CN105814277A - 用于运输多种流体穿过主流动管道的海底充注管系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种海底充注管系统被描述，其适用于穿过一个单独的供给管道(1)或柔性管以隔开的批次的方式将不同类型的流体从海面运输至安装在海床上的分别的专用的储罐(T4至T6)或容器。此系统包括分别的阀(V)和控制系统以便操作海底充注管系统。海底充注管系统包括适用于被穿过所述供应管道(1)或柔性管被运输的流体推动的至少两个清管器(6、7)，该清管器(6、7)还提供在每个清管器前方和后方的分别的流体之间的障碍，因此在相跟随的清管器之间能界定分别的流体批次，每个流体批次通过阀(V)被引导穿过入口进入所述供应管道(1)中并且穿过出口从所述供应管道排出，并且进一步流至海床上的分别的专用的储罐或容器。本发明还涉及穿过主流通管道以隔开的批次的方式运输多种流体的方法。

Description

用于运输多种流体穿过主流动管道的海底充注管系统及方法
本发明涉及一种海底充注管系统，其适用于以隔开的批次将不同类型的流体从海面穿过一个单一的供应管道或柔性管运输至安装在海床上的分别的专用的储存罐或储存容器，所述系统包括分别的阀和控制系统以便操作海底充注管系统。
本发明涉及一种用于穿过主流动管道将多种流体从海面运输至安装在海床上的罐或容器的方法，其中，分别的清管器套装与清管器发射器和清管器接收器结合被使用，此外多个阀、分支管以及冲洗流体被使用，以便能独立地转移流体批次。
本发明范围为能够经由一个单一流体管道以批次将多种流体从顶端/海岸站运输至海底生产/过程系统。
由于多种流体需要越过一大段距离被运输，并且只通过使用一个单一流体管道，所以主要的挑战在于如何使其可行。即，能够转移多于一种类型的流体类型至位于海底在海床上的专用的储罐。
因此一些方式是必要的以便隔离分别的流体，以便最小化流体的可能的混合。
很可能这样的海底充注管系统在安装期间需要被水充满。因此，以一种方式或者其他的方式，水必须从充注管系统中被排出，或者通过过滤器排放至周围的海，或者排出至灰水池中。
预期的是，充注管系统将在延长的周期运输例如MEG，并且间隔地运输其他化学的和/或液压流体。
进一步预想到的是，除主要的流体(例如上述指出的MEG)之外，多种化学流体的体积将具有能够提供相似的在装填之间的服务时间的储罐容积。
根据本发明，提供了引言所述种类的海底充注管系统，该海底充注管系统的区别之处在于，所述海底充注管系统包括适应于被穿过所述供应管道或柔性管的流体推动的清管器，该清管器还提供在每个清管器前方和后方的分别的流体之间的障碍，因此在相跟随的清管器之间能界定分别的流体批次，每个流体批次通过阀被引导穿过入口进入所述供应管道中并且穿过出口从所述供应管道排出，并且进一步流至在海床上的分别的专用的储罐或容器。
在一种实施方案中，海底充注管系统可以包括清管器发射器，该清管器发射器包括清管器止动器，该清管器止动器能保持清管器并且释放清管器进入所述供应管道中。优选地，清管器发射器包括所述流体入口和所述清管器止动器，该入口和清管器止动器至少间隔开清管器长度。
在一种实施方案中，海底充注管系统可以包括临近海底储罐的清管器锁(piglock)，该清管器锁包括清管器止动器,该清管器止动器能保持清管器并且排出清管器进入清管器接收器的，该清管器接收器作为选择可收回至海面。优选地，所述清管器锁包括所述流体出口和所述清管器止动器，该出口和清管器止动器至少间隔开清管器长度。
在另一个实施方案中，海底充注管系统可以包括通过管汇集器互相连接的海底储罐的电池，该管汇集器具有连通至每个单独的储罐的分别的分支管，每个分别的分支管设置有入口阀，该入口阀能通过所述控制系统装置截止/开启流向所述储罐的流动。
每个海底储罐或分别的分支管可以包括具有截止/开启阀的流体管，该分支管延伸至在海底设施上的专有的设备，所述阀通过所述控制系统装置被操作。
此外，单一供应管道可以包括邻近清管器发射器的第一截止/开启主管阀和邻近在海床上的清管器锁的第二截止/开启主管阀，该阀通过所述控制系统可操作，并且使得该单一供应管道能够安装/更换。
在还有的另一个实施方案中，单一供应管道可以包括第三截止/开启主管阀，该第三截止/开启主管阀临近在海床上的清管器锁，但在海床上的清管器锁的延伸上，该阀通过所述控制系统被操作，并且当更换清管器接收器时能隔离海底充注管系统。
根据本发明也提供一种引言所述类型的方法，提供了引言所述类型的一种海底充注管系统，其区别之处在于，预定的阀被操作以开启或者关闭流通，与清管器发射器的操作结合，以便当需要在穿过所述主流动管道运输的每个流体批次之间产生流体分区时发出一个清管器。
实施方案的示例
尽管以上已经概括地描述了本发明的多种方面，但是实施方案的更详细的且非限制性的示例在下文中将参考附图被描述，在附图中：
图1是根据本发明的海底充注管系统的第一操作阶段的示意性视图。
图2是根据本发明的海底充注管系统的第二操作阶段的示意性视图。
图3是根据本发明的海底充注管系统的第三操作阶段的示意性视图。
图4是根据本发明的海底充注管系统的第四操作阶段的示意性视图。
图5是根据本发明的海底充注管系统的第五操作阶段的示意性视图。
图6是根据本发明的海底充注管系统的第六操作阶段的示意性视图。
图7是根据本发明的海底充注管系统的第七操作阶段的示意性视图。
图8是根据本发明的海底充注管系统的第八操作阶段的示意性视图。
首先参考图1，其虽然是示意性的，但示出了完整的海底充注管系统，其中，主流体管道1从在水面上的三个罐T1、T2、T3延伸至位于海床上的三个罐T4、T5、T6。每个罐T1、T2、T3包含独特的液体或流体并且将通常地随水面容器或水面设备被安装。每种独特的流体经由主流体管道1作为一个批次被运输至专用的海床罐T4、T5、T6。在每个被待运输的批次之间冲洗流体穿过主流体管道1被发送。如先前陈述的，本发明的主要目标是保持分别的流体互相隔离，即，即使同一个主流体管道1被用于所有的流体，在从海面至海底的这样的转移过程中，多种流体不能污染彼此。
充注管材料通常将是耐蚀性材料或通常的具有保护性覆盖层的高强度碳钢。材料需要与待转移的流体兼容。
分别的罐T1、T2、T3通过第一歧管M1互相连接，该第一歧管终止在主流体管道1的第一上端中。每个罐T1、T2、T3又连接至具有入口阀V1、V2、V3的入口管，该入口阀使罐T1、T2、T3充注各自的液体或流体。另外，每个罐T1、T2、T3设置了具有出口阀V4、V5、V6的出口管，该出口阀使分别的罐T1、T2、T3的排出物进入至主流体管道1中。每个罐T1、T2、T3在顶部上设置有通风管，以便能使每个罐根据它们各自的充注水平或程度通风。第一歧管M1设置了物料泵(productpump)P1以便提高待运输流体的压力。
在主流体管道1的第一表面端处，设置了清管器发射器2，该清管器发射器2通过第一和第二清管器止动器3、4、清管器发射器门5和两个清管器6、7界定，两个清管器6、7已准备好被发射，一次发射一个。在第二清管器止动器4的下游，第一主流通阀MV1直接布置在主流体管道1上，该主流通阀MV1能完全地截止在主流体管道1中的流通。
旁通回路BL布置在主流体管道1的第一上端上，该旁通回路BL从第一清管器止动器3上游起始并且在第一主流通阀MV1的下游终结。
旁通回路BL连接至冲洗流体入口管8，该流体入口管能通过触发冲洗流体泵PP供应冲洗流体，该冲洗流体泵PP布置在所述冲洗流体入口管8上。两个截止阀V7和V8布置至旁通回路BL中，在冲洗流体入口管8连接至旁通回路BL的接合部的每侧上一个。旁通回路BL还连接至具有截止阀V9的另一个供应管9。
所有上面描述的元件位于海面上，通常地在浮动的船只或类似物、固定式平台上或在岸上。
三个专用的储罐T4、T5、T6位于海床上并且应当根据需要经由主流体导管1被充注。每个罐T4、T5、T6可以是可折叠的设计，即，是部分地用海水充注的橡胶囊11和界定专用的液体或流体和囊11内的海水之间的分隔的隔膜。
分别的罐T4、T5、T6通过第二歧管M2互相连接，该第二歧管终止在主流体管道1的第二低端中。每个罐T4、T5、T6又连接至具有入口阀V10、V11、V12的入口管，该入口阀使罐T4、T5、T6充注各自的液体或流体。此外，每个罐T4、T5、T6设置具有出口阀V13、V14、V15的出口管，该出口阀能使来自分别的罐T4、T5、T6的排出物进入至在海底设施上的专用的设备(gear)中。每个罐T4、T5、T6在顶部上设置有通风管过滤器10，以便能使每个罐根据它们分别的充注水平或程度通风。第二歧管M2在与主流体管道1接合部上设置了主入口阀V16。
在主流体管道1的第二低端处，清管器接收器12被设置，该清管器接收器12通过第三清管器止动器13、直接布置在主流体管道1上的再两个主阀MV2和MV3被界定。第二主流通阀MV2布置在第三清管器止动器13的上游，并且第三主流通阀MV3布置在第三清管器止动器13的下游，该主流通阀MV2和MV3能完全地截止在主流体管道1中的流通。清管器接收器可以具有过滤器14并且是可收回的以在使用后取回清管器6、7。此外，主流体管道1的低端可以通过分别的夹具15被连接，以便如果必要的或期望的，例如如果维修工作将被执行，能将海底组件的全部或部分收回至海面。
操作顺序现在将参考图1至8被描述，图1至8示出了此操作的多个阶段。
图1示出了初始阶段，其中，清管器发射器2被排空用于在第一主流通阀MV1后面的冲洗流体，并且清管器发射器门5打开。第一和第二清管器7、6放置至在第一和第二清管器止动器3、4之间的清管器发射器2中。随后清管器发射器门5被关闭。除了第一主流通阀MV1，之外来自罐T1的出口阀V4也被打开，并且第一清管器止动器4被解锁以便释放第一清管器7。物料泵P1开始将第一物料从罐T1供给在分别的清管器6、7之间。第一清管器7将主流体管道1中的冲洗流体排出该管道。第二清管器6在后面关闭。
图2示出了第二阶段，其中，在第一清管器7被第三清管器止动器13停止之前，物料泵P1按需供给。随后海底阀V16和V10被打开以便开启至储罐T4的通道并且第一物料随后充注进入专用的罐T4中。
图3示出了第三阶段，此时第一物料恰当的体积泵送至专用的储罐T4，并且罐T1的出口阀V4将被关闭。冲洗流体现在经由冲洗流体入口管8通过冲洗流体泵PP向上泵送在第二清管器6的后面。冲洗流体将主流体管道1中的第一物料向上排入至海底储罐T4中。
图4示出了在第四阶段的上面的情形，此时第二清管器6沿着它的路径向下至第三清管器止动器13并且刚刚穿过第二主流通阀MV2。因此应理解，第一流体在第二清管器6之前，同时冲洗流体在第二清管器6之后。
图5示出了第五阶段，其中，第二清管器6紧靠着第一清管器7在第三清管器止动器13处已被停止。现在至海底储罐4的阀V16和V10被关闭。
图6示出了第六阶段，此时第三清管器止动器13被开启，并且第一和第二清管器7、6两者与冲洗流体一起被推动进入清管器接收器12中。
图7示出了第七阶段，其中，根据图1的工序被重复，2号物料从第二海面罐T2中流出，并且随后运输至第二海底储罐T5。这通过使用第二组清管器6’、7’来执行。
图8示出了与图2的情形相似的第八阶段，其中，第二流体从海面罐T2转移至海底储罐T5，分别的阀V5、MV1、MV2、V16和V11在开放位置中。
第三流体从第三海面罐T3至第三海底储罐T6的转移将通过使用第三组清管器以相似的方式发生，并且分别的阀V6、MV1、MV2、V16和V12将被打开和关闭。
因此应理解，提供一种海底充注管系统，其适用于将不同类型的流体以隔开的批次的方式穿过一个单一的供应管道或柔性管从海面运输至安装在海床上的分别的专用的储罐或容器。此系统包括分别的阀和控制系统以便操作海底充注管系统。海底充注管系统包括至少两个清管器，清管器适应于被运输的流体推动穿过所述供应管道或柔性管，该清管器还提供在每个清管器前方和后方的分别的流体之间的障碍，因此在相跟随的清管器之间能界定分别的流体批次，每个流体批次通过阀被引导穿过入口进入所述供应管道中并且穿过出口从所述供应管道排出，并且进一步流至在海床上的分别的专用的储罐或容器。
进而，海底储罐将会分别地连接至泵以便将流体从海底储罐转移至海底系统的注射点。此泵系统可以位于充注管系统的海底端，或者位于海底基盘/过程系统(subseatemplate/processsystem)的海底端，其中，典型的电源和控制将会是可获得的。
如表明的，还提供了一种用于穿过主流通管道将多种流体从海面运输至安装在海床上的罐或容器的方法，其中，分别的清管器组与清管器发射器和清管器接收器结合被使用，此外多个阀、分支管和冲洗流体被使用，以便能隔开流体批次的转移，使得能够实现，预定的阀被操作以开启或者关闭流动，与清管器发射器的操作相结合，以在需要在穿过所述主流通管道被运输的每个流体批次之间产生流体分隔之时放出一个清管器。

Claims (10)

1.一种海底充注管系统，其适用于以隔开的批次的方式将不同类型的流体穿过一个单一的供应管道或柔性管从海面运输至安装在海床上的分别的专用的储罐或容器，所述系统包括分别的阀和控制系统以便操作所述海底充注管系统，其特征在于，所述海底充注管系统包括至少两个清管器，所述清管器适用于被运输的流体推动穿过所述供应管道或柔性管，所述清管器还提供在每个清管器前方和后方的分别的流体之间的障碍，因此在相跟随的清管器之间能界定分别的流体批次，每个流体批次通过阀被引导穿过入口进入所述供应管道并且穿过出口从所述供应管道排出，并且进一步流至海床上的所述分别的专用的储罐或容器。
2.根据权利要求1所述的海底充注管系统，其特征在于，所述海底充注管系统包括清管器发射器，所述清管器发射器包括清管器止动器，所述清管器止动器能保持清管器并且能释放清管器进入至所述供应管道中。
3.根据权利要求2所述的海底充注管系统，其特征在于，所述清管器发射器包括所述流体入口和所述清管器止动器，所述入口和所述清管器止动器至少间隔开清管器长度。
4.根据权利要求1、2或3所述的海底充注管系统，其特征在于，所述海底充注管系统包括邻近所述海底储罐的清管器锁，所述清管器锁包括清管器止动器，所述清管器止动器能保持清管器并且能将清管器排出进入清管器接收器，所述清管器发射器作为选择可以是可收回的。
5.根据权利要求4所述的海底充注管系统，其特征在于，所述清管器锁包括所述流体出口和所述清管器止动器，所述出口和所述清管器止动器至少间隔开清管器长度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的海底充注管系统，其特征在于，所述海底充注管系统包括通过管汇集器互相连接的海底储罐的电池，所述管汇集器具有连通至每个单独的储罐的分别的分支管，每个分别的分支管设置有入口阀，所述入口阀能通过所述控制系统截止/开启流向所述储罐的流动。
7.根据权利要求6所述的海底充注管系统，其特征在于，每个海底储罐或分别的分支管包括具有截止/开启阀的流体管，所述流体管延伸至海底设施上的专有的设备，所述阀通过所述控制系统被操作。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的海底充注管系统，其特征在于，所述单一供应管道包括邻近所述清管器发射器的第一截止/开启主管阀和邻近海床上的所述清管器锁的第二截止/开启主管阀，所述阀通过所述控制系统可操作，并且使得所述单一供应管道能够安装/更换。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的海底充注管系统，其特征在于，所述单一供应管道包括第三截止/开启主管阀，所述第三截止/开启主管阀邻近所述海床上的所述清管器锁，但在所述海床上的所述清管器锁的延伸上，所述阀通过所述控制系统被操作，并且当更换所述清管器接收器时能隔离所述充注管系统。
10.一种用于穿过主流通管道将多种流体从海面运输至安装在海床上的罐或容器的方法，其中，分别的清管器套装与清管器发射器和清管器接收器结合被使用，此外多个阀、分支管和冲洗流体被使用，以便能隔开流体批次的转移，其特征在于，预定的阀被操作以开启或者关闭流通，与所述清管器发射器的操作相结合，以在需要在穿过所述主流通管道被运输的每个流体批次之间产生流体分区之时放出一个清管器。
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