NO153014B - Lense for innfangning og oppsamling av olje - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en lense for innfangning

og oppsamling av olje som er spilt på vann av den art som har et første langstrakt, fleksibelt, flytende, oppumpbart luftkammer med en rekke seksjoner med redusert diameter og et langstrakt, fleksibelt oppumpbart ballastvannkammer som begge er forbundet med hverandre til en lense for samling av olje på vann, bortsett fra ved de seksjoner av luftkammere der diameteren er redusert og med midler for fjernelse av olje og vann fra området lensen omslutter.

I de senere år har det forekommet en rekke tilfeller av oljesøl til sjøs, og det er lagt frem mange forslag for innfangning og oppsamling av slik olje. De fleste syste-mer som er foreslått, er utformet for å samle opp spill som kan opptre når et tankskip eller andre oljeførende fartøyer er utsatt for en ulykke. Med den økning som foreligger ved off shore oljeproduksjon, er det en økende mulighet for at det opptrer oljeforurensninger i stor målestokk, f.eks. ved utblåsninger i oljebrønner eller brudd på oljeledninger. Selv om det treffes tiltak for å forhindre slike uhell og for å minimalisere deres virk-ning ved å anbringe oljeavstengningsinnretninger på olje-produksjonsenhetene, vil det allikevel være tilbake mulighet for at et uhell på en oljeproduksjonsenhet eller et meget stor tankskip, vil føre til en vedvarende strøm av forurensende olje som vil overskride kapasiteten til kjent oppsamlingsutstyr.

De britiske patenter nr. 1.188.156, 1.383.315 og 1.554.737 beskriver lenser beregnet for olje på vann, der lensene omfatter ett eller flere luftkammere og ett eller flere vannkammere, der alle veggene av kammerene er dannet av fleksibelt materiale og hvor kammerene er slik plassert at når de er hensiktsmessig pumpet opp med luft og vann, vil lensen flyte delvis under og delvis over vannflaten for å hindre passasje av flytende olje. En slik lense er meget effektiv for å hindre strøm av olje og vandrende omsirkling i hvilken oljen kan oppsamles. Den samlede olje må så fjernes med en eller annen avskumningsinnret-ning. Graden av oljefjerning er dermed begrenset til kapasiteten for avskumningsinnretningen som benyttes.

Andre oljelenser er omhandlet i norsk patent 128.543 og

US patent nr. 3.476.246. Fra britisk patent 1.552.642

er det også kjent en lense som omfatter minst et luft-

kammer og et ballastvannkammer og minst ett vannkammer med større oppdrift enn ballastvannkammeret. Kammerene er slik plassert at ved bruk vil luftkammeret og ballastvannkammer sammen danne en lense for den olje som er spilt på vann og det ytterligere vannkammer danner en demning mellom seg og de andre kammere. Linsen er utstyrt med innretninger for fjernelse av olje og vann fra demningen.

En forbedret utformning av en oljelense som også kan samle opp olje spilt på vann, er beskrevet i norsk patentansøkning 79 03 45. Denne lense omfatter et langstrakt, fleksibelt, flytende,oppumpbart luftkammer med flere seksjoner med redusert diameter, et langstrakt, fleksibelt, oppumpbart ballastvannkammer, et langstrakt, fleksibelt olje-og vannutløps-rør og en langstrakt membran, hvor en ende av membranen er forbundet til det ytre av luftkammeret og den andre tii det ytre av ballastvannkammeret eller olje-og vannutløpsrøret for dannelse av en gang. Oppdriftsluftkammeret og olje-og vannutløpsrøret er forbundet til ballastvannkammeret på siden. Kamrene, røret og membranen er slik plassert i forhold til hverandre at ved bruk i oljeforurenset vann til oppdriftsluftkammeret og ballastvannkammeret sammen danne en barriere for oljen som er spilt på vann, med unntak av i området med redusert diameter for oppdriftsluftkammeret. Disse seksjoner og ballastvannkammeret bestemmer en rekke demninger for oljen og vannet, slik at det kan passere inn i gangen. Olje-og vannutløpsrøret er utstyrt med innretninger for fjerning av olje og vann fra denne gang.

Olje-og vannutløpsrøret kan være anbragt på innsiden eller utsiden av ballastvannkammeret. Hvis det er anbragt på utsiden, blir gangen dannet av ballastvannkammeret, olje-og vannutløpsrøret av membranen. Hvis det er anordnet på innsiden, blir gangen utformet av ballastvannkammeret og membranen.

Slike lenser vil, selv om de er effektive i bruk, ha en tendens til å dreies bort fra vertikalretningen på grunn av vekten til oljen og vannet i utløpsrøret. Denne dreining betyr at mindre enn den optimale utformning av demningene ligger riktig i forhold til oljespillet og resulterer i en redusert oppsamlingsgrad.

Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å komme frem til en lense som opprettholder den optimale utformning av demningene.

Det er således i henhold til oppfinnelsen tilveiebragt en lense for innfangning og oppsamling av olje spilt på vann, hvilken lense omfatter 1) et første langstrakt, fleksibelt, flytende, oppumpbart luftkammer med flere seksjoner med redusert diameter, 2) et langstrakt, fleksibelt, oppumpbart ballastvannkammer, 3) et langstrakt, fleksibelt olje-og vannutløpsrør og 4) et andre langstrakt, fleksibelt, flytende, oppumpbart luftkammer, hvor det første luftkammer, ballastvannkammeret, olje-og vannutløpsrøret og det andre luftkammer er forbundet til hverandre på siden og hvor kamrene og røret er slik plassert i forhold til hverandre at ved bruk på oljeforurenset vann, vil det første luftkammer og ballastvannkammeret sammen danne en barriere for oljen som er spilt på vann, med unntak av de deler av luftkammeret som ,har redusert diameter, hvilke deler og ballastvannkammeret bestemmer en rekke demninger eller overløp for olje og vann for innføring til en gang, hvilken gang dannes av ballastvannkammeret, olje- og vann-utløpsrøret og det andre luftkammer, idet olje- og vann-utløpsrøret er utstyrt med innretninger for fjerning av olje og vann fra gangen.

Kamrene ifølge foreliggende oppfinnelse er i det vesentlige tilsvarende de som er beskrevet i britisk patent nr. 1188156 og er fleksible for at de skal kunne følge sjøens bevegelser, slik at lensen forblir effektiv under sjøbetingelser som ville redusere effektiviteten til en stiv lense i stor grad. Hensiktsmessig er kamrene fremstilt av ark av fleksibelt materiale, f.eks. neonprenbelagt nylon eller et lignende materiale. Fleksibiliteten til materialet som danner lensen tillater at den kan lagres når den er flatlagt, med et relativt lite volum.

Kamrene og røret kan lett tildannes av flatt arkmateriale

ved sveising eller annen forbindelse av arkene.

Det første fleksible oppdriftsluftkammer og ballastvannkammeret tjener i det vesentlige den samme funksjon som luft-og vannkamrene beskrevet i US patent nr. 1188156. I praksis er det funnet at gode resultater oppnås hvis tverrsnittsflåtene for de ikke reduserte deler av luftkammeret og ballastvannkammeret er i.det vesentlige de samme, men selvfølgelig kan det lett fremstilles lenser hvor tverrnsitts-flåtene varierer, f.eks. i forholdet 1 : 4 til 4:1.

Britisk patent nr. 1383315 beskriver bruken av et pilot-, luftrør i forbindelse med luftkammeret for å hjelpe til med utleggingen og inntagningen av lensen. Et slikt pilotrør kan hensiktsmessig anordnes på lensen ifølge foreliggende oppfinnelse.

Som tidligere anført danner det første oppdriftsluftkammer

og vannballastkammeret ved den største del av sin lengde en barriere for olje og vann. Periodisk er imidlertid diameteren for luftkammeret redusert og etterlater således åpninger mellom vannkammeret og mellom vannkammeret og deler av luftkammeret, hvilke åpninger har redusert diameter. Ved

bruk danner disse åpninger overløp over hvilke olje og vann passerer inn i gangen hvor det holdes tilbake av olje-og vannutløpsrøret og det andre oppdriftsluftkammer og hvor det fjernes av olje-og vannutløpsrøret.

Fortrinnsvis er delene på det første luftkammer med redusert diameter tilveiebragt ved avsmalning av diameteren for luftkammeret til en mindre størrelse enn den opprinnelige, hvorved den mindre diameter bibeholdes over en viss lengde, hvoretter diameteren igjen økes til sin opprinnelige størr-else .

Delene med redusert diameter kan utstrekke seg totalt over

10 - 50 % av lénsens lengde, fortrinnsvis 15 - 30 %. Størrelsen om hvilken diameteren er redusert er ikke kritisk, forutsatt at den gir en åpning som er tilstrekkelig til å ta seg av strømmen av olje og vann over overløpet. Vanligvis er en reduksjon i diameteren på 10 - 50%, fortrinnsvis 15 - 30 %, tilstrekkelig til å gi tilstrekkelige åpninger for overløpene.

Ved bruk vil'lensen først bli utlagt og deretter blir de forskjellige kamre oppumpet med luft eller vann.

De teknikker som er beskrevet i de britiske patenter

nr. 1188156 og 1383315 kan benyttes for oppumping av kamrene med luft eller sjøvann.

Ved drift vil olje som er innfanget av lensen slå over overløpet sammen med sjøvann inn i gangen fra hvilken det må fjernes. Egnede fjerningsinnretninger omfatter en rekke dreneringshull i olje-og vannutløpsrøret inn i gangen, gjennom hvilke olje-og vannblandingen kan strømme til en samlebeholder. Slike dreneringshull kan lett tilveiebringes ved fremstilling av lensen nær forbindelsen mellom olje-og vannutløpsrøret av ballastvannkammeret. Pumper kan anordnes i utløpsrøret for å pumpe oppsamlet olje og vann ut av lensen

gjennom røret til et lagringssted.

Det andre flytende oppumpbare luftkammer kan være plassert over olje-og vannutløpsrøret og gir en oppdrift for å motvirke dreietendensen for dette rundt den vertikale akse til det første luftkammer og ballastvannkammeret.

Plasseringen av grenseflaten mellom det andre luftkammer

og olje-og vannutløpsrøret i forhold til vannflaten er ikke kritisk og kan variere i avhengighet av de relative størrel-ser for de forskjellige kamre og røret. Den viktige faktor er at dreneringshullene i olje-og vannutløpsrøret bør ligge under vannflaten.

Det første og det andre luftkammer kan oppumpes ved bruk

av en vanlig pumpe og lufttilførsel. Fortrinnsvis bør de imidlertid kunne oppumpes uavhengig, slik at trykket i de to kamre kan være forskjellige, hvis dette er ønsket.

Ved redusering av trykket av luften i det andre luftkammer og variasjon av dette i forhold til trykket i det første luftkammer, vil dreietendensen for olje-og vannutløpsrøret bli motvirket i større eller mindre grad, og således kan stillingen for lensen og overløpshøyden spesielt bli for-andret.

Under normale driftsbetingelser holdes det første luftkammer fullstendig oppumpet med et i det vesentlige kon-stant trykk, og trykket i det andre luftkammer er fortrinnsvis mindre og kan varieres i forhold til trykket i det første luftkammer.

En ekstra fordel ved oppblåsning av det første og det andre luftkammer uavhengig av hverandre, er at lensen vil bi-beholde en viss oppdrift i tilfelle at ett eller flere av luftkamrene blir ødelagt og flatlagt.

Tverrsnittsflaten for det andre luftkammer er fortrinnsvis mindre enn tverrnsittsflaten for det første luftkammer i områdene med ikke redusert diameter, og tverrsnittsflåtene kan f.eks. ha et innbyrdes forhold mellom 1 : 16 og 9 : 16. I praksis er det funnet hensiktsmessig at det andre luftkammer har i det vesentlige den samme tverrsnittsflate som olje-og vannutløpsrøret, og at denne flate er ca. en fjerdedel av flaten for de ikke reduserte deler av det første luftkammer.

En hensiktsmessig lagringsbeholder kan utgjøres av et tankskip som er blitt utstyrt med innretninger for separasjon av olje og vann, f.eks. et tankskip utstyrt med en rekke lederplater, slik at oljen kan lagres og vannet føres tilbake til sjøen.

Hvis lagringsbeholderen er et stort tankskip, vil størrelsen til den kraft som er nødvendig for å pumpe oppsamlet olje og vann ombord på vanlig måte være betydelig. Fortrinnsvis blir et slikt fartøy modifisert til å oppta olje og vann ved et lavt nivå, f.eks. gjennom en innløpsport nær eller under sjønivå.

Foretrukkede lenser omfatter et enkelt første luftkammer,

et enkelt ballastvannkammer, et enkelt utløpsrør og et enkelt andre luftkammer. Imidlertid vil virkningen for hvert av disse kamre også kunne oppnås ved å erstatte hvert av dem eller alle med to eller flere adskilte kamre, hvis dette er ønsket.

Lensen benyttes fortrinnsvis i forbindelse med seksjoner

av standard lenser av den type som er beskrevet i de britiske patenter nr. 1188156, 1383315 eller 1554737. Den kombinerte lense er fortrinnsvis benyttet i en stor J-form med seksjoner av standard lense utgjørende armene og festet til et hjelpefartøy eller sjøankre, og en seksjon av overløpslensen i henhold til foreliggende oppfinnelse,

benyttet som den krummede del hvor oljen samles.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere forklares ved

hjelp av et utførelseseksempel som er fremstilt på tegnin-gen, som viser: Fig. 1 i et vertikalt tverrsnitt av en overløpsoppsamlings-lense,

fig. 2 et sideriss av lensen på fig. 1, og

fig. 3 et skjematisk riss av et utlagt lensesystem.

Fig. 1 og 2 viser overløpssamlelensen som omfatter et første flytende luftkammer 1, et ballastvannkammer 2, et olje-

og vannutløpsrør 3, som innbefatter en hydraulisk betjent pumpeenhet 4, og et andre flytende luftkammer 6.

Luftkammeret 1 har seksjoner 7 med mindre diameter som etterlater åpninger 8 mellom luftkammeret 1 og vannkammeret 2.

Hydraulisk fluidum føres til og fra pumpeenheten 4, som er anordnet i olje-og vannutløpsrøret 3 ved hjelp av ledninger 5a og 5b. For å beskytte disse ledninger og deres tilhørende utstyr mot olje og sjøvann, er disse ført langs innsiden av det andre luftkammer 6. De er forbundet med pumpeenheten 4 via et grenrør 20, som rager ut av olje-og vannutløps-røret 3 til det andre luftkammer 6 gjennom en avtetning 21.

Ved bruk flyter lensen i forhold til sjøvannsnivået 9, som vist på fig. 1. Åpningene 8 danner således overløp over hvilke grenseflaten mellom olje og vann strømmer. Det andre luftkammer 6 samvirker med olje-og vannutløpsrøret 3 og ballastvannkammeret 2 for dannelse av en gang 10 aom holder tilbake blandingen av olje og vann før den fjernes fra lensen.

Fjerningen tilveiebringes ved hjelp av åpninger 11 og utløpsrøret 3 i hvilket pumpeenheten 4 danner et sug.

Fig. 3 viser oljeflekker 12 som driver i retning av et fartøy 13, til hvilket en lense 14 ifølge foreliggende oppfinnelse er festet. Lensen 14 er forbundet ved punktene 15 og 16 til vanlige lenser 17 og 18, som kan være av den type som er beskrevet i britisk patent nr. 1554737. Disse på

sin side er forbundet respektivt til fartøyet 13 og et lenseutleggingsfartøy 10 som gir kraften for oppumping av de forskjellige kamre i lensen på egnet måte. I praksis kan luft-og vannkamrene til de vanlige lenser 17 og 18 bli forbundet direkte til de tilsvarende kamre på lensen ifølge foreliggende oppfinnelse. Olje-og vannutløpsrøret, ikke vist på fig. 3, fører til et punkt i betjeningsfartøyet 13, slik at olje-og vannblandingen fra overløpene pumpes til et egnet sted i fartøyet, hvor en separasjon kan utføres. Den separerte olje kan så lagres i fartøyet, og vann kan, når det er tilstrekkelig renset, føres tilbake til sjøen.

Systemet som vist på fig. 3 kan forsette i drift over

lengre perioder, forutsatt at fartøyet 13 og hjelpebåten 19 kan holde seg på plass rundt oljespillet 12 på en slik måte at oljen drives inn i overløpsdelen 14.

Claims (4)

1. Lense for innfangning og oppsamling av olje som er spilt på vann, omfattende et første langstrakt, fleksibelt, flytende, oppumpbart luftkammer (1) med en rekke seksjoner (7) med redusert diameter og et langstrakt, fleksibelt, oppumpbart ballastvannkammer (2) som begge er forbundet med hverandre til en lense for olje på vann, bortsett fra ved de seksjoner (7) av luftkammeret (1) der diameteren er redusert, hvilken lense har anordninger for fjernelse av olje og vann fra lensen, karakterisert ved at anordningene for oppsamling av oljen i kombinasjon omfatter et andre langstrakt, fleksibelt, flytende, oppumpbart luftkammer (6) som er forbundet med det første luftkammer (1) og et langstrakt, fleksibelt utløpsrør (3) for olje og vann, forbundet med ballastvannkammeret (2) og med det annet luftkammer (6).

2. Lense som angitt i krav 1, karakterisert ved at forholdet mellom tverrsnittet for det andre luftkammer (6) og tverrsnittet for det første luftkammer (1) ligger i området mellom 1 : 16 og 9 : 16.

3. Lense som angitt i krav 1 og/eller 2, karakterisert ved at det første luftkammer (1) og det andre luftkammer (6) er oppumpbare, uavhengig av hverandre.

4. Lense som angitt i krav 3, karakterisert ved at trykket i det andre luftkammer (6) kan varieres i forhold til trykket i det første luftkammer (1).