构固定于母船一侧，母船到达原油泄漏处；

步骤2，将吸油索自由端经过放置于辊轮组中，放出吸油索；

步骤3，用夹紧机构夹紧吸油索自由端；

步骤4，打开固定机构以释放子船，子船牵引吸油索围绕泄露的原油进行围截；

步骤5，用吸油索将泄漏原油包围后，子船进入母船的另一侧，固定机构将子船与母船连接在一起；

步骤6，辊轮组开始回收并挤压吸油索，将吸油索附着的油水混合物分离出来，被挤压出的油水混合物在重力的作用下，落入母船船身下部，原油通过母船船身下部的过滤芯进入储油箱；同时水面上的部分原油被吸油索推入第一过滤装置中，进行油水分离，分离后的油通过进入储油箱中，含油量小的油水混合物进入第二过滤装置进行循环分离；

步骤7，吸油索达到最小围截区域时，松开夹紧机构，辊轮组开始回收并挤压吸油索，直至吸油索脱离子船；子船与母船分离。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：

本发明所述的装置，包括母船和子船两部分，即回收分离装置与运动牵引装置，母船和子船之间连接有吸油索。母船包括固定机构、辊轮组、油水循环分离系统和储油箱；母船利用固定机构完成子船的固定；辊轮组用于回收与放出吸油索，进行一部分泄露原油回收，油水循环分离系统用于实现对海水的直接循环过滤以及对辊轮挤压得到的油水混合物进行循环过滤，进行另一部分泄露原油回收；子船包括夹紧机构和齿状对接片；子船带动吸油索运动完成围截本回收装置能快速有效地回收海上泄露的原油，减少泄漏原油对环境的进一步污染。

进一步的，辊轮组通过推杆、连杆与齿轮组协同工作来增大或减小挤压辊轮的距离，完成收、放吸油索的工作。当间距较大时，吸油索受到的阻力较小，同时电机的转速增大，从而快速放出吸油索；当间距较小时，吸油索受到的阻力较大，电机转速减小，从而充分挤压吸油索，回收原油。

进一步的，挤压辊轮采用具有排油导槽的人字形凹槽设计，可增大摩擦力，防止打滑，提高挤压收集的效率，同时也可引导挤压出的原油顺排油导槽流入循环过滤系统进行过滤。

进一步的，固定机构通过齿形杆与子船船身的齿形啮合实现子船与母船的固定，齿形啮合紧凑，能够保证固定的可靠性。

进一步的，子船夹紧机构通过行星齿轮从三个方向同时收紧，将吸油索的一端固定在子船上，防止运动过程中吸油索脱离子船。

进一步的，FPV摄像头能够根据需要调整视角，实时传回子船环境画面，辅助操作者进行操作，提高操作精度。

进一步的，通过布置在母船船身下部侧壁上的水位传感器实时监测母船船身中的水位，及时通过油泵转移出多的海水，保证过滤芯能与浮在水面上的原油接触，保证工作效率。

进一步的，循环过滤系统在油泵加压下将海水吸入过滤装置，经过过滤芯进行过滤收集原油后再将油水混合物排入海中，持续多次吸入进行循环过滤，保证了较高的油水分离率。

本发明所述的回收方法，将原油泄漏区域通过子船牵引吸油索进行围截，围截完成后，通过母船辊轮组缩小间距反向旋转收回并挤压吸油索收集吸油索上附着的原油，通过油水循环过滤分离系统对海水直接进行循环过滤，同时将辊轮挤压得到的油水混合物进行循环过滤，对泄露的原油进行回收。将原油的围截、过滤和收集的工序一体化，缩短了海上泄漏原油的处理周期，同时吸油棉与过滤装置对泄露石油的同时处理也可以提高石油的净化效率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明母船的结构斜视图；

图3为本发明固定机构示意图；

图4为本发明过滤装置结构示意图；

图5a为辊轮组示意图；

图5b为下挤压辊轮示意图；

图6为本发明子船的结构俯视图；

图7为夹紧机构示意图；

图8为泄漏原油回收示意图。

图中：1、第一油泵，2、第一过滤装置，3、传送辊轮，4、上挤压辊轮，5、推杆，6、固定机构，7、连杆，8、母船控制箱，9、吸油索通道，10、第二过滤装置，11、储油箱，12、防水舵机，13、齿形杆，14、过滤芯，15、入口，16、摄像头模块，17、夹紧机构，18、水下推进器，19、对接片，20、子船控制箱，21、船身，22、第二油泵，23、推板，24、摇杆，25、出口，26、齿轮托盘，27、舵机，28、内外齿圈，29、第一传动齿轮，30、齿条，31、壳体，32、子船体，33、第二传动齿轮，34、圆周导油槽，35、倾斜导油槽，36、挡板，37、第一齿轮，38、第二齿轮，39、第三齿轮，40、第四齿轮，41、电机，42、下挤压辊轮，43、通孔，100、母船，200、子船。

具体实施方式

为了使本发明的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1，一种海上泄漏原油的一体式回收装置，包括母船100与子船200。

参照图2，母船包括船身21、油水循环分离系统、固定机构6、辊轮组、储油箱11、挡板36、母船控制箱8和吸油索通道9。子船包括子船体32、夹紧机构17、水下推进器18、对接片19和摄像头模块16。

油水循环分离系统用来分离被赶入系统的油水混合物；固定机构6用来夹紧子船，让子船与母船对接；辊轮组用来放出、回收吸油索与挤压吸油索；辊轮组由电机提供动力，电机安装在船身21内，储油箱11用来储存原油，母船控制箱8用于储存控制板。船身21下部侧壁安装有水位传感器。

参照图2与图4，油水循环分离系统包括第一油泵1、第二油泵22、船身21左边的第一过滤装置2和船身右边的第二过滤装置10。

第一过滤装置2和右边的第二过滤装置10结构相同，仅入口和出口的位置不同。以第一过滤装置2为例说明其结构。第一过滤装置2包括壳体31，壳体31中均匀设置有多个过滤芯14，过滤芯14为下部开口的圆柱体，圆柱体表面设置有滤网，滤网为涂有杜邦TEFLONPTFE材料的不锈钢编而做成。过滤芯14采用上海界瑞工具有限公司生产的羽拓油水分离漏斗中的滤芯。

壳体31右侧设置有拱形的入口15，壳体左侧设置有圆形的出口25；第二过滤装置的出、入口刚好相反，即壳体左侧设置有圆形的入口，壳体右侧设置有拱形的出口。

第一过滤装置2和第二过滤装置10分别在辊轮组的左右两侧，且固定在储油箱11上方。第一油泵1通过油泵支座固定在第一过滤装置2上，第一油泵1的进口和出口分别连接第一过滤装置2的出口和第二过滤装置10的入口。第一油泵1工作时，在吸油索围截范围内的油水混合物首先从入口15进入第一过滤装置2进行过滤，当油水混合物经过过滤芯14时，原油可以通过滤网进入过滤芯14内部，而海水不可以通过滤网，达到油水分离的效果。当油水混合物从第一过滤装置2的出口通过第一油泵1加压输送至第二过滤装置10的入口，经第二过滤装置10过滤后再从第二过滤装置10的出口排出，回到吸油索围截范围内，之后便重复进行上述操作直至工作结束。第二油泵22通过油泵支座固定在第一过滤装置2上的偏前方，第二油泵22的进口位于母船船身21下部，出口位于第一过滤装置2的入口处，第二油泵22工作时，将母船船身21下部多余海水抽出到第一过滤装置2入口处，抽出的油水混合物通过两个过滤装置进行循环过滤，母船船身21下部的油水混合物水位降低，浮在水面上的油与过滤芯14充分接触，充分实现油水分离的功能。

四个固定机构6分布在母船的四个角部，辊轮组布置在两个过滤装置间，吸油索通道9和控制箱8自下至上依次安装在右侧过滤装置上方，吸油索通道9的高度略高于下挤压辊轮42，储油箱11安装在最底部，储油箱11的入口和过滤装置中的过滤芯14的出口通过管道连接，通过滤网的油通过出口流入储油箱11中。储油箱11出口和第三油泵(图中未示出)连接。

参照图3，固定机构6包括防水舵机12，齿形杆13，两个摇杆24以及垫块。齿形杆13一端设置有齿，两个摇杆24安装在垫块中间，其中一个摇杆24一端安装在防水舵机12的动力输出轴上，另一端与齿形杆13通过销钉铰接，另一个摇杆24一端通过销钉铰接在垫块中，另一端与齿形杆13中部铰接；防水舵机12带动安装在防水舵机12上的摇杆24转动，这个摇杆带动齿形杆13与另一个摇杆运动，使齿形杆13齿形一端做一定轨迹的运动。两个固定机构相向设置，可缩小或放大两齿形杆齿形端的距离，实现固定、放出子船的功能。齿形杆13上的齿形与子船两侧的齿状对接片19的齿形和大小相同，可以有效固定子船。

参照图2与图5a，辊轮组包括传送辊轮3、五个齿轮、上挤压辊轮4、下挤压辊轮42、电机41、推杆5、两个连杆7以及两个推杆5的支座。推杆5为电动伸缩杆。五个齿轮包括第一齿轮37，第二齿轮38，第三齿轮39和两个对称的第四齿轮40。挡板36位于船身左侧，挡板高度略低于下挤压辊轮42中心轴线，挡板按照图示呈八字形对称安装在第一过滤装置2上方。两个连杆7安装在船身21相对的两个侧壁上，两个推杆5的支座安装在船身上侧，传送辊轮3的轴颈部分直接穿过船身21下部开设的弧形槽中，插入连杆7的下方连接孔中，同时，连杆7上方的连接孔穿过并放置在上挤压辊轮4的轴颈处，下挤压辊轮42两端分别与第一轴承过盈配合，第一轴承安装在到船身21上；上挤压辊轮4两端分别与第二轴承过盈配合，第二轴承安装在两片推板23上，推杆5与推板23固连。第一齿轮37与电机41的动力输出轴连接，第二齿轮38与下挤压辊轮42的前端相连，第三齿轮39与上挤压辊轮4的前端相连，第四齿轮40安装在传送辊轮3两侧，但仅前侧一端的第四齿轮40起传动作用，后端的第四齿轮40仅起支撑作用。第一齿轮37一侧与第二齿轮38啮合，另一侧与第四齿轮40啮合。

当需要放出吸油索时，使推杆5缩短，带动推板23上升，带动上挤压辊轮4上升，挤压辊轮间距变大，同时，带动连杆7上升，连杆7带动传送辊轮3上升，使传送辊轮3的高度足以接触到吸油索，以便将吸油索送出，电机41快速正转，第一齿轮37顺时针转动，带动第四齿轮40与第二齿轮38逆时针转动，第四齿轮40带动传送辊轮3逆时针转动，第二齿轮38带动下挤压辊轮42逆时针转动，吸油索在挡板的阻挡与引导下，能从船身中部被送出，而因第三齿轮39与第二次齿轮38未啮合，故第三齿轮39不转动，上挤压辊轮4也不转动。当需要挤压吸油索时，推杆5下降，第二齿轮38与第三齿轮39啮合，同时，带动连杆7下降，连杆7带动传送辊轮3下降，传送辊轮3与吸油索脱离，以便将吸油索回收挤压。此时，电机41以较低速度反转，第一齿轮37轮转，带动第四齿轮40与第二齿轮38顺时针转动，第二齿轮38带动第三齿轮39逆时针转动，第四齿轮40带动传送辊轮3顺时针转动，第二齿轮38带动下挤压辊轮42顺时针转动，第三齿轮39带动上挤压辊轮4逆时针转动，实现回收且挤压吸油索的目的。

参照图5b，上挤压辊轮4和下挤压辊轮42上开设有圆周导油槽34，用于油水的排出。圆周导油槽34两侧有与轴线约成30°的倾斜导油槽35，左右两边的倾斜导油槽35组成了人字形导油槽，而人字形导油槽可增大辊轮与吸油索之间的摩擦，并能将挤出的原油汇聚到中部圆周导油槽34，以便集中原油，下挤压辊轮42与上挤压辊轮4相似，为镜面对称。

母船控制箱8安装在第二过滤装置10上方，用于存放电池、控制板等电子元器件。控制板用来接收处理手机端发来的信号，并控制母船的电机41、所有固定机构的舵机、推杆5和所有油泵的工作状态。储油箱11位于母船最下方，与上方过滤芯的出口相连，用于收集经过滤的原油，且在储油箱11上方安装接口使用软管与第三油泵(图中未示出)相连，将原油输送至外部储存设备进行储存。

参照图6，摄像头模块16，夹紧机构17，水下推进器18，对接片19和子船控制箱20均安装在子船体32上。子船控制箱20里有用来接收处理手机端发来的信号，并控制子船水下推进器、舵机27与摄像头模块16的控制板。其中摄像头模块16，夹紧机构17，齿状对接片19和子船控制箱20沿同一轴线依次布置，两个推进器18布置在子船后部两侧。

摄像头模块16为FPV摄像头，置于子船前方，摄像头模块16用来拍摄，下方安装支座与舵机以实现根据需求调整其视野角度，用于将摄像头拍到的画面实时传回到手机端，辅助操作者通过无线通信操作子船进行运动，提高操作精度。

夹紧机构17用来固定吸油索的第二端，吸油索存储在旁边的吸油索存储船上(图中未示出)，吸油索存储船为普通的船，上面有能收纳吸油索的位置，在工作过程中与母船并行，夹紧机构17位于子船尾部，在宽度方向上处于正中间的位置，且在围油工作前，夹紧机构17中心高度与母船上挡板36高度大致相同；水下推进器18用来给子船提供动力；对接片19和齿形杆13配合，用来对接母船与子船；

齿状对接片19的齿形分为两段，两段齿形相向布置，靠近子船船头的一段在子船进入母船船头时作用，靠近子船船尾的一段在子船进入母船船尾时作用。齿形方向与子船侧壁约成60度，齿状对接片19与母船上的齿形杆13形状相同，但齿状对接片19的齿数与宽度远远大于齿形杆13的齿数与宽度。齿状相同能较好固定子船与母船的相对位置，齿状的对接片19的齿数与宽度又能满足在对齐有较大误差的情况下对接。此设计可使子船与母船在海面有风浪颠簸，子船与母船对齐有较大误差的情况下，也能固定好子船与母船的相对位置。

参照图7，夹紧机构17包括齿轮托盘26，齿轮托盘26上有槽位用于安装内外齿圈28、三个第一传动齿轮29、三个齿条30以及第二传动齿轮33，齿轮托盘26中心开设有通孔43；舵机27的动力输出轴上安装有第二传动齿轮33，第二传动齿轮33与内外齿圈28的外圈啮合，内外齿圈28的内圈与三个第一传动齿轮29啮合，三个第一传动齿轮29与分别与三个齿条30啮合，三个齿条30在齿轮托盘26上沿圆周方向均匀布置；固定安装在子船船体后部的舵机27带动齿轮托盘26外部的第二传动齿轮33转动，第二传动齿轮33带动内外齿圈28转动，内外齿圈28带动第一传动齿轮29转动，第一传动齿轮29带动齿条30沿齿轮托盘26半径方向直线运动，以夹紧或放开吸油索，舵机27转动时，内外齿圈28带动三个第一传动齿轮29同时转动，实现三个齿条30同时向内或向外运动，齿条30外端有限位挡板，保证工作行程，内端为弧形挡板，能够有效夹紧吸油索。夹紧机构的齿轮托盘26内侧的上部安装有红外传感器，用于检测吸油索是否进入夹紧机构。

子船控制箱20中设置有嵌入式控制中心，GPS系统，分别用于控制子船的运动与返回子船的实时位置。吸油索第一端始终固定在吸油索存储船上(图中未示出)，当需要工作时，将吸油索第二端依次穿过吸油索通道9挤压辊轮和传送辊轮3，送至子船的夹紧机构17处，并由夹紧机构17夹紧；而当吸油索被收回时，吸油索第二端可通过传送辊轮3和挤压辊轮间，在吸油索存储船上大型滚筒的牵引力作用下，通过吸油索通道9被缠绕收回。

应用实施例：

本实施例选用直径2米。深0.8米的圆柱形水池，水深0.5米，采用惰性聚丙烯熔喷制成的纤维和无纺布制成吸油索，吸油索长6米。

参照图8，一种原油泄漏的一体式回收方法的具体步骤如下：

步骤1，子船通过固定机构6固定于母船左侧，到达原油泄漏处，准备开始工作；

步骤2，将吸油索自由端放置于上挤压辊轮4与下挤压辊轮42之间，控制母船上的电动推杆缩短，使两个挤压辊轮的间距变大，并且通过连杆7带动传送辊轮3上升，传送辊轮3上的棘轮与吸油索接触，下挤压辊轮42与传送辊轮3一同向外旋转，同时电机速度加快，实现快速放出吸油索；

步骤3，子船与母船的位置相对固定，电机41通过齿轮传动带动传送辊轮3转动，送出吸油索，吸油索在第一过滤装置2上方的挡板36的左右阻挡限制作用下，仅能从船身21开口的中间送出，且在围油工作前，夹紧机构17中心高度与母船上挡板36高度大致相同，可使吸油索到达子船的夹紧机构17处，而夹紧机构17中间的通孔大于吸油索直径，保证吸油索能顺利进入子船的夹紧机构17中。当齿轮托盘26内侧的红外传感器感应到吸油索进去后，夹紧机构17的三个齿条30从三个方向同时收紧，将吸油索对中夹紧，有效夹紧吸油索，防止吸油索脱离子船；

步骤4，母船固定机构6向两侧运动释放子船，水下推进器18开始工作，子船脱离母船，牵引吸油索围绕泄露的原油进行围截；

步骤5，围截完成后即用吸油索将油包围后，在摄像头16传回画面的辅助下，子船进入母船右侧，母船的固定机构6开始工作，防水舵机12提供动力，使固定机构6尖端轨迹向内，与齿状对接片19配合，将子船推向母船并通过两个固定机构6与齿状对接片19的齿形啮合将子船相对固定；

步骤6，母船上的推杆5下降，上下挤压辊轮间距变小，电机带动上下挤压辊轮旋转开始充分挤压并回收吸油索，此时吸油索被挤压将其中附着的油水混合物分离出来，被挤压出的油水混合物在重力的作用下，落入母船船身21下部，原油通过母船船身21下部的过滤芯(图中未示出)进入储油箱11，而海水留在母船船身21下部，当水位传感器检测到母船船身21下部的液体过多时，第二油泵22工作，将多余液体抽出到第一过滤装置2入口处，重复过滤抽出的这一部分油水混合物，并且能使母船船身21中水面上的油污能与过滤芯14一直接触，起到分离油水的作用；同时水面上的部分原油被吸油索推入第一过滤装置2中，通过第一油泵1的动力，从一端吸收海面上的油水混合物，由八个过滤芯14进行分离，分离后，油通过过滤芯14进入下方的储油箱11，含油量小的油水混合物再次被排入海面上的污染区，可再进入第二过滤装置10进行循环分离；

步骤7，吸油索达到最小围截区域时，夹紧机构17松开，吸油索脱离子船，被母船彻底回收,子船与母船右端分离，重新回到初始位置处；

步骤8，通过第三油泵(图中未示出)将储油箱11中收集到的原油运输至外部收集装置进行储存。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海上泄漏原油的一体式回收装置，其特征在于，包括母船(100)、子船(200)和吸油索；

所述母船包括船身(21)，所述船身(21)上安装有辊轮组，所述船身(21)的两端分别设置有第一过滤装置(2)和第二过滤装置(10)，所述第一过滤装置(2)和第二过滤装置(10)外侧均设置有一组用于固定子船的固定机构(6)，所述船身(21)下方设置有储油箱(11)；所述第一过滤装置(2)的出口和第二过滤装置(10)的入口连接；

所述子船(200)包括子船体(32)，所述子船体(32)上设置有用于加紧吸油索的夹紧机构(17)和用于和固定机构(6)连接的对接片(19)；

所述吸油索一端固定于其存储船上，工作状态下，吸油索另一端并穿过母船上的辊轮组，并固定于夹紧机构(17)中。

2.根据权利要求1所述的一种海上泄漏原油的一体式回收装置，其特征在于，所述辊轮组包括传送辊轮(3)、上挤压辊轮(4)、下挤压辊轮(42)、齿轮组、推杆(5)和连杆(7)；所述齿轮组包括第一齿轮(37)，第二齿轮(38)，第三齿轮(39)和第四齿轮(40)；所述连杆(7)安装在船身(21)的侧壁，推杆(5)安装在船身(21)上部；所述传送辊轮(3)的轴颈穿过船身(21)下部开设的弧形槽中，并插入连杆(7)的下连接孔中，所述上挤压辊轮(4)的轴颈插入连杆(7)的上连接孔中；所述下挤压辊轮(42)通过轴承安装在船身(21)上，所述上挤压辊轮(4)两端分别通过轴承安装在推板(23)上，推杆(5)的伸缩端与推板(23)固定连接；

所述第二齿轮(38)与下挤压辊轮(42)的前端相连，第三齿轮(39)与上挤压辊轮(4)的前端相连，第四齿轮(40)安装在传送辊轮(3)两端；第二齿轮(38)和第四齿轮(40)均与第一齿轮(37)啮合；当上挤压辊轮(4)上移时，第三齿轮(39)和第二齿轮(38)不接触，当上挤压辊轮(4)下移时，第三齿轮(39)和第二齿轮(38)啮合。

3.根据权利要求2所述的一种海上泄漏原油的一体式回收装置，其特征在于，所述上挤压辊轮(4)和下挤压辊轮(42)中部开设有圆周导油槽(34)，所述圆周导油槽(34)两侧有与轴线成30°～45°的倾斜导油槽(35)，圆周导油槽(34)两侧的倾斜导油槽(35)组成人字形导油槽。

4.根据权利要求2所述的一种海上泄漏原油的一体式回收装置，其特征在于，所述辊轮组靠近母船船头的一端设置有按八字形对称布置的两个挡板(36)，所述挡板(36)的低于下挤压辊轮(42)中心轴线。

5.根据权利要求1所述的一种海上泄漏原油的一体式回收装置，其特征在于，所述固定机构(6)包括齿形杆(13)、两个摇杆(24)以及垫块；所述齿形杆(13)一端设置有齿；一个摇杆(24)一端安装在防水舵机(12)的动力输出轴上，另一端与齿形杆(13)铰接；另一个摇杆(24)一端与垫块铰接，另一端与齿形杆(13)中部铰接；所述齿形杆(13)上的齿形与对接片(19)的齿形和大小相同。

6.根据权利要求1所述的一种海上泄漏原油的一体式回收装置，其特征在于，所述夹紧机构(17)包括齿轮托盘(26)，所述齿轮托盘(26)上安装有内外齿圈(28)、三个第一传动齿轮(29)、三个齿条(30)以及第二传动齿轮(33)，齿轮托盘(26)中心开设有通孔(43)；所述第二传动齿轮(33)与内外齿圈(28)的外圈啮合，内外齿圈(28)的内圈与三个第一传动齿轮(29)啮合，三个第一传动齿轮(29)与分别与三个齿条(30)啮合，三个齿条(30)在齿轮托盘(26)上沿圆周方向均匀布置。

7.根据权利要求1所述的一种海上泄漏原油的一体式回收装置，其特征在于，所述子船(200)的船头方向设置有摄像头模块。

8.根据权利要求1所述的一种海上泄漏原油的一体式回收装置，其特征在于，所述船身(21)下部侧壁安装有水位传感器。

9.根据权利要求1或8所述的一种海上泄漏原油的一体式回收装置，其特征在于，所述第一过滤装置(2)上安装有油泵，所述油泵的进口位于母船船身(21)下部，出口位于第一过滤装置(2)的入口处。

10.基于权利要求1所述的回收装置的海上泄漏原油回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将子船(200)通过固定机构(6)固定于母船(100)一侧，母船(100)到达原油泄漏处；

步骤2，将吸油索自由端经过放置于辊轮组中，放出吸油索；

步骤3，用夹紧机构(17)夹紧吸油索自由端；

步骤4，打开固定机构(6)以释放子船，子船(200)牵引吸油索围绕泄露的原油进行围截；

步骤5，用吸油索将泄漏原油包围后，子船(200)进入母船(100)的另一侧，固定机构(6)将子船(200)与母船(100)连接在一起；

步骤6，辊轮组开始回收并挤压吸油索，将吸油索附着的油水混合物分离出来，被挤压出的油水混合物在重力的作用下，落入母船船身(21)下部，原油通过母船船身(21)下部的过滤芯进入储油箱(11)；同时水面上的部分原油被吸油索推入第一过滤装置(2)中，进行油水分离，分离后的油通过进入储油箱(11)中，含油量小的油水混合物进入第二过滤装置(10)进行循环分离；

步骤7，吸油索达到最小围截区域时，松开夹紧机构(17)，辊轮组开始回收并挤压吸油索，直至吸油索脱离子船；子船(200)与母船(100)分离。

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