УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКАЧИВАНИЯ КРИОГЕННОГО ЖИДКОГО ГРУЗА В ОТКРЫТОМ МОРЕ

Полезная модель относится к устройствам для перекачивания криогенного жидкого груза, например сжиженного природного газа (СПГ), в открытом море, преимущественно с морской платформы на танкер в условиях килевой и бортовой качки и рысканья на волнах и может быть использована в устройствах, работающих в районах холодного климата с образованием ледовых полей. Устройство, описанное в полезной модели, может быть также применено для передачи криогенного жидкого груза между двумя судами.
Известно устройство Boom to tanker system (BTT system), разработанное компанией FMC, описанное на сайте разработчика http://www.fmctechnologies.com/en/LoadingSystems/Technologies/OffshoreLoadingSystems/TandemBoomToTanker.aspx. Известное устройство содержит стационарное основание, вращающуюся вокруг основания стрелу с криогенным трубопроводом, прикрепленное к концу стрелы устройство, называемое двойным пантографом, состоящее из двух линий трубопровода, соединенных друг с другом в виде двойного ромба с помощью вертлюжных соединений и центрального подшипника, имеющее на конце карданное устройство для соединения с ответным устройством танкера. При этом от карданного устройства и центрального подшипника отходят тросы, проходящие через стрелу к основанию, к которым прикреплен противовес для балансировки устройства двойного пантографа.
Основным недостатком известного устройства является то, что в положении хранения оно занимает большое пространство на палубе платформы или судна, на котором установлено, так как стрела не имеет возможности складывания и в положении хранения располагается на палубе платформы. Кроме того, для обеспечения безопасных расстояний между платформой (судном), на которой установлено данное устройство, и танкером, в случае, когда танкер маневрирует за счет системы динамического позиционирования, стрела данного устройства будет иметь большую длину, так как по конструкции должна нависать над носовой частью танкера, что сказывается на габаритах устройства.
Наиболее близкой по совокупности признаков с заявляемой полезной моделью, взятой за прототип, является «Система для перекачивания сжиженного природного газа в открытом море», патент RU 2248906, кл. В63В 27/34.
Известная система содержит установленную на первом судне А-образную раму с криогенным трубопроводом, закрепленную с возможностью поворота в вертикальной плоскости, гибкий трубопровод, закрепленный на конце А-образной рамы, прикрепленную к другому концу криогенного трубопровода соединительную головку, приспособленную для закрепления на платформе первого судна (в режиме хранения), соединительный узел, установленный на втором судне и включающий в себя раструб для направленного втягивания в него соединительной головки до фиксированного положения, в котором гибкий трубопровод соединяется с транспортирующим трубопроводом на втором судне. Соединительная головка снабжена направляющими и прикреплена к втягивающему тросу для направленного втягивания этой головки в соединительный узел посредством лебедок на втором судне.
Недостатком указанного изобретения является невозможность поворота А-образной рамы в горизонтальной плоскости, что ограничивает рабочий диапазон перемещений танкера в случае, если данное устройство установлено на стационарную платформу или плавучую платформу с якорной системой удержания. К недостаткам изобретения относятся также большие габариты устройства из-за опорного элемента с наклонной поверхностью, вследствие чего устройство занимает большое пространство на палубе судна, и неприспособленность к эксплуатации в условиях низких температур, так как криогенные шланги в режиме хранения находятся на опорном элементе с наклонной плоскостью на открытом воздухе, что способствует примерзанию шлангов и их повреждению при разворачивании устройства из положения хранения.
Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение передачи криогенного жидкого груза в открытом море в условиях низких температур окружающего воздуха в районах холодного климата, при этом устройство должно занимать как можно меньше палубного пространства, быть маневренным для обеспечения возможности установки устройства на стационарную платформу без уменьшения рабочего диапазона перемещений танкера и снижения безопасности отгрузочной операции.
Поставленная задача решается тем, что устройство снабжено стационарным основанием с поворотной башней, нижняя часть которого выполнена в виде укрытия для размещенной в нем вьюшки, при этом стрела П-образной формы закреплена в верхней части поворотной башни, высота стационарного основания с поворотной башней, как минимум, равна длине стрелы П-образной формы от ее конца до ее оси поворота, длина каждого криогенного шланга, меньше или равна сумме высоты стационарного основания с поворотной башней и длины стрелы П-образной формы от ее конца до оси поворота, а вьюшка выполнена с возможностью намотки на нее тросов и криогенных шлангов и укладки присоединительного устройства.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 - общий вид предлагаемого устройства для передачи криогенного жидкого груза, состыкованного с приемным устройством танкера;
на фиг.2 и 3 - общий вид устройства в положении хранения и в положении с вытравленными криогенными шлангами соответственно;
на фиг.4 - аксонометрический вид устройства со стрелой в промежуточном положении;
на фиг.5 и 6 - общий вид вьюшки с вытравленными криогенными шлангами и с криогенными шлангами, намотанными на один виток, соответственно;
на фиг.7 - поперечный разрез вьюшки;
на фиг 8 - вид сбоку на присоединительное устройство, вошедшее в раструб танкера.
Устройство для перекачивания криогенного жидкого груза в открытом море, устанавливаемое на морскую платформу 1, содержит стационарное основание 2, нижняя часть которого выполнена в виде укрытия 3 со створкой 4, поворотную башню 5 с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, стрелу П-образной формы 6 с противовесом 7, с возможностью вращения в вертикальной плоскости. В укрытии 3 установлена вьюшка 8. В стационарном основании 2 смонтирован криогенный трубопровод 9 для отгрузки жидкого криогенного груза и криогенный трубопровод 10 для возврата испаренного во время отгрузки криогенного груза. Для осуществления возможности поворота поворотной башни 5, имеющей внутри несколько криогенных трубопроводов, последние имеют вертлюги 11 и 12. Стрела П-образной формы 6 с противовесом 7 установлена на вершине поворотной башни 5 и имеет ось вращения. В каждом плече стрелы П-образной формы 6 смонтирован криогенный трубопровод 13 и 14 (фиг.4), имеющий температурные компенсаторы 15, сочлененный с криогенным трубопроводом 9 и 10 поворотной башни 5 на оси поворота стрелы П-образной формы 6 с помощью вертлюгов 16 и 17. При этом в одном плече стрелы П-образной формы 6 смонтирован криогенный трубопровод 13 отгрузки криогенного груза, в другом - криогенный трубопровод 14 возврата испаренного во время отгрузки криогенного груза. Каждая линия криогенного трубопровода 13, 14 в конце стрелы П-образной формы 6 сочленена с помощью вертлюгов 18 и 19 с поперечным трубопроводом 20 с возможностью вращения вокруг своей продольной оси и имеющим ответвления, к каждому из которых через вертлюги 21 прикреплены гибкие криогенные шланги 22. Например, три криогенных шланга для отгрузки криогенного груза и один криогенный шланг для возврата испаренного во время отгрузки криогенного груза. Другие концы криогенных шлангов 22 скреплены между собой присоединительным устройством 23, предназначенным для стыковки криогенных шлангов 22 с приемным устройством 24 танкера 25. К присоединительному устройству 23 прикреплены два троса 26, предназначенные для возврата криогенных шлангов 22 на морскую платформу 1.
rd
В данной полезной модели предпочтительно применение криогенных шлангов, обладающих относительно небольшим минимальным радиусом изгиба, например, таких, как описанный в журнале «Offshore marine technology* (3 Quarter 2009, стр.44) криогенный композитный шланг, имеющий минимальный радиус изгиба 1,5 м (в исполнении Dy16").
Установленная в основании вьюшка 8 предназначена для намотки тросов 26, криогенных шлангов 22 и присоединительного устройства 23. Для этого барабан 27 вьюшки 8 имеет несколько секций, разделенных перегородками 28 по количеству криогенных шлангов 22 для их намотки на барабан 27 и две секции для намотки тросов 26. При этом радиус барабана 27 в месте, предназначенном для криогенных шлангов 22, больше минимального радиуса изгиба криогенных шлангов 22. В барабане 27 предусмотрена специальная полость 29 (фиг.7) для укладки в нее присоединительного устройства 23 во время намотки криогенных шлангов 22. При этом соблюдено условие минимального радиуса изгиба криогенных шлангов 22. Для намотки криогенных шлангов 22 параллельными витками вьюшка 8 снабжена направляющей рамой 30 с роликами 31.
Присоединительное устройство 23 состоит из пластины 32 (фиг.5), скрепляющей криогенные шланги 22 и двух элементов 33, одновременно выполняющих роль направляющих при заходе присоединительного устройства 23 в раструб 34 приемного устройства 24 танкера 25 и при стыковке со стержнями 35 приемного устройства 24 танкера 25. В месте крепления криогенных шлангов 22 к пластине 32 криогенные шланги 22 снабжены вертлюгами 36. Танкер 25 снабжен тросами 37, служащими для подтягивания присоединительного устройства 23 к приемному устройству 24 танкера 25.
Устройство работает следующим образом.
С танкера 25, маневрирующего на расстоянии от морской платформы 1, передаются два троса 37 или один трос, разделенный в конце на два.
После или во время этого створка 4 укрытия 3 стационарного основания 2 открывается, криогенные шланги 22, намотанные на вьюшку 8, вытравливаются вращением барабана 27, одновременно стрела П-образной формы 6 совершает вращение вокруг своей оси поворота, помогая вытравливать криогенные шланги 22 с вьюшки 8. Когда криогенные шланги 22 становятся полностью вытравленными, тросы 37, переданные с танкера 25, крепятся к присоединительному устройству 23. Далее вьюшка 8 вытравливает тросы 26, намотанные на ее барабан 27, одновременно с этим тросы 37, переданные со стороны танкера 25, выбираются на танкер 25, а стрела П-образной формы 6 совершает поворотное движение, способствующее передаче присоединительного устройства 23 на танкер 25. Присоединительное устройство 23 стыкуется с приемным устройством 24 танкера 25 и начинается операция передачи криогенного жидкого груза.
Во время операции передачи криогенного жидкого груза криогенные шланги 22 находятся в подвешенном положении, не касаясь поверхности воды или ледового покрова, при этом устройство имеет возможность маневрирования в процессе перемещения танкера 25, поворачивая поворотную башню 5 со стрелой П-образной формы 6 вслед за танкером 25.
По окончании операции присоединительное устройство 23 отстыковывается от приемного устройства 24 танкера 25. Затем вьюшка 8 наматывает на барабан 27 тросы 26, идущие от присоединительного устройства 23, одновременно с этим тросы 37 со стороны танкера 25 выбираются, а стрела П-образной формы 6 совершает поворотное движение вверх. Когда тросы 26 становятся намотанными на барабан 27, а присоединительное устройство 23 подтянуто к вьюшке 8, от присоединительного устройства 23 отсоединяются тросы 37, переданные с танкера 25, и присоединительное устройство 23 укладывается в специальную полость 29 барабана 27 вьюшки 8. Далее вьюшка 8 продолжает наматывать на барабан 27 криогенные шланги 22, одновременно с этим стрела П-образной формы 6 совершает поворотное движение к вьюшке 8, способствуя намотке криогенных шлангов 22 на барабан 27.
В варианте полезной модели высота основания равна длине стрелы П-образной формы от ее конца до оси поворота, а длина каждого криогенного шланга равна сумме высоты основания и длины стрелы П-образной формы от ее конца до оси поворота. Эти отношения размеров обеспечат максимальное расстояние между танкером и морской платформой во время операции передачи жидкого криогенного груза для заданных габаритов устройства.
В данном устройстве предусмотрено укрытие для вьюшки, которое защищает механизмы вьюшки и криогенные шланги, находящиеся в положении хранения, от внешних погодных воздействий.
Таким образом, полезная модель обеспечивает возможность перекачки криогенного жидкого груза в открытом море в условиях низких температур окружающего воздуха, при этом устройство занимает относительно мало палубного пространства, по сравнению с другими аналогичными известными устройствами, т.к. имеет небольшие размеры по длине и ширине как в режиме эксплуатации, так и в режиме хранения. Кроме того, полезная модель обеспечивает возможность установки устройства для перекачки криогенного жидкого груза не только на плавучую платформу, но также на стационарную платформу и причальное устройство без уменьшения рабочего диапазона перемещений танкера, т.к. устройство для перекачки криогенного жидкого груза за счет поворотной башни имеет возможность маневрирования в процессе перемещения танкера, что увеличивает рабочий диапазон перемещений танкера и повышает безопасность отгрузочной операции.