CN102548839B - 用于在第一船和第二船之间运输流体的方法、及实施该方法的运输系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在称为驳船(1)的第一船和称为运输船的第二船(2)之间运输流体的方法，根据该方法，将运输船定位成距驳船(1)预定距离，并且从驳船引导至少一柔性流体运输导管到运输船。该方法的特征在于，将运输船(2)定位成处于一位置，在该位置中，运输船在基本平行于驳船的纵向轴线的同时横向偏离驳船(1)，以及提供流体运输系统(7、9、28)，其使得运输船在运输过程中相对于驳船沿横向和纵向方向移动成为可能。本发明可用以运输液化天然气。

Description

用于在第一船和第二船之间运输流体的方法、及实施该方法 的运输系统

技术领域

本发明涉及一种用于在称为驳船的第一船与称为运输船的第二船之间运输流体的方法，根据该方法，将运输船定位成偏离驳船预定距离，并且从驳船引导至少一柔性流体运输导管到运输船。本发明还涉及一种实施该方法的运输系统。

背景技术

根据这种类型的方法，可知，在将柔性导管连接到设置在运输船上的连接装置之前，运输船被定位成基本上沿驳船的轴线距离所述驳船大约70到80米。在运输过程中，运输船或者通过缆索系泊到驳船上或者被动态地定位。但是随机定位具有严重缺陷。事实上，假定驳船和运输船根据风向、洋流和波涛定位，一方面，存在运输船被定位在作为驳船标准装备一部分的火炬架(torchère)产生的光的方向的区域内的巨大风险，而且存在运输船由于偶然前进而与驳船的后部正面碰撞的风险。这些风险已经使得从驳船向运输船运输原油存在问题，而且尤其使得其几乎不可能从驳船向运输船运输液化天然气(LNG)。

发明内容

本发明的目的在于，提供解决上述问题的方案。

为了实现该目的，根据本发明的方法，其特征在于，将运输船定位成处于一位置，在该位置中，运输船在基本平行于驳船的纵向轴线的同时横向偏离驳船，本发明方法的特征还在于，提供流体运输系统，其使得运输船在运输过程中相对于驳船沿横向和纵向方向移动成为可能。

根据本发明的一个特征，低温软管被用作运输液化天然气的柔性运输导管。

根据本发明用于实施该方法的系统，其特征在于，驳船支撑用于存储至少一柔性导管(如适用，则为低温软管)的装置，所述柔性导管的长度为60到120米之间，其中的导管输出机构绕竖直轴线转动，并且本发明系统的特征还在于，在运输船上设置接收所述导管的连接接头的装置，该接收所述导管的连接接头的装置也绕竖直轴线转动。

根据本发明系统的一个特征，呈轮形式的存储装置，其直径在20到50米之间，导管绕该存储装置缠绕，并且在流体运输过程中导管从该存储装置解开，所述轮绕水平轴线转动且能绕竖直轴线枢转。

根据本发明的另一特征，柔性导管被螺旋地缠绕在轮的圆周凹槽内。

根据本发明的又一特征，轮包括多个并列的存储凹槽，如适用则用于存储多个柔性导管。

附图说明

在以下结合附图的示例性描述中，会更好地理解本发明，并且本发明的其余目的、特征、细节和优点将变得更为清楚，所提供的附图仅仅作为例子并且示出了本发明的一个实施例，附图中：

-图1和2是根据本发明的处于两种流体运输位置的驳船和运输船的两个顶视图；

-图3是沿图2的箭头III方向的、沿两个船的纵向轴线方向的视图；

-图4是根据本发明的低温软管存储轮的放大视图，根据图3，低温软管存储轮被安装在驳船上；

-图5是沿图3的箭头V方向的存储轮的顶视图；

-图6是与图4类似的视图，但是表示存储轮处于空闲位置，其中软管围绕轮的圆周缠绕；

-图7是根据图3的用于接收运输船的软管的装置的放大视图；

-图8表示在接收软管之前的图7的所述装置；

-图9是沿图8箭头IX方向的顶视图。

具体实施方式

以下将描述本发明，作为非特殊示例，其用于从第一船(LNG产品驳船1)向第二船(运输船2)运输液化天然气(LNG)。

如图1到3所示，为了实施该LNG运输，运输船2被动态地定位在一位置，在该位置中运输船2从驳船横向地偏离且被定向为基本上平行于驳船的纵向轴线，运输船2在火炬架3的相对侧，火炬架3位于驳船的一端并且属于驳船标准装备的一部分，就像被设置在驳船另一端的住舱4和系泊缆绳卷筒5一样。驳船和运输船之间的典型间距为大约70到80米。使用低温软管7实现运输，低温软管7存储在驳船上并且具有很大的长度，从而甚至在运输船2相对驳船1显著运动的条件下，LNG运输也可以在良好条件下进行。

通过设置在运输船2上的动态定位系统，运输船2相对于驳船1保持处于适当位置。为此，运输船2装配有由该定位系统自动控制的横向推进器，例如船头推进器。通过作用在不同推进器上，例如作用在主推进器和侧推进器上，动态定位系统在波涛、摇摆、偏航中自动地驾驶运输船，从而保持运输船相对于固定或移动参照物处于预定位置和/或处于预定路线，在当前情形中参照物为驳船1。通过组合来自定位系统(通过卫星、GPS、惯性单元、雷达和类似物)的信息获知参照物的位置以及运输船的位置。

根据本发明，动态定位系统用于使运输船相对于驳船保持处于横向偏离驳船的位置并且使运输船定向为基本平行于驳船，而无需通过例如系船索的机械手段将运输船连接到驳船。因此，根据本发明，运输船和驳船之间的流体运输，由于运输船动态定位的可能，因而只需要运输船的纵向轴线指向驳船的船尾。

为了实现从驳船1到运输船2的LNG运输，驳船包括：安装在端部上但是靠近运输船2相对边缘的灯塔3，作为用于运输软管的存储装置，大存储容量的两个大型轮9具有例如包括在20到50米之间的直径，其中每个大型轮在轮缘11的两个圆周凹槽10内容纳有两个低温软管7。

每个轮绕水平轴12转动地安装，水平轴12支撑在塔形结构13的顶部，塔形结构13布置在板状部件14上，板状部件14绕靠近船的边缘16安装的基底15上的竖直轴线转动地安装。因此轮的转动轴12能够绕竖直轴线枢转。

在所述示例中，每个轮包括用于容纳软管7的两个圆周凹槽，软管的一个端部被固定到轮缘并且被连接到驳船的管系，同时另一端是活动的并支撑接头17，接头17用于与设置在运输船上的接收装置连接。具体地，如图6所示，接头17支撑装配夹18。两个软管7的两个接头17安装在共用支撑装置上，该共用支撑装置承受对中销19和下降制动绞盘20，其中对中销19被定向为平行于连接器的轴线并且被定位在连接器之上。

一方面为了保证每个软管在轮缘的凹槽里的正确缠绕，另一方面为了在未卷绕软管和轮之间准确对准，其包括装置22，装置22用于当每个软管离开其存储凹槽时引导每个软管，装置22主要包括引导套23，软管穿过该引导套并且引导套由支撑杆结构24保持在该套与用于软管的存储凹槽的切线轴向地对准的位置，该切线对应于该凹槽的软管的输出位置。

轮还与布置在转动支撑板14上的绞盘26相配合，并且绞盘26的功能是利用缆绳27转动轮，其中缆绳27的一端被固定到轮而另一端则围绕绞盘缠绕。该绞盘还考虑如下事实：在轮的空转状态(其中软管围绕轮缘完全缠绕在其对应的凹槽内)下，支撑连接接头17的自由端从轮上自由且竖直地悬挂下来。当然，用于转动轮的装置能够通过用于驱动轮的轴12的电机装置来实施，电机装置可与绞盘同时操作或者在绞盘失效的情况下操作。

特别参见图3以及图7到图9，可以看到用于在运输船2上接收低温软管7的装置构造成头部28的形式，头部28支撑两个连接装置29，其中的每个连接装置包括两个连接器30，这两个连接器30用于连接绕轮缠绕的两个软管7的两个连接接头17。头部28绕支撑塔31上的竖直轴线转动地安装，根据示出的示例，支撑塔31或者安置在运输船的前部(图1)或安置在运输船的后部(图2)。每对连接器30用于连接由一对软管的两个连接接头17共用的支撑装置，该每对连接器30的每个支撑装置29包括：呈管32形状的部件，该部件用于接收和对中两个接头的共用销19；以及，用于卷绕缆绳34的绞盘33，缆绳34穿过该管并且在运输过程中被固定到销19的末端从而推动后者朝向运输船直到销被接合到该管中。为了保证两个接头17的支撑的角度正确定向，用于连接器的支撑装置29包括叉36，叉36利用辊38保证接头的夹18的正确角度定位，其中如图6所示，辊38设置在销19上部的接头的支撑装置上。叉36与辊38配合，使得弥补接头17的支撑的角度定位缺陷成为可能，该角度定位缺陷相对小，因为销设置在夹之上已经保证其相对于连接夹近似正确的角度定位，由于所述夹的重量，重心近似竖直地位于销之下。

由上述和附图可知，在轮上的存储能够具有包括在20到50米之间的直径，以及包括在60到120米之间的非常大的软管长度，允许运输船在LNG运输过程中相对于驳船纵向地和横向地明显运动。另一方面，驳船上的存储轮以及用于在运输船上接收软管的头部28的可能性具有非常优越的效果，其中，轮和头部可一直被定位，从而在运输过程中软管不承受横向应力或扭转应力并且软管在其两端之间总是以链的形式延伸，其中软管两端中的一端固定到轮而另一端连接到运输船的接收头部。利用缆绳34实现软管接头从驳船到运输船的传送，其自由端可被传递到驳船且被固定到软管的接头的支撑组件的销的末端，并且利用绞盘33被推入管32内。当然，通过设置在驳船上和/或运输船上的适当的控制装置，可自动控制软管的解开过程。

由于动态定位系统的使用，允许横向偏离驳船并且基本上平行于驳船定位，本发明使得消除已知运输系统的巨大风险成为可能。后者被设计为：通过提供运输船和驳船的一前一后地定位而执行运输船的装载操作，例如装油。在由缆索连接到驳船的船尾的同时，运输船被束缚以保持其纵向轴线指向驳船的船尾。

尽管运输船装配有动态定位系统，当运输船过度朝向驳船移动时，运输船操作者必须以手动方式试图恢复控制运输船以免碰撞。但是运输船的巨大惯性使得那些操作太长久而不能避免碰撞。

如上所述，本发明提出另一种运输结构，利用船的动态定位的可能以不再将运输船的纵向轴线指向驳船的船尾，而是保持其路线基本与驳船路线相同且具有横向偏离。当动态定位系统失灵时，所提出的结构使得最小化碰撞风险成为可能，因为运输船不再被束缚指向驳船，而是横向偏离并且与之平行。此外，通过装配具有紧急断开装置的运输装置，例如在运输船侧上的软管的端部处装配该运输装置，在液化天然气运输情况下特别有利，甚至在相对短的软管条件下，运输船相对驳船的偶然移动不会是个问题。

当然，对如图中示例所示的根据本发明的运输系统可以做出不同变形。例如，为了替代轮且为了存储软管，可以提供由安装在驳船上的塔支撑的、如法国专利FR 2824529中所述类型的非常长的吊臂，当运输船横向偏离驳船且基本上平行于其轴线被定位的情形保持不变时，从而在运输船的偶然移动过程中能够避免其前方撞击以及与驳船的碰撞。为了避免运输船和驳船之间的横向接触造成明显破坏，可以在驳船的相对于运输船的边缘上，提供保护元件40，例如可压缩的舷侧护壳外板。如所述，软管以空中链的形式延伸，然而如果需要，还以水下链的形式或漂浮链的形式延伸。

Claims (14)

1.一种用于在称为驳船的第一船和称为运输船的第二船之间运输流体的方法，根据该方法，将所述运输船定位成距所述驳船预定距离，并且从所述驳船引导至少一个柔性流体运输导管到所述运输船，其特征在于：

将所述运输船(2)定位成处于一位置，在该位置中，所述运输船在基本平行于所述驳船的纵向轴线的同时横向偏离所述驳船(1)，以及

提供流体运输系统(7、9、28)，其使得所述运输船在运输过程中相对于所述驳船沿横向和纵向方向移动成为可能，

其中，通过动态定位系统以及由所述动态定位系统控制的横向推进器将所述运输船在运输期间保持在其平行且横向偏离的位置，其中，由于所述运输船的这个平行且横向偏离的位置，所述运输船即使在所述动态定位系统失灵的情形下仍相对于所述驳船处于平行且横向偏离的位置，以避免所述运输船与所述驳船之间的碰撞，

其中，使用低温软管(7)作为柔性流体运输导管运输液化天然气，所述低温软管在其分别连接到所述驳船和所述运输船的端部之间以悬链的形式延伸并且所述低温软管的每一端与安装在所述第一船和第二船的每个船上并且绕所述运输船或所述驳船上的竖直轴线能自由旋转的装置连接。

2.一种实施根据权利要求1所述方法的在驳船和运输船之间运输流体的系统，其特征在于：

所述运输船具有动态定位系统以及被所述动态定位系统自动控制的横向推进器，以适于使得所述运输船保持在横向偏离所述驳船的位置并且取向为基本平行于所述驳船，从而所述运输船将平行于所述驳船的纵向轴线移动以避免所述运输船与所述驳船之间的碰撞，

所述驳船(1)支撑用于存储至少一个柔性流体运输导管(7)的存储装置，所述柔性流体运输导管(7)为低温软管，其中至少柔性流体运输导管输出机构绕竖直轴线转动，以及

接收所述柔性流体运输导管的连接接头(17)的装置(28)，设置在所述运输船(2)上，也绕竖直轴线转动，从而允许所述柔性流体运输导管在整个流体运输环境下在两个悬挂端部之间以悬链的形式延伸。

3.根据权利要求2所述的在驳船和运输船之间运输流体的系统，其特征在于：所述存储装置包括至少一存储轮(9)，其中所述轮的轮缘(11)包括用于存储柔性流体运输导管(7)的凹槽，并且所述轮绕水平轴(12)转动地安装且在支撑件(13、15)上绕竖直轴线枢转。

4.根据权利要求3所述的在驳船和运输船之间运输流体的系统，其特征在于：所述存储轮(9)包括用于在解开所述柔性流体运输导管的过程中对来自该轮的轮缘(11)中的存储凹槽的导管进行引导并且使所述柔性流体运输导管与所述凹槽对准的装置(22)。

5.根据权利要求3所述的在驳船和运输船之间运输流体的系统，其特征在于：用于接收所述柔性流体运输导管的连接接头(17)的装置(28)包括头部，所述头部绕支撑塔(31)上的竖直轴线转动地安装。

6.根据权利要求5所述的在驳船和运输船之间运输流体的系统，其特征在于：其包括两个存储轮，并且两个所述柔性流体运输导管(7)的两个连接接头(17)安装在共用支撑装置上，所述共用支撑装置具有对中销(19)，所述对中销设置在所述连接接头的连接器上时被定向为与所述连接接头的连接器的轴线平行。

7.根据权利要求6所述的在驳船和运输船之间运输流体的系统，其特征在于：所述共用支撑装置承受下降制动绞盘(20)。

8.根据权利要求6所述的在驳船和运输船之间运输流体的系统，其特征在于：用于接收所述两个柔性流体运输导管(7)的连接接头(17)的共用支撑装置的装置(28)，包括两个连接装置的转动支撑头，每个转动支撑头包括用于连接两个连接接头(17)的两个连接器(30)。

9.根据权利要求8所述的在驳船和运输船之间运输流体的系统，其特征在于：每个支撑装置(29)包括用于接收和对中所述两个柔性流体运输导管的两个连接接头的共用的对中销(19)的部件。

10.根据权利要求9所述的在驳船和运输船之间运输流体的系统，其特征在于：接收和对中的部件呈管(32)的形式，并且绞盘(33)设置成用于缠绕缆绳(34)，所述缆绳穿过所述管并且旨在运输过程中被固定到所述共用的对中销的末端。

11.根据权利要求10所述的在驳船和运输船之间运输流体的系统，其特征在于：所述连接器的支撑装置(29)包括利用辊(38)对所述连接接头的夹(18)进行正确角度定位的叉(36)，所述辊(38)设置在所述共用的对中销(19)上部的所述连接接头的支撑装置上。

12.根据权利要求3所述的在驳船和运输船之间运输流体的系统，其特征在于：存储轮(9)具有包括20到50米之间的直径。

13.根据权利要求2所述的在驳船和运输船之间运输流体的系统，其特征在于：所述运输船装配有动态定位系统和由所述动态定位系统自动地控制的推进器。

14.根据权利要求13所述的在驳船和运输船之间运输流体的系统，其特征在于：其具有紧急断开装置。