Код документа: RU2230853C2
Область техники
Настоящее изобретение относится к способу извлечения жидкого вещества и к устройству для извлечения жидкого вещества, пригодным для извлечения жидкого вещества, например нефтяного топлива, из затонувших или севших на мель судов в результате морских происшествий и других инцидентов и относится к способу извлечения жидкого вещества и устройству для извлечения жидкого вещества, с помощью которых можно подогревать жидкое вещество, например нефтяное топливо, более просто, чем это можно было выполнить в прошлом путем высокочастотного индуктивного нагрева для снижения вязкости жидкого вещества, которое следует извлечь.
Предпосылки к созданию изобретения
Суда, не только нефтеналивные танкеры, обычно ходят с большим количеством жидкого вещества, например нефтяного топлива, загруженного на борт. Когда с судном происходит авария в море, например оно садится на мель или тонет, возникает необходимость извлечь нефтяное топливо или подобное вещество из его резервуаров для предотвращения выливания его в море.
Но на нефтяное топливо, представленное тяжелым дизельным топливом или сырой нефтью, однако, оказывает влияние температура окружающей среды, и оно переходит в состояние, близкое к твердому, например, во время наиболее холодного времени года или в условиях окружающей среды с низкой температурой, например в море на большой глубине. Следовательно, когда происходит авария в море, нефтяное топливо или подобное вещество, остающееся на судне, извлекают после его подогрева для того, чтобы оно легко текло.
В том случае, когда, например, нефтяное топливо извлекают из судна, севшего на мель, в резервуар для его нагрева подают пар или горячую воду, полученные путем нагрева в бойлере, или вставляют в резервуар ТЭН "Нихром" (торговая марка) для нагрева. В том случае, когда нефтяное топливо извлекают из затонувшего судна в море на малой глубине, бойлер, резервуар для подачи воды и генератор погружают на рабочее судно, и шланг для горячей воды и трубу для откачивания и т.д. опускают с рабочего судна в затонувшее судно для нагрева (JP 54-94169 A, МПК B 01 D 17/02, E 02 B 15/04, 25.07.1979).
Район моря, где судно может сесть на мель, однако, не всегда легко доступен с берега. Не всегда также легко подойти к нему с морского объекта, расположенного на некотором расстоянии от берега. По этой причине требуются огромные трудозатраты и затраты времени на подготовительную работу по доставке крупногабаритного нагревательного оборудования, например большого бойлера, к месту аварии, где судно село на мель, и установке оборудования на месте, и, кроме того, бывает немало случаев, когда установить оборудование на месте невозможно из-за неблагоприятных условий. В случае, когда оборудование установить невозможно на севшем на мель судне или вблизи него, нагрев может быть произведен путем использования горячей воды, электрического нагрева, горячей продувки и т.п., но в том случае, когда невозможно установить оборудование вблизи севшего на мель судна, его необходимо установить на берегу на большом расстоянии, или рабочее судно должно стать на якорь на большом расстоянии от места аварии.
Когда источник тепла для нагрева установлен на месте на большом расстоянии таким способом, горячую воду или пар необходимо подавать к отдаленному месту, где судно село на мель, используя длинный шланг, и, следовательно, имеют место потери большого количества тепла на пути и, в некоторых случаях, неудачи в достижении эффективного нагрева. Даже когда достигают эффективного нагрева, если расстояние, на которое требуется транспортировать нефтяное топливо или подобное вещество, извлекаемое из севшего на мель судна, к сборному резервуару, большое, то нефтяное топливо или подобное вещество охлаждается по пути следования и в результате происходят случаи, когда его вязкость увеличивается в такой степени, что оно перестает течь, т.е. его нельзя извлечь.
Кроме того, так как нет средств для эффективного нагрева резервуара изнутри и шланга, заполненного нефтяным топливом или подобным веществом, снаружи, рабочий должен уложить паровой змеевик, ТЭН или подобное приспособление в резервуар для нагрева или он должен подать пар непосредственно для нагрева. Так как резервуар судна оборудован изнутри множеством конструкционных элементов, например бортовым стрингером, нижним лонжероном и полом, который представляет собой боковой структурный элемент, работа по установке парового змеевика или подобного устройства трудна, и в некоторых случаях возможность его размещения ограничена в зависимости от внутренней конструкции резервуара. Непосредственная подача пара также трудна, так как ее нельзя выполнить только в одном месте. Кроме того, работа в резервуаре опасна, так как судно, севшее на мель, находится в ненадежном состоянии, и есть также возможность возгорания, взрыва или отравления газами.
В случае извлечения нефтяного топлива или подобного вещества из затонувшего судна шланг с горячей водой, труба для откачивания и т.д. должны быть опущены с рабочего судна в затонувшее судно, а эти шланг и труба такие толстые, что требуется выполнять очень трудную работу. Кроме того, так как на шланг и трубу воздействует приливное течение, когда их опускают в море, работу невозможно выполнять, когда это течение очень сильное. Помимо этого, так как шланг и труба, когда их опускают в море, охлаждаются морской водой, то имеет место большая потеря тепла, в результате чего бывают случаи, когда нефтяное топливо или подобное вещество, которое следует извлечь, невозможно нагреть эффективно, или случаи, когда вязкость нефтяного топлива или подобного вещества повышается в такой степени, что затрудняется его течение или оно не течет совсем.
По этим причинам, когда судно затонуло в море на большой глубине, эффективное извлечение не может быть выполнено, и судно оставляют в том состоянии, в каком оно находится.
В случае, когда судно село на мель или затонуло, установка и введение в действие нагревательного оборудования, шланга и т.д. занимает много времени, и поэтому невозможно избежать периодически наступающих периодов плохой погоды за это время. По этой причине бывает немало случаев, когда судно получило тяжелые повреждения и все нефтяное топливо или подобное вещество выливается из судна, вызывая загрязнение окружающей среды. В случае, когда нефтяное топливо или подобное вещество, которое вылилось наружу и плавает на поверхности моря, собирают, используя катер-нефтесборщик, летучие ингредиенты, содержащиеся в нефтяном топливе или подобном веществе, улетучиваются, и нефтяное топливо или подобное вещество охлаждается и, следовательно, вязкость его увеличивается и становится сложно собирать его катером-нефтесборщиком и во многих случаях его действительно невозможно собрать.
В случае, когда морское происшествие случилось с танкером, перевозящим химические вещества, или с подобным судном, на борту которого находились химические вещества большой вязкости, возникает необходимость извлечения химического вещества из резервуара-хранилища. В этом случае также по той же причине, о которой было сказано выше, нагревание не может быть произведено легко. Кроме того, не только в случае, когда происходят аварии судов вообще, но также в случае, когда происходят аварии на сооружениях, расположенных в море, или на берегу, например, на буровой установке на территории добычи нефти, и на сооружениях для загрузки и выгрузки сырой нефти, возникает необходимость быстро собрать жидкое вещество, например тяжелую нефть.
Настоящее изобретение предложено для использования в вышеописанных обстоятельствах. Задачей изобретения является создание способа извлечения жидкого вещества и устройства для извлечения жидкого вещества, с помощью которых можно извлечь жидкое вещество, например нефтяное топливо, из затонувшего или севшего на мель судна и т.п. путем нагрева этого вещества, выполняемого более легко, чем это было в прошлом.
Краткое описание изобретения
В п.1 формулы изобретения описан способ извлечения жидкого вещества, отличающийся тем, что рабочую катушку накладывают на элемент, контактирующий с жидким веществом, который находится в контакте с жидким веществом и изготовлен из электропроводящего материала, подают ток высокой частоты от высокочастотной инверторной установки к рабочей катушке, чтобы заставить сам элемент, контактирующий с жидким веществом, генерировать тепло путем индукционного нагрева, и таким образом снижают вязкость жидкого вещества и извлекают это жидкое вещество по трубе для откачивания, соединенной с насосом.
В соответствии с настоящим изобретением, так как рабочую катушку накладывают на элемент, контактирующий с жидким веществом, который находится в контакте с жидким веществом и изготовлен из электропроводящего материала, ток высокой частоты от высокочастотной инверторной установки подают к рабочей катушке, чтобы заставить сам элемент, контактирующий с жидким веществом, генерировать тепло путем индукционного нагрева, и вязкость жидкого вещества таким образом снижают, нагрев может быть произведен с помощью источника тепла, находящегося в контакте с объектом, который следует нагреть. Таким образом, нагрев может производиться эффективно без потерь тепла на маршруте подачи, как это имеет место при нагреве паром и при горячей продувке. Не требуется массивный и занимающий большое пространство бойлер.
Кроме того, так как не требуется шланг для подачи пара или подобное средство, обращение с которым является сложной работой при его использовании, то повышается эффективность труда, имеет место сбережение труда и значительное сокращение времени работы. Благодаря сокращению времени на выполнение работы ее можно выполнять, не подвергаясь сильному влиянию погодных условий.
Кроме того, в случае, когда производят извлечение из затонувшего судна, то так как труба, которую опускают с рабочего судна, это - только труба для откачивания, и энергию для нагрева подают по электрическим проводам, которые значительно тоньше, чем труба, влияние приливного течения может быть снижено, и потери времени могут быть, таким образом, сокращены. Даже в случае, когда работа должна быть прервана, время, требующееся на подъем оборудования, сокращается, и подготовка для возобновления работы может быть завершена в более короткий период времени, потому что основным инструментом является электрический провод, с которым легко обращаться. Следовательно, эффективность всей работы может быть заметно повышена.
В п.2 формулы изобретения описан способ извлечения жидкого вещества согласно п.1, отличающийся тем, что изготавливают по меньшей мере часть трубы для откачивания с секцией трубы из электропроводящего материала, устанавливают рабочую катушку на внешней периферийной поверхности секции трубы, изготовленной из электропроводящего материала, подают ток высокой частоты к этой рабочей катушке от высокочастотной инверторной установки, чтобы заставить саму секцию трубы, изготовленную из электропроводящего материала, генерировать тепло путем индукционного нагрева, чтобы таким образом повысить температуру жидкого вещества в секции трубы, изготовленной из электропроводящего материала, и осуществляют извлечение жидкого вещества.
В соответствии с изобретением, так как по меньшей мере часть трубы для извлечения выполнена с секцией трубы, изготовленной из электропроводящего материала, рабочая катушка установлена на внешней периферийной поверхности секции трубы, изготовленной из электропроводящего материала, ток высокой частоты подают к этой рабочей катушке от высокочастотной инверторной установки, чтобы понуждать саму секцию трубы, изготовленную из электропроводящего материала, генерировать тепло путем индукционного нагрева, чтобы таким образом повысить температуру жидкого вещества в секции трубы, изготовленной из электропроводящего материала, и жидкое вещество извлекают, повышение вязкости извлекаемого жидкого вещества по пути может быть в определенной мере преодолено, и работа по извлечению может проводиться нормально в самый холодный сезон года.
В п.3 формулы изобретения описано устройство для извлечения жидкого вещества, отличающееся тем, что оно содержит:
рабочую катушку, которую можно устанавливать на элементе, контактирующем с жидким веществом, находящимся в контакте с жидким веществом, которое следует извлечь, и изготовленном из электропроводящего материала;
высокочастотную инверторную установку для подачи тока высокой частоты к рабочей катушке;
трубу для откачивания, которую присоединяют к насосу и которая приспособлена для соединения с элементом, контактирующим с жидким веществом,
причем ток высокой частоты подают от высокочастотной инверторной установки к рабочей катушке, чтобы понуждать сам элемент, контактирующий с жидким веществом, генерировать тепло путем индукционного нагрева для снижения вязкости жидкого вещества, и жидкое вещество извлекают по трубе для откачивания при работе насоса.
В соответствии с настоящим изобретением, так как рабочую катушку накладывают на элемент, контактирующий с жидким веществом, который находится в контакте с жидким веществом и изготовлен из электропроводящего материала, ток высокой частоты подают от высокочастотной инверторной установки к рабочей катушке, чтобы понуждать сам элемент, контактирующий с жидким веществом, генерировать тепло путем индукционного нагрева, и вязкость жидкого вещества таким образом снижают, нагрев может быть выполнен с помощью источника тепла, находящегося в контакте с объектом, который следует нагреть. Таким образом, нагрев может быть произведен эффективно без потерь тепла по пути следования, как это имеет место при нагреве паром и при горячей продувке. Не требуется массивный и занимающий большое пространство бойлер.
Кроме того, так как не требуется шланг для подачи пара или подобное средство, обращение с которым является сложной работой при его использовании, то повышается эффективность труда, имеет место сбережение труда и значительное сокращение времени работы. Благодаря сокращению времени на выполнение работы ее можно выполнять, не подвергаясь сильному влиянию погодных условий.
Кроме того, в случае, когда производят извлечение из затонувшего судна, то, так как труба, которую опускают с рабочего судна, это - только труба для откачивания, и энергию для нагрева подают по электрическим проводам, которые значительно тоньше, чем труба, влияние приливного течения может быть снижено, и потери времени могут быть, таким образом, сокращены. Даже в случае, когда работа должна быть прервана, время, требующееся на подъем оборудования, сокращается, и подготовка для возобновления работы может быть завершена в более короткий период времени, потому что основным инструментом является электрический провод, с которым легко обращаться. Следовательно, эффективность всей работы может быть заметно повышена.
В п.4 формулы изобретения описано устройство для извлечения жидкого вещества согласно п.3, отличающееся тем, что рабочая катушка содержит цилиндрическую оболочку, изготовленную из немагнитного материала и разделенную в осевом направлении, и обмотка рабочей катушки размещена в цилиндрической оболочке, причем цилиндрическая оболочка снабжена петлей на отделенной части, чтобы можно было раскрывать ее боковую часть, и снабжена механизмом для удерживания в закрытом состоянии на ее открываемой отделенной части, и оболочка приспособлена к установке на внешней периферийной поверхности элемента, контактирующего с жидким веществом, в раскрытом состоянии боковой части оболочки и путем удерживания в закрытом состоянии с помощью механизма удерживания в закрытом состоянии.
В соответствии с изобретением, так как рабочая катушка содержит цилиндрическую оболочку, изготовленную из немагнитного материала и разделенную в осевом направлении, и обмотка рабочей катушки размещена в цилиндрической оболочке и упомянутая цилиндрическая оболочка снабжена петлей на отделенной части, чтобы можно было раскрывать ее боковую часть, и снабжена механизмом для удерживания в закрытом состоянии на ее открываемой отделенной части, то оболочку можно устанавливать простым способом на внешней периферийной стороне секции трубы или подобного устройства и, таким образом, обращение с ней становится более легким.
В п.5 формулы изобретения описано устройство для извлечения жидкого вещества согласно п.3, отличающееся тем, что рабочая катушка содержит оболочку в форме мата, изготовленную из немагнитного и эластичного материала, обмотку рабочей катушки, размещенную в оболочке, и присоединительный механизм для присоединения оболочки к элементу, контактирующему с жидким веществом, причем оболочку накладывают на поверхность элемента, контактирующего с жидким веществом, и присоединяют к элементу, контактирующему с жидким веществом с помощью присоединительного механизма.
В соответствии с изобретением, так как рабочая катушка содержит оболочку в форме мата, изготовленного из немагнитного и эластичного материала, обмотку рабочей катушки, размещенную в оболочке, и присоединительный механизм для присоединения оболочки к элементу, контактирующему с жидким веществом, рабочая катушка может быть установлена на изогнутой поверхности элемента, контактирующего с жидким веществом, даже в случае, если поверхность является изогнутой. Таким образом, зазор между рабочей катушкой и элементом, контактирующим с жидким веществом, может быть уменьшен, и эффективность индукционного нагрева рабочей катушкой таким образом может быть повышена.
Кроме того, когда рабочая катушка выполнена в форме мата, оболочку в форме мата, изготовленную из немагнитного материала, при использовании накладывают на элемент, контактирующий с жидким веществом, то, таким образом, можно ожидать достижения теплоизоляционного эффекта для снижения потерь тепла элементом, контактирующим с жидким веществом, во внешнюю окружающую среду. Соответственно это вносит вклад в повышение эффективности нагрева жидкого вещества.
В п.6 формулы изобретения описано устройство для извлечения жидкого вещества согласно п.3, отличающееся тем, что по меньшей мере часть трубы для откачивания выполнена с секцией трубы, изготовленной из электропроводящего материала, и рабочая катушка установлена на внешней периферийной поверхности секции трубы, изготовленной из электропроводящего материала, причем ток высокой частоты подают к этой рабочей катушке от высокочастотной инверторной установки, чтобы понуждать секцию трубы, изготовленную из электропроводящего материала, генерировать тепло путем индукционного нагрева для повышения температуры жидкого вещества в секции трубы, изготовленной из электропроводящего материала, для извлечения жидкого вещества.
В соответствии с изобретением, так как по меньшей мере часть трубы для извлечения выполнена с секцией трубы, изготовленной из электропроводящего материала, рабочая катушка установлена на внешней периферийной поверхности секции трубы, изготовленной из электропроводящего материала, и ток высокой частоты подают к этой рабочей катушке от высокочастотной инверторной установки, чтобы понуждать саму секцию трубы, изготовленную из электропроводящего материала, генерировать тепло путем индукционного нагрева для повышения температуры жидкого вещества в секции трубы, изготовленной из электропроводящего материала, для извлечения жидкого вещества, сложности, вызываемые повышением вязкости жидкого вещества по пути транспортировки, могут быть исключены.
В п.7 формулы изобретения описано устройство для извлечения жидкого вещества согласно п.3, отличающееся тем, что труба для откачивания содержит узел для повышения температуры, устанавливаемый в ее средней части, причем упомянутый узел для повышения температуры содержит цилиндрическую оболочку, разделенную на две части в осевом направлении, снабженную петлей на отделенной части так, чтобы оболочку можно было раскрывать в ее боковой части, и снабжена механизмом для удерживания в закрытом состоянии на открываемой отделенной части, причем обмотка рабочей катушки размещена в цилиндрической оболочке, и нагревательный элемент, изготовленный из электропроводящего материала, который размещен со стороны центральной оси обмотки рабочей катушки, причем нагревательный элемент сам нагревается путем индукционного нагрева с помощью тока высокой частоты, подаваемого от высокочастотной инверторной установки, для повышения температуры жидкого вещества в трубе для откачивания.
В соответствии с изобретением, так как труба для откачивания содержит узел для повышения температуры, размещаемый в ее средней части, причем этот узел для повышения температуры содержит цилиндрическую оболочку, которая разделена на две части в осевом направлении и снабжена петлей на отделенной части так, чтобы оболочку можно было раскрывать в ее боковой части, и снабжена механизмом удерживания в закрытом состоянии на открываемой отделенной части, причем обмотка рабочей катушки размещена в цилиндрической оболочке, и нагревательный элемент, изготовленный из электропроводящего материала, который размещен со стороны центральной оси обмотки рабочей катушки, то нагревательный элемент сам может быть нагрет путем индукционного нагрева с помощью тока высокой частоты, подаваемого от высокочастотной инверторной установки, для повышения температуры жидкого вещества в трубе для откачивания и, таким образом, сложности, связанные с повышением вязкости жидкого вещества по ходу транспортировки, могут быть исключены.
В п.8 формулы изобретения описано устройство для извлечения жидкого вещества, отличающееся тем, что оно содержит:
рабочую катушку, которая приспособлена к тому, чтобы ее можно было вводить с внешней стороны в внутрь элемента, отделяющего жидкое вещество, который определяет секцию, содержащую жидкое вещество, которое следует извлечь;
высокочастотную инверторную установку для подачи тока высокой частоты к рабочей катушке;
трубу для откачивания, соединенную с насосом;
причем упомянутая катушка соединена с концом трубы для откачивания и содержит цилиндр, изготовленный из электропроводящего материала, которая приспособлена к тому, чтобы ее можно было вводить внутрь в отверстие, сформированное в элементе, отделяющем жидкое вещество, и обмотка рабочей катушки навита на периферической поверхности цилиндра;
причем упомянутый цилиндр вставлен в секцию внутрь элемента, отделяющего жидкое вещество и используемого в качестве элемента, контактирующего с жидким веществом, и в этом состоянии подается ток высокой частоты от высокочастотной инверторной установки к рабочей катушке, чтобы заставить сам цилиндр генерировать тепло путем индукционного нагрева, и таким образом снижать вязкость жидкого вещества внутри, и извлекают жидкое вещество по трубе для откачивания при работе насоса.
В соответствии с изобретением, так как устройство содержит рабочую катушку, которая приспособлена к тому, что ее можно снаружи вводить внутрь элемента, отделяющего жидкое вещество, который определяет секцию, содержащую жидкое вещество, которое следует извлечь, высокочастотную инверторную установку для подачи тока высокой частоты к рабочей катушке и трубу для откачивания, соединенную с насосом, причем рабочая катушка соединена с концом трубы для откачивания и содержит цилиндр, изготовленный из электропроводящего материала, который приспособлен к тому, чтобы его можно было вводить внутрь отверстия, сформированного в элементе, отделяющем жидкое вещество, и обмотка рабочей катушки навита на периферическую поверхность цилиндра, а цилиндр вставляют в секцию внутрь элемента, отделяющего жидкое вещество и используемого в качестве элемента, контактирующего с жидким веществом, и в этом состоянии ток высокой частоты подают от высокочастотной инверторной установки к рабочей катушке, чтобы заставить сам цилиндр генерировать тепло путем индукционного нагрева и, таким образом, снижать вязкость жидкого вещества внутри, и жидкое вещество, которое заставили течь более легко, может быть извлечено по трубе для откачивания при работе насоса, и часть жидкого вещества, которую отобрали с помощью трубы для откачивания, может быть нагрета более эффективно для ее извлечения.
В п.9 формулы изобретения описано устройство для извлечения жидкого вещества, отличающееся тем, что оно содержит:
стол;
поплавок, который плавает на воде для поддержания на плаву стола таким образом, чтобы жидкое вещество, которое следует собрать, плавало поверх верхней поверхности стола;
элемент, контактирующий с жидким веществом, изготовленный из электропроводящего материала и размещенный на верхней стороне стола;
рабочую катушку, размещенную на столе;
высокочастотную инверторную установку для подачи тока высокой частоты к рабочей катушке;
трубу для откачивания, соединенную с насосом и имеющую входное отверстие, выполненное на переднем ее конце для откачивания жидкого вещества со стола;
причем ток высокой частоты подается от высокочастотной инверторной установки к рабочей катушке, чтобы заставить сам элемент, контактирующий с жидким веществом, генерировать тепло путем индукционного нагрева и таким образом снижать вязкость жидкого вещества на столе, и жидкое вещество, которое следует собирать, собирается путем откачивания жидкого вещества через входное отверстие трубы для откачивания при работе насоса.
В соответствии с изобретением, так как устройство содержит стол, поплавок, который плавает на воде для поддержания на плаву стола таким образом, чтобы жидкое вещество, которое следует собрать, плавало поверх верхней поверхности стола; элемент, контактирующий с жидким веществом, изготовленный из электропроводящего материала и размещенный на верхней стороне стола;
рабочую катушку, размещенную на столе;
высокочастотную инверторную установку для подачи тока высокой частоты к рабочей катушке;
и трубу для откачивания, соединенную с насосом и имеющую входное отверстие, выполненное на переднем ее конце для откачивания жидкого вещества со стола; причем ток высокой частоты подается от высокочастотной инверторной установки к рабочей катушке, чтобы заставить сам элемент, контактирующий с жидким веществом, генерировать тепло путем индукционного нагрева и, таким образом, снизить вязкость жидкого вещества на столе, и жидкое вещество, которое понуждают протекать более легко, может быть собрано путем откачивания жидкого вещества через входное отверстие трубы для откачивания при работе насоса, то жидкое вещество, которое имеет тенденцию к сгущению и затвердеванию в то время, когда оно растекается в холодном море, может быть эффективно собрано.
В п.10 формулы изобретения описано устройство для извлечения жидкого вещества, отличающееся тем, что оно содержит:
барокамеру;
насос, размещенный в барокамере;
высокочастотную инверторную установку, размещенную в барокамере;
трубу, представляющую часть маршрута извлечения, которая присоединена к всасывающему отверстию насоса, размещенную в барокамере с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении выдвижения и втягивания в барокамеру;
рабочую катушку, которая присоединена к переднему концу трубы и содержит элемент, контактирующий с жидким веществом, изготовленный в форме цилиндра из электропроводящего материала, и обмотку рабочей катушки;
механизм для вырезания отверстия, который размещен соосно с центральной осью рабочей катушки и трубы и снабжен резаками, приспособленными для вырезания отверстия, имеющего размер, который достаточен для того, чтобы вводить рабочую катушку через отверстие;
причем ток высокой частоты подают от высокочастотной инверторной установки к рабочей катушке в состоянии, когда рабочая катушка введена в отверстие, вырезанное с помощью механизма для вырезания отверстия, чтобы понуждать сам элемент, контактирующий с жидким веществом, генерировать тепло путем индукционного нагрева и, таким образом, снизить вязкость жидкого вещества, и извлекают жидкое вещество при работе насоса.
Согласно изобретению, так как устройство содержит барокамеру, насос, размещенный в барокамере, высокочастотную инверторную установку, размещенную в барокамере, трубу, представляющую часть маршрута извлечения, которая присоединена к всасывающему отверстию насоса и установлена в камере давления с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении выдвижения и втягивания в барокамеру, рабочую катушку, присоединенную к переднему концу трубы, и содержит элемент, контактирующий с жидким веществом, выполненный в форме цилиндра, изготовленного из электропроводящего материала, и обмотку рабочей катушки, и механизм для вырезания отверстия, который размещен соосно с центральной осью рабочей катушки и трубы и содержит резаки, приспособленные к вырезанию отверстия, имеющего размер, достаточный для того, чтобы ввести рабочую катушку в отверстие, то отверстие может быть вырезано с помощью механизма для вырезания отверстия даже в случае, если судно затонуло в море на большой глубине, и рабочая катушка может быть введена внутрь отверстия. В соответствии с этим вязкость жидкого вещества в затонувшем судне в море на большой глубине может быть снижена, и это жидкое вещество можно извлечь с помощью насоса.
Краткое описание иллюстраций
На фиг.1 изображен схематический вид в перспективе варианта исполнения изобретения, на котором нефтяное топливо извлекают из топливного резервуара судна, севшего на мель;
на фиг.2 - виды для пояснения другого варианта исполнения изобретения, где рабочая катушка выполнена в форме мата, на которых представлены: (а) вид сверху с частичными вырывами одной рабочей катушки, (b) вид сверху с частичными вырывами множества рабочих катушек и (с) сечение;
на фиг.3 - виды для пояснения другого варианта исполнения изобретения цилиндрической рабочей катушки, на которых представлены: (а) вид в перспективе, (b) поперечное сечение и (с) осевое сечение;
на фиг.4 - виды другого варианта исполнения изобретения, на которых представлены: (а) вид сбоку узла для повышения температуры, (b) вид концевой части узла для повышения температуры, (с) осевое сечение, (d) вид для пояснения, на котором представлено состояние, при котором цилиндрическая рабочая катушка установлена в средней части трубы для откачивания;
на фиг.5 - виды другого варианта исполнения, на котором представлены: (а) сечение варианта исполнения, на котором цилиндрическая рабочая катушка за одно целое установлена на переднем конце трубы для откачивания, (b) сечение рабочей катушки, показанной на фиг.5(а), и (с) вид концевой части рабочей катушки;
на фиг.6 - сечение другого варианта исполнения изобретения, на котором показано состояние рабочей катушки, изображенной на фиг.5, установленной на внутренней обшивке днища;
на фиг.7 - виды для пояснения другого варианта исполнения изобретения, на которых представлены: (а) вид сверху, (b) сечение b-b на фиг.7(а), и (с) вид сверху в положении использования;
на фиг.8 - схематический вид в перспективе существенной части другого варианта исполнения изобретения, на котором нефтяное топливо извлекают из топливного резервуара затонувшего судна;
на фиг.9 – схематический вид спереди другого варианта исполнения устройства для извлечения жидкого вещества для извлечения нефтяного топлива из топливного резервуара затонувшего судна.
Описание предпочтительных вариантов исполнения
Варианты исполнения изобретения описаны со ссылками на прилагаемые чертежи.
Сначала приведено описание варианта исполнения, в котором, как показано на фиг.1, промежуточное нефтяное топливо, являющееся видом нефтяного топлива, извлекают путем использования устройства для извлечения жидкого вещества из судна 1, севшего на мель, которое наскочило на скалу. Устройство для извлечения жидкого вещества, используемое в настоящем варианте исполнения, обычно состоит из рабочей катушки 2 в форме мата, высокочастотной инверторной установки 3 для подачи тока высокой частоты к этой рабочей катушке 2 и трубы 5 для откачивания, соединенной с насосом 4.
Судно 1, показанное на фиг.1, содержит нефтяное топливо в резервуаре 6, расположенном в двойном дне, и оно находится в неопрокинутом положении. В этом случае высокочастотная инверторная установка 3 и насос 4 могут быть установлены внутри судна 1. Рабочую катушку 2 в форме мата укладывают на внутреннюю обшивку 7 днища, изготовленную из стального листа, которая образует резервуар 6 и контактирует с нефтяным топливом. Входное отверстие трубы 5 для откачивания соединяют с компонентом, например с трубой для транспортировки нефтяного топлива или вентиляционной трубой, которая сообщена с внутренностью резервуара 6, а другой конец трубы 5 для откачивания соединяют со сборным резервуаром 9, расположенным на берегу или на рабочем судне, которое поставлено на якорь в море.
Рабочая катушка 2 в форме мата выполнена, как показано на фиг.2, состоит из оболочки 10 в форме мата, которая изготовлена из немагнитного материала, например резины или пластиков, обладающих теплоизоляционными свойствами и эластичностью; обмотки 11 рабочей катушки, размещенной в оболочке 10 в форме мата, и присоединительного механизма, которым присоединяют оболочку 10 в форме мата к элементу, контактирующему с жидким веществом. Так как элемент, контактирующий с жидким веществом, обычно выполнен из металла, например из стального листа, то можно ожидать теплоизоляционный эффект, создаваемый оболочкой 10 в форме мата, если она имеет более низкую теплопроводность, чем элемент, контактирующий с жидким веществом.
Элемент, контактирующий с жидким веществом, конкретно может представлять собой, например, внутреннюю обшивку днища, наружную обшивку днища, лист, из которого изготовлен резервуар, или часть трубы, которая является элементом, находящимся в контакте с жидким веществом, которое находится в нем или протекает по нему, и так как его подвергают индуктивному нагреву, его изготавливают из проводящего магнитного материала. Элемент, отделяющий жидкое вещество, представляет собой элемент, который отделяет часть, в которой содержится жидкое вещество, от внешней части. В случае, когда его подвергают индуктивному нагреву, его изготавливают из проводящего магнитного материала.
Обмотка 11 рабочей катушки может состоять из одной обмотки, как показано на фиг.2(а), которую изготавливают из электропроводящего материала, намотанного в виде одной большой спирали, расположенной на поверхности оболочки 10 в форме мата, или может быть изготовлена из множества параллельных обмоток, которые, как показано на фиг.2(b), состоят из множества спиралей 11, каждая из которых сформирована путем намотки электропроводящего материала в виде спирали, которые соединены параллельно. В случае затонувшего судна, как будет описано ниже, накладывается высокое давление воды и, следовательно, электрическая изоляция и уплотнение, предотвращающие проникновение воды, должны быть выполнены тщательно для предотвращения утечки тока.
Присоединительный механизм может иметь любую конструкцию, если с его помощью можно присоединять рабочую катушку 2 к элементу судна, контактирующему с жидким веществом. В настоящем варианте исполнения он изготовлен из магнитов 12, которые погружены в оболочку 10 в форме мата, изготовленную из резины. Это сделано потому, что элемент, контактирующий с жидким веществом, к которому присоединяют рабочую катушку 2, обычно изготовлен из стального листа. Для обеспечения надежного крепления желательно, чтобы магниты были расположены по четырем углам и, дополнительно, в центральной части и других частях соответствующим образом, так, чтобы при прикреплении магнитов сделать зазор как можно меньшим. В качестве механизма для крепления можно также использовать присоски в виде дисков.
Для крепления рабочей катушки 2 в форме мата, выполненной описанным выше способом, ее прикрепляют с помощью магнитных сил магнитов 12 и с возможно меньшим зазором относительно выбранной части, которая расположена как можно ближе к соединению трубы 5 для откачивания с внутренней обшивкой 7 днища или с листом, образующим резервуар, который составляет наружную поверхность резервуара 6, т.е. стальной лист, контактирующий с нефтяным топливом, которое следует извлечь. Так как эта рабочая катушка 2 в форме мата обладает эластичностью, ее можно прикрепить не только к плоской части, но также и к изогнутой поверхности. Положение и количество прикрепляющих магнитов можно изменять по желанию в зависимости от температуры воздуха во время работы и от конструкции судна.
Рабочую катушку 2 в форме мата используют для нагрева в основном плоскости, например наружной поверхности резервуара 6, но бывает немало случаев, когда целесообразно, в зависимости от конструкции судна, нагревать часть трубы, по которой протекает нефтяное топливо. В таком случае можно дополнительно использовать цилиндрическую рабочую катушку 2’, показанную на фиг.3. Эта рабочая катушка 2’ содержит цилиндрическую оболочку 13, которая разделена на две части в осевом направлении и снабжена петлей 14, расположенной на отделенной части, чтобы можно было раскрывать боковую часть, и механизмом 15 для удерживания в закрытом состоянии, расположенным на открываемой отделенной части. Обмотка 11’ рабочей катушки расположена в оболочке 13. Оболочку 13 изготавливают из немагнитного материала, например пластмассы и резины, обладающих теплоизоляционными свойствами. Обмотка 11’ рабочей катушки в оболочке 13 изготовлена из витков, расположенных в форме хомута и соединенных последовательно или параллельно. Механизм 15 для удерживания в закрытом состоянии может быть изготовлен из болтов и гаек, как показано на фиг.3(b), или может быть выполнен в виде рычажного замка или магнита.
Для установки цилиндрической рабочей катушки 2’ описанной выше конструкции на части трубы 16, являющейся элементом, контактирующим с жидким веществом, оболочку 13 надевают на участок 16 трубы, раскрыв ее боковые части, и затем оболочку 13 закрывают и ее закрытое состояние поддерживают с помощью механизма 15 для удерживания в закрытом состоянии. В этом состоянии ток высокой частоты подают от высокочастотной инверторной установки 3 для нагрева участка 16 трубы путем индукционного нагрева.
Высокочастотная инверторная установка 3, от которой подают ток высокой частоты к рабочей катушке 2 и 2’, является одной из тех, от которой подают переменный ток, например, с частотой в несколько сотен герц до нескольких сотен килогерц, и содержит конденсатор большой емкости, соединенный параллельно с рабочей катушкой 2 или 2’ для повышения мощности. Эта инверторная установка 3 должна быть предпочтительно расположена вблизи рабочей катушки 2 для повышения ее эффективности. На фиг.1 она показана в отдаленном положении для удобства пояснения. Она должна быть предпочтительно расположена на внутренней обшивке 7 днища вблизи от рабочей катушки 2, но она может быть расположена на палубе. Источником питания для этой высокочастотной инверторной установки 3 может служить либо коммерчески выпускаемый источник питания, расположенный на берегу, либо генератор, расположенный на рабочем судне.
При подаче тока высокой частоты от этой высокочастотной установки 3 к рабочей катушке 2 в форме мата саму внутреннюю обшивку 7 днища (элемент, контактирующий с жидким веществом), которая изготовлена из проводящего магнитного материала, понуждают генерировать тепло путем индукционного нагрева. Путем такого генерирования тепла самим стальным листом, представляющим резервуар 6, находящееся внутри нефтяное топливо может быть нагрето более эффективно, чем в случае, когда его нагревают снаружи, и соответственно состояние нефтяного топлива может быть изменено так, что оно может легко течь, путем повышения температуры нефтяного топлива, в результате чего снижается его вязкость даже во время самого холодного сезона года. Так как оболочка 10 в форме мата рабочей катушки 2 обладает теплоизоляционными свойствами, то можно ожидать теплоизоляционный эффект, обеспечивающий существенное снижение потерь тепла нагреваемой внутренней обшивкой 7 днища во внешнюю среду, и таким образом можно усилить эффект повышения температуры.
Так как в настоящем изобретении подают ток высокой частоты, то только участок поверхности резервуара 6 может быть нагрет в результате поверхностного эффекта, и, таким образом, нефтяное топливо внутри может быть эффективно нагрето. Так как при нагревании горючего нефтяного топлива его нагревают при непосредственном контакте с топливным резервуаром 6 путем генерирования тепла самого резервуара 6 без использования высокотемпературного источника тепла, то может быть предотвращен взрыв или воспламенение, даже если нефтяное топливо вытекло наружу, в результате чего значительно повышается степень безопасности. Температуру резервуара 6 и участка 16 трубы можно легко контролировать путем регулирования тока высокой частоты, подаваемого от высокочастотной инверторной установки 3. Когда осуществляют подачу от высокочастотной инверторной установки 3 к цилиндрическому рабочему узлу 2’, участок 16 трубы (элемент, контактирующий с жидким веществом, изготовленный из стальной плиты) сам генерирует тепло путем индукционного нагрева. Путем генерирования тепла участком 16 трубы, который первоначально вводят в судно, нефтяное топливо внутри эффективно нагревается, чтобы снизить вязкость нефтяного топлива таким же образом, как это описано в отношении резервуара 6.
Благодаря снижению вязкости нефтяного топлива в резервуаре 6 или на участке 16 трубы путем нагрева его нефтяное топливо может быть извлечено из резервуара 6 при работе насоса 4. Извлеченное нефтяное топливо может быть направлено по трубе 5 для откачивания и собрано в сборном резервуаре 9, установленном на берегу или на рабочем судне.
Если расстояние для передачи к сборному резервуару 9 короткое, снижение температуры в трубе 5 для откачивания мало, но в случае, когда расстояние для передачи составляет несколько десятков метров, падение температуры во время транспортировки становится большим, особенно во время наиболее холодных сезонов года. Поэтому, как показано на фиг.4, устанавливают узел 20 для повышения температуры в средней части трубы 5 для откачивания для повторного нагрева нефтяного топлива и повышения его температуры и, таким образом, для снижения его вязкости.
Узел 20 для повышения температуры состоит, например, из секций 21 трубы, каждая из которых изготовлена из электропроводящего материала, например из стальной трубы, который располагают в виде вставки в трубе 5 для откачивания и соединяют с резиновыми шлангами 5’ и который действует как часть трубы 5 для откачивания; обмоток 11’’ рабочих катушек, каждая из которых установлена на наружной периферии секции 21 трубы, и из непроводящих элементов 22, например из синтетического каучука, обладающих теплоизоляционными свойствами, и из оболочек наружной периферии рабочей катушки 11’’. Когда ток высокой частоты подают от высокочастотной инверторной установки 3 к обмоткам рабочих катушек узла 20 для повышения температуры, сами секции 21 трубы, изготовленные из электропроводящего материала, понуждают генерировать тепло путем индукционного нагрева и, таким образом, повышают температуру нефтяного топлива (жидкого вещества) в секциях 21 трубы. Таким образом, даже в случае, когда расстояние для передачи достаточно большое или температура окружающего воздуха низкая, нефтяное топливо может быть нагрето по пути следования и легко транспортироваться и, таким образом, может быть собрано в сборном резервуаре 9.
В узле 20 для повышения температуры настоящего варианта исполнения предусмотрены фланцы 23 на торцах секции 21 трубы, изготовленные из электропроводящего материала, и, таким образом, секция 21 трубы может быть удобно вмонтирована в средней части трубы 5 для откачивания, изготовленной из резиновых шлангов 5’, соединенных последовательно, т.е. в местах соединений резиновых шлангов 5’, и количество их может быть выбрано в зависимости от условий, например расстояния транспортировки и температуры окружающего воздуха. Кроме того, так как нет необходимости для обмотки 11’’ рабочей катушки узла 20 для повышения температуры в раскрывании и закрывании разделенной стальной трубы, катушка может быть навита соосно трубе в виде одной обмотки либо в виде параллельных обмоток.
Путем размещения, как это показано на фиг.4(d), труб 24 из токопроводящего материала соответствующим образом в средней части в трубе 5 для откачивания, соединением резиновых шлангов 5’, установки рабочих катушек 2’ на внешней периферии труб 24 и подачи тока высокой частоты от высокочастотной инверторной установки 3 к рабочим катушкам 2’, сами токопроводящие трубы 24 понуждают генерировать тепло путем индукционного нагрева, и температура протекающего нефтяного топлива может быть повышена.
В случае, когда температуру следует повысить по пути транспортирования на участках, отличных от соединений резиновых шлангов 5’, используют узел для повышения температуры, который можно открывать, разводя в стороны боковые части, как у рабочей катушки 2’. Хотя это не показано на чертежах, этот узел для повышения температуры содержит, как и рабочая катушка 2’, цилиндрическую оболочку, разделенную на две части в осевом направлении, снабженную петлей, расположенной на отделенной части, так, чтобы эту оболочку можно было раскрывать в стороны, и снабжен механизмом для удерживания в закрытом состоянии, расположенным на открываемой разделенной части, и обмотку рабочей катушки, размещенную в цилиндрической оболочке. В случае изготовления оболочки из немагнитного материала, например из пластиков или резины, обладающих теплоизоляционными свойствами, проводящий генерирующий тепло элемент, например стальную пластину, устанавливают на внутренней периферии оболочки таким образом, чтобы ее можно было разделить для открывания и закрывания. В альтернативном варианте исполнения сама оболочка может быть изготовлена из электропроводящего материала, чтобы она действовала как теплогенерирующий элемент. Короче, оболочка должна быть только электропроводящей и должна быть расположена со стороны центральной оси (внутри цилиндра) обмотки рабочей катушки, а оболочка отличается от рабочей катушки 2’ только в этом отношении. Обмотка рабочей катушки, размещенная в этой оболочке, выполнена из витков в виде хомута, которые соединены последовательно или параллельно. Механизм для удерживания в закрытом состоянии может быть выполнен в виде болтов с гайками и может также быть выполнен в виде рычажного замка или в виде магнитов.
Для установки узла для повышения температуры описанной выше конструкции по длине резинового шланга 5’ оболочку надевают на резиновый шланг 5’, раскрыв ее боковые части, а затем оболочку закрывают и в закрытом состоянии удерживают с помощью механизма для удерживания в закрытом состоянии. В этом состоянии подают ток высокой частоты от высокочастотной инверторной установки 3 к обмотке рабочей катушки, чтобы заставить теплогенерирующую пластину генерировать тепло путем индукционного нагрева. В соответствии с этим резиновый шланг 5’ нагревают этим теплом с внешней стороны для повышения температуры жидкого вещества, например нефтяного топлива, протекающего внутри.
В описанном выше варианте исполнения рабочие катушки 2 и 2’ накладывают на элемент, контактирующий с жидким веществом, например на внутреннюю обшивку 7 днища или участок 16 трубы, который является частью судна, контактирующей с нефтяным топливом, чтобы понуждать сам элемент, контактирующий с жидким веществом, т.е. часть самого судна, генерировать тепло. Так как, однако, объектом, который следует нагреть, является жидкое вещество, которое следует извлечь, то достаточно нагреть это жидкое вещество.
Следовательно, часть устройства для извлечения жидкого вещества может быть выполнена таким образом, чтобы его можно было вводить с внешней стороны внутрь изначально существующего элемента, контактирующего с жидким веществом (элемента, отделяющего жидкое вещество). Например, устройство для извлечения жидкого вещества, показанное на фиг.5, содержит: рабочую катушку 30, которая приспособлена для ввода ее с внешней стороны внутрь элемента, отделяющего жидкое вещество (внутренней обшивки 7 днища, листа, из которого образован резервуар), который определяет секцию (резервуар 6), содержащую нефтяное топливо, которое следует извлечь; высокочастотную инверторную установку 3 для подачи тока высокой частоты к рабочей катушке 30, и трубу 5 для откачивания, соединенную с насосом 4. Эту рабочую катушку 30 присоединяют к концу трубы 5 для откачивания, другой конец которой соединен с насосом 4, причем катушка 30 содержит цилиндр 32, изготовленный из электропроводящего материала и приспособленный для ввода внутрь отверстия 31, выполненного в элементе, отделяющем жидкое вещество (внутренней обшивке 7 днища), причем обмотка 33 рабочей катушки навита на периферийную поверхность цилиндра 32. Цилиндр 32 действует как элемент, контактирующий с жидким веществом, и выполнен, например, из двух слоев железных труб, которые перекрывают одна другую с зазором между наружной и внутренней трубой. На одном конце цилиндра 32 выполнен фланец 34, представляющий собой соединительную часть для соединения с трубой 5 для откачивания, а обмотка 33 рабочей катушки герметично вмонтирована в зазор между наружной и внутренней трубами.
Для извлечения нефтяного топлива из резервуара 6 судна 1, севшего на мель, с помощью устройства для извлечения жидкого вещества описанной выше конструкции цилиндр 32 соединяют фланцем 34 с нижним концом трубы 5 для откачивания и в подвешенном на кране или подобном состоянии его вводят внутрь элемента, отделяющего жидкое вещество, через отверстие 31, например горловину, и цилиндр 32, действующий как элемент, контактирующий с жидким веществом, и таким образом вводят в нефтяное топливо. В таком состоянии подают ток высокой частоты от высокочастотной инверторной установки 3 к обмотке 33 рабочей катушки 30, чтобы сам цилиндр 32 заставить генерировать тепло путем индукционного нагрева. В соответствии с этим нефтяное топливо, контактирующее с внутренней периферийной поверхностью и наружной периферийной поверхностью цилиндра 32, нагревается, и его вязкость снижается. Когда насос 4 работает, нефтяное топливо вокруг цилиндра 32, вязкость которого снизили, может быть поглощено и направлено в сборный резервуар 9 по трубе 5 для откачивания.
Так как уровень, на котором весит устройство для извлечения жидкого вещества, можно отрегулировать по высоте, когда уровень жидкого вещества понижается, часть нефтяного топлива вблизи поверхности жидкости может быть эффективно нагрета. Если используют погружной насос в качестве насоса 4, операции нагрева и поглощения могут быть выполнены погруженным насосом 4. В этом случае насос 4 может работать в состоянии, при котором он опущен на дно 35 резервуара. В этом случае желательно, чтобы цилиндр 32 был оснащен опорами или выступами (не показаны), направленными вниз так, чтобы отверстие на нижнем конце цилиндра 32 не могло быть перекрыто.
Эту рабочую катушку 30 можно использовать таким образом, чтобы, как показано на фиг.6, отверстие 31 было выполнено в оболочке резервуара (внутренней обшивке 7 днища), которая представляет резервуар 6, и рабочую катушку 30 фиксируют относительно отверстия 31. В этом случае рабочая катушка 33 может быть размещена на части трубы 5 для откачивания, соединенной с всасывающим отверстием насоса 4.
Далее описано устройство для извлечения жидкого вещества, предназначенное для сбора нефтяного топлива или подобного вещества, которое вылилось на поверхность моря из-за повреждения судна или подобного происшествия.
Это устройство для извлечения жидкого вещества содержит, как показано на фиг.7, стол 40; поплавки 41, которые плавают на воде для поддержания на плаву стола 40 таким образом, чтобы жидкое вещество, например нефтяное топливо, плавающее по воде, заходило на поверхность стола 40; элемент 42, контактирующий с жидким веществом, изготовленный из электропроводящего материала и размещенный на верхней поверхности стола 40; рабочую катушку 43, размещенную в элементе 42, контактирующем с жидким веществом; высокочастотную инверторную установку 3, размещенную на сборном судне 44 для подачи тока высокой частоты к рабочей катушке 43, и трубу 5 для откачивания, соединенную с насосом 4. Стол 40 представляет собой плиту в общем трапецеидальной формы, изготовленную из немагнитного материала, например из пластиков, а поплавки 41, изготовленные из пенополимеров, расположены вдоль сходящихся сторон стола 40 таким образом, чтобы они выступали выше уровня воды, чтобы обеспечить возможность им действовать в качестве направляющих для введения жидкого вещества, которое следует собрать. Электропроводящий материал, например железную плиту, используют в качестве элемента 42, контактирующего с жидким веществом, на верхней поверхности стола 40, причем рабочая катушка 43 плоской трапецеидальной формы в плане вмонтирована в толщу стола 40.
Хотя это не показано на чертежах, верхняя плита может быть расположена над столом 40 с определенным зазором с образованием цилиндра, и рабочая катушка может быть навита на этот цилиндр. В этом примере, а также в примере на фиг.7, рабочая катушка может быть выполнена в виде одной обмотки или множества обмоток, соединенных параллельно.
Входное отверстие на переднем конце трубы 5 для откачивания может плавать на поверхности воды за счет плавучести поплавков так, чтобы обеспечить возможность сбора жидкого вещества с верхней поверхности стола 40. Например, воронкообразный входной направляющий элемент (не показан), имеющий увеличенную ширину в направлении переднего края и обращенный вверх, может быть соединен с поплавком его нижней частью, имеющей малую ширину, будучи присоединенным к переднему концу трубы 5 для откачивания. Насос 4 и высокочастотная инверторная установка 3 могут быть размещены на части, поддерживаемой поплавком, таким образом, чтобы представлять нефтесборщик 45. Описанная выше рабочая катушка 2 в форме мата может быть размещена на части, поддерживаемой поплавком, или на вводном направляющем элементе, а цилиндрическая рабочая катушка 2’ может быть размещена в средней части на маршруте 5 сбора от входа к сборному резервуару 9 сборного судна 44 через насос 4. Вводный направляющий элемент должен предпочтительно быть выполнен таким образом, чтобы высоту входного отверстия у верхнего края можно было регулировать.
Как показано на фиг.7(с), один конец ограничителя 46 нефтяного пятна соединен со сборным судном 44, а другой его конец соединен с судном 47, растягивающим нефтезадерживающее боновое заграждение. Это судно 47, растягивающее нефтезадерживающее боновое заграждение, продвигается в сторону сборного судна 44 и собирает нефтяное топливо, эмульгированную нефть и т.п., дрейфующие по поверхности моря, в то время как ток высокой частоты подают от высокочастотной инверторной установки 3 к рабочей катушке 43, чтобы заставить сам элемент 42, контактирующий с жидким веществом, размещенный на верхней поверхности стола 40, генерировать тепло. По мере того как дрейфующее нефтяное топливо и эмульгированную нефть и т.п. подводят к верхней поверхности стола 40, нефтяное топливо и т.п. на элементе 42, контактирующем с жидким веществом, нагреваются теплом, генерируемым самим элементом 42, контактирующим с жидким веществом, и вязкость их таким образом понижают. Когда верхний край входной части отверстия вводного направляющего элемента нефтесборщика 45 приближается к более узкой части стола 40, нефтяное топливо и т.п. со стола 40, вязкость которых была снижена, стекают в вводный направляющий элемент и направляются таким образом для сбора в трубу 5 для откачивания, и нефтяное топливо и т.п., плавающие на поверхности моря, могут быть таким образом эффективно собраны.
Далее описан вариант исполнения, в соответствии с которым нефтяное топливо может быть извлечено из затонувшего судна 1.
В случае, когда, как показано на фиг.8, нефтяное топливо извлекают из резервуара 6 затонувшего судна 1, которое легло на бок на дне моря, водолаз погружается и соединяет передний конец трубы 5 для откачивания, присоединенной к насосу 4, к части, сообщенной с внутренностью резервуара 6, например, с вентиляционной трубой 6’ резервуара. В случае, когда затонувшее судно лежит вверх дном и, следовательно, нет части, к которой можно присоединить трубу 5 для откачивания, вырезают отверстие в наружной обшивке днища судна, и трубу 5 для откачивания присоединяют к этому отверстию.
Рабочую катушку 2 в форме мата накладывают на дно 50 или на внутреннюю обшивку 7 днища, относящуюся к резервуару 6, и подают ток высокой частоты от высокочастотной инверторной установки 3, размещенной на рабочем судне (не показано), к рабочей катушке 2. При подаче тока высокой частоты к рабочей катушке 2, некоторым образом, как в вышеописанном варианте исполнения, само дно 50 или внутренняя обшивка 7 днища из электропроводящего материала понуждают генерировать тепло путем индукционного нагрева так, что нефтяное топливо в резервуаре 6 нагревается прямо при воздействии снаружи.
Таким образом, даже когда температура у дна моря низкая и вязкость нефтяного топлива в резервуаре 6 высокая, вязкость снижают путем описанного выше нагрева. В соответствии с этим нефтяное топливо, вязкость которого была снижена, может быть извлечено по трубе 5 для откачивания при работе насоса 4 и собрано в сборном резервуаре 9 рабочего судна.
Так как эффективность может быть повышена путем расположения высокочастотной инверторной установки 3 вблизи рабочей катушки 2, ее предпочтительно следует расположить в море.
Так как температура может быть повышена по пути следования извлекаемого нефтяного топлива путем установки цилиндрической рабочей катушки 2’, извлечение может быть выполнено тщательно и легко.
В случае, если судно затонуло в море на большой глубине, водолаз не может работать путем погружения в море, и в этом случае используют подводное дистанционно управляемое транспортное средство (не показано), на котором имеется телекамера и манипулятор. Работу, например, присоединение трубы 5 для откачивания и установку рабочей катушки 2 выполняют, используя манипулятор, путем дистанционно управляемого действия, наблюдая за его работой по монитору, связанному с телекамерой, на борту рабочего судна.
После присоединения трубы 5 для откачивания и установки рабочей катушки 2 таким же образом, как в случае, когда судно затонуло в море на малой глубине, подают ток высокой частоты от высокочастотной инверторной установки 3, размещенной на рабочем судне, к рабочей катушке 2 для нагрева нефтяного топлива в резервуаре 6, и таким образом снижают его вязкость. В соответствии с этим нефтяное топливо, которое теперь течет легко, можно извлекать и собирать в сборном резервуаре 9, расположенном на рабочем судне.
В случае, когда судно затонуло в море на большой глубине и трубу для откачивания сложно присоединить к вентиляционной трубе или подобному отверстию, то желательно использовать устройство для извлечения жидкого вещества, имеющего функцию формирования отверстия в дне, функцию нагрева с помощью рабочей катушки и функцию насоса для извлечения жидкого вещества. Например, устройство 51 для извлечения жидкого вещества, показанное на фиг.9, содержит: герметически закрытую барокамеру 52; насос 4, размещенный в барокамере 52; высокочастотную инверторную установку 3, размещенную в барокамере 52; трубу 53, представляющую собой часть маршрута откачивания, которая присоединена к всасывающей стороне насоса 4 и размещена в барокамере 52 с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутрь и наружу относительно барокамеры 52; рабочую катушку 56, которую таким же образом, как и описанную выше рабочую катушку 30, присоединяют к переднему концу трубы 53; элемент 54, контактирующий с жидким веществом, изготовленный в виде цилиндра из электропроводящего материала; обмотку 55 рабочей катушки и механизм для вырезания отверстия, который размещен соосно с центральной осью рабочей катушки 56 и трубы 53 и содержит ножи, приспособленные для вырезания отверстия, имеющего размер, достаточный для прохода рабочей катушки 56 через отверстие.
Более конкретно, герметичная барокамера 52 расположена в средней части рамы 57 и в этой барокамере 52 размещены компоненты, включая насос 4, высокочастотную инверторную установку 3 и привод 59 для сообщения вращательного и возвратно-поступательного движения, которым понуждают трубу 53, соединенную с всасывающим отверстием насоса 4, к вращению и возвратно-поступательному перемещению наружу и внутрь относительно нижней поверхности барокамеры 52. С нижней стороны барокамеры 52 распложена, с возможностью отсоединения, опора 60, а над рамой 57 расположены движители 61 таким образом, чтобы их можно было присоединять с обеих сторон барокамеры 52. На переднем конце (нижнем конце) трубы 53, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения (вверх и вниз) относительно нижней поверхности барокамеры 52, расположена цилиндрическая рабочая катушка 56, которая сообщена с трубой 53. На переднем торце цилиндра, изготовленного из электропроводящего материала, рабочей катушки 56 (элемент 54, контактирующий с жидким веществом) установлены ножи 62. На опоре 60 расположено множество механизмов 63 для выполнения резьбовых отверстий и множество отделяющих механизмов 64 относительно центрального отверстия. Каждый механизм для выполнения резьбовых отверстий включает фиксирующий вал 65 в виде самонарезающего винта, имеющего часть в виде сверла на переднем конце, часть в виде метчика, расположенную над частью в виде сверла, и часть в виде болта, расположенную над частью в виде метчика, и механизм для вращения этого фиксирующего вала 65. На фиг.9 позицией 66 обозначен трос, на котором опускают устройство 51 для извлечения жидкого вещества с рабочего судна, позицией 5 обозначена труба для откачивания, присоединенная к насосу 4, и позицией 67 обозначен пучок кабелей, включая питающие силовые электрические кабели для подачи электрического тока к высокочастотной инверторной установке 3, осветительным лампам и провод для передачи информации от телекамеры (не показана) на рабочее судно.
Для извлечения нефтяного топлива, например, из резервуара 6 затонувшего судна путем использования устройства 51 для извлечения жидкого вещества устройство 51 опускают с рабочего судна в позицию над затонувшим судном в состоянии, при котором труба 53 убрана и ножи 62 на переднем ее торце не выступают за пределы опоры 60 (т.е. в убранном состоянии), и устанавливают на желаемом месте, которое предпочтительно является по возможности достаточно высоким местом на наружной обшивке днища или подобном месте резервуара 6. Затем, после установки опоры 60 на это место, включают движители 61 для прижима устройства 51 для извлечения жидкого вещества, и в то время включают механизмы 63 для выполнения резьбовых отверстий, чтобы вращать фиксирующие валы 65, и таким образом просверливают сквозные отверстия и нарезают резьбу в наружной обшивке 70 днища и ввинчивают болтовые части в резьбовые отверстия. После завершения этой работы путем ввинчивания болтовых частей фиксирующих валов 65 в наружную обшивку 70 днища опору 60 плотно притягивают к наружной обшивке 70 днища. Устройство 51 для извлечения жидкого вещества, таким образом, оказывается стабильно зафиксированным, даже если оно находится в наклонном положении. Сила реакции, возникающая во время работы, может быть получена путем объединенной силы собственного веса устройства 51 для извлечения жидкого вещества и движущей силы движителей 61.
Затем включают привод 59 для сообщения вращательного и возвратно-поступательного движения для выдвижения (выдвижения вниз) трубы 53 до тех пор, пока ножи 62 на нижнем торце не упрутся в наружную обшивку 70 днища. После соприкосновения ножей 62 с наружной обшивкой 70 днища труба 53, т.е. ножи 62, вращается для вырезания отверстия в наружной обшивке 70 днища, и трубу 53 опускают медленно для образования отверстия 71 в наружной обшивке 70 днища. После образования отверстия 71 трубу 53 опускают дальше так, чтобы ввести рабочую катушку 56 в нефтяное топливо. Так как устройство 51 для извлечения жидкого вещества жестко прикреплено к наружной обшивке 70 днища с помощью фиксирующих валов 65 опоры 60, сила реакции, возникающая во время работы, может быть воспринята полностью фиксирующими валами 65 без подъема или смещения устройства 51 для извлечения жидкого вещества.
После образования отверстия 71 в наружной обшивке 70 днища и введения рабочей катушки 56 в резервуар описанным выше способом подают ток высокой частоты к рабочей катушке 56 таким же способом, как и в описанном выше варианте исполнения, и сам цилиндр 54 (элемент, контактирующий с жидким веществом) рабочей катушки 56 таким образом генерирует тепло путем индукционного нагрева. В соответствии с этим нефтяное топливо, контактирующее с внутренней и наружной периферийными поверхностями цилиндра 54, нагревается, и вязкость нефтяного топлива таким образом снижается. Когда насос 4 работает, нефтяное топливо вокруг цилиндра 54, вязкость которого снижают, поглощается и может быть собрано в сборном резервуаре на рабочем судне по трубе 5 для откачивания. Для нагрева нефтяного топлива в резервуаре 6 желательно использовать помимо устройства 51 для извлечения жидкого вещества рабочую катушку 2 в форме мата, располагаемую на наружной обшивке 70 днища для нагрева. Для предотвращения повышения вязкости из-за охлаждения нефтяного топлива на пути транспортировки между устройством 51 для извлечения жидкого вещества и сборным резервуаром на рабочем судне желательно использовать цилиндрическую рабочую катушку 2’ или узел 20 для повышения температуры в средней части трубы 5 для откачивания.
После завершения извлечения нефтяного топлива трубу 53 выводят (перемещают вверх), чтобы вынуть рабочую катушку 56 из отверстия 71, и затем включают механизм 64 для отделения, чтобы отсоединить опору 60 от устройства 51 для извлечения жидкого вещества. В соответствии с этим опору 60 оставляют прикрепленной к наружной обшивке 70 днища. После завершения отсоединения опоры 60 устройство 51 для извлечения жидкого вещества поднимают и принимают на рабочем судне.
В этом устройстве 51 для извлечения жидкого вещества цилиндрическую рабочую катушку 56 располагают на переднем конце трубы 53, которая представляет собой часть трубы 5 для откачивания, а ножи 62 располагают на переднем торце цилиндра 54 рабочей катушки 56 так, чтобы сама рабочая катушка 56 составляла часть механизма для вырезания отверстия. Такое устройство, однако, требует сложной системы подводки электроэнергии к рабочей катушке 56, которая является вращаемым элементом. Поэтому механизм для вырезания отверстия может быть выполнен отдельно от рабочей катушки 56. Например, ножи могут быть установлены на переднем торце (на нижнем конце) трубы, приводимой в движение приводом для сообщения вращательного и возвратно-поступательного движения, размещенным в камере 52, причем труба, представляющая собой часть трубы 5 для откачивания, может быть выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри трубы, а цилиндрическая рабочая катушка может быть расположена на переднем торце (на нижнем торце) этой трубы. В случае, когда устройство для извлечения жидкого вещества выполнено таким образом, отверстие формируют в наружной обшивке днища путем опускания и вращения наружной трубы, а затем опускают внутреннюю трубу, чтобы ввести в резервуар рабочую катушку через отверстие для снижения вязкости нефтяного топлива. При применении этого устройства подвод электроэнергии к рабочей катушке упрощается, и изготовление рабочей катушки становится более удобным.
Судно, которое оказалось опрокинутым в результате аварии в море, иногда дрейфует дном вверх (не показано). В этом случае отверстие выполняют в наружной обшивке днища, выступающей над поверхностью моря; трубу 5 для откачивания присоединяют к этому отверстию и рабочую катушку 2 в форме мата и т.п. соответствующим образом накладывают на наружную обшивку днища. Затем подают ток высокой частоты от высокочастотной инверторной установки 3, установленной на дрейфующем судне или на рабочем судне, к рабочей катушке 2, чтобы понуждать саму наружную обшивку днища генерировать тепло путем индукционного нагрева. Вязкость нефтяного топлива в топливном резервуаре таким образом снижают и при работе насоса 4, установленного на рабочем судне, нефтяное топливо из топливного резервуара судна извлекают и собирают в сборном резервуаре на рабочем судне по трубе 5 для откачивания.
Промышленное применение
Как было сказано выше, способ извлечения жидкого вещества и устройство для его осуществления согласно изобретению можно использовать для извлечения жидкого вещества, например нефтяного топлива, из топливного резервуара или подобного устройства судна, которое село на мель, или затонуло, или дрейфует после опрокидывания, и также пригодно для извлечения сырой нефти или химического жидкого вещества из резервуара-хранилища танкера. Кроме того, способ извлечения жидкого вещества и устройство для его осуществления пригодны для извлечения жидкого вещества не только из судна, но также из буровой установки, при подводной добыче нефти, на установках для погрузки и выгрузки сырой нефти и т.п.
Изобретение предназначено для извлечения жидкого вещества, например нефтяного топлива, из севших на мель или затонувших судов в результате морских происшествий и из сооружений для хранения при помощи нагрева жидкого вещества для снижения его вязкости. Для извлечения жидкого вещества накладывают рабочую катушку на контактирующий с жидким веществом элемент, который изготовлен из электропроводящего материала. Подают ток высокой частоты от высокочастотной инверторной установки к рабочей катушке, чтобы заставить сам элемент, контактирующий с жидким веществом, генерировать тепло путем индукционного нагрева. Таким образом снижают вязкость жидкого вещества и извлекают это жидкое вещество по трубе для откачивания, соединенной с насосом. Изобретение обеспечивает быстрый и эффективный нагрев объекта при контакте с источником тепла без промежуточных потерь тепла и без использования массивного нагревателя, и при этом достигается облегчение обращения с оборудованием и выполнения работы, снижение затрат рабочей силы и рабочего времени, а также могут быть предприняты быстрые меры, когда происходят аварии в море, и может быть с большей вероятностью исключено влияние погодных условий. 5 с. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.