СИСТЕМА ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ РАЗЛИВА НЕФТИ Российский патент 2016 года по МПК B63B35/32 E02B15/04 E02B15/10 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к системе для ликвидации разлива нефти согласно преамбуле пункта 1 формулы изобретения. В частности, изобретение относится к системе для ликвидации разлива нефти, пригодной для обработки нефти и для ее удаления с поверхности воды.

Уровень техники

Уровень техники в области, к которой относится изобретение, представлен в патенте FI68694. На судне для ликвидации разливов нефти согласно этой публикации нефть, присутствующая на поверхности воды, при помощи потока воды направляется в водовод, расположенный внутри судна, при этом нефть отделяется от поверхности воды при помощи вращающейся щеточной кассеты. Такое устройство хорошо функционирует, если конструкция щетки должным образом адаптирована к свойствам собираемой нефти. Свойства нефти существенно изменяются, когда она плавает на поверхности воды. Эти изменения зависят от времени и температуры. Вначале нефть, попадающая в воду с суши, морского дна или судна, является очень легкой. Со временем легкие компоненты испаряются из нефти в воздух. И, наконец, нефть эмульгирует в воде, образуя гелеобразную массу. Поэтому известные устройства для сбора нефти оптимально функционируют только с определенным типом нефти, однако задача всегда заключалась в том, чтобы иметь возможность как можно быстрее собирать всю имеющуюся нефть с поверхности воды. Поскольку сепаратор расположен внутри водовода, его техническое обслуживание и очистка затруднены, а быстрая перенастройка в соответствии со свойствами собираемой нефти невозможна.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков известного уровня техники. В частности, задача изобретения заключается в обеспечении новой системы для ликвидации разлива нефти, позволяющей эффективно и непрерывно извлекать нефть независимо от ее вязкости, отличающейся простотой технического обслуживания и ремонта и представляющей собой блок, отдельный от судна, который можно быстро устанавливать и заменять в соответствии с изменением условий сбора нефти.

Система для ликвидации разлива нефти согласно изобретению используется для сбора нефти, находящейся на поверхности воды, судном, предназначенным для ликвидации разливов нефти и имеющим в борту входное отверстие, расположенное на уровне воды, и водовод, который начинается от входного отверстия. Водовод включает блок отделения нефти, предназначенный для отделения нефти, находящейся на поверхности воды. В заключение, очищенная вода направляется в обратный водовод, содержащий выходное отверстие. Согласно изобретению блок отделения нефти включает первый сепаратор, устанавливаемый в водоводе в направлении потока воды и выполненный в виде щеточной кассеты, образующей разделительную поверхность, которая наклонно поднимается из воды в направлении потока воды. Далее, за щеточной кассетой в водоводе расположен каркасный модуль, на который опирается щеточная кассета и который содержит второй сепаратор, содержащий скиммер, снабженный вращающейся барабанной щеткой, и очистительный скребок. Каркасный модуль имеет также выходные отверстия для направления очищенной воды в обратный водовод.

Таким образом, блок отделения нефти согласно изобретению образует отдельный и съемный блок, который содержит каркасный модуль, скиммер, расположенный внутри каркасного модуля, и щеточную кассету, опирающуюся на каркасный модуль. Этот блок можно перемещать и устанавливать в водоводе, предусмотренном на судне, в качестве функционального блока без необходимости выполнения фактических монтажных работ на судне. В предпочтительном варианте осуществления изобретения каркасный модуль включает соответствующие подвесные или опорные элементы, при помощи которых он опирается на переднюю стенку коллекторного бака. Таким образом, каркасный модуль с сепараторами можно точно установить в соответствующую позицию относительно коллекторного бака.

Первый ленточный сепаратор предпочтительно расположен достаточно высоко над поверхностью воды, при этом коллекторный бак для сбора нефти установлен ниже его верхнего конца, в то время как второй сепаратор расположен под первым сепаратором перед коллекторным баком в направлении потока воды. Таким образом, нефть, собираемая обоими сепараторами, поступает в один коллекторный бак, что существенно экономит пространство и обеспечивает малые размеры всего устройства.

В одном варианте осуществления изобретения нижний конец щеточной кассеты расположен в непосредственной близости от входного отверстия водовода. Таким образом, он образует эффективный волногаситель перед вторым нефтяным сепаратором. В этом случае для водовода не требуется никаких других волногасящих устройств и вместо этого он может быть выполнен в виде простой и прямолинейной конструкции, эффективно направляющей потоки.

Выходное отверстие водовода, также расположенное в борту судна перед входным отверстием в направлении хода судна, предпочтительно включает направляющие потока, предназначенные для создания отрицательного давления в водоводе для получения стабильного поверхностного потока на входе и в области сепараторов.

Согласно изобретению конструкция щетки первого сепаратора, известная как таковая, выбирается таким образом, чтобы она была пригодной для извлечения тяжелой нефти, а также инородных тел и водорослей. Конструкция щетки второго сепаратора, известная как таковая, выбирается таким образом, чтобы она была пригодной для извлечения легкой нефти.

Система для ликвидации разлива нефти согласно изобретению обладает значительными преимуществами по сравнению с системами известного уровня техники. В основе изобретения лежит тот факт, что наличие нефтяных сепараторов, неподвижно закрепленных на судне, не требуется, вместо этого сепараторы расположены в отдельном каркасном модуле, который может быть установлен в виде блока в водоводе, предусмотренном на судне. Таким образом, на судне должен быть предусмотрен только простой водовод. Во-вторых, модули могут быть предварительно изготовлены таким образом, чтобы они были пригодными для очистки от загрязнений в виде различных типов нефти. При этом ввод в действие пригодного каркасного модуля, выбираемого в соответствии с конкретными условиями, осуществляется очень быстро. Кроме того, согласно изобретению вначале удаляются из воды загрязненные нефтью инородные тела и водоросли, а также тяжелая нефть, в то время как легкая нефть проходит через первый сепаратор во второй сепаратор, где она собирается. Таким образом, устройства сбора нефти не требуют какой-либо настройки в связи с изменением свойств нефти в процессе ее сбора; вместо этого устройство непрерывно функционирует в оптимальном режиме, извлекая как тяжелую, так и легкую фракции нефти. Согласно изобретению сбор нефти осуществляется стабильно и плавно с переходом от одного коллектора к другому при изменении свойств нефти.

Краткое описание чертежей

Ниже приведено подробное описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны:

фиг. 1 - вид сбоку в поперечном разрезе конструкции согласно изобретению,

фиг. 2 - вид сверху конструкции с фиг.1,

фиг. 3 - вид сбоку водовода,

фиг. 4 - вид сверху водовода,

фиг. 5 - вид сбоку второго варианта осуществления водовода,

фиг. 6 - вид сверху варианта осуществления с фиг. 5, и

фиг. 7 - конструкция щетки второго сепаратора.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 и 2 показана на борту 9 судна 8 расположенная на уровне воды, т.е., частично выше и частично ниже поверхности воды, открываемая и закрываемая крышка 10, которая образует вход 1 для по существу горизонтального водовода 3, проходящего внутрь судна. Водовод возвращается обратно к борту судна в виде обратного водовода 15, образующего выход 2, через который вода вытекает из водовода.

В водоводе 3 расположен каркасный модуль 25, имеющий, по существу, такую же ширину, как и водовод и представляющий собой жесткую каркасную конструкцию, внутри которой расположен второй сепаратор 5, т.е. скиммер, первый сепаратор 4, т.е. щеточная кассета, опирающаяся на каркасный модуль и установленная в наклонной позиции. На внутреннем конце каркасного модуля предусмотрена опорная конструкция 27, в частности держатель с углублением, при помощи которого каркасный модуль подвешивается на своем месте, на кромке нефтяного коллекторного бака 6, расположенного на конце водовода.

Точнее, каркасный модуль 25 расположен в водоводе 3 таким образом, что ниже поверхности 11 воды вблизи входного отверстия 1 находится первый сепаратор 4, т.е. щеточная кассета, содержащая нижний концевой опорный ролик 12, верхний концевой опорный ролик 13, а также циркулирующую ленту 14, поверхность которой выполнена в виде щетки, и корпус. Щеточная кассета ориентирована наклонно вверх в направлении потока воды в водоводе, и ее верхний конец поднимается над поверхностью 11 воды таким образом, чтобы каркасный модуль 25 со вторым сепаратором 5, т.е. скиммером, содержащим цилиндрическую щетку, был расположен на соответствующей высоте, частично ниже поверхности воды 1. Как скиммер, так и щеточная кассета содержат скребковые конструкции или грязесъемники 19, 20, известные как таковые и предназначенные для очистки их соответствующих щетинок. Щеточная кассета 4 и скиммер 5 расположены друг над другом таким образом, чтобы загрязнения с них обоих стекали в общий коллекторный бак 6. В боковой части каркасного модуля 25 предусмотрены отверстия 26 для выхода воды, через которые вода, очищенная скиммером 5, может поступать в обратный водовод 15.

Как видно на фиг. 2, вода возвращается по обратному водоводу 15 от внутреннего конца водовода 3 к выходному отверстию в борту судна. В выходном отверстии в виде направляющих потока установлены поперечная крышка 16, а также блокирующая поток стенка 17, которая перпендикулярна направлению хода судна, поэтому вода может проходить только вниз и назад от выходного водовода. Когда судно движется в направлении стрелки 18, это обеспечивает стабильное всасывание в водовод.

В соответствии с фиг. 2 каркасный модуль 25 содержит сужающие элементы 21, которые уменьшают ширину водовода 3 перед вторым сепаратором для того, чтобы поток воды полностью захватывался поверхностью щетки скиммера. На фиг. 7, где показана поверхность щеток, видно, что по краям расположены более длинные щетки 22 (отмечены точками) длиной примерно 50 мм и участки 23 стреловидной формы в направлении вращения из соответствующих более длинных щетинок в центре, при этом между краевыми и стреловидными щетками остаются участки 24 с более короткими щетинками, куда вначале захватывается нефть и откуда она эффективно абсорбируется более длинными щетинками.

На фиг. 3 и 4 более наглядно показано, как вода и загрязнения, присутствующие на поверхности, поступают в водовод 3, направляемые открытой крышкой 10 и длинным боновым заграждением (не показано на чертеже), присоединенным к крышке, в то время как после очистки поток выходит из судна по обратному водоводу 15. Всасывание, увеличивающее поток, обеспечивается на конце обратного водовода 15 поперечной крышкой 16 и блокирующей поток стенкой 17, которая расположена у передней кромки. Следует отметить, что в этом варианте осуществления обратный водовод 15 также расположен частично на поверхности воды, т.е. обратный водовод только частично заполняется водой. Это является важным для осуществления хорошего всасывания на конце обратного водовода. В прямолинейный и пустой водовод 3, показанный на фиг. 3 и 4, можно вставить каркасный модуль 25 согласно изобретению, чтобы закрепить его на месте и опереть на переднюю кромку коллекторного бака 6, расположенного на конце водовода. Очевидно, что возможны также другие способы крепления.

На фиг. 5 и 6 показан второй вариант осуществления, в котором обратный водовод 15 расположен ниже водовода 3, т.е. целиком ниже поверхности воды. В этом варианте осуществления обратный поток стабильно направляется в область, ограниченную крышкой 10 и боновым заграждением, т.е. ниже нефти, отбираемой для очистки. Правильное и устойчивое направление обратного потока предотвращает завихрение нефти, присутствующей на поверхности, и ее смешивание с водой перед очисткой и одновременно обеспечивает всплытие загрязнений, остающихся в обратном потоке, и их повторное вовлечение в процесс очистки.

Изобретение не ограничено только приведенными выше примерами, напротив, возможно множество изменений в пределах идеи изобретения, определяемой формулой изобретения.

Изобретение относится к системам для ликвидации разлива нефти, находящейся на поверхности воды. Предложена система для ликвидации разлива нефти судном для ликвидации разлива нефти, которое имеет в борту входное отверстие (1), расположенное на уровне воды, и водовод (3), проходящий от входного отверстия и содержащий блок отделения нефти, находящейся на поверхности воды, при этом указанный водовод ведет в обратный водовод (15), содержащий выходное отверстие (2). Блок отделения нефти включает первый сепаратор (4), установленный в водоводе (3) в направлении потока воды и выполненный в виде щеточной кассеты, образующей разделительную поверхность, наклонно поднимающуюся из воды в направлении потока воды, и следующий за щеточной кассетой каркасный модуль (25), расположенный в водоводе, на который опирается щеточная кассета и который содержит второй сепаратор (5), снабженный вращающейся барабанной щеткой, а также выходные отверстия (26) для направления очищенной воды в обратный водовод (15). Технический результат заключается в повышении эффективности системы для ликвидации разлива нефти, независимо от ее вязкости, а также в упрощении технического обслуживания и ремонта системы. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система для ликвидации разлива нефти, предназначенная для сбора нефти, находящейся на поверхности воды, судном для ликвидации разливов нефти, которое имеет в борту входное отверстие (1), расположенное на уровне воды, и водовод (3), проходящий от входного отверстия и содержащий блок отделения нефти, предназначенный для отделения нефти, находящейся на поверхности воды, при этом указанный водовод ведет в обратный водовод (15), содержащий выходное отверстие (2), отличающаяся тем, что блок отделения нефти включает первый сепаратор (4), устанавливаемый в водоводе (3) в направлении потока воды и выполненный в виде щеточной кассеты, образующей разделительную поверхность, наклонно поднимающуюся из воды в направлении потока воды, и следующий за щеточной кассетой каркасный модуль (25), расположенный в водоводе, на который опирается щеточная кассета и который содержит второй сепаратор (5), снабженный вращающейся барабанной щеткой, а также выходные отверстия (26) для направления очищенной воды в обратный водовод (15).

2. Система для ликвидации разлива нефти по п. 1, отличающаяся тем, что ниже верхнего конца первого сепаратора (4) установлен коллекторный бак (6), при этом второй сепаратор (5) расположен под первым сепаратором перед коллекторным баком в направлении потока воды, причем нефть, собираемая обоими сепараторами, поступает в один коллекторный бак.

3. Система для ликвидации разлива нефти по п. 1, отличающаяся тем, что каркасный модуль (25) опирается на переднюю стенку коллекторного бака (6).

4. Система для ликвидации разлива нефти по п. 1, отличающаяся тем, что нижний конец щеточной кассеты (4) расположен в непосредственной близости от входного отверстия (1) водовода (3) и образует волногаситель.

5. Система для ликвидации разлива нефти по п. 1, отличающаяся тем, что выход (2) водовода (3) включает направляющие (16, 17) потока, предназначенные для создания отрицательного давления в водоводе для обеспечения стабильного поверхностного потока на входе (1) и в области сепараторов (4, 5).

6. Система для ликвидации разлива нефти по п. 1, отличающаяся тем, что конструкция щетки первого сепаратора (4) выбрана таким образом, что она пригодна для извлечения нефти с высокой вязкостью, а также инородных тел и водорослей.

7. Система для ликвидации разлива нефти по одному из пп. 1-6, отличающаяся тем, что конструкция щетки второго сепаратора (5) выбрана таким образом, что она пригодна для извлечения нефти с низкой вязкостью.