CN107667055A - 可展开的连接和紧急释放系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种流体传输的系统(100)和方法，其中，传输歧管(150)固定至框架(120)。框架(120)被设计成与船只中的耦接点(328)接合，以便将歧管(150)支撑在期望的位置。

Description

可展开的连接和紧急释放系统

技术领域

本发明涉及可展开的连接和紧急释放设备。具体地但并不排他地，本发明涉及一种用于辅助连接和断开传输液体或气体，比如碳氢化合物燃料(例如液态天然气(LNG))的软管的可展开连接设备。本发明特别适用于海洋环境。

背景技术

在许多环境下，需要在物体之间传输流体。例如，在海洋环境下，流体诸如碳氢化合物燃料通常被装载到船上。对于中小型船只，用于传输流体的软管和歧管可足够小以手动处理和连接。然而，操纵这些组件可为困难的；特别地，难以在恶劣或其他困难海况下操纵软管或将歧管连接。当船从岸边补给时，以及当船由其他浮动船只补给时，这种问题也会发生。例如，可使用燃料船只来为另一艘船只加燃料。

流体在两个物体之间的传输通过耦接至每个船只的流体路径发生，该流体路径应该能够在一系列情况下连接和断开。近年来，使用液态天然气(LNG)作为海运船只的燃料越来越受欢迎，这意味着越来越受到需要提供有利于物体例如两艘船只之间安全、柔性和可控连接的流体路径的系统。

特别重要的是，当在使用LNG燃料时在连接过程期间或任何紧急断开情况下防止冲击，因为LNG非常易挥发，这意味着由冲击引起的任何火花都可导致爆炸。同样重要的是防止液态天然气燃料泄漏或溅到船只上，因为燃料会损坏船只的结构。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供流体传输的设备，所述设备包括：

传输歧管；以及

固定至传输歧管的框架，其中框架的基部被构造成与接收船只的第一耦接点接合，以便支撑传输歧管的重量。

本发明的设备可有利于为流体传输操作提供柔性和改进的安全性和控制。对于小型歧管，框架足以支撑歧管的重量，从而有利于改进传输歧管的处理和连接，并且降低冲击的风险。

可选地，还提供在从基部移开的位置处固定至框架的附接工具，其中附接工具被构造成与第二耦接点接合，该第二耦接点位于接收船只的从第一耦接点移开的位置处。具体地，在接收船只上使用多个耦接点在流体传输操作期间支撑传输歧管的重量，从而有利于改进传输歧管的处理和连接。

可选地，附接工具包括缆线。可选地，附接工具包括刚性臂。这两个布置中的任一个有利于在传输歧管和接收船只之间的更安全连接。附接工具可延伸，但是一旦附接工具与第二耦接点接合，则附接工具的长度优选被固定，以更好地支撑传输歧管的重量。另选地，附接工具可具有固定长度。

优选地，传输歧管从支撑构件悬置。可选地，传输歧管通过可延伸构件从支撑构件悬置。此布置当在流体传输操作之前歧管朝向接收船只操纵时有利于改进在所期望参数内控制传输歧管的位置。

优选地，传输歧管包括远侧部分和近侧部分，所述远侧部分与近侧部分可移除地耦接，其中框架固定至远侧部分。优选地，近侧部分从支撑构件悬置。当流体传输设备包括附接工具时，附接工具也可固定至传输歧管的远侧部分。可选地，紧急断开区段将传输歧管的远侧部分耦接至近侧部分，其中紧急断开区段被构造成当贯穿传输歧管的张力超过阈值时，将远侧部分与近侧部分分离。此布置是有利的，因为它可有利于在紧急断开情况下停止流体传输，从而防止流体燃料诸如LNG的溢出。

可选地，传输歧管的远侧部分包括一个或多个柔性软管。优选地，一个或多个柔性软管中的每个被构造成连接至接收船只的接收歧管。使用柔性软管可为有利的，因为它可允许在无需改装接收歧管的情况下使用具有一系列不同接收歧管的传输歧管，来确保分离的流体传输组件与分离的传输歧管相匹配。此外，柔性软管为有利的，因为它们更易于操纵。

优选地，支撑工具耦接在一个或多个柔性软管中的每个与传输歧管的远侧部分之间，其中支撑工具可延伸。可选地，支撑工具包括绞盘和缆线。支撑工具在操纵和处理传输歧管期间将柔性软管固定在安全位置，从而防止在软管之间或在软管和接收船只之间的任何可导致火花的冲击。

根据本发明的第二方面，提供包括第一方面的流体传输的设备的流体传输设施。流体传输设施可为燃料船只。燃料船只为设计成用于向另一艘船只提供燃料的船只。由于两艘船只在燃料传输过程中可移动，所以重要的是，提供安全易用的传输设备并且降低冲击或溢出的风险；因此，本发明的流体传输设备具有具体设施。另选地，上述设备可设置在码头或任何其他合适的流体传输设施上。

根据本发明的第三方面，提供流体传输的系统，所述系统包括：

传输歧管；

接收歧管，其用于耦接至传输歧管以与其形成流体路径；

接收船只的第一耦接点；以及

固定至传输歧管的框架，其中框架的基部被构造成与第一耦接点接合，以便支撑传输歧管的重量。

可选地，系统还可包括位于从第一耦接点移开的位置处的接收船只第二耦接点，以及在从基部移开的位置处固定至框架的附接工具，其中附接工具被构造成与第二耦接点接合。此架构可有利于改进传输歧管与接收歧管的连接。

本发明的第二或第三方面可单独地或以与上述任何其他特征组合方式具有以上参考第一方面的流体传输设备所描述的任何特征。

根据第四方面，提供用于进行流体传输的方法，所述方法包括：

从支撑构件悬置传输歧管；

操纵支撑构件直到固定至传输歧管的框架的基部与接收船只的第一耦接点接合；

延伸耦接在传输歧管和传输歧管的柔性软管之间的支撑工具，以将柔性软管定位在接收船只的接收歧管附近，所述柔性软管被构造成与接收歧管连接；

将传输歧管的柔性软管连接至接收歧管；以及

在接收歧管和传输歧管之间启动流体传输操作。

可选地，所述方法还可包括在支撑工具的延伸步骤之前，将附接工具固定至接收船只的第二耦接点，其中附接工具在从基部移开的位置处固定至框架，并且其中第二耦接点位于从第一耦接点移开的位置处。

可选地，在流体传输操作期间，将张力通过可延伸构件而施加到传输歧管。优选地，流体是碳氢化合物燃料，更优选液态天然气(LNG)。在具体实施例中，可提供两个悬链软管(catenary hose)。这些可将LNG运送到接收系统并且从接收系统接收蒸发气体(即蒸发的LNG)。

附图说明

现在将参考附图描述本发明的实施例，其中：

图1示出根据本发明的优选实施例的流体传输设备的透视图；

图2为根据本发明的优选实施例的流体传输设备的放大侧视图；

图3为根据本发明的优选实施例的流体传输设备的透视图，其示出设备的第一连接点；

图4为根据本发明的优选实施例的流体传输设备的侧视图，其示出设备的第二连接点；以及

图5为根据本发明的优选实施例的流体传输设备的侧视图，其示出歧管的连接。

具体实施方式

参考图1，示出了流体传输设备100的透视图。流体传输设备100被设计成向接收船只提供流体，具体但不限于液态天然气(LNG)，并且从接收船只接收蒸发气体(LNG蒸汽)。

流体传输设备包括两个悬链软管108，其中每个在靠近加燃料船只或码头的流体传输设备的端部处从支撑构件106悬置。每个悬链软管108的远侧端部耦接至传输歧管150。因此，设备100可通过包括刚性管110、悬链软管108和传输歧管150的路径将流体传输到接收船只和从接收船只传输流体。

设备100有利于更容易地处理传输歧管150以及传输歧管150与接收船只的接收歧管的连接。设备还通过降低可导致LNG点燃的冲击的风险而允许在复杂海况下更安全地进行连接。

传输歧管150从支撑臂102悬置。支撑臂102包括可相对于彼此移动并且以液压方式控制的多个刚性元件。可移动元件枢转地安装到彼此。在优选实施例中，刚性元件的枢轴安装围绕水平轴线，但是其他轴线或移动形式也是可能的。通过控制支撑构件102的位置，可因而控制传输歧管150的位置。

传输歧管150通过构件104从支撑臂102悬置。在优选实施例中，构件104在其纵向范围可变化的意义上可延伸。构件104是线材元件，例如缆线。构件104的长度可以例如通过使用绞盘来调节。支撑臂102的移动与构件104的延伸或收缩的组合允许调节传输歧管150的水平和竖直定位。这允许歧管150被操纵到在接收船只处的位置中，使得歧管150可容易地固定至接收船只。然后，传输歧管150可安全地连接至接收歧管。传输歧管150的固定和连接可为手动的，或者可为自动的。在一些实施例中，构件104可为固定长度而非可延伸的。

在一些实施例中，在整个连接和流体传输操作期间，构件104可保持在恒定张力下。例如，构件104可为通过张力驱动元件诸如恒定张力绞盘而保持在恒定张力下的张紧构件，所述张力驱动元件根据当前张力水平释放更多或更少线材。然而，对于小型和中型尺寸船只，歧管150可足够小且/或足够轻，以使其可以手动操纵和连接。因此，可不需要将构件104保持在恒定的张力下。

传输歧管150包括两个独立流体路径组件。传输歧管150的两个流体路径可连接至接收船只上的对应流体传输路径。两个流体路径用于连接两条不同悬链软管。在传输液态天然气(LNG)时，通常不仅需要将LNG传输到接收船只，而且还要将蒸发气体(LNG蒸气)从船只中排出。因此，除了运送LNG的悬链软管之外，还可需要连接蒸气管线。每个流体路径组件包括通过紧急断开系统114连接的远侧部分和近侧部分。

紧急断开系统114经由从支撑构件106悬置的液压供应管线116以液压方式驱动。紧急断开系统包括用于每个流体路径的双重隔离阀，具体为双球阀，其在紧急情况下被启用以阻止通过每个流体路径组件传输流体。

参考图2，示出了流体传输设备的放大视图。具体地，示出传输歧管150和周围部件。紧急断开系统114可将传输歧管150分离成远侧部分和近侧部分。优选地，近侧部分耦接至悬链软管108。优选地，传输歧管的近侧部分也耦接至构件104。另选地，紧急断开系统114可不将传输歧管150的近侧部分和远侧部分以物理方式分离，但是可在紧急断开情况下防止在两部分之间的流体流动。

框架120固定至传输歧管150的远侧部分。在优选实施例中，框架120是刚性框架。框架120包括基部122，其可刚性地耦接至框架120。另选地，框架120可以可移动方式耦接。例如，基部122可以旋转的方式耦接至框架120，使得基部122能够围绕固定点例如枢轴点130旋转。在其他实施例中，基部122可耦接至框架120，使得基部122能够相对于框架120横向或纵向地移动。在其他实施例中，基部122可刚性地耦接至框架120，使得基部122完全整合到刚性框架120；例如，框架120和基部122可包括单个部件。

此优选实施例的流体传输设备100还包括附接工具124。附接工具在从基部122移开的位置处固定至框架120。在一些实施例中，附接工具124可直接固定至传输歧管150，而非框架120。在一些实施例中，附接工具124为柔性的，但在其他实施例中，附接工具124可为刚性的。例如，附接工具可为柔性线材或柔性缆线，或者可为刚性臂诸如金属臂，或由任何其他合适材料形成的臂。优选实施例的附接工具124可延伸。附接工具124的纵向延伸可通过调节在附接工具一端处的螺丝扣来变化。在其他实施例中，附接工具的长度可通过例如绞盘或另一种形式的螺纹来调节。当附接工具可延伸时，它们应包括适于固定附接长度的机构。因此，附接工具的长度可被调节成适合的长度以供用于一系列歧管。当使用附接工具时，附接工具的长度可被固定，以便有利于改进传输歧管的连接和支撑。另选地，附接工具可具有固定长度。在其他实施例中，流体传输设备100可不包括附接工具。

参考图3，示出了流体传输设备100的一部分和接收船只300的区段的透视图。传输歧管150包括柔性软管112，其可被操纵到适当位置以连接至接收船只300上的接收歧管332。柔性软管112被构造成经由连接工具126与接收歧管连接。连接工具126可为用于液体燃料传输的任何合适类型连接件。

在流体传输操作之前，通过支撑臂102将设备100操纵到靠近接收船只300的位置处，以便允许将传输歧管150固定至接收船只300并且随后与接收歧管332连接。框架120的基部122被构造成与接收船只300的第一耦接点328接合。基部122和第一耦接点328的接合允许传输歧管150的重量被支撑同时柔性软管或软管被移动到与接收船只上的歧管连接的位置。此布置使得操作者更容易和更安全地将传输歧管连接至接收歧管。在优选实施例中，第一耦接点328是接收船只300的一侧。具体地，第一耦接点328位于接收船只300侧面在船舷侧开炮孔(gun port)处。在其他实施例中，第一耦接点328可为设计成接收或支撑基部122的接收船只300上的唇缘或脊部。

基部122的形状被设计成使得基部122可在第一耦接点328处在接收船只300的侧面上被钩住或锁定。例如，优选实施例的基部基本上为U形。在其他实施例中，基部122可是L形的，或适于与第一耦接点328接合的任何其他形状。在优选实施例中，基部122可围绕枢轴点130旋转地耦接至刚性框架120，如图2所示，以便有利于改进与接收船只300的接触，因为接收船只的侧面可不总是适当地对准框架120的取向。因此，通过允许基部122相对于框架120旋转，可为所有几何形状的接收船只在基部122和第一耦接点328之间进行安全接合。基部122和框架120之间的柔性也允许流体传输歧管150的对接的一些冲击被吸收。在一些实施例中，橡胶或另一种基本上弹性的物质可结合到基部中，以便进一步吸收在接收船只300的一侧上的对接的冲击。在其他实施例中，如上所述，基部122可刚性地耦接至框架120，并且在接收船只上的对接期间产生的任何振动或混响可被框架吸收。

在第一耦接点328是接收船只300的唇缘或脊部而非侧面的实施例中，基部122被构造成钩住或锁定在唇缘或脊部上，以便支撑传输歧管的重量。在其他实施例中，基部122可通过适于支撑传输歧管150重量的螺钉或螺栓或其他附接工具而耦接至接收船只300。在一些实施例中，无论基部122是可旋转地或以其他方式而可移动地耦接至框架120，还是刚性地耦接至框架120，流体传输设备和接收船只之间的另外连接均由附接工具124实施，以确保传输歧管150的重量被安全地和完全地支撑。在其中流体传输设备不包括附接工具的其他实施例中，传输歧管的重量通过基部与接收船只的第一耦接点的接合而完全地支撑。这特别地应用对于其中具有可手动处理歧管和软管的小型和中型船只。

参考图4，流体传输设备100和接收船只300的侧视图被示出。附接工具124被构造成与接收船只的第二耦接点330接合，所述第二耦接点330位于从接收船只300的第一耦接点328移开的位置处。在优选实施例中，第二耦接点330包括环，该环布置成耦接至附接工具124的夹子。然后，可通过调节螺丝扣136来改变附接工具124的长度。在其他实施例中，第二耦接点330可为适于与附接工具124接合的任何其他机构。

在优选实施例中，附接工具在沿着第一轴线从基部122移开的位置处固定至框架120。接收船只300的第二耦接点330位于沿着垂直于第一轴线的第二轴线而从第一耦接点328移开的位置处。此布置有利于改进传输歧管150在接收船只300上的锚固。

上述两个附接布置确保传输歧管150与接收船只300具有两个独立且不同的连接点。这增加了在传输歧管150连接至接收歧管332期间以及任何随后流体传输操作期间操作者的安全性。这两个连接点还有利于通过支撑传输歧管150的重量容易地处理柔性软管112，并且从而稳定地固定软管的一端。此外，通过将传输歧管150的重量支撑在两个地方，即使在恶劣气象条件或在紧急断开情况下，也防止将柔性软管112置于应力或张力下。这很重要，因为将软管置于张力下可损坏软管并且导致燃油泄漏。

参考图5，柔性软管112耦接至支撑工具134。支撑工具134可延伸并且被构造成在操纵传输歧管150期间支撑柔性软管112，以便防止损坏连接工具126或软管本身。一旦歧管150分别由基部122和附接工具124支撑在接收船只300上和附接到接收船只，则可增加支撑工具134的纵向延伸，以便朝向接收船只降低柔性软管112。一旦柔性软管112足够靠近接收歧管332以产生连接将传输歧管150连接至接收歧管332，则支撑工具134的纵向延伸可被固定，使得柔性软管112的重量被支撑。传输歧管150然后可通过连接工具126耦接至接收歧管332，以便经由每个柔性软管112形成完整流体路径组件。

一旦传输歧管150固定至接收船只300的接收歧管332，则可开始流体传输操作。例如，LNG可通过悬链软管108中的一个传输到接收船只，而蒸发气体可通过另一个接收。如果接收船只在传输操作期间移动，则该移动可通过流体传输设备100中的柔性来适应。具体地，悬链软管108提供可适应相对移动的柔性流体路径。此外，从可移动支撑臂102悬置的传输歧管150允许相对运动。

如上所述，在传输流体期间，构件104可将张力施加到传输歧管150。在一些实施例中，张力在整个传输操作期间是恒定的，但是所述张力在其他实施例中可变。在一些实施例中，构件104可具有固定长度，并且可不将张力施加到传输歧管。当传输歧管150的重量通过刚性框架120的基部122与第一耦接点328的接合以及附接工具124与第二耦接点的接合来支撑时，通过构件104的张力在流体传输操作期间不需要支撑传输歧管。由于流体传输设备100与接合船只300的上述多个连接点，所以如果传输歧管150与接收船只的接收歧管332脱离，则不需要构件104支撑传输歧管的较大重量。

然而，在紧急断开情况下，可能需要构件104来支撑传输歧管150的近侧部分的重量。紧急断开系统114被构造成如果通过紧急断开系统的张力超过预定阈值，则断开传输歧管150的近侧部分和远侧部分。在紧急断开情况下，紧急断开系统114用于断开传输歧管的两个部分，构件104可防止传输歧管150的近侧部分落入水中。

因此，在意外脱离的情况下，传输歧管150的近侧部分将远离接收船只移动并被构件104支撑。当构件104处于恒定张力时，传输歧管150的近侧部分可优选地向上移动远离接收船只300。同时，传输歧管的远侧部分将保持固定至接收船只。这满足在燃油传输期间的安全要求。此外，在意外脱离的情况下，紧急断开系统114将起作用以防止流体通过歧管150传输。具体地，紧急断开系统114的双球阀使用来自液压供应管线116的动力来闭合通过传输歧管的流体路径。

如上所述，传输歧管150包括通过连接工具126连接至接收歧管332的两个流体路径组件。在其他实施例中，传输歧管150可仅包括一个流体路径组件，或者传输歧管150可包括两个以上流体路径组件。由于当前对于在接收歧管处的不同流体路径组件没有标准间隔距离，所以使用柔性软管112形成通过传输歧管150的流体路径有利于在接收歧管332的一系列不同宽度范围内使用传输歧管150。由于用于小型和中型船只的流体传输的软管的较小直径，柔性软管112可经手动移动到正确位置，并且因此可通过使用软管的柔性来调节在接收歧管处的间隔。

其他变化和修改对于本领域技术人员是显而易见的。此类变化和修改可涉及等同和其他特征，所述等同和其他特征为已知的并且可代替本文所描述特征使用或者增加至本文所描述特征而使用。在不同实施例的上下文中描述的特征可在单个实施例中以组合形式提供。相反地，在单个实施例的上下文中描述的特征也可分别提供或以任何合适子组合的方式提供。

应当注意，术语“包括”不排除其他元件或步骤，术语“一个/种(a)”或“一个/种(an)”不排除多个，单个特征可满足在权利要求中列出的几个特征的功能，并且权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。应该注意，附图不一定按比例；而是重点通常放在例示本公开的原理。

Claims (19)

1.一种流体传输设备，包括：

传输歧管；以及

框架，固定至所述传输歧管，其中，所述框架的基部构造成用于与接收船只的第一耦接点接合，以支撑所述传输歧管的重量。

2.根据权利要求1所述的设备，还包括：附接工具，在从所述基部移开的位置处固定至所述框架，其中，所述附接工具被构造成与第二耦接点接合，该第二耦接点位于所述接收船只的从所述第一耦接点移开的位置处。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述附接工具包括缆线。

4.根据权利要求2所述的设备，其中，所述附接工具包括刚性臂。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，还包括：支撑构件，其中，所述传输歧管从所述支撑构件悬置。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述传输歧管通过可延伸构件而从所述支撑构件悬置。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述传输歧管包括远侧部分和近侧部分，所述远侧部分与所述近侧部分能移除地耦接。

8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述框架固定至所述远侧部分。

9.根据权利要求7或8所述的设备，还包括：紧急断开区段，该紧急断开区段用于将所述传输歧管的所述远侧部分耦接至所述近侧部分，其中，所述紧急断开区段构造成当贯穿所述传输歧管的张力超过一阈值时使所述远侧部分与所述近侧部分相分离。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的设备，其中，所述传输歧管的所述远侧部分包括一个或多个柔性软管。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述一个或多个柔性软管中的每个都被配置成与所述接收船只的接收歧管连接。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，支撑工具耦接在所述一个或多个柔性软管中的每个与所述传输歧管的所述远侧部分之间，并且其中，所述支撑工具是能延伸的。

13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述支撑工具包括绞盘和缆线。

14.一种流体传输设施，包括前述权利要求中任一项所述的流体传输设备。

15.一种流体传输系统，包括：

传输歧管；

接收歧管，用于耦接至所述传输歧管以与所述传输歧管形成流体路径；

接收船只的第一耦接点；以及

框架，固定至所述传输歧管，其中，所述框架的基部被构造成与所述第一耦接点接合，以支撑所述传输歧管的重量。

16.根据权利要求15所述的系统，还包括：

接收船只的第二耦接点，所述第二耦接点位于从所述第一耦接点移开的位置处；以及

附接工具，在从所述基部移开的位置处固定至所述框架，其中，所述附接工具被构造成与所述第二耦接点接合。

17.一种用于进行流体传输的方法，所述方法包括：

从支撑构件悬置传输歧管；

操纵所述支撑构件直到将固定至所述传输歧管的框架的基部与接收船只的第一耦接点接合；

延伸耦接在所述传输歧管和所述传输歧管的柔性软管之间的支撑工具，以将所述柔性软管定位在所述接收船只的接收歧管附近，所述柔性软管被构造成与所述接收歧管连接；

将所述传输歧管的所述柔性软管连接至所述接收歧管；以及

启动在所述接收歧管和所述传输歧管之间的流体传输操作。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

在延伸步骤之前，将附接工具固定至所述接收船只的第二耦接点，其中，所述附接工具在从所述基部移开的位置处固定至所述框架，并且其中，所述第二耦接点位于从所述第一耦接点移开的位置处。

19.根据权利要求17或18所述的方法，其中，在所述流体传输操作期间，将张力通过可延伸构件而施加到所述传输歧管。