СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВКИ ЖИДКОСТЕЙ МЕЖДУ ПЕРВЫМ И ВТОРЫМ СУДНОМ, И СИСТЕМА ТРАНСПОРТИРОВКИ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ УКАЗАННОГО СПОСОБА
METHOD OF FLUID TRANSFER BETWEEN FIRST AND SECOND SHIPS AND TRANSFER SYSTEM TO THIS END

Изобретение относится к способу транспортировки жидкостей между первым судном, называемым баржей, и вторым судном, называемым челноком (челноком), согласно которому челнок размещают на заранее определенном расстоянии от баржи и направляют по крайней мере один гибкий трубопровод для транспортировки жидкости от нее к челноку. Изобретение также имеет отношение к системе транспортировки для осуществления этого способа.
Согласно известным способам этого типа, челнок размещают таким образом, чтобы он находился, в основном, на оси баржи на расстоянии приблизительно в 70-80 метров от нее до присоединения гибких трубопроводов к соединительному устройству, имеющемуся на челноке. Челнок пришвартовывается к барже буксирным тросом во время транспортировки или размещается динамически. Однако тандемное расположение имеет значительные недостатки. Фактически, при условии, что баржа и челнок устанавливаются с учетом ветра, течения и зыби, существует серьезный риск того, что челнок окажется в зоне направления пламени, производимого вспышкой, которая является частью стандартного оборудования баржи, с одной стороны, и того, что челнок, двигающийся случайным образом, носом столкнется с кормой баржи. Эти риски уже делают транспортировку сырой нефти от баржи к челноку проблематичной, а также делают фактически невозможной транспортировку сжиженного природного газа (LNG) с баржи к челноку.
Изобретение направлено на решение вышеизложенных проблем.
Для достижения поставленной цели, способ, согласно изобретению, характеризуется тем, что челнок помещают в такое положение, что он смещается в боковом направлении от баржи, будучи, в основном, параллельным продольной оси баржи, и обеспечивается система транспортировки жидкости, которая позволяет челноку перемещаться в боковом и продольном направлениях относительно баржи во время транспортировки.
Согласно одному из признаков изобретения, криогенные шланги используются как гибкие трубопроводы для транспортировки сжиженного природного газа.
Согласно изобретению, система для осуществления способа характеризуется тем, что баржа поддерживает устройство для хранения по крайней мере одного гибкого трубопровода (если применяется криогенный шланг) длиной от 60 до 120 метров, выпускной механизм которого вращается вокруг вертикальной оси, а также тем, что имеющееся на челноке устройство, принимающее соединительный наконечник трубопровода, также вращается вокруг вертикальной оси.
Согласно изобретению одним из отличительных признаком системы является устройство для хранения в форме колеса (барабана) диаметром от 20 до 50 метров, вокруг которого наматывается трубопровод и с которого трубопровод может разматываться во время транспортировки жидкости; указанное колесо (барабан) вращается вокруг горизонтальной оси и может поворачиваться вокруг вертикальной оси.
Согласно другому отличительному признаку изобретения, гибкий трубопровод наматывается в периферийном пазе колеса (барабана) в бухту.
Согласно еще одному отличительному признаку изобретения, колесо (барабан) включает множество смежных пазов для хранения, если применяется для хранения нескольких гибких трубопроводов.
Изобретение будет более понятным, и его другие цели, признаки, детали и преимущества станут более ясными в дальнейшем описании, сделанном со ссылками на приложенные схематические изображения, предоставленные исключительно в качестве примеров и иллюстрирующие одно осуществление изобретения, где:
фиг.1 и 2  представляют собой два вида сверху, показывающие баржу и челнок в двух положениях транспортировки жидкости, согласно изобретению;
фиг.3  представляет собой вид в направлении продольных осей этих двух судов, в направлении стрелки III фиг.2;
фиг.4  представляет собой укрупненный вид колеса (барабана) для хранения криогенного шланга согласно изобретению, установленного на барже по фиг.3;
фиг.5  представляет собой вид сверху колеса (барабана) для хранения в направлении стрелки V фиг.3;
фиг.6  представляет собой вид, аналогичный фиг.4, но показывает колесо (барабан) для хранения в нерабочем состоянии, в котором шланги накручены вокруг периферии колеса (барабана);
фиг.7  представляет собой укрупненный вид устройства для приема шлангов челнока по фиг.3;
фиг.8  представляет собой устройство по фиг.7 до момента приема шлангов;
фиг.9  представляет собой вид сверху в направлении стрелки IX фиг.8.
Изобретение будет описано ниже как неисключительный пример, при его применении для транспортировки сжиженного природного газа (LNG) от первого судна, баржи 1 для получения LNG 1, ко второму судну, челноку 2.
Как показано на фиг.1-3, для выполнения такой транспортировки LNG челнок 2 помещается динамически в положение, где он смещен в боковом направлении от баржи и ориентирован, в основном, параллельно ее продольной оси на стороне, противоположной вспышке 3, расположенной на одном конце баржи, и являющейся частью стандартного оборудования баржи, как и жилые помещения 4 и барабан швартовного каната 5, находящиеся на другом ее конце. Типичное расстояние между баржей и челноком составляет приблизительно 70-80 метров. Транспортировка осуществляется посредством криогенных шлангов 7, хранящихся на барже и имеющих большую длину, так чтобы транспортировка LNG могла происходить в хороших условиях, даже в случае значительного движения челнока 2 относительно баржи 1.
Челнок 2 сохраняется в положении относительно баржи 1 системой динамического размещения, имеющейся на челноке 2. К тому же челнок оборудован боковыми подруливающими устройствами, которыми автоматически управляет система размещения, например, носовые подруливающие устройства. Система динамического размещения автоматически правит рулем челнока при больших волнах, качке и отклонении от курса, воздействуя на различные гребные винты, такие как главный и боковой гребные винты, чтобы держать челнок в предварительно определенном положении и/или на предварительно определенном курсе относительно неподвижной или подвижной базы, в данном случае баржи 1. Положение баржи, как и положение челнока, определяется посредством объединения информации, получаемой от систем размещения (спутником, GPS, инерциальными блоками, радарами и подобными устройствами).
Согласно изобретению, система динамического размещения используется, чтобы удерживать челнок относительно баржи в положении отклонения в боковом направлении от баржи и ориентируемом, в основном, параллельно ей без соединения челнока с баржей механическими средствами, такими как буксирный трос. Таким образом, согласно изобретению, жидкость транспортируется между челноком и баржей вследствие имеющейся возможности динамического размещения челнока, и при этом требуется только, чтобы продольная ось челнока была ориентирована к корме баржи.
Чтобы осуществить транспортировку LNG от баржи 1 к челноку 2, на конце, на котором установлена факельная установка 3, но близко к борту напротив челнока 2, баржа имеет (в качестве устройства для хранения транспортировочных шлангов) два больших колеса (барабана) 9 с большой емкостью для хранения, имеющих диаметр, например, от 20 до 50 метров, в которых размещаются два криогенных шланга 7 в двух периферийных пазах 10 обода 11.
Каждое колесо (барабан), свободно вращающееся вокруг горизонтальной оси 12, опирается на верхушку конструкции в форме башни 13, установленную на элементе в форме пластины 14, который свободно вращается вокруг вертикальной оси на основании 15, расположенном близко к борту 16 судна. Таким образом, ось вращения 12 колеса (барабана) может поворачиваться вокруг вертикальной оси.
В проиллюстрированном примере каждое колесо (барабан) включает два периферийных желоба для размещения шланга 7, один конец которого прикреплен к ободу и соединен с трубопроводом баржи, в то время как другой конец свободен и имеет наконечник 17 для соединения с приемным устройством, имеющимся на челноке. Как показано, в частности, на фиг.6, наконечник 17 имеет крепежный зажим 18. Два наконечника 17 двух шлангов 7 установлены на совместно используемой опоре, которая имеет центрирующий штифт 19, ориентированный параллельно осям соединителей и размещенный над ними, так же как и подвижная тормозная лебедка 20.
Чтобы обеспечить правильное наматывание каждого шланга в желобе обода колеса (барабана), с одной стороны, и для правильного выравнивания размотанного шланга и колеса (барабана), с другой стороны, используют устройство 22 для направления каждого шланга, в процессе его выхода из своего желоба для хранения, который, главным образом, включает направляющую втулку 23, через которую проходит шланг и которая поддерживается конструкцией опорной балки 24 в положении, в котором втулка в осевом направлении выравнивается с касательной желоба для хранения шланга, соответствующей местоположению выпускного отверстия шланга этого желоба.
Колесо (барабан) также связано с лебедкой 26, которая размещена на вращающейся опорной пластине 14 колеса (барабана), функцией которой является обеспечение вращения колеса (барабана) посредством троса 27, один конец которого закреплен на колесе (барабане), а другой конец намотан вокруг лебедки. Эта лебедка также учитывает тот факт, что в нерабочем состоянии колеса (барабана), в котором шланги полностью намотаны вокруг обода в своих соответствующих желобах, свободный конец, имеющий соединительный наконечник 17, свободно свисает вертикально вниз с колеса (барабана). Конечно, устройство для вращения колеса (барабана) может быть укомплектовано приводом для приведения в действие оси 12 колеса (барабана), который может работать параллельно с лебедкой или в случае ее отказа.
На фиг.3 и 7-9 можно видеть, что приспособление для приема криогенных шлангов 7 на челноке 2 выполнено в форме головки 28, поддерживающей два соединительных устройства 29, каждое из которых включает два соединителя 30 для соединения двух соединительных наконечников 17 двух шлангов 7, намотанных вокруг колеса (барабана). Головка 28 свободно вращается вокруг вертикальной оси на опорной башне 31, расположенной, согласно проиллюстрированным примерам, или на носовой части (фиг.1), или на кормовой части (фиг.2) челнока. Каждое опорное устройство 29 каждой пары соединителей 30 для соединения опорного устройства, используемого совместно двумя соединительными наконечниками 17 пары шлангов, включает деталь для приема и центрирования совместно используемого штифта 19 двух наконечников в форме трубки 32, и лебедку 33 для наматывания троса 34, который проходит через трубку и предназначен для фиксирования (во время транспортировки) на наконечнике штифта 19, чтобы подтягивать его к челноку до тех пор, пока штифт не войдет в трубку. Чтобы гарантировать правильную угловую ориентацию опоры двух наконечников 17, опора 29 для соединителей включает вилку 36, которая гарантирует правильное угловое позиционирование зажимов 18 наконечников посредством использования вала 38, который устанавливается на опоре наконечников выше штифта 19, как показано на фиг.6. Вилка 36 совместно с валом 38 обеспечивает возможность компенсации относительно небольших дефектов углового позиционирования опоры наконечников 17, так как размещение штифта выше зажимов уже гарантирует их приблизительно правильное угловое позиционирование относительно соединительных зажимов; благодаря весу упомянутых зажимов центр тяжести располагается приблизительно вертикально под штифтом.
Из приведенного выше описания и рисунков становится ясно, что хранение на колесах (барабанах), которые могут иметь диаметр от 20 до 50 метров, при очень большой длине шланга, от 60 до 120 метров, позволяет челноку осуществлять значительные движения относительно баржи в продольном и поперечном направлениях во время транспортировки LNG. С другой стороны, возможность устанавливать колеса (барабана) для хранения на барже и головку 28 для приема шлангов на челноке имеет существенное преимущество, выражающееся в том, что колеса (барабана) и головка всегда ориентированы так, чтобы шланги не подвергались боковому напряжению или напряжению кручения и всегда вытягивались в цепь во время транспортировки между их двумя концами - один закреплен на колесе (барабане), а другой присоединен к головке для приема на челноке. Перемещение наконечников шланга с баржи на челнок осуществляют при помощи троса 34, свободный конец которого будет перемещен на баржу и зафиксирован на наконечнике штифта опорного узла наконечников шлангов и втянут в трубку 32 посредством лебедки 33. Конечно, процесс разматывания шлангов может автоматически контролироваться соответствующим прибором управления, установленным на барже и/или челноке.
Вследствие использования системы динамического размещения, обеспечивающей размещение с отклонением в боковом направлении от баржи и, в основном, параллельно ей, изобретение позволяет устранить огромный риск известных систем транспортировки. Эти системы разработаны таким образом, чтобы выполнять загрузку челноков, например, нефтью, обеспечивая размещение челнока и баржи в тандеме. Челнок должен сохранять такое положение, при котором его продольная ось направлена на корму баржи, будучи соединенным с ней буксирным тросом.
Хотя челнок оборудован системой динамического размещения, при чрезмерном продвижении челнока вперед по направлению к барже механики челнока должны попытаться восстановить управление челноком вручную, чтобы предотвратить столкновение. Но значительная инерция челноков делает эти маневры, направленные на предотвращение столкновения, слишком долгими.
Как описано выше, изобретение предлагает другую конфигурацию транспортировки, используя возможности такого динамического размещения судна, при котором продольная ось челнока больше не направляется на корму баржи, но челнок поддерживает свой курс, в основном, аналогичным курсу баржи с боковым отклонением. В случае отказа системы динамического размещения предложенная конфигурация позволяет минимизировать риск столкновения, так как челнок больше не должен направляться к барже, но отклоняется в боковом направлении и является параллельным ей. При дополнительном оснащении устройства транспортировки (например, на конце шлангов на стороне челнока) аварийным средством расцепления, особенно выгодным в случае транспортировки сжиженного природного газа, случайное движение челнока относительно баржи не является проблемой, даже в случае относительно короткого шланга.
Конечно, могут быть реализованы различные модификации системы транспортировки согласно изобретению, как это показано в качестве примера на рисунках. Например, вместо колес (барабанов) для хранения шлангов можно использовать очень длинные грузовые стрелы, поддерживаемые установленными на барже башнями, типа, описанного в патенте FR №2824529, при условии, что челнок размещается с боковым отклонением от баржи, в основном, параллельно ее оси, чтобы во время случайного движения челнока можно было избежать его лобового столкновения с баржей. Чтобы предотвратить боковой контакт между челноком и баржей, который может привести к значительному повреждению, на борту баржи напротив челнока могут быть расположены элементы защиты 40, такие как сжимаемые пузыри (блистеры). Шланги растягиваются в воздушные цепи, как было описано, но, в случае необходимости, также в подводные или плавающие цепи.