НАЛИВНОЙ РУКАВ Российский патент 2015 года по МПК B63B27/24 B67D9/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в целом к наполняемому в морских условиях судну, такому как танкер снабжения и т.д., и, в частности, к системе для переноса углеводородов посредством соответствующего канала между оборудованием для добычи и/или хранения углеводородов и танкером снабжения.

Уровень техники

При добыче углеводородов на глубоководных площадях при определенных условиях имеется необходимость в отгрузке углеводородов из оборудования для их добычи и/или хранения путем проведения канала к наполняемому в морских условиях судну, такому как танкер снабжения, либо напрямую, либо через так называемый причальный буй якорного типа. Большие глубины, например более 300 метров, требуют, чтобы канал был подвешен между оборудованием для добычи и/или хранения и танкером снабжения, а не был проложен по морскому дну.

Уровень техники включает документ WO 0208116 А1, который описывает систему для переноса углеводородов из базирующихся на судне модулей для добычи и хранения углеводородов в динамически позиционируемые танкеры снабжения. Эта система содержит наливной рукав, который во время операции наливки проходит между концом базирующегося на судне модуля и носовым манифольдом танкера снабжения и который в периоды между использованиями хранится на базирующемся на судне модуле. Во время налива танкера снабжения наливной рукав висит с провисанием между базирующимся на судне модулем и манифольдом танкера снабжения. В таких системах уровня техники зазор (расстояние) между танкером снабжения и судном, содержащим модули для добычи и хранения углеводородов, составляет приблизительно 80 метров.

В настоящее время владельцы судов желают значительно увеличить зазор между оборудованием для добычи и/или хранения углеводородов и танкером снабжения - главным образом из соображений безопасности и эксплуатационной гибкости. В настоящее время обсуждаются зазоры приблизительно в 250-300 метров. Такое увеличение зазора увеличивает массу наливного рукава и требует установки на борту танкера более мощного всасывающего оборудования и более прочного соединительного оборудования для работы с нагрузками, обусловленными провисанием наливного рукава.

Раскрытие изобретения

Авторами документа разработано и воплощено изобретение, устраняющее недостатки уровня техники и создающее дополнительные преимущества.

Существенные признаки изобретения изложены в независимых пунктах формулы, а зависимые пункты формулы описывают дополнительные характеристики изобретения.

Предлагается система для переноса текучей среды, содержащая первую конструкцию и вторую конструкцию, расположенные в воде на расстоянии друг от друга, и канал для соединения указанных конструкций, характеризующаяся тем, что конструкции содержат соответствующие средства для подвешивания соответствующих концов канала, а канал содержит обеспечивающие плавучесть средства в его средней области и по меньшей мере один обеспечивающий плавучесть элемент в его концевой области.

В одном варианте осуществления средства для подвешивания конца канала на первой конструкции содержат катушку для хранения канала.

В одном варианте осуществления канал имеет свободный конец с соединительным средством для присоединения к соединительным и подвешивающим средствам на второй конструкции, а вблизи указанного соединительного средства в области свободного конца к каналу присоединен по меньшей мере один обеспечивающий плавучесть элемент, такой, что свободный конец канала способен плавать на поверхности или вблизи поверхности воды.

Предпочтительно, обеспечивающие плавучесть элементы и обеспечивающие плавучесть средства расположены вокруг соответствующей части канала и имеют такую форму, что канал может быть намотан на катушку без необходимости снятия этих обеспечивающих плавучесть элементов или обеспечивающих плавучесть средств.

В одном варианте обеспечивающие плавучесть элементы и обеспечивающие плавучесть средства содержат отделение, в которое может быть введен балласт.

В одном варианте осуществления первая конструкция представляет собой оборудование для добычи и/или хранения углеводородов, стоящее на морском дне, а вторая конструкция представляет собой танкер снабжения. Соединительные и подвешивающие средства в одном варианте осуществления расположены в носовой области танкера снабжения.

В одном варианте обеспечивающие плавучесть средства сконфигурированы с такой плавучестью по отношению к массе канала, который они поддерживают, что средняя область канала погружена, когда канал находится в воде.

Также предлагается наливной рукав для углеводородов, соединяющий оборудование для добычи и/или хранения углеводородов и транспортирующее углеводороды судно, причем указанные оборудование и судно расположены в воде на расстоянии друг от друга, характеризующийся тем, что он имеет обеспечивающие плавучесть средства в его средней области и по меньшей мере один обеспечивающий плавучесть элемент в его концевой области.

В одном варианте наливной рукав имеет свободный конец с соединительным средством для присоединения к соединительным и подвешивающим средствам на транспортирующем углеводороды судне, а вблизи этого соединительного средства в области свободного конца к наливному рукаву присоединен по меньшей мере один обеспечивающий плавучесть элемент, такой, что свободный конец способен плавать на поверхности или вблизи поверхности воды.

Предлагаемое изобретение позволяет использовать стандартные танкеры снабжения, даже когда расстояние между танкером снабжения и оборудованием для добычи и/или хранения углеводородов увеличено с современных 80 метров до 250-300 метров. Таким образом, нет необходимости в более мощном всасывающем оборудовании и более прочном соединительном оборудовании на танкере снабжения в отличие от уровня техники, где наливной рукав расположен с провисанием. Кроме того, в случае аварийной ситуации, при которой наливной рукав необходимо быстро отделить от танкера снабжения, соединительное средство этого рукава (свободный конец этого рукава) будет плавать на поверхности или вблизи поверхности воды, откуда его можно легко поднять.

Изобретение особенно полезно при таких условиях на море (например, при высоте H_S волны более 3 м), которые не позволяют использовать полностью плавучий наливной рукав, т.е. рукав, который плавает на поверхности воды.

Предлагаемый наливной рукав, когда он подвешен обоими концами на танкер снабжения и оборудование для добычи и/или хранения углеводородов, соответственно, погружен в воду, но в воде имеет W-образную форму благодаря обеспечивающим плавучесть средствам средней области. Когда конец наливного рукава отделен от танкера снабжения, обеспечивающие плавучесть элементы на свободном конце не позволяют этому свободному концу утонуть в воде.

Краткое описание чертежей

Эти и другие признаки изобретения станут понятны из нижеследующего описания предпочтительных вариантов его осуществления, которые являются лишь неограничивающими примерами, приведенного со ссылками на прилагаемые чертежи, из которых

фигура 1 - вид сбоку варианта осуществления системы согласно изобретению, показывающий наливной рукав, подвешенный между танкером снабжения и оборудованием для добычи и/или хранения углеводородов, находящимися на некотором номинальном расстоянии друг от друга,

фигура 2 - вид сбоку, подобный виду, показанному на фигуре 1, с тем отличием, что в данном случае расстояние меньше номинального расстояния,

фигура 3 - вид сбоку, подобный виду, показанному на фигуре 1, с тем отличием, что в данном случае расстояние больше номинального расстояния,

фигура 4 - вид сбоку, подобный виду, показанному на фигуре 1, с тем отличием, что в данном случае наливной рукав отделен и плавает на поверхности воды,

фигура 5 - вид сбоку двух обеспечивающих плавучесть элементов, которые присоединены к свободному концу наливного рукава, т.е. вблизи соединительного средства этого рукава,

фигура 6 - вид сбоку обеспечивающего плавучесть элемента, который присоединен к средней области наливного рукава.

Осуществление изобретения

Фигура 1 иллюстрирует оборудование 1 для добычи и/или хранения углеводородов (например, сооружение гравитационного типа - СГТ), стоящее на морском дне В, расположенном ниже толщи воды W. СГТ 1 снабжено катушкой 3 для наливного рукава 4 способом, известным в уровне техники. Наливной рукав 4, таким образом, свисает с катушки 3, проходит вниз в воду и проходит в погруженном состоянии к танкеру 2 снабжения, где конец этого наливного рукава с помощью соответствующего соединительного приспособления 6 подвешен на соединительных и подвешивающих средствах 10 и с возможностью сообщения текучей средой соединен с соединительными и подвешивающими средствами 10 в носовой области танкера 2 снабжения. Танкер 2 снабжения может быть заякорен на морском дне или может использовать оборудование динамического позиционирования. На фигуре 1 танкер 2 снабжения расположен на некотором номинальном расстоянии d₁ (например, 250 метров) от СГТ 1.

Некоторое количество обеспечивающих плавучесть элементов 5 расположено в средней области наливного рукава 4, что вынуждает среднюю область этого наливного рукава изгибаться вверх к поверхности воды и сообщает этому наливному рукаву форму растянутой буквы W или слабое провисание в воде. Общая плавучесть такова, что средняя область наливного рукава остается под поверхностью воды. Фигура 1 иллюстрирует, как обеспечивающие плавучесть элементы 5 могут быть распределены на наливном рукаве для получения указанной формы растянутой буквы W. Большее количество обеспечивающих плавучесть элементов 5 расположено вблизи средней области наливного рукава, сообщая большую плавучесть этой области, а меньшее количество обеспечивающих плавучесть элементов 5 расположено по обеим сторонам средней области, сообщая меньшую плавучесть этим областям. За исключением по меньшей мере одного обеспечивающего плавучесть элемента, речь о котором пойдет ниже, и который присоединен к свободному концу наливного рукава, никакие обеспечивающие плавучесть элементы не присоединены к областям наливного рукава, проходящим к танкеру снабжения и СГТ. Наливной рукав 4, показанный на фигуре 1, таким образом, содержит плавучую среднюю область, промежуточные области меньшей плавучести и неплавучие концевые области.

Один или более обеспечивающий плавучесть элемент 7a, b присоединен к наливному рукаву в области вблизи соединительного приспособления 6.

Фигура 2 показывает ту же систему, что и фигура 1, но иллюстрирует положение наливного рукава в воде, когда танкер 2 снабжения находится ближе к СГТ, чем на фигуре 1, например, на расстоянии d₂ (например, 150 м) от СГТ 1, которое меньше номинального расстояния d₁.

Фигура 3 показывает ту же систему, что и фигура 1, но иллюстрирует положение наливного рукава в воде, когда танкер 2 снабжения находится дальше от СГТ, чем на фигуре 1, например, на расстоянии d₃ (например, 310 метров) от СГТ 1, которое больше номинального расстояния d₁. Во всех этих состояниях, показанных на фигурах 1, 2, 3, наливной рукав не плавает на поверхности или вблизи поверхности воды.

Когда танкер 4 снабжения перемещается в позицию для налива углеводородов из СГТ, он маневрирует в так называемой зоне подключения, и пневматический тросомет (не показан) выстреливает трос поверх танкера снабжения. Этот трос одним концом присоединен к наливному рукаву, находящемуся на катушке на СГТ, а другой его конец присоединяется к устройству втягивания бросаемого конца троса, расположенному на танкере снабжения. Наливной рукав 4 затем разматывается путем вращения катушки 3 на СГТ, а соединительное приспособление 6 втягивается внутрь соединительных и подвешивающих средств 10 на танкере снабжения и присоединяется к этим соединительным и подвешивающим средствам 10. В этом состоянии (см. фигуру 1) может начинаться процесс налива. Когда налив завершен, описанные действия выполняют в обратном порядке, т.е. наливной рукав наматывают обратно на катушку 3. Обеспечивающие плавучесть элементы 5, 7a, b имеют такую форму и конфигурацию, что они могут оставаться на наливном рукаве даже тогда, когда он хранится на катушке.

В некоторых ситуациях (например, при аварии) наливной рукав немедленно отделяется от находящихся на танкере снабжения соединительных и подвешивающих средств 10 (так называемый быстрый разъем), т.е. без помощи описанных выше тросов и других приспособлений. При таком быстром разъеме свободный конец наливного рукава (т.е. соединительное приспособление 6) свободно падает в воду W. Фигура 4 иллюстрирует, как наливной рукав 4 плавает после быстрого разъема, когда он находится в воде в состоянии равновесия. Обеспечивающие плавучесть элементы 7a, b, находящиеся вблизи свободного конца наливного рукава, гарантируют, что свободный конец (и, следовательно, соединительное приспособление 6) будет плавать на поверхности или вблизи поверхности воды, откуда его с легкостью можно поднять. Обеспечивающие плавучесть элементы 7a, b свободного конца гарантируют, что наливной рукав не утонет в воде, где он может удариться о трубопроводы и другое оборудование, относящееся к СГТ, или о само СГТ.

Фигура 6 иллюстрирует вариант осуществления обеспечивающего плавучесть элемента 5, имеющего цилиндрическую форму и охватывающего часть наливного рукава 4.

Фигура 5 иллюстрирует два обеспечивающих плавучесть элемента согласно двум вариантам осуществления. Обеспечивающий плавучесть элемент 7a согласно одному варианту осуществления имеет цилиндрическую форму и охватывает часть наливного рукава 4. Обеспечивающий плавучесть элемент 7b согласно еще одному варианту осуществления имеет цилиндрическую форму и охватывает часть наливного рукава 4.

Обеспечивающие плавучесть элементы 5, 7а, b имеют плотность, которая подходит для конкретной ситуации. Например, обеспечивающий плавучесть элемент может иметь плотность 400 кг/м³. Обеспечивающие плавучесть элементы являются гибкими, выполненными таким образом, чтобы адаптироваться к форме катушки и выдерживать контактные усилия, когда наливной рукав хранится на катушке.

Обеспечивающие плавучесть элементы содержат внутренние отделения 9 для балласта, внутрь которых при необходимости может быть введен, например, твердый балласт для регулировки плавучести этих элементов во время их первой установки. Обеспечивающие плавучесть элементы содержат две одинаковые части, которые соединены вокруг наливного рукава подходящими средствами, например хомутами (не показаны), введенными в подходящие углубления 8.

Специалист в данной области должен понимать, что наливной рукав может также быть присоединен к манифольду, расположенному в средней части танкера снабжения, а не к носовому манифольду, как описано выше. В этом случае наливной рукав содержит стандартное клапанное соединительное приспособление и отдельный обеспечивающий плавучесть элемент, прикрепленный к концу наливного рукава.

Хотя описание предпочтительного варианта осуществления относится к наливному рукаву, специалист в данной области должен понимать, что изобретение в равной степени может быть применено к любым каналам, включая стальные трубопроводы, а также гнутые и негнутые гибкие сборные подводные трубопроводы, изготовленные из композитных материалов.

Изобретение относится к системе для переноса углеводородов посредством канала между оборудованием для добычи и/или хранения и танкером снабжения. Система содержит две конструкции, расположенные в воде на расстоянии друг от друга, и канал для их соединения. Конструкции содержат средства для подвешивания соответствующих концов канала. Канал в воде имеет форму растянутой буквы W и содержит обеспечивающие плавучесть средства. Средняя область канала остаётся ниже поверхности воды. Канал дополнительно содержит по меньшей мере один обеспечивающий плавучесть элемент в области свободного конца. Вблизи соединительного средства свободный конец канала способен плавать на поверхности воды после отделения от второй конструкции. Достигается увеличение зазора между оборудованием для добычи и/или хранения углеводородов и танкером снабжения без увеличения массы наливного рукава, обеспечение безопасности и эксплуатационной гибкости. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система для переноса текучей среды, содержащая первую конструкцию (1) и вторую конструкцию (2), расположенные в воде (W) на расстоянии друг от друга, и канал (4) для соединения конструкций (1, 2), причем указанные конструкции содержат соответствующие средства (3, 10) для подвешивания соответствующих концов канала (4), а канал содержит обеспечивающие плавучесть средства (5), включающие множество обеспечивающих плавучесть элементов, расположенных в средней области канала (4), таких, что указанный канал имеет в воде форму растянутой буквы W или слабое провисание, а общая плавучесть такова, что средняя область канала (4) остается ниже поверхности воды (W) и свободный конец с соединительным средством (6) для присоединения к соединительным и подвешивающим средствам (10), расположенным на второй конструкции (2), отличающаяся тем, что канал дополнительно содержит по меньшей мере один обеспечивающий плавучесть элемент (7a, b) в области указанного свободного конца и вблизи соединительного средства (6), такой, что свободный конец канала способен плавать на поверхности (S) или вблизи поверхности (S) воды после отделения от второй конструкции (2).

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что средства для подвешивания конца канала (4) на первой конструкции (1) содержат катушку (3) для хранения канала (4).

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что количество обеспечивающих плавучесть элементов (7a, b) меньше, чем количество обеспечивающих плавучесть элементов, составляющих обеспечивающие плавучесть средства (5).

4. Система по п.2, отличающаяся тем, что обеспечивающие плавучесть элементы (7a, b) расположены вокруг части канала и имеют такую форму, что канал может быть намотан на катушку (3) без необходимости снятия этих обеспечивающих плавучесть элементов.

5. Система по п.2, отличающаяся тем, что обеспечивающие плавучесть средства (5) расположены вокруг части канала и имеют такую форму, что канал может быть намотан на катушку (3) без необходимости снятия этих обеспечивающих плавучесть средств.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что обеспечивающие плавучесть элементы (7а, b) и обеспечивающие плавучесть средства (5) содержат отделение (9), внутрь которого может быть введен балласт.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что первая конструкция (1) представляет собой оборудование для добычи и/или хранения углеводородов, стоящее на морском дне (В), а вторая конструкция (2) представляет собой танкер снабжения.

8. Система по п.7, отличающаяся тем, что соединительные и подвешивающие средства (10) расположены в носовой области танкера снабжения.

9. Система по одному из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что обеспечивающие плавучесть средства (5) имеют такую плавучесть по отношению к массе поддерживаемого ими канала, что средняя область канала погружена при нахождении канала в воде.

10. Наливной рукав (4) для углеводородов, соединяющий оборудование (1) для добычи и/или хранения углеводородов и транспортирующее углеводороды судно (2), причем указанные оборудование (1) и судно (2) расположены в воде (W) на расстоянии друг от друга, отличающийся тем, что содержит обеспечивающие плавучесть средства (5), включающие множество обеспечивающих плавучесть элементов, расположенных в средней области наливного рукава (4), таких, что наливной рукав (4) имеет в воде форму растянутой буквы W или слабое провисание, а общая плавучесть такова, что средняя область наливного рукава остается ниже поверхности воды (W), и по меньшей мере один обеспечивающий плавучесть элемент (7a, b) в области свободного конца наливного рукава, такой, что указанный свободный конец способен плавать на поверхности (S) или вблизи поверхности (S) воды после отделения от судна (2).

11. Наливной рукав по п.10, отличающийся тем, что указанный свободный конец содержит соединительное средство (6) для присоединения к соединительным и подвешивающим средствам (10) на транспортирующем углеводороды судне (2).