СИСТЕМА ДЛЯ ШВАРТОВКИ СУДНА В МОРЕ Российский патент 2011 года по МПК B63B22/02 B63B21/50 B63B27/34 

Предпосылки создания изобретения

Настоящее изобретение относится к системе для швартовки судна в море.

Для разгрузки танкеров, в частности, танкеров, перевозящих сжиженный природный газ (СПГ), иногда предпочтительно их швартовать в море безопасным и подходящим образом для осуществления выгрузки на достаточно большом расстоянии от переполненных гаваней и населенных районов. Примеры таких систем выгрузки СПГ в море известны, например, проект «ускоренной» встроенной системы регазификации в Мексиканском заливе. Такие системы не нашли широкого применения.

Существует множество важных причин для осуществления разгрузки таких танкеров, транспортирующих СПГ, в море.

Например, в настоящее время только небольшое количество (т.е. менее 1%) танкеров, транспортирующих СПГ, снабжено оборудованием для выгрузки СПГ. Для выгрузки СПГ требуются дорогостоящие системы для каждого судна для осуществления выгрузки СПГ с помощью установленного на борту оборудования, и это оборудование используют обычно только 3 дня, например, за 3 недели, и, следовательно, это экономически не эффективно. Было бы значительно более эффективным, если бы СПГ можно было разгружать без необходимости иметь на борту оборудование для выгрузки СПГ.

В течение десятилетий использовали многоточечные швартовки в нефтяной промышленности при добычи нефти в море, и различные компании поставляли эти системы, но все они имели существенные недостатки, связанные со швартовкой крупных судов. Обычно установка оттяжек между судном и буями занимает много часов. Если какая-либо из этих оттяжек отсоединялась во время выгрузки, то могла возникнуть опасная ситуация, способная даже привести к столкновению между судном и каким-либо оборудованием для выгрузки вблизи поверхности воды.

По этим причинам большая часть, если не все, современных терминалов для СПГ расположена внутри защищенных водных территорий, находящихся на определенном расстоянии от населенных центров. При этом используют стандартную систему причала/пирса, например, показанную на Фиг.1 из патента США №6886611, в котором применяют резиновые привальные объекты и канаты из нейлона или сложного полиэфира для швартовки судна к причалу/пирсу.

Так как объемы импорта СПГ очень быстро росли, то в последнее десятилетие имела место существенная нехватка соответствующих причальных мест для судов, которая может быть смягчена швартовкой и выгрузкой таких судов в море.

Цель изобретения

Целью изобретения является создание временной швартовной системы для любого судна, в частности, судов для СПГ, имеющих диапазон объемов хранения от 80000 м³ до 200000 м³, обеспечивающей возможность осуществления маневров судна в ходе причаливания с помощью морских поддерживающих судов точно таким же образом, как это выполняется при причаливании к береговому пирсу.

Согласно изобретению создана система для швартовки судна в море, содержащая, по меньшей мере, два швартовных плавучих устройства, расположенных на расстоянии друг от друга в продольном направлении судна, соединяемого с ними, при этом каждое швартовное устройство содержит два расположенных друг против друга швартовных корпуса для размещения между ними корпуса судна и соединения с ним и выполнено с возможностью перемещения из верхнего положения для соединения с корпусом судна в нижнее положение, в котором, по меньшей мере, один из его швартовных корпусов опущен ниже верхнего положения для отсоединения от корпуса судна, и обратно, и обеспечены дополнительные средства для удерживания по существу в стационарном состоянии каждого швартовного устройства относительно морского дна.

Система согласно изобретению, когда она находится в позиции, может быть приведена в действие в течение минут для фиксирования судна в его положении. Так как не используют синтетические швартовы для швартовки судна, то надежность системы для швартовки существенно повышается. При применении такой системы может быть обеспечена очень надежная и стабильная швартовка судна.

Систему для швартовки можно использовать в сочетании с загрузочной системой, например, загрузочной системой, показанной на фиг.1 или 2 патента США №6886611.

Кроме того, предпочтительно швартовное устройство прикреплено к морскому дну с использованием якорных канатов. В результате удерживают швартовное устройство и, следовательно, судно в надежно закрепленном положении, также относительно любого загрузочного/разгрузочного оборудования, например, расположенного на причале или пирсе.

Кроме того, предпочтительно, чтобы швартовные корпуса содержали, по меньшей мере, одну цистерну плавучести. Плавучестью определяют положение плавучих корпусов относительно поверхности воды. Швартовные корпуса могут представлять собой полупогружаемые плавучие корпуса. Возможно даже, чтобы швартовные корпуса были полностью погруженными в верхнем положении швартовного устройства, но предпочтительно швартовные корпуса частично располагают над поверхностью воды.

Для опускания и подъема соответствующего швартовного корпуса существует ряд возможностей. Например, по меньшей мере, цистерна плавучести швартовного корпуса, которую можно опускать, может содержать балластировочное средство для изменения плавучести швартовного корпуса.

В качестве альтернативы, способный опускаться швартовный корпус может быть снабжен подъемным средством, присоединенным к балластному грузу.

В еще одном альтернативном решении способный опускаться швартовный корпус может быть снабжен подъемным средством, присоединенным к морскому дну.

В предпочтительном варианте исполнения системы согласно настоящему изобретению швартовные корпуса содержат размещаемые привальные средства для соединения с корпусом судна. Когда судно устанавливают между расположенными друг против друга швартовными корпусами швартовного устройства (устройств), и швартовное устройство (устройства) выводят в верхнее положение, привальное средство может быть установлено в соединении с корпусом судна. В одном варианте, которым не ограничивают объем изобретения привальное средство, можно удерживать с помощью устройств цилиндр-поршень.

Для увеличения силы, с которой привальными средствами зажимают корпус (силы, основанной на трении), предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, некоторые из привальных средств содержали пространство, открытое по направлению к корпусу судна, и средства для снижения давления внутри пространства для создания силы присасывания, действующей на корпус.

В таком случае средства для снижения давления внутри пространства могут содержать, например, насосные средства для откачивания воды из пространства. В результате откачивания воды из пространства после соединения привальных средств с корпусом таким образом, чтобы пространство было полностью герметизировано давление внутри пространства падает, и возникает сила присасывания, действующая на корпус судна.

Целостность (и, следовательно, надлежащее функционирование) системы согласно изобретению может быть легко защищена, когда согласно еще одному другому варианту его исполнения два швартовных корпуса швартовного устройства взаимно соединены рамой так, что швартовное устройство имеет по существу U-образную форму, где швартовные корпуса составляют верхние части вертикальных стоек «U», а рама составляет нижнюю часть «U».

При таком варианте исполнения системы обеспечивают возможность достижения более стабильного позиционирования судна относительно швартовного устройства, например, когда рама содержит бамперы для соединения с дном корпуса судна в верхнем положении швартовного устройства.

Когда, как это указано выше, система содержит, по меньшей мере, два расположенных на расстоянии друг от друга швартовных устройства, предпочтительно, чтобы они были взаимно соединены соединительными канатами, например якорными канатами (хотя также возможно, чтобы каждое швартовное устройство было закреплено отдельно и независимо от остальных швартовных устройств).

Для предотвращения в таком случае нежелательных взаимных влияний между соединенными швартовными устройствами через соединительные канаты предпочтительно, чтобы соединительные канаты проходили свободно с возможностью перемещения через каналы, выполненные в швартовных устройствах. Также может быть целесообразным обеспечение соединительных канатов стопорными средствами, взаимодействующими со швартовными устройствами, для определения, по меньшей мере, одного положения соединительных канатов относительно швартовных устройств.

Краткое описание изобретения

Изобретение далее описано со ссылками на чертежи, на которых изображено следующее:

фиг.1 изображает общий вид сбоку варианта исполнения системы для швартовки согласно изобретению в нерабочем состоянии;

фиг.2 - вид сверху системы, представленной на фиг.1;

фиг.3 - вид спереди в увеличенном масштабе системы, представленной на фиг.1, в сочетании с подробным видом части системы;

фиг.4 - общий вид системы для швартовки в опущенном положении для приема судна;

фиг.5 - судно, осуществляющее маневры для захода в требуемое положение относительно системы для швартовки;

фиг.6 - ситуацию после повторного приведения системы для швартовки в ее верхнее положение, но до перемещения компонентов системы в положение удерживания танкера;

Фиг.7 - ситуацию после приведения системы для швартовки снова в ее верхнее положение и после перемещения компонентов системы в положение удерживания танкера;

фиг.8 - вид сбоку системы с соединенным с ней судном;

фиг.9 - вид сверху системы с соединенным с ней судном.

Описание предпочтительного варианта исполнения изобретения

На чертежах показан предпочтительный вариант исполнения системы согласно изобретению с основными элементами, предназначенными для установки в море. На фиг.3 показана пара расположенных друг против друга полупогружаемых плавучих швартовных корпуса 1. Эти корпуса 1 взаимно соединены рамой 2 для образования вместе с корпусами по существу U-образного швартовного устройства 3. Эти швартовные корпуса 1 прикреплены к морскому дну 4 множеством якорных канатов 5 (фиг.1 и 2).

Каждая пара швартовных корпусов 1 образует швартовную область для судна 16. Предпочтительно количество якорных канатов 5 выбирают таким образом, чтобы обеспечить каждый отдельный швартовный корпус 1 его собственными средствами для удерживания его в стационарном состоянии. Швартовные корпуса 1 с одной и той же стороны швартовной области могут также быть взаимно соединены друг с другом, например, растяжками 6 (фиг.1 и 2).

Для исключения возможности отклонения и столкновения якорных канатов под и около опорной поверхности судна 16 может быть желательным проведение этих растяжек 6, проходящих от одного швартовного устройства 3 к другому присоединенному швартовному устройству 3, через направляющую трубу 7, интегрированную в другое швартовное устройство, т.е. его корпус 1 (см. подробный вид на фиг.3, где в верхней правой части показан в увеличенном масштабе вид швартовного корпуса 1 в соответствии с фиг.1, а в нижней части показан поперечный разрез, а затем - к морскому дну к точке крепления таким образом, чтобы не было силы, действующей вдоль оси растяжки, создаваемой этой растяжкой 6 на это другое швартовное устройство 3.

Предпочтительно такая растяжка 6 содержит стальной трос, который используют в сочетании со свободно скользящим элементом 8 в направляющей трубе 7. Свободно скользящий элемент 8 может быть оборудован стопором (не показан), плотно прилегающим к направляющей трубе 7 с внешней стороны швартовного корпуса 1. Таким образом, расстояние между двумя смежными швартовными устройствами является фиксированным при установке системы. Под действием различных сил якорных цепей в стопоре ослабляется контакт с направляющей трубой 7, в результате чего появляется возможность «нагружения» якорными цепями стальных тросов 6 между швартовными устройствами (т.е. между их полупогружаемыми швартовными корпусами) и, следовательно, возможность передачи швартовной силы от «кормового» полупогружаемого швартовного корпуса к точке крепления в морском дне.

Каждый из швартовных корпусов 1 содержит (предпочтительно две) цистерны 9 плавучести, взаимно соединенные рамой 2, которая в верхнем положении системы расположена под водой на глубине обычно ниже киля судна.

Каждая цистерна 9 плавучести оборудована, по меньшей мере, одним привальным средством 10. Конфигурация такова, что, по меньшей мере, одно привальное средство 10 можно перемещать в поперечном направлении (например, с помощью устройств цилиндр-поршень) для соединения с корпусом судна. Таким образом создают зажимающую силу, действующую на корпус судна, с помощью вводимых совместно в действие привальных средств 10, и величину зажимающих сил предварительно выбирают на основании учета сил, возникающих в растяжках 6 во время операции выгрузки. Должно быть понятно, что швартовные корпуса посредством привальных средств 10 полностью и независимо прикрепляют за счет сил трения к корпусу судна.

Альтернативно эти привальные средства 10, расположенные ниже уровня 11 воды, могут быть совмещены с герметично закрываемым пространством, из которого можно откачивать воду для создания разрежения и, следовательно, создания дополнительной зажимающей силы, действующей на корпус судна.

Само оборудование для выгрузки предпочтительно выполнено в виде фиксированной платформы 12 (фиг.1), соединенной погруженными или, альтернативно, непогруженными трубопроводами 13 (фиг.4) с берегом. Погрузочные средства, например, погрузочный кран 14, оснащенный жесткими трубами, входит в состав оборудования для выгрузки.

Как показано в виде примера на фиг.4-7, способ действия системы для швартовки с полупогружаемыми плавучими швартовными корпусами 1 осуществляется следующим образом:

Сначала выполняют затапливание (балластировку) ближайших к судну цистерн 9 плавучести швартовных корпусов 1 (слева на фиг.4) таким образом, чтобы была опущена соответствующая сторона рамы 2 вместе с соответствующими швартовными корпусами 1 и, если глубина моря не достаточно большая, временно опускают рамы 2 на дно 4 моря.

Затем, как показано на фиг.5, судно 16 располагают (например, толкают его буксирными судами) над погруженными швартовными устройствами 3, продвигая его к привальным средствам 10 швартовных корпусов 1 против теперь опущенных швартовных корпусов. В проиллюстрированном варианте исполнения часть этих привальных средств 10 всегда остается над уровнем 11 воды.

Затем, как показано на фиг.6, цистерны 9 плавучести опущенных швартовных корпусов 1 опорожняют, и рама 2 снова поднимается к поверхности до контакта бамперов 15, установленных на ней, с дном корпуса судна 16.

Наконец, как показано на фиг.7, привальные средства 10 выдвигают для соединения с корпусом судна 16.

В качестве альтернативы показанной системы балластировки опускание швартовных корпусов 1 с одной стороны рамы 2 можно также осуществлять путем установки лебедки (не показана) на швартовных корпусах и подъема тяжелого балласта или даже соединения троса лебедки на его свободном конце с анкерной сваей, заделанной в морском дне 4.

В варианте исполнения, описанном выше, каждый полупогружаемый швартовный корпус 1 прикреплен отдельно к морскому дну 4. Для увеличения удерживающей способности всей системы для швартовки может быть добавлено большее количество растяжек.

Изобретение не ограничено вышеописанным вариантом исполнения, который можно варьировать рядом способов в пределах объема следующей формулы изобретения.

Система для швартовки судна (16) в море содержит, по меньшей мере, два швартовных плавучих устройства (3), расположенных на расстоянии друг от друга в продольном направлении судна, соединяемого с ними. Каждое швартовное устройство содержит два расположенных друг против друга швартовных корпуса для размещения между ними корпуса судна и соединения с ним и выполнено с возможностью перемещения из верхнего положения для соединения с корпусом судна в нижнее положение, в котором, по меньшей мере, один из его швартовных корпусов опущен ниже верхнего положения для отсоединения от корпуса судна, и обратно. Обеспечены дополнительные средства для удерживания по существу в стационарном состоянии каждого швартовного устройства относительно морского дна. Обеспечивается безопасность системы швартовки и разгрузки судов в море. 13 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Система для швартовки судна в море, содержащая, по меньшей мере, два швартовных плавучих устройства, расположенных на расстоянии напротив друг друга в продольном направлении судна, соединяемого с ними, при этом каждое швартовное устройство содержит два расположенных напротив друг друга швартовных корпуса для размещения между ними корпуса судна и соединения с ним и выполнено с возможностью перемещения из верхнего положения для соединения с корпусом судна в нижнее положение, в котором, по меньшей мере, один из его швартовных корпусов опущен ниже верхнего положения для отсоединения от корпуса судна, и обеспечены дополнительные средства для удерживания, по существу, в стационарном состоянии каждого швартовного устройства относительно морского дна.

2. Система по п.1, в которой каждое швартовное устройство прикреплено к морскому дну с использованием якорных канатов.

3. Система по п.1 или 2, в которой швартовные корпуса каждого швартовного устройства содержат, по меньшей мере, одну цистерну плавучести.

4. Система по п.3, в которой, по меньшей мере, одна цистерна плавучести швартовного корпуса содержит балластировочные средства для изменения плавучести швартовного корпуса.

5. Система по п.1, в которой каждый швартовный корпус снабжен подъемным средством, присоединенным к балластному грузу.

6. Система по п.1, в которой каждый швартовный корпус снабжен подъемным средством, присоединенным к морскому дну.

7. Система по п.1, в которой швартовные корпуса содержат устанавливаемые привальные средства для соединения с корпусом судна.

8. Система по п.7, в которой, по меньшей мере, некоторые из привальных средств содержат пространство, открытое по направлению к корпусу судна, и средства для снижения давления внутри пространства для создания силы присасывания, действующей на корпус судна.

9. Система по п.8, в которой средства для снижения давления внутри пространства содержат насосные средства для откачивания воды из пространства.

10. Система по п.1, в которой два швартовных корпуса каждого швартовного устройства взаимно соединены таким образом посредством рамы, что каждое швартовное устройство имеет, по существу, U-образную конфигурацию со швартовными корпусами, составляющими верхние части вертикальных стоек U, и рамой, составляющей нижнюю часть вертикальных стоек U.

11. Система по п.9, в которой рама содержит бамперы для соединения с дном корпуса судна в верхнем положении швартовного устройства.

12. Система по п.1, в которой, по меньшей мере, два расположенных на расстоянии друг от друга швартовных устройства взаимно соединены соединительными растяжками, например якорными канатами.

13. Система по п.12, в которой соединительные растяжки проходят свободно с возможностью перемещения через каналы, выполненные в швартовных устройствах.

14. Система по п.13, в которой соединительные растяжки снабжены стопорными средствами, взаимодействующими со швартовными устройствами, для определения, по меньшей мере, одного положения соединительных растяжек относительно швартовных устройств.