KR102002182B1 - 연안 유체 이송 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

연안 유체 이송 시스템이 붐(2100) 및 상기 붐 상에 부착된 적어도 하나의 가동형 유체 운송 파이프(3000)를 포함하고, 상기 가동형 파이프(3000)는, 그 앵커리지 지점으로부터 시작하여, 연장을 위한 길이, 이어서, 제 3 자 로딩 파이프에 커플링되기 위한 외측 밸브(3210)를 포함하고, 상기 붐(2100)으로부터 조작되는 외측 조작 케이블(4100)로서 지칭되는 조작 케이블은 앵커리지 지점으로서 지칭되는 지점에서 상기 가동형 파이프의 자유 단부에 추가적으로 링크되며, 상기 앵커리지 지점이 상기 외측 밸브(3210)에 강성으로 연결되는 것을 특징으로 한다. 본원 발명은 또한 상응하는 방법에 관한 것이다.

Description

연안 유체 이송 시스템 및 방법{OFFSHORE FLUID TRANSFER SYSTEM AND METHOD}
본원 발명은 연안 유체 이송 시스템 및 그와 연관된 이송 방법에 관한 것이다. 유체는 예를 들어 액화 천연 가스일 수 있을 것이고 그리고 이송이 외양(open sea)의 2개의 선박들 사이에서 이루어질 수 있을 것이다.
두 개의 선박들 중 제 1 선박이 LNGP("Liquefied Natural Gas Producer"), LNG-FPSO("Liquefied Natural Gas Floating Production Storage and Offloading") 또는 FLNG(for "Floating Liquid Natural Gas Unit" ), 재액화 선박(FSRU; "Floating Storage and Regasification Unit"), GBS("Gravity Base Structure") 또는 마지막으로 플랫폼(platform)이라는 명칭으로 공지된 생산 선박일 수 있을 것이다.
두 개의 선박들 중 제 2 선박은 탱커 또는 LNG-C("Liquefied Natural Gas Carrier", 예를 들어 메탄 탱커)와 같이 이송을 위해서 가스를 수용하도록 구성된 선박일 수 있을 것이다.
2개의 연속되는 아암들(arms)에 관절식으로 연결된(articulated) 강성의(rigid) 파이핑 및 극저온 호스들과 같은 다른 가요성 파이핑 시스템들과 함께 시스템들이 공지되어 있다. 2개의 구조물들 중 하나, 종종 FLNG가, 바다의 높이 위의 몇 미터에서, 선체(hull)의 주변부 외부로 몇 미터에 걸쳐서 연장하고 그리고 선체의 주변부 내에서, 선체에 수직 정렬되어, 또는 그로부터 약간 수평 거리에서, 제 2 구조물에 고정된 도관들에 연결되도록 구성된 가동형 파이핑을 포함한다. 아암들을 제어하는 2개의 관절들에 의해서, 또는 파이핑의 가요성 특성에 의해서 부여되는 3차원적인 가요성으로 인해서, 유체의 이송이 거친 바다에서 성공적으로 실시될 수 있을 것이다.
예를 들어, 공보 EP0947464로부터 커플링을 이용하는 시스템들이 공지되어 있으며, 그러한 커플링에서 관절식으로 연결되는 가동형 파이핑은 체결 플랜지를 포함하고, 수직으로 배치된 상기 체결 플랜지는 하강 운동에 의해서 상향 개방된 제 2 구조물의 커넥터와 커플링된다. 평행추들 또는 지지 구조물로부터 상승된 케이블들의 복잡한 시스템은, 분리의 경우에, 지렛대에 의해서, 파이핑의 중간-길이에 배치된 관절 주위로 관절식으로 연결된 파이핑의 원위 부분의 동시적인 상향 회전을 보장하고, 그에 따라 상기 원위 부분과 제 2 구조물 사이의 타격을 회피한다. 연결 중에, 부가적인 케이블은 제 2 구조물의 커넥터에 대한 체결 플랜지의 배치를 제공한다. 이러한 케이블은 선회(swivel) 조인트들 또는 회전부들의 최종적인 조립체 앞서서 가동형 파이핑에 체결되고, 이는, 중력으로 인해서, 동시적으로 하향 배향되는 파이핑의 개방을 초래한다. 이러한 구성에 의해서 연결이 복잡해지는데, 이는 파도들로 인한 이동이 존재하는 경우에 체결 플랜지의 접근이 민감하기 때문이다.
대조적으로, 특허출원 제 FR 2 941 434 호는, 제 1 선박으로부터 유래되는 관절식으로 연결된 튜브의 제 2 선박의 파이핑에 대한 연결을 위해서, 튜브의 자유 단부에 체결되고 제 2 선박에 배치된 윈치에 의해서 조작되는 획득(acquisition) 케이블(또한, LNGC 케이블 또는 메탄 탱커 케이블이라고 지칭된다)을 이용하는 이송 시스템을 개시한다. 이러한 해결책은, 상승하는 메인 성분을 가지는 관절식으로 연결된 튜브의 자유 단부의 운동에 의해서 도관들의 커플링이 실시될 수 있게 하고, 이어서 자유 단부가 제 2 선박의 커넥터에 의해서 수용되고, 상기 커넥터의 개구부는 실질적으로 하향 지향된다. 그러한 해결책은 연결 중의 충격을 간단하게 회피할 수 있게 하고, 그리고 획득 케이블에 의해서 제공되는 것 이외의 안내부를 필요로 하지 않고 커플링을 구축할 수 있게 한다.
이제까지 제시된 해결책들에도 불구하고, 특정 상황들은 조작 중에 여전히 관리하기가 어려울 수 있을 것이다. 특히, 비상 분리의 상황에서, 가동형 파이핑의 자유 단부가 수중으로의 낙하되는 것을 방지하는 것이 요구된다. 또한, 구조물들의 이용에 의해서 필수화되는 신속한 레이트들(rates)을 고려할 때, 상황들이 어떠하든 간에, 2개의 선박들이 그들이 도관을 신속하게 연결할 수 있게 하는 것이 바람직하고, 그리고 분리 후에 가능한 한 신속하게 서로로부터 이격되게 이동시킬 수 있는 것이 바람직하다.
그에 따라, 본원 발명은, 특히 2개의 선박들의 파이핑의 연결 및 분리의 단계들에 의해서, 보다 단순하고, 신속하며, 그리고 안전하게 유체 이송이 실시될 수 있게 하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
이러한 목적을 위해서, 연안 유체 이송 시스템이 제공되고, 상기 시스템은 붐(boom) 및 상기 붐 상의 지점에 부착된 적어도 하나의 가동형 유체 운송(conveying) 파이프를 포함하고, 상기 가동형 파이프는, 그 앵커리지 지점으로부터 시작하여, 연장을 위한 길이, 이어서, 그 자유 단부에서, 제 3 자 로딩 파이프에 커플링되기 위한 외측 밸브를 포함하고, 상기 붐으로부터 조작되는 외측 조작 케이블로서 지칭되는 조작 케이블은 앵커리지 지점으로서 지칭되는 지점에서 가동형 파이프의 자유 단부에 추가적으로 링크되고, 상기 앵커리지 지점이 상기 외측 밸브에 (자유도 없이) 강성으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
이러한 장치로 인해서, FR 2 941 434에서 언급된 것과 같이, 해당 유닛이 존재하는 경우에, 상승 운동에 의한 커플링을 위한 수단에 의한 신속한 연결의 이점을 가지면서, 제 3 자 플로팅 유닛과의 임의의 연결에 앞서서 가동형 운송 파이프가 연장될 수 있을 것이다.
또한, 분리 중에, 커플링 수단에 의해서 신속하고 단순화된 분리의 장점을 가질 수 있다. 이어서, 이러한 분리가 하강 운동에 의한 디커플링에 의해서 실시된다. 제 3 자 플로팅 유닛과의 링크들을 제거하는 작용이 후속되고, 그에 따라, 가동형 운송 파이프의 후퇴 전에, 제 3 자 플로팅 유닛이 멀리 진행될 수 있을 것이다.
마지막으로, 비상 분리의 경우를 포함하여, 모든 구성들에서 그리고 모든 시퀀스들에서, 가동형 파이프의 자유 단부와 붐 상의 지점 사이에 설치된 외측 조작 케이블에 의해서, 가동형 파이프의 자유 단부가 물과 접촉하는 것이 방지된다.
실시예에서, 가동형 파이프 상에서, 자유 단부에 대한 접근부에서, 선회 조인트들의 세트가 연장을 위한 길이와 앵커리지 지점 사이에 포함되도록 선회 조인트들의 세트가 배치된다. 선회 조인트들은 특히 시스템이 외부 환경(파도들, 바람, 해류(current) 등)에 의해서 부여되는 운동들에 의한 영향을 받지 않도록 하는데 있어서 필수적이다. 그러나, 또한, 외측 조작 케이블이 마지막 선회 조인트 이후에 배치된다는 사실은, EP0947464에서 제시된 것과 대조적으로, 외측 밸브의 개구부가 상향 조작될 수 있게 한다.
유리한 특징에 따라서, 가동형 파이프와 제 3 자 로딩 파이프 사이의 비상 분리의 경우에 외측 조작 케이블의 일정한 풀림(unwound) 길이를 유지하도록 구성되는 안전 장치가 제공된다.
일 실시예에 따라서, 가동형 파이프가 적어도 2개의 연속적인 관절식으로 연결된 아암들에 의해서 구성된다. 그 대신에, 가동형 파이프가 적어도 하나의 가요성 파이프에 의해서 구성된다.
특별한 특징들에 따라서, 상승 운동에 의한 커플링을 위한 수단은 적어도 하나의 센터링 원뿔체, 암형부 또는 수형부, 및/또는 획득 케이블에 대한 앵커리지 지점을 포함한다. 앵커리지 지점은, 그들의 자유 단부의 근접부에서 서로에 대해서 평행한 적어도 2개의 가동형 유체 운송 파이프들을 결합시키는 횡방향 유지 구조물 상에 위치될 수 있을 것이다.
또한, 붐에 부착된 적어도 하나의 가동형 유체 운송 파이프에 의한 연안 유체 이송 방법이 제공되고, 상기 가동형 유체 운송 파이프는, 그 파이프의 앵커리지 지점으로부터 시작하여, 연장을 위한 길이, 이어서, 제 3 자 로딩 파이프에 커플링되기 위한 외측 밸브를 포함하고, 커플링 또는 디커플링을 위한 일반적인 조작은, 앵커리지 지점으로서 지칭되는 지점에서 가동형 파이프에 링크되고 그리고 상기 붐으로부터 조작되는 외측 조작 케이블을 이용하여 상기 가동형 파이프를 각각 연장 또는 후퇴시키는 단계를 포함하고, 상기 앵커리지 지점이 상기 외측 밸브에 (자유도 없이) 강성으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
이러한 방법으로 인해서, FR 2 941 434에서 언급된 것과 같이, 제 3 자 플로팅 유닛이 존재하는 경우에, 상승 운동에 의한 커플링을 위한 수단에 의한 신속한 연결의 이점을 가지면서, 제 3 자 플로팅 유닛과의 임의의 연결에 앞서서 가동형 운송 파이프가 연장될 수 있을 것이다.
또한, 분리 중에, 커플링 수단에 의해서 신속하고 단순화된 분리의 장점을 가질 수 있다. 이어서, 이러한 분리가 하강 운동에 의한 디커플링에 의해서 실시된다. 가동형 운송 파이프의 후퇴 전에, 제 3 자 플로팅 유닛과의 링크들을 제거하는 작용이 후속된다.
구현예의 특징에 따라서, 연장 단계, 또는 각각의 후퇴 단계가, 내측 조작 케이블로서 지칭되는, 가동형 파이프의 중간 지점을 붐에 연결하는, 제 2 조작 케이블의 이용으로 실시된다. 이러한 특징으로 인해서, 외측 조작 케이블의 장력이 종래 기술에 대비하여 감소될 수 있다.
유리한 특징에 따라서, 커플링 또는 언커플링이, 상기 자유 단부를 제 3 자 플로팅 유닛 상의 지점으로 링크하는 획득 케이블을 또한 이용한 자유 단부의 조작에 의해서 실시된다.
구현예의 특징에 따라서, 커플링 또는 언커플링이 적어도 2개의 단계들로 실시되고, 즉 적어도 하나의 단계 중에 외측 조작 케이블이 권선되거나 풀림되고 그리고 적어도 하나의 다른 단계 중에 획득 케이블이 권선되거나 풀림된다.
구현예의 특징에 따라서, 안전 케이블이 유체 이송 중에 제 3 자 플로팅 유닛 상의 지점과 상기 가동형 파이프의 자유 단부에 체결되는 구조물을 링크하고, 상기 안전 케이블은 비상 분리의 경우에 최대 안전 속도 보다 느린 속도로 풀림되도록 구성된다. 이러한 특징으로 인해서, 완전히 안전한 시스템의 이용에 대한 조건들의 매개변수를 확장할 수 있게 되고, 가동형 파이프는 비상 분리 프로세스 중에 제 3 자 플로팅 유닛에 의해서 점진적으로 해제된다.
유체의 이송 중에 가동형 파이프의 자유 단부에 체결되는 구조물은, 예를 들어, 제 3 자 로딩 파이프의 밸브-커플러의 하부 밸브이고, 상기 밸브-커플러는 비상 디커플링 시스템에 의해서 분리된 하부 밸브 및 상부 밸브를 포함한다.
구현예의 특징에 따라서, 커플링 또는 디커플링이 적어도 2개의 단계들로 실시되고, 즉 제 1 단계 중에 센터링 원뿔체들이 접촉 및 접촉지지(abutment)로 진입되고, 그리고 제 2 단계 중에 체결 플랜지들이 접촉되고 센터링되도록 커플러, 예를 들어 유압식 및/또는 자동적 커플러가 연결부와 결합한다.
비-제한적이고 그리고 첨부 도면들을 참조하여 이루어진 이하의 설명에 비추어 볼 때, 본원 발명의 다른 특징들 및 장점들이 명확해질 것이다.
도 1 내지 5는 본원 발명에 따른 이송 시스템을 이용하는, 2 선박들의 파이핑을 연결하는 방법의 상이한 연속적인 단계들을 도시한다.
도 6은 2개의 선박들의 파이핑의 연결 부재들의 4분의 3을 도시한다.
도 7 및 8은, 각각 연결된 그리고 분리된 위치에서, 2개의 선박들의 파이핑의 연결 부재들의 측면도들을 도시한다.
도 9 내지 12는 본원 발명에 따른 이송 시스템을 이용한 2개의 선박들의 이송 파이핑의 분리를 위한 공정의 상이한 연속적 단계들을 도시한다.
도 13 내지 16은 본원 발명에 따른 이송 시스템을 이용한 2개의 선박들의 이송 파이핑의 비상 분리 방법의 상이한 연속적 단계들을 도시한다.
도 1에서, 메탄 탱커(1000)가 생산 선박(2000)에 근접하여 도시되어 있다. 붐일 수 있는 지지 구조물(2100)이 생산 선박(2000)에 체결되어 있다. 이러한 지지 구조물(2100)은 필수적으로 금속 비임들로 구성되고, 상기 지지 구조물(2100)은 선박에 체결되고 제 2 수평 세그먼트(2160)가 후속되는 제 1 상승 세그먼트(2150)를 포함한다. 2개의 세그먼트들의 조립체는 물의 위쪽에서 생산 선박(2000)의 지역 외부에서 연장하는 붐을 구성하고, 상기 조립체 중의 상승 세그먼트는 레그를 구성한다. 또한, 수평 세그먼트는 생산 선박(2000)의 선체로부터 몇 미터 거리에서 수평 세그먼트의 높이 보다 약간 더 높은 높이에서 정점에 달하는(culminating) 포인트형(pointed) 세그먼트(2170)에 의해서 연장된다. 이러한 도면이 측면도를 구성함에 따라, 도시 평면에 수직으로 서로 직선으로 배치된, 단독으로 도시된 몇 개의 부재들이 실제로 존재할 수 있을 것이다.
가동형 유체 운송 파이프와 같은 관절식으로 연결된 튜브(3000)가 지지 구조물(2100)의 하부 부분 상에서 포인트형 세그먼트(2170)와 수평 세그먼트(2160) 사이의 접합부에서 지지 구조물(2100)에 체결된다. 비록 관절식으로 연결된 튜브(3000)가 도면에서 하나이지만, 도면 평면에 수직으로 서로 직선으로 배치된, 몇 개의 튜브들, 특히 3개의 튜브들이 존재할 수 있을 것이다.
관절식으로 연결된 튜브(3000)는 2개의 연속적인 세그먼트들 즉, (관절식으로 연결된 아암들일 수 있는) 제 1의 근위 세그먼트(3100) 및 제 2의 원위 세그먼트(3200)로 이루어진다. 근위 세그먼트(3100)의 제 1 단부가 "회전부들(rotations)"로서 공지된 3개의 이중 선회 조인트들의 시리즈들(3110)에 의해서 수평 세그먼트(2160)에 관절식으로 연결된다. 회전부들의 그러한 조합은 3개 평면들에서의 구조물의 운동들("스웨이(sway)", "서지(surge)", 및 "히브(heave)"의 운동들)을 가능하게 한다. 이러한 회전들의 각각이 더블(double)이 되고, 그리고 생산 회전 및 기계적 회전 모두를 포함한다.
근위 세그먼트(3100) 및 원위 세그먼트(3200) 사이의 접합부에 인접하여, 지지 구조물(2100)의 수평 세그먼트(2160)에 대해서 관절식으로 연결된 튜브(3000)의 원위 구조물(3200)을 유지하는 록킹 시스템(2180)에 의해서, 관절식으로 연결된 튜브가 도 1의 위치에서 유지된다. 이러한 록킹 시스템(2180)은, 근위 세그먼트(3100)를 붐(2100) 내의 제위치에서 유지하는 시스템에 의해서 완성된다.
근위 세그먼트(3100) 및 원위 세그먼트(3200)가 이미 설명한 것과 유사한 단일 회전부(3120)에 의해서 함께 링크된다. 마지막으로, 원위 세그먼트(3200)의 자유 단부에서, 3개의 회전부들의 시리즈(3230)가 원위 세그먼트(3200)를 숫놈형 센터링 원뿔체(3220)에 체결된 외측 밸브(3210)에 연결된다.
관절식으로 연결된 튜브(3000)가 유체 이송을 위한 가동형 파이프를 구성한다. 상기 튜브의 붐에 대한 체결 지점은, 바다 위에 매달리는 지점까지, 그 레그에 대해서 수평으로 몇 미터 오프셋된다.
전술한 바와 같이, 도 1이 측면도이기 때문에, 단지 하나의 관절식으로 연결된 튜브(3000)가 도시되어 있으나, 본원 발명은 도면의 평면에 대해서 수직으로 서로로부터 오프셋된 또는 그와 달리 배치된 몇 개의 관절식으로 연결된 튜브들로 구현될 수 있을 것이다. 본원 발명은 또한 하나 이상의 외측 케이블들로 구현될 수 있을 것이고, 그 케이블들의 수는 관절식으로 연결된 튜브들의 라인들의 수와 같거나 같지 않을 수 있을 것이다. 또한, 본원 발명은 하나 이상의 외측 케이블들, 및 하나 이상의 획득 케이블들로 구현될 수 있을 것이다. 몇 개의 라인들 또는 몇 개의 케이블들을 가진다는 사실은 상이한 부재들로 인가되는 부하들의 분할(sharing)을 가능하게 하여 그들의 여유분(redundancy)을 보장할 수 있게 하거나 라인들이 균형잡힐 수 있게 하는 장점을 가질 수 있을 것이다.
메탄 탱커(1000)는, 그 엣지에서, 수직에 대해서 각을 형성하는 축 상에서 센터링된 개구부를 가지는 하향 배향된 암놈형 센터링 원뿔체(1110)를 바다를 향해서 제공하는 지지 구조물(1100)을 포함한다. 해당 원뿔체(1110)의 근접지에는, 원뿔체(1110)에 평행하게 배향된 밸브-커플러(1120)가 존재한다.
도 1에서, 외측 조작 케이블(4100)이 제시되어 있고, 포인트형 세그먼트(2170)의 단부를 센터링 원뿔체(3220)에 링크시킨다. 이러한 외측 조작 케이블(4100)은 여기에서 쇄선으로 도시되어, 느슨해지는 것을 피하기 위해서 최소의 일정한 장력으로 유지된다는 것을 나타낸다. 메탄 탱커(1000)의 지지 구조물(1100)을 센터링 원뿔체(3220)로 링크하는 메탄 탱커(1000)의 소위 획득 케이블(4200)이 또한 도시되어 있다.
획득 케이블(4200)은 광(light) 메신저 케이블 및 윈치를 이용하여 미리 제위치에 배치되었다. 이는 또한 외측 조작 케이블(4100)에 대해서도 적용된다. 외측 조작 케이블(4100)은 조작 케이블이고, 그러한 조작 케이블의 목적은 연결 및 분리 동작들 중에 원위 세그먼트(3200)의 자유 단부를 조작하는 것이다.
도 2에서, 관절식으로 연결된 튜브(3000)를 메탄 탱커(1000)의 도관에 연결하는 프로세스의 시작이 도시되어 있다.
록킹 시스템(2180)이 분리되면, 관절식으로 연결된 튜브(3000)의 운동 및 위치는, 붐의 레그(2150)에서 붐(2100)의 후방에 위치되는 윈치(2172)에 의해서 포인트형 세그먼트(2170)의 단부에 존재하는 풀리(2171)를 통해서 점진적으로 권선된 외측 조작 케이블(4100)에 의해서 제어되고 그리고 또한 지지 구조물(2100)의 수평 세그먼트(2160)의 중간에 근접한 지점과 근위 세그먼트(3100) 및 원위 세그먼트(3200) 사이의 접합부에 근접한 근위 세그먼트(3100)의 지점을 링크시키는 내측 조작 케이블(4300)에 의해서 제어된다. 이러한 내측 조작 케이블(4300)은 윈치(2161)에 의해서 조작된다. 양 케이블들(4100 및 4300)이 연속적인 라인으로 도 2에 도시되어 있으며, 제어되어 권선 및 풀림되는 장력하의 케이블을 나타낸다. 대조적으로, 획득 케이블(4200)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 최소의 일정 장력하에서 여전히 조작되며, 그러한 케이블의 목적은 관절식으로 연결된 튜브(3000)의 운동 또는 제어가 아니다.
도 2에 도시된 운동 중에, 회전이 근위 세그먼트(3100)의 지지 구조물(2100)에 대한 부착 지점 주위에서 근위 세그먼트(3100)로 부여되고, 이는 근위 세그먼트(3100)를 실질적으로 수평인 배치로부터 도 3에 도시된 수직 배치로 점진적으로 이동시킨다. 초기에 근위 세그먼트(3100)에 대해서 약 90°로 배치되었던 원위 세그먼트(3200)가, 근위 세그먼트(3100)와 약 60°의 각도가 될 때까지, 근접하게 된다.
운동이 계속되기 때문에, 도 3에 도시된 위치가 얻어진다. 이어서, 내측 조작 케이블(4300)이 느슨해지고, 그에 따라 최소의 일정한 장력만이 케이블로 인가된다. 도 3의 위치는 평형 위치로서 지칭되는데(qualified), 이는 그러한 위치에서 내측 조작 케이블(4300) 내의 장력의 변화가 관절식으로 연결된 튜브(3000)의 두 부분들의 위치에 영향을 미치지 않기 때문이다. 그러한 위치에서, 외측 조작 케이블(4100)이 실질적으로 수직이 된다.
이러한 스테이지에서, 메탄 탱커(1000)의 지지 구조물(1100)의 윈치(1130)가 활성화되며, 그에 따라 획득 케이블(4200)을 권선한다. 잠시 후에, 풀리(2171) 주위로 감겨진 외측 조작 케이블(4100)을 제어하는 권선 윈치(2172)가 비활성화되고 그리고 이어서 최소의 일정한 장력만이 외측 조작 케이블(4100)로 인가된다. 운동이 계속되기 때문에, 숫놈형 원뿔체(3220)가 암놈형 원뿔체(1110) 내에 결합되고 그리고 외측 밸브(3210)가 밸브-커플러(1120)의 하부 밸브에 연결된다. 이어서, 윈치(1130)가 비활성화되거나, 획득 케이블(4200)이 분리되고 그리고 획득 케이블 외장들(sheaths)이 수압식 족집게(pincers)를 이용하여 분리되어 비상의 경우에 외장들이 자유롭게 될 수 있게 한다. 물리적으로, 케이블들 상에 클림핑된 외장들은 그들의 하우징 내에서 유지되나 더 이상 록킹되지 않는다.
연결 후에, 최소의 일정한 장력만이 외측 조작 케이블(4100) 및 내측 조작 케이블(4300)로 인가된다.
도 6에서, 생산 선박(2000)으로부터 유래되는 도관들과 메탄 탱커(1000)로부터의 도관들 사이의 접합부가 도 5의 위치에 있다.
이러한 4분의 3 도면은 이전의 도면들에서 도시된 관절식으로 연결된 튜브(3000)와 동일한 종류의, 서로 평행한, 3개의 관절식으로 연결된 튜브들뿐만 아니라 이전의 도면들에서 도시된 획득 케이블(4200)과 동일한 종류의, 서로 또한 평행한, 2개의 획득 케이블들의 존재를 보여준다. 관절식으로 연결된 튜브들 참조 번호들(references)(3001, 3002 및 3003)을 각각 가지고, 그리고 획득 케이블들은 참조 번호들(4201 및 4203)을 각각 가진다.
가동형 유체 운송 파이프들과 같은 관절식으로 연결된 튜브들(3001, 3002 및 3003)이 횡방향 유지 구조물(3020)에 의해서 서로 조합된다. 2개의 숫놈형 센터링 원뿔체들(3221 및 3223)이 상기 횡방향 유지 구조물(3020) 상에서 상향으로 체결된다. 암놈형 센터링 원뿔체(1110)와 동일한 종류의 2개의 숫놈형 센터링 원뿔체(1111 및 1113)가 지지 구조물(1100) 상에서 하향 체결된다. 숫놈형 센터링 원뿔체들(3221 및 3223)이, 도시된 구성에서, 암놈형 센터링 원뿔체들(1111 및 1113)과 각각 결합된다.
획득 케이블들(4201 및 4203)이, 이전의 도면들에서 도시된 윈치(1130)와 동일한 종류의 윈치들(1131 및 1133)에 의해서, 풀리들을 통해서, 제어된다. 각각의 획득 케이블이 센터링 원뿔들의 쌍을 통과하여, 외장들 및 족집게에 의해서 연결되는 횡방향 유지 구조물(3020)과 만난다.
윈치(1131), 케이블(4201), 원뿔체들(1111 및 3221), 튜브(3001) 및 밸브-커플러 및 그 연결을 위한 외측 밸브가 제 1 평면 내에 위치되고, 그리고 윈치(1133), 케이블(4203), 원뿔체들(1113 및 3223), 튜브(3003) 및 밸브-커플러 그리고 그 연결을 위한 외측 밸브가 상기 제 1 평면에 평행한 제 2 평면 내에 위치된다. 이러한 2개의 평면들 사이에, 튜브(3002) 및 밸브-커플러 그리고 그 연결을 위한 외측 밸브가 위치된다.
안전 케이블(1210)(미도시)을 제어하는 윈치(1200)를 또한 확인할 수 있다. 안전 케이블(1210)은 메탄 탱커의 3개의 밸브-커플러들 중 하나의 하부 부분에 항상 부착된다(밸브-커플러들의 구조에 대한 이하의 문단 참조).
밸브-커플러들 중 하나가 참조 번호 '1120'로 인용된 도 7에서 확인할 수 있는 바와 같이, 밸브-커플러들 중 하나가 하부 밸브(1121) 및 상부 밸브(1122)에 의해서 구성된다. 밸브-커플러(1120)는 비상 해제 시스템(1128)(ERS; Emergency Release System 또는 PERC; Powered Emergency Release Coupler)을 추가적으로 구비하고, 그에 의해서 비상 분리의 경우에, 하부 밸브(1121)가 상부 밸브(1122)로부터 탈착되는 한편, 힌지형 라인의 외측 밸브(3210)에 연결되어 유지된다. 이어서, 윈치(1200)(도 6)는, 관절식으로 연결된 라인의 원위 세그먼트(3200)의 자유 단부의 낙하를 감속시키는(slow) 안전 케이블(1210)(미도시)의 풀림에 대한 브레이크를 구성한다(도 13 내지 16에서 설명된 시나리오).
관절식으로 연결된 튜브들(3001, 3002 및 3003)은, 특히 횡방향 유지 구조물(3020)에 의해서, 전반적으로 케이블들과 독립적으로, 서로에 대해서 빠르게 유지된다. 그에 따라, 3개의 관절식으로 연결된 튜브들이 존재할 때, 2개의 획득 케이블들(4201 및 4203) 만이 이용된다. 또한, 안내 원뿔체들의 2개의 쌍들만이 이용될 수 있다. 같은 방식으로, 2개의 외측 조작 케이블들(4100) 만이 이용되고(도 6에는 미도시 됨) 그리고 2개의 내측 조작 케이블들(4300) 만이 이용된다(도 6 내지 8에는 미도시 됨). 안전 케이블(1210)에서와 같이, 이것은 하나이고 그리고 3개의 밸브-커플러들이 포함된 강성 구조물에 의해서 중앙 위치에 배치된 밸브-커플러에 링크된다.
도 7은 획득 케이블 및 결합 원뿔체(도 6에서, 튜브(3001) 또는 튜브(3003)가 관련된다)와 대면하여 배치된 2개의 관절식으로 연결된 튜브들(3000) 중 하나를 도시한다. 튜브는, 3개의 연속적인 회전부들의 시리즈(3220)에 의해서, 밸브-커플러의 하부 밸브(1121) 내에 결합된 외측 밸브(3210)에, 숫놈형 센터링 원뿔체(3220)와 결합된 암놈형 원뿔체(1110)와 평행하게, 링크된다. 숫놈형 센터링 원뿔체(3220)에 근접하여 구조물에 연결되고 그리고 그에 강성으로 연결된 외측 조작 케이블(4100)이 또한 확인될 수 있다. 참조번호 '1125'는, 비상 해제 시스템(1128)과 대조적으로, 커플링을 위한 수동 작동을 필요로 하지 않는, 정상적인 연결 및 분리 상황에서 이용되는 유압식 커플링 부재들을 나타낸다.
도 8은, 도관들이 분리된, 동일한 구조를 나타낸다. 숫놈형 센터링 원뿔체(3220)를 도 7에서 추가적으로 확인할 수 있다.
중요한 것은, 케이블(4100)이 회전부들의 시리즈(3220)를 지나서 관절식으로 연결된 튜브(3000)에 대해서 체결됨에 따라, 외측 밸브(3210)의 입구부(mouth)가 모든 상황들에서 상향 지향된다는 것이다.
다른 실시예들에서, 도관이 가요성 호스들에 의해서 구성될 수 있고, 그리고 그러한 경우에, 3개의 회전부들의 시리즈(3220)가 존재하지 않을 수 있다는 것을 주지하여야 할 것이다. 본원 발명은, 입구부가 상향되는 제공상태(presentation)를 제어할 수 있도록, 외측 밸브(3210)에 강성으로 체결되는 외측 조작 케이블(4100)을 여전히 제공한다. 회전부들이 밸브-커플러(1120)의 위에, 다시 말해서 메탄 탱커(1000) 내에 제공될 수 있을 것이다.
도 8에 도시된 분리를 개시하기 위한 운동에 더하여, 도 7의 위치로부터 시작하여, 완전한 분리 공정이 도 9에 도시된 바와 같이 구현된다. 획득 케이블(4200)은 첫 번째로 재-연결된다.
그에 따라, 밸브-커플러(1120) 및 외측 밸브(3210)가 서로로부터 언록킹되면, 윈치(1130)가 활성화되어 획득 케이블(4200)을 풀림시킨다. 그러한 풀림은 몇 미터에 걸쳐서 일정한 속도로 실시된다. 이러한 스테이지에서, 외측 조작 케이블(4100) 및 내측 조작 케이블(4300)은, 느슨해지는 것을 방지하기 위해서, 최소의 일정한 장력 하에서 유지된다. 도 10에서, 이어서 윈치(2172)가 록킹되어 외측 조작 케이블(4100)에 대한 일정한 길이를 제공한다. 획득 케이블(4200)은 윈치(1200)에 의해서 일정한 속도로 풀리는 한편, 내측 조작 케이블(4300)은 최소의 일정한 장력으로 유지된다.
운동은, 관절식으로 연결된 튜브(3000)가 도 11에 도시된 평형의 위치를 획득할 때까지 계속된다. 이러한 평형 위치는, 해당 위치에서, 획득 케이블(4200)의 느슨해짐이 관절식으로 연결된 튜브(3000)의 운동 또는 위치에 영향을 미치지 않는다는 사실에 의해서 규정된다. 이어서, 획득 케이블(4200)이 관절식으로 연결된 튜브(3000)의 자유 단부로부터 탈착되고 그리고 동시에 또는 약간 후에, 내측 조작 케이블(4300)이 윈치(2161)에 의해서 권양되기 시작한다. 또한, 도 11의 구성에서, 윈치(2172)가 언록킹되고 그리고 외측 조작 케이블(4100)의 길이가 제어되어, 관절식으로 연결된 튜브(3000) 전체가 그 주차(parking) 위치를 향하게 된다.
따라서, 도 12에서, 근위 세그먼트(3100)가 실제적인 수평 위치로 그리고 원위 세그먼트(3200)가 실제적인 수직 위치로 복귀되고, 그에 따라 록킹 시스템(2180)이 원위 세그먼트(3200) 상으로 작용할 수 있게 되고, 내측 조작 케이블(4300)은 실제적으로 영의(zero) 길이로 감소되고 외측 조작 케이블(4100)은 최소의 일정한 장력 하에서 제어된다.
관절식으로 연결된 튜브(3000)가 주차 위치 또는 휴지 위치에 일단 배치되면, 외측 케이블이 권양되고 그리고 단순한 메신저 케이블이 풀리(2171)와 관절식으로 연결된 튜브(3000)의 자유 단부 사이에서 유지된다.
이제, 생산 선박(2000)의 도관들과 메탄 탱커(1000)의 도관들의 비상 분리에 대해서 설명하고, 상기 도관들은 도 5, 6 및 7에 도시된 바와 같이 연결된다. 그러한 비상 분리는, 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 메탄 탱커(1000)가 생산 선박(2000)으로부터 너무 멀리 이동할 때, 자동적으로 또는 수동적으로 시작된다.
비상 분리의 과정의 시작으로서, 외측 조작 케이블(4100)을 작동시키는 윈치(2172)가 록킹되어 해당 케이블의 일정 길이를 유지하고, 이는 원위 세그먼트(3200)의 자유 단부가 물로 낙하되지 않도록 보장한다. 그에 따라, 원위 세그먼트(3200)의 자유 단부(Style 80 이라 지칭됨)를 물의 외부에서 유지하기 위해서 외측 조작 케이블 또는 케이블들(4100)의 길이가 고정되는데, 그러한 고정은, 비상 분리의 시작 후 몇 분의 1초가 경과한 후의 록킹 장치 또는 브레이크의 작동에 의해서 이루어진다. 내측 조작 케이블(4300)은 그 케이블의 느슨해짐을 피하기 위해서 최소의 일정한 장력으로 계속 유지된다. PERC(Powered Emergency Release Coupler)(1128)이 분리되고, 그에 따라 밸브들(1121 및 1122)(도 7 및 8 참조)이 분리되고 그리고 원뿔체들(1110 및 3220)이 서로로부터 멀리 이동된다. 안전 케이블(1210)이, 브레이킹 작용으로 인해서, 도 14에서 확인할 수 있는 바와 같이, 3 m/s와 같게 선택될 수 있는 최대 속도로 풀린다. 원위 세그먼트(3200)의 자유 단부에서, 초기 연결 공정의 말기(end)에서와 같이, 획득 케이블(4200)(미도시)이 미리 분리되었다는 것을 주지하여야 한다.
도 15에서 확인할 수 있는 바와 같이, 몇 분 후에, 안전 케이블(1210)의 전체 길이가 풀리고 그리고 안전 케이블 자체에 의해서 그 안전 케이블이 윈치(1200)의 드럼으로부터 탈착된다. 이러한 스테이지에서, 외측 조작 케이블(4100)이 실질적으로 수직인 위치로 복귀되고, 근위 세그먼트(3100)가 또한 실질적으로 수직인 위치로 되돌아가는 반면, 원위 세그먼트(3200)는 실질적으로 수평인 배치를 채택한다.
도 16에서 확인할 수 있는 바와 같이, 분리 중에 채택된 운동의 영향하에서, 관절식으로 연결된 튜브(3000)의 전체가 생산 선박(2000)에 접근한다. 윈치(1200)의 브레이킹 작용으로 인해서 획득된 속도가 특히 느리기 때문에, 운동이 제어된다. 브레이크가 내측 조작 케이블(4300)의 윈치(2161)로 인가되고, 이어서 브레이크가 해제된다. 이어서, 내측 조작 케이블(4300)이 일정한 속도로 권양된다. 외측 조작 케이블(4100)은 또한 일정한 속도로 풀림된다. 관절식으로 연결된 튜브가 그 주차 위치로 가도록 2개의 케이블들(4300 및 4100)이 조작되고, 조작부의 후속 부분은 통상적인 분리 공정에 대한 것과 유사하다.
본원 발명은 개시된 실시예들로 제한되지 않고 그리고, 청구항들의 범위 내에서, 당업자의 능력 내의 모든 변형들을 커버한다.

Claims (19)

  1. 붐(2100) 및 상기 붐 상에 부착된 적어도 하나의 가동형 유체 운송 파이프(3000)를 포함하는 연안 유체 이송 시스템으로서, 상기 가동형 유체 운송 파이프(3000)는, 그 앵커리지 지점으로부터 시작하여 붐(2100)까지, 연장을 위한 길이, 이어서, 제 3 자 로딩 파이프에 커플링되기 위한 외측 밸브(3210)를 포함하고, 상기 붐(2100)으로부터 조작되는 외측 조작 케이블(4100)로서 지칭되는 조작 케이블은 케이블 앵커리지 지점으로서 지칭되는 지점에서 상기 가동형 유체 운송 파이프의 자유 단부에 추가적으로 링크되는 연안 유체 이송 시스템에 있어서,
    상기 외측 조작 케이블(4100)을 상기 외측 밸브(3210)에 고정하기 위한 상기 앵커리지 지점이 상기 외측 밸브(3210)에 강성으로 연결되고,
    내측 조작 케이블(4300)이라고 지칭되는 제2 조작 케이블이 상기 가동형 유체 운송 파이프(3000)의 중간 지점을 상기 붐에 링크시키고,
    상기 붐은 제 2 수평 세그먼트(2160)가 후속되는 제 1 상승 세그먼트(2150)를 포함하고,
    상기 외측 조작 케이블은 제2 수평 세그먼트 상의 제1 위치로부터 상기 가동형 유체 운송 파이프로 연장하여 제1 윈치(2172) 주위에 권선되고, 내부 조작 케이블은 제2 수평 세그먼트 상의 제2 위치로부터 상기 가동형 유체 운송 파이프로 연장하여 제2 윈치(2161) 주위에 권선되고, 상기 제1 위치는 상기 제2 위치로부터 제2 수평 세그먼트의 말단 단부를 향하는 방향으로 수평으로 이격되는 것을 특징으로 하는 연안 유체 이송 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가동형 유체 운송 파이프(3000) 상에서, 자유 단부에 대한 접근부에서, 선회 조인트들(3230)의 세트가 연장을 위한 길이와 케이블 앵커리지 지점 사이에 포함되도록, 선회 조인트들(3230)의 세트가 배치되는 것을 특징으로 하는 연안 유체 이송 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가동형 유체 운송 파이프(3000)와 제 3 자 로딩 파이프 사이의 비상 분리의 경우에 상기 외측 조작 케이블(4100)의 일정한 풀림 길이를 유지하도록 구성된 안전 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연안 유체 이송 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가동형 유체 운송 파이프(3000)의 연장 길이가 적어도 2개의 연속적인 관절식으로 연결된 아암들(3100, 3200)에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 연안 유체 이송 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가동형 유체 운송 파이프(3000)의 연장 길이가 적어도 하나의 가요성 파이프에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 연안 유체 이송 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    제 3 자 로딩 파이프의 밸브-커플러(1120)의 근접부에 배치되는 상보적인 원뿔체(1110)로 결합하기 위한 외측 밸브(3210)에 체결된 센터링 원뿔체(3220)를 포함하여, 외측 밸브(3210)를 밸브-커플러(1120)의 하부 밸브(1121)에 센터링하는 것을 특징으로 하는 연안 유체 이송 시스템.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 케이블 앵커리지 지점은, 그들의 자유 단부의 근접부에서 서로에 대해서 평행한 적어도 2개의 가동형 유체 운송 파이프들(3001, 3002 및 3003)을 함께 결합시키는 횡방향 유지 구조물(3020) 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 연안 유체 이송 시스템.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 수평 세그먼트는 수평 세그먼트의 높이보다 약간 더 높은 높이에서 정점에 달하는 포인트형 세그먼트(2170)에 의해서 연장되는 것을 특징으로 하는 연안 유체 이송 시스템.
  10. 삭제
  11. 붐(2100)에 부착된 적어도 하나의 가동형 유체 운송 파이프(3000)에 의한 연안 유체 이송 방법으로서, 상기 가동형 유체 운송 파이프(3000)는, 앵커리지 지점으로부터 시작하여, 연장을 위한 길이, 이어서, 제 3 자 로딩 파이프에 커플링되기 위한 외측 밸브(3210)를 포함하고, 커플링 또는 디커플링을 위한 일반적인 조작은, 상기 붐(2100)으로부터 조작되고 그리고 케이블 앵커리지 지점으로서 지칭되는 지점에서 상기 가동형 유체 운송 파이프의 자유 단부에 링크된 외측 조작 케이블(4100)을 이용하여 상기 가동형 유체 운송 파이프(3000)를 각각 연장 또는 후퇴시키는 단계를 포함하는 연안 유체 이송 방법에 있어서,
    상기 외측 조작 케이블(4100)을 외측 밸브(3210)에 고정시키기 위한 케이블 앵커리지 지점이 상기 외측 밸브(3210)에 강성으로 연결되고,
    상기 각각의 연장 단계 또는 후퇴 단계가, 적어도, 상기 가동형 유체 운송 파이프(3000)의 중간 지점을 상기 붐에 연결하는, 내측 조작 케이블(4300)로서 지칭되는, 제 2 조작 케이블의 이용과 함께 실시되는 것을 특징으로 하는 연안 유체 이송 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 커플링 또는 언커플링이, 상기 가동형 유체 운송 파이프의 자유 단부를 상기 제 3 자 로딩 파이프를 포함하는 상기 제 3 자 플로팅 유닛 상의 지점으로 링크하는 적어도 하나의 획득 케이블(4200)을 또한 이용한 상기 자유 단부의 조작에 의해서 실시되는 것을 특징으로 하는 연안 유체 이송 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 커플링 또는 언커플링이, 적어도 2개의 단계들로 실시되고, 즉 적어도 하나의 단계 중에 상기 외측 조작 케이블(4100)이 권선되거나 풀림되고 그리고 적어도 하나의 다른 단계 중에 상기 획득 케이블(4200)이 권선되거나 풀림되는 것을 특징으로 하는 연안 유체 이송 방법.
  14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    안전 케이블(1210)이, 유체 이송 중에, 상기 제 3 자 로딩 파이프를 포함하는 상기 제 3 자 플로팅 유닛 상의 지점 및 상기 가동형 유체 운송 파이프의 자유 단부에 체결되는 구조물을 링크하고, 상기 안전 케이블(1210)은 비상 분리의 경우에 최대 안전 속도 보다 느린 속도로 풀림되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연안 유체 이송 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    유체의 이송 중에 상기 가동형 유체 운송 파이프의 자유 단부에 체결되는 구조물이 상기 제 3 자 로딩 파이프의 밸브-커플러(1120)의 하부 밸브이고, 상기 밸브-커플러(1120)는 비상 디커플링 시스템(1128)에 의해서 분리된 하부 밸브(1121) 및 상부 밸브(1122)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연안 유체 이송 방법.
  16. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 커플링 또는 디커플링이 적어도 2개의 단계들로 실시되고, 즉 제 1 단계 중에, 제 3 자 로딩 파이프의 밸브-커플러(1120)와 외측 밸브(3210)에 각각 연관된, 상보적인 센터링 원뿔체들(1110, 3220)이 접촉 및 접촉지지로 진입되고, 그리고 제 2 단계 중에 밸브-커플러(1120)의 하부 밸브(1121)와 외측 밸브(3210)의 체결 플랜지들이 접촉되고 센터링되도록 밸브-커플러(1120)의 유압식 커플링 부재(1125)가 결합되는 것을 특징으로 하는 연안 유체 이송 방법.
  17. 제 12항에 있어서,
    상기 연장 단계는,
    메신저 케이블을 이용하여 획득 케이블을 제자리에 두는 단계와,
    최소의 일정 장력 하에서 획득 케이블을 유지하면서 내측 조작 케이블을 풀고 외측 조작 케이블을 권선하는 단계와,
    장력의 변화가 더 이상 파이프의 위치에 영향을 미치지 않게 되면, 오로지 최소의 일정 장력만이 가해지도록 외측 조작 케이블을 느슨하게 하는 단계로서, 이때 외측 조작 케이블은 실질적으로 수직인, 외측 조작 케이블을 느슨하게 하는 단계와,
    획득 케이블을 권선하는 단계와,
    외측 조작 케이블의 권선을 중지하고, 최소의 일정 장력을 적용하는 단계를 연속적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 연안 유체 이송 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    외측 조작 케이블과 내측 조작 케이블을 최소의 일정 장력 하에 유지하여 이들이 느슨해지는 것을 방지하면서, 일정 속도로 획득 케이블을 푸는 단계와,
    외측 조작 케이블의 일정 길이를 제공하는 단계와,
    내측 조작 케이블이 최소 일정 장력 하에서 유지되면서 일정 속도로 획득 케이블을 푸는 단계와,
    느슨함이 더 이상 파이프의 위치 또는 이동에 영향을 미치지 않을 때 파이프로부터 획득 케이블을 분리하는 단계와,
    내측 조작 케이블을 권선하고, 외측 조작 케이블의 길이를 조절하여 파이프를 주차 위치로 가져오는 단계를 연속적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 연안 유체 이송 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 후퇴 단계는,
    외측 조작 케이블과 내측 조작 케이블을 최소의 일정 장력 하에 유지하여 이들이 느슨해지는 것을 방지하면서, 획득 케이블을 일정 속도로 푸는 단계와,
    외측 조작 케이블의 일정 길이를 제공하는 단계와,
    내측 조작 케이블이 최소의 일정 장력 하에 유지되면서, 획득 케이블을 일정 속도로 푸는 단계와,
    느슨함이 더 이상 파이프의 위치 또는 이동에 영향을 미치지 않을 때 파이프로부터 획득 케이블을 분리하는 단계와,
    내측 조작 케이블을 권선하고, 외측 조작 케이블의 길이를 조절하여 파이프를 주차 위치로 가져오는 단계를 연속적으로 포함하고,
    비상 분리를 위한 과정에서, 외측 조작 케이블은 일정 길이로 유지되고 내측 조작 케이블은 최소의 일정 장력 하에 유지되어 느슨함이 방지되고, 안전 케이블이 그 자체에 의해서 안전 케이블이 감긴 드럼으로부터 분리될 때까지, 비상 분리 시스템이 활성화되어 안전 케이블이 최대 안전 값보다 작은 속도로 풀리며, 이후 내측 조작 케이블은 일정 속도로 풀리고 외측 조작 케이블은 일정 속도로 풀려서 파이프를 주차 위치로 가져오는 것을 특징으로 하는 연안 유체 이송 방법.





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