JP2011506156A - 圧力リリーフ沖合システム - Google Patents

Abstract

沖合炭化水素移送システム（１０）において、導管（２４）は、浮遊構造物（１２）を第２の構造物（２２）に接続して、炭化水素をこれらの構造物間で運搬し、これらの構造物のうち一方は、遮断弁（３０）を有し、この遮断弁は、閉まるのが素早過ぎた場合、導管中に圧力の急上昇を発生させる。この発明は、万一圧力の急上昇が発生した場合に炭化水素を収容するオーバフロー容器（５０）を備えた急上昇防護装置（４０）を提供する。オーバフロー容器は、導管に隣接していて、圧力リリーフバルブ（６０）によって導管に接続されている。１つの装置（４０）において、オーバフロー容器は、リリーフ導管部分（４２）と同軸状であり、導管部分を取囲む弾性外壁（４４）を含む。別の装置において、オーバフロー容器（７２）は、導管部分（４２）の完全に外側にあり、炭化水素で満たされた後、取外すことができる。

Description

発明の背景
液化石油などの炭化水素は、一般的に、タンカーまたは他の運搬船まで、この運搬船にある遮断弁に接続する導管を通して送り出される。流体が導管を通って流れ続けている間に運搬船を導管から切り離すことを必要とする非常事態が発生した場合、運搬船は、典型的に２５秒に設定される期間の間にバルブを遮断して、導管中の圧力の大きな急上昇を回避する。しかしながら、遮断弁が偶発的に突然閉じ、導管中に圧力の高い急上昇を発生させる可能性がある。これは、蝶形遮断弁の場合、バルブのスピンドルの不良により、またはロック可能弁が適切にしっかり固定されていないと起るおそれがある。そのような突然の閉鎖が発生した場合、圧力スパイクは、導管に沿って運搬船から遠ざかって進み、導管の損傷および流体の環境への流入を引き起こすおそれがある。圧力の急上昇の有害な影響を減少させる装置は、価値があるであろう。

この発明の１つの実施例に従って、液化石油などの炭化水素を導管を通して海中にある１対の構造物間を移送するための炭化水素移送システムが提供され、このシステムは、構造物のうち一方にある遮断弁が万一突然閉じた場合に発生する圧力の急上昇の有害な影響を減少させる。出願人は、導管または導管の第１の導管部分に隣接しているオーバフロー容器を提供する。リリーフバルブは、第１の導管部分をオーバフロー容器に接続する。遮断弁の突然の閉鎖によって引き起こされるものなどの圧力の急上昇が万一発生した場合、石油は、第１の導管部分からリリーフバルブを通ってオーバフロー容器に流入する。

１つのシステムにおいて、オーバフロー容器は、第１の導管部分の周りにあるので、第１の導管部分とオーバフロー容器とは同軸である。オーバフロー容器の外壁は、弾性であり得るので、リリーフバルブが開き炭化水素が容器に流入すると、容器の外壁は拡張して、大量の炭化水素を収容する。

別のシステムにおいて、オーバフロー容器は、第１の導管から径方向に間隔をおいて置かれているので、オーバフロー容器と第１の導管とは重ならない。第１の導管部分およびオーバフロー容器の対向する端部は、接続されており、リリーフバルブがこの端部間に接続されている。オーバフロー容器は、第１の導管部分から切り離すことができるので、オーバフロー容器が圧力の急上昇中に炭化水素で満たされる場合、オーバフロー容器を取外し、別の場所で空にし、後で再接続することができる。

この発明の新規な特徴は、添付の特許請求の範囲に詳細に記載される。この発明は、添付の図面に関連して読まれると以下の説明から最もよく理解されるであろう。

この発明の１つの実施例の炭化水素移送システムの等角投影図である。 圧力の急上昇の発生前の、図１の導管の一部の断面図であり、急上昇防護装置は、導管の一部分と同心状であるオーバフロー容器を含む。 圧力急上昇中の、図２のものと同様の図である。 図３のものと同様だが、急上昇後の、流体のオーバフロー容器からの除去を示す図である。 圧力の急上昇の発生前の、この発明の別の実施例の急上昇防護装置を備えた導管の一部の断面図であり、急上昇防護装置は、導管部分から径方向に間隔をおかれた固定位置にある。 圧力急上昇中の、図５のものと同様の図である。 急上昇に続いてのオーバフロー容器の取外し後の、図６のものと同様の図である。 図６の８−８線でとった断面図である。 この発明の別の実施例の炭化水素移送システムの部分側立面図であり、オーバフロー容器は、導管に緩く結合されているだけである。

好ましい実施例の説明
図１には、炭化水素移送システム１０が示されており、炭化水素、特に液体炭化水素または石油が生産されており、浮遊構造物１２へ移送されることになっている。浮遊構造物１２は、石油を離れた場所へ運搬するであろう大きなタンカーまたは運搬船である。石油は、海中パイプライン１４に沿って海底プラットホーム１６および海中ホース２０を通して第２の構造物２２までポンプで汲み上げられる。第２の構造物は、ブイである。次に石油は、浮遊性ホースなどの主導管２４に沿って海面２６に浮かぶ運搬船まで流れる。２つの導管２４は、共通に設けられているので、一方が修理されている間、他方は石油を運搬し続けることができる。通常、各導管は、直列に接続された複数の導管部分を有する。

運搬船１２で、導管２４は、運搬船にある貯蔵タンクに遮断弁３０を通して接続する。導管２４は、各々１６インチの内径を有して、運搬船を適度な時間（たとえば数日）で満たすように高い流量を可能にしてもよい。遮断弁３０が設けられて、流体の運搬船への流入を運搬船が出航する前に止める。追加のバルブ（図示せず）が設けられて、運搬船に向かう流れが止まるべきときの石油の海中への流出を最小化する。遮断弁３０は、多数秒の期間の間に閉じるように構築されており、この時間は、典型的に、２０インチのオーダの大きさの直径のホースを含むシステムについて２５秒である。この期間は、導管中の圧力の急上昇を回避するように選択される。圧力の急上昇は、（たとえば大気圧を５０ｐｓｉ上回る）圧力下の石油が導管を通って前方へ流れ、この石油の経路が（急速に閉じられた遮断弁によってのように）突然塞がれるとき発生する。追加の石油が前方へ流れ続けるが、塞がれた石油の方向は逆転され、突然導管中に非常に大量の石油が存在する。これは、圧力の急上昇を引き起こし、この圧力の急上昇は、導管および導管に接続されたバルブなどを損傷するおそれがある。遮断弁は、一般的に、２５秒の期間の間に閉じるように設定されているが、遮断弁が偶発的に突然（設定された期間の半分よりも大幅に短い期間の間に）閉じるときが往々にしてある。これは、蝶形遮断弁の場合、バルブのスピンドルの不良により、またはロック可能蝶形弁が適切にしっかり固定されていないと起こるおそれがある。

図２には、導管２４のうち一方の第１および第２の導管部分４３、４５と直列に接続されたリリーフ導管部分４２を含む急上昇防護装置４０が示されている。導管２４の大部分は、可撓性ホースによって形成されているが、この特定の導管部分４２は、好ましくは剛性である。この装置は、オーバフローチャンバ５２を備えたオーバフロー容器５０を形成する外壁４４も含み、このオーバーフローチャンバは、導管部分４２の外壁５４と容器外壁４４との間にある。オーバフロー容器の対向する端部は、この端部を共に機械的に保持するために、リリーフ導管部分４２に機械的に各々接続される。リリーフ導管部分４２は、軸５３を有し、オーバフローチャンバ５２はこの軸と同心状である。オーバフロー容器の外壁４４は、弾性である（５０，０００ｐｓｉ以下のヤング率）。結果として、オーバフローチャンバ５２の容積は、図３の容積５２Ａまでのように拡張することができる。

圧力リリーフバルブ６０は、リリーフ導管部分４２の通路６２をオーバフローチャンバ５２に接続するので、圧力の急上昇（たとえば石油が５０ｐｓｉの圧力までポンプで汲み上げられることが意図されるシステムについては７５ｐｓｉの圧力）がリリーフ導管部分４２に達すると、石油は、導管部分から流出して、オーバフロー容器５０に流入することができる。圧力が急上昇した石油がオーバフローチャンバ５２に流入するにつれて弾性壁が拡張するので、オーバフローチャンバの以前の容積は導管部分の容積未満であったにもかかわらず、オーバフローチャンバは、リリーフ導管部分よりも多くの石油を保持することができる。図４には、オーバフロー容器が石油を収容した後、オーバフロー石油５６を除去することが必要であることが示されている。これは、水または窒素ガスなどの圧力をかけられた不活性流体源を噴出入口６０に接続し、石油を噴出出口６２を通して小さなタンク内に収容することによって行なうことができる。その後、オーバーフロー容器５０は、再使用できる状態にある。

図５には、リリーフ導管部分４２から（リリーフ導管部分４２の軸５３に関して）径方向に間隔をおいて置かれたチャンバ７４を備えるオーバフロー容器７２を含む別の急上昇防護装置７０が示されている。すなわち、オーバフローチャンバ７４は、導管部分を取囲まない。機械的接続部８２は、導管部分をオーバフローチャンバに物理的に接続する。圧力リリーフバルブ８４は、導管部分４２の内部をオーバフローチャンバ７４に接続する。圧力の急上昇が発生すると、石油は、バルブ８４を通ってオーバフローチャンバに流入して、導管中の圧力を低減する。図６には、石油が経路８６に沿ってオーバフローチャンバに流入中の装置が示されている。図８には、チャンバは、初めに、ある量９０の窒素または何らかの他のガスもしくは石油に対して不活性な水などの液体を含んでいたことが示されている。不活性ガスは、オーバフローチャンバからより容易に流出するので、不活性ガスが好ましい。リリーフバルブ９２は、石油がチャンバを満たすにつれて窒素を逃がす。機械的接続部８２は、オーバフロー容器の速やかで簡単な取外しおよび再取付け（たとえば溶接しない）を可能にするラッチ９３を含む。

図７には、石油がオーバフローチャンバに流入した後、結合ラッチ９３を操作してオーバフロー容器７２を導管部分４２から分離することによって石油を除去することができることが示されている。オーバフロー容器内の石油は、陸上または船上などのより便利な場所で除去することができる。圧力リリーフバルブ８４が閉じられており（これは導管中に急上昇圧力がないと自動的に起こる）、（石油が）入っていないオーバフロー容器が所定の位置にあると、導管は、再び石油を運搬できる状態にある。

図９には、オーバフロー容器１０２が流体流のために、石油を運搬船１２に運搬する導管１０４に接続されている移送システム１００が示されている。導管１０４または少なくともオーバフロー容器１０４の近くにある導管の一部１０４Ａは、軸１０５を有し、オーバフロー容器は、軸１０５から径方向に間隔をおいて置かれている。第２の構造物２２にある流体カプラ１０６は、導管をリリーフバルブ１０８を通して管１１０に接続し、この管は、前方Ｆへオーバフロー容器まで延在する。導管１０４と管１１０とは両方とも、水に浮く。ライン１１２（たとえば鎖またはケーブル）は、オーバフロー容器の前端部を導管にあるパイプクランプ１１４に接続する。この配置の利点は、導管およびオーバフロー容器への流体接続を、そのような接続および切離しを外洋で行なうことを必要とする代わりに、第２の構造物２２上の場所から確立および解除することができることである。ライン１１２を用いてオーバフロー容器を導管に接続することにより、オーバフロー管前端部の導管からの切離しおよび再接続を簡単に行なうことが可能となる。

オーバフロー容器を示す図面には、オーバフロー容器は、細長くかつリリーフ導管部分または導管に主として平行（好ましくは平行の３０°以内）に延在するものとして示されている。これは、オーバフロー容器および導体の取扱をしやすくし、オーバフロー容器の漂流およびオーバフロー容器が海中の他の要素と摩擦または衝突する可能性を最小化する。

よってこの発明は、万一圧力の急上昇が発生した場合に流体を主導管から収容するオーバフロー容器とリリーフバルブとを各々含む複数の急上昇防護装置を提供する。１つの装置が含むオーバフロー容器は、主導管のリリーフ導管部分を取囲み、拡張可能なチャンバを有して、主導管を通過する流体の相当な量を貯蔵してもよい。この配置は、オーバフロー容器を導管の一部として取扱うことを可能にする。別の装置は、主導管から径方向に間隔をおいて置かれたオーバフロー容器を含むので、オーバフロー管は、主導管の如何なる部分も取囲まない。オーバフロー容器は、ラッチを通じてリリーフ導管部分に接続されているので、より便利な場所でのオーバフロー流体の除去のために、オーバフロー容器を主導管から取外すことができる。別の装置は、導管にブイのある場所で流動的に接続されたオーバフロー容器を含み、オーバフロー容器の対向する端部は、可撓性ラインを通してのように、機械的に主導管に結合されているだけである。

この発明の特定的な実施例がこの明細書中で説明され示されたが、当業者には変形例および変更例が容易に思い浮かぶであろうことが認識される。よって、特許請求の範囲は、そのような変形例および均等物を包含すると解釈されることが意図される。

Claims (11)

1. 海面（２６）に浮かぶ浮遊構造物（１２）と第２の構造物（２２）との間に延在する細長い導管（２４）を形成する複数の導管部分（４２、４３、４５）を含む炭化水素移送システム（１０、１００）であって、前記構造物のうち一方は、遮断弁（３０）を有し、前記炭化水素移送システムは、
   第１の導管部分に隣接しているオーバフロー容器（５０、７２、１０２）と、
   前記導管を前記オーバフロー容器に接続して、流体炭化水素を前記導管から前記オーバフロー容器に通過させるリリーフバルブ（６０、８４、１０８）とを備え、前記リリーフバルブは、前記導管中の流体の圧力が予め定められたレベルを超えると開くように構築されている、炭化水素移送システム。
2. 前記導管は、リリーフ導管部分（４２）を含めて複数の直列接続された細長い導管部分を含み、
   前記オーバフロー容器は、前記リリーフ導管部分と主として平行な方向に細長くなっており、前記オーバフロー容器は、前記第１の導管部分に機械的に各々接続された第１および第２の端部を有する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記オーバフロー容器は、前記リリーフ導管部分の長さの少なくとも一部を取囲む環状チャンバ（５２）を形成する壁を含む、請求項１に記載のシステム。
4. 環状チャンバを形成する前記壁は、弾性の容器外壁（４４）を含むので、流体で満たされるにつれて拡張する、請求項３に記載のシステム。
5. 前記導管は、軸（５３）を有し、前記オーバフロー容器は、前記軸から径方向に間隔をおいて置かれており、前記オーバフロー容器は、対向する端部を有し、
   前記リリーフバルブは、可撓性ホース（１１０）を通して前記オーバフロー容器の第１の端部に可撓性に結合されて、前記オーバフロー容器の前記導管に向かうおよび前記導管から遠ざかる限られた移動を可能にし、前記オーバフロー容器の第２の端部を前記導管に機械的に接続するライン（１１２）を含む、請求項１に記載のシステム。
6. 第１および第２の構造物（１２、２２）と、前記第１および第２の構造物間に延在し液化石油を前記第２の構造物から前記第１の構造物に運搬する導管（２４）とを含む炭化水素移送システムであって、前記第１の構造物は、前記第１の構造物への石油の流入を止めることができる遮断弁（１３０）を有し、前記炭化水素移送システムは、
   前記導管に隣接しているオーバフロー容器（５０、７２、１０２）と、
   前記導管を前記オーバフロー容器に接続する圧力リリーフバルブ（６０、８４、１０８）とを備え、前記圧力リリーフバルブは、前記導管中の予め定められた圧力で開き、次に前記液化石油を前記オーバフロー容器に流入させるように構築されている、炭化水素移送システム。
7. 前記導管は、第１および第２の導管部分（４３、４５）と、前記第１および第２の導管部分と直列に接続されたリリーフ導管部分（４２）とを含み、前記オーバフロー容器は、前記リリーフ導管部分の前記対向する端部に機械的に接続された対向する端部を有することによって、前記リリーフ導管部分と前記オーバフロー容器とが一体として共に取扱われることを可能にする、請求項６に記載のシステム。
8. 前記オーバフロー容器は、前記リリーフ導管部分の周りに延在するオーバフローチャンバ（５２）を含む、請求項７に記載のシステム。
9. 前記オーバフロー容器は、前記オーバフローチャンバ中の圧力が上昇すると拡張する弾性外壁（４４）を有する、請求項７に記載のシステム。
10. 前記オーバフロー容器と前記リリーフ導管部分とは、各々細長く、互いに主として平行に延在し、前記オーバフロー容器と前記リリーフ導管部分とが重ならないほど十分に径方向に間隔を離して置かれており、機械的接続部（８２）によって接続されており、前記オーバフロー容器は、前記機械的接続部で取外し可能かつ交換可能である、請求項７に記載のシステム。
11. 前記リリーフバルブ（１０８）を通して前記導管に接続された管後端部と、前記オーバフロー容器（１０２）の後端部に接続された管前端部とを有する可撓性管（１１０）と、
    前記オーバフロー容器の前端部と前記導管との間に延在するライン（１１２）とを備える、請求項６に記載のシステム。

Images