NO20120486A1 - Anordning for påføring av dispergeringsmiddel på oljeflak i sjøen fra båt - Google Patents

Abstract

En anordning for påføring av dispergeringsmiddel på oljeflak i sjøen fra båt, der anordningen omfatter to bærebjelker med tilhørende dysemanifolder montert innvendig i et skipsskrog, og innrettet til å bli ført ut gjennom en luke eller åpning på hver side av skipsskroget. Anordningen har en inaktiv, tilbaketrukket stilling når den ikke er i bruk og en aktiv, utstrukket stilling når den er i bruk. Lukene eller åpningene og bærebjelkene med tilhørende dysemanifolder er anordnet slik at dispergeringsmiddelet, når anordningen er i bruk, treffer sjøen/oljeflaket foran bryte punkt et til båtens baugbølge.

Description

Anordning for påføring av dispergeringsmiddel på oljeflak i sjøen fra båt

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for effektiv påføring av dispergeringsmidler på oljeflak på sjøen. Anordningen monteres permanent om bord på båt, for eksempel om bord på beredskapsfartøy i tilknytning til oljeinstallasjoner til havs.

Bakgrunnsinformasjon

Dispergering er en kjent metode for å bekjempe oljesøl på sjøen. Utsvingbare og hengende spraybommer av varierende løsninger, lengde og kvalitet er tidligere blitt forsøkt montert på skutesiden av supply- og forskjellige beredskapsfartøyer. Undersøkelser/forskning gjort av bl.a. SINTEF Materialer og kjemi i Trondheim har vist at disse enkle dispergeringsystemene har svært begrenset effekt, blant annet fordi påføringsbredden har vært for liten, fordi løsningene har fordelt dispergeringsmiddelet for ujevnt, fordi dispergeringsmiddelet har blir så forstøvet at det for lett har blitt fanget av vær og vind etc. I sum så har effekten vært liten i forhold til dispergeringsmiddelmengden som har vært benyttet samt arbeidet og tiden som har medgått ved påføring av dispergeringsmiddelet.

Jason Engineering AS har utviklet, med kjemifaglige råd fra SINTEF, et system med to svingbare bærebommer påmontert spraybommer og tilhørende manifold med dyser. Dette systemet fungerer såpass mye bedre enn tidligere løsninger fordi systemet er montert på fartøyet slik at dispergeringsvæsken påføres og treffer oljefilmen før baugbølgen fra fartøyet treffer, deler og forstyrrer oljefilmen på havflaten. En forutsetning for at dette utstyret skal fungere, er imidlertid at fartøyet det monteres på, har et åpent dekk foran mot baugen for å kunne gi plass til å montere og operere utstyret.

Mange nyere beredskapsfartøy som er under utvikling, særlig for arktiske områder, omfatter et innelukket baugparti (eksempelvis Ulstein type X-Bow og andre liknende utførelser). Dette innebærer at det ikke er mulig å montere og operere dispergeringsutstyret manuelt på fordekket av fartøyet på en slik måte at disperderingsmidlet påføres på optimal måte.

Det kommer stadig nye og strengere krav til både HMS og oljelekkasjehåndteringsutstyr, dvs. at nyere fartøyer iøkende grad blir pålagt å utstyre fartøyet med oljelekkasjehåndteringsutstyr, samtidig som HMS-krav må oppfylles. I tillegg er mange av de nye typene fartøyer med innelukket baugparti gjerne spesielt tilpasset arktiske forhold, noe som ytterligereøker behovet og kravene til gjennomtenkte og pålitelige systemer. I tillegg til at det en klar trend at fartøyer tilpasset arktiske forhold omfatter mer automatisert utstyr for å skåne mannskapet mot vær, vind og den forøkede risko som finnes ved arbeid på dekk under arktiske forhold.

En utfordring i forbindelse med fartøyer som har innelukket baugparti er at den tilgjenglige innvendige plassen også er begrenset. Dette gjelder for så vidt også tradisjonelle skrogtyper, men utfordringen synes å være enda større for fartøyer som har innelukket baugparti. Ettersom både den utvendige og innvendig plassen allerede er begrenset, blir det svært vanskelig å finne plass til ytterligere utstyr, spesielt utstyr som har et visst omfang.

En ytterlige utfordring er at nye krav stipulerer at oljelekkasjehåndteringsutstyr skal kunne mobiliseres og være klart til innsats innen 30 minutter.

Under arktiske forhold er ising et stort problem. Isingen påvirker utstyrets funksjon og kan i visse tilfeller sette utstyret ut av spill ellerødelegge det. I tillegg gjør ising det vanskeligere og farligere for mannskapet å håndtere og oppholde seg i nærheten av utstyret. Påføring av dispergeringsmidler på oljeflak innebærer bruk av væsker som kan fryse til is under arktiske forhold.

Ved oljelekkasjehåndtering i form av påføring av dispergeringsmidler på oljeflak, så er det avønskelig at man verken bruker mer eller mindre dispergeringsmidlet enn det som er nødvendig. Man ønsker ikke at dispergeringsmiddelet skal bli en kilde til forurensning i seg selv, og i tillegg er som nevnt plassen om bord på et fartøy begrenset, så man ønsker å bruke dispergeringsmiddelet på en fornuftig måte. Dersom oljelekkasjehåndteringutstyret er feil plassert eller dimensjonert, så risikerer man at store volumer av dispergeringsmiddelet sløses bort uten at det får gjort det det skal gjøre. Feil bruk kan føre til at unødvendig store mengder dispergeringsmiddel anvendes uten effekt, at dispergeringsmiddelet føres med av vær og vind og dermed ikke treffer noe oljeflak eller at dispergeringsmiddelet påføres ujevnt og dermed ikke gir noen jevn eller optimal dispergeringseffekt.

Ifølge foreliggende oppfinnelse løses i hvert fall noen av disse utfordringer ved hjelp av en anordning angitt i krav 1. Andre fordelaktige eller alternative utførelser av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige kravene.

I følge et aspekt ved foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en anordning for påføring av dispergeringsmiddel på oljeflak i sjøen fra båt, der anordningen omfatter to bærebjelker for spraybommer eller senere kalt "dysemanifold", at bærebjelker med dysemanifolder er montert innvendig i et skipsskrog og er innrettet til å bli ført ut gjennom to respektive luker eller åpninger på hver side av skipsskroget, der anordningen har en passiv, tilbaketrukket stilling når den ikke er i bruk og en aktiv, utstrukket stilling når den er i bruk, der bærebjelke med respektive manifold og lukene eller åpningene er innrettet slik at dispergeringsmiddelet treffer oljeflaket foran baugbølgen når anordningen er i bruk, slik at dispergeringsmiddel tyreffer en vann/olje-overflate som ikke ennå er påvirket av fartøyets bølger, dvs før baugbølgen bryter og skyver oljefilmen vekk fra skutesiden..

Ifølge et annet aspekt ved foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en anordning der systemet omfatter bjelker innrettet til å bli skjøvet ut og inn av skipsskroget, der bjelkene skyves av en mekanisk eller hydraulisk mekanisme, der mekanismen kan omfatte drift via tannstang, wiretrekk, sylinder og/eller teleskop.

Ifølge et ytterligere aspekt ved foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en anordning der hver av systemet er forsynt med en dysemanifold samt dyser, der dysemanifolden er innrettet til å kunne senkes og heves i forhold til havoverflaten og bærebjelken den henger i.

Ifølge et enda ytterligere aspekt ved foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en anordning der dysemanifolden er dobbel og omfatter to rekker med dyser, der rekkene har forskjellig kapasitet, idet doseringen av dispergeringsmiddel på oljeflak i sjøen kan tilpasses ved å alternere mellom eller kombinere kapasiteten til de to rekkene.

Ifølge en fordelaktig utførelse av foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en anordning der dysemanifolden omfatter varmekabler for avising.

Teknisk beskrivelse

Ifølge én utførelse av foreliggende oppfinnelse anvendes en spesielt konstruert og styrkeberegnet bjelkeprofil 1, se figur 1. Denne profilen 1 er bærebjelke/bærearm for en dysemanifold 6.

Ifølge en fordelaktig utførelse av foreliggende oppfinnelse er det omfatter systemet en dobbel dysemanifold (ikke vist).

Bærebjelke 1 henger i to lagringspunkter 2 med for eksempel glidelager av et kunststoff. Bærebjelken 1 kan skyves/dras frem og tilbake. De to lagringspunktene 2 er festet til en standard U-profil 3 som danner selve fundamenteringen til et fartøys stålstruktur hvor det fortrinnsvis sveises fast.

På den ene siden av bærebjelkens 1 steg ligger to rør 4 med hurdigkobling i begge ender. Disse er for tilførsel av dispergeringsvæske via slanger til den doble dysemanifolden 6.

På den andre siden av bjelken sitter en mekanisme 5 som skyver/trekker bærebjelken 1 frem og tilbake langs lagringspunktene 2. Denne mekanismen 5 kan omfatte et tannstang- eller wiredrevet system der selve drivorganet omfatter en hydraulisk eller en elektrisk motor, eller alternativt en mekanisme med én eller flere hydraulikksylindere. Fig. 1 viser et system omfattende en wiretrekkmekanisme 5.

Som nevnt i innledningen ovenfor, er en første utfordring man møter ved dispergering fra fartøyer med innlukket forskip, at det ikke er mulig å plassere noe slikt utstyr på utsiden av skroget. En andre utfordring er at det er begrenset med plass innvendig i skroget fram mot baugen. Bredden på båten kan være helt avgjørende for hvor langt fram man rent praktisk kommer med utstyret. Det må bli et kompromiss mellom det ideelle og det praktisk mulige.

Baugbølgen, hvor og hvordan den bryter, er helt avgjørende for om man treffer oljen med dispergeringsmiddelet eller om man sprayer på ren sjø til ingen nytte.

Det viser seg i praksis at baugbølgen til en rekke av de nye nevnte fartøyene med innlukket forskip, bryter langt mindre og vesentlig lenger bak enn på konvensjonelle båter med bulbbaug (avghengig av båtens hastighet og de rådende værforhold). Dette anses for å være en stor fordel med tanke på påføring av dispergeringsmiddel på oljeflak i sjøen ved hjelp av en anordning ifølge foreliggende oppfinnelse.

Som nevnt ovenfor og som vist i figur 2, vil dysemanifoldene 6 ha en viss avstand a mellom hverandre når anordningen ifølge oppfinnelsen er i bruk, idet det vil kunne oppstå et gap eller en område mellom dysemanifoldene 6 på styrbord og babord side, som ikke direkte sprayes av dispergeringsvæske.

Dette gapet eller avstanden kan imidlertid minimeres eller elimineres ved å utnytte én eller flere av følgende metoder: -den eller de innerste dysene på dysemanifoldene 6 kan innrettes eller anordnes slik at spredningsprofilene til dispergeringsvæskesprayen er så bred som mulig og/eller eventuelt rettet innover, idet nevnte gap eller avstand a i høyden blir like bred som skipsskroget i vannlinjen der anordningen ifølge oppfinnelsen er anordnet, - den eller de innerste dysene på dysemanifolden 6 kan innrettes eller anordnes slik at spredningsprofilene til dispergeringsvæskesprayen er rettet fremover og innover, idet nevnte gap eller avstand blir smalere en skipsskroget i vannlinjen der anordningen ifølge oppfinnelsen er anordnet, - bærebjelken 1, og dermed dysemanifoldene 6, trekkes innover, og dermed sammen, når dysemanifoldene 6 har blitt senket ned til operasjonshøyde. I de tilfeller der skrogets form smalner av nærmere vannlinjen, så kan dysemanifoldene 6 trekkes noe innover/sammen som vist ved hjelp av pilen p i figur 2.

Som nevnt ovenfor kan systemet ifølge en fordelaktig utførelse omfatte en dobbel dysemanifold 6, der de to rekkene med spraydyser har forskjellig kapasitet (for eksempel 100 % og 25 % nominell kapasitet). Ved å alternere mellom eller kombinere de to dyserekkene, kan man dosere/påføre en mengde dispergeringsvæske som er optimal i forhold oljefilmens tykkelse og beskaffenhet. I tillegg til alternering mellom de to dyserekkene, hver for seg eller sammen, kan trykket i manifoldene varieres trinnløst, noe som i sin tur gir en trinnløs variabel dosering av dispergeringsvæske. I tillegg kan fartøyets hastighet tilpasses oljefilmens tykkelse og beskaffenhet, for ytterligere å optimalisere påføringen av dispergeringsmiddel.

Fig. 1, som viser én utførelse av foreliggende oppfinnelse, viser at dysemanifolden 6 kan heises opp og ned ved hjelp av to liner 10. Hver line 10 går via en trinse festet i bærebjelken 1 og til en liten hydraulisk drevet vinsj 7 som fjernstyres fra en radiokontrollsystem eller liknende (ikke vist). Dispergeringsvæske føres til dysemanifolden 6 ved hjelp av slanger 9 som for eksempel kan tilkobles med hurtigkoblinger 8. På inngangen til manifoldene sitter en trykkstyrt stengeventil. Denne ventilens oppgave er å momentant stenge tilførsel av væske til manifolden 6 slik at ikke slanger 9 og rør 4 renner tom ved opphold i dispergeringen. Man oppnår med dette en presis start og stopp av spray fra dysene når stengeventilen til den enkelte manifold betjenes.

Tilførsel av dispergeringsvæske fra lagringstanken(e) til dysemanifoldene 6 kan skje ved hjelp av en pumpe og en stengeventil til hver manifold. Disse ventilene kaqn være utstyrt med hydraulisk aktuator og med både visuell og elektrisk indikator for åpen/lukket posisjon. Styring av ventilen kan skje manuelt, eller for eksempel ved hjelp av radiokontroll.

Utforming, plassering og montering av utstyret er slik at man oppfyller alle relevante krav til HMS. Den delen som skal føres ut gjennom en egen tilpasset luke i skutesiden er av en veldig slank utforming. Den tar svært liten plass i høyde og bredde. Det er fri passasje under (eller over) både under drift og ved lagring. Bevegelige komponenter som kan gi personskade er utstyrt med deksler. Alle hydrauliske og elektriske komponenter er i samsvar med relevante sikkerhetsregler og krav. Ingen tunge komponenter må løftes. Den tyngste komponenten, dysemanifolden, heises opp eller ned ved hjelp av tau og trinser eller to små vinsjer med handsveiv når den skal lagres eller klargjøres for bruk. Det er hensiktsmessog å unngå konflikt med andre maskiner så som ankerspill og fortøyningsvinsjer eller andre installasjoner. Plassering og fundamentering er opp under dekk.

Det er et krav at utstyret skal mobiliseres og være klart til innsats innen 30 minutter.

Når utstyret står lagret og er såkalt "stand by" gjøres kun følgende ved mobilisering

- slå på hovedbryter på elektrisk kontrollskap

- fest radiokontroller med belte rundt livet

- heis på plass manifold og koble på liner

- kjør (med radiokontrollen) bærearm og manifold halvveis ut gjennom luken i skutesiden

- Koble slanger (hurtigkobling) på dysemanifolden

- Kjør bærearm med manifold helt ut

- Kjør manifold ned til egnet høyde over havflaten

Det forstås at ovennevnte prosedyre er relevant i det tilfelle anordningen ifølge oppfinnelsen styres ved hjelp av et radiokontrollert system. Andre automatiske kontrollsystemer kan også anvendes. Man kan også, innenfor rammen av foreliggende oppfinnelse, anvende et enklere/rimligere, helt eller delvis manuelt system.

For å unngå ising på dysemanifoldene 6 og annet eksponert utstyr som følge av sjøsprøyt og ekstrem kulde, for eksempel ved bruk under arktiske forhold, så kan dysemanifoldene 6, og eventuelt annet eksponert utstyr, være utstyrt med varmekabel for avising. Varmekablene kan kobles til via stikkontakt ved behov eller styres automatisk ved hjelp av kontrollsystemet.

Elektrisk utstyr på dysemanifolden 6 og annet relevant utstyr er i beskyttelsesklasse EExe

Utstyret er operert ved hjelp av hydraulisk/elektrisk utrusning og kan, som nevnt, være fjernbetjent med radiokontroll. I så fall kan utstyret bestå av to like enheter montert ved siden av hverandre og benyttes henholdsvis på styrbord og babord side av fartøyet. De kan benyttes uavhengig av hverandre, men har felles system for fjernkontroll.

I for eksempel området 20-160 % av nominell kapasitet, kan man ifølge én utførelse av oppfinnelsen foreta trinnløs justering fra fjernkontrollen. Dette for å tilstrebe en så optimal dispergering som mulig ved varierende tykkelse på oljefilmen.

Om hydraulikkaggregat feiler kan blokken med styreventiler kobles til en annen hydraulikkilde via to ventiler og slanger. Styreventilene kan også opereres manuelt om styrestrøm (24VDC) er ute av funksjon. Ved manglende kontakt via radio kan betjeningstablået kobles til kontrollskapet ved hjelp av en fleksibel kabel.

Figur 1 viser en utførelse av anodningen ifølge foreliggende oppfinnelse, idet:

1. Bærebjelke

2. Glidelager

3. Fundamentprofil

4. Rør for tilførsel av dispergeringsmiddel

5. Mekanisme for å trekke bærebjelken fram og tilbake

6. Dyssmanifold

7. Vinsjer for heising av dysemanifold opp og ned

8. Trykkstyrt stengeventil

9. Slanger for tilførsel av dispergeringsmiddel

10. Liner for heising av manifold opp og ned

Figur 2 viser hvordan et komlett skipsett bestående av to anordninger kan være montert om bord i et beredskapsfartøy av en type tilsvarende Ulstein X-Bow, dvs med innelukket baugparti. Figur 2 viser et tverrsnitt gjennom fartøyet rett i akterkant av fortøynings- og ankervinsjene. Anordningen vises montert oppunder dekktak. Det forstås at anordningen også kan monteres på et dekk. Figur 2 viser bærebjelkene i ytterste posisjon og dysemanifoldene senket ned til ca 4,5m over havflaten og med dusj av dispergeringsmiddet ned på havflaten.

Vedlagt følger også 9 fotografier av en utførelse av foreliggende oppfinnelse. Disse fotografiene viser: Fotografi 1: Oppfinnelsen omfatter en spesielt konstruert og styrkeberegnet bjelkeprofil. Denne profilen er bærearm for dysemanifolden.

Fotografi 2: Bjelke profilen henger i to lagringspunkter med glidelager av kunststoff. Bjelkeprofilen kan skyves/dras frem og tilbake.

Fotografi 3: De to lagringspunktene er festet til en standard U-profil som danner selve fundamenteringen til fartøyets stålstruktur hvor det fortrinnsvis sveises fast.

Fotografi 4: På den ene siden av bærebjelkens steg ligger to rør med hurdigkobling i begge ender. Disse er for tilførsel av dispergeringsvæske via slanger til den doble dysemanifolden.

Fotografi 5: På den andre siden av bærebjelken sitter en mekanisme som skyver/trekker bærebjelken frem og tilbake. Denne mekanismen kan være en tannstang eller en wire hvor selve driften er en hydraulisk eller en elektrisk motor, eller en mekanisme med en eller flere hydraulikksylindere. Fotgrafi 5 viser en anordning med wiretrekk.

Fotografi 6: Som nevnt ovenfor hører det til en dobbel dysemanifold hvor en rekke med spray dyser har forskjellig kapasitet (100 % og 25 % nominell kapasitet). Ved å alternere mellom de to rekkene med dyser kan man dosere/påføre dispergeringsvæske på grunnlag av oljefilmens tykkelse og beskaffenhet. I tillegg til alternering mellom de to dyserekkene, hver for seg eller sammen, kan trykket i manifoldene varieres trinnløst, noe som i sin tur gir en trinnløs variabel dosering av dispergeringsvæske.

Fotografi 7: Manifolden heises opp og ned ved at den henger i to liner. Hver line går via en trinse festet i profilen og til en liten hydraulisk drevet vinsj som fjernstyres fra radio kontrollen.

Fotografi 8: Dispergeringsvæske føres til dysemanifolden ved hjelp av slanger som tilkobles med hurtigkoblinger. På inngangen til manifoldene sitter en trykkstyrt stengeventil. Denne ventilens oppgave er momentant å stenge tilførsel av væske til manifolden slik at ikke slanger og rør renner tom ved opphold i dispergeringen. Man oppnår med dette en presis start og stopp av spray fra dysene når stengeventilen til den enkelte manifold betjenes.

Fotografi 9: Stengeventilen til hver manifold er utstyrt med hydraulisk aktuator og med både visuell og elektrisk indikator for åpen/lukket posisjon. Styring av ventilen er fra radiokontrollen.

Claims (6)

1. Anordning for for påføring av dispergeringsmiddel på oljeflak i sjøen fra båt, der anordningen omfatter to bærebjelker med tilhørende dysemanifolder,karakterisert vedat bærebjelkene er montert innvendig i et skipsskrog og er innrettet til å bli ført ut gjennom en luke eller åpning på hver side av skipsskroget, der anordningen har en inaktiv, tilbaketrukket stilling når den ikke er i bruk og en aktiv, utstrukket stilling når den er i bruk, der lukene eller åpningene og bærebjelkene med tilhørende dysemanifolder er anordnet slik at dispergeringsmiddelet, når anordningen er i bruk, treffer sjøen/oljeflaket foran brytepunktet til båtens baugbølge.

2. Anordning ifølge krav 1, der bærebjelkene er innrettet til å bli skjøvet ut og inn av skipsskroget hovedsakelig horisontalt og hovedsakelig på tvers av båtens lengderetning, der bærebjelkene skyves av en mekanisk eller hydraulisk mekanisme, der mekanismen kan omfatte drift via tannstang, wiretrekk, sylinder og/eller teleskop.

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, der hver av bærebjelkene er forsynt med en dysemanifold samt dyser, der dysemanifolden er innrettet til å kunne senkes og heves i forhold til havoverflaten og bærebjelken den henger i.

4. Anordning ifølge krav 3, der dysemanifolden er dobbel og omfatter to rekker med dyser, der rekkene har forskjellig kapasitet, idet doseringen av dispergeringsmiddel på oljeflak på sjøen kan tilpasses ved å alternere mellom eller kombinere kapasiteten til de to rekkene.

5. Anordning ifølge krav 3, der dysemanifolden omfatter varmekabler for avising.

6. Anordning ifølge krav 3, der heving og senking av dysemanifolden skal styres fra et trådløst bærbart styretablå (radiokontroll).