СПОСОБ ЗАГРУЗКИ ТАНКЕРА НЕФТЬЮ В ОТКРЫТОМ МОРЕ И ТАНКЕР ДЛЯ ЗАГРУЗКИ НЕФТЬЮ В ОТКРЫТОМ МОРЕ Российский патент 1998 года по МПК B63B25/08 

Настоящее изобретение относится к способу и судну для загрузки нефти в открытом море, при этом судно содержит ряд центральных танков, расположенных в продольном направлении судна, и некоторое количество бортовых танков, расположенных парами на той и на другой стороне соответствующих центральных танков, причем загрузочный трубопровод соединен с центральными танками через соответствующие клапаны, а смежные центральные танки соединены друг с другом через переборочные клинкеры.

В связи с загрузкой нефти в открытом море часть груза будет потеряна в атмосферу вследствие дегазирования с поверхности жидкости.

В качестве примера можно отметить, что при типовой загрузке посредством буя в Северном море может быть потеряно приблизительно 20 тонн на загрузку танкеров примерно 120000 тонн. Выделение газа имеет место вследствие разбрызгивания и взбалтывания сырой нефти в загружающих танках и имеющимся падением давления в углеводородном грузе в течение его загрузки-разгрузки.

Измерения показали, что степень дегазирования пропорциональна времени до наполнения танкера и периоду состояния стоячей волны (резонанса) в танках. Кроме того, нагрузки на конструкции танка будут увеличиваться по мере увеличения периода стоячих волн.

Таким образом, важно, как можно быстрее наполнить отдельные танки как для уменьшения периода дегазирования и связанной с ним общей потерей газов, так и для уменьшения нагрузок на конструкции танков в течение загрузки.

Таким образом, целью настоящего изобретения является обеспечение способа и судна, обеспечивающих существенное уменьшение дегазирования в течение загрузки, а также существенное уменьшение нагрузок на конструкции танков.

Целью настоящего изобретения является также обеспечение судна, имеющего устройство танков, которое имеет техническое и экономическое преимущества, главным образом, при непосредственной загрузке танкеров в море.

Для достижения вышеупомянутых целей обеспечивается способ, предварительно указанный тип которого, в соответствии с настоящим изобретением, отличается тем, что содержит следующие этапы:
а) выполнение прежде всего наполнения требуемого числа центральных танков, причем центральные танки имеют существенно меньшую ширину и соответственно меньший объем, чем бортовые танки,
б) открывание после этого переборочных клинкетов между центральным танком и принадлежащей парой бортовых танков и выпускание нефти из центральных танков в два бортовых танка с помощью статического давления из центральных танков, причем переборочные клинкеты между центральными танками открыты, так что пара бортовых танков наполняется как можно быстро с помощью соответствующей работы переборочных клинкетов между центральными танками и из клапанов загрузочного трубопровода в центральные танки,
в) закрывание переборочных клинкетов к двум бортовым танкам, когда они и принадлежащий центральный танк наполнены до требуемого уровня, и
г) повторение процесса наполнения в соответствии с этапами б) и в) последовательно для дополнительных пар бортовых танков после того, как все центральные танки снова наполнены.

В соответствии с настоящим изобретением, обеспечивается также судно предварительного определенного типа, которое, в соответствии с настоящим изобретением, отличается тем, что центральные танки имеют ширину, которая меньше половины ширины бортовых танков, что все наборы из трех танков, соответствующие из центрального танка и принадлежащей пары бортовых танков соединены друг с другом через переборочные клинкеты, и что загрузочный трубопровод простирается через центральные танки, причем все клапаны с принадлежащими редукторами расположены в центре связи с областью центральных танков.

Настоящее изобретение будет дальше описано ниже в связи с примерами вариантов воплощения со ссылкой на чертежи, где:
на фиг. 1, 2 и 3 показаны, соответственно, вид сбоку, вид сверху и поперечное сечение судна, имеющего устройство танка, в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 4 и 5 приведены, соответственно, вид сбоку и вид сверху судна на фиг. 1 - 3, и показаны основные расположения трубопроводов и клапанов;
на фиг. 6 и 7 показаны поперечные сечения двух различных устройств днища; и
фиг. 8, 9 и 10 являются, соответственно, видом сбоку, видом сверху и поперечным сечением, на которых показано отдельное устройство аварийной загрузки или "зачистки", которое также установлено на судне.

На чертежах показано судно 1 в виде танкера, в котором пара продольных переборок 2 расположены так, чтобы область танка судна была разделена на узкую центральную зону танка и пару относительно широких зон бортовых танков.

В иллюстрированном варианте воплощений шесть наборов по три танка I-VI расположены в продольном направлении корабля, причем каждый набор из трех танков состоит из центрального танка 3 и пары бортовых танков 5, 6, которые расположены на той и другой стороне центрального танка.

Центральные танки 3 имеют ширину, которая составляет приблизительно одну треть ширины бортовых танков так, что, если ширина корабля равна b в загрузочной области танка, центральный танк имеет ширину, равную приблизительно 1/7 b, в то время как бортовые танки имеют ширину приблизительно 1/7 b.

Как показано, в центральных танках 3 имеются расположенные чередующиеся переборки или перегородки 4, проходящие от стороны к стороне в танках и простирающихся до примерно половины высоты танка. Они предназначены для предотвращения образования, простирающихся в продольном направлении, стоячих волн в грузе нефти. Если необходимо, такие переборки могут также быть устроены в бортовых танках.

Как показано, балластные танки 7 устроены вокруг загружающихся танков с помощью двойных корпусов, а также днище судна выполнено как двойное дно для образования нижних балластных танков 8. Балластные танки могут быть наполнены балластом с целью стабилизации, избирательно наполняемыми и опустошаемыми для выравнивания и так далее.

В качестве примера задания размеров, центральные танки могут иметь ширину приблизительно 6 м, бортовые танки - ширину приблизительно 18 м, а балластные танки на каждой стороне - ширину приблизительно 2 м, при общей ширине корабля приблизительно 46 м.

Судно 1 построено как танкер, загружающийся посредством буя, и для этой цели обеспечено находящейся в подводном положении приемной областью 9 в носовой части судна для приема приспособленного подводного буя (не показано) и вертикальным шахтным стволом 10, простирающимся между приемной областью и палубой судна. Судно для работы с таким буем описано в международной заявке на патент N PCT/ NO 92/00055.

Однако это судно с одинаковым успехом может быть также нефтехранилищем в открытом море или промышленным судном, загружающимся нефтью, в соответствии с настоящим изобретением.

Приемная область 9 и загрузочное оборудование 11 для местного буя в иллюстрированном варианте воплощения расположены за передней защитной переборкой 12. В альтернативном варианте приемная область, загрузочное оборудование и указанный шахтный ствол могут быть размещены, по меньшей мере, частично, перед защитной переборкой.

Судно показано обеспеченным тремя носовыми поворотными движителями 13 и двумя кормовыми поворотными движителями 14.

За самым задним набором из трех танков VI, как показано на фиг. 4 и 5, расположено насосное отделение 15 для разгрузочных насосов с принадлежащим трубопроводов и клапанным устройством. На той и на другой стороне насосного отделения имеется отстойный танк для смеси нефти и воды, или танк сточных вод 16.

На фиг. 3 показано поперечное сечение типичного корабля. Как показано, бортовые танки 5, 6 имеют наклонное в направлении к центральному танку 3 дно для обеспечения хорошего течения к зоне центрального танка при разгрузке. Для получения дополнительного улучшенного притока из бортовых танков, дно центральных танков может быть расположено немного ниже, чем у смежной бортовым танкам области дна, как показано на фиг. 7.

На фиг. 4 и 5 показан трубопровод и клапанное устройство для загрузки и разгрузки.

В каждом наборе из трех танков I-VI, центральный танк 3 соединен с парой бортовых танков 5, 6 с помощью переднего и заднего переборочных клинкетов 17. Кроме того, все центральные танки 3 соединены друг с другом через переборочные клинкеты 18.

Переборочные клинкеты могут соответственно состоять из "лежащих" шарнирных клапанов, чтобы просто иметь отверстие клапана расположенным как можно ближе к дну танка. Типичный размер переборочных клинкетов составляет 500 мм в диаметре.

Загрузочная линия или загрузочный трубопровод 19 простирается через все центральные танки 3 и соединен с центральными танками через соответствующие клапаны 20 загрузочного трубопровода, так что загрузочный трубопровод или загрузочная линия способна обслужить все центральные танки по отдельности или вместе.

В загрузочном трубопроводе 19 в каждом из центральных танков 3 имеется затвор трубопровода 38. Как показано, загрузочный трубопровод 19 простирается как нижний трубопровод через центральные танки, причем загрузочный трубопровод на его переднем конце соединен непосредственно с загрузочным оборудованием 11 для соединения с местным загрузочным буем в приемной области 9, а на его заднем конце соединен с насосным и клапанным оборудованием в насосном отделении 15.

В результате того факта, что загрузочный трубопровод вдоль всей его длины расположен на одном уровне, избегают пониженного давления во время загрузки и вследствие этого препятствуют переходу от нефти к газу в системе трубопровода, что является типичным при обычной загрузке посредством буя в открытом море.

Как показано на фиг. 4, загрузочный трубопровод 19 соединен с загрузочным оборудованием 11 через по меньшей мере один отсечной или стопорный клапан 21. Загрузочный трубопровод здесь также соединен с трубопроводом или линией 22 для традиционной загрузки посредством буя.

В насосном отделении 15 загрузочный трубопровод 19 соединен с насосом 23 через соответствующие клапаны. Насос используется при разгрузке танков и соединен с наружным разгрузочным трубопроводом 24. Как показано, имеется также, так называемое, соединение 25 "пересечения" или перехода для обеспечения альтернативного пути откачки для обеспечения эксплуатационной гибкости.

В дополнение к загрузочному трубопроводу 19 устройство трубопровода в иллюстрированном варианте воплощения содержит пару дополнительных магистральных трубопроводов, а более конкретно, второй трубопровод 26, который простирается от насосного отделения 15 вперед к центральному танку в первом наборе из трех танков 1 и соединен со всеми центральными танками через соответствующие затворы трубопровода 27, и третий трубопровод 28, который простирается из насосного отделения 15 вперед к нагнетательному танку в пятом наборе из трех танков V и соединен с центральными танками в наборах из трех танков V и VI через затворы трубопровода 29.

Эти дополнительные трубопроводы 26 и 28 соединены с соответствующими насосами 30 и 31, которые также соединены с наружными разгрузочными трубопроводами.

Как показано, трубопроводы 19, 26 и 28 в насосном отделении соединены друг с другом и соединены с танками сточных вод 16 через соответствующее клапанное устройство.

Устройство трубопровода 26 предполагает, что, как дополнительно описано ниже, может также быть произведена откачка из центральных танков 3 в набор из трех танков, который должен быть наполнен.

Для достижения состоящего из трех частей разделения области танка, сдвоенные переборочные клинкеты 32 и 33 расположены между центральными танками в наборах из трех танков II и III и наборами из трех танков IV и V, соответственно.

Кроме того, загрузочный трубопровод 19 обеспечен сдвоенными клапанами в центральных танках в наборах из трех танков II-VI, а трубопровод 26 также обеспечен сдвоенными клапанами в центральных танках в наборах из трех танков I, II, V и VI. В этом случае получают полное разделение для наборов из трех танков I и II, III и IV, и V и VI.

В этом случае загрузочный трубопровод 19 будет служить для отделения в передней части трубопровода 26 - для отделения в промежуточной части, а трубопровод 28 - для отделения в задней части.

Как очевидно из приведенного выше, все трубопроводы и все клапаны с принадлежащими редукторами расположены в центральной области в связи с центральными танками. Это дает конструкцию, имеющую относительно мало трубопроводов и клапанов и, таким образом, уменьшает затраты на строительство и упрощает техническое обслуживание.

Как показано на фиг. 8-10, на суде имеется также отдельное аварийное разгрузочное и/или зачистное устройство. Оно содержит трубопровод 34, простирающийся через все центральные танки 3, и соединенный с отдельными выпускными отверстиями с каждым из загрузочных танков 3, 5 и 6 через соответствующие клапаны 35 и 36.

В насосном отделении 15 трубопровод 34 соединен со сдвоенными разгрузочными насосами 37, ведущими к наружному разгрузочному трубопроводу (не показано).

Все три нижних трубопровода 19, 26, 28 соединены с зачистной системой. Для этой цели предусмотрены сдвоенные клапаны (указанные с символом "x2" на фиг. 5 в связи с клапанами 20). Основной задачей зачистного устройство является дренаж всех танков полностью.

Кроме того, его можно использовать для "аварийной" разгрузки" в случае отказа переборочных клинкетов и для передачи из одного танка в другой. Эта система может быть также использована для индивидуального конечного наполнения танков. Устройство трубопровода будет обеспечено сдвоенными клапанами для удовлетворения требования разделения двумя клапанами.

Ниже будут дополнительно описаны основные операции способа в соответствии с настоящим изобретением.

Основная процедура заключается в том, что прежде всего либо коллективно, либо по отдельности, наполняют центральные танки, после чего открывают переборочные клинкеты к паре бортовых танков, и эти бортовые танки наполняют с помощью перепада статического давления.

С помощью этой загрузочной процедуры, как можно быстрее, заполняют относительно большие бортовые танки и время для состояния стоячих волн в танках уменьшается до минимальной величины.

Как упоминалось выше, требуемое число, как правило все, центральных танков 3 заполняют на первом этапе. В этому случае плохой погоды, с ветром и в море, центральные танки наполняют один за другим, при этом переборочные клинкеты 18 поддерживают закрытыми. При погодных условиях, сообщающих кораблю малое или небольшое перемещение, центральные танки могут быть наполнены одновременно, при этом переборочные клинкеты 18 между центральными танками поддерживают открытыми.

Когда все центральные танки наполнены, открывают между ними все переборочные клинкеты 18, если они уже не открыты. Клапаны 20 загрузочного трубопровода к центральным танкам 3 закрыты, за исключением клапанов к центральному танку для пары 5, 6 бортовых танков, которые должны быть выполнены в первую очередь, например, в наборе из трех танков III или IV.

Переборочные клинкеты 17 к этим двум бортовым танкам открыты, и в этом случае бортовые танки наполняются как можно быстро с помощью статического давления из центральных танков и нефтепродукта из загрузочного трубопровода 19.

Когда высота наполнения бортовых танков для стоячих волн пройдена и скорость наполнения приближается к скорости загрузки (то есть к скорости потока нефтепродукта), переборочные клинкеты 18 между всеми центральными танками закрывают, в то время как клапан 20 загрузочного трубопровода к набору из трех танков, который наполняется, охраняют открытым.

В этом случае набор из трех танков наполняют до требуемого уровня для транспортирования.

После этого закрывают переборочные клинкеты 17 к бортовым танкам и закрывают клапан 20 загрузочного трубопровода к принадлежащему центральному танку, в то же самое время, когда открывают клапаны 20 загрузочного трубопровода к следующему центральному танку для наполнения.

Эту процедуру повторяют, когда все центральные танки снова наполнены.

С помощью устройства сдвоенного трубопровода 19 и 26 наполнение набора из трех танков может быть выполнено в качестве альтернативного варианта посредством разгрузочных насосов 23, 30 и 31. В этой операции все клапаны 20 на трубопроводе 19 закрыты за исключением клапанов на переднем и заднем концах центрального танка набора из трех танков, а затвор 38 трубопровода в трубе или трубопроводе 19 закрыт, так что загрузка из области добычи будет иметь место через передний клапан 20, а выполнение с помощью насосов будет иметь место через задний клапан 20.

Все клапаны 27 открыты за исключением клапана в центральном танке набора из трех танков. Путем такой компоновки трубопровода и клапанов в насосном отделении может быть использован один, два или три разгрузочных насоса 23, 30, 31 для всасывания/разгрузки из центральных танков 3 за исключением центрального танка набора из трех танков и для быстрого наполнения набора из трех танков так, чтобы период для стоячих волн в танках был минимальным.

При разгрузке корабля начинают с центральных танков или с требуемого центрального танка. Содержимое бортовых танков перемещают к центральному танку или к центральным танкам. Поток к всасывающей линии становится эффективным в том отношении, что корабль потом немного выравнивается. С помощью показанного устройства трубопровода эти операции могут быть выполнены просто и эффективно.

Сущность способа заключается в том, что для снижения дегазирования и уменьшения нагрузок на конструкции танков наполняют требуемое число центральных танков, причем центральные танки имеют существенно меньшую ширину и соответственно меньший объем, чем бортовые танки, открывают после этого переборочные клинкеты между центральным танком и принадлежащей ему парой бортовых танков и выпускают нефть из центральных танков в два бортовых танка с помощью статического давления из центральных танкоз, причем переборочные клинкеты между центральными танками открыты так, что пара бортовых танков наполняется как можно быстро посредством соответствующей работы переборочных клинкетов между центральными танками и из клапанов загрузочного трубопровода в центральные танки, закрывают переборочные клинкеты к этим двум бортовым танкам, когда они и принадлежащий центральный танк наполнятся до требуемого уровня, и повторяют процесс наполнения в соответствии с этапами последовательно для дополнительных пар бортовых танков после того, как все центральные танки снова наполнены. 2 c. и 8 з.п.ф-лы, 10 ил.

1. Способ загрузки танкера нефтью в открытом море, заключающийся в наполнении нефтью танков танкера, выполненного с расположенным в продольном направлении танкера рядом центральных танков и некоторым количеством бортовых танков, расположенных парами на той и другой стороне соответствующих центральных танков, с которыми через соответствующие клапаны соединен загрузочный трубопровод, при этом центральные танки соединены друг с другом через переборочные клинкеты, отличающийся тем, что на первом этапе наполняют требуемое число центральных танков, имеющих существенно меньшую ширину и меньший объем, чем бортовые танки, на втором этапе открытием переборочных клинкетов между одним из центральных танков и соответствующими ему бортовыми танками наполняют последние нефтью при открытых переборочных клинкетах между центральными танками и подаче в эти центральные танки из загрузочного трубопровода нефти, на третьем этапе, после наполнения центрального танка и соответствующих ему бортовых танков до требуемого уровня, закрывают переборочные клинкеты между этими танками, а на последующих этапах, после заполнения всех центральных танков повторением процессов второго и третьего этапов последовательно наполняют дополнительные пары бортовых танков. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что загрузку осуществляют из подводного буя, принятого в находящуюся в подводном положении приемную область в носовой части танкера, направлением нефти непосредственно из буя в указанный загрузочный трубопровод, проходящий на уровне днища через центральные танки. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что все центральные танки в течение первого этапа наполняют одновременно при открытых переборочных клинкетах между центральными танками. 4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что центральные танки в течение первого этапа наполняют один за другим при закрытых переборочных клинкетах между центральными танками. 5. Танкер для загрузки нефтью в открытом море, содержащий ряд центральных танков, расположенных в продольном направлении, и некоторое количество бортовых танков, расположенных парами на той и другой стороне соответствующих центральных танков, причем загрузочный трубопровод соединен с центральными танками через соответствующие клапаны, а смежные центральные танки соединены друг с другом через переборочные клинкеры, отличающийся тем, что центральные танки имеют ширину, меньшую половины ширины бортовых танков, причем в каждом наборе из трех танков центральный танк соединен с парой бортовых танков, расположенных по разные его стороны, переборочными клинкетами, при этом загрузочный трубопровод проходит через центральные танки, а все переборочные клинкеты и клапаны загрузочного трубопровода с принадлежащими им редукторами расположены в области центральных танков. 6. Танкер по п.5, отличающийся тем, что загрузочный трубопровод вдоль всей его длины расположен на одном уровне вдоль нижней донной части центральных танков, при этом танкер содержит находящуюся в подводном положении в носовой части приемную область для приема приспособленного подводного буя, при этом загрузочный трубопровод на его переднем конце соединен с оборудованием для прямого соединения с буем, а на его заднем конце соединен с насосным оборудованием для загрузки. 7. Танкер по п.5 или 6, отличающийся тем, что наборы из трех танков объединены в группы, при этом переборочные клинкеты между смежными центральными танками разных групп выполнены сдвоенными, а дополнительные трубопроводы проходят в области центральных танков от насосного оборудования в задней части танкера до соответствующей группы наборов танков. 8. Танкер по любому из пп.5 - 7, отличающийся тем, что бортовые танки имеют наклонное дно в направлении внутрь к центральным танкам. 9. Танкер по любому из пп.5 - 7, отличающийся тем, что центральные танки снабжены перегородками, ориентированными в поперечном направлении. 10. Танкер по любому из пп.5 - 9, отличающийся тем, что дополнительный трубопровод, расположенный в области центральных танков, от насосного оборудования в задней части танкера проходит вперед к переднему набору из трех танков и соединен с каждым из центральных танков через отдельные клапаны.