CN101163622B - 加强型并排系泊构造 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锚定到海床(2)的浮式近海结构(1)。所述浮式近海结构(1)包括具有纵侧(3、4)和横侧(5、6)的船体(12)、用于沿所述近海结构(1)系泊油轮(7)的船首和船尾锚定点(13、14、40)、处于海平面以上预定高度(H1)处的主甲板(25)、置于所述主甲板(25)上的碳氢化合物处理装置、附接到所述结构(1)并从侧部横向突出以接触沿所述结构(1)而系泊的油轮(7)的分隔部件(20、21)。所述结构的所述锚定点包括快速释放部件(60)，其中所述结构(1)的船首和/或船尾锚定点(13、14、40)位于从所述结构(1)的船体(2)横向突出的二级甲板(28、39、51)上，所述二级甲板(28、39、51)大体处于所述油轮(7)的锚定点(34、35、36)的高度(H2)处。

Description

加强型并排系泊构造
技术领域
本发明涉及一种锚定到海床的浮式近海结构，其包括纵侧和横侧、用于沿所述近海结构系泊油轮的船首和船尾锚定点、处于海平面以上预定高度的甲板、置于甲板上的碳氢化合物储存和/或处理装置、附接到所述结构并从侧部横向突出以接触沿所述结构系泊的油轮的分隔部件。
背景技术
以并排配置系泊两个LNG运输船是已知的。锚缆在运输船之间延伸并抵着位于两只运输船之间、形如防护板的分隔部件而拉紧运输船。在已知的系泊配置中，运输船具有大体相似的尺寸且用长度小于10m，例如8m的系泊缆绑附。海上并排系泊配置作为单个船舶响应于环境条件。在平静的海上条件下，并排系泊配置可应用于将运输船系泊到较大的结构，例如浮式储存与再蒸发单元(FSRU)。这种标准的并排系泊和流体传送配置在高达1.5m大浪的海况中是可以的，其中运输船需要在高于2m的海况中被解开绑附。这些条件常是普遍的，尤其是在较恶劣的环境中，因此已知系统有效的操作可行性受到限制。
发明内容
因此本发明旨在提供一种尤其用于如油和LNG一类的碳氢化合物的储运船的并排系泊和流体传送配置，其还提供一种在相对高的海况，例如2m或更高的海浪下的可靠系泊和流体传送。
本发明的另一目的是提供一种具有改进的动态响应的并排系泊和流体传送配置。
本发明的又一目的是提供一种系泊和流体传送配置，其中不同大小的船舶可有效系泊到该近海结构且可从船舶的船首与船尾之间的一个位置装载或卸载。
本发明所述近海结构的特征在于，所述结构的锚定点包括快速释放部件，其中所述结构的船首和/或船尾锚定点位于甲板上，该甲板从所述结构的船体横向突出，大体处于油轮的锚定点的高度。
通过定位该结构上的锚定点到舷外甲板上，他们占用相对很小的甲板空间。此外，相对窄的舷外甲板导致锚缆的极少接触，使得附接到快速释放部件的末端部分可由合成绳索材料制成，不存在当打开快速释放钩时绳索材料会发生摩擦、磨损或会被甲板损坏的危险。
近海结构优选为经由系泊缆锚定到海床的FSRU，被系泊到某个近海位置较长的时间。这些结构可为油轮，其被改建成一个FSRU或一个新建造的结构，具有非常大的尺寸，例如220-400m长、30-80m宽且具有一个处于最大波浪高度以上的甲板，例如处在高于海平面10-30m之间的高度。该近海结构与所系泊的船舶之间的距离可在4-30m的范围内。
系泊到所述结构的船舶，例如LNG运输船常具有较接近海平面的甲板水平面，例如高于海平面10m，尤其是在该FSRU为新建造的构造时。通过在此新建造的近海结构上在较低的位置处提供锚定点，在系泊的运输船的甲板水平面与该近海结构之间延伸的锚缆可被定位于大体水平的平面上，与水平面具有不大于30°的角度。通过将锚缆置于大体水平的配置中，锚缆允许该结构和系泊的油轮进行一种(受限的)自由滚动、倾斜和摆动运动，而不会有系泊缆中的力变得过大的危险。因为系泊缆或多或少是水平的，当在该结构与船舶之间的系泊缆中的拉力在一个平面上直接彼此相对作用时，系泊刚性最大。
该结构和油轮或系泊到该结构的相对运动的可能性允许该结构和运输船在较高的海况，例如3m高的大浪下在流体传送方面保持连接和可操作。锚缆的水平配置在横缆时尤其有用，所述横缆大体垂直于长度方向延伸且具有相对短的长度(一般短于25m)。对于一般在船舶的长度方向上延伸且可具有超过30m长度，例如50m或更长的弹性锚缆，大致水平的配置较不重要，因为具有这些长度的缆绳将具有较大的可延伸性且与其长度相比具有更渐进改变的高度，导致更有利的力分布。
该近海结构优选由浮式FSRU形成，其可为具有8-13m的吃水深度水平和120.000-400.000m3的碳氢化合物储存容量的矩形驳船形状的经改建的油轮或新建造的驳船。LNG处理设备，例如液化或再气化设备、分离器、泵、蒸发器、发电机等可位于甲板上。系泊配置可为多点系泊(spread mooring)或可包括随风向改变方位的系泊结构，其中驳船经由一个塔台系统被锚定到或系泊到一个单点系泊浮筒或塔上，以随风向改变方位的方式。
该结构上的锚定点可置于从船体横向突出的甲板上或可位于定位在该结构周边内的低置的甲板上。
为适应不同长度的油轮，在某一实施例中，该近海结构包括，在船中央位置的一侧、至少两个锚定点第一组，与所述第一组锚定点相距第一距离、至少两个锚定点的第二组，以及与所述第一组锚定点相距第二距离、至少两个锚定点的第三组，其中所述第二距离大于第一距离。以此方式，可以用类似方式系泊多个油轮，例如具有不同容量(100.000-200.000m3)的LNG运输船。绞盘，通常的或恒定张力的绞盘，可用在标准的LNG运输船舶上，且可用于放出系泊缆以使其可由一个拖船拾取并带到该浮式结构，且可用于拉动该系泊缆。
为适应该结构和油轮的相对移动，分隔部件或防护板可用可枢转的方式连接到该结构，以允许分隔部件的垂直和水平位移。
为允许油轮和该近海构造的侧向相对运动，用于从油轮传送碳氢化合物或将碳氢化合物传送到油轮的传送臂能够可伸缩地延伸至少4m的长度。也可将传送臂置于船舶与该结构之间的分隔部件上。在申请人的专利公开案FR 2854156、WO 02/092422、WO 02/28765和未公开的专利申请案EP 04076313.8中描述了合适的传送臂。
为了补偿由系泊期间的移动而引起或由于不同尺寸的油轮而引起的油轮沿着该近海结构长度方向发生的系泊位置变化，该近海结构上的装载/卸载臂可在长度方向上移位。可用枢转的方式支撑装载/卸载臂，但也可将其置于可在该近海结构甲板上的轨道上移动的可移位框架上。
在某个实施例中，将油轮附接到该近海结构的系泊缆包括钢制的附接到油轮的第一段和由合成绳索材料制成的第二段，锚缆在与横向方向成某角度的方向上延伸，所述合成绳索材料段的长度长于10m，优选长于20m，最优选长于25m。通过相对长的合成段，增加了数量的弹性被赋予该系泊配置，允许油轮相对于该近海结构做相对较大的移动。有利的系泊配置由各具有两条或两条以上平行缆绳的至少4组系泊缆形成。系泊缆经由快速释放钩被附接到该近海结构。
附图说明
将参看附图详细解释本发明所述近海结构和系泊的油轮的一些实施例。图式中：
图1展示根据本发明的系泊组合件的俯视图；
图2和图3展示图1所述组合件的一个近视图和前视图；
图4和图5展示用于具有不同长度的运输船的系泊配置；
图6和图7分别展示系泊组合件的某个实施例的俯视图和前视图，其中该浮式结构由经改建的油轮形成且包括舷外甲板；以及
图8展示快速释放钩的三维视图。
具体实施方式
图1展示近海结构1，例如一个新建造的FSRU或一个随风向改变方位的新建造的浮式生产储存卸载装置FPSO。结构1包括在船首和船尾具有纵侧3、4和横侧5、6的船体2。油轮7经由船首和船尾处的系泊缆8、9的群组沿结构1系泊。船首系泊缆9(横缆)包括各有两条平行系泊缆的三个群组10、11、12，其附接到结构1上的六个船首锚定点13。后部系泊缆8(横缆)也包括各有两条平行缆绳、附接到结构1上的船尾锚定点14的三个群组。弹性系泊缆16、17分别从船舶7上的后向和前向位置朝结构1上接近船中央的锚定点延伸。许多弹性防护板20、21位于油轮7与结构1之间，由系泊缆8、9、16和17的群组抵着防护板20、21而拉动所述油轮。传送管道29(例如一个或一个以上柔性软管、枢转硬管或硬管与柔性软管的组合)在油轮7与结构1上的碳氢化合物储存罐26之间延伸，用于在油轮7与结构1之间装载和卸载碳氢化合物(优选为LNG)。传送管道29可由传送臂31支撑，所述传送臂31可在结构1的长度方向上移位。
如从图2可见，油轮7上的系泊缆附接点22、23和24位于与结构1上的船尾锚定点14相同的高度处，使得锚缆群组8在大体水平的平面上延伸。结构1包括甲板25和置于甲板25上或部分整合在甲板25内的碳氢化合物处理和/或储存设备。甲板25位于高于海平面27，例如20-30m的距离H1处。锚定点14位于船尾的甲板28上，甲板28位于接近海平面的高度H2处，高度H2可在10-20m的范围内，且对应于油轮7上的系泊缆附接点22、23、24高于海平面27的高度H2。
结构1在多点系泊配置中经由锚腿32、33系泊到海床30。或者，结构1可具有在其船体2中的转塔，且以随风向改变方位的方式经由所述转塔锚定到海床，或在其船首锚定到单点系泊浮筒或锚定到海床支撑的塔。
在图3中展示图1所示的结构1和油轮7的船首视图。结构1上的船首锚定点13位于一个较低的甲板15处，较低的甲板15位于结构的主甲板25的下方。船舶7的船首锚定点34、35、36位于与甲板15相同的高于海平面的高度H2处。
图4展示经由结构1的船首和船尾上的数组系泊点13、14系泊到结构1的具有第一长度的油轮7。传送管道29由可沿着在结构1长度方向上延伸的轨道41移动的臂31支撑，以便使管道29与油轮7的船中央支管对准。分隔部件包括框架37和支撑在框架37上的许多弹性部件，例如膨胀缓冲器元件或防护板38。后部系泊点14位于甲板39上，从结构1的船体2向舷外横向突出。船尾系泊缆8一般处于与横向方向T成0°到45°之间的角度α处。船首系泊缆9以角度β延伸，β在一些情况下可大于45°。可见，第三组锚定点40定位在接近结构1的船首、但没有被任何系泊缆占用的地方。在图5中，较大的油轮7被系泊到结构1，其中船尾锚定点14和最前船首锚定点40被占用。图5中，支撑传送管道29的臂31已沿着轨道41移动以与油轮7的船中央的传送支管对准。在替代配置(未图示)中，传送管道可由框架37支撑。油轮7经由沿着结构1的长度延伸的框架37系泊到结构1。
系泊缆8、9具有钢缆的第一段L1，例如具有约50mm的直径且在长度为10-30m的系泊配置中。钢缆可具有高达220m的长度，因此其在停泊作业期间也可充当拾取缆绳。但在系泊的并排配置中，钢缆的大部分将在绞盘上。经由油轮7上的导缆器向FSRU引导钢缆。高于油轮7上的甲板的部分(从绞盘到导缆器)必须都是钢缆部分，因为合成绳索在甲板处或在导缆器处将磨损或损坏。
附接到钢缆段的是合成绳索段L2，例如具有约90mm的直径和10-35m的长度的尼龙绳。钢缆部分L1提供接近船舶7的抗磨损部分，而相对长的合成系泊缆部分L2提供弹性系泊配置。
图6和7展示一个被系泊到结构1的油轮7，其由基于经改建的油轮的FSRU形成。FSRU1具有与油轮7类似的尺寸，其具有在200m与300m之间的长度、35m-50m的宽度和8m与13m之间的吃水深度。FSRU1以随风向改变方位的方式经由外部转塔50和锚缆33、32锚定到海床30。FSRU的甲板25位于高于海平面的距离处，类似于油轮7的甲板平面，使得FSRU上的锚定点13、14与油轮7的船首和船尾上的相应锚定点22、23、24和34、35、36处于大体相同的高度。
FSRU1上的锚定点13、14位于附接到船体2且从船体侧向延伸的舷外甲板39、51上。在甲板39、51上，放置具有图8所示类型的快速释放钩。凭借舷外甲板39、51的小宽度，附接到FSRU 1的锚缆部分不需要在FSRU 1的主甲板25上延伸。因此锚缆不占用可用的甲板空间。使用相对窄的舷外甲板39、51导致处于FSRU侧部处的锚缆部分之间接触的可能性降低且因此导致磨损减少。在舷外甲板39、51上延伸的锚缆段可包括合成绳索材料，例如与钢缆相比具有增加的柔性的尼龙绳索。
在图6和7的实施例中，FSRU在长度上约等于油轮7。FSRU可例如通过添加船体部分伸长船体2而在长度上延伸，例如以用于容纳船载发电设备。
在图8中，快速释放耦合件60展示为包括液压缸61和可延伸的臂62。合成绳索段L2经由快速耦合件60连接到近海结构1。可枢转的钩63用作用于系泊缆末端上的系泊孔的抓持器。在可延伸的减震器或臂62方面，可使用与快速释放耦合件60组合的相对短的尼龙绳索。耦合件60可围绕垂直轴线64和水平轴线65旋转。耦合件具有锁定机构66，用于锁定系泊缆的环，并用于防止钩63顶部上的系泊缆和环的运动。

Claims (20)

1.一种锚定到海床(30)的浮式近海结构(1)，其包括具有纵侧(3、4)和横侧(5、6)的船体(2)、用于沿所述近海结构系泊油轮(7)的船首和船尾锚定点(13、14、40)、处于海平面(27)以上预定高度(H1)处的第一甲板(25)、置于所述第一甲板(25)上的碳氢化合物处理装置、附接到所述结构并从侧部横向突出以接触沿所述结构而系泊的油轮的分隔部件(20、21)，所述浮式近海结构(1)的特征在于，所述结构(1)的所述锚定点(13、14、40)包括快速释放部件(60)，其中所述结构(1)的船首和/或船尾锚定点(13、14、40)位于从所述结构(1)的船体(2)横向突出的第二甲板(28、39、51)上，所述第二甲板(28、39、51)的高度使得从所述锚定点(13、14、40)延伸到所述油轮的锚缆与水平方向成不大于30°的角度。
2.根据权利要求1所述的浮式近海结构(1)，其特征在于，所述第二甲板(28、39、51)大体位于所述油轮(7)的锚定点(34、35、36)的高度处。
3.根据权利要求1或2所述的浮式近海结构(1)，所述结构(1)经由舷外转塔(50)锚定到所述海床(30)，所述船体(2)包括体积在100.000m3与400.000m3之间、长度至少为220m、宽度至少为30m和高度高于海平面至少10m的碳氢化合物储存罐。
4.根据权利要求1所述的浮式近海结构(1)，其特征在于，所述第一甲板(25)的高度(H1)高于所述海平面(27)20-30m，所述船首和船尾锚定点(13、14、40)位于锚定水平面(H2)处，所述锚定水平面(H2)高于所述海平面(27)10-20m。
5.根据权利要求1所述的浮式近海结构(1)，其特征在于，所述近海结构包括在船中央位置一侧上、至少两个锚定点的第一组、与所述第一组锚定点相距第一距离、至少两个锚定点的第二组(13)，以及与所述第一组锚定点相距第二距离、至少两个锚定点的第三组(40)，其中所述第二距离大于所述第一距离。
6.根据权利要求5所述的浮式近海结构(1)，其特征在于，所述第二和第三组锚定点(13、40)均包括快速释放部件。
7.根据权利要求1所述的浮式近海结构(1)，其特征在于，所述分隔部件包括框架结构(37)和附接到框架结构的弹性接触部件(38)，其中所述框架结构经由铰接连接件连接到所述船体(2)。
8.根据权利要求1所述的浮式近海结构(1)，其特征在于，提供与碳氢化合物储存罐(26)形成流体连接的传送管道(29)，所述传送管道(29)被支撑在可在所述结构(1)的长度方向上移位的可移动臂(31)上。
9.根据权利要求1所述的浮式近海结构(1)，其特征在于，提供与碳氢化合物储存罐(26)形成流体连接的传送管道(29)，所述传送管道(29)被支撑在可沿着所述结构(1)的长度方向上的轨道(41)移位的可移动框架(31)上。
10.根据权利要求9所述的浮式近海结构(1)，其特征在于，所述传送管道(29)包括在装载/卸载期间在横向方向上可伸缩地延伸至少4m距离的传送臂。
11.一种由根据权利要求1所述的浮式近海结构(1)与沿所述近海结构(1)而系泊的油轮(7)组成的组合件，其特征在于，所述船首和船尾锚缆包括钢制的附接到所述油轮(7)的第一段(L1)和由合成绳索材料制成的合成绳索材料段(L2)，所述锚缆与横向方向(T)成一角度(α、β)延伸，所述合成绳索材料段(L2)的长度长于10m。
12.一种由根据权利要求1所述的浮式近海结构(1)与沿所述近海结构(1)而系泊的油轮(7)组成的组合件，其特征在于，所述船首和船尾锚缆(13、14)包括钢制的附接到所述油轮(7)的第一段(L1)和由合成绳索材料制成的合成绳索材料段(L2)，所述锚缆与横向方向(T)成一角度(α、β)延伸，所述合成绳索材料段(L2)的长度长于20m。
13.一种由根据权利要求1所述的浮式近海结构(1)与沿所述近海结构(1)而系泊的油轮(7)组成的组合件，其特征在于，所述船首和船尾锚缆(13、14)包括钢制的附接到所述油轮(7)的第一段(L1)和由合成绳索材料制成的合成绳索材料段(L2)，所述锚缆与横向方向(T)成一角度(α、β)延伸，所述合成绳索材料段(L2)的长度长于25m。
14.根据权利要求11所述的组合件，其中所述合成绳索材料段经由快速释放部件(60)连接到所述结构(1)。
15.根据权利要求14所述的组合件，其特征在于，所述分隔部件(20、21)的长度在4m与10m之间。
16.根据权利要求11所述的组合件，其特征在于，在所述船首和船尾处的锚缆各包括至少两条平行缆绳的至少4组。
17.根据权利要求11所述的组合件，其特征在于，在所述船首和船尾处的锚缆各包括至少两条平行缆绳的至少6组。
18.根据权利要求11所述的组合件，所述油轮(7)经由沿着所述结构(1)的长度延伸的框架(37)系泊到所述结构(1)。
19.根据权利要求11所述的组合件，其特征在于，所述锚定点(13、14、40)大体位于与流体传送管道(29)相同的高度处。
20.根据权利要求11所述的组合件，其特征在于，所述快速释放部件(60)包括可延伸的臂(62)，所述可延伸的臂(62)在力通过附接到所述部件(60)的系泊缆而施加到所述臂时是可延伸的。
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