EA005360B1

EA005360B1 - Устройство и способ для сбора нефти

Info

Publication number: EA005360B1
Application number: EA200400697A
Authority: EA
Inventors: Пекка Сальми; Эркки Мюккянен
Original assignee: Кваернер Маса-Ярдс Ой; Суомен Импяристекескус
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2005-02-24
Also published as: CA2463633A1; EA200400697A1; EP1446320B1; NO20042600L; KR100955143B1; CN100413753C; US7150835B2; EP1446320A1; JP4203420B2; ATE316034T1; US20050051501A1; FI20012276A0; US20060138060A1; NO335221B1; US7112279B2; DE60208813D1; CN1589210A; JP2005509560A; DK1446320T3; AU2002338993A1

Abstract

Изобретение относится к устройству и способу для сбора нефти с воды в условиях открытой воды и/или зимы, при этом корпус (2) судна (1) и оборудование (4) для сбора нефти используют в качестве нефтесборника. Согласно изобретению оборудование (4) для сбора нефти прикреплено к корпусу (2) судна (1) и оснащено вспомогательным приспособлением (7), которое содержит по меньшей мере два вспомогательных средства (10а, 10b), взаимосвязанных с возможностью перемещения по отношению друг к другу. Вспомогательные средства (10а, 10b) могут быть использованы разными способами в разных условиях.

Description

Настоящее изобретение относится к устройству согласно доотличительной части п.1 формулы изобретения, предназначенному для сбора нефти с воды в условиях открытой воды и/или зимы, а также к способу согласно п.13 формулы изобретения, предназначенному для применения упомянутого устройства.

Уже известны решения, посредством которых нефть механически собирают с морской поверхности. Механический сбор нефти также представляет собой способ предотвращения разлива нефти, рекомендуемый Комиссией по защите морской окружающей среды Балтики в зоне Балтийского моря. В качестве нефтесборника может функционировать, например, независимым образом плавающий сборник, который раскрыт в описании патента Финляндии № 73029. Согласно этому патенту нефть собирают с воды и со льда внутрь устройства через выполненные в нем отверстия.

Отдельное устройство для сбора нефти, предназначенное для крепления к судну и выполняющее сбор нефти с помощью щетинок в канале для прохождения потока воды, расположенном в судне, раскрыто в описании патента Финляндии № 85528.

Известные технические решения имеют значительные недостатки. Вероятно, наиболее серьезный недостаток заключается в том, что их трудно использовать для сбора нефти в условиях сильного ветра и бурного моря. Кроме того, в случае известных технических решений сбор нефти происходит медленно. При этом ограничительными значениями, касающимися условий окружающей среды, считают скорость ветра порядка 10-15 м/с и высоту волн порядка 1,5 м. При превышении этих ограничительных значений сбор прерывают, либо его эффективность значительно снижается и будет повышена опасность повреждения оборудования для сбора нефти. Кроме того, для сбора нефти и для ее подведения к собирающему устройству обычно используют боновые заграждения, но вследствие их восприимчивости к повреждениям скорость сбора ограничивают максимально 1,5 узла (0,77 м/с). Превышение этой скорости приводит к утечкам нефти под боновым заграждением.

Кроме того, из патента Германии № 2843952 А1 известно решение, в случае которого в качестве нефтесборника используют корпус судна. Корпус судна надежнее и выше, чем тканая или резиновая конструкция заградительного бона, используемого в предыдущих устройствах. Имеющаяся прочность конструкции обеспечивает возможность увеличения скорости сбора, а также возможность сбора нефти при таких погодных условиях и при таких ледовых условиях, которые значительно хуже условий, при которых эта работа выполнялась ранее. Высота широкой стороны судна, используемого в качестве нефтесборника, также препятствует утеканию нефти под широкую сторону судна или под подсоединенное к ней устройство, что также позволяет использовать более высокие скорости сбора. Однако раскрытое известное решение носит до некоторой степени теоретический характер и не уделяет внимания сбору нефти в разных условиях, подобных открытой воде, а также зимним условиям, в случае которых в воде находятся глыбы льда.

Цель изобретения заключается в исключении недостатков, касающихся известных технических решений, и в разработке нового решения, пригодного для более эффективного сбора нефти при различных погодных условиях.

Цель согласно изобретению может быть достигнута с помощью устройства для сбора нефти, которое определено в независимом п.1 и более подробно раскрыто в зависимых пп.2-12 формулы изобретения, а также с помощью способа сбора нефти, который определен в независимом п.13 и в зависимых пп.14-18 формулы изобретения.

Изобретение основано на идее, заключающейся в том, что, когда судно движется в направлении, которое может быть свободно выбрано под определенным углом по отношению к направлению носовой части судна, широкая сторона судна действует своей частью в качестве нефтесборника. Кроме того, к корпусу судна крепят оборудование для сбора нефти, включая средство для сбора нефти, предназначенное для отделения нефти от воды, а также вспомогательное приспособление, предназначенное для подведения отделяемой нефти к средству для сбора нефти. Известное само по себе средство для сбора нефти может содержать, например, щеточное очистное устройство. Для более интенсивного сбора нефти вспомогательное приспособление содержит по меньшей мере два вспомогательных средства, которые взаимодействуют с возможностью перемещения по отношению друг к другу. В результате можно выбрать, какое вспомогательное средство и каким образом использовать в каждом случае, при этом, когда судном преимущественно управляют под соответствующим углом распространения, может быть обеспечен оптимальный сбор нефти с поверхности, имеющей в различных условиях наибольшую возможную ширину.

В течение сбора нефти вспомогательное приспособление может быть расположено, главным образом, с наружной стороны корпуса судна. Как вариант, при определенных условиях оно может частично или полностью находиться внутри корпуса и/или на палубе судна. Вспомогательное приспособление может быть прикреплено к корпусу судна и формировать при этом его часть, либо оно может быть установлено отдельно. Сбор нефти также можно выполнять с большей интенсивностью при расположении вспомогательного приспособления у заднего конца корпуса судна, поскольку в этом случае будет обеспечена наибольшая возможная ширина сбора.

На практике, вспомогательные средства, включенные во вспомогательное приспособление, могут быть функционально подсоединены таким образом, что будут формировать однообразную стенку, крышку люка или что-то подобное. Решение этого типа весьма приемлемо для условий открытой воды.

- 1 005360

Вспомогательные средства вспомогательного приспособления преимущественно содержат две имеющие разный размер стенки, крышки люка или подобные элементы. В этом случае меньшее из вспомогательных средств предпочтительно расположено в пределах большего средства, так что оно может быть отдельно повернуто внутрь корпуса судна для зимнего использования. Вспомогательные средства преимущественно могут быть расположены таким образом, чтобы поворачиваться по отношению к одной и той же укороченной оси.

Кроме того, в случае зимнего использования предпочтительно, чтобы оборудование для сбора нефти было оснащено приспособлением для отделения нефти ото льда перед ее подачей к средству для сбора нефти. На практике, такое отделительное устройство может содержать наклонную панель, наклонная донная часть которой расположена ниже меньшего вспомогательного средства.

Угол поворота вспомогательного средства может быть отрегулирован обычным способом, например механически, гидравлически, пневматически, электрически или электромеханически, при этом самим судном преимущественно управляют под определенным углом распространения по отношению к направлению его перемещения. Процесс управления при необходимости может быть автоматизирован с учетом направления перемещения судна, силы ветра, высоты волн и других критериев, так чтобы сбор нефти можно было выполнять оптимальным способом в соответствии с выполненными расчетами.

Предпочтительно, чтобы широкая сторона судна, функционирующая в качестве нефтесборника, по форме была по возможности прямой, а, возможно, даже имела бы небольшую вогнутость. В качестве нефтесборных судов могут быть использованы, например, ледоколы и пассажирские суда. Так называемый наклонный ледокол можно считать наиболее приемлемым, поскольку он особенно приспособлен для эффективного управления движением боком даже при больших углах распространения по отношению к направлению его перемещения. Для этой цели судно преимущественно должно быть асимметричным по отношению к продольному направлению и дополнительно должно быть оснащено устройствами для управления движением, расположенными как с задней стороны, так и с носовой стороны, с помощью которых судном при необходимости можно управлять как при движении вперед, так и назад.

Второй аспект изобретения относится к способу применения предлагаемого устройства. Согласно изобретению корпус судна используют для сбора нефти и разбивки льда, при этом его оснащают оборудованием для сбора нефти, включающим в себя, помимо известного самого по себе средства для сбора нефти, по меньшей мере два вспомогательных средства, с помощью которых нефть подводят к средству для ее сбора. При необходимости вспомогательные средства можно регулировать независимым образом. В этом случае функционально однородные стенка или крышка люка могут быть образованы с широкой стороны судна, при этом их поворачивают под определенным углом в наружном направлении по отношению к боковой стороне судна, тем самым обеспечивая более эффективный сбор нефти в условиях открытой воды. С другой стороны, в зимних условиях, когда в воде может находиться лед, предпочтительно, чтобы использовалось только одно из вспомогательных средств, преимущественно то, которое имеет меньший размер. Если это вспомогательное средство, кроме того, повернуто внутрь корпуса, то нефть или вода, содержащая нефть, может быть собрана у судна без воздействия на крышку люка или на соответствующее вспомогательное средство напряжений, создаваемых льдом. Для более интенсивного сбора нефти судном предпочтительно управляют таким образом, чтобы его центральная линия в зависимости от скорости распространения формировала наиболее предпочтительный угол распространения по отношению к направлению перемещения судна с точки зрения сбора нефти. С точки зрения ширины сбора, безусловно, предпочтительно, чтобы вспомогательные средства для сбора нефти были расположены по возможности дальше у задней части судна с его широкой стороны.

В открытой воде угол распространения (Е; Е) предпочтительно выбирают в диапазоне 20-70°, при этом угол вспомогательного средства (10а) по отношению к широкой стороне (3) судна составляет по меньшей мере 20-70°, а его наибольшее значение находится в диапазоне 40°-140°. Соответственно, в зимних условиях угол распространения (Е; Е) предпочтительно выбирают в диапазоне 0-30°, при этом одно вспомогательное средство (10а) не открыто, а другое вспомогательное средство (10Ъ) открыто.

В том случае, если два вспомогательных средства представляют собой два взаимодействующих вспомогательных средства разного размера, в зимних условиях средство меньшего размера предпочтительно поворачивают внутрь корпуса.

Отделение нефти ото льда происходит, например, с помощью известного устройства, прикрепленного с наружной стороны борта подобно, например, устройству согласно патенту Финляндии № 106969, которое надавливает на лед, перемещая его под воду, и отделяет нефть ото льда, при этом оно подводит воду, содержащую нефть, к сборнику снаружи или внутри корпуса, в котором происходит отделение нефти от воды путем использования известной самой по себе технологии.

Изобретение может обеспечить получение значительных преимуществ. Так, в случае настоящего изобретения скорость сбора может быть значительно увеличена, что позволяет собирать нефть с большей площади в единицу времени. Оно позволяет выполнить сбор нефти в открытой воде при значительно худших погодных условиях, чем те, при которых это можно было делать прежде, а также и в зимних условиях при наличии льда.

- 2 005360

Ниже изобретение описано посредством примера со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых изображено следующее:

фиг. 1 представляет боковой вид судна, пригодного для сбора нефти согласно изобретению;

фиг. 2 представляет сечение по линии С-С судна согласно фиг. 1;

фиг. 3 представляет движение судна при определенном угле распространения по отношению к его направлению движения;

фиг. 4 представляет схематический вид судна сверху, при этом вспомогательное средство повернуто так, чтобы оно было открыто;

фиг. 5 представляет боковой вид вспомогательного приспособления, подсоединенного к судну;

фиг. 6 представляет вид сверху приспособления согласно фиг. 5;

фиг. 7 представляет вид сбоку альтернативного вспомогательного приспособления, подсоединенного к судну;

фиг. 8 представляет вид сверху в разных рабочих положениях вспомогательного приспособления согласно фиг. 7.

Устройство для сбора нефти содержит судно 1, которое оснащено оборудованием 4 для сбора нефти. Оборудование включает в себя известное само по себе средство для сбора нефти, например собирающую ленту, функционирующую совместно с щетинками, которая отделяет нефть от поверхности воды и подводит ее к сборным резервуарам, расположенным внутри судна (на фигурах более подробно не показаны). На фиг. 1 корпус судна в целом обозначен позицией 2, а водная поверхность обозначена стрелками С. Устройства, управляющие движением судна, обозначены позицией 9. Они позволяют управлять судном в разных направлениях перемещения.

На фиг. 2 отдельно показана преимущественно до некоторой степени прямая широкая сторона 3, которую используют для получения возможных наилучших результатов при сборе нефти. Наряду с оборудованием 4, на фигуре стрелкой А указано нормальное направление перемещения судна, а стрелкой В указано направление перемещения судна в исключительных случаях, например при взламывании льда. Для наиболее эффективного сбора нефти судном управляют в направлении С, то есть имеется отклонение на угол Е по отношению к нормальному управляемому курсу. Соответственно, если того требуют условия, судном управляют в направлении Ό, то есть имеется отклонение на угол Ε по отношению к преобладающему направлению перемещения. В этой связи углы Е и Ε называют углами распространения судна.

На фиг. 3 показано судно, перемещающееся диагонально боком в направлении С под углом Е распространения, при этом цель заключается в достижении как можно более широкой зоны Ь для оптимального сбора нефти посредством использования широкой стороны 3 судна с учетом, насколько это возможно, например, силы ветра, высоты волн и т.д. Зона сбора нефти может быть расширена, если оборудование 4 для сбора нефти расположено у задней части судна.

На фиг. 4 представлено оборудование 4 для сбора нефти, которое содержит вспомогательное приспособление 7 и средство 6 для сбора нефти, которое расположено либо внутри судна, либо на его палубе 5. Вспомогательное приспособление 7 с возможностью поворота прикреплено к широкой стороне 3 судна в месте крепления 8. Вспомогательное приспособление 7 при необходимости, как вариант, может удерживаться с другого конца, например в случае решения, которое используют тогда, когда судно продвигается диагонально в заднем направлении, то есть в направлении, обозначенном на фиг. 2 позицией Ό. Кроме того, можно использовать вспомогательное приспособление 7, которое изготовлено из двух разных частей, при этом каждую часть крепят к противоположным сторонам отверстия в корпусе.

На фиг. 5 представлен боковой вид вспомогательного приспособления, подсоединенного к судну, которое включает большую крышку люка 10а или что-либо подобное и меньшую крышку люка 10Ь или что-либо подобное. Судно дополнительно оснащено приспособлением 11 для отделения нефти ото льда перед ее подведением к средству для сбора нефти. На фиг. 6 представлен вид этого решения сверху. Приспособление 11 в его наиболее простом виде может представлять собой наклонную панель, нижняя поверхность 11а которой предотвращает вход льда через люки 10а и 10Ь. В случае согласно фиг. 6, обычно в зимних условиях, большая крышка люка 10а полностью закрыта, а меньшая крышка люка 10Ь повернута внутрь в корпус судна.

На фиг. 7 представлен измененный вариант изобретения, который также включает вспомогательное средство из двух частей 10а, 10Ь, которое может быть использовано для сбора нефти как летом, так и зимой. В летнее время обе части 10а и 10Ь преимущественно одновременно открыты. Зимой для сбора нефти используют преимущественно только одно из вспомогательных средств - меньшее средство 10Ь.

На фиг. 8 представлен вид сверху решения согласно фиг. 7 в разных рабочих положениях вспомогательных средств. Другими словами, для сбора нефти в соответствии с имеющимися условиями оба вспомогательных средства 10а и 10Ь могут быть открыты, но, главным образом, в зимних условиях большее вспомогательное средство 10а может быть полностью закрыто, а меньшее вспомогательное средство 10Ь может быть повернуто внутрь корпуса 2 судна.

В пределах объема изобретения также возможны решения, отличающиеся от описанных выше решений. Можно использовать несколько различных вспомогательных средств, то есть крышек люков или

- 3 005360 подобных элементов, которые могут разными способами с возможностью поворота крепиться к корпусу судна или друг к другу. Как указано выше, изобретение может быть применено, главным образом, к ледоколам и к буксирным судам, но ничто не препятствует применению решений того же самого типа к обычным судам, то есть к торговым или к пассажирским судам. При этом отдельные компоненты, которые даже могут быть отделяемыми или формируют корпус судна либо крепятся, например, к борту судна и отделяются от него, могут быть использованы в качестве вспомогательного приспособления. Размеры вспомогательного приспособления, безусловно, могут значительно изменяться. Кроме того, материал вспомогательного приспособления может представлять собой любой материал, приемлемый для поставленной цели, подобный, например, различным видам металлов, пластиков или их сочетаний.

Следовательно, изобретение не ограничено представленными вариантами осуществления конструкции и в объеме прилагаемых пунктов формулы изобретения возможны некоторые модификации.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Устройство для сбора нефти с воды в условиях открытой воды и/или зимы, содержащее судно (1), оборудование (4) для сбора нефти, состоящее из собирающего средства (6) для отделения нефти от воды и вспомогательного приспособления (7) для подведения отделяемой нефти к собирающему средству (6), при этом корпус (2) судна предназначен для сбора нефти, отличающееся тем, что оборудование (4) для сбора нефти прикреплено к корпусу (2) судна (1) и вспомогательное приспособление (7) содержит по меньшей мере два вспомогательных средства (10а, 10Ь), взаимосвязанных с возможностью перемещения относительно друг друга, которые в их закрытом положении формируют часть корпуса (2) судна (1).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оборудование (4) для сбора нефти прикреплено к широкой стороне (3) судна (1) с возможностью отсоединения.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что оборудование (4) для сбора нефти частично или полностью расположено внутри корпуса (2) судна (1) или на палубе (5) судна (1).
4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что в течение сбора нефти вспомогательное приспособление (7) расположено, главным образом, с наружной стороны корпуса (2) судна (1).
5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что вспомогательное приспособление (7) прикреплено к корпусу (2) судна (1) с возможностью отсоединения.
6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что вспомогательное приспособление (7) прикреплено к корпусу (2) с возможностью поворота и размещено у заднего конца корпуса (2) судна.
7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что вспомогательные средства (10а, 10Ь) вспомогательного приспособления (7) функционально соединены таким образом, что они формируют однородную стенку, крышку люка или что-либо подобное.
8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что вспомогательные средства (10а, 10Ь) вспомогательного приспособления (7) содержат две стенки, крышки люка или подобные элементы разного размера и меньшее из вспомогательных средств (10Ь) предпочтительно расположено в пределах большего вспомогательного средства (10а) и выполнено с возможностью отдельного поворота внутрь корпуса (2) судна для зимнего использования.
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что для зимнего использования оборудование (4) для сбора нефти снабжено приспособлением (11) для отделения нефти ото льда перед ее подачей к средству (6) для сбора нефти и наклонная донная часть (11а) приспособления для отделения нефти расположена ниже меньшего вспомогательного средства (10Ь).
10. Устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что судно выполнено с возможностью управления под определенным углом распространения (Е; Е) по отношению к направлению его перемещения известным самим по себе способом и угол поворота вспомогательного устройства (7) является регулируемым в соответствии с направлением перемещения (А, В, С, Ό) судна.
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что корпус судна (1) известным самим по себе способом может быть выполнен асимметричным по отношению к продольному направлению и форма широкой стороны (3), функционирующей в качестве нефтесборника судна (1), по возможности предпочтительно прямая или даже незначительно вогнутая.
12. Способ сбора нефти с воды в условиях открытой воды и/или зимы посредством использования устройства по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что корпус (2) судна (1) используют для сбора нефти и разбивки льда и оснащают оборудованием (4) для сбора нефти, включающим известное само по себе средство (6) для сбора нефти и по меньшей мере два вспомогательных средства (10а, 10Ь), с помощью которых отделяемую нефть подводят к средству (6) для сбора нефти, при этом сбор нефти выполняют таким образом, что для сбора нефти с открытой воды по меньшей мере два вспомогательных средства (10а, 10Ь) поворачивают под определенным первым углом наружу по отношению к широкой стороне (3) судна, и для сбора нефти в зимних условиях среди расколотого льда в воде предпочтительно только одно из вспомогательных средств (10Ь) поворачивают под определенным вторым углом предпочтительно внутрь по отношению к широкой стороне (3) судна.

- 4 005360
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что судном управляют таким образом, что его центральная линия в зависимости от скорости распространения формирует наиболее предпочтительный угол распространения (Е; Е) по отношению к направлению перемещения (С; Ό) с точки зрения сбора нефти.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что в открытой воде угол распространения (Е; Е) выбирают предпочтительно в диапазоне 20-70°, при этом угол вспомогательного средства (10а) по отношению к широкой стороне (3) судна составляет по меньшей мере 20-70°, а самое большее 40-140°.
15. Способ по п.12 или 13, отличающийся тем, что в зимних условиях угол распространения (Е; Е) выбирают предпочтительно в диапазоне 0-30°, при этом одно вспомогательное средство (10а) не открыто, а другое вспомогательное средство (10Ь) полностью открыто.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что при использовании по меньшей мере двух вспомогательных средств (10а, 10Ь), содержащих два взаимосвязанных вспомогательных средства разного размера, в зимних условиях вспомогательное средство меньшего размера (10Ь) поворачивают внутрь корпуса.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что в зимних условиях отделение льда выполняют перед подведением нефти и воды к средству (6) для сбора нефти.