NO151049B

NO151049B - DEVICE FOR REMOVAL OF OIL FROM A WATER SURFACE

Info

Publication number: NO151049B
Application number: NO773717A
Authority: NO
Inventors: Ray Rolland Ayers
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 1976-11-02
Filing date: 1977-10-31
Publication date: 1984-10-22
Also published as: JPS6023728B2; FR2369385A1; DE2748852A1; DE2748852C2; NL7711932A; JPS5357568A; FR2369385B1; GB1580467A; SE428673B; NO151049C; CA1109806A; SE7712271L; NO773717L

Description

Oppfinnelsen angår en innretning for å fjerne og gjenvinne olje fra en vannoverflate som anført i kravenes innled-ning . The invention relates to a device for removing and recovering oil from a water surface as stated in the introduction of the claims.

Olje sølt på vann er kalt den mest kostbare olje i verden . Kostnadene for fjerning av slik olje blir ikke bare stadig større, men utgiftene i forbindelse med å utbedre ska-der på kystlinjer, båter og dyrelivet er likeledes store. Oil spilled on water is called the most expensive oil in the world. The costs of removing such oil are not only increasing, but the expenses in connection with repairing damage to coastlines, boats and wildlife are also large.

En type utstyr som bidrar til disse økede kostnader er de skummere som benyttes for fjerning av oljen. Det har vært vanlig tendens å bygge mer kompliserte skummere for spesi-elle formål, for bruk i kystfarvann. Disse omfatter spesielt byggede båter med utstyr for oljefjerning. Konstruksjonene er slik at de vanligvis ikke er egnet for annet arbeid og mange av disse må holdes i havn hele året. Der leting etter olje er blitt utført på stadig dypere og mer upålitelige farvann, har disse fartøy blitt mye større for å tilpasses vanskelige sjøforhold, og er følgelig blitt kostbarere. En stor del av disse kostnader skyldes selve skipet fremfor det egentlige oljegjenvinningsutstyr. Den høye initialkostnad for spesial-skummere og kostnadene for å vedlikeholde disse begrenser selvsagt anntallet av de til rådighet stående enheter. Det er således et behov for en mer kostnadsbevisst holdning i forbindelse med oljeopprensing og gjenvinningsteknikk. Det er ønskelig å utvikle transportable skummeinnretninger som passer til forhåndenværende fartøyer, arbeidsbåter, forsyn-ingsbåter, fiskebåter etc, noe som ville redusere behovet for spesielt konstruerte fartøyer, og betraktelig øke meng-den av det tilgjengelige utstyr for opprensing og gjenvinning som befinner seg i rimelig nærhet av oljesølet. One type of equipment that contributes to these increased costs is the skimmers used to remove the oil. There has been a common tendency to build more complicated skimmers for special purposes, for use in coastal waters. These include specially built boats with oil removal equipment. The constructions are such that they are not usually suitable for other work and many of these must be kept in port all year round. Where the search for oil has been carried out in increasingly deeper and more unreliable waters, these vessels have become much larger to adapt to difficult sea conditions, and have consequently become more expensive. A large part of these costs is due to the ship itself rather than the actual oil recovery equipment. The high initial cost of special skimmers and the costs of maintaining these obviously limit the number of units available. There is thus a need for a more cost-conscious attitude in connection with oil purification and recovery technology. It is desirable to develop transportable foaming devices that fit existing vessels, work boats, supply boats, fishing boats etc., which would reduce the need for specially constructed vessels, and considerably increase the amount of available equipment for purification and recycling that is in reasonable proximity to the oil spill.

For å dekke det ovennevnte behov frembringer oppfinnelsen et oljeoppfangs- og opprensningsutstyr som kan omdanne flere typer fartøyer til temporære skummer på forholdsvis kort tid. Det tillater raskere reaksjon mot oljesøl som inntreffer på fjerntliggende steder. Slikt utstyr kan lagres på f.eks. boreplattformer, og dersom et oljeutslipp inntreffer i nærheten, kan arbeidsbåter omdannes til skummere som øyeblik-kelig kan begynne å fjerne oljesølet. To meet the above-mentioned need, the invention produces an oil collection and cleaning equipment which can convert several types of vessels into temporary skimmers in a relatively short time. It allows a faster response to oil spills that occur in remote locations. Such equipment can be stored on e.g. drilling platforms, and if an oil spill occurs nearby, workboats can be converted into skimmers that can immediately begin to remove the oil spill.

Ifølge oppfinnelsen oppnås disse fordeler med i kravenes karakteriserende deler angitte trekk. According to the invention, these advantages are achieved with features specified in the characterizing parts of the claims.

Oppfinnelsen beskrives under henvisning til tegningene som viser en utførelse av innretningen, og hvor figur 1 viser The invention is described with reference to the drawings which show an embodiment of the device, and where Figure 1 shows

et riss av en skummer og et slepefartøy i drift, figur 2 viser et grunnriss av skummeren, figur 3 viser et snitt av skummeren, figur 4 viser et riss av en hydraulisk kran og kraftforsyningsenhet med en container, og figur 5 viser et riss av containeren som benyttes til separasjon av olje og vann som berges av den på figurene 2 og 3 viste skummer. Figur 1 viser i perspektiv innretningen ifølge oppfinnelsen under bruk sammen med en vanlig arbeidsbåt. Skummeren 2, som ligner en flattrykt sokk med en fremre ende som holdes åpen av en ramme 3, og har flyteinnretninger 4, er ved hjelp av liner 5 forbundet med arbeidsbåten i god avstand fra og foran det sted ved siden av båten hvor skummeren er satt ut, slik at skummerens bevegelser effektivt er uavhengige av båtens bevegelser, hvorved skummeren kan bevege seg fritt opp og ned, stampe, rulle etc. Ved tidligere kjent teknikk, hvor en skummer eller en bom er anordnet på siden av et fartøy ved hjelp av en stiv forbindelse, overføres fartøyets bevegelser til skummeren eller bommen, og forårsaker at den dyppes ned under vannet eller heves over vannet, noe som i begge tilfeller tillater at olje kan passerer forbi. Dette hindrer en effektiv fjerning av oljen fra vannet. En ikke vist fen-der kan anordnes mellom skummeren og fartøyet for å hindre at skummeren påfører fartøyet skade. Ledninger 6 strekker seg fra skummerens bakre parti inn i containeren 7, som benyttes både for separasjon av olje og vann fra skummeren, noe som beskrives nedenfor, og som container for skummeren og kraft-forsyningsanordninger som benyttes for utsetting av skummeren. Oljeledninger 8 strekker seg fra containeren 7 til en sekk 9, som kan slepes bak arbeidsbåten 1 som en egnet innretning for lagring av separat olje, spesielt i tilfeller med store mengder oljesøl som krever spesielt stort lagringsrom. Figur 2 og 3 viser mer detaljerte riss av skummeren. Skummeren omfatter flyteinnretninger 20 som er montert på mot-satte sider av rammen 21, som holder skummerens fremre parti åpent og i stilling for å oppta innkommende olje og vann. a view of a skimmer and a towing vessel in operation, Figure 2 shows a plan view of the skimmer, Figure 3 shows a section of the skimmer, Figure 4 shows a view of a hydraulic crane and power supply unit with a container, and Figure 5 shows a view of the container which is used for the separation of oil and water which is recovered by the skimmer shown in Figures 2 and 3. Figure 1 shows in perspective the device according to the invention in use together with a normal work boat. The skimmer 2, which resembles a flattened sock with a front end held open by a frame 3, and has flotation devices 4, is connected by means of a line 5 to the work boat at a good distance from and in front of the place next to the boat where the skimmer is set out, so that the skimmer's movements are effectively independent of the boat's movements, whereby the skimmer can move freely up and down, stomp, roll, etc. In prior art, where a skimmer or a boom is arranged on the side of a vessel by means of a rigid connection, the movements of the vessel are transmitted to the skimmer or boom, causing it to dip below the water or rise above the water, in either case allowing oil to pass by. This prevents effective removal of the oil from the water. A fender, not shown, can be arranged between the skimmer and the vessel to prevent the skimmer from causing damage to the vessel. Lines 6 extend from the skimmer's rear part into the container 7, which is used both for the separation of oil and water from the skimmer, which is described below, and as a container for the skimmer and power supply devices used for launching the skimmer. Oil lines 8 extend from the container 7 to a sack 9, which can be towed behind the workboat 1 as a suitable device for storing separate oil, especially in cases of large quantities of oil spills that require particularly large storage space. Figures 2 and 3 show more detailed drawings of the skimmer. The skimmer includes float devices 20 which are mounted on opposite sides of the frame 21, which keep the front part of the skimmer open and in position to receive incoming oil and water.

Det øvre parti 22 av skummeren 2 er fremstilt av fleksibelt materiale, som for eksempel nitrilgummi, som bøyer seg lett etter motkommende bølger. Luftutløpsåpninger 24a leder bort oppfanget luft fra sokken og hindrer at det dannes luftrom mellom det øvre parti 22 av skummeren 2 og oppsamlet olje 23. Dette bevirker at fjerning av olje fra skummeren blir meget lett, slik det forklares nedenfor. Skummerens 2 øvre parti 22 har luft- og skumflyteinnretninger 24 som holder det øvre parti 22 av skummeren over vannflaten, men som allikevel ikke hever den over oljeoverflaten, som nevnt ovenfor. Oppblås-bare flyteinnretninger 25 er anordnet rundt sidene av det bakre parti av skummeren 2. The upper part 22 of the foamer 2 is made of flexible material, such as nitrile rubber, which bends easily to oncoming waves. Air outlet openings 24a lead trapped air away from the sock and prevent air space from forming between the upper part 22 of the skimmer 2 and collected oil 23. This makes removing oil from the skimmer very easy, as explained below. The upper part 22 of the skimmer 2 has air and foam flow devices 24 which keep the upper part 22 of the skimmer above the water surface, but which nevertheless do not raise it above the oil surface, as mentioned above. Inflatable flotation devices 25 are arranged around the sides of the rear part of the skimmer 2.

Som vist på figur 3 er skummerens 2 bunn 26 adskilt fra skummerens øvre parti 22 ved hjeip av sidevegger 27 og bånd 28, som hindrer det øvre parti av skummeren å bukte seg og videre hindrer dannelse av luftsjikt mellom det øvre parti 22 og den oppsamlede olje 23. Det øvre parti 22 og bunnen 26 beveger seg og føyer seg lett etter store bølger og dønninger, men bølgebevegelsene i skummeren er forholdsvis rolige, ikke bare fordi det øvre parti 22 søker å dempe krapp sjø, men også fordi bunnen 26 oppfanger bølgepartikkelbevegelse og hindrer vannomløpsbevegelse i skummeren, hvilket normalt ville stryke olje ut av skummeren. As shown in Figure 3, the bottom 26 of the skimmer 2 is separated from the upper part 22 of the skimmer by means of side walls 27 and bands 28, which prevent the upper part of the skimmer from buckling and further prevent the formation of an air layer between the upper part 22 and the collected oil 23. The upper part 22 and the bottom 26 move and conform easily to large waves and swells, but the wave movements in the skimmer are relatively calm, not only because the upper part 22 seeks to dampen rough seas, but also because the bottom 26 picks up wave particle movement and prevents water circulation in the skimmer, which would normally wash oil out of the skimmer.

Skummeren har også en oppadragende leppe 29 som for-hindrer overspruting av bølger, spesielt i tilfelle av krapp sjø. Vann og olje, som strømmer inn i skummeren som vist ved piler på figur 3, fortsetter bakover mot det bakre parti 30, som er konkavt utformet, sett fra skummerens fremre parti, og vann strømmer ut ved skummerens bunn, idet olje forblir ved skummerens øvre parti sammen med ethvert drivende avfall som samler seg i skummeren. Skummerens bakre parti kan heves periodisk for å tillate tømming av avfall. The skimmer also has an upward-protruding lip 29 which prevents waves from splashing over, especially in the case of rough seas. Water and oil, flowing into the skimmer as shown by arrows in Figure 3, continue rearward towards the rear portion 30, which is concavely shaped as seen from the front of the skimmer, and water flows out at the bottom of the skimmer, while oil remains at the top of the skimmer lot along with any drifting debris that accumulates in the skimmer. The rear of the skimmer can be raised periodically to allow emptying of waste.

Da et luftsjikt ikke tillates dannet mellom det øvre parti av skummeren og oljen, trekkes oljen fra skummeren ved hjelp av brønnpunktsugning, fortrinnsvis med flere oljegjen-vinningsugepumper 31, fremfor gjennom et enkelt, stort suge-punkt , hvor vann i uønsket mengde trekkes gjennom en enkelt stor sugeinnretning, spesielt en brønn-punkt-sugeinnretning som ikke er utført i ett stykke med skummeren, men som flyter på oljesumpen og, slik tilfellet er ved kjente skummere, beveger seg opp og ned med bølgebevegelsene og vekselvis trekker inn luft over oljesumpen og deretter vann under oljesumpen. Figur 4 viser et mer detaljert riss av den på figur 1 viste container 7. Containeren 7 omfatter alle nødvendige deler for bruk med oppfinnelsen. Som tidligere nevnt er det praktisk å lagre containeren på boreplattformer for at den skal befinne seg så nær mulig oljeutslipp som mulig. Dersom oljeutslipp meddeles, lastes innretningen raskt ombord på en arbeidsbåt. Skummerens deler kan settes sammen på dekket mens båten fortsetter mot oljeutslippet og være klart for utsetning ved ankomsten. Etter bruk kan innretningen repareres, ren-gjøres og pakkes igjen i påvente av neste gangs bruk. Settet omfatter et hengslet deksel 40 som, når det åpnes, avdekker skummeren som lagres i containeren 7, den hydrauliske kran 41, som benyttes for å sette ut skummeren fra containeren på siden av arbeidsbåten eller et annet egnet fartøy, kranstyr-ingsinnretninger 42 som benyttes til å styre utsetningsopera-sjonen for skummeren, samt en kraftforsyningsenhet 43 som driver den hydrauliske kran 41 og andre innretninger som er nødvendige for skummerens operasjon. Figur 5 viser den på figur 4 viste container i bruk for separasjon av olje og vann fra skummeren. En olje/vann-blanding føres fra skummeren via ledningen 6 inn i et første rom 50 som utgjøres av containerens ene ende og en hel over-strømningsplate 51. I dette rom samles oljen og strømmer over hele overstrømningsplaten 51 og inn i et av flere rom 52, 53, 54, som er dannet av perforerte skvalpeplater 55. Oljen og vannet strømmer gjennom disse rom og inn i et ved siden av endepartiet, av et av de perforerte plater 55 dannet rom, hvor oljen fjernes ved hjelp av et flytende sugehode 61 og føres via ledningen 8 til en slepbar sekk 9, som vist på figur 1. Vannet fra det ved siden av endepartiet anordnede rom 56 passerer under en hel understrømningsplate 57 og inn i enderommet 58. En mindre plate 59 er anordnet foran en led-ning 60 som fjerner rent vann fra rommet 58. Platene, bort-sett fra platen 59, er alle hengslet, således at de foldes mot containerens sider når de ikke er i bruk, og tillater utsetting av skummeren og tilhørende deler i containeren. As an air layer is not allowed to form between the upper part of the skimmer and the oil, the oil is drawn from the skimmer by means of well point suction, preferably with several oil recovery suction pumps 31, rather than through a single, large suction point, where water in an unwanted amount is drawn through a single large suction device, especially a well-point suction device which is not made in one piece with the skimmer, but which floats on the oil sump and, as is the case with known skimmers, moves up and down with the wave movements and alternately draws in air over the oil sump and then water under the oil sump. Figure 4 shows a more detailed view of the container 7 shown in Figure 1. The container 7 includes all necessary parts for use with the invention. As previously mentioned, it is practical to store the container on drilling platforms so that it is as close to the oil spill as possible. If an oil spill is reported, the equipment is quickly loaded on board a work boat. The skimmer's parts can be assembled on deck while the boat continues towards the oil spill and be ready for deployment on arrival. After use, the device can be repaired, cleaned and packed again in anticipation of the next use. The kit comprises a hinged cover 40 which, when opened, reveals the foam stored in the container 7, the hydraulic crane 41, which is used to deploy the foam from the container on the side of the workboat or other suitable vessel, crane control devices 42 which are used to control the release operation for the skimmer, as well as a power supply unit 43 which drives the hydraulic crane 41 and other devices which are necessary for the skimmer's operation. Figure 5 shows the container shown in Figure 4 in use for separating oil and water from the skimmer. An oil/water mixture is fed from the skimmer via line 6 into a first space 50 which is formed by one end of the container and an entire overflow plate 51. In this space the oil collects and flows over the entire overflow plate 51 and into one of several rooms 52, 53, 54, which are formed by perforated splash plates 55. The oil and water flow through these spaces and into a space next to the end part, formed by one of the perforated plates 55, where the oil is removed by means of a floating suction head 61 and is led via the line 8 to a towable bag 9, as shown in figure 1. The water from the room 56 arranged next to the end section passes under an entire underflow plate 57 and into the end room 58. A smaller plate 59 is arranged in front of a line 60 which removes clean water from room 58. The plates, apart from plate 59, are all hinged, so that they fold against the sides of the container when they are not in use, and allow the skimmer and associated parts to be placed in the container.

Selv om skummeren ifølge oppfinnelsen fortrinnsvis an-vendes på siden av et fartøy i bevegelse, er det innlysende at den også kan benyttes stajonært i elver eller strømmer for oljeoppsamlingsformål, med eller uten et fartøy. Den kan også settes ut mellom et katamaranfartøys to skrog. Det er innlysende at innretningen ifølge oppfinnelsen også kan benyttes for oppsamling av flytende avfall og andre forurensende væsker enn olje. Hvor det er mulig kan flere skummere under bruk settes ut på fartøyets ene eller begge sider. Containeren kan også benyttes ved andre kjente vann/olje-separasjonsteknikker. Likeledes kan bølgedempningsdelen av skummeren ifølge oppfinnelsen benyttes separat for å redusere bølgeturbulens foran andre typer av skummere. Although the skimmer according to the invention is preferably used on the side of a moving vessel, it is obvious that it can also be used stationary in rivers or streams for oil collection purposes, with or without a vessel. It can also be deployed between the two hulls of a catamaran vessel. It is obvious that the device according to the invention can also be used for collecting liquid waste and polluting liquids other than oil. Where possible, several skimmers can be deployed on one or both sides of the vessel during use. The container can also be used for other known water/oil separation techniques. Likewise, the wave damping part of the skimmer according to the invention can be used separately to reduce wave turbulence in front of other types of skimmers.

For spesielt viskøse oljer kan et absorberende tau-belte (US 3 668 118) tres inn i sokken og benyttes i stedet for de i ett stykke med skummeren utførte brønnpunktsugnings-deler. Selv om den olje som skal fjernes er egnet for brønn-punktsugning, kan naturligvis enhver som en endeløs sløyfe utformet absorpsjonsinnretning benyttes i stedet for brønn-punktsugning (US 3 700 593). Både for viskøse oljer og avfall kan nett med egnet maskevidde holdes i vannet umiddelbart bak sokken, og sokken kan heves, hvorved oppsamlet olje og avfall kan føres inn i det bakenfor slepte nett. Dersom nettet heves fra vannflaten, dreneres vannet og de gjenværende forurens-ninger anbringes øverst i containeren ved hjelp av en por-sjonsprosess. For particularly viscous oils, an absorbent rope belt (US 3,668,118) can be threaded into the sock and used instead of the well point suction parts made in one piece with the skimmer. Although the oil to be removed is suitable for well-point suction, naturally any absorption device designed as an endless loop can be used instead of well-point suction (US 3 700 593). Both for viscous oils and waste, nets with a suitable mesh size can be held in the water immediately behind the sock, and the sock can be raised, whereby collected oil and waste can be fed into the net towed behind. If the net is raised from the water surface, the water is drained and the remaining contaminants are placed at the top of the container using a portioning process.

Claims

1. Device for removing and recovering oil from a water surface, characterized by the combination of (a) a container that is suitable to be towed or shipped and mounted on a vessel (1), the container being designed for storing an oil skimmer and further includes a hydraulic crane to launch and store a skimmer from and respectively. into the container, a suction pump in the skimmer and a power unit for supplying power to the crane and pump, (b) an oil skimmer suitable for storage in the container and capable of being towed along the side of a vessel by means of towing devices connected to the vessel, (c) devices for converting the storage part of the container for the skimmer into an oil separator for separating oil and water that is taken up by the skimmer when it is not stored, but is towed for oil recovery alongside the vessel, and (d) devices for collecting oil which is removed from the container's oil separator.

2. Device according to claim 1 where the skimmer includes towing devices which are connected to the vessel essentially in front of the skimmer in such a way that the movement of the skimmer due to the waves is effectively independent of the movement of the vessel due to the waves, devices to produce an open front in the skimmer which floats on the surface of the water so that it freely follows the movement of the water surface, a space in the skimmer to receive oil and water and means for removing substantially anhydrous oil from the top of the space, characterized in that the space is defined by a substantially planar, flexible and wave-accompanying top that contacts the oil, an at least partially rigid, substantially planar bottom that has significant length to dampen eddy motion from trapped waves but does not impede flow of water and oil in the space, sides which is connected to the top and bottom and extends to the back and which is so arranged in relation to each other that the flow of water and oil in the room is not significantly impeded, connect gaps between the sides which force the bottom and the top to remain in approximately parallel planes, and a back side which extends downwards from the top and which is arranged at a significant distance behind the bottom to be able to direct downwards water that penetrates from the room.

3. Device according to claim 2, characterized in that the sides of the compartment (27) extend aft in a direction mainly parallel to the direction of the current, at least approximately as far as the extent of the bottom, after which they are curved inwards for connection with the rear part of the compartment (30 ).

4. Device according to claim 2, characterized in that the upper part (22) of the room at the front is curved upwards to avoid splashing by oncoming, steep waves.

5. Device according to claim 2, characterized in that the upper part of the room (22) has at least one air and foam floating device (24).

6. Device according to claim 2, characterized in that it has suction devices (31) at several points for removing essentially anhydrous oil from the room.

7. Device according to claim 1, characterized in that the device for separating oil and water that is removed by the skimmer when it is not stored and during oil recovery, comprises devices for introducing oil and water from the skimmer into a first space formed by an overflow plate that extends upwards from the bottom of the container with subsequent compartments formed by perforated baffles, a penultimate compartment formed by a perforated baffle and an underflow baffle and having a floating suction head for extracting oil, and a final compartment with devices for extracting water, the perforated guide plates that delimit the subsequent overflow spaces are hinged so that they are folded down against the sides of the container when it is not in use and allow the use of the skimmer and associated parts in the container.