基于海面溢油的自动化围油栏布放回收装置

摘要：海洋溢油是一种常见的环境污染问题，对海洋生态环境和人类健康造成极大威胁。因此，开发高效、智能化的溢油应急处置技术，成为了当今海洋环境保护和油气开发领域亟待解决的问题之一。基于此，本文提出了一种自动化围油栏布放回收装置。该装置采用先进的传感技术，实时监测海面溢油的位置、范围和流动速度，并自动控制围油栏的布放和回收。在海洋环境模拟实验中，该装置表现出了较高的溢油收集效率和较低的漏油率，证明了其在溢油应急处置方面具有很大的应用潜力。该装置具有自主性、高效性和可持续性等优点，可以为海上油气开发、海洋环保等领域提供有效的技术支持。

关键词：围油栏 海面溢油 布放回收装置 发展前景

一、研究背景及现状

（一）研究背景及意义

随着海上石油勘探和开发的迅速发展，海洋生态环境面临越来越大的压力。海洋生态环境的健康与发展关系到全球环境和人类福祉，因此海洋环境保护已成为全球热点话题之一。传统的围油栏布放方式需要大量的人力和物力，操作难度大，难以满足快速、高效、精准的要求。此外，人员操作围油栏时，还存在着极大的安全隐患。因此，开发一种自动化、无人化的围油栏布放回收装置，成为海上石油勘探和开发事故应急处理的迫切需求。

该装置能够自动感知泄油点位置和泄油量，控制围油栏的布放和回收，避免了操作人员接触污染物的风险，减少人力和物力成本，提高资源利用效率，同时对水域溢油的防控具有重要的现实意义。此外，自动化围油栏布放回收装置的研究也符合国家发展战略，为实现海洋强国和可持续发展目标提供了有效的技术支持。

（二）发展历程及现状

围油栏布放回收装置的研究和发展始于20世纪80年代，当时的技术主要是手动操作，其应用范围有限，而且在紧急情况下操作难度较大。20世纪90年代，自动化技术在围油栏布放回收装置中得到了应用。21世纪初，随着智能化技术的发展，智能围油栏布放回收装置被广泛使用，可以自动调整布放位置和密度，实现更精细化的油污围控。

目前，围油栏布放回收装置已经逐渐普及并得到了广泛的应用，不仅应用于海洋油田、海洋环境保护等领域，也被用于港口、河流等水域的油污处理。自动化和智能化的围油栏布放回收装置，不仅可以提高围油栏部署的速度和精度，而且可以最大限度地减少人员伤亡和环境污染。在国内，油气勘探开发和海洋环境保护的需求日益增加，对围油栏布放回收装置提出了更高的要求。因此，未来的研究将更加注重围油栏布放回收装置的智能化、自动化和高效性。

二、整体设计

该围油栏布放装置由主船、卷绕机、云端平台和围油栏等部分组成。主船驱动卷绕机和布放船只，通过控制面板进行控制。卷绕机是液压驱动的电控液压式卷筒，用于收放围油栏。云端平台是定位和布放的关键所在，通过智能控制系统实现无人化布放。此外，装置采用电力推进动力系统，降低能源消耗，提高效率。在溢油事件发生时，该装置能够快速精准地布放围油栏，及时对油污进行围截。通过控制面板识别溢油事件后，驱动卷绕机和围油栏导向排布系统工作，投放船只等活动。围油栏回收时，将缆绳固定在卷绕机上，围油栏拖带将油膜集结到较小的范围内进行回收。产品还配备有围油栏导向排布系统，用于围油栏应急布放。围油栏无需充气，无需辅助人员，布放回收速度快，一般可在5～6分钟内完成布设下水。操作方便，不占用人工，特别适应于突发性事故溢油的应急围控。

液压卷绕机是围油栏布放回收装置中的重要组成部分，包括卷辊和支架结构。卷辊轴通过轴承底座固定在支架上，围油栏可以卷在卷辊上。主船是该装置的核心，其设计目的是能够轻便、稳定地在海上进行操作。主船后部设置拉网装置，利用自动挂钩系统进行布放围油栏，围油完成后自动脱钩。此外，还设置了遥控断网功能，方便快捷。整个船体采用轻量化设计，以减少重量，提高船体的稳定性和灵活性。此外，还采用了一些先进的船舶技术，如自动控制系统、遥控技术等，使得整个围油栏布放回收装置的操作更加方便、快捷和安全。围油栏采用PVC固体浮子式，其设计旨在防止溢油遗漏到围油栏以外。采用吸油棉，主要材料是超细纤维，能够有效地吸收漏油，防止油污扩散。

三、产品特点

该围油栏产品采用了电控液压技术和电控自动导向排布系统，从而实现了高度自动化的围油栏布放和回收，大大提高了围控效率。此外，围油栏采用PVC固体浮子式，并增设吸油棉，避免溢油遗漏到围油栏以外，同时双面涂覆PVC增强塑料布，具有良好的抗晒、浮力储备和滞油性能。整个围油栏由多节固定连接，拼装完成后呈一体化布放状态，避免在布放过程中出现缠绕打结现象。电控自动导进导出排布系统使围油栏实现自动卷绕和收放，保持围油栏的良好状态，延长使用寿命。船体轻便设计，便于快速移动和操作，并配备拉网装置，可以在围油作业中收集漂浮在水面的油污。同时，配备翻船复位系统，避免船只因水流、海风等因素而翻船或触礁，保障操作人员的安全。该围油栏产品的创新应用，大大提高了围油的围控能力，保护了海洋生态环境，为应对海洋溢油事件提供了更加有效的手段。

四、产品应用价值与发展前景分析

本装备是一种具有先进自动控制功能的水面溢油围控设备，能降低人工成本，高效快速围控水域溢油。其简单、灵活的结构设计和低维护成本，使其具有极大的市场潜力和竞争力。该装备实现围油栏布放回收自动化控制，可有效抑制油污扩散，特别是对薄油层的控制表现优越，具有重要的环保意义。设备基础坚实，安装方便，调速快，动力损失小，同时成本低、节能、无污染，具有极高的市场可开发度。随着全球气候变暖和海平面上升等环境问题的严重性，以及石油工业和海上运输业的迅速发展，围油栏布放回收自动控制技术越来越受到社会的关注和需求，具有广阔的发展前景。

自动化围油栏布放回收装置实现了自动化控制和操作，提高了布设速度和效率，降低了人力成本，同时也提高了布设精度和质量，更好地控制溢油污染扩散。相比传统液压驱动，电动驱动具有噪音更小、稳定性更高、使用寿命更长等优点，可以大大提高装置的工作效率和工作质量。随着环保意识的提高和对生态环境的重视，国家和企业对应急围控用围油栏的需求不断增加，自动化围油栏布放回收装置的应用前景广阔。在国内市场上，自动化围油栏布放回收装置的生产和开发具有很大的潜力和市场，因为国内应用的围油栏主要为进口产品，价格昂贵、配件难以获取、售后服务不及时等问题影响着产品的应用。

五、结语

海上溢油事故是常见的环境灾难，对海洋生态环境造成巨大影响，需要迅速应对。传统围油栏布设方式存在人力、时间和安全隐患问题，本装置运用电控液压技术和自动导向系统，实现智能化布放和回收。该技术具有高度自动化和智能化特点，能够更快速、便捷、高效地应对溢油事故，提高应急围控工作效率。然而，该技术在实际应用中也面临稳定性、可靠性和安全性等方面的挑战。通过深入研究和完善，可以推动该技术的长远发展，更好地应对海上溢油事故带来的环境和社会问题。

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