CN117799788A - 单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置及其使用方法，装置包括一船体，船体的舯部的内部设置液态二氧化碳储罐；船体的艉部的主甲板设置有液态二氧化碳接收系统，液态二氧化碳接收系统包括至少一根接收系统的接收管线，每根接收系统的接收管线的接收端，用于与一艘液态二氧化碳运输船对接，每根接收系统的接收管线的输出端与液态二氧化碳储罐的进液口相连通；船体的艏部的主甲板上设置有液态二氧化碳回注系统，液态二氧化碳回注系统包括回注泵、回注系统的立管、回注系统的水下回注井口，回注泵的进液端与液态二氧化碳储罐的出液口相连通；回注系统的立管的两端分别与回注泵的出液端和水下回注井口相连通。

Description

单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置及其使用 方法

技术领域

本发明涉及油气勘探开发技术领域，具体涉及一种单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置及其使用方法。

背景技术

碳捕获、利用与封存(英文名称为Carbon Capture，Utilization and Storage，缩写为CCUS)是应对全球气候变化的关键技术之一，受到世界各国的高度重视。对二氧化碳进行封存处理是目前实现二氧化碳减排的有效措施之一。我国东部和东南沿海城市密集、工业发达，是二氧化碳排放较为集中的区域，而东海和南海上存在较多理想的地质封存环境，海上二氧化碳封存能够为我国减碳提供巨大前景。目前海上二氧化碳封存根据运输方式不同可分为管道运输和船运两大类，对于封存区块离岸较远的情况，铺设海底管道成本较高，采用船运更为经济合理。

为实现理想的二氧化碳回注封存效果，需保证二氧化碳能够连续回注。而海洋可能遭遇台风影响，台风期间无法进行船运，此时需要依靠海上回注装置具备储存功能，依托储存的液态二氧化碳实现连续回注。

然而，目前缺乏通过船运能够实现液态二氧化碳的接收、储存和连续回注的装置，且该装置不仅具备大规模液态二氧化碳接收、储存及回注功能，还可以适应海洋的恶劣环境条件。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置，用于解决目前缺乏通过船运能够实现液态二氧化碳的接收、储存和连续回注的装置的问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

第一方面，本发明公开了一种单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置，包括一船体，该船体的舯部的内部设置液态二氧化碳储罐；

该船体的艉部的主甲板设置有液态二氧化碳接收系统，所述液态二氧化碳接收系统包括至少一根接收系统的接收管线，每根接收系统的接收管线的接收端，用于与一艘液态二氧化碳运输船对接，每根接收系统的接收管线的输出端与液态二氧化碳储罐的进液口相连通；

该船体的艏部的主甲板上设置有液态二氧化碳回注系统，液态二氧化碳回注系统包括回注泵、回注系统的立管、回注系统的水下回注井口，回注泵的进液端与液态二氧化碳储罐的出液口相连通；回注系统的水下回注井口设置在海底，回注系统的立管的两端分别与回注泵的出液端和水下回注井口相连通。

优选地，每根接收系统的接收管线的接收端设置有接口，用于与一艘液态二氧化碳运输船对接。

优选地，所述液态二氧化碳接收系统还包括至少一个滚筒，所述滚筒设置在船体的艉部的主甲板上；每根所述接收系统的接收管线系在液态二氧化碳接收系统的一个滚筒上。

优选地，所述液态二氧化碳接收系统还包括至少一根接收系统的系泊缆，每根接收系统的系泊缆的固定端与所述滚筒相连，其自由端用于系在一艘液态二氧化碳运输船上。

优选地，所述液态二氧化碳回注系统配置有单点系泊系统，所述单点系泊系统包括单点系泊系统滑环和至少一根单点系泊系统锚链，回注系统的立管的进液端与回注泵的出液端通过单点系泊系统滑环相连通；所述单点系泊系统滑环上固定连接有至少一根单点系泊系统锚链，海底上设置有至少一个固定锚，每根单点系泊系统锚链系在一个固定锚上。

优选地，所述船体的艏部的内部设置有单点舱，且该单点舱为内转塔单点舱，所述单点系泊系统滑环设置于所述单点舱内。

第二方面，本发明还公开了一种单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置的使用方法，采用上述的装置，包括

步骤一：液态二氧化碳运输船上的液态二氧化碳通过接收系统的接收管线运输至液态二氧化碳储罐内储存；

步骤二：液态二氧化碳储罐储存的液态二氧化碳通过回注泵后，进入回注系统的立管，最后达到回注系统的水下回注井口，注入到海底地层封存。

其中，在所述步骤一之前，该使用方法还包括船体在海面上的定位以及船体与液态二氧化碳运输船的连接。

具体地，所述船体在海面上的定位包括以下步骤：每根单点系泊系统锚链的底端固定在海底的固定锚上，每根单点系泊系统锚链的顶端固定连接所述单点系泊系统滑环上，进而将该船体与海底相连，实现船体在海面上的定位。

具体地，所述船体与液态二氧化碳运输船的连接包括以下步骤：

利用液态二氧化碳接收系统的滚筒及其接收系统的系泊缆实现接收系统的接收管线和接收系统的系泊缆的收放，使每根接收系统的接收管线的接收端设置有接口与一艘液态二氧化碳运输船对接，使每根接收系统的系泊缆的自由端系在一艘液态二氧化碳运输船上，实现船体的液态二氧化碳接收系统与液态二氧化碳运输船的艏部的对接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(一)本发明公开了一种单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置，液态二氧化碳运输船运输液态二氧化碳；液态二氧化碳接收系统接收液态二氧化碳运输船内的液态二氧化碳，并将接收的液态二氧化碳储存在液态二氧化碳储罐；液态二氧化碳储罐储存液态二氧化碳；液态二氧化碳回注系统将液态二氧化碳储罐内储存的液态二氧化碳回注到海底地层封存，因此本发明公开的装置能够通过船运实现液态二氧化碳的接收、储存和连续回注。

(二)本发明公开了一种单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置，船体拥有足够的空间，储罐容积额外考虑台风天气下连续回注所需储量，可实现液态二氧化碳连续回注；在海面上定位的船体利用船型的流线形特性和单点的全方向回转特性，可实现风向标效应，可凭借单点系泊满足海洋的恶劣环境条件作业要求，适应恶劣环境条件，因此，本发明不仅具备大规模液态二氧化碳接收、储存及回注功能，还可以适应海洋的恶劣环境条件。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置的侧视图；

图2是本发明实施例1提供的单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置与液态二氧化碳运输船共同工作时的连接示意图；

图3是本发明实施例1提供的单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置系泊的示意图。

附图标记说明：A-船体；

B-液态二氧化碳储罐；

C-液态二氧化碳接收系统，C1-接收系统的接收管线，C2-接收系统的系泊缆；

D-液态二氧化碳回注系统，D1-回注系统的立管，D2-回注系统的水下回注井口；

E1-单点系泊系统滑环，E2-锚链；

H-液态二氧化碳运输船。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明公开了一种单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置，液态二氧化碳运输船运输液态二氧化碳；液态二氧化碳接收系统接收液态二氧化碳运输船内的液态二氧化碳，并将接收的液态二氧化碳储存在液态二氧化碳储罐；液态二氧化碳储罐储存液态二氧化碳；液态二氧化碳回注系统将液态二氧化碳储罐内储存的液态二氧化碳回注到海底地层封存，因此本发明公开的装置，能够通过船运实现液态二氧化碳的接收、储存和连续回注。

实施例1：一种单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置

本发明实施例1提供一种单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置，下面结合附图对其结构进行详细描述。

参考图1至图3，该单点系泊的浮式液态二氧化碳接收储存回注装置，包括一船体A，该船体A的舯部的船体舱室内设置多个液态二氧化碳储罐B。

该船体A的艉部的主甲板设置有液态二氧化碳接收系统C，所述液态二氧化碳接收系统C包括至少一根接收系统的接收管线C1，每根接收系统的接收管线C1的接收端，用于与一艘液态二氧化碳运输船H对接，每根接收系统的接收管线C1的输出端与液态二氧化碳储罐B的进液口相连通。

该船体A的艏部的主甲板上设置有液态二氧化碳回注系统D，液态二氧化碳回注系统D包括回注泵、回注系统的立管D1、回注系统的水下回注井口D2，回注泵的进液端与液态二氧化碳储罐B的出液口相连通；回注系统的水下回注井口D2设置在海底，回注系统的立管D1的两端分别与回注泵的出液端和水下回注井口D2相连通。

其中，液态二氧化碳运输船H，用于运输液态二氧化碳；

液态二氧化碳接收系统C，用于接收液态二氧化碳运输船H内的液态二氧化碳，并将接收的液态二氧化碳储存在液态二氧化碳储罐B；

液态二氧化碳储罐B，用于储存液态二氧化碳；

液态二氧化碳回注系统D，用于将液态二氧化碳储罐B内储存的液态二氧化碳回注到海底地层封存。

为了保证台风影响下依然可以实现连续回注，液态二氧化碳储罐B的容积能够满足一个正常外输周期内液态二氧化碳运输船的运载量和台风天气下连续回注所需储量之和。

作为一种具体地实施方式，每根接收系统的接收管线C1的接收端设置有接口，用于与一艘液态二氧化碳运输船H对接。

进一步地，液态二氧化碳接收系统C还包括至少一个滚筒，所述滚筒设置在船体A的艉部的主甲板上；每根所述接收系统的接收管线C1系在液态二氧化碳接收系统C的一个滚筒上。

更进一步地，液态二氧化碳接收系统C还包括至少一根接收系统的系泊缆C2，每根接收系统的系泊缆C2的固定端与所述滚筒相连，其自由端用于系在一艘液态二氧化碳运输船H上。

具体地，液态二氧化碳接收系统C包括两个滚筒，每个滚筒配置有一根接收系统的系泊缆C2。

更具体地，由于液态二氧化碳运输船H规模较小，为保证陆地工业园区排放的二氧化碳封存需求，需要至少两艘液态二氧化碳运输船H同时运输，其中两艘为一组，交替通过液态二氧化碳接收系统C的接收系统的接收管线C1和接收系统的系泊缆C2，将液态二氧化碳从液态二氧化碳运输船H输送到液态二氧化碳储罐B内，如图2所示。

为了将该船体A定位在海面上，作为一种具体地实施方式，液态二氧化碳回注系统D配置有单点系泊系统，所述单点系泊系统包括单点系泊系统滑环E1和至少一根单点系泊系统锚链E2。

回注系统的立管D1的进液端与回注泵的出液端通过单点系泊系统滑环E1相连通；

所述单点系泊系统滑环E1上固定连接有至少一根单点系泊系统锚链E2，海底上设置有至少一个固定锚，每根单点系泊系统锚链E2系在一个固定锚上。

更具体地，该船体A的艏部的内部设置有单点舱，且该单点舱为内转塔单点舱，所述单点系泊系统滑环E1设置于所述单点舱内。

参考图3，该船体A利用艏部的单点系泊系统的单点系泊系统滑环E1和两个单点系泊系统锚链E2与海底相连，实现船体A在海面上的定位。在海面上定位的船体A利用船型的流线形特性和单点的全方向回转特性可实现风向标效应，能够抵抗海洋的恶劣环境条件，进而适应恶劣环境条件。

进一步地，该船体A通过单点系泊系统长期固定在液态二氧化碳回注位置进行海上回注作业。即：液态二氧化碳回注系统D单点系泊系统实现海上定位之后，再经回注系统的立管D1、回注系统的水下回注井口D2实现液态二氧化碳的回注。

其中，所述单点系泊系统根据单点系泊系统滑环E1与海底是否可相对转动，分为固定部分和旋转部分两大部分。

更具体，所述单点系泊系统的固定部分包括海底的系泊基础、系泊缆和与单点系泊点为一体的中部固定部分及滑环中部固定部分，

其中，海底的系泊基础通常采用桩锚形式；

系泊缆连接海底的系泊基础和船体处单点系泊点，通常分为底部锚链、中段钢缆、顶段锚链三部分；

与单点系泊点为一体的中部固定部分及滑环中部固定部分，分别与系泊缆顶段和立管顶段相连。

所述单点系泊系统的旋转部分包括与船体单点舱相连的外部旋转部分及滑环外部旋转部分，所述与船体单点舱相连的外部旋转部分及滑环外部旋转部分分别与船体单点舱和艏部回注系统管线相连。

实施例2：一种单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置的使用方法

实施例2提供一种单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置的使用方法，采用实施例1提供的单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置，该使用方法包括以下步骤：

步骤一：液态二氧化碳运输船H上的液态二氧化碳通过接收系统的接收管线C1运输至液态二氧化碳储罐B内储存；

步骤二：液态二氧化碳储罐B储存的液态二氧化碳通过回注泵后，进入回注系统的立管D1，最后达到回注系统的水下回注井口D2，注入到海底地层封存。

其中，在步骤一之前，该使用方法还包括船体A在海面上的定位以及船体A与液态二氧化碳运输船H的连接。

具体地，所述船体A在海面上的定位包括以下步骤：

每根单点系泊系统锚链E2的底端固定在海底的固定锚上，每根单点系泊系统锚链E2的顶端连接所述单点系泊系统滑环E1上，进而将该船体A与海底相连，实现船体A在海面上的定位。

具体地，所述船体A与液态二氧化碳运输船H的连接包括以下步骤：

利用液态二氧化碳接收系统C的滚筒及其接收系统的系泊缆C2实现接收系统的接收管线C1和接收系统的系泊缆C2的收放，使每根接收系统的接收管线C1的接收端设置有接口与一艘液态二氧化碳运输船H对接，使每根接收系统的系泊缆C2的自由端系在一艘液态二氧化碳运输船H上，实现船体A的液态二氧化碳接收系统C与液态二氧化碳运输船H的艏部的对接。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置，其特征在于，包括一船体(A)，

该船体(A)的舯部的内部设置液态二氧化碳储罐(B)；

该船体(A)的艉部的主甲板设置有液态二氧化碳接收系统(C)，所述液态二氧化碳接收系统(C)包括至少一根接收系统的接收管线(C1)，每根接收系统的接收管线(C1)的接收端，用于与一艘液态二氧化碳运输船(H)对接，每根接收系统的接收管线(C1)的输出端与液态二氧化碳储罐(B)的进液口相连通；

该船体(A)的艏部的主甲板上设置有液态二氧化碳回注系统(D)，液态二氧化碳回注系统(D)包括回注泵、回注系统的立管(D1)、回注系统的水下回注井口(D2)，回注泵的进液端与液态二氧化碳储罐(B)的出液口相连通；回注系统的水下回注井口(D2)设置在海底，回注系统的立管(D1)的两端分别与回注泵的出液端和水下回注井口(D2)相连通。

2.根据权利要求1所述的单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置，其特征在于，每根接收系统的接收管线(C1)的接收端设置有接口，用于与一艘液态二氧化碳运输船(H)对接。

3.根据权利要求2所述的单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置，其特征在于，所述液态二氧化碳接收系统(C)还包括至少一个滚筒，所述滚筒设置在船体(A)的艉部的主甲板上；

每根所述接收系统的接收管线(C1)系在液态二氧化碳接收系统(C)的一个滚筒上。

4.根据权利要求3所述的单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置，其特征在于，所述液态二氧化碳接收系统(C)还包括至少一根接收系统的系泊缆(C2)，

每根接收系统的系泊缆(C2)的固定端与所述滚筒相连，其自由端用于系在一艘液态二氧化碳运输船(H)上。

5.根据权利要求1所述的单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置，其特征在于，所述液态二氧化碳回注系统(D)配置有单点系泊系统，所述单点系泊系统包括单点系泊系统滑环(E1)和至少一根单点系泊系统锚链(E2)，

回注系统的立管(D1)的进液端与回注泵的出液端通过单点系泊系统滑环(E1)相连通；

所述单点系泊系统滑环(E1)上固定连接有至少一根单点系泊系统锚链(E2)，海底上设置有至少一个固定锚，每根单点系泊系统锚链(E2)系在一个固定锚上。

6.根据权利要求5所述的单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置，其特征在于，所述船体(A)的艏部的内部设置有单点舱，且该单点舱为内转塔单点舱，所述单点系泊系统滑环(E1)设置于所述单点舱内。

7.一种单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置的使用方法，采用如权利要求1至6任一所述的装置，其特征在于，包括

步骤一：液态二氧化碳运输船(H)上的液态二氧化碳通过接收系统的接收管线(C1)运输至液态二氧化碳储罐(B)内储存；

步骤二：液态二氧化碳储罐(B)储存的液态二氧化碳通过回注泵后，进入回注系统的立管(D1)，最后达到回注系统的水下回注井口(D2)，注入到海底地层封存。

8.根据权利要求7所述的单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置的使用方法，其特征在于，在所述步骤一之前，该使用方法还包括船体(A)在海面上的定位以及船体(A)与液态二氧化碳运输船(H)的连接。

9.根据权利要求8所述的单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置的使用方法，其特征在于，所述船体(A)在海面上的定位包括以下步骤：

每根单点系泊系统锚链(E2)的底端固定在海底的固定锚上，每根单点系泊系统锚链(E2)的顶端固定连接所述单点系泊系统滑环(E1)上，进而将该船体(A)与海底相连，实现船体(A)在海面上的定位。

10.根据权利要求8所述的单点系泊的浮式液态二氧化碳接收、储存、回注装置的使用方法，其特征在于，所述船体(A)与液态二氧化碳运输船(H)的连接包括以下步骤：

利用液态二氧化碳接收系统(C)的滚筒及其接收系统的系泊缆(C2)实现接收系统的接收管线(C1)和接收系统的系泊缆(C2)的收放，使每根接收系统的接收管线(C1)的接收端设置有接口与一艘液态二氧化碳运输船(H)对接，使每根接收系统的系泊缆(C2)的自由端系在一艘液态二氧化碳运输船(H)上，实现船体(A)的液态二氧化碳接收系统(C)与液态二氧化碳运输船(H)的艏部的对接。