EP1439999A1 - Systeme de transfert d'un fluide entre un navire de transport et un poste de stockage tel qu'un navire de stockage - Google Patents

Systeme de transfert d'un fluide entre un navire de transport et un poste de stockage tel qu'un navire de stockage

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EP1439999A1
EP1439999A1 EP02793201A EP02793201A EP1439999A1 EP 1439999 A1 EP1439999 A1 EP 1439999A1 EP 02793201 A EP02793201 A EP 02793201A EP 02793201 A EP02793201 A EP 02793201A EP 1439999 A1 EP1439999 A1 EP 1439999A1
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EP
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manifold device
vessel
storage
manifold
pin
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Bernard Dupont
Stéphane PAQUET
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
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    • B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
    • B63B1/02—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
    • B63B1/10—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls
    • B63B1/12—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls the hulls being interconnected rigidly
    • B63B1/125—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls the hulls being interconnected rigidly comprising more than two hulls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B27/00—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers
    • B63B27/24—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers of pipe-lines

Definitions

  • the flexible pipe is formed by a flexible such as a flexible cryogenic, suitable for the transfer of a liquefied natural gas.
  • the transfer line is a succession of elements articulated to each other.
  • FIG. 4 is a view similar to Figure 3, but on a larger scale and showing the two ships in a misaligned position.
  • FIG 5 is a top view on a larger scale of the front part of the ship and the manifold device;
  • references 1, 2 and 3 respectively designate a vessel for transporting a product such as liquefied natural gas, a vessel for storing this product and a system for transferring this product between the two vessels 1 and 2, according to the invention.
  • the number 4 indicates the water level.
  • the transfer system comprises, in the example shown, essentially two flexible fluid transfer pipes 5 which, in the system's idle state, are wound on a wheel 6 mounted at the top of a structure support 7 in the form of a tower mounted at one end of the storage vessel 2.
  • each pipe advantageously formed by a cryogenic hose is unwound from its storage wheel 6 and connected to a manifold device 9 supported by a common support structure 10 disposed at the front of the transport vessel 1.
  • each hose 5 extends freely in a chain between its ends.
  • the transport vessel 1 is moored to the storage vessel using any suitable means such as for example a hawser 10.
  • the storage vessel 2 is moored and connected to the bottom at 11 .
  • the two storage wheels 6 of a hose 5 are pivotally mounted on their support tower, around a vertical axis so as to allow relative movement between the transport vessel 1 and the transport vessel. storage at an angle without the hoses being stressed in torsion. This pivoting is ensured by means thus constituting a rotating axis with vertical axis indicated at 8.
  • the two support towers 7 can advantageously be arranged symmetrically with respect to the longitudinal axis XX of the storage vessel.
  • the longitudinal axis of the transport vessel is noted YY.
  • the free end designated by the general reference 13 of a cryogenic hose 5 is formed by an end piece which carries a quick connector 14, an emergency disconnection device 15 disposed at a certain axial distance from the connector 14.
  • the end piece 13 further carries a centering rod called pin 17 which is laterally offset from the axis of the nozzle but extends parallel thereto substantially in the vertical plane formed by the catenary of the hose.
  • a manifold device 9 mounted on the support structure 10 of a certain height, which carries two gangways 22 and 23 above.
  • the two gangways are offset in the the ship's axis, slightly overlapping, the front gangway 23 being arranged above the rear gangway 22.
  • the two gangways are provided to allow operators to observe and / or maneuver the two manifold devices 9.
  • the arcuate portion 25 of the pivotally mounted connection device carries, at its free end a manifold flange 30 for the tight fixing of the connector 14 of the hose and a trumpet 32 which is laterally offset from the axis of the connector, by a distance allowing, during a connection of the hose to the device 9, the reception of the pin 17 of the connector end of the hose.
  • the trumpet is oriented parallel to the axis of the connector 30.
  • the portion 25 of the connector device 9 of the ship also carries a winch 34 on which a cable 35 is wound. This cable will unwound during a connection of the hose 5 to the manifold device 9, passes through the trumpet 32 and will be fixed to the end of the pinoche 17.
  • each cryogenic hose suspended in the catenary 5 comprises at the level at each end a rotating joint with a vertical axis ensuring that the hose always extends substantially in a vertical plane independently of the misalignment angle ⁇ , of the two vessels 1 and 2. This ensures great freedom of rocking and relative laces between the boats. Thanks to the revolving joints with vertical axis the torsion and the bending out of the plane vertical of the flexible catenary (warping) in the flexible are negligible. They are therefore only exposed to the very low relative roll between the ships. For the safety of the hose, only a measurement or control of the distance between the two ends of the hose is necessary.
  • hoses never cross the mooring line which is very important especially during an emergency disconnection.
  • the hoses cannot be damaged by falling on the hawser. When disconnected, the hoses are wound on their storage wheel
  • Figures 8 and 9 illustrate an alternative embodiment according to which the winch and the trumpet now bearing the references 34 'and 32' are provided on the end piece 13 of each hose, while the pin now bearing the reference 17 'is carried by the manifold device 9.
  • a rotating joint with vertical axis is provided at each end of the hose so that it is not subjected to torsional and warping stresses. These stresses are absorbed by the joints.

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Description

SYSTEME DE TRANSFERT D ' UN FLUIDE ENTRE UN NAVIRE DE TRANSPORT ET UN POSTE DE STOCKAGE TEL QU' UN NAVIRE DE STOCKAGE
L'invention concerne un système de transfert d'un produit fluide, notamment de gaz naturel liquéfié, entre un navire de transport du fluide et un poste de stockage tel qu'un navire de stockage, du type comprenant un agencement tubulaire d'acheminement du fluide entre le navire de transport et le poste de stockage, dont une extrémité est connectée à ce dernier et dont 1 ' autre est susceptible d'être reliée à un dispositif manifold du navire de transport . Des systèmes de transfert de ce type, qui sont déjà connus, présentent l'inconvénient majeur d'avoir une structure très complexe sans pour autant pouvoir fonctionner dans des conditions d'environnement sévères impliquant un mouvement relatif important entre le navire de transport et le poste de stockage, notamment lorsque celui-ci est un navire de stockage.
La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et de proposer un système de transfert d'une structure relativement simple et adaptable même aux conditions d'environnement difficiles, tout en permettant le transfert de gaz naturel liquéfié.
Pour atteindre ce but, le système de transfert selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte une conduite de transfert souple suspendue librement entre ses extrémités dans sa position de transfert connectée au dispositif manifold du navire de transport et en ce qu'a chacune de ses deux extrémités est prévu un joint tournant à axe vertical de façon à éviter les sollicitations en torsion et gauchissement de la conduite.
Selon une autre caractéristique de 1 ' invention, la conduite souple est formée par un flexible tel qu'un flexible cryogénique, adapté pour le transfert d'un gaz naturel 1iquéfié .
Selon une autre caractéristique de l'invention, la conduite de transfert est une succession d'éléments articulés les uns aux autres.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la conduite de transfert souple est suspendue en chaînette.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux figures annexées données uniquement à titre d'exemple et montrant un mode de réalisation de l'invention.
- La figure 1 est une vue en élévation d'un système de transfert d'un fluide, dans sa position de transfert de fluide entre un navire de transport et un navire de stockage ;
- La figure 2 est une vue à plus grande échelle du système de stockage indiqué en 3 sur la figure 1 ; - La figure 3 est une vue de dessus du système de transfert selon la figure 2 ;
- La figure 4 est une vue similaire à la figure 3, mais à plus grande échelle et montrant les deux navires dans une position désalignée. - La figure 5 est une vue de dessus à plus grande échelle de la partie avant du navire et du dispositif manifold ;
- La figure 6 est une vue en élévation, à plus grande échelle, de la partie avant de navire de transport, pourvue du dispositif manifold dans sa position connectée à la conduite de transfert ;
- La figure 7 est une vue avec arrachement montrant le dispositif manifold selon la figure 6 et sa structure de support à 1 ' état de repos ; - Les figures 8 et 9 montrent une autre version de réalisation du dispositif manifold selon l'invention, dans ses positions respectivement de connexion à la conduite de transfert et de repos.
Sur les figures les références 1, 2 et 3 désignent respectivement un navire de transport d'un produit tel que du gaz naturel liquéfié, un navire de stockage de ce produit et un système de transfert de ce produit entre les deux navires 1 et 2 , conformément à l'invention. Le numéro 4 indique le niveau d'eau.
Le système de transfert selon l'invention comporte, dans l'exemple représenté, essentiellement deux conduites souples de transfert de fluide 5 qui, à l'état de repos du système, sont enroulées sur une roue 6 montée en haut d'une structure de support 7 en forme d'une tour montée à une extrémité du navire de stockage 2. A l'état de travail, c'est-à-dire dans sa position de transfert d'un produit entre les deux navires, chaque conduite formé avantageusement par un flexible cryogénique est déroulée de sa roue de stockage 6 et connectée à un dispositif manifold 9 supporté par une structure de support commune 10 disposée à l'avant du navire de transport 1. Ainsi chaque flexible 5 s'étend librement en chaînette entre ses extrémités. On constate encore que le navire de transport 1 est amarré au navire de stockage à l'aide de tout moyen approprié tel que par exemple une aussière 10. Dans l'exemple représenté, le navire de stockage 2 est amarré et relié au fond en 11.
Comme le montre la figure 4, les deux roues de stockage 6 d'un flexible 5 sont montées pivotantes sur leur tour de support, autour d'un axe vertical de façon à permettre un mouvement relatif entre le navire de transport 1 et le navire de stockage selon un angle sans que les flexibles soient sollicités en torsion. Ce pivotement est assuré par des moyens constituant ainsi un axe tournant à axe vertical indiqué en 8. Les deux tours de support 7 peuvent avantageusement être disposées symétriquement par rapport à 1 ' axe longitudinal X-X du navire de stockage. L'axe longitudinal du navire de transport est noté Y-Y.
L'extrémité libre désignée par la référence générale 13 d'un flexible cryogénique 5 est formée par un embout qui porte un connecteur rapide 14, un dispositif de déconnexion d'urgence 15 disposé à une certaine distance axiale du connecteur 14. L'embout 13 porte en outre une tige de centrage appelée pinoche 17 qui est latéralement décalée de l'axe de l'embout mais s'étend parallèlement à celui-ci sensiblement dans le plan vertical formé par la caténaire du flexible.
Pour chaque câble 5 est prévu sur l'avant du navire de transport 1 un dispositif de manifold 9 monté sur la structure de support 10 d'une certaine hauteur, qui porte en haut deux passerelles 22 et 23. Les deux passerelles sont décalées dans l'axe du navire, en se chevauchant légèrement, la passerelle avant 23 étant disposée au- dessus de la passerelle arrière 22. Les deux passerelles sont prévues pour permettre aux opérateurs d'observer et/ou de manœuvrer les deux dispositifs de manifold 9.
Chaque dispositif 9 comporte une portion tubulaire arquée 25 en forme d'un arc de cercle quelque peu inférieur à un angle de 180°. L'extrémité arrière de la portion 25 est fixée par un joint tournant à axe vertical 26 sur une portion de tuyauterie verticale 28 de la tuyauterie fixe du navire.
La portion arquée 25 du dispositif de connexion ainsi monté pivotante porte, à son extrémité libre une bride de manifold 30 pour la fixation étanche du connecteur 14 du flexible et une trompette 32 qui est latéralement décalée de l'axe du connecteur, d'une distance permettant, lors d'une connexion du flexible au dispositif 9 la réception de la pinoche 17 de l'embout connecteur du flexible. La trompette est orientée parallèlement à l'axe du connecteur 30. La portion 25 du dispositif connecteur 9 du navire porte encore un treuil 34 sur lequel est enroulé un câble 35. Ce câble sera déroulé lors d'une connexion du flexible 5 au dispositif manifold 9, passe à travers la trompette 32 et sera fixé à l'extrémité de la pinoche 17. La connexion se fait alors en enroulant le câble sur le treuil 34. Comme on le voit clairement sur les figures, pour permettre la connexion des flexibles 5 aux dispositifs de manifold 9 du navire de transport, une découpe sensiblement semi-circulaire 37 est faite dans la passerelle supérieure 23 à partir de son bord arrière 38 chevauchant le bord avant 39 de la passerelle inférieure 22, autour de l'axe de pivotement des portions arquées 25 des dispositifs de manifold 9, de façon coaxiale à ceux- ci
Ainsi chaque dispositif manifold 9 peut pivoter entre sa position de repos dans laquelle son connecteur 30 se trouve au-dessus de la passerelle inférieure 29 (figure 7) et sa position de travail, c'est-à-dire de connexion représentée sur la figure 6, dans laquelle le connecteur 30 passe à travers la découpe 37 pour pouvoir être connecté au flexible 5. On constate que l'angle d'arc de la portion arquée 25 de chaque dispositif de connexion 19 est inférieure de 180° d'une différence permettant une inclinaison appropriée de l'axe de la bride de manifold 30 pour une connexion facile au flexible.
Selon une caractéristique importante de l'invention, et grâce au joint tournant à axe vertical 26 de chaque dispositif de manifold 9 du navire et à l'axe vertical de pivotement des roues de stockage 6, chaque flexible cryogénique suspendu en caténaire 5 comporte au niveau de chaque extrémité un joint tournant à axe vertical assurant que le flexible s'étende toujours sensiblement dans un plan vertical indépendamment de l'angle de désalignement α, des deux navires 1 et 2. Ceci assure une grande liberté de balancement et de lacets relatifs entre les navires. Grâce aux joints tournants à axe vertical la torsion et la flexion hors du plan vertical de la caténaire flexible (gauchissement) dans le flexible sont négligeables. Ceux-ci ne sont donc seulement exposés au très faible roulis relatif entre les navires. Pour la sécurité du flexible seul une mesure ou contrôle de la distance entre les deux extrémités de celui-ci est nécessaire.
Concernant le fonctionnement du système de transfert selon l'invention, il découle des figures et de la description de la structure qui vient d'être faite. Il suffit de rappeler que, pour un transfert de gaz naturel liquéfié entre les navire de transport 1 et de stockage 2, on déroulera au moins un des câble 35 du dispositif de de manifold 9 correspondant de son treuil 34 et du flexible 5 de sa roue de stockage 6, fixe l'extrémité du câble 35 à l'extrémité de la pinoche 17 sur l'embout 13 du flexible, on roule le câble 35 sur le treuil 34 jusqu'à ce que la pinoche s'engage dans la trompette 32 du dispositif de manifold 9 qui a été bien entendu amené à pivoter de sa position de stockage représentée sur la figure 7 dans sa position de connexion selon la figure 6.
Il est encore a noter que les flexibles ne croisent jamais l'aussière d'amarrage ce qui est très important notamment lors d'une déconnexion d'urgence. Ainsi les flexibles ne peuvent pas être endommagés en tombant sur l'aussière. Lors d'une déconnexion, les flexibles sont enroulés sur leur roue de stockage
Bien entendu des diverses modifications peuvent être apportées au système tel que décrit et représenté sur les figures. Les figures 8 et 9 illustrent une variante de réalisation selon laquelle le treuil et la trompette portant maintenant les références 34 ' et 32 ' sont prévus sur l'embout 13 de chaque flexible, tandis que la pinoche portant maintenant la référence 17' est portée par le dispositif manifold 9. On pourrait également envisager de réaliser autrement les moyens de stockage des flexibles dans leur position de repos. Il importe seulement que, dans tout mode de réalisation envisagé, un joint tournant à axe vertical soit prévu à chaque extrémité du flexible pour que celui-ci ne soit pas soumis à des contraintes de torsion et de gauchissement. Ces contraintes sont absorbées par les joints.

Claims

REVENDI CATIONS
1. Système de transfert d'un produit fluide, notamment de gaz naturel liquéfié, entre un navire de transport du fluide et un poste de stockage tel qu'un navire de stockage, du type comprenant un agencement tubulaire d'acheminement du fluide entre le navire de transport et le poste de stockage, dont une extrémité est connectée à cette dernière et dans l'autre est susceptible d'être reliés à un dispositif manifold du navire de transport, caractérisé en ce que l'agencement tubulaire est réalisé sous forme d'une conduite de transfert souple (5) suspendue librement entre ces extrémités dans sa position de transfert connectée au dispositif manifold (9) du navire de transport (1) et en ce qu'à chacune des extrémités de la conduite de transfert (5) est prévu un joint tournant à axe vertical
(8, 26) de façon à éviter des sollicitations en torsion dans la conduite de transfert.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite souple (5) est formée par un flexible tel qu'un flexible cryogénique adapté pour le transfert d'un gaz naturel liquéfié.
3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite de transfert (5) est une succession d'éléments articulés les uns aux autres.
4. Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la conduite de transfert souple (5) est suspendue en chaînette.
5. Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif manifold précité (9) comprend une portion avantageusement arquée (25) portant à son extrémité libre une bride de manifold (30) adaptée pour permettre la connexion de l'embout de connexion (13) d'une conduite de transfert (5) et dont l'autre extrémité est connectée par un joint tournant à axe vertical précité (26) à la tuyauterie fixe (28) du navire de transport .
6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'embout ce connexion (13) de la conduite souple (5) porte une pinoche (17) et le dispositif manifold (9) porte une trompette (32) pour la réception de la pinoche (17) lors de la connexion de la conduite de transfert souple (5) au dispositif manifold (9) et un treuil (34) sur lequel peut être enroulé un câble (35) qui, lorsqu'il est fixé à la pinoche assure la connexion en guidant l'engagement de la pinoche (17) dans la trompette (32).
7. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie arquée (25) du dispositif manifold (9) porte une pinoche (17') et l'embout de connexion (13) de la conduite souple (5) porte une trompette (32') de réception de la pinoche (17') lors de la connexion de l'embout (13) au dispositif manifold (9) et un treuil sur lequel peut être enroulé un câble (35) qui est fixé à la pinoche lors de l'établissement d'une connexion et assure un engagement guidé de la pinoche (17') dans la trompette (32') .
8. Système selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif manifold (9) est monté sur une structure de support (10) portant un dispositif de passerelles de manutention (22, 23) du dispositif manifold (9) , dans lequel est prévu un passage (37) de l'extrémité libre du dispositif manifold ou de l'embout de connexion (13) de la conduite souple (5) lors d'une connexion de l'embout au dispositif manifold.
9. Système selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la conduite de transfert souple (5) peut être enroulée sur une roue de stockage (6) prévue sur le poste de stockage (2) et en ce que cette roue est rotative autour d'un axe horizontal et est susceptible de pivoter autour d'un axe vertical constituant un joint tournant à axe vertical (8) précité.
10. Système selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte deux conduites de transfert souples (5) , chacune enroulable sur une roue de stockage (6) et connectable à un dispositif manifold (9) , les roues (6) et les dispositifs manifolds (9) étant disposés symétriquement par rapport à l'axe du navire correspondant .
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