УСТРОЙСТВО ЗАГРУЗКИ ТАНКЕРА
TANKER LOADING DEVICE

Настоящее изобретение относится к устройству загрузки танкера, содержащему первую расположенную на борту систему шлангов с первым соединительным средством и вторую погруженную в воду плавучую систему шлангов, имеющую второе соединительное средство для взаимодействия с первыми соединительными средствами для получения влагонепроницаемого соединения между первой и второй системами шлангов.
Загрузка танкеров в открытом море, при которой используется динамически позиционируемый танкер, является хорошо налаженной практикой. Обычно такие танкеры оснащаются таким образом, что они способны достигнуть назначенного места в море, самостоятельно позиционировать себя в устойчивом режиме, подобрать вторые соединительные средства, которые закреплены на одном конце привязной погруженной в воду плавучей системы шлангов, и соединить вторые соединительные средства с соответствующими им расположенными на борту первыми соединительными средствами.
Подъем второго соединительного средства часто требует ручного труда из-за необходимости подъема несущих тросов и их присоединения к лебедкам на судне. Так как работа на открытых палубах кораблей, в частности, в условиях ледяного или сильного ветра, является опасной, и в более суровых морях, таких как, например. Северное море, имеют место низкие показатели удобства и эффективности работы.
Другой конец системы шлангов, который постоянно прикреплен к оборудованию по добыче нефти или газа, обеспечивает протекание нефти или газа в танкер. Во время этой операции танкер удерживает свое положение с помощью соответствующих средств (например, за счет способности динамического позиционирования).
Одна такая система шлангов для работы вместе с танкером с динамическим позиционированием раскрыта в патенте США №5275510 «Offshore Tanker Loading System».
Если такая операция выполняется в водах, заполненных льдом, возникают осложнения. В частности, если имеются существенные по величине пласты льда и меньшие и большие обломки айсбергов, степень уязвимости системы шлангов очень высока, если такая система шлангов присоединяется к танкеру в некоторой позиции за его бортом. Одно логичное решение этой проблемы состояло бы в том, чтобы втянуть шланг в шахту, сформированную во внутреннем пространстве корпуса танкера, куда пласт льда не может попасть. Однако во время испытаний было замечено, что пласты льда, когда они разбиваются под воздействием судна, движущегося относительно льда, также часто проскальзывают под обшивкой днища корпуса. Поэтому любые части шланга, выходящие вниз от шахты через днище танкера, также рискуют быть поврежденными пластами льда.
Известно устройство загрузки танкера, содержащее первую расположенную на борту систему шлангов с первым соединительным средством, расположенным во внутреннем вертикальном канале танкера, и вторую погруженную в воду плавучую систему шлангов, имеющую второе соединительное средство для взаимодействия с первым соединительным средством для формирования влагонепроницаемого соединения между первой и второй системами шлангов, и подъемные средства, размещенные во внутреннем вертикальном канале танкера, предназначенные для зацепления вторых соединительных средств и подъема их по направлению к позиции для соединения с первым соединительным средством (см., патент РФ 2121055 С1 от 27.10.1998).
Данное устройство также не устраняет вышеуказанные проблемы.
Цель изобретения
Целью является создание технического решения для защиты шлангов, выходящих из днища танкера, обеспечивающего легкий подъем вторых соединительных средств и упрощение их соединения с расположенными на борту соответствующими им первыми соединительными средствами.
Второй целью настоящего изобретения является создание компоновки и геометрических параметров второй системы шлангов, обеспечивающей максимальную возможную подвижность танкера и возможность разбивания пластов льда путем непрерывного перемещения танкера в районе работы и предотвращения захвата танкера пластами льда большого размера, которые из-за изменения морских течений могут дрейфовать в направлениях, не совпадающих с продольной осью танкера.
Еще одной целью настоящего изобретения является обеспечение максимальной эффективности использования таких танкеров при их использовании на нефтеналивных причалах в заполненных льдом водах.
Также целью настоящего изобретения является создание гибкой системы шлангов, имеющей очень высокую производительность и уменьшающей сроки загрузки танкера и действия на танкер неблагоприятных ледовых условий в открытом море.
Описание изобретения
Согласно изобретению создано устройство загрузки танкера, содержащее первую расположенную на борту систему шлангов с первым соединительным средством, расположенным во внутреннем вертикальном канале танкера, и вторую погруженную в воду плавучую систему шлангов, имеющую второе соединительное средство для взаимодействия с первым соединительным средством для формирования влагонепроницаемого соединения между первой и второй системами шлангов, и подъемные средства, размещенные во внутреннем вертикальном канале танкера, предназначенные для зацепления вторых соединительных средств и подъема их по направлению к позиции для соединения с первым соединительным средством и содержащие корпус, имеющий возможность вертикального перемещения в канале и поддерживающий первое соединительное средство.
Вышеописанное устройство обеспечивает безопасный и легкий подъем второго соединительного средства и его соединение с первым соединительным средством, причем первое соединительное средство может быть опущено для принятия поднятого второго соединительного средства.
Вторая система шлангов может содержать подъемный буй, расположенный над вторым соединительным средством и соединенный с ним с помощью кабельных средств, и подъемные средства дополнительно содержат захватные средства для захвата кабельных средств. Такое сочетание компонентов обеспечивает устойчивое позиционирование второй системы шлангов во время подъема.
Захватные средства могут содержать два противоположных захватных рычага, имеющих возможность перемещения между позицией захвата и позицией отпускания.
Захватные рычаги могут поворачиваться вокруг соответствующих проходящих в вертикальном направлении осей.
Каждый захватный рычаг может содержать направляющие секции для кабельных средств, имеющие возможность поворота отдельно друг от друга.
Захватные средства могут быть расположены на части корпуса, имеющей возможность вертикального выдвижения.
Подъемные средства могут дополнительно содержать подъемное приспособление для зацепления и подъема подъемного буя, которое может содержать поршневой цилиндр в сборе или подъемный трос.
Это обеспечивает возможность подъема второго соединительного средства посредством подъема подъемного буя.
Корпус может содержать направляющую и фиксирующую систему для второго соединительного средства, которая может содержать суживающийся вверх канал с фиксаторами на его верхнем конце для зацепления соответствующих ответных частей на втором соединительном средстве. Таким образом положение второго соединительного средства может быть стабилизировано для их соединения с первым соединительным средством.
Первое соединительное средство может горизонтально смещаться относительно корпуса. Таким образом, оно может быть отведено с пути подъемного устройства, поднимающего подъемный буй.
Первая система шлангов может содержать первую часть, присоединенную к первому соединительному средству в фиксированной вертикальной позиции относительно корпуса, вторую часть, присоединенную к палубе танкера, и гибкую часть, соединяющую первую и вторую части.
Вторая система шлангов может содержать по меньшей мере один трубопровод, имеющий по меньшей мере частично форму перевернутой цепной линии и создающий соединение с морским дном. Каждый указанный трубопровод может быть соединен с балластным блоком, расположенным под вторым соединительным средством и соединенным с ним с помощью соответствующего промежуточного трубопровода. Это обеспечивает возможность достаточного перемещения танкера для разбивания льда, если это требуется.
Когда отсутствует соединение (отсоединенное состояние) балластный блок лежит на морском дне. Когда имеется соединение (соединенное состояние) балластный блок поднят с морского дна.
Балластный блок и вторые соединительные средства могут быть дополнительно соединены кабелем, длина которого меньше длины промежуточного трубопровода. Это уменьшает или устраняет нагрузки на каждый промежуточный трубопровод.
Изобретение будет пояснено далее дополнительно со ссылкой на чертежи, схематически показывающие вариант воплощения изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1-5 показывают вариант воплощения устройства согласно изобретению во время пяти последовательных этапов работы, при этом на каждой фигуре представлен схематический вид сбоку в вертикальном разрезе (а) и схематический вид сверху (b).
Фиг.6 показывает общий вид танкера с устройством в отсоединенном состоянии.
Фиг.7 показывает общий вид танкера с устройством в соединенном состоянии.
Подробное описание предпочтительного варианта воплощения
Корпус 1 танкера имеет канал 2 (так называемую шахту), в котором расположен корпус 3, имеющий возможность вертикального перемещения. Шахта 2 и корпус 3 в целом соответствуют друг другу в поперечном сечении, которое может быть круглым или квадратным, как показано на чертежах.
Корпус 3 может быть расположен с помощью соответствующих вспомогательных средств 4 (например, подъемных тросов) в любой заданной вертикальной позиции. В его самой нижней позиции (как будет описано подробно позже) первое соединительное средство 5 первой системы 6 шлангов могут быть соединены со вторым соединительным средством 7 второй, погруженной в воду плавучей системой 8 шлангов для обеспечения протекания нефти или газа. Указанная самая нижняя позиция может находиться от 5 до 20 метров ниже киля судна.
Первая система шлангов содержит первую часть 6а, присоединенную к первым соединительным средствам 5 в фиксированной вертикальной позиции относительно корпуса 3, вторую часть 6b, присоединенную к палубе 9 танкера, и гибкую часть 6с (здесь коленчатая часть), соединяющую первую и вторую части для свободного перемещения корпуса 3 в шахте 2 танкера.
В его самой верхней позиции корпус 3 может быть зафиксирован относительно корпуса 1 (с помощью средств, которые не показаны) для нормального перехода по морю. Указанная самая верхняя позиция может находиться между 0 и 10 метрами выше киля судна. Как будет описано позднее, промежуточная вертикальная позиция нижнего конца корпуса 3 выбирается во время подбора вторых соединительных средств.
Указанные вторые соединительные средства 5 имеют очень короткую секцию кабеля или несущего троса 10, к свободному концу которого присоединен подъемный буй 11.
Нижняя сторона корпуса 3 имеет подвижный вилочный захват 12, предпочтительно складной, для его хранения в или рядом с корпусом 3. Данный вилочный захват 12 содержит два захватных рычага 13, имеющих возможность поворота вокруг соответствующей вертикальной оси 14, и две направляющие секции 15, имеющие возможность раздельного друг от друга поворота. Вилочный захват 12 прикреплен к части 16 корпуса, имеющей возможность вертикального выдвижения, и, таким образом, может быть развернут еще ниже, чем корпус 3, для зацепления несущего троса 10. Вилочный захват 12 имеет в его развернутом положении открытую сторону (между направляющими секциями 15) порядка 6 метров величиной или более. Вблизи его закрытого конца (на кончиках захватных рычагов 13 в позиции захвата) он располагается под вертикальной осевой линией 17 корпуса 3. Вилочный захват 12 на его открытом конце может также быть оборудован замком (не показан), который предохраняет от расцепления с вилочным захватом захваченного несущего троса 10.
В корпусе 3 установлен домкрат 18, который включает в себя поршневой шток 19, имеющий возможность выдвижения для зацепления буя 11.
Корпус имеет суживающуюся направляющую и фиксирующую систему с суживающимся каналом 20 и фиксаторами 21 на его верху для зацепления ответных частей (не показаны) на вторых соединительных средствах 7.
Первое соединительное средство 5 имеет возможность горизонтального смещения относительно корпуса 3, например, путем их поворота.
Фиг.1 показывает начальную позицию, в которой танкер сближается со второй системой 8 шлангов. Корпус 3 втянут в шахту 2, и часть 16 корпуса втянута в корпус 3. Вилочный захват 12 находится в позиции хранения внутри корпуса 3, не выходя за его пределы (фиг.1b).
На фиг.2 часть 16 корпуса опущена, и вилочный захват 12 переведен в позицию, в которой направляющие секции 15 формируют сужающийся направляющий канал для несущего троса 10, при этом кончики захватных рычагов 13 соприкасаются друг с другом. Направление дрейфа судна обозначено стрелкой 28.
Когда несущий трос 10 захвачен вилочным захватом 12 и отцентрирован под корпусом 3 (фиг.3), корпус опускается с помощью его вспомогательных средств 4 таким образом, что буй 11 входит в корпус 3 через сужающийся или воронкообразный канал 20. Вилочный захват может быть убран в его позицию хранения непосредственно перед входом буя 11 в канал 20.
Одновременно или вслед за этим домкрат 18 с гидравлическим управлением опускает поршневой шток 19 (фиг.3), и последний зацепляет верх буя 11 с помощью фиксирующего устройства (не показано). Указанный домкрат 18 затем поднимает буй 11 (фиг.4) и вместе с ним всю вторую систему шлангов 8 со вторым соединительным средством 7. Когда буй 11 прошел через канал 20 и первые соединительные средства, первые соединительные средства 5 смещены в позицию, отцентрированную относительно позиции второго соединительного средства 7 (фиг.5b).
Когда второе соединительное средство 7 достаточно поднято, оно состыковывается с каналом 20 и фиксируется фиксаторами 21, и затем может быть соединено с соответствующим ему первым соединительным средством 5.
Соединитель систем шлангов, формируемый первыми и вторыми соединительными средствами, может быть выполнен в виде структурного элемента, включающего в себя такую систему опор, чтобы дать возможность танкеру изменять свою ориентацию, оставаясь при этом соединенным со второй системой шлангов.
Во время загрузки танкера корпус 3 прогрессивным образом поднимается внутри шахты 2, чтобы адаптировать общие геометрические параметры к увеличению осадки судна. Отсоединение, когда танкер полностью загружен или в случае опасности, может быть выполнено быстро и по четкой схеме.
Как показано на чертежах, вторые соединительные средства 7 соединены с балластным блоком 22, расположенным на морском дне, когда они не используются. Второе соединительное средство 7 также имеет присоединенный на его нижнем конце один, но предпочтительно более одного промежуточных трубопроводов. Каждый промежуточный трубопровод 23 на его нижнем конце соединен с балластным блоком 22. Второе соединительное средство 7, когда система не используется, а балластный блок расположен на морском дне 24, имеет достаточную плавучесть для самостоятельного удержания в привязном состоянии, в результате кабель (не показан), соединяющий балластный блок 22 и второе соединительное средство 7, воспринимает нагрузки на привязь, и промежуточные трубопроводы 23 в целом не растягиваются. В некоторых случаях кабеля может не быть.
От балластного блока 22 гибкие трубопроводы 25 идут в форме перевернутой цепной линии в конец 26 трубопровода на морском дне. Могут иметься один или несколько таких концов трубопроводов и перевернутых цепных линий. Цепные линии создаются посредством оснащения трубопроводов 25 распределенными по их длине модулями 27 плавучести. Путем варьирования количества и места расположения таких модулей 27 плавучести конфигурация трубопроводов 25 может быть приспособлена для соответствия любой предельной глубине или любому уровню ледяного киля.
Общие геометрические параметры перевернутых цепных линий и длинная вертикально поднимающаяся стойка (промежуточные трубопроводы 23) дают возможность танкеру смещаться на большую величину хода. Концы 26 трубопровода могут быть расположены таким образом, что система в целом имеет устойчивое положение равновесия симметричного вида.
Когда система работает, балластный блок 22 поднимается от морского дна 24 на номинальную величину, которая обеспечивает возможность танкеру двигаться в соответствии с волнами и любыми отливами без соприкосновения с морским дном. Это обеспечивает выполнение аварийного отсоединения в виртуальном режиме «свободного падения».
Любые вышеописанные признаки системы и способа по настоящему изобретению могут быть использованы отдельно или в любой подходящей комбинации. Поэтому изобретение не ограничивается конкретными описанными вариантами воплощения, которые могут изменяться различным образом, не выходя за пределы объема изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения.