СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2014 года по МПК F16L37/12 B63B27/24 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к транспортировке текучих сред между двумя судами. В частности, изобретение относится к соединительному устройству для транспортировки текучих сред, охарактеризованному в п.1 формулы изобретения. Изобретение будет наиболее полезным в системе для транспортировки сжиженного природного газа в открытом море, например, между плавучим добывающим основанием и танкером.

Уровень техники

Уровень техники включает систему для криогенной загрузки в открытом море, в частности, систему для транспортировки сжиженного природного газа (далее - СПГ) между двумя плавучими судами. Одна такая система раскрыта в WO 01/34460, где описывается втягивающий и соединяющий узел, содержащий втягивающую воронку, которая содержит отверстие и установлена в наклонном положении на носу танкера. Воронка имеет расходящуюся наружу внешнюю часть, плавно переходящую в цилиндрическую внутреннюю часть, и эти части образуют первые направляющие средства для соединительного разъема. Воронка также снабжена вторыми направляющими средствами в форме двух продольно проходящих направляющих пазов, имеющих большую ширину у входного отверстия и сходящихся внутрь до ширины, соответствующей удерживающим рычагам для направляющих выступов на соединительном разъеме, так что удерживающие рычаги будут скользить в этих направляющих пазах, в то время как направляющие выступы будут перемещаться на наружной стороне воронки.

Система уровня техники, которая была описана выше, предназначена для присоединения нескольких гибких трубопроводов во время работы. Поэтому суммарные массы, подвергаемые динамическому перемещению во время соединения, могут быть значительными.

Далее, эта система предназначена для соединения в конфигурацию с предварительно определенным угловым положением гибких трубопроводов. Отклонения от этого углового положения могут создавать в гибких трубопроводах значительные изгибающие моменты. Эти изгибающие моменты будут действовать на направляющие выступы во время их введения. Системы направляющих выступов не имеют функции создания значительного рычажного действия для выравнивания нагрузок перед их возникновением. Это может создавать неприемлемое противодействие во время втягивания.

Уровень техники также включает документ US 2004/0011424 A1, который описывает выравнивающее устройство, имеющее конус 51 с круглым поперечным сечением и двумя диаметрально противоположными боковыми лопатками 55, которые, когда конус 51 втягивается в трубу 44, входят в диаметрально противоположные боковые пазы 56, имеющиеся в передней расширенной части трубы 44. Ширина этих пазов постепенно уменьшается по мере удаления от конца, на котором входят лопатки. Предпочтительно, выравнивающее устройство содержит два выравнивающих конуса такого же типа, что и конус 51, расположенных диаметрально противоположно друг другу вдоль горизонтальной плоскости и взаимодействующих с двумя выравнивающими трубами такого же типа, что и труба 44. В этом случае фиксирующий модуль должен быть снабжен двумя лебедками такого же типа, что и лебедка 47, или одной лебедкой, имеющей два барабана.

В уровне техники втягивающий трос присоединен к гибкому трубопроводу таким образом, что направление втягивания практически выровнено с продольной осью гибкого трубопровода. Масса соединительного разъема, расположенного на конце гибкого трубопровода, может создавать значительное угловое отклонение между втягивающим тросом и гибким трубопроводом и, в конечном счете, направляющей системой. Это может создавать проблемы в начале входа в воронку. Пазы, которые имеются в соединительных устройствах уровня техники, тоже представляют операционную опасность или накладывают ограничения, поскольку втягивающий трос может заклиниться в пазах, вызвав повреждение оборудования и прерывание работы.

Для устранения имеющихся в уровне техники недостатков и получения дополнительных преимуществ автором настоящей заявки было разработано и осуществлено настоящее изобретение.

Раскрытие изобретения

Изобретение охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, а зависимые пункты формулы содержат другие признаки изобретения.

Изобретением предлагается соединительное устройство для соединения первого соединительного разъема и второго соединительного разъема, отличающееся тем, что первый соединительный разъем содержит направляющий элемент, отходящий от первого соединительного разъема и имеющий свободный конец на расстоянии от центральной оси первого соединительного разъема, а второй соединительный разъем содержит гнездо для направляющего элемента и втягивающие средства для втягивания направляющего элемента внутрь гнезда, при этом указанные втягивающие средства выполнены с возможностью присоединения к свободному концу направляющего элемента. Первый соединительный разъем притягивается к гнезду под углом к центральной оси первого соединительного разъема, а когда направляющий элемент находится внутри гнезда, центральная ось первого соединительного разъема и центральная ось второго соединительного разъема выровнены и совпадают, так что эти два соединительных разъема выровнены по оси (вращательно выровнены).

В одном варианте осуществления свободный конец направляющего элемента имеет шарообразную форму, а основание направляющего элемента имеет по существу прямоугольное и удлиненное поперечное сечение, длинная сторона которого проходит вдоль центральной оси первого соединительного разъема.

В одном варианте осуществления гнездо имеет прямоугольное поперечное сечение и форму колокола на виде сбоку.

В одном варианте осуществления направляющий элемент и гнездо имеют некруглое поперечное сечение, а именно прямоугольное, продолговатое, овальное, треугольное и т.д., благодаря чему обеспечиваются поперечный, продольный и вращательный выправляющие моменты для первого соединительного разъема.

Тянущее усилие, прикладываемое втягивающими средствами, имеет направление, которое не совпадает с направлением центральной оси первого соединительного разъема.

В одном варианте осуществления гнездо находится в стыковочной раме и выполнено с возможностью скольжения между выдвинутым положением, в котором направляющий элемент может быть втянут внутрь гнезда, и втянутым положением, в котором первый соединительный разъем и второй соединительный разъем соединены.

Предпочтительно, первый соединительный разъем присоединен к гибкому трубопроводу для транспортировки сжиженного природного газа или перешедшего из жидкой фазы в газообразную фазу природного газа, а второй соединительный разъем присоединен к расположенному на судне трубопроводу, для обеспечения транспортировки сжиженного природного газа или перешедшего из жидкой фазы в газообразную фазу природного газа между гибким трубопроводом и расположенной на судне емкостью.

Благодаря тому что тянущее усилие прикладывается к свободному концу направляющего выступа, т.е. на расстоянии от продольной оси гибкого трубопровода, обеспечивается выправляющий момент для соединительной головки гибкого трубопровода, а также обеспечивается вхождение направляющего выступа внутрь гнезда для направляющего выступа.

Геометрия направляющего выступа, гнезда для направляющего выступа и стыковочной рамы такова, что гибкий трубопровод перемещается в том же направлении, что и втягивающий трос, а не в направлении своей продольной оси.

Соответствующие друг другу формы поперечных сечений направляющего выступа и гнезда для направляющего выступа являются некруглыми, а именно прямоугольными, продолговатыми, овальными, треугольными и т.д., благодаря чему обеспечиваются поперечный, продольный и вращательный выправляющие моменты для гибкого трубопровода и его соединительной головки.

Тянущее усилие, действующее на гибкий трубопровод и прикладываемое втягивающим тросом, имеет направление, которое не совпадает с направлением центральной оси гибкого трубопровода на участке свободного конца этого гибкого трубопровода. Тянущее усилие прикладывается в точке, которая лежит за пределами центральной оси гибкого трубопровода.

Направляющее устройство согласно изобретению обеспечивает осевое и вращательное выравнивание соединяемых компонентов.

Краткое описание чертежей

Эти и другие характеристики изобретения станут понятны из нижеследующего описания предпочтительных вариантов осуществления (которые являются лишь не ограничивающими примерами), представленного со ссылками на чертежи, на которых одинаковыми позициями обозначены одинаковые компоненты.

Фиг.1а - принципиальная схема, иллюстрирующая вид сбоку системы из двух судов, пришвартованных друг к другу, между которыми проходят гибкие трубопроводы.

Фиг. 1b - принципиальная схема, иллюстрирующая вид сверху системы, показанной на фиг. 1а.

Фиг. 2а-с - перспективные виды, иллюстрирующие первый вариант осуществления соединительного устройства согласно изобретению в трех разных состояниях, а именно:

- фиг.2а показывает состояние, когда направляющий выступ еще не вошел внутрь гнезда для направляющего выступа;

- фиг. 2b показывает состояние, когда направляющий выступ находится внутри гнезда для направляющего выступа, а это гнездо находится в выдвинутом положении;

- фиг. 2с показывает состояние, когда гнездо для направляющего выступа находится во втянутом положении, и соединительные разъемы соединены.

Фиг.3 - вид сбоку с местным разрезом соединительного устройства, находящегося в состоянии, показанном на фиг. 2b.

Фиг. 4a-d иллюстрируют второй вариант осуществления соединительного устройства согласно изобретению в четырех разных состояниях, а именно:

- фиг. 4а показывает состояние, когда направляющий выступ еще не вошел внутрь гнезда для направляющего выступа;

- фиг. 4b показывает состояние, когда направляющий выступ находится в первом положении частично внутри гнезда для направляющего выступа;

- фиг. 4с показывает состояние, когда направляющий выступ находится во втором положении частично внутри гнезда для направляющего выступа;

- фиг. 4d показывает состояние, когда направляющий выступ полностью вошел внутрь гнезда для направляющего выступа, и соединительные разъемы соединены.

Каждая из фиг.4a-d содержит четыре чертежа, из которых чертежи (i) и (ii) - это перспективные виды, чертеж (iii) - это вид сбоку, а чертеж (iv) - это тот же вид сбоку, что на чертеже (iii), но в продольном разрезе.

Фиг.5 иллюстрирует третий вариант осуществления соединительного устройства согласно изобретению и содержит три чертежа, из которых чертежи (i) и (iii) - это перспективные виды, а чертеж (ii) - это вид сбоку.

Фиг. 6 иллюстрирует четвертый вариант осуществления изобретения, при этом чертежи (i) и (ii) - это перспективные виды двух вариантов направляющего элемента этого варианта осуществления, чертежи (iii) и (iv) - это перспективные виды третьего варианта направляющего элемента, показывающие взаимодействие этого направляющего элемента с гнездом для этого направляющего элемента.

Фиг. 7 иллюстрирует пятый вариант осуществления изобретения, при этом чертежи (i) и (ii) - это перспективные виды двух вариантов направляющего элемента этого варианта осуществления, а чертежи (iii) и (iv) - это перспективные виды третьего варианта направляющего элемента, показывающие взаимодействие этого направляющего элемента с гнездом для этого направляющего элемента.

Осуществление изобретения

Фиг.1а и 1b - это принципиальные схемы, иллюстрирующие ситуацию, в которой может быть использовано соединительное устройство согласно изобретению.

Плавучее добывающее основание 1 и танкер 2 (которые показаны лишь частично) находятся на воде W и пришвартованы друг к другу посредством пары двойных швартовных тросов 3, расположенных по расходящейся схеме. Расстояние между этими судами может, например, поддерживаться за счет того, что танкер 2 поддерживает постоянное кормовое тянущее усилие, тем самым поддерживая швартовные тросы натянутыми. Плавучее добывающее основание 1 может представлять собой, например, плавучую систему добычи, хранения и отгрузки нефти и сжиженного природного газа, имеющую турельную якорную систему и способную свободно менять ориентацию. Такое оборудование хорошо известно в уровне техники.

Плавучее добывающее основание 1 оборудовано так называемой А-образной рамой 4, с возможностью поворота установленной на палубе плавучего добывающего основания, как показано двусторонней стрелкой на фиг. 1а. Три по существу параллельных гибких трубопровода 5 проходят между этими судами, два из которых предназначены для транспортировки сжиженного природного газа, в то время как третий предназначен для возвращения перешедшего из жидкой в газообразную фазу природного газа (испарительных потерь) из танкера 2 в плавучее добывающее основание 1. Эти гибкие трубопроводы могут, например, представлять собой выполненные из гофрированной нержавеющей стали и имеющие вакуумную изоляцию гибкие трубопроводы CRYODYN®. Гибкие трубопроводы 5 поддерживаются А-образной рамой 4, и каждый гибкий трубопровод 5 содержит на его свободном конце соединительную головку 16, предназначенную для соединения с соответствующим разъемом во втягивающем и соединяющем узле 6 танкера 2.

При стандартной операции втягивания и присоединения гибких трубопроводов 5 нос танкера 2 снабжен втягивающими лебедками (не показаны) и разъемами, которые будут описаны ниже. Когда А-образная рама позиционирована с подходящим наклоном, три соединительные головки 16 (часто одновременно) доставляются от плавучего добывающего основания 1 к втягивающему и соединяющему узлу 6, расположенному в носовой области танкера 2, а затем одна за другой втягиваются и фиксируются. Фиг.1а и 1b иллюстрируют гибкие трубопроводы 5 в таком соединенном и зафиксированном состоянии, при котором может происходить транспортировка текучей среды между судами.

Каждая соединительная головка 16 содержит соединительный фланец 15, соединительный разъем 12 с шаровым краном и вертлюжное соединение 10. Во втягивающем и соединяющем узле 6 имеется один стыкующий и соединяющий узел для каждой соединительной головки 16, содержащий втягивающую лебедку и соединительный разъем 20 с фиксирующим устройством, шаровым краном и фланцем 21.

Изобретение относится к соединительному устройству для транспортировки текучих сред между судами, и далее приведено подробное описание этого соединительного устройства, а также соответствующей процедуры соединения.

Описание первого варианта осуществления

Далее приведено описание первого варианта осуществления изобретения со ссылками на фиг. 2а-с и фиг. 3.

Фиг. 2а иллюстрирует состояние перед процессом соединения, когда соединительная головка 16 была притянута втягивающим тросом 8, присоединенным к направляющему выступу 101, в положение вблизи втягивающего и соединяющего узла 6. Как должно быть известно специалисту в данной области, другой конец втягивающего троса 8 присоединен к стандартной втягивающей лебедке (не показана), расположенной на танкере 2. На фиг. 2b направляющий выступ, расположенный на гибком трубопроводе 5, вошел во втягивающий и соединяющий узел 6, а фиг.2с показывает соединительное устройство в соединенном и зафиксированном состоянии, т.е. состоянии, которое схематично изображено на фиг.1а, b.

Рассмотрим сначала фиг. 2а. Гибкий трубопровод 5 на его свободном конце снабжен соединительной головкой 16, содержащей соединительный разъем 12 с шаровым краном, имеющий соединительный фланец 15, который предназначен для соединения с соответствующим вторым фланцем 21, расположенным на соединительном разъеме 20 на танкере 2. Шаровой кран открывается приводом 14 крана, когда соединение выполнено, о чем хорошо известно в уровне техники.

Далее, соединительная головка 16 содержит направляющий выступ 101, присоединенный к гибкому трубопроводу подходящим зажимным приспособлением 104. Направляющий выступ 101 состоит из головки 102 на его наружном свободном конце, основания 105 в его нижней части и шейки 103 в его средней части. Головка 102 направляющего выступа сравнительно невелика и, предпочтительно, в настоящем варианте осуществления имеет шарообразную форму. Основание 105 имеет по существу прямоугольное и удлиненное поперечное сечение, при этом его длинная сторона проходит вдоль центральной оси гибкого трубопровода. Шейка 103 тоже имеет по существу прямоугольное и удлиненное поперечное сечение, переходящее в поперечное сечение основания, а сторона шейки, обращенная к соединительному разъему 12, является по существу прямой и по существу параллельной центральной оси этого соединительного разъема (см. фиг. 3). Соединительная головка 18 соединена с гибким трубопроводом 5 посредством вертлюжного соединения 10.

Втягивающий и соединяющий узел 6 с возможностью поворота присоединен к танкеру 2 (на фиг. 2а показана лишь та часть поддерживающей конструкции танкера, которая находится непосредственно вблизи втягивающего и соединяющего узла 6) посредством карданного подвеса 26а, b. Этот карданный подвес (который также называют подвешиванием на универсальном шарнире) втягивающего и соединяющего узла 6 обеспечивает безмоментное соединение.

Конструкция карданного подвеса предназначена для несения внешних нагрузок от гибкого трубопровода и соединительной системы. Эта конструкция термически изолирована от иногда холодной трубопроводной системы в области установочного фланца соединительного разъема 20. Ось вращения трубопроводной системы совпадает с осью карданного подвеса при температуре окружающего воздуха. Трубопроводная система является нежесткой для возможности термических отклонений.

Соединительный разъем 20 содержит упоминавшийся выше второй фланец 21, множество фиксирующих захватов 22, фиксирующий привод 23 и активирующие элементы 24. Когда первый фланец 15 введен в контакт со вторым фланцем 21, фиксирующий привод 23 поворачивает активирующие элементы, в результате чего фиксирующие захваты 22 сопрягаются с первым фланцем 15 и образуется соединение. На этом этапе приводится в действие привод 14 крана, шаровые краны открываются, и текучие среды могут течь из гибкого трубопровода 5 внутрь трубопровода 25, расположенного на танкере. Описываемое соединение с кранами может относиться к любому типу, известному в уровне техники, например, оно может представлять собой «носовую соединительную систему», разработанную и продаваемую компанией MIB Italiana S.p.a. На фигурах трубопровод 25 между краном и емкостью танкера показан лишь частично, поскольку он известен в уровне техники и не требует раскрытия в рамках настоящего изобретения.

Во втягивающем и соединяющем узле 6 имеется стыковочная рама 122, в этом варианте осуществления имеющая шкив 126 для втягивающего троса 8. Стыковочная рама 122 содержит гнездо 123 для направляющего выступа, сконфигурированное для вмещения и поддержания по меньшей мере части направляющего выступа 101, о чем более подробно будет сказано ниже. Гнездо 123 для направляющего выступа выполнено с возможностью перемещения в стыковочной раме 122 между выдвинутым положением (изображенным на фиг. 2а) и втянутым положением (изображенным на фиг. 2с). В изображенном варианте осуществления это перемещение гнезда 123 для направляющего выступа является возвратно-поступательным по отношению к стыковочной раме 122 и обеспечивается одним или более приводом 130. Приводы 130 гнезда могут представлять собой гидравлические приводы или винтовые приводы. Гнездо 123 для направляющего выступа содержит отверстие 124, внутрь которого втягивается направляющий выступ, снабженное для удобства направляющими роликами 125. Фиг. 2а иллюстрирует форму и расположение направляющего выступа 101, а также то, что втягивающий трос присоединен к головке 102 направляющего выступа, и что направление тянущего усилия, прикладываемого к гибкому трубопроводу 5, отличается от направления центральной оси этого гибкого трубопровода. Это создает рычаг с большим плечом, обеспечивающий вращательное, продольное и поперечное выравнивание гибкого трубопровода в последней фазе вхождения направляющего выступа в гнездо для направляющего выступа.

На фиг. 2b направляющий выступ 101 втянут внутрь гнезда 123 для направляющего выступа и зафиксирован в этом положении подходящим фиксирующим приспособлением, таким как ось (не показана), проходящая сквозь соответствующие отверстия 106, 127 в направляющем выступе и гнезде для направляющего выступа, соответственно. Такое фиксирующее приспособление, которое известно в уровне техники и не требует дополнительного описания, позволяет снять натяжение втягивающего троса 8, поскольку направляющий выступ 101 в этом состоянии присоединен к гнезду 123 для направляющего выступа. Головка 102 направляющего выступа, которая имеет шарообразную форму, дополнительно поддерживается роликами 128а, b в гнезде 123.

Внутренняя часть гнезда для направляющего выступа имеет геометрию, которая ответна геометрии направляющего выступа, описанной выше. Гнездо для направляющего выступа имеет по существу прямоугольное воронкообразное отверстие для приема основания 105, имеющего по существу прямоугольное и удлиненное поперечное сечение.

Состояние, изображенное на фиг. 2b, также изображено на виде сбоку с местным разрезом на фиг. 3. Фиг. 3 иллюстрирует, что головка 102 направляющего выступа поддерживается двумя роликами 128а, b, и что сторона шейки 103, обращенная к соединительному разъему, по существу параллельна центральной оси этого соединительного разъема и поддерживается нижним роликом 128b. Этот признак, помимо того, что он является выгодным для операций втягивания и выравнивания, также является чрезвычайно выгодным в ситуации так называемого «экстренного отделения», т.е. когда соединительная головка 16 освобождается путем стравливания или отрезания троса без выдвижения выполненного с возможностью скольжения гнезда 123 для направляющего выступа. Эта конкретная форма направляющего выступа (в данном варианте осуществления - его шейки) гарантирует, что соединительная головка 16 при отделении от соединительного разъема 20 будет сначала перемещаться по траектории, приблизительно параллельной центральным осям а-а и b-b (см. фиг. 3), и только потом отделится и начнет перемещаться от гнезда 123 для соединительного выступа. Благодаря этому операция экстренного отделения может быть выполнена без риска повреждения фланцев соединительных разъемов.

Фиг. 3 также показывает, что внутренняя часть гнезда 123 для направляющего выступа имеет форму, которая соответствует форме направляющего выступа, и это обеспечивает выравнивание центральной оси а-а гибкого трубопровода 5 с центральной осью b-b соединительного разъема 20. Иными словами, эти две оси совпадают, когда направляющий выступ находится на месте внутри гнезда для направляющего выступа.

Фиг. 3 также иллюстрирует, что головка 102 направляющего выступа, к которой присоединен втягивающий трос, находится на расстоянии h от центральной оси а-а гибкого трубопровода, и что направление тяги втягивающего троса составляет с центральной осью а-а угол α.

Двойная стрелка М на фигуре 3 показывает, что гнездо 123 для направляющего выступа выполнено с возможностью перемещения назад и вперед в стыковочной раме 122 параллельно центральной оси b-b.

Таким образом, когда направляющий выступ 101 был зафиксирован внутри гнезда 123 для направляющего выступа, как изображено на фиг. 2b и 3, а две названные выше оси а-а и b-b совпадают, два фланца 15, 21 могут быть совмещены безопасным и контролируемым образом путем перемещения гнезда 123 для направляющего выступа в его вдвинутое положение, и соединение может быть выполнено и зафиксировано, как описано выше. На этом этапе, когда гибкий трубопровод выровнен с соединительным разъемом 20, два фланца 15, 21 могут быть подготовлены для совмещения, а именно, защитные покрытия и т.п. могут быть удалены контролируемым и безопасным образом.

Состояние с выполненным и зафиксированным совмещением изображено на фиг. 2с, где выполненное с возможностью перемещения гнездо 123 для направляющего выступа было перемещено (приводами 130) во втянутое положение в стыковочной раме, в результате чего фланцы были соединены и зафиксированы.

Описание второго варианта осуществления

Далее приведено описание второго варианта осуществления изобретения со ссылками на фиг.4a-d. На этих фигурах, которые представляют собой принципиальные схемы, показаны лишь те элементы, которые необходимы для объяснения сущности изобретения. Специалист в данной области, например, на основании информации, представленной на фиг.1-3 и в предыдущих частях настоящего описания, должен понимать, какие дополнительные компоненты требуются для практического воплощения этого варианта осуществления.

Фиг.4а иллюстрирует начальный этап процесса соединения, на котором втягивающий трос 8, прикрепленный к направляющему выступу 201, притянул гибкий трубопровод 5 в положение вблизи втягивающего и соединяющего узла 6. Как и в первом варианте осуществления, направляющий выступ 201 отходит на расстояние h от центральной оси а-а гибкого трубопровода (см. чертеж (iii)), a втягивающий трос 8 прикреплен к свободному концу направляющего выступа 201, или к головке 202. Как и в первом варианте осуществления, направление притягивания гибкого трубопровода не совпадает с центральной осью гибкого трубопровода.

В этом, втором, варианте осуществления втягивающий и соединяющий узел 6 содержит гнездо 223 для направляющего выступа, которое является неподвижным по отношению к стыковочной раме 222. Однако гнездо 223 для направляющего выступа может также быть выполнено с возможностью скольжения относительно стыковочной рамы 222, как в первом варианте осуществления.

В этом, втором, варианте осуществления направляющий выступ 201 и гнездо 223 для направляющего выступа имеют соответствующие друг другу и напоминающие колокол формы. Как изображено, в частности, на чертеже (i), гнездо 223 для направляющего выступа имеет некруглую форму поперечного сечения, а если говорить точнее, то оно имеет по существу прямоугольную форму поперечного сечения, при этом больший размер поперечного сечения по существу проходит вдоль центральной оси b-b соединительного разъема 20. Центральная ось d гнезда 223 для направляющего выступа и центральная ось b-b соединительного разъема 20 не параллельны друг другу, т.е. они образуют угол α, причем 0°<α<90α. Для конкретного соединительного устройства этот угол оценивают на основании масс и жесткости гибкого трубопровода и соединительной системы. Обычно 15°<α<35°.

Аналогичным образом, направляющий выступ 201 имеет форму, которая соответствует форме гнезда 223 для направляющего выступа, а больший размер поперечного сечения направляющего выступа по существу проходит вдоль центральной оси а-а гибкого трубопровода 5. В состоянии, изображенном на фиг.4а, центральная ось а-а гибкого трубопровода составляет угол β₁ c центральной осью b-b соединительного разъема 20.

На фиг.4b направляющий выступ 201 вошел в гнездо 223 для направляющего выступа. Описанные выше прямоугольные формы поперечных сечений обеспечивают поперечное выравнивание гибкого трубопровода 5 относительно соединительного разъема 20, т.е. расположение гибкого трубопровода 5 и соединительного разъема 20 в одной вертикальной плоскости. Далее, описанные выше напоминающие колокол формы служат для уменьшения угла между центральными осями а-а и b-b. Поэтому в этом состоянии центральная ось а-а гибкого трубопровода составляет угол β₂ с центральной осью b-b соединительного разъема 20, причем β₁<β₂.

В состоянии, изображенном на фиг.4c, направляющий выступ 201 был втянут дальше внутрь гнезда 223 для направляющего выступа, и нижние части этих двух компонентов взаимодействуют для поворота гибкого трубопровода 5, в результате чего центральная ось а-а составляет угол β₃ с центральной осью b-b, причем β₃<β₂.

В состоянии, изображенном на фиг.4d, направляющий выступ был полностью втянут внутрь гнезда 223 для направляющего выступа, первый фланец 15 и второй фланец 21 были совмещены, соединение завершено. В этом состоянии ось а-а гибкого трубопровода составляет угол β₄=0° с центральной осью b-b соединительного разъема 20, т.е. эти две оси выровнены. Направляющий выступ может предпочтительно быть зафиксирован в этом положении относительно гнезда для направляющего выступа посредством фиксирующей оси (не показана) или другого фиксирующего приспособления, известного в уровне техники.

Описание третьего варианта осуществления

Далее приведено описание третьего варианта осуществления изобретения со ссылкой на фиг. 5. На этой фигуре, которая содержит принципиальные схемы, показаны лишь те элементы, которые необходимы для объяснения сущности изобретения. Специалист в данной области, например, на основании информации, представленной на фиг. 1-4 и в предыдущих частях настоящего описания, должен понимать, какие дополнительные компоненты требуются для практического воплощения этого варианта осуществления.

Фиг.5 иллюстрирует начальный этап процесса соединения. Втягивающий трос 8 проходит сквозь гнездо 323, огибает шкив 326 и далее поступает на втягивающую лебедку (не показана). Специалист в данной области должен понимать, что гнездо 323 прикреплено к описанному выше втягивающему и соединяющему узлу 6 и является его частью.

В этом, третьем, варианте осуществления направляющий выступ на гибком трубопроводе представляет собой направляющую конструкцию 301, прикрепленную к гибкому трубопроводу 5. Направляющая конструкция 301 содержит:

- поперечину 301а, проходящую поперек центральной оси а-а гибкого трубопровода 5,

- пластину 301b, выровненную с центральной осью а-а и имеющую скос, который составляет угол δ с центральной осью а-а, а вершина пластины 301b находится на расстоянии h₁ от этой центральной оси, и

- три троса 301c, d, e; первый трос 301с прикреплен к пластине 301b вблизи ее вершины; второй трос 301d и третий трос 301е прикреплены к соответствующим концам указанной поперечины 301а; все три троса присоединены к втягивающему тросу 8 в одной точке Р, находящейся на расстоянии h от центральной оси а-а; функционально точка Р подобна описанной выше головке 102 направляющего выступа.

Таким образом, при такой конфигурации, как и в первом и втором вариантах осуществления, направление притягивания гибкого трубопровода составляет некоторый угол с центральной осью этого гибкого трубопровода.

Описание четвертого варианта осуществления

Далее приведено описание четвертого варианта осуществления изобретения со ссылкой на фиг.6. На этой фигуре, которая содержит принципиальные схемы, показаны лишь те элементы, которые необходимы для объяснения сущности изобретения. Специалист в данной области, например, на основании информации, представленной на фиг. 1-4 и в предыдущих частях настоящего описания, должен понимать, какие дополнительные компоненты требуются для практического воплощения этого варианта осуществления.

В этом, четвертом, варианте осуществления направляющий выступ на гибком трубопроводе представляет собой направляющую конструкцию 401, прикрепленную к гибкому трубопроводу (гибкий трубопровод не показан на фигуре 6). Чертеж (i) показывает треугольную пластину 401а, чертеж (ii) показывает прямоугольную пластину 401'а, а чертеж (iii) показывает круглую пластину 401''а. Пластины соединены с втягивающим тросом 8 через два троса 401b, c, которые сходятся в точке Р и присоединены к пластине на некотором расстоянии друг от друга.

Чертеж (iii) фиг. 6 иллюстрирует, что втягивающий трос 8 проходит сквозь гнездо 423, сквозь направляющее кольцо 426 и далее поступает на втягивающую лебедку (не показана). Специалист в данной области должен понимать, что гнездо 423 и направляющее кольцо 426 прикреплены к описанному выше втягивающему и соединяющему узлу 6 и являются его частью.

Чертеж (iv) фиг. 6 иллюстрирует состояние, когда направляющая конструкция 401 была полностью втянута внутрь гнезда 423, тросы 401b, с приложили выправляющий момент к пластине 401''а, прикрепленной к гибкому трубопроводу (не показан на фиг. 6), а гибкий трубопровод в результате этого был выровнен с втягивающим и соединяющим узлом, описанным выше.

Описание пятого варианта осуществления

Далее приведено описание пятого варианта осуществления изобретения со ссылкой на фиг. 7. На этой фигуре, которая содержит принципиальные схемы, показаны лишь те элементы, которые необходимы для объяснения сущности изобретения. Специалист в данной области, например, на основании информации, представленной на фиг. 1-4 и в предыдущих частях настоящего описания, должен понимать, какие дополнительные компоненты требуются для практического воплощения этого варианта осуществления.

В этом, пятом, варианте осуществления направляющий выступ на гибком трубопроводе представляет собой направляющую конструкцию 501, прикрепленную к гибкому трубопроводу (гибкий трубопровод не показан на фиг.7). Чертежи (i) и (ii) показывают треугольные пластины 501а, 501'а, а чертеж (iii) показывает круглую пластину 501''а. Пластины соединены с втягивающим тросом 8 через три троса 501b, c, d, которые сходятся в точке Р и присоединены к пластине по треугольной схеме расположения на некотором расстоянии друг от друга.

Чертеж (iii) фиг. 7 иллюстрирует, что втягивающий трос 8 проходит сквозь гнездо 523, сквозь направляющее кольцо 526 и далее поступает на втягивающую лебедку (не показана). Специалист в данной области должен понимать, что гнездо 523 и направляющее кольцо 526 прикреплены к описанному выше втягивающему и соединяющему узлу 6 и являются его частью.

Чертеж (iv) фиг.7 иллюстрирует состояние, когда направляющая конструкция 501 была полностью втянута внутрь гнезда 523, тросы 501b, c, d приложили выправляющий момент к пластине 501''а, прикрепленной к гибкому трубопроводу (не показан на фиг.7), а гибкий трубопровод в результате этого был выровнен с втягивающим и соединяющим узлом, описанным выше.

Общее для всех вариантов осуществления

Хотя изобретение было описано применительно к системе, в которой втягивающий и соединяющий узел 6 установлен на танкере 2, а свободный конец гибкого трубопровода 5 подается от плавучего добывающего основания 1, специалист в данной области должен понимать, что изобретение также может быть применено для обратной конфигурации, т.е. когда втягивающий и соединяющий узел установлен на плавучем добывающем основании.

Хотя изобретение было описано применительно к системе для транспортировки сжиженного природного газа в открытом море между плавучим добывающим основанием и танкером, специалист в данной области должен понимать, что соединительное устройство согласно изобретению также может быть применено в других системах транспортировки сжиженного природного газа, например, между морским судном и находящимся на суше предприятием, либо между другими объектами на суше или на море. Специалист в данной области также должен понимать, что изобретение моет быть применено и для других текучих сред, отличных от сжиженного природного газа.

Хотя изобретение является особенно подходящим для систем, имеющих гибкие трубопроводы 5 сравнительно низкой гибкости, предлагаемое соединительное устройство пригодно для трубопроводов любой гибкости.

Изобретение относится к соединительному устройству для транспортировки текучих сред, в частности для соединения первого соединительного разъема и второго соединительного разъема. Первый соединительный разъем содержит направляющий элемент, который отходит от первого соединительного разъема и имеет свободный конец на расстоянии (h) от центральной оси (а-а) первого соединительного разъема. Второй соединительный разъем содержит гнездо для направляющего элемента и втягивающие средства для втягивания направляющего элемента внутрь гнезда. Указанные втягивающие средства присоединены к свободному концу направляющего элемента. Изобретение позволяет притягивать первый соединительный разъем к гнезду под углом к центральной оси (а-а), причем, когда направляющий элемент находится внутри гнезда, центральная ось (а-а) первого соединительного разъема и центральная ось (b-b) второго соединительного разъема выровнены и совпадают, так что первый и второй соединительные разъемы выровнены по оси. Изобретение повышает надежность соединения системы. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Соединительное устройство, отличающееся тем, что оно содержит
первый соединительный разъем (12), снабженный направляющим элементом (101, 201, 301а-е, 401b, c, 501b-d), который отходит от первого соединительного разъема (12) и имеет свободный конец (102, 202, Р), расположенный на расстоянии (h) от центральной оси (а-а) первого соединительного разъема, при этом по меньшей мере часть направляющего элемента имеет некруглое поперечное сечение, и
второй соединительный разъем (20), снабженный гнездом (123, 223, 323, 423, 523) для направляющего элемента и втягивающими средствами (8) для втягивания направляющего элемента внутрь гнезда, при этом втягивающие средства (8) выполнены с возможностью присоединения к свободному концу (102, 202, Р) направляющего элемента, а по меньшей мере часть гнезда имеет некруглое поперечное сечение, форма которого ответна указанной части направляющего элемента с некруглым поперечным сечением, причем перемещение первого соединительного разъема к гнезду происходит под углом к центральной оси (а-а), а при расположении направляющего элемента внутри гнезда центральная ось (а-а) первого соединительного разъема и центральная ось (b-b) второго соединительного разъема выровнены и совпадают, так что первый и второй соединительные разъемы выровнены по оси.

2. Соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что свободный конец (102, 202) направляющего элемента имеет шарообразную форму, а основание (105, 205) направляющего элемента имеет по существу прямоугольное и удлиненное поперечное сечение, длинная сторона которого проходит вдоль указанной оси (а-а).

3. Соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что гнездо (223) имеет прямоугольное поперечное сечение и форму колокола на виде сбоку.

4. Соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что некруглые поперечные сечения являются прямоугольными, продолговатыми, овальными, треугольными или иными, так что обеспечены поперечный, продольный и вращательный выправляющие моменты для первого соединительного разъема (12).

5. Соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что тянущее усилие, прикладываемое втягивающими средствами (8), имеет направление, отличное от ориентации центральной оси первого соединительного разъема (12).

6. Соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере часть (103) направляющего элемента (101) поддерживается с возможностью перемещения поддерживающими элементами (128а, b) гнезда, причем указанная часть и указанные элементы имеют такую форму, что первый соединительный разъем (12) может перемещаться относительно второго соединительного разъема (20) в то время, когда центральная ось (а-а) первого соединительного разъема и центральная ось (b-b) второго соединительного разъема по существу совпадают и/или параллельны.

7. Соединительное устройство по п.6, отличающееся тем, что указанная часть (103) имеет поверхность, по существу параллельную указанным осям.

8. Соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что гнездо (123) расположено в стыковочной раме (122) и выполнено с возможностью скольжения в стыковочной раме (122) между выдвинутым положением, в котором направляющий элемент может быть втянут внутрь гнезда, и втянутым положением, в котором первый соединительный разъем (12) и второй соединительный разъем (20) соединены.

9. Соединительное устройство по п.8, отличающееся тем, что направляющий элемент зафиксирован в гнезде перед втягиванием последнего в положение, в котором первый соединительный разъем (12) и второй соединительный разъем (20) соединены.

10. Соединительное устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что первый соединительный разъем (12) присоединен к гибкому трубопроводу (5) для транспортировки сжиженного природного газа или природного газа, перешедшего из жидкой фазы в газообразную фазу, а второй соединительный разъем (20) присоединен к расположенному на судне (2) трубопроводу (25), для обеспечения транспортировки сжиженного природного газа или природного газа, перешедшего из жидкой фазы в газообразную фазу, между гибким трубопроводом (5) и расположенной на судне (2) емкостью.