УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКАЧИВАНИЯ КРИОГЕННОГО ЖИДКОГО ГРУЗА И ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА В ОТКРЫТОМ МОРЕ

Полезная модель относится к устройствам для перекачивания криогенного жидкого груза и газового конденсата 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.
Известна «Система для перекачивания сжиженного природного газа в открытом море», патент RU 2248906, кл. B63B 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 являются 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.
Наиболее близкой по совокупности признаков с заявляемой полезной моделью, взятой за прототип, является полезная модель «Устройство для перекачивания криогенного жидкого груза в открытом море», патент RU 123757, кл. B63B 27/24; B63B 27/25; B65G 67/60; B67D 9/00.
Известное устройство для перекачивания криогенного жидкого груза в открытом море, содержащее стрелу П-образной формы, закрепленную с возможностью поворота в вертикальной плоскости, с криогенным трубопроводом в каждом плече стрелы П-образной формы, гибкие криогенные шланги, прикрепленные одними концами к концу стрелы П-образной формы, другими концами скрепленные между собой присоединительным устройством с тросами. Устройство также 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 ее оси поворота, а вьюшка выполнена с возможностью намотки на нее тросов и криогенных шлангов и укладки присоединительного устройства.
Недостатком указанной полезной модели являются малые функциональные возможности из-за невозможности перекачки газового конденсата - побочного продукта технологического процесса сжижения газа, что требует размещения отдельного устройства для перекачки газового конденсата с морской платформы на танкер. К недостаткам полезной модели также относится безразъемное соединение шлангов со стрелой П-образной формы, что не допускает попеременного использования шлангов различного назначения на одном устройстве.
Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение возможности перекачки криогенного жидкого груза и газового конденсата в открытом море, уменьшение занимаемого палубного пространства за счет совмещения функций устройства для перекачки газового конденсата и устройства для перекачивания криогенного жидкого груза, что расширяет функциональные возможности предлагаемой полезной модели, повышение безопасности отгрузочных операций за счет уменьшения взрывоопасных зон благодаря совмещению устройства для перекачки газового конденсата и устройства для перекачивания криогенного жидкого груза в одном и использования быстросъемных соединений.
Поставленная задача решается тем, что устройство дополнительно снабжено трубопроводом газового конденсата размещенным за пределом стационарного основания соединенным с помощью перемычки с трубопроводом для перекачки газового конденсата размещенного в одном плече стреле П-образной формы и отделенного от трубопровода отгрузки криогенного груза защитным экраном, кроме того в укрытии размещена дополнительная вьюшка выполненной с возможностью намотки на нее тросов и гибкого шланга для перекачивания газового конденсата, снабженного быстросъемным соединением для стыковки со стрелой П-образной формы, а также гибкие криогенные шланги снабжены таким же быстросъемным соединением служащим для переменного использования гибких шлангов для перекачивания газового конденсата и гибких криогенных шлангов.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 - общий вид предлагаемого устройства для перекачки криогенного жидкого груза и газового конденсата, состыкованного с приемным устройством танкера;
на фиг. 2 и 3 - общий вид устройства в положении хранения и в положении с вытравленными гибкими криогенными шлангами и гибким шлангом для перекачки газового конденсата соответственно;
на фиг. 4 и 8 - аксонометрический вид устройства со стрелой в промежуточном положении с поочередно вытравленными гибкими криогенными шлангами и гибким шлангом для перекачки газового конденсата соответственно;
на фиг. 5 и 6 - общий вид вьюшки с вытравленными гибкими криогенными шлангами и с гибким криогенными шлангами, намотанными на один виток, соответственно;
на фиг. 9 и 10 - общий вид вьюшки с вытравленным гибким шлангом для перекачки газового конденсат и с гибким шлангом для перекачки газового конденсат, намотанными на один виток, соответственно;
на фиг. 7 и 11 - вид сбоку на присоединительное устройство, вошедшее в раструб танкера.
Устройство для перекачивания криогенного жидкого груза и газового конденсата 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 установлены вьюшки 8 и дополнительная вьюшка 16. В стационарном основании 2 смонтирован криогенный трубопровод 9 для отгрузки жидкого криогенного груза и криогенный трубопровод 10 для возврата газа испаренного во время отгрузки криогенного груза, за пределом стационарного основания 2 размещен трубопровод газового конденсата 40. Для осуществления возможности поворота поворотной башни 5, внутри нее расположен вертлюг 11 соединяющий криогенный трубопровод 10 с трубопроводом отгрузки криогенного груза 14 и вертлюг 12 соединяющий криогенный трубопровод 9 с трубопроводом отгрузки криогенного груза 13. С наружи поворотной башни 5 расположена перемычка 17 соединяющая трубопровод газового конденсата 40 с трубопроводом для перекачки газового конденсата 41. Стрела П-образной формы 6 с противовесом 7 установлена на вершине поворотной башни 5 и имеет ось вращения. В плечах стрелы П-образной формы 6 смонтированы трубопроводы отгрузки криогенного груза 13, 14 и трубопровод для перекачки газового конденсата 41. Трубопроводы отгрузки криогенного груза 13, 14 имеют температурные компенсаторы 15. В одном плече стрелы П-образной формы 6 смонтирован трубопровод отгрузки криогенного груза 13 по которому происходит отгрузка криогенного груза, в другом плече стрелы П-образной формы 6 смонтирован трубопровод отгрузки криогенного груза 14 по которому происходит возврат испаренного газа который образуется во время отгрузки криогенного груза. В плече стрелы П-образной формы 6 вдоль трубопроводу отгрузки криогенного груза 14 смонтирован трубопровод для перекачки газового конденсата 41, причем они разделены защитным экраном 39. Каждый трубопровод отгрузки криогенного груза 13, 14 в конце стрелы П-образной формы 6 соединен 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 с быстросъемным соединением 30 на конце.
К трубопроводу для перекачки газового конденсата 41 в конце стрелы П-образной формы 6 с помощью вертлюга 21 прикреплен гибкий шланг перекачки газового конденсата 31 с быстросъемным соединением 30 на конце. Концы гибких криогенных шлангов 22 и конец гибкого шланга перекачки газового конденсата 31 с помощью присоединительного устройства 23 присоединены к приемному устройству 24 танкера 25. К присоединительному устройству 23 прикреплены два троса 26, предназначенные для возврата гибких криогенных шлангов 22 и гибкого шланга перекачки газового конденсата 31 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 Dyl6″).
Установленная в укрытии 3 вьюшка 8 предназначена для намотки тросов 26, гибких криогенных шлангов 22 и присоединительного устройства 23. Для этого барабан 27 вьюшки 8 имеет несколько секций, разделенных перегородками 28 по количеству гибких 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 гибких криогенных шлангов 22, больше минимального радиуса изгиба гибких криогенных шлангов 22. В барабане 27 предусмотрена специальная полость 29 (фиг. 6) для укладки в нее присоединительного устройства 23 во время намотки гибких криогенных шлангов 22. При этом соблюдено условие минимального радиуса изгиба гибких криогенных шлангов 22. Для намотки гибких криогенных шлангов 22 параллельными витками вьюшка 8 снабжена направляющей рамой 38 с роликами.
Установленная в укрытии 3 дополнительная вьюшка 16 предназначена для намотки тросов 26, гибкого шланга перекачки газового конденсата 31 и присоединительного устройства 23.
Для этого барабан 27 дополнительной вьюшки 16 имеет одну секцию для намотки на барабан 27 гибкого шланга перекачки газового конденсата 31 и две секции для намотки тросов 26. При этом радиус барабана 27 в месте, предназначенном для гибкого шланга перекачки газового конденсата 31, больше минимального радиуса изгиба шланга перекачки газового конденсата 31. В барабане 27 предусмотрена специальная полость 29 (фиг. 8) для укладки в нее присоединительного устройства 23 во время намотки гибкого шланга перекачки газового конденсата 31. При этом соблюдено условие минимального радиуса изгиба гибкого шланга перекачки газового конденсата 31. Для намотки гибкого шланга перекачки газового конденсата 31 параллельными витками дополнительная вьюшка 16 снабжена направляющей рамой 38 с роликами.
Присоединительное устройство 23 состоит из пластины 32 (фиг. 6), скрепляющей гибкие криогенные шланги 22 и гибкий шланг перекачки газового конденсата 31 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 гибких криогенных шлангов 22 и гибкого шланга перекачки газового конденсата 31 к пластине 32 они 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, гибкие криогенные шланги 22 или гибкого шланг перекачки газового конденсата 31, намотанные на вьюшку 8 и дополнительную вьюшку 16 соответственно, с помощью быстросъемных соединений 30 присоединяются к вертлюгам 21 на стреле П-образной формы 6 и вытравливаются вращением барабана 27, одновременно стрела П-образной формы 6 совершает вращение вокруг своей оси поворота, помогая вытравливать гибкие криогенные шланги 22 с вьюшки 8 или гибкий шланг перекачки газового конденсата 31 с дополнительной вьюшки 16. Когда нужные шланги становятся полностью вытравленным, тросы 37, переданные с танкера 25, крепятся к присоединительному устройству 23. Далее вьюшка 8 или дополнительная вьюшка 16 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 или газового конденсата.
Во время операции передачи криогенного жидкого груза или газового конденсата гибкие криогенные шланги 22 или гибкий шланг перекачки газового конденсата 31 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 или дополнительная вьюшка 16 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 или дополнительной вьюшке 16, от присоединительного устройства 23 отсоединяются тросы 37, переданные с танкера 25, и присоединительное устройство 23 укладывается в специальную полость 29 барабана 27. Далее вьюшка 8 или дополнительная вьюшка 16 продолжает наматывать на барабан 27 гибкие криогенные шланги 22 или гибкий шланг перекачки газового конденсата 31, одновременно с этим стрела П-образной формы 6 совершает поворотное движение к вьюшке 8 или дополнительной вьюшке 16, способствуя намотке гибких криогенных шлангов 22 или гибкого шланг перекачки газового конденсата 31 на барабан 27.
В данной полезной модели высота основания равна длине стрелы П-образной формы от ее конца до оси поворота, а длина каждого гибкого 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 и газового конденсата для заданных габаритов устройства.
Таким образом, полезная модель обеспечит возможность перекачки криогенного жидкого груза и газового конденсата в открытом море, при этом устройство занимает 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 повышает безопасность отгрузочных операций за счет уменьшения взрывоопасных зон благодаря совмещению устройства для перекачки газового конденсата и устройства для перекачивания криогенного жидкого груза в одном и использования быстросъемных соединений.