СИСТЕМА ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ЖИДКОСТИ МЕЖДУ СУДНОМ И ПЛАВУЧИМ СООРУЖЕНИЕМ, НАПРИМЕР СУДНОМ КЛИЕНТА Российский патент 2018 года по МПК B63B27/34 B63B27/24 B67D9/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к области перекачки жидкости и, в частности, к перекачке сжиженного природного газа между судном и плавучим сооружением, например судном клиента.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из уровня техники известны системы для перекачки сжиженного природного газа между двумя судами в море.

Документом WO 0134460 раскрывается система, посредством которой сжиженный природный газ может перекачиваться между судном, добывающим сжиженный природный газ, и судном, транспортирующим сжиженный природный газ. Система перекачки содержит три параллельные гибкие трубы, две из которых используются для перекачки сжиженного природного газа с добывающего судна на транспортное судно, тогда как третья труба используется для перекачки газа с транспортного судна на добывающее судно, чтобы уравнять давления в верхних частях резервуаров, в которых вещество находится в газообразном состоянии, на обоих судах и предотвратить падение давления внутри резервуара на добывающем судне. Три гибкие трубы подвешены на мачте, установленной на палубе добывающего судна в подвижном положении, и имеют свободный конец, снабженный соединительным элементом, который взаимодействует с соответствующим соединительным элементом на транспортном судне. Соединительные элементы снабжены средствами экстренного разъединения, посредством которых они могут разъединяться, и перекачка сжиженного природного газа может быть прервана. Управление средствами экстренного разъединения осуществляется дистанционно с транспортного судна посредством гидравлического контура.

Такая система перекачки не является в полной мере удовлетворительной. В действительности, в связи с тем, что соединительные элементы с возможностью экстренного разъединения очень тяжелы, их расположение на свободном конце гибких труб делает маневрирование гибкими трубами очень сложным, вследствие чего операции соединения занимают много времени и не очень безопасны. Кроме того, присутствие гидравлического контура, управляющего средствами экстренного разъединения, повышает стоимость и сложность системы перекачки.

Кроме того, также известны системы перекачки между бункеровочным судном и судном клиента, содержащие гибкие трубы, снабженные соединительными устройствами с возможностью экстренного разъединения, содержащими два элемента, которые могут разделяться автоматически при приложении разделяющей силы, превышающей некоторое пороговое значение. Такие соединительные устройства с возможностью экстренного разъединения также нуждаются в гидравлических контурах управления. Соединительные устройства с возможностью экстренного разъединения располагаются на срединном участке каждой гибкой трубы, таким образом, при приложении растягивающей силы между концами гибких труб они испытывают нагрузку натяжением вдоль направления, в котором они разделяются.

Однако такие системы перекачки также не вполне удовлетворительны. В действительности, во избежание риска повреждения гибких труб вследствие чересчур больших прогибающих сил на концах гибких труб два конца гибких труб должны по существу находиться на одной линии. В дополнение к этому соединительные устройства с возможностью экстренного разъединения могут разъединяться преждевременно, когда они подвергаются воздействию растягивающих сил, не прилагаемых в направлении, в котором они разделяются. На практике расположить два конца гибких труб на одной линии возможно только для одного конкретного положения коллектора на судне клиента. Кроме того, такая система перекачки не может быть приспособлена к большому многообразию конфигураций коллектора на судне клиента. Кроме того, манипуляции с соединительными устройствами с возможностью экстренного разъединения осуществляются в то время, когда гибкие трубы подсоединены к коллектору на судне клиента, что создает угрозу их повреждения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Одна идея, лежащая в основе изобретения, заключается в том, чтобы предложить систему перекачки жидкости между судном и плавучим сооружением, которая будет проста, безопасна, надежна и которую может быть приспособлена к большому многообразию конфигураций.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретением предлагается система для перекачки жидкости между судном и плавучим сооружением, содержащая:

- мачту, содержащую ближний конец, предназначенный для установки на палубе судна с возможностью поворота, и дальний конец;

- линию перекачки жидкости, проходящую вдоль мачты;

- гибкую трубу, содержащую первый конец, подсоединенный к линии перекачки жидкости, и второй конец, предназначенный для подсоединения к коллектору плавучего сооружения в ходе выполнения операции перекачки жидкости, гибкая труба снабжена соединительным устройством, выполненным с возможностью экстренного разъединения, содержащим два элемента, которые могут автоматически разделяться в направлении разделения при приложении разделяющей силы, превышающей пороговое значение; и

- направляющий элемент, несущей конструкцией которого выступает мачта, содержащий выпуклую направляющую поверхность для гибкой трубы, которая может принимать на себя растягивающую силу в гибкой трубе, прилагаемую между первым и вторым концами гибкой трубы, когда растягивающая сила прижимает гибкую трубу к выпуклой направляющей поверхности, выпуклая направляющая поверхность размещается относительно соединительного устройства с возможностью экстренного разъединения таким образом, что когда растягивающая сила прилагается между первым и вторым концами гибкой трубы, гибкая труба прижимается к выпуклой направляющей поверхности, направление d разделения разделяемых элементов проходит по касательной к упомянутой выпуклой направляющей поверхности таким образом, что упомянутая растягивающая сила прилагается к соединительному устройству с возможностью экстренного разъединения в направлении d разделения.

Таким образом, соединительное устройство с возможностью экстренного разъединения не требует гидравлического контура управления.

Кроме того, направляющий элемент позволяет обеспечивать такую работу устройства, что когда растягивающая сила прилагается между концами гибкой трубы, эта растягивающая сила по существу прилагалась в направлении разделения между двумя разделяемыми элементами соединительного устройства с возможностью экстренного разъединения, в результате чего силы, воздействующие на гибкую трубу, могут быть ограничены. Направляющий элемент также позволяет предотвращать преждевременное разъединение соединительного устройства с возможностью экстренного разъединения. Направляющий элемент также позволяет ограничивать прогибающие силы, воздействующие на гибкую трубу в точке соединения между первым концом гибкой трубы и линией перекачки.

Наконец, так как гибкая труба подвешена на подвижной мачте, система перекачки может быть приспособлена ко многим разным конфигурациям.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления такая система перекачки может содержать один или более следующих отличительных признаков:

- направляющий элемент размещается на мачте на некотором расстоянии от дальнего конца мачты, система содержит седло, подвешенное на дальнем конце мачты, содержащее верхнюю выпуклую поверхность, поддерживающую гибкую трубу;

- седло подвешивается на дальнем конце мачты посредством подъемного устройства. Таким образом, свободный конец гибкой трубы может быть легко доведен до коллектора плавучего сооружения без какой-либо механической нагрузки на гибкую трубу;

- расстояние между направляющим элементом и дальним концом мачты таково, что, когда мачта находится в крайнем поднятом положении, гибкий трубопровод образует петлю между направляющим элементом и седлом, радиус изгиба которой больше или равен минимальному допустимому радиусу изгиба для гибкой трубы;

- направляющий элемент имеет радиус изгиба, больший или равный минимальному допустимому радиусу изгиба для гибкой трубы;

- в зоне соединения между гибкой трубой и линией перекачки жидкости, линия перекачки жидкости сориентирована в направлении конца линии перекачки с продольной компонентой относительно оси мачты, направленной к одному из дальнему или ближнему концов мачты; выпуклая направляющая поверхность направлена к упомянутому дальнему или ближнему концу мачты, к которому направлена продольная компонента направления, в котором направлен конец линии перекачки жидкости;

- направление конца линии перекачки жидкости проходит по касательной к выпуклой направляющей поверхности;

- соединительное устройство с возможностью экстренного разъединения расположено на первом конце гибкой трубы с целью соединения гибкой трубы и линии перекачки жидкости;

- гибкая труба содержит первый гибкий участок, проходящий между ее первым концом и соединительным устройством с возможностью экстренного разъединения, и второй гибкий участок, проходящий между соединительным устройством с возможностью экстренного разъединения и ее вторым концом;

- второй гибкий конец гибкой трубы связан с буем. Преимущество обеспечивается, если буй крепится ко второму гибкому участку вблизи соединительного устройства с возможностью экстренного разъединения;

- система содержит множество линий перекачки жидкости, проходящих вдоль мачты, и множество гибких труб, каждая из которых содержит первый конец, подсоединенный к линии перекачки жидкости, второй конец, который предназначен для подсоединения к коллектору плавучего сооружения, и соединительное устройство с возможностью экстренного разъединения, содержащее два элемента, которые могут разделяться автоматически в направлении d разделения при приложении разделяющей силы, превышающей пороговое значение, выпуклая направляющая поверхность размещена относительно соединительного устройства с возможностью экстренного разъединения таким образом, что когда растягивающие силы, действующие между первым и вторым концами гибких труб, прижимают гибкие трубы к выпуклой направляющей поверхности, направления d разделения разделяемых элементов проходят по касательной к упомянутой выпуклой направляющей поверхности, вследствие чего силы воздействуют на соединительное устройство с возможностью экстренного разъединения в направлении d разделения;

- выпуклая направляющая поверхность содержит, для каждой гибкой трубы, направляющий паз, каждый из направляющих пазов окаймлен разделительными стенками;

- направляющий элемент выполнен в форме части полого колокола, содержащего вершину, снабженную отверстием для прохода гибких труб;

- выпуклая направляющая поверхность направляющего элемента покрыта нелипким покрытием;

- выпуклая направляющая поверхность снабжена множеством роликов, установленных с возможностью вращения;

- система содержит тормозное устройство для управления скоростью падения гибкой трубы в ходе экстренного разъединения, тормозное устройство, содержащее:

- барабан

- трос, частью намотанный на барабан и частью прикрепленный к одному из разделяемых элементов соединительного устройства с возможностью экстренного разъединения;

- вал, связанный с барабаном, который может перемещаться в ходе вращения таким образом, что вращение барабана в направлении, в котором разматывается трос, заставляет вал вращаться;

- насос-дозатор, снабженный ротором, соединенным с возможностью вращения с валом; и

- замкнутый гидравлический контур, связанный с насосом-дозатором, снабженным регулятором потока;

- система содержит множество линий перекачки жидкости, проходящих вдоль мачты, и множество гибких труб, каждая из которых содержит первый конец, подсоединенный к линии перекачки жидкости, и второй конец, предназначенный для подсоединения к коллектору плавучего сооружения, и соединительное устройство с возможностью экстренного разъединения, содержащее два элемента, которые могут разделяться автоматически; для каждой гибкой трубы тормозное устройство содержит барабан и трос, намотанный на упомянутый барабан и крепко прикрепленный к одному из разделяемых элементов соединительного устройства с возможностью экстренного разъединения упомянутой гибкой трубы; каждая труба связана с валом посредством устройства, имеющего колесо, способное свободно двигаться в одном направлении, или колесо без обратного хода, при этом вращение барабана в направлении, в котором разматывается трос, заставляет вал вращаться в первом направлении вращения, и вал может свободно поворачиваться в первом направлении вращения, не заставляя барабан вращаться в направлении, в котором разматывается трос;

- один конец троса прикреплен к шпонке, барабан имеет паз для крепления упомянутой шпонки;

- система также содержит устройство для обнаружения экстренного разъединения, которое может обнаруживать вращение барабана тормозного устройства и выдавать сигнал обнаружения, когда обнаруживается вращение барабана;

- устройство обнаружения экстренного разъединения выполнено с возможностью подачи сигнала тревоги и/или сигнала остановки насосу, предназначенному для обеспечения перекачки жидкости между судном и плавучим сооружением по линии перекачки жидкости и гибкой трубе;

- устройство обнаружения экстренного разъединения содержит один или более датчиков движения, каждый из которых связан с барабаном. Датчик(-и) движения выбирается (-ются) из датчиков движения, таких как роликовые датчики, датчики линейного смещения, бесконтактные датчики, такие как магнитные датчики и волоконно-оптические датчики.

В соответствии с одним вариантом осуществления, изобретением также предлагается судно, оборудованное системой перекачки, как упомянуто выше.

В соответствии с одним вариантом осуществления, изобретением также предлагается способ для перекачки жидкости, в котором в ходе операции перекачки мачта располагается таким образом, что когда растягивающая сила прилагается между первым концом и вторым концом гибкой трубы, упомянутая гибкая труба прижимается к выпуклой направляющей поверхности.

В одном варианте осуществления способ содержит операцию опорожнения гибкой трубы, в ходе которой мачта перемещается в положение, в котором гибкая труба занимает положение уклона, нисходящего от мачты по направлению к коллектору судна таким образом, чтобы позволять жидкости, присутствующей внутри гибкой трубы, течь под действием гравитации.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения также предлагается тормозное устройство для управления скоростью падения множества гибких труб, оборудованных соединительным устройством экстренного разъединения, тормозное устройство, содержащее для каждой гибкой трубы барабан и трос, частью намотанный на барабан и частью прикрепленный к одному из разделяемых элементов соединительного устройства с возможностью экстренного разъединения; тормозное устройство, содержащее подвижный вал, насос-дозатор, оборудованный ротором, соединенным с валом во вращении, и замкнутый гидравлический контур, связанный с насосом-дозатором, снабженным регулятором потока, каждый барабан связан с валом посредством устройства, имеющего колесо, которое способно свободно вращаться в одном направлении, или колесо без обратного хода, при этом вращение барабана в направлении, в котором разматывается трос, заставляет вал вращаться в первом направлении вращения, и вал может свободно поворачиваться в первом направлении вращения, не заставляя барабан вращаться в направлении, в котором разматывается трос.

Следует отметить, что такое тормозное устройство также может применяться для систем перекачки, отличных от системы перекачки, которая будет описана ниже. В целом, такое тормозное устройство может найти применение во всех системах перекачки, содержащих множество гибких труб, снабженных соединительным устройством с возможностью экстренного разъединения, падение которых необходимо затормаживать при осуществлении экстренного разъединения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Изобретение будет лучше понято и его дальнейшие цели, детали, отличительные признаки и преимущества станут более очевидными в ходе приведенного ниже описания нескольких конкретных вариантов осуществления изобретения, приведенных исключительно в целях неограничивающей иллюстрации, со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг. 1-5 являются изображениями системы перекачки жидкостей, иллюстрирующими этапы маневрирования системой перекачки для соединения судна с плавучим сооружением.

Фиг. 6 является подробным изображением конца мачты системы перекачки на фиг. 1-5.

На фиг. 7а и 7b показано соединительное устройство с возможностью экстренного разъединения в соединенном состоянии и разъединенном состоянии соответственно.

На фиг. 8 представлена схематическая иллюстрация суппорта и направляющей для гибкой трубы системы перекачки в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения..

Фиг. 9-13 являются схематическими изображениями систем перекачки в соответствии с пятью различными вариантами осуществления, на которых показано сплошной линией положение покоя гибкой трубы и штриховыми линиями - положение трубы, когда растягивающая сила между первым и вторым концами гибкой трубы прижимает гибкую трубу к направляющему элементу.

На фиг. 14 показан направляющий элемент для гибких труб в соответствии с одним вариантом осуществления.

На фиг. 15 показан направляющий элемент для гибких труб в соответствии с другим вариантом осуществления.

На фиг. 16 представлен вид в перспективе тормозного устройства для управления скоростью падения гибких труб в ходе экстренного разъединения.

На Фиг. 17 представлен вид в перспективе, на котором частично показано тормозное устройство на фиг. 16.

На фиг. 18 показан барабан тормозного устройства на фиг. 16 и 17, снабженный шпонкой, которая позволяет кабелю высвобождаться.

На фиг. 19 представлен схематический вид в поперечном сечении тормозного устройства на фиг. 16 и 17.

На фиг. 20 показано тормозное устройство, связанное с устройством обнаружения экстренного разъединения, в соответствии с первым вариантом осуществления.

На фиг. 21 показано тормозное устройство, связанное с устройством обнаружения экстренного разъединения, в соответствии со вторым вариантом осуществления.

На фиг. 22 показано тормозное устройство, связанное с устройством обнаружения экстренного разъединения, в соответствии с третьим вариантом осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Далее описывается система перекачки, которая может использоваться для перекачки жидкости, такой как сжиженный природный газ (СПГ), между судном снабжения и плавучим сооружением, например судном клиента, судно снабжения может представлять собой, например, бункеровочное судно, отвечающее за заправку других судов, перевозящих СПГ, а судно клиента может представлять собой судно, работающее на СПГ.

На фиг. 1-6 показано, что система перекачки содержит решетчатую мачту 1, установленную на палубе 2 судна 3 снабжения. Решетчатая мачта 1 содержит три стойки, соединенные друг с другом посредством множества скрепляющих поперечин, проходящих между стойками.

Мачта 1 несет на себе множество линий 4 перекачки, проходящих вдоль мачты. Линии 4 перекачки содержат жесткие элементы. Например, мачта 1 несет на себе три линии 4 перекачки. Две линии 4 перекачки подсоединяются к резервуару для хранения сжиженного природного газа на судне 3 снабжения и используются для перекачки сжиженного природного газа от судна 3 снабжения к судну клиента. Третья линия 4 перекачки позволяет откачивать природный газ в газообразном состоянии от судна 5 клиента к судну 3 снабжения. Третья линия 4 перекачки может подсоединяться к установке повторного сжижения природного газа, размещенной на судне 3 снабжения. Преимущество обеспечивается, если насосы, установленные на судне 3 снабжения, и/или насосы, установленные на судне 5 клиента, используются для создания давления, необходимого для перекачки сжиженного природного газа.

Линии 4 перекачки имеют дальний конец 6, проходящий на некотором расстоянии от дальнего конца 7 мачты 1. Каждый из дальних концов 6 линий 4 перекачки подсоединяется к гибкой трубе 8. Гибкие трубы 8, таким образом, содержат первый конец 9, подсоединенный к линии 4 перекачки, и второй свободный конец 10, предназначенный для подсоединения к коллектору 11 на судне 5 клиента, таким образом жидкость может перекачиваться между судном 3 снабжения и судном 4 клиента.

Преимущество обеспечивается, если гибкие трубы 8 содержат криогенные трубы, такие как композитные трубы или трубы с двойными стенками из нержавеющей стали, в которых промежуточное пространство заполнено изоляционным материалом. В одном варианте осуществления изоляционный материал находится под отрицательным давлением в целях повышения его изоляционных свойств.

Мачта 1 устанавливается посредством шарнирного сочленения на палубе 2 судна 3 снабжения. Для этого, мачта 1 устанавливается с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси между опущенным положением, показанным на фиг. 1, и крайним поднятым положением, показанным на фиг. 4. В своем крайнем поднятом положении мачта 1 наклонена под углом, составляющим приблизительно 60°, относительно палубы 2 судна 3 снабжения. Мачта 1 также устанавливается с возможностью вращательного движения вокруг вертикальной оси. Для достижения этой цели мачта 1 устанавливается на основании 12, которое может вращаться вокруг вертикальной оси. С тем чтобы мачта 1 могла перемещаться между своим опущенным положением и своим крайним поднятым положением, система перекачки снабжена набором приводных домкратов 13, у каждого из которых один конец крепится посредством шарнирного сочленения к стойкам мачты 1, а второй конец крепится посредством шарнирного сочленения к основанию 12.

Система перекачки содержит седло 14, поддерживающее гибкие трубы 8, подвешенные на дальнем конце 7 мачты 1. Седло 14 имеет верхнюю выпуклую поверхность 15, поддерживающую гибкие трубы 8. Верхняя выпуклая поверхность 15 представляет собой куполообразную поверхность, радиус изгиба которой больше или равен минимальному допустимому радиусу изгиба гибких труб 8. Минимальный допустимый радиус изгиба соответствует минимальному значению радиуса, до которого гибкие трубы 8 могут сгибаться без повреждения или без сокращения срока их службы. Это значение, как правило, указывается производителями гибких труб. Например, минимальный допустимый радиус изгиба составляет порядка 700 мм в случае с криогенными трубами, имеющими наружный диаметр порядка 170 мм, и порядка 500 мм для таких криогенных труб, имеющих наружный диаметр порядка 100 мм.

Седло 14 подвешивается на дальнем конце 7 мачты посредством подъемного устройства. Подъемное устройство представляет собой тросовое подъемное устройство. Подъемное устройство содержит барабан 16, который может приводиться во вращение посредством электродвигателя, обратного блока 17, расположенного на дальнем конце 7 мачты 1, и троса 18, взаимодействующего с обратным блоком 17, который частью намотан на барабан 16 и частью прикреплен к седлу 14.

Как показано на фиг. 6, гибкие трубы 8 имеют устройство 19 соединения с возможностью экстренного разъединения вблизи их первых концов 9. Например, такое устройство 19 соединения с возможностью экстренного разъединения подробно показано в соединенном состоянии на фиг. 7а и в разъединенном состоянии на фиг. 7b.

Соединительное устройство 19 с возможностью экстренного разъединения содержит два разделяемых элемента 20, 21. Два элемента 20, 21 могут разделяться в направлении разделения d, когда прилагается разделяющая сила, превышающая пороговое значение. В показанном варианте осуществления каждый из двух элементов 20, 21 имеет полый цилиндрический корпус 22, через который может циркулировать жидкость. Каждый из двух элементов 20, 21 имеет крепежный фланец 23, обеспечивающий герметичное соединение с крепежным фланцем 23 другого элемента. Крепежные фланцы 23 крепятся друг к другу посредством крепежного приспособления 24, которое выполнено с возможностью разрушения при приложении к соединительному устройству 19 с возможностью экстренного разъединения, разделяющей силы, превышающей определенное пороговое значение.

Каждый из разделяемых элементов 20, 21 снабжен обратным клапаном 25, который может предотвращать проход жидкости в случае разделения элементов 20, 21. В показанном варианте осуществления обратный клапан 25 устанавливается с возможностью перемещения внутри полого цилиндрического корпуса 22 между открытым положением, показанным на фиг. 7а, в котором обратный клапан 25 позволяет жидкости проходить через устройство 19 соединения с возможностью экстренного разъединения, и закрытым положением, показанным на фиг. 7b, в котором обратный клапан 25 образует герметичный стык с выступом 26 полого цилиндрического корпуса 22 для предотвращения прохода жидкости. Каждый из обратных клапанов 25 возвращается в свое закрытое положение посредством пружины 27. Кроме того, обратные клапаны 25 включают в себя дисковые приспособления 28, упирающиеся друг в друга, когда два элемента 20, 21 устройства 19 соединения с возможностью экстренного разъединения соединены таким образом, чтобы сжимать пружины 27 и удерживать обратные клапаны 25 в открытом положении.

В одном варианте осуществления, который не показан на фигурах, обратные клапаны устанавливаются с возможностью поворота между их открытыми положениями и их закрытыми положениями.

Возвращаясь к фиг. 6, можно увидеть, что система перекачки также оборудована направляющим элементом 29, посредством которого гибкие трубы 8 могут направляться таким образом, что когда растягивающая сила прилагается к гибким трубам 8 между их первыми концами 9 и их вторыми концами 10, эта сила воздействует на устройство 19 соединения с возможностью экстренного разъединения в направлении d, в котором разделяются разделяемые элементы 20, 21. В показанном варианте осуществления видно, что участок гибкой трубы 8 проходит между устройством 19 соединения с возможностью экстренного разъединения и концом 6 линии перекачки. Посредством такого размещения направление d разделения устройства 19 соединения с возможностью экстренного разъединения идеально располагается при приложении растягивающей силы к гибкой трубе 8.

Направляющий элемент 29 содержит выпуклую направляющую поверхность 30. Выпуклая направляющая поверхность 30 имеет куполообразную форму, имеющую радиус изгиба больший или равный минимальному допустимому радиусу изгиба гибких труб 8.

Когда растягивающая сила прилагается между первым концом 9 и вторым концом 10 гибких труб 8, гибкие трубы 8 прижимаются к направляющей поверхности 29, которая затем принимает на себя растягивающую силу. Участок гибких труб 8, проходящий между концом 6 линии 4 перекачки и направляющим элементом 28, затем нагружается натяжением, при этом направление d разделения проходит по касательной к выпуклой направляющей поверхности 30. Таким образом, растягивающая сила прилагается к устройству 19 соединения с возможностью экстренного разъединения в направлении разделения.

В целях ограничения прогибающих нагрузок, воздействующих на гибкие трубы в точке соединения между первым концом 9 гибких труб 8 и линиями 6 передачи, выпуклая направляющая поверхность 30 направлена к дальнему концу 7 мачты 1, когда конец 6 линии передачи сориентирован в направлении к дальнему концу 7 мачты 1. В то же время, как будет видно далее в отношении других вариантов осуществления, выпуклость выпуклой направляющей поверхности 30 удобным образом сориентирована в направлении к дальнему концу мачты 1, когда конец 6 линии 4 перекачки в целом направлен к дальнему концу мачты 1. Далее преимущество также обеспечивается, если конец 6 линии 4 перекачки также будет сориентирован по касательной к выпуклой направляющей поверхности 30.

Далее, как показано на фиг. 8, расстояние х между направляющим элементом 29 и дальним концом 7 мачты 1, на которой подвешено седло 14, определяется таким образом, что когда мачта 1 расположена в своем крайнем поднятом положении, гибкие трубы 8 образуют петлю 31, радиус изгиба которой больше или равен минимальному допустимому радиусу изгиба для гибких труб 8.

На фиг. 1-5 показана последовательность этапов маневрирования системой перекачки в ходе операции перекачки жидкости между судном 3 снабжения и судном 5 клиента.

В опущенном положении, показанном на фиг. 1, мачта 1 проходит, по существу, горизонтально. Когда судно 3 снабжения и судно 5 клиента пришвартовываются друг к другу, мачта 1 перемещается таким образом, что ее дальний конец 7 располагается вблизи от коллектора 11 на судне 5 клиента, как показано на фиг. 2. Затем осуществляется управление устройством, поднимающим седло 14, с тем чтобы разместить седло 14 на палубе судна 5 клиента. Гибкие трубы 8 затем подсоединяются к коллекторам 11 судна 5 клиента, с тем чтобы сжиженный природный газ мог перекачиваться между судном 3 снабжения и судном 5 клиента, как показано на фиг. 3.

После завершения перекачки сжиженного природного газа мачта 1 перемещается в положение опорожнения, показанное на фиг. 4, в котором гибкие трубы 8 принимают положение уклона, нисходящего от мачты 1 по направлению к палубе судна 4 клиента, с тем чтобы сжиженный природный газ, присутствующий в гибких трубах 8, мог течь под действием гравитации по направлению к коллекторам 11 судна 5 клиента. Гибкие трубы 8 затем отсоединяются от коллекторов 11 судна 5 клиента, и затем седло 14 может быть поднято, используя подъемное устройство, как показано на фиг. 5, с целью подъема концов 10 гибких труб 8. Мачта 1 затем возвращается в опущенное положение, показанное на фиг. 1.

На фиг. 9-13 схематически показано расположение направляющего элемента 29 и устройства 19 соединения с возможностью экстренного разъединения в соответствии с несколькими вариантами осуществления. На этих фигурах положение покоя гибкой трубы 8 показано сплошными линиями, а положение гибкой трубы 8 при приложении растягивающей силы показано штриховыми линиями.

На фиг. 9 представлено схематическое изображение варианта осуществления на фиг. 1-6.

Вариант осуществления на фиг. 10 отличается от варианта осуществления на фиг. 9 тем, что устройство 19 соединения с возможностью экстренного разъединения расположено на первом конце 9 гибкой трубы 8, а именно в месте соединения между линией 4 перекачки и гибкой трубой 8 для обеспечения того, чтобы в ходе их эксплуатации они были расположены на одной оси. Соединительное устройство 19 с возможностью экстренного разъединения, таким образом, зафиксировано относительно мачты 1. Концевое направляющее приспособление 29 крепится к мачте 1 в таком положении, чтобы направление d, в котором разделяется устройство 19 соединения с возможностью экстренного разъединения, проходило по существу по касательной к выпуклой направляющей поверхности 30.

Вариант осуществления на фиг. 11 отличается от варианта осуществления на фиг. 9 тем, что устройство 19 соединения с возможностью экстренного разъединения располагается на участке гибкой трубы 8, проходящем между направляющим приспособлением 29 и вторым концом 10 гибкой трубы 8.

В вариантах осуществления на фиг. 12 и 13 выпуклость выпуклой направляющей поверхности 30 направлена к дальнему концу мачты 1, так как продольная компонента конца 6 линии перекачки сориентирована в направлении к ближнему концу 7 мачты 1.

Как показано на фиг. 9, каждая гибкая труба 8 может оснащаться буем 45, облегчающим возвращение гибкой трубы 8 в случае экстренного разъединения. Для этого буй 45 связан с участком гибкой трубы 8, предназначенным для падения в море в случае экстренного разъединения, а именно с участком гибкой трубы 8, проходящим между устройством 19 соединения с возможностью экстренного разъединения и вторым концом 10 гибкой трубы 8. Предпочтительно буй 45 крепится к гибкой трубе 8 вблизи от устройства 19 соединения с возможностью экстренного разъединения.

На фиг. 14 и 15 показаны направляющие приспособления в соответствии с двумя альтернативными вариантами осуществления. В варианте осуществления, показанном на фиг. 14, направляющее приспособление содержит направляющий паз 32 для каждой гибкой трубы 8. Каждый из пазов 32 окаймлен стенками 33, которые выполнены выступающими в большей или меньшей степени для обеспечения того, чтобы гибкие трубы 8 направлялись латерально. В варианте осуществления, показанном на фиг. 15, направляющее приспособление 29 выполнено в форме полой части колокола, имеющего вершину, снабженную отверстием 33 для прохода гибких труб.

В соответствии с одним вариантом осуществления выпуклая направляющая поверхность 30 покрывается нелипким покрытием для снижения сил трения между выпуклой направляющей поверхностью 30 и гибкими трубами 8. Нелипкое покрытие может, например, выполняться из политетрафторэтилена (ПТФЭ). В соответствии с другим вариантом осуществления, не показанным, направляющая поверхность 30 снабжена множеством роликов, установленных с возможностью вращения и, следовательно, снижения сил трения между выпуклой направляющей поверхностью 30 и гибкими трубами 8.

В дополнение к этому система перекачки оснащается тормозным устройством 34 для управления скоростью, с которой гибкие трубы 8 падают в случае экстренного разъединения, подробно показанным на фиг. 16, 17 и 19. Для каждой гибкой трубы 8 тормозное устройство 34 содержит барабан 35 и трос 36, частью намотанный на соответствующий барабан 35 и частью подсоединенный к элементу 20 соединительного устройства 20 с возможностью экстренного разъединения, подсоединенного к гибкой трубе 8 или участку гибкой трубы 8, который может упасть в ходе экстренного разъединения. Каждый из барабанов 35 установлен на валу 37 посредством устройства, способного свободно перемещаться в одном направлении или устройства 38 без обратного хода.

Таким образом, вращение барабана 35 в направлении, в котором разматывается трос, заставляет вал вращаться в первом направлении вращения, тогда как в то же время вал может свободно поворачиваться в первом направлении вращения, не заставляя барабан вращаться в направлении, в котором разматывается трос. Тросы 36 каждого барабана 35 могут таким образом разматываться независимо.

Далее вал 37 связан с узлом управления скоростью, который может использоваться для управления скоростью, с которой падает гибкая труба. Узел управления скоростью содержит насос-дозатор 39, снабженный ротором, сочлененным во вращении с валом 37. Насос-дозатор 39 связан с замкнутым гидравлическим контуром 40, снабженным регулятором 41 потока, таким как клапан постоянного потока. Таким образом, скорость вращения вала 37 и, следовательно, скорость падения гибких труб 8 может управляться, так как насос-дозатор 39 обеспечивает поток, пропорциональный его скорости вращения, а регулятор потока также управляет потоком от насоса.

В одном варианте осуществления тормозное устройство 34 выполняется таким образом, чтобы позволять тросам 36 высвобождаться, когда они полностью разматываются со своего барабана 35. Для этого, как показано на фиг. 18, один конец троса крепится к шпонке 42, снабженной ушком 43, которое позволяет вставлять и закреплять трос 36. Барабан 35 содержит паз 44, выполненный в цилиндрической поверхности барабана 35, проходящий вдоль образующей цилиндрической поверхности барабана 35. Паз 44 выполнен таким образом, чтобы принимать в себя шпонку 42. Таким образом шпонка 42 может отсоединиться от барабана 35 только после того как трос 36 будет полностью размотан.

На фиг. 20 устройство 46 обнаружения экстренного разъединения в соответствии с первым вариантом осуществления связано с тормозным устройством 4. Устройство 46 обнаружения содержит множество датчиков 47 движения, каждый из которых снабжен роликом, взаимодействующим с одним из барабанов 35 для обеспечения возможности обнаружения вращательного движения барабанов. Датчики 47 движения подключены к узлу 48 обработки. Узел 48 обработки может обрабатывать сигналы, выдаваемые датчиками 47 движения, и генерировать систему обнаружения, когда по меньшей мере один из датчиков 48 движения выдает сигнал, свидетельствующий о вращении связанного барабана 35. Узел 47 обработки может, в частности, выдавать сигнал тревоги, предупреждающий экипаж об экстренном разъединении, и/или выдавать сигнал, который останавливает перекачку насосами сжиженного природного газа от судна снабжения к судну клиента или наоборот. Таким образом, остановка насосов в случае экстренного разъединения предотвращает создание избыточного давления в линии 4 перекачки и на первом участке гибкой трубы 8, то есть на участке между концом гибкой трубы, подсоединенным к линии 4 перекачки, и соединительным устройством с возможностью экстренного разъединения, когда жидкость перекачивается от судна снабжения к судну клиента; и на втором участке гибкой трубы 8, то есть на участке, проходящем между концом гибкой трубы, подсоединенным к коллектору на судне клиента, и соединительным устройством с возможностью экстренного разъединения, когда жидкость перекачивается от судна клиента к судну снабжения.

Вариант осуществления, показанный на фиг. 21, отличается от варианта осуществления на фиг. 19 тем, что датчики 49 движения представляют собой датчики линейного смещения или датчики, каждый из которых способен взаимодействовать с контактом 50, расположенным на одном из барабанов 35 таким образом, что вращательное движение барабана вызывает линейное смещение датчика 49 движения.

Альтернативно датчики 47 движения могут также представлять собой бесконтактные датчики, такие как магнитные датчики.

Наконец, в варианте осуществления, показанном на фиг. 22, датчики 51 движения представляют собой волоконно-оптические датчики, содержащие излучатель, приемник и оптическое волокно. В соответствии с одним вариантом осуществления датчики 51 движения содержат оптическое волокно 52, один конец которого прикреплен к барабану 35 и, следовательно, выполнен таким образом, чтобы разрываться при вращении барабана 35, вследствие чего датчик обнаруживает вращение барабана 35.

Хотя изобретение описывается в связи с несколькими конкретными вариантами осуществления, очевидно, что оно никоим образом не ограничивается ими и что оно содержит все технические эквиваленты описанных средств и их сочетания, если они входят в объем изобретения.

Использование слов "содержать" или "включать в себя" и их спрягаемые формы не исключают присутствия других элементов или этапов, отличных от перечисленных в формуле изобретения. Использование неопределенного артикля "an" для элемента или этапа не исключает наличия множества таких элементов или этапов, если не указано иное.

В пунктах формулы изобретения ссылочные позиции в скобках не следует понимать как ограничивающие формулу изобретения.

Изобретение относится к системе для перекачки жидкости между судном и плавучим сооружением: системе, содержащей мачту (1), содержащую ближний конец, предназначенный для установки на палубе (2) судна (3) с возможностью поворота, и дальний конец (7); линию (4) перекачки жидкости, проходящую вдоль мачты (1); гибкую трубу (8), содержащую первый конец (9), который подсоединен к линии (4) перекачки жидкости, и второй конец (10), который предназначен для подсоединения к коллектору (11) плавучего сооружения, гибкую трубу (8), оборудованную соединительным устройством, имеющим механизм экстренного отсечения, содержащий два элемента, которые способны автоматически разделяться в направлении d разделения при приложении разделяющей силы, которая превышает пороговое значение; и направляющий элемент (29), поддерживаемый мачтой (1) и содержащий выпуклую поверхность (30) для направления гибкой трубы (8), которая способна поглощать растягивающую силу гибкой трубы (8) таким образом, чтобы эта сила прилагалась к соединительному устройству, имеющему механизм экстренного отсечения, в направлении d разделения. Технический результат заключается в повышении надежности и безопасности эксплуатации системы перекачки жидкости. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 22 ил.

1. Система для перекачки жидкости между судном и плавучим сооружением, система, содержащая:

- мачту (1), содержащую ближний конец, предназначенный для установки на палубе (2) судна (3) с возможностью поворота, и дальний конец (7);

- линию (4) перекачки жидкости, проходящую вдоль мачты (1);

- гибкую трубу (8), содержащую первый конец (9), подсоединенный к линии (4) перекачки жидкости, и второй конец (10), предназначенный для подсоединения к коллектору (11) плавучего сооружения в ходе выполнения операции перекачки жидкости, гибкую трубу (8), снабженную устройством (19) соединения с возможностью экстренного разъединения, содержащим два элемента (20, 21), способных автоматически разделяться в направлении d разделения при приложении разделяющей силы, превышающей пороговое значение; и

- направляющий элемент (29), несущей конструкцией которого выступает мачта (1), содержащий выпуклую направляющую поверхность (30) для гибкой трубы (8), способную принимать на себя растягивающую силу, воздействующую на гибкую трубу (8), прилагаемую между первым и вторым концами (9, 10) гибкой трубы (8), когда растягивающая сила прижимает гибкую трубу (8) к выпуклой направляющей поверхности (30), выпуклая направляющая поверхность (30) размещается относительно устройства (19) соединения с возможностью экстренного разъединения таким образом, что когда растягивающая сила прилагается между первым и вторым концами (9, 10) гибкой трубы (8), гибкая труба (8) прижимается к выпуклой направляющей поверхности (30), направление d разделения, в котором разделяются разделяемые элементы (20, 21), проходит по касательной к упомянутой выпуклой направляющей поверхности (30) таким образом, что упомянутая растягивающая сила прилагается к устройству (19) соединения с возможностью экстренного разъединения в направлении d разделения.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что направляющий элемент (29) размещается на мачте (1) на некотором расстоянии от дальнего конца (7) мачты (1), система содержит седло (14), подвешенное на дальнем конце (7) мачты (1) и содержащее выпуклую верхнюю поверхность (30), поддерживающую гибкую трубу.

3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что седло (14) подвешивается на дальнем конце (7) мачты (1) посредством подъемного устройства.

4. Система по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что расстояние между направляющим элементом (29) и дальним концом (7) мачты (1) таково, что когда мачта (1) находится в крайнем поднятом положении, гибкая труба (8) образует петлю (31) между направляющим элементом (29) и седлом (14), радиус изгиба которой больше или равен минимальному допустимому радиусу изгиба для гибкой трубы (8).

5. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что направляющий элемент (29) имеет радиус изгиба больший или равный минимальному допустимому радиусу изгиба для гибкой трубы (8).

6. Система по пп. 1-3, отличающаяся тем, что в зоне соединения между гибкой трубой (8) и линией (4) перекачки жидкости линия (4) перекачки жидкости сориентирована относительно направления конца линии (4) перекачки с продольной компонентой относительно оси мачты (1), направленной к одному из дальнему или ближнему концов мачты (1), и при этом выпуклость выпуклой направляющей поверхности (30) направлена к упомянутому дальнему или ближнему концу мачты, к которому направлена продольная компонента направления конца линии перекачки жидкости.

7. Система по п. 6, отличающаяся тем, что направление конца линии (4) перекачки жидкости сориентировано по касательной к выпуклой направляющей поверхности (30).

8. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что устройство (19) соединения с возможностью экстренного разъединения расположено на первом конце (9) гибкой трубы (8) с целью соединения гибкой трубы (8) и линии (4) перекачки жидкости.

9. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что гибкая труба (8) содержит первый гибкий участок, проходящий между ее первым концом (9) и устройством (19) соединения с возможностью экстренного разъединения, и второй гибкий участок, проходящий между устройством (19) соединения с возможностью экстренного разъединения и ее вторым концом (10).

10. Система по п. 9, отличающаяся тем, что второй гибкий участок гибкой трубы (8) связан с буем (45).

11. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что система содержит множество линий (4) перекачки жидкости, проходящих вдоль мачты (1), и множество гибких труб (8), каждая из которых содержит первый конец (9), подсоединенный к линии (4) перекачки жидкости, второй конец (10), предназначенный для подсоединения к коллектору (11) плавучего сооружения, и устройство (19) соединения с возможностью экстренного разъединения, содержащее два элемента (20, 21), которые могут разделяться автоматически в направлении d разделения при приложении разделяющей силы, превышающей пороговое значение, выпуклая направляющая поверхность (30) размещена относительно устройства (19) соединения с возможностью экстренного разъединения таким образом, что когда растягивающие силы, действующие между первым и вторым концами (9, 10) гибких труб (8), прижимают гибкие трубы (8) к выпуклой направляющей поверхности (30), направления d разделения, в котором разделяются разделяемые элементы (20, 21), проходят по касательной к упомянутой выпуклой направляющей поверхности (30), вследствие чего растягивающие силы воздействуют на устройство (19) соединения с возможностью экстренного разъединения в направлении d разделения.

12. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что для каждой гибкой трубы (8) выпуклая направляющая поверхность (30) содержит направляющий паз (32), каждый из направляющих пазов (32) окаймлен разделительными стенками (33).

13. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что направляющий элемент (29) выполнен в форме части полого колокола, содержащей вершину, оборудованную отверстием (30) для прохода гибких труб (8).

14. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что направляющая поверхность (30) покрыта нелипким покрытием.

15. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что направляющая поверхность (30) снабжена множеством роликов, установленных с возможностью вращения.

16. Система по п. 1, содержащая тормозное устройство (34) для управления скоростью падения гибкой трубы (8) в ходе экстренного разъединения, тормозное устройство, содержащее:

- барабан (35);

- трос (36), частью намотанный на барабан (35) и также прикрепленный к одному из разделяемых элементов (20, 21) устройства (19) соединения с возможностью экстренного разъединения;

- вал (37), который может перемещаться в ходе вращения, связанный с барабаном (35), при этом вращение барабана в направлении, в котором разматывается трос (36), заставляет вал вращаться;

- насос-дозатор (39), снабженный ротором, соединенным с возможностью вращения с валом (37); и

- замкнутый гидравлический контур (40), связанный с насосом-дозатором (39) и снабженный регулятором потока (41).

17. Система по п. 16, содержащая множество линий (4) перекачки жидкости, проходящих вдоль мачты (1), и множество гибких труб (8), каждая из которых содержит первый конец (9), подсоединенный к линии (4) перекачки жидкости, и второй конец (10), предназначенный для подсоединения к коллектору (11) плавучего сооружения, и устройство (19) соединения с возможностью экстренного разъединения, содержащее два элемента (20, 21), способных разделяться автоматически; тормозное устройство (34), содержащее для каждой гибкой трубы (8) барабан (35) и трос (36), намотанный на упомянутый барабан (35) и крепко прикрепленный к одному из разделяемых элементов (20) устройства (19) соединения с возможностью экстренного разъединения упомянутой гибкой трубы (8); каждый барабан (35) связан с валом (37) посредством устройства, имеющего колесо, способное свободно двигаться в одном направлении, или устройство (38) без обратного хода, при этом вращение барабана (35) в направлении, в котором разматывается трос (36), заставляет вал (37) вращаться в первом направлении вращения, и вал (37) может свободно поворачиваться в первом направлении вращения, не заставляя барабан (37) вращаться в направлении, в котором разматывается трос.

18. Система по п. 16 или 17, отличающаяся тем, что один конец троса прикреплен к шпонке (42), барабан (35) содержит паз (44) для размещения упомянутой шпонки (42).

19. Система по п. 16 или 17, кроме того, содержит устройство обнаружения экстренного разъединения, способное обнаруживать вращение барабана (35) тормозного устройства и выдавать сигнал обнаружения, когда обнаруживается вращение барабана (35).

20. Система по п. 19, отличающаяся тем, что устройство (46) обнаружения экстренного разъединения выполнено с возможностью подачи сигнала тревоги и/или сигнала, останавливающего насос, предназначенный для обеспечения перекачки жидкости между судном и плавучим сооружением по линии (4) перекачки жидкости и гибкой трубе (8).

21. Судно, оборудованное системой для перекачки жидкости по любому из пп. 1-20.

22. Способ перекачки жидкости между судном и плавучим сооружением посредством системы для перекачки жидкости по любому из пп. 1-20, отличающийся тем, что в ходе операции перекачки мачта (1) располагается в положении, при котором когда растягивающая сила прилагается между первым концом (9) и вторым концом (10) гибкой трубы (8), упомянутая гибкая труба (8) прижимается к выпуклой направляющей поверхности (30).

23. Способ перекачки жидкости по п. 22, содержащий операцию опорожнения гибкой трубы (8), в ходе которой мачта (1) перемещается в положение, в котором гибкая труба следует по линии уклона, нисходящей от мачты (1) по направлению к коллектору (11) плавучего сооружения (5) так, чтобы жидкость, присутствующая внутри гибкой трубы, могла течь под действием гравитации.