TWI419814B - 撇油駁船 - Google Patents

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TWI419814B
TWI419814B TW100136097A TW100136097A TWI419814B TW I419814 B TWI419814 B TW I419814B TW 100136097 A TW100136097 A TW 100136097A TW 100136097 A TW100136097 A TW 100136097A TW I419814 B TWI419814 B TW I419814B
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Lee A Dragna
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Gulp Oil Skimmers L L C
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B15/00—Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
    • E02B15/04—Devices for cleaning or keeping clear the surface of open water from oil or like floating materials by separating or removing these materials
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
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    • E02B15/04—Devices for cleaning or keeping clear the surface of open water from oil or like floating materials by separating or removing these materials
    • E02B15/048—Oil collectors moved over the water skimming the water surface
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    • Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/204—Keeping clear the surface of open water from oil spills

Description

撇油駁船
此發明係一般關於用於自大面積水體表面撇油之裝置，更明確而言，係關於一種經構造以自大面積水體表面撇油之再組態駁船。
石油鑽井及石油運輸中長期存在的一個問題在於，石油會溢漫至進行石油鑽井及石油運輸的水路及水體中。為了應對此問題，已經將多種裝置(諸如，防油柵、撇油器及其他石油收集總成)附接至各種水運工具，自較小型的船隻(諸如，氣墊船及蝦艇)至大型船隻，諸如，超大型油輪。然而，水路及水體並非靜態，而是由於天氣或浪潮條件而處於持續運動中。在深的大面積水體，諸如，海洋或大海灣中，即使在極其平靜的天氣裏亦可能存在兩至三英呎高之海浪，且更高之達六英呎之海浪亦係常見。鑑於此等原因，小型水運工具在此等水體中收集石油之效率低下。令人遺憾的是，水面浮油既在水面上移動且亦在水中垂直地移動導致石油收集程序愈發困難。此移動並不一定與水浪作用之移動協調，此導致水面浮油產生突然轉彎或移動。大多數大型船舶之可操縱性不足以追蹤此等浮油的移動，且因此無法有效地收集更大面積、更波濤洶湧水體中之石油。若存在大量需要收集之石油，則迫切希望船舶經設計以在相對短的時段中收集大量的石油，以防止石油擴散且到達海岸線，在海岸線處淨化恢復可能更困難且對環境之污染更嚴重。此問題已存在幾十年且已經投入大量的財力及人力，但是仍需要一種組合可在波濤洶湧海域操作的能力與以允許在相對短時段中收集大量石油的速度來追蹤石油的必要可操縱性之船舶。石油及天然氣鑽井及運輸工業中迫切需要此種船舶。
因此，此發明之一目的在於提供一種組合在波濤洶湧海域操作的能力與以在相對短時段中收集大量石油之速度來追蹤石油之必要可操縱性之船舶。
自下文對本發明之描述，此發明之其他目的及優點應變得顯而易見。
因此，此發明之一實施例包括一種撇油器總成，其經構造具有可附接至一駁船或類似船舶之一船頭區段或船尾區段傾斜壁之分離的側壁，在該分離之側壁之間延伸之撇油器底板及一堰總成，該堰總成包含自該撇油器底板向上延伸之一堰板。在一較佳實施例中，該等分離側壁自船頭或船尾區段之傾斜壁向下延伸較佳與該駁船底部之深度大致上相等之一深度。在此實施例中，該撇油器底板係較佳固定至該分離側壁中之各者，使得其亦位於與該駁船底部之深度大致上相等之一深度處。在一較佳實施例中，該撇油器底板具有定位於該撇油器底板之該前緣與該堰板之間之一個或一個以上之開口，以允許油與水混合物之下層進入該撇油器總成中，以在其可漫過該堰板之前流出該撇油器總成。在另一較佳實施例中，該堰板將向上延伸超過駁船吃水線一高度。該傾斜壁區段、該分離之側壁、該撇油器底板及該堰板經裝配以形成一撇油入口，在操作中，該撇油入口接收來自該水體表層之油與水混合物及一向後定位之艙室，其係用於堵截漫過該堰板之頂部之油與水混合物。在另一較佳實施例中，一立管自該駁船甲板延伸至該駁船壁區段，於此其敞開通向該後艙室，以允許一吸入軟管自該駁船甲板延伸進入該後艙室中，以吮吸收集之油與水混合物。
在本發明之另一實施例中，船頭區段傾斜壁或船尾區段傾斜壁操作性地附接有該撇油器總成之一駁船經構造具有位於船體內之至少一個，但是較佳兩個或三個分離之細長艙室或底艙，較佳平行於該駁船之側而延伸。此實施例進一步包含經操作性地連接之軟管、泵與閥之組合，以將來自該撇油器總成艙室之油與水混合物吮吸至駁船艙室中之一第一者，且接著至第二駁船艙室，接著至第三駁船艙室，且接著裝載至一運油船或石油運輸船舶。
附加圖式圖解此發明之一較佳實施例。
在描述本發明之較佳實施例時參考圖式並不意在限制此發明之範疇。儘管可使用不同類型之船舶，本發明之較佳實施例係使用一修改版習知駁船來圖解。
圖1及圖2圖解一習知駁船1，其已經修改而增添此發明之該撇油器總成2。儘管駁船之尺寸可變化，此發明可應用至所有大小。較小型的駁船一般可為寬54英呎乘以長180英呎。較大型的駁船一般為寬度100英呎乘以長度330英呎。圖中顯示駁船1縮放至寬度90英呎且長度為300英呎。駁船1包括一船體結構3及一甲板結構4。該船體結構3與甲板結構4形成一駁船，其具有一船頭或前區段5、一中間區段6及一船尾或尾部區段7。一般而言，船頭區段5及船尾區段6中之任一者或二者將經建構而具有一傾斜壁表面8。在圖1及圖2中僅圖解該船尾區段6具有在該駁船1之側之間延伸之平坦傾斜壁表面8。該撇油器總成2經附接至表面8。應理解，若該船頭區段5具有一類似之傾斜壁表面，則該撇油器總成2可經附接至該船頭區段傾斜壁表面。該船體結構3將包含一龍骨區段或底部區段9。該駁船1亦將包含一連串鋼壁或其他金屬壁10至19，其等經固定至該船體結構3及甲板結構4二者，其形成分離之艙室20至22，該分離的艙室20至22可用於包含已經由該撇油器總成2收集之油與水混合物。艙室20至22上方之甲板可開放以允許檢查各個艙室20至22中之油水混合物位準且確定油與水之分離程度。
該駁船1亦可包含位於該甲板結構4之頂部之一甲板上方結構23，其可用作一控制室，以操作可用於該駁船1上之設備，或者若該駁船1係自我推進，則用作駕駛台。一般而言，該駁船1將由一拖船(圖中未顯示)導航，推抵於該駁船船尾區段7。然而，在此發明中，該撇油器總成2經固定至該駁船船尾區段7且成為該駁船船尾區段7之一部分。因此，該駁船係由一拖船導航，以推抵於該駁船船頭區段5或藉由繩索或其他習知的構件而繫於駁船1，以沿該船體結構3之一側定位於該駁船1之中間區段6。在另一實施例中，該駁船1可包含本身的推進系統以允許該駁船1在不使用一拖船之情形下導航。
圖3圖解經固定至傾斜壁表面8之該撇油器總成2之一較佳實施例之一前視圖。撇油器總成2包含一對分離之垂直定向之側壁24、25、一撇油器底板26及包含一堰板28之一堰總成27。圖4圖解自其下側29觀察該撇油器底板26之一較佳實施例，其具有一連串徑向加強件30，該等加強件30經固定至該下側29且自接收油與水混合物(由→指示)之該底板前緣31延伸朝向該底板後緣32。此外，具有由加強金屬工字樑或其他形狀之縱向加強件33A至33D組成之一第二連串縱向加強件33，其經固定至該撇油器底板26之上側34且在側板24與25之間延伸。圖4亦圖解該撇油器總成2之一新穎特徵之一實施例。撇油器底板26具有至少一個且較佳一連串開口35，其等經定位於該等徑向加強件30與縱向加強件33之間且介於該撇油器底板前緣31與附接位置36之間，堰板28係於該附接位置36處自該縱向加強件33B向上延伸。已經不經意地發現，該駁船1可以更大之速度來操作，處理進入該撇油器總成入口37之大量水，且若該撇油器底板26進一步提供有一連串分離開口35，則可更有效地堵截包含所要之油之一部分進入的水。開口35之數目及尺寸係取決於駁船大小、海域條件及進入該撇油器總成入口37中之水的體積。儘管開口35可呈不同的形狀及大小，較佳的是，該等開口35可跨該撇油器底板26而均勻地間隔且各個開口35之直徑可為1英呎至3英呎，較佳直徑為約2英呎。
在撇油操作期間，撇油器總成2經歷由於駁船1之向前移動迫使大體積之水進入該撇油器總成2中及由於駁船因水浪作用而上下移動時該水體撞擊該撇油器總成2而造成之極大力。因此，較佳的是，該撇油器總成2提供有額外的結構性撐條，如圖5至圖7中所圖解。此等將包含一連串成列之垂直鋼工字樑38，其自其下端38L向上延伸且於其下端38L附接至該縱向加強件33且於其等之上端38U附接至固定至傾斜底面8之縱向加強件39。此外，樑38可藉由交叉撐條構件40而得以進一步增強。傾斜底面8亦提供有橫向樑41。
如在圖5及圖8至圖9中所示，立管42自甲板開口43延伸穿過傾斜底面開口44。立管42具有足以允許一軟管延伸穿過之直徑，以輔助移除漫過堰板28且堵截於由堰板28、撇油器底板29與傾斜底側8所形成之撇油器艙室45中之油與水混合物。視需要，可安裝一個以上的立管42，以允許一個以上之軟管插入該撇油器總成艙室45中。立管42係藉由上支架46、47及下支架48、49而支撐在合適的位置。
如在圖2中可見之一較佳實施例中，甲板結構4將具有一船尾區段4A及一船頭區段4B，其上可操作性地定位泵51至54、發電機55至56、軟管56至65、閥66至68、連接電線69至72及其他的設備。
在操作中，一拖船係以允許該拖船驅動該駁船船尾7向前朝向待撇之浮油之任何習知的方式連接至駁船1之一側。當該船尾7進入浮油中時，水面上之油水混合物，及實質上該油水混合物下一層之水經注入該撇油器裝置入口38中。隨著駁船1繼續向前移動，該油與水混合物經壓迫抵於堰板28，且由於額外之油與水混合物進入開口38中，該油與水混合物之位準升高，直到漫過堰板28之頂緣50。汲水開口35之數目及大小之選擇及駁船速度之選擇迫使該混合物之底部及水經由汲水開口35而退出。由於該底部實質上僅係水，在漫過堰板頂緣50之油水混合物中之油對水的比率更大。因此，相較其他深水撇油器總成，本發明之撇油器總成在一相對短時段內堵截之油與水混合物中油的百分率大大增加。此轉而允許更大量之油與水分離，而無需如其他先前技術停止該駁船1之撇油操作。
當該撇油器總成艙室45填充有該油水混合物時，則吸入軟管57經由甲板開口43插入且進入立管42中，直到其延伸進入撇油器總成艙室45中。發電機55經啟動以經由線69供應電能至泵51，該泵51即泵送出艙室45中所堵截之油水混合物。該油水混合物進入泵51之吸入區段且接著自其排放區段通過排放軟管58而自泵51排出而進入艙室20中。由於艙室20之體積係遠遠大於撇油器總成艙室45之體積，故當填入艙室20時，油與水發生進一步之分離。當艙室20到達一預定位準時，正分離之油與水混合物藉由使用吸入軟管59、由發電機56供電之泵53及排放軟管60而泵送至艙室21。一旦艙室21到達其預定的位準，則經進一步分離之油 與水混合物藉由使用吸入軟管61、亦由發電機55供電之泵52及排放軟管62而泵送至艙室22。藉由設定各個艙室20、21及22中之液體的位準，允許操作者維持駁船1之水平且繼續進行有效的撇油操作。若該油與水已經在艙室21中經充分分離，則吸入軟管61經插入直到其吸入端鄰近該艙室21之底部，以首先移除密度較大之水。藉由閉合閥66然後開啟閥67，此水經由軟管63排放回到水體中。剩餘的濃縮的油混合物可藉由逆轉閥設定而泵送進入艙室22中。最後，艙室22中濃縮之油混合物係藉由將軟管64插入艙室22中之液體位準頂部附近而移除，以藉由開啟閥68且致動泵54來將濃縮油混合物排放至可將濃縮油混合物運輸至海岸上之儲槽之一運油船或其他較大型船舶。或者，軟管64可經定位鄰近該艙室22之底部，以首先藉由將剩餘之水泵送回到水體而移除剩餘之水。一旦水經移除，則關閉泵54且剩餘之95+%之油混合物係堵截於艙室21中，其可被卸載至一運油船。較佳的是，一旦艙室21已經達到希望之位準，則可在短時段(較佳30分鐘至60分鐘)中停止撇油操作，以允許油與水進一步分離。此程序已經可使駁船1上之油與水達成99%之分離。此分離率遠遠大於經設計堵截相同量之油水混合物之任何其他已知的深水撇油船舶可達成的分離率。
可使用其他許多組態之泵及軟管來將該油與水混合物自一個底艙移動至另一底艙。此將包含使用一單一泵來在底艙之間執行油與水混合物之一個以上之轉移階段。無論使 用何種組態，希望在自一個底艙至下一底艙之轉移中在該油與水混合物中產生最小量之紊流。同時希望底艙之大小、形狀及數目可達成最後一底艙中之油與水混合物之希望之分離，以確保僅有可堵截之最小量之油將回到水體中。在另一實施例中，該等泵可為液壓驅動泵。
1‧‧‧習知駁船
2‧‧‧撇油器總成
3‧‧‧船體結構
4‧‧‧甲板結構
4A‧‧‧船尾區段
4B‧‧‧船頭區段
5‧‧‧船頭或前區段
6‧‧‧中間區段
7‧‧‧船尾或尾部區段
8‧‧‧傾斜壁表面
9‧‧‧龍骨或底部區段
10‧‧‧鋼或其他金屬壁
11‧‧‧鋼或其他金屬壁
12‧‧‧鋼或其他金屬壁
13‧‧‧鋼或其他金屬壁
14‧‧‧鋼或其他金屬壁
15‧‧‧鋼或其他金屬壁
16‧‧‧鋼或其他金屬壁
17‧‧‧鋼或其他金屬壁
18‧‧‧鋼或其他金屬壁
19‧‧‧鋼或其他金屬壁
20‧‧‧艙室
21‧‧‧艙室
22．．．艙室
23．．．甲板上方結構
24．．．側壁
25．．．側壁
26．．．撇油器底板
27．．．堰總成
28．．．堰板
29．．．下側
30．．．徑向加強件
31．．．底板前緣
32．．．底板後緣
33．．．縱向加強件
33A．．．縱向加強件
33B．．．縱向加強件
33C．．．縱向加強件
33D．．．縱向加強件
34．．．撇油器底板26之上側
35．．．開口
36．．．附接位置
37．．．撇油器總成入口
38．．．工字樑
38U．．．上端
38L．．．下端
40．．．交叉支撐構件
41．．．橫向樑
42．．．立管
43．．．開口
44．．．傾斜底面開口
45．．．撇油器艙室
46．．．上支架
47．．．上支架
48．．．下支架
49．．．下支架
50．．．堰板28之頂緣
51．．．泵
52．．．泵
53．．．泵
54．．．泵
55．．．發電機
56．．．發電機
56．．．軟管
57．．．軟管
58．．．軟管
59．．．軟管
60．．．軟管
61．．．軟管
62．．．軟管
63．．．軟管
64．．．軟管
65．．．軟管
66．．．閥
67．．．閥
68．．．閥
69．．．連接電線
70．．．連接電線
71．．．連接電線
72．．．連接電線
圖1係此發明之經修改撇油駁船之一較佳實施例之一剖面圖。
圖2係圖1中所圖解之該經修改撇油駁船之一平面圖。
圖3係沿圖2之線III-III截取之一部分船尾視圖，其繪示該撇油器修改版包含撇油駁船之該堰板、填料板及SKEG。
圖4係沿線IV-IV截取之一俯視圖，其圖解該撇油器底板之特徵。
圖5係沿圖2之線V-V所截取之一立面圖，其圖解該堰板及該立管相對於該撇油器底板之定位。
圖6係沿圖5中之線VI-VI截取之一橫截面圖，其圖解包含該堰板、填料板及垂直支撐樑之該堰總成之一前視圖。
圖7係沿圖5之線VII-VII所截取之該撇油駁船之船尾區段之傾斜(rake)或斜置(inclined)底部之一正交平面圖。
圖8係圖5之一細節圖，其圖解圖2中之該立管至該駁船之甲板之附接。
圖9係圖5之一細節圖，其圖解該立管至該傾斜或斜置船尾壁之附接。
4‧‧‧甲板結構
4A‧‧‧船尾區段
4B‧‧‧船頭區段
5‧‧‧船頭或前區段
6‧‧‧中間區段
7‧‧‧船尾或尾部區段
10‧‧‧鋼或其他金屬壁
11‧‧‧鋼或其他金屬壁
12‧‧‧鋼或其他金屬壁
13‧‧‧鋼或其他金屬壁
14‧‧‧鋼或其他金屬壁
15‧‧‧鋼或其他金屬壁
16‧‧‧鋼或其他金屬壁
17‧‧‧鋼或其他金屬壁
18‧‧‧鋼或其他金屬壁
19‧‧‧鋼或其他金屬壁
20‧‧‧艙室
21‧‧‧艙室
22‧‧‧艙室
51‧‧‧泵
52‧‧‧泵
53‧‧‧泵
54‧‧‧泵
55‧‧‧發電機
56‧‧‧發電機
56‧‧‧軟管
57‧‧‧軟管
58‧‧‧軟管
59‧‧‧軟管
60‧‧‧軟管
61‧‧‧軟管
62‧‧‧軟管
63‧‧‧軟管
64‧‧‧軟管
65‧‧‧軟管
66‧‧‧閥
67‧‧‧閥
68‧‧‧閥
69‧‧‧連接電線
70‧‧‧連接電線
71‧‧‧連接電線
72‧‧‧連接電線

Claims (10)

  1. 一種撇油器總成，其係用於收集在一水體之表層存在之一油與水混合物且適於與一船舶配合使用，該船舶具有形成一船頭區段、一中間區段及一船尾區段之一船體及甲板，該船頭區段及該船尾區段中之至少一者具有一傾斜(rake)外壁表面，其包括：一對分離之側壁，各個側壁具有一垂直緣，該垂直緣形成用於固定至該傾斜外壁表面相容之一角度，各個側壁具有一上緣區段及一下緣區段；一撇油器底板，其介於該分離之側壁對之間延伸且於該分離之側壁對之下緣區段固定至該分離之側壁對，該撇油器底板具有一前緣及一後緣(rearward edge)，以固定至該傾斜外壁表面，及經定位於該前緣與該後緣之間之至少一個開口；一堰總成，其包括一堰板，該堰板係在介於該至少一個開口與該後緣之間之一位置處固定至該撇油器底板且自該撇油器底板向上地延伸，該堰板具有一頂緣；其中該等側壁、該撇油器底板及該堰總成在固定至該傾斜外壁表面時形成一撇油入口，該油與水混合物可進入該撇油入口且形成一油與水混合物收集艙室，以接收漫過該堰板頂緣之油與水混合物。
  2. 如請求項1之撇油器總成，其中：該傾斜外壁表面具有一上緣區段及一下緣區段，各個側壁經構造以允許其下緣區段固定至該傾斜外壁 表面下緣區段且允許其上緣區段延伸超過該水體之該表層，且該撇油器底板係於與該等側壁固定至該傾斜外壁表面下緣區段之深度大約相同之深度處固定至該等側壁。
  3. 如請求項1之撇油器總成，其中該至少一個開口具有之一面積防止該油與水混合物之下層之至少一部分漫過該堰板且進入該收集艙室中。
  4. 如請求項3之撇油器總成，其中該撇油器底板進一步包括一連串分離之肋件，其自該撇油器底板之該後區段延伸朝向該撇油器底板之該前緣區段，及該底板中之一個或一個以上之穿洞開口，其經定位於該連串之分離肋件之間。
  5. 如請求項1之撇油器總成，其中該堰板具有一上緣及一高度，其中該上緣延伸超過該水體表層且低於該傾斜外壁表面。
  6. 一種撇油船舶，其具有形成一船頭區段、一中間區段及一船尾區段之一船體及甲板，該中間區段具有用於接收一油與水混合物之至少一個內艙室，該船頭區段及船尾區段中之至少一者具有一傾斜外壁表面，對該傾斜外壁表面之改良包括將一撇油器總成固定至該傾斜外壁表面，其中該撇油器總成包括：一對分離之側壁，各個側壁具有形成用於固定至該傾斜外壁表面相容之一角度之一垂直緣，各個側壁具有一上緣區段及一下緣區段； 一撇油器底板，其在該對分離之側壁之間延伸且於該對分離之側壁區段之下緣區段處固定至該對側壁，該撇油器底板具有用於固定至該傾斜外壁表面之一前緣及一後緣，及經定位於該前緣與該後緣之間之至少一個開口；一堰總成，其包括一堰板，該堰板經固定至該撇油器底板且於介於該至少一個開口與該後緣之間之一位置處自該撇油器底板向上延伸，該堰板具有一頂緣；其中該等側壁、該撇油器底板及該堰總成在固定至該傾斜外壁表面時形成允許該油與水混合物進入其中之一撇油入口且形成收納漫過該堰板頂緣之該油與水混合物之一油與水混合物收集艙室。
  7. 如請求項6之撇油船舶，其中該中間區段具有至少兩個內艙室，其係用於接收來自該撇油器總成收集艙室之一油與水混合物，其進一步包括：至少一個立管，其於通向該撇油器總成收集艙室之一位置處自該甲板操作性地延伸至該傾斜外壁表面；一第一泵，其經定位於該甲板上且具有一吸入開口及一排放開口，一第一軟管，其經操作性地附接至該吸入開口且大小經設定以延伸穿過該至少一個立管且進入該撇油器總成收集艙室中，以自該收集艙室提取該油與水混合物且至該泵，一第二軟管，其經操作性地附接至該排放開口，以接收來自該泵之該油與水混合物且將該油與水混合物運送至該至少兩個內艙室中之至少一者；及一第二泵，其經定位於該甲板上且具有一吸入開口及 一排放開口，一第二泵第一軟管，其經操作性地附接至該第二泵吸入開口且大小經設定以延伸進入該至少兩個內艙室中之至少一者中，以提取來自該至少兩個內艙室中之該至少一者之該油與水混合物且至該第二泵，一第二軟管，其經操作性地附接至該第二泵排放開口，以接收來自該泵之該油與水混合物且將該油與水混合物運送至該至少兩個內艙室中之另一者。
  8. 如請求項7之撇油船舶，其進一步包括用於提取來自該至少兩個內艙室中之該另一者之該油與水混合物且將該油與水混合物運送至一指定的位置之構件。
  9. 如請求項8之撇油船舶，其中該構件包括該第二泵、一定向流控制閥，該定向流控制閥經操作性地附接至該第二泵排放開口，其中該第二泵第二軟管及一第二泵第三軟管經操作性地附接至該定向流控制閥，以當該定向流控制閥係經導向而將該油與水混合物導向至該第二泵第二軟管或該第二泵第三軟管時接收流經該定向流控制閥之該油與水混合物。
  10. 如請求項8之撇油船舶，其中該構件包括一第三泵，其經定位於該甲板上且具有一第三泵吸入開口及一第三泵排放開口，一第三泵第一軟管，其經操作性地附接至該第三泵吸入開口且其大小經設定以延伸進入該至少兩個內艙室中之該另一者，一第三泵第二軟管，其經操作性地附接至該第三泵排放開口，以接收來自該第三泵之該油與水混合物且將該油與水混合物運送至該指定位置。
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