СИСТЕМА И СПОСОБ РАЗВЕРТЫВАНИЯ НАДУВНОГО БАРЬЕРА ДЛЯ УДЕРЖАНИЯ МАТЕРИАЛА, ПЛАВАЮЩЕГО НА ПОВЕРХНОСТИ ЖИДКОСТИ
SYSTEM AND METHOD FOR DEPLOYMENT OF INFLATABLE BARRIER FOR RETENTION OF MATERIAL FLOATING ON FLUID SURFACE

Область техники
Настоящее изобретение имеет отношение к созданию системы, входящих в нее устройств, а также способов создания, развертывания и поддерживания плавучего барьера или бона (бонового заграждения), предназначенного для ограничения распространения и для сбора плавучего материала, такого как углеводороды, плавающего на поверхности или непосредственно под поверхностью водного пространства. Более конкретно, настоящее изобретение имеет отношение к созданию системы, входящих в нее устройств, а также способов, которые позволяют произвести быстрое развертывание плавучих барьеров за счет новой системы подачи (выпуска), развертывания и надувания плавучего барьера.
Предпосылки к созданию изобретения
Уже в течение многих лет используют стандартные плавучие нефтезадерживающие боны или барьеры для сдерживания распространения плавучего материала, такого как углеводороды, плавающего на поверхности или непосредственно под поверхностью водного пространства. Стандартные плавучие боны размещают на морском судне или на земле в спущенном (не надутом) состоянии. Когда возникает необходимость, эти боны развертывают за счет прикрепления ведущего конца бона к судну развертывания, которое буксирует бон в заданное место и надувает бон от ведущего первого конца. Эти боны обычно содержат удлиненный трубчатый корпус, иногда секционированный на автономные камеры газа для надувания, созданные за счет надувания герметичной трубы, причем к каждой камере газа для надувания прикреплена юбка или заслонка, подходящая для сдерживания распространения нефти. Эта система описана, например, в патентах США Nos. 2,682,151 и 3,494,132, где раскрыты группы пластмассовых труб, которые соединены при помощи переходных втулок и которые надувают до достижения накаченного состояния. Кроме того, в патенте США No. 4,325,653 раскрыты сдвоенные надувные трубы с юбкой между ними, причем указанные надувные трубы накачивают внешним газом для надувания через шланги.
Кроме того, в патенте США No. 4,123,911 раскрыт единственный надуваемый газом бон, который надувают от источника газа для надувания на судне развертывания. Во всех приведенных выше патентах предусмотрено надувание от ведущего конца бона только одной секции в данный момент времени и не раскрыт никакой способ непрерывного накачивания бона от единственного источника газа для надувания, начиная с задней последней секции бона, причем этот источник развертывают одновременно с боном, и не раскрыто накачивание бона от источника газа для надувания, который уже подключен к бону ранее его развертывания.
В патенте США No. 3,729,589 раскрыт складной бон, содержащий индивидуальные надувные камеры, однако каждая надувная камера должна быть подключена к источнику газа для надувания и накачена отдельно, когда бон развернут. Это значительно увеличивает время и сложность накачивания и развертывания. В патенте США No. 3,729,589 нет никакого упоминания об источнике стабилизированного, сжатого газа для надувания, развертываемом одновременно с боном, чтобы произвести быстрое накачивание.
В патенте США No. 5,022,785 раскрыт способ, в котором масса реагента содержится в самом боне, так что за счет механического действия реагенты могут быть активизированы для освобождения газа для надувания при помощи химической реакции. После надувания за счет химической реакции реагентов, бон надувают сжатым газом для надувания от первого или ведущего конца, чтобы обеспечивать надлежащее накачивание. Таким образом, этот бон может быть использован только один раз и затем должен быть заменен.
В обоих патентах США Nos. 5,022,785 и 5,346,329 раскрыты индивидуализированные отсеки или отсеки, разделенные клапанами, чтобы предотвратить спускание (выпускание воздуха из) всей секции бона. Ни в одном из этих патентов не раскрыта подача газа для надувания в индивидуальный отсек от внешнего, индивидуализированного источника.
Таким образом, приведенные выше патенты и текущая практика, используемая в ответ на разлив на поверхности воды плавучего материала, такого как углеводороды, не предусматривают использования системы быстрого развертывания, содержащей сдерживающий бон, который может быть развернут от единственной точки без необходимости использования множества источников энергии, и который может выдерживать разрывы и утечки. В приведенных выше патентах также ограничена функциональная длина единственного плавучего барьера или бона, так как в них отсутствует магистраль подачи газа для надувания, которую разворачивают одновременно со всей длиной бона. Кроме того, известные способы и текущая практика требуют, чтобы суда для развертывания и накачивания бона, оборудование для сдерживания и боны, перемещались, часто на значительные расстояния, к месту разлива на воде. Эта задержка приводит к увеличенным, не сдерживаемым разливам токсинов на поверхности воды.
В связи с изложенным, задачей настоящего изобретения является создание находящейся на месте эксплуатации или бортовой системы, которая содержит энергосистему и источник газа для надувания, а также узел лебедка-барабан и бон, что позволяет производить быстрое развертывание бона, управлять узлом лебедка-барабан и управлять быстрым развертыванием бона с барабана или с другого средства хранения.
Другой задачей настоящего изобретения является создание энергосистемы для намотки развернутого бона на барабан или другое средство хранения, без разрыва уже надутых областей бона.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание системы развертывания плавучего барьера, который может быть развернут и надут от единственной точки подачи газа для надувания, начиная с заднего или последнего конца бона.
Еще одной задачей настоящего изобретения является подача газа для надувания в бон, или в камеры (для) газа для надувания или отсеки (для) газа для надувания внутри бона, от индивидуализированной точки накачивания, непосредственно связанной со специфическим боном или с камерами газа для надувания или с отсеками газа для надувания внутри бона, причем указанную подачу газа для надувания производят при помощи шланга подачи газа для надувания, расположенного в непосредственной близости от заднего или последнего конца бона и имеющего стабилизированное внутреннее давление, не превышающее допустимое давление бона, или камер газа для надувания или отсеков газа для надувания внутри бона.
Еще одной задачей настоящего изобретения является подача газа для надувания в бон, или в камеры газа для надувания или отсеки газа для надувания внутри бона, от индивидуализированной точки накачивания, непосредственно связанной со специфическим боном или с камерами газа для надувания или с отсеками газа для надувания внутри бона, причем такой газ для надувания подают через шланг, идущий снаружи от бона и развертываемый одновременно с боном.
Эта конструкция позволяет непрерывно накачивать бон от источника газа для надувания при помощи шланга подачи газа для надувания, расположенного в непосредственной близости от заднего или последнего конца бона.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание среды нагнетания, такой как воздух, предназначенной для надувания плавучего барьера от единственной точки подачи, которая позволяет надувать весь плавучий барьер и непрерывно поддерживать плавучий барьер в надутом состоянии, после его развертывания и накачивания.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание системы сдерживания, которая может быть быстро доставлена вертолетом в место разлива для быстрого развертывания.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание системы развертывания плавучего барьера и создание плавучего барьера, без ограничения длины плавучего барьера, который может быть развернут, надут и может поддерживаться в надутом состоянии.
Кроме того, задачей настоящего изобретения является создание механизма управления развертыванием, накачиванием и поддержанием в надутом состоянии плавучего барьера, который позволяет оператору управлять, от единственной точки, скоростью развертывания и накачивания плавучего барьера.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание возможности хранения системы развертывания плавучего барьера и плавучего барьера на морских судах или в стационарных точках, в том числе (но без ограничения) в доках, портах, на берегу, на островах, на дамбах, плотинах, на судах для удаления плавающих загрязнений, баржах, океанских лайнерах, спасательных судах, на буровых платформах, на шлюпках и понтонах.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание возможности развертывания, накачивания, поддержания в надутом состоянии и обеспечения контроля направления развернутого и надутого бона без использования вторичного судна для развертывания.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание возможности контроля направления развернутого и надутого бона без использования вторичного судна для развертывания.
Дополнительно, задачей настоящего изобретения является развертывание системы сдерживания без использования электрического источника или электрических органов управления.
Раскрытие изобретения
В соответствии с настоящим изобретением предлагается система сдерживания распространения плавучего материала, такого как углеводороды, плавающего на поверхности жидкости, которая содержит устройство для нагнетания, систему развертывания плавучего барьера и систему накачивания плавучего барьера, а также предлагаются способы ее использования. Настоящее изобретение позволяет производить быстрое развертывание и накачивание плавучего барьера и позволяет производить накачивание указанного плавучего барьера за счет подачи газа для надувания в бон, или в камеры газа для надувания или в отсеки газа для надувания внутри бона, от индивидуализированной точки накачивания, непосредственно связанной со специфическим боном или с камерами газа для надувания или с отсеками газа для надувания внутри бона, причем подачу указанного газа для надувания производят от источника, не связанного с ведущей или первой секцией бона, а преимущественно производят от заднего или последнего конца бона, причем указанный источник имеет стабилизированное внутреннее давление, не превышающее допустимое внутреннее давление бона или камер газа для надувания или отсеков газа для надувания внутри бона.
Таким образом, настоящее изобретение, за счет использования новых и не очевидных средств, позволяет решить проблемы, связанные с известным уровнем техники, в том, что касается развертывания, накачивания, управления направлением развертывания и использования надувных барьеров, в том числе (но без ограничения) такие проблемы, как: 1) необходимость в судах развертывания и/или в обслуживающих судах, которые требуются для развертывания, накачивания и последующего поддержания плавучести плавучего барьера; 2) спуск (выпускание воздуха из) секций плавучего барьера, что делает его бесполезным или менее эффективным; 3) необходимость использования множества систем или источников энергии для развертывания, накачивания и поддержания в надутом состоянии плавучего барьера; 4) ограничение функциональной длины единичного плавучего барьера в известных системах плавучего барьера, что побуждает соединять вместе множество плавучих барьеров, чтобы получить необходимую длину плавучего барьера для удержания больших площадей разлива плавающего на поверхности жидкости материала, такого как углеводороды; 5) слишком большие размеры системы для сдерживания плавучего материала, такого как углеводороды, плавающего на поверхности жидкости, чтобы можно было ее разместить на месте эксплуатации или на борту морского судна; и 6) использование в известных системах для сдерживания плавучего материала, такого как углеводороды, плавающего на поверхности жидкости, отдельного морского судна, чтобы осуществлять, полностью или частично, подачу, развертывание, управление направлением и накачивание плавучего барьера системы сдерживания.
Устройство в соответствии с настоящим изобретением может быть изготовлено как часть вновь изготовленного бона или при модификации уже существующего бона. В устройстве в соответствии с настоящим изобретением используют пневматическую систему для снабжения энергией лебедки и узла барабана, содержащего бон, причем пневматический источник может одновременно снабжать энергией узел лебедка-барабан для развертывания бона, за счет подачи газа для надувания в пневматический двигатель, и одновременно производить надувание бона. Надувание бона производят за счет отбора всего или части газа для надувания от пневматического источника через шланг, который проходит вдоль внешней стороны бона, при этом газ для надувания с соответствующими уровнями давления может протекать через шланг, чтобы протекать через узел клапана и шланга, который соединяет источник газа для надувания с системой газа для надувания бона. В предпочтительных вариантах осуществления, пневматический источник образован от единственной пневматической системы, которая подает питание на лебедку и узел барабана, а также на связанный тормоз, и подает давление газа для надувания в шланг нагнетания, разворачиваемый одновременно с боном.
Система в соответствии с настоящим изобретением может быть изготовлена в достаточно компактном виде для установки в любом месте или для размещения на судне, или для быстрой доставки туда, где существует вероятность разлива плавучего материала, такого как углеводороды, плавающего на поверхности жидкости. Система в соответствии с настоящим изобретением также может работать за счет использования пневматического управления, без использования электрической энергии, что делает ее особенно полезной для использования в отдаленных регионах или во время катастроф, когда нет в распоряжении электрической энергии.
Настоящее изобретение позволяет использовать единственный источник для развертывания бона, накачивания плавучих барьеров во время развертывания бона, а также для поддержания в накаченном состоянии или для аварийного подкачивания бона по мере необходимости от источника накачивания, который расположен в непосредственной близости от узла лебедка-барабан или поблизости от задней или последней секции бона. Это значительно отличается от используемых в настоящее время систем сдерживания с плавучим барьером, в которых способы надувания бона требуют наличия второго судна для развертывания бона, а бон надувают от ведущего конца или от первой секции бона, которая уже была развернута, в отличие от настоящего изобретения, в котором бон преимущественно заполняют от заднего конца или от последней секции бона, когда бон или секции бона выпускают от узла лебедка-барабан.
В соответствии с настоящим изобретением также может быть использован направляющий линь или трос, которые также развертывают с этого же судна или с фиксированного места, с которых развертывают бон. В соответствии с настоящим изобретением участок направляющего линя или троса может быть закреплен на судне для развертывания или может быть закреплен в заданном месте на берегу. В соответствии с настоящим изобретением, противоположный конец направляющего троса прикреплен к ведущему концу плавучего барьера при его развертывании, накачивании и поддержании в надутом состоянии от узла лебедка-барабан, что позволяет оператору управлять направлением бона в непосредственной близости от системы развертывания, когда бон развертывают, накачивают и поддерживают в надутом состоянии. Этот направляющий трос также может перемещаться через судно и вокруг него или через место на земле, чтобы улучшать управление направлением бона, когда его развертывают, накачивают и поддерживают в надутом состоянии. Можно также использовать вторичное судно для управления направлением бона, когда его развертывают, накачивают и поддерживают в надутом состоянии. Можно также предусмотреть маневрирование судна, к которому привязан направляющий трос, чтобы управлять направлением бона, когда его развертывают, накачивают и поддерживают в надутом состоянии.
Множество различных вариантов осуществления и различных компонентов могут быть использованы в соответствии с настоящим изобретением, в рамках изложенной здесь концепции изобретения, причем различные модификации могут быть сделаны в детально описанном здесь варианте осуществления, который следует понимать как пояснительный, а не ограничивающий объем патентных притязаний.
Указанные ранее и другие характеристики и преимущества изобретения будут более ясны из последующего детального описания, приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых аналогичные детали имеют одинаковые позиционные обозначения
Краткое описание чертежей
На фиг.1 схематично показан предпочтительный вариант осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.2 показано перспективное изображение с пространственным разделением деталей предпочтительного варианта осуществления участка барабана системы в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.3 показан общий вид секции бона в предпочтительном варианте осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.4 показано поперечное сечение секции бона, показанной на фиг.3.
На фиг.5 показано поперечное сечение барабана, содержащего всю длину спущенного (не надутого) бона в системе в соответствии с настоящим изобретением, причем секция бона была надута после ее сматывания с барабана.
На фиг.6 показан внутренний вид секции бона, показанной на фиг.5, где можно видеть, как входит воздух в секцию бона для ее надувания.
На фиг.7-9 последовательно показано, как секции бона выпускают с судна для захвата выходящего с судна разлива нефти, в системе в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.10 показан опорожненный барабан бона и другой полный барабан, который устанавливают на его место, чтобы продолжить развертывание бона.
Подробное описание изобретения
Не отходя от сущности настоящего изобретения, и без ограничения других вариантов осуществления, далее будет описан только в качестве примера вариант осуществления настоящего изобретения, который содержит, без ограничения, бортовую или находящуюся на месте эксплуатации пневматическую систему, расположенную в непосредственной близости от узла лебедка-барабан, коллектор, подсоединяемый при помощи клапана, а в предпочтительных вариантах осуществления при помощи соединителя быстрого соединения, к источнику газа для надувания, блок управления, получающий газ для надувания от коллектора и подключенный к двигателю и тормозу на узле лебедка-барабан и управляющий ими. Газ для надувания от источника проходит через коллектор и затем, поочередно, через регулятор давления и клапан управления или клапан накачивания бона, в шланг подачи газа для надувания, прикрепленный к бону и идущий вдоль бона, находящегося на узле лебедка-барабан. Во время развертывания, указанный шланг подачи газа для надувания подает газ для надувания в бон или в камеры газа для надувания или в отсеки газа для надувания внутри бона, от индивидуализированной точки надувания, непосредственно связанной со специфическим боном или с камерами газа для надувания или с отсеками газа для надувания внутри бона, причем указанный газ для надувания сначала проходит через шланг подачи от заднего или последнего конца бона и имеет стабилизированное внутреннее давление, не превышающее допустимое давление бона, или камер газа для надувания или отсеков газа для надувания внутри бона. В других вариантах осуществления, источником энергии для различных компонентов системы в соответствии с настоящим изобретением также может быть, без ограничения, гидравлический, электрический источник или источник с использованием горючего.
В примерном варианте осуществления, для того, чтобы накачать надувную секцию бона, когда подключен источник газа для надувания, так что газ для надувания поступает в магистрали подачи газа для надувания, непосредственно или через коллектор, газ для надувания проходит через одну магистраль подачи газа для надувания, при этом давление газа для надувания в магистрали подачи регулируют при помощи регулятора давления, в котором давление газа для надувания снижают от исходного давления до давления, подходящего для накачивания бона. Газ для надувания, проходящий через магистраль подачи газа для надувания, может непрерывно протекать через магистраль подачи газа для надувания, снабжая газом для надувания бон за счет открывания и закрывания клапана накачивания бона. Когда клапан накачивания бона находится в открытом положении, газ для надувания будет проходить под давлением, достаточным для надувания бона, через магистраль подачи газа для надувания, чтобы надувать бон. Подача газа для надувания от магистрали подачи газа для надувания в бон может происходить непосредственно через отверстие накачивания/ выпускания (спуска) на надувной секции бона, или, альтернативно, подача газа для надувания от магистрали подачи газа для надувания в надувную секцию бона может происходить через соединительный шланг, который соединяет магистраль подачи газа для надувания с надувной секцией бона.
Магистраль подачи газа для надувания может быть прикреплена к бону и может идти по всей длине бона и надувать множество надувных секций бона последовательно или одновременно.
За счет поддержания соответствующего давления газа для надувания внутри магистрали подачи газа для надувания, бон может поддерживаться в надутом состоянии, или, альтернативно, клапан давления может быть введен в отверстие накачивания/ выпускания на надувной секции бона, соединенное с источником газа для надувания, непосредственно или за счет использования соединительного шланга, так что клапан давления автоматически закрывается, когда будет полностью накачена надувная секция бона, что позволяет поддерживать надувную секцию бона в надутом состоянии. Если давление в боне падает ниже заданного порогового давления, клапан на отверстии накачивания/ выпускания открывается, что позволяет дополнительному газу для надувания из магистрали подачи газа для надувания входить в бон для подкачки надувной секции бона или для поддержания надувной секции бона в надутом состоянии.
В других вариантах осуществления, такой клапан давления не нужен, так как давление подачи газа для надувания в магистралях подачи газа для надувания, подключенных к надувным секциям бона, можно регулировать иным образом, чтобы осуществлять максимально эффективное надувание надувных секций бона. Этот вариант подачи газа для надувания в надувные секции бона через магистрали подачи газа для надувания позволяет магистрали подачи газа для надувания проходить одновременно (совместно) с боном, так что газ для надувания, проходящий через магистрали подачи газа для надувания, сначала проходит через участок магистрали подачи газа для надувания, связанный с задней или последней секцией бона.
Для того, чтобы работал узел лебедка-барабан, когда подключен источник газа для надувания, так что газ для надувания поступает в магистрали подачи газа для надувания, непосредственно или через коллектор, газ для надувания должен проходить через магистрали подачи газа для надувания в двигатель и также в пневматический механизм управления. Газ для надувания, подводимый при помощи магистралей подачи газа для надувания в пневматический механизм управления, затем может регулироваться при помощи пневматического механизма управления так, что подача газа для надувания через магистрали подачи газа для надувания может приводить в движение двигатель в прямом и обратном направлениях, причем отдельные магистрали подачи газа для надувания, идущие от пневматического механизма управления на механизм тормоз/муфта позволяют управлять входом в зацепление и расцеплением двигателя от узла лебедка-барабан. Таким образом, за счет использования газа для надувания, подводимого к двигателю и к пневматическому механизму управления, двигатель может работать и может входит в зацепление, так что бон, намотанный на узле лебедка-барабан, может быть размотан или обратно смотан на узел лебедка-барабан. Использование описанного здесь выше источника газа для надувания позволяет оператору управлять развертыванием бона от узла лебедка-барабан и надуванием бона, когда он развернут от узла лебедка-барабан, от единственной, локализованной области, что позволяет повысить скорость развертывания и надувания бона, чтобы сдерживать плавучие материалы, плавающие на поверхности жидкости.
В примерном варианте осуществления, после того, как первая длина бона будет развернута с первого барабана в соответствии с описанным и барабан стал пустым, он может быть удален от узла лебедка-барабан, и дополнительные барабаны бона могут быть введены и соединены с лебедкой, так что узел лебедка-барабан может затем произвести развертывание дополнительных длин бона, повторно или непрерывно, в соответствии с ранее описанным. Магистрали подачи газа для надувания позволяют производить накачивание бона, который теперь развернут с узла лебедка-барабан, а также позволяют поддерживать давление газа для надувания по всей длине магистрали подачи газа для надувания и во всех сегментах бона, которые ранее были развернуты, что позволяют поддерживать бон в надутом состоянии, как уже было описано здесь выше. Альтернативно, длина бона может поддерживаться с другого судна.
На фиг.1-10 показан предпочтительный вариант осуществления системы 10 сдерживания распространения в соответствии с настоящим изобретением. На фиг.1 показана система 10, которая может содержать судовой источник 12 газа для надувания, предусмотренный на судне 13, таком как контейнерное судно или танкер или другое аналогичное судно. Источник 12 газа соединен с коллектором 14, так что газ для надувания (стрелка 17), вырабатываемый при помощи судового источника 12 газа для надувания, поступает от судового источника 12 газа для надувания при ориентировочном давлении 100 psi (689 кПа), которое может быть выше или ниже в зависимости от обстоятельств, на коллектор 14 через соединительные шланги 16. Газ 17 для надувания затем распределяется при помощи коллектора 14 на двигатель 18, блок 20 управления и клапан 22 надувания бона через соединительные шланги 16. Соединительные шланги 16, соединяющие коллектор 14 с блоком 20 управления и клапаном 22 надувания бона, могут иметь различное давление psi (кПа), регулируемое при помощи связанных первого регулятора 24 давления и второго регулятора 26 давления, соответственно, или, вместо двух регуляторов 24, 26, при помощи единственного сдвоенного регулятора давления. Коллектор 14 распределяет газ 17 для надувания через соединительные шланги 16 на двигатель 18 при ориентировочном давлении 100 psi (689 кПа), которое может быть выше или ниже в зависимости от обстоятельств. Коллектор 14 также распределяет газ 17 для надувания через соединительные шланги 16, проходящие через регулятор 24 давления, на блок 20 управления при ориентировочном давлении 70 psi (483 кПа), которое может быть выше или ниже в зависимости от обстоятельств. Коллектор 14 также распределяет газ 17 для надувания через соединительные шланги 16, проходящие через регулятор 26 давления, на клапан 16 накачивания бона под давлением около 0.5 psi (3.4 кПа) или под давлением, подходящим для обеспечения полного накачивания бона.
Блок 20 управления позволяет пневматически управлять движением вперед (стрелка 30) и обратным движением (стрелка 32) двигателя 18. Несмотря на то, что в этом обсуждении используется термин "газ", предусмотрено, что предпочтительным "газом" является воздух при заданных давлениях, хотя могут быть использованы и другие газы. Блок 20 управления также пневматически управляет тормозом/ муфтой 34, чтобы вводить в зацепление или расцеплять двигатель 18. Таким образом, двигатель 18 работает за счет поступления газа для надувания от коллектора 20 и приводит во вращение барабан 36 за счет срабатывания блока 20 управления, производящего по команде оператора введение в зацепление двигателя 18 и выбор направления вращения двигателя 18, чтобы вызывать вращение барабана 36 в прямом или обратном направлении. Как это показано на фиг.1, в предпочтительном варианте осуществления, барабан соединен с двигателем при помощи ремня 44 (или цепи), который может находиться в кожухе 47, показанном пунктиром. Альтернативно, барабан 36 может приводиться в движение при помощи внутреннего редуктора.
Когда барабан 36 вращается в прямом направлении, чтобы развертывать с барабана 36 бон вместе с магистралями 40 подачи газа для надувания, прикрепленными в точке 42, оператор открывает клапан 22 надувания бона, так что газ для надувания проходит через поворотный клапан 21 уплотнения и затем проходит через магистраль 40 подачи газа для надувания, которая прикреплена к задней или последней секции 50 бона. Воздух, проходящий внутри магистрали 40 подачи газа для надувания, будет одновременно проходить через бон 50, и в конечном счете будет надувать секцию 52 бона 50, когда ее развертывают с барабана 36.
На фиг.2 показано перспективное изображение с пространственным разделением деталей участка барабана системы 10, в которой барабан 36 установлен на основании 37, закрепленном на палубе 15 судна 13. Как уже было описано здесь выше, барабан 36 может свободно вращаться, причем концы 39, 41 барабана 36 введены в отверстия 42 в вертикальных боковых стенках 38 основания 37. Кроме того, показано, что также установленный на основании 37 двигатель 18 имеет ремень 44 для передачи вращения барабану 36, когда двигатель приводится в действие от блока 20 управления и передает вращение через тормоз/муфту 34, как уже было описано здесь выше и обсуждается далее более подробно. Следует иметь в виду, что вместо этого двигатель 18 может быть установлен непосредственно во втулке 45 барабана 36, чтобы непосредственно вращать барабан 36, вместо использования ремня 44 для привода барабана 36.
На фиг.3 и 4 показаны соответственно общий вид и поперечное сечение надутой секции 52 бона 50. Секция 52 содержит магистраль 40 подачи газа для надувания, которая прикреплена к тройнику 54 из нержавеющей стали и к отверстию 56 выпускания/ надувания, что позволяет газу для надувания (стрелка 58) поступать в надувную секцию 52 бона 50 через переходный шланг 60. Газ 17 для надувания проходит через магистраль 40 подачи газа для надувания под давлением 0.5 psi (3.4 кПа), или под давлением, равным максимальному допустимому давлению надувного бона, и затем поступает в переходный шланг 60 через тройник 54 из нержавеющей стали. Газ 17 для надувания затем протекает от переходного шланга через отверстие 56 выпускания/ надувания в надувную секцию 52 бона 50, для надувания секции 52 бона 50 газом 58. Альтернативно, переходный шланг 60 не используют и газ 17 протекает из магистрали 40 подачи через тройник 54 в отверстие 56. Как это дополнительно показано на фиг.3 и 4, секция бона 50 содержит прежде всего верхнюю надувную камеру 53, которая имеет круглое поперечное сечение, когда она накачена, и участок 55 юбки, который охватывает камеру 53 и заканчивается в точке 59 под камерой 53, на утяжеленном нижнем конце 57. Можно видеть, что в то время как надутый участок 53 бона плавает на поверхности воды, утяжеленный нижний конец 57 тянет юбку 55 в направлении ниже поверхности 71 воды 70, чтобы она служила барьером от любой утечки нефти ниже надутого участка 53.
Как это показано на фиг.5, газ или воздух отводят от газопровода в магистраль 40 подачи газа через поворотный клапан 21 уплотнения, который позволяет барабану 36 вращаться при подаче воздуха в магистраль 40. Кроме того, как это показано на фиг.1 и на фиг.5 и 6, магистраль 40 подачи газа прикреплена по всей длине бона 50, когда он намотан на барабан 36, и в то время как она намотана вокруг барабана 36, магистраль 40 подачи газа подает газ вдоль всей длины бона 50. Однако, за счет веса бона 50, когда он намотан на барабане 36, надувание бона 50 под давлением 0.5 фунта на квадратный дюйм (3.4 кПа) не будет происходить, пока бон не будет смотан с барабана 36. Как это показано на фиг.6, когда секцию 52 бона 50 сматывают с барабана 36, магистраль 40 подачи воздуха будет подавать воздух (стрелка 58) в секцию 52, которая смотана с барабана 36, через отверстие 56 накачивания. Аналогично, после того как эта секция 52 будет полностью смотана с барабана и надута, следующая секция 52 будет смотана с барабана 36 и надута. Этот процесс продолжается до тех пор, пока вся длина бона 50 не будет выпущена на требуемую длину указанным образом, а если секция 52 имеет разрыв и газ улетучивается, то так как каждая секция 52 бона 50 надута непосредственно и независимо от других секций 52, то только дефектная секция 52 будет спущена, а все другие секции 52, сматываемые с барабана 36, будет оставаться надутыми.
На фиг.7-9 показаны последовательные операции использования предпочтительного варианта осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением на палубе 15 судна 13. Как это показано на фиг.7, несколько систем 10, сконструированных в соответствии с показанным на фиг.1 и 2, находятся на палубе 15 судна 13. При нахождении системы на заданном месте, основание 37 системы закрепляют на палубе 15 танкера 13, так что система будет готова для использования в случае разлива и имеет все необходимые силовые магистрали и магистрали подачи газа, чтобы каждая система 10 была полностью работоспособна. На фиг.7 показано возникновение разлива 80 нефти, которое обычно является результатом образования трещины в стенке 19 танкера, через которую нефть 81 или другие типы нефтепродуктов вытекают на поверхность 71 водного пространства 70. В этот момент, система 10 будет включена и воздух будет подан в магистраль 40 подачи воздуха вдоль всей длины бона 50, который намотан на барабан 36. На фиг.7 показано, что используют небольшое судно (лодку) 65, к которому при помощи троса 66 привязан конец 51 бона 50 и которое сматывает его с барабана 36, при этом, как это обсуждалось со ссылкой на фиг.5 и 6, когда секцию 52 бона 50 сматывают с барабана 36, то, так как магистраль 40 подачи воздуха подает воздух по всей длине бона 50, секция 52, сматываемая с барабана, будет надута.
Альтернативно, как это показано на фиг.8 и 9, лодку 65 не используют и вместо этого бон 50 выпускают через систему лебедок на борту судна 13 и с использованием направляющего или ведущего троса 66 вокруг разлива 80 нефти. Как это показано на фиг.8, ведущая секция 52 бона может быть прикреплена к ведущему тросу 66, который прикреплен к бортовой лебедке 67 на судне 13. Как это показано на фиг.9, бон 50 вытягивают с танкера 13, так что конец 51 бона 50 доходит до лебедки 67 и в основном окружает и охватывает разлив 80 нефти. После этого, разлив 80 нефти может быть устранен при помощи вакуумирования или другой подходящей технологии.
Следует иметь в виду, что во время использования системы 10 для охвата разлива 80 нефти, показанного на фиг.10, в том случае, когда вся длина бона 50 была развернута с барабана 36, пустой барабан 36 может быть удален с основания 37, при поддержании накачивания развернутого бона 50, и следующий барабан 36, содержащий бон 50 с магистралями 40 подачи газа для надувания, может быть установлен на основание 37 системы 10. Магистрали 40 подачи газа для надувания, связанные с ранее развернутым боном 50, могут быть соединены с задним или последним концом бона 50 на барабане 36, который был установлен вместо прежнего барабана 36 с ранее развернутым боном 50. Само собой разумеется, что этот процесс может быть повторен до тех пор, пока весь разлив нефти не будет охвачен боном 50.
Позиционные обозначения
10
система
12
источник газа для надувания
13
судно
14
коллектор
15
палуба судна
16
шланги
17
газ для надувания (воздух)
18
двигатель
19
стенка
20
блок управления
21
поворотный клапан уплотнения
22
клапан надувания бона
24
регулятор давления
26
регулятор давления
30
стрелка
32
стрелка
34
тормоз/ муфта
36
барабан
37
основание
38
боковая стенка
39, 41
концы барабана
40
магистраль подачи воздуха
41
точка
42
отверстия
43
клапан надувания бона
44
ремень
45
втулка 47 кожух 50 бон
52
секция
53
надувная камера
54
тройник из нержавеющей стали
55
участок юбки
56
отверстие спускания/ надувания
57
утяжеленный нижний конец
58
стрелка
59
точка
60
переходный шланг
65
небольшое судно
66
направляющий трос
67
лебедка
70
вода
71
поверхность
80
разлив нефти
81
нефть