NO176240B

NO176240B - Loading arrangement for loading fluids in an offshore vessel

Info

Publication number: NO176240B
Application number: NO913038A
Authority: NO
Inventors: Bjoern J Brenna
Original assignee: Mcg As
Priority date: 1990-08-28
Filing date: 1991-08-05
Publication date: 1994-11-21
Also published as: NO176240C; NO913038L; NO913038D0

Description

Oppfinnelsen vedrører et lastearrangement for lasting av fluider i et fartøy til havs, innbefattende en koplingsmanifold ombord i fartøyet, en koplingsdel tilordnet koplingsmanifolden, en lasteslange med et koplingshode for sammenkopling med og opphenging i nevnte koplingsdel for tilveiebringelse av en fluidumstrømningsforbindelse mellom lasteslange og koplingsmanifold, en opplagring for koplingsmanifolden for svinging av koplingsmanifolden om en horisontal akse, og en anordning for påvirkning av koplingsmanifolden for svinging om den horisontale akse. The invention relates to a loading arrangement for loading fluids in a vessel at sea, including a coupling manifold on board the vessel, a coupling part assigned to the coupling manifold, a loading hose with a coupling head for connection with and suspension in said coupling part for providing a fluid flow connection between the cargo hose and coupling manifold, a storage for the coupling manifold for pivoting the coupling manifold about a horizontal axis, and a device for influencing the coupling manifold for pivoting about the horizontal axis.

Innrettingen og koplingen av koplingshodet på en lasteslange med koplingsmanifoldens koplingsdel er en kritisk fase under oppkoplingen. Ved fortøying og oppkopling kan det benyttes flere ulike metoder. En vanlig metode er å benytte en trekkline som er tilknyttet en vinsj ombord i fartøyet. Ved hjelp av trekklinen trekkes lasteslangen mot fartøyet, og med en foretrukken metode av denne type trekkes samtidig fortøyningstrossen ombord, idet trekklinen innbefatter et lasteskrev med to divergerende ben som ved den respektive ende er tilknyttet koplingshodet på innbyrdes motliggende sider av dette. Fartøyet og lasteslangen vil utføre innbyrdes bevegelser, som krever stor omhu i den siste avsluttende oppkoplingsfase. The alignment and coupling of the coupling head on a loading hose with the coupling part of the coupling manifold is a critical phase during the coupling. Several different methods can be used for mooring and connection. A common method is to use a tow line that is connected to a winch on board the vessel. With the help of the tow line, the cargo hose is pulled towards the vessel, and with a preferred method of this type the mooring line is simultaneously pulled on board, as the tow line includes a cargo cleat with two divergent legs which are connected at the respective end to the coupling head on mutually opposite sides thereof. The vessel and cargo hose will carry out mutual movements, which require great care in the last final connection phase.

Et særlig problem er at fartøyets koplingsmanifold under oppkoplingen eksponeres for momenter og rotasjonskrefter fra lasteslangen. Det er en hensikt med oppfinnelsen å tilveie-bringe et lastearrangement av den innledningsvis beskrevne type, hvor man unngår momentproblemet. A particular problem is that the vessel's coupling manifold is exposed to moments and rotational forces from the cargo hose during connection. It is a purpose of the invention to provide a loading arrangement of the type described at the outset, where the torque problem is avoided.

Fra US 4,090,538 er det kjent et system for lasting og/eller lossing i sjøen. Det er der vist og beskrevet et laste-/lossetårn som er plassert i sjøen og bærer en lastebom. Lasting og lossing skjer gjennom et rørarrangement. From US 4,090,538 a system for loading and/or unloading in the sea is known. A loading/unloading tower is shown and described there, which is placed in the sea and carries a loading boom. Loading and unloading takes place through a pipe arrangement.

Fra US 3,889,728 er det også vist et bom-/rørarrangement for lasting og lossing ombord på et fartøy. Det dreier seg således om et bomutstyr for overføring av fluider. From US 3,889,728 a boom/tube arrangement for loading and unloading on board a vessel is also shown. It is thus a boom device for the transfer of fluids.

Foreliggende oppfinnelse vedrører som nevnt et lastearrangement for lasting av fluider til havs, med en lasteslange som henger i en kopling, og som nevnt er det et særlig problem at fartøyets koplingsmanifold eksponeres for momenter og rotasjonskrefter fra lasteslangen. As mentioned, the present invention relates to a loading arrangement for loading fluids at sea, with a loading hose that hangs from a coupling, and as mentioned, it is a particular problem that the vessel's coupling manifold is exposed to moments and rotational forces from the loading hose.

Momentene i koplingen kan ifølge oppfinnelsen unngås ved å benytte et sfærisk innrettingselement. Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor et lastearrangement som nevnt innledningsvis, hvilket lastearrangement er kjennetegnet ved at koplingsdelen er opphengt i koplingsmanifolden i et sfærisk oppheng, og ved at det mellom koplingsmanifold og koplingsdel er anordnet en påvirkningsanordning for svinging av koplingsdelen, innbefattende to arbeidssylindre mellom koplingsmanifolden og koplingsdelen og anordnet for å svinge koplingsdelen om det sfæriske opphengs rotasjonspunkt og en arbeidssylinder anordnet for svinging av koplingsmanifolden om en horisontale akse. According to the invention, the moments in the coupling can be avoided by using a spherical aligning element. According to the invention, a loading arrangement as mentioned in the introduction is therefore proposed, which loading arrangement is characterized by the coupling part being suspended in the coupling manifold in a spherical suspension, and by the fact that between the coupling manifold and the coupling part an impact device for swinging the coupling part is arranged, including two working cylinders between the coupling manifold and the coupling part and arranged to swing the coupling part about the spherical suspension's point of rotation and a working cylinder arranged for swinging the coupling manifold about a horizontal axis.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et utsnitt av baugområdet ombord i et fartøy, med et arrangement ifølge oppfinnelsen, med koplingsmanifolden ennå i en The invention shall be described in more detail with reference to the drawings, where: Fig. 1 shows a section of the bow area on board a vessel, with an arrangement according to the invention, with the coupling manifold still in a

bortstuvet stilling, tucked away position,

fig. 2 viser et utsnitt av baugområdet i fig. 1, fig. 2 shows a section of the bow area in fig. 1,

hvor man har begynt innhal ingen av where one has started contains none of

lasteslangen, cargo hose,

fig. 3 viser samme utsnitt som i fig. 1 og 2, med lasteslangen halt inn til like i nærheten av baugmanifolden, som nå er svingt ut, klar til sammenkopling, fig. 3 shows the same section as in fig. 1 and 2, with the cargo hose slung in close to the bow manifold, which is now swung out, ready for connection,

fig. 4 viser baugområdet i fig. 3, med lasteslange fig. 4 shows the bow area in fig. 3, with loading hose

og koplingsmanifold sammenkoplet, and clutch manifold interconnected,

fig. 5 viser baugområdet i fig. 4, med lastearrangementet ferdig oppkoplet, fig. 5 shows the bow area in fig. 4, with the loading arrangement fully connected,

fig. 6 viser et delvis gjennomskåret oppriss av fig. 6 shows a partially sectional elevation of

koplingsdelen og dens sfæriske oppheng, og fig. 7 viser et grunnriss av fig. 6. the coupling part and its spherical suspension, and fig. 7 shows a plan view of fig. 6.

Som nevnt viser fig. 1-5 et utsnitt av et baugområde til et fartøy 1. I baugområdet er det skjematisk vist en koplingsmanifold 2 som er svingbart opplagret om en horisontal akse 3. For slik svinging av koplingsmanifolden er det anordnet en arbeidssylinder 4, hvis sylinderdel er svingbart opplagret i fartøyet ved 5 og hvis stempeldel er svingbart tilknyttet koplingsmanifolden ved 6 (se fig. 5). As mentioned, fig. 1-5 a section of a bow area of a vessel 1. In the bow area, a coupling manifold 2 is shown schematically, which is pivotably supported about a horizontal axis 3. For such rotation of the coupling manifold, a working cylinder 4 is arranged, the cylinder part of which is pivotably supported in the vessel at 5 and whose piston part is pivotably connected to the coupling manifold at 6 (see fig. 5).

Koplingsmanifolden 2 bærer en koplingsdel 7 ved hjelp av et sfærisk oppheng 8. Koplingsdelen 7 har tre føringspinner 9 for innstyring av et koplingshode 10 (fig. 2-5). Koplingsdelen 7 kan svinges i alle plan på det sfæriske oppheng 8 ved hjelp av to arbeidssylindre 11 (bare en er vist) som angriper koplingsdelen 7 på to diametralt motsatte steder i horison-talplanet. Som vist er arbeidssylinderens 11 stempeldel svingbart opplagret ved 12 i koplingsmanifolden 2, og stempelstangen er tilknyttet koplingsdelen 7 ved hjelp av et sfærisk ledd 13. The coupling manifold 2 carries a coupling part 7 by means of a spherical suspension 8. The coupling part 7 has three guide pins 9 for guiding a coupling head 10 (fig. 2-5). The coupling part 7 can be swung in all planes on the spherical suspension 8 by means of two working cylinders 11 (only one is shown) which engage the coupling part 7 at two diametrically opposite places in the horizontal plane. As shown, the piston part of the working cylinder 11 is pivotally supported at 12 in the coupling manifold 2, and the piston rod is connected to the coupling part 7 by means of a spherical joint 13.

Føringspinnene 9 har bare antydede koplingskroker 14 (se også fig. 6). Disse koplingskroker tjener til fastholding av lasteslangens koplingshode 10 i oppkoplet tilstand (fig. 5). The guide pins 9 only have suggested connection hooks 14 (see also fig. 6). These coupling hooks serve to hold the loading hose's coupling head 10 in the connected state (fig. 5).

I fartøyets 1 baugområde er det anordnet en fortøyningsvinsj 15. Videre er det på dekk anordnet en kjettingstopper 16. Fra fortøyningsvinsjen 15 går det i fig. 1 en trekkline 17. Denne trekkline går fra fortøyningsvinsjen 15 over en skive 18, gjennom kjettingstopperen 16 og videre over en fremme i baugen anordnet skive 19. A mooring winch 15 is arranged in the bow area of the vessel 1. Furthermore, a chain stopper 16 is arranged on deck. From the mooring winch 15, in fig. 1 a towing line 17. This towing line runs from the mooring winch 15 over a disc 18, through the chain stopper 16 and further over a disc 19 arranged forward in the bow.

Trekklinen 17 er tilknyttet en såkalt forløper, dvs. en kjettinglengde 20 (fig. 2), og denne kjettinglengde er så forbundet med selve fortøyningstrossen (ikke vist). Et lasteskrev 21 er tilknyttet trekklinen 17 der hvor trekklinen er forbundet med kjettingen 20. Lasteskrevet 21 består av to stålvaiere som møtes der hvor lasteskrevet er tilknyttet trekklinen. De andre endene til de to stålvaierne, som utgjør lasteskrevet, er tilknyttet lasteslangens koplingshode 10 på egnet måte, på hver sin diametralt motliggende side av koplingshodet, som antydet ved 22. En nærmere beskrivelse av et anvendbart trekkline/lasteskrev-arrangement er vist og beskrevet i søkerens egen norske patentsøknad P900426. The towing line 17 is connected to a so-called precursor, i.e. a length of chain 20 (fig. 2), and this length of chain is then connected to the mooring rope itself (not shown). A load tie 21 is connected to the haul line 17 where the haul line is connected to the chain 20. Load tie 21 consists of two steel cables that meet where the load tie is connected to the haul line. The other ends of the two steel cables, which form the load clevis, are connected to the cargo hose coupling head 10 in a suitable manner, on each diametrically opposite side of the coupling head, as indicated at 22. A more detailed description of a suitable haul line/load cleat arrangement is shown and described in the applicant's own Norwegian patent application P900426.

Når et fartøy 1 kommer frem til lastestedet, eksempelvis en lastebøye på et offshore-oljefelt, forbindes trekklinen 17 med en kjettinglengde 20 og tilhørende fortøyningstrosse, samt lasteskrev, som befinner seg på lastebøyen. Lasteskrevet 21 forbindes med lasteslangens koplingshode 10. Lasteslangen med koplingshode utgjør også en del av utrustningen på laste-bøyen. Man vil nå ha den situasjon som er vist i fig. 1. Fortøyning og oppkopling kan nå begynne. Dette skjer ved at man ved hjelp av fortøyningsvinsjen 15 ombord i fartøyet 1 haler inn trekklinen 17. Dermed haler man også inn kjetting-lengden 20 og tilhørende fortøyningstrosse, samt lasteskrevet 21 med lasteslangen og dens koplingshode 10, slik det er vist i fig. 2. When a vessel 1 arrives at the loading location, for example a loading buoy on an offshore oil field, the hauling line 17 is connected to a length of chain 20 and the associated mooring line, as well as a loading cleat, which is located on the loading buoy. The loading hose 21 is connected to the loading hose's coupling head 10. The loading hose with coupling head also forms part of the equipment on the loading buoy. You will now have the situation shown in fig. 1. Mooring and connection can now begin. This happens by hauling in the towing line 17 with the help of the mooring winch 15 on board the vessel 1. This also hauls in the length of chain 20 and the associated mooring line, as well as the cargo line 21 with the cargo hose and its coupling head 10, as shown in fig. 2.

Så snart lasteslangens koplingshode 10 er kommet frem til i nærheten av koplingsmanifolden og dens koplingsdel, svinges koplingsmanifolden ut ved hjelp av sin arbeidssylinder 4, slik det er vist i fig. 3. Lasteskrevet 21 vil under dette gå mot to føringskroker 23,24 på koplingsdelen 7 (se fig. 6 og 7). Disse føringskroker sitter på et ringelement 25 som sprekker seg rundt resten av koplingsdelen 7. Arbeidssylinderne 11, som benyttes for manipulering av koplingsdelen 7, er med sine stempelstangender tilknyttet dette ringelement i respektive sfæriske ledd 13 (se fig. 1). Grunnen til at arbeidssylInderne 11 er tilknyttet ringelementet er at slangen med koplingshodet 10 må kunne rotere fritt, og dette oppnås ved hjelp av det ringformede element 25, som kan dreie seg fritt rundt resten av koplingsdelen 7. Det ringformede element 25 brukes også til overføring av hydraulisk styre-trykk blant annet til koplingskrokene 14 og til den i koplingen inkorporerte lukkeventil (ikke vist). Det hydrauliske trykk tilføres ringelementet 25 og fordeles rundt dette I radielle og sentriske kanaler (ikke vist). Oppkoplingen gjennomføres i sin avsluttende fase ved at lasteslangens koplingshode 10 trekkes opp og inn mellom føringspinnene 3, slik det er vist i fig. 4. Koplingsmanifolden kan så ved hjelp av sin arbeidssylinder 4 rettes inn i ønsket grad, eksempelvis til den stilling som er vist i fig. 5. Oppkoplingen er nå ferdig og lasting kan påbegynnes. Det skal her nevnes at i forbindelse med oppkoplingen foretas det også en fastlåsing av kjettingen 20 i kjettingstopperen 16. Den avsluttende bevegelse av lasteslangens koplingshode 10 til oppkopling, til den stilling som er vist i fig. 4, skjer ved at kjettingstopperen 16 forflyttes ombord i fartøyet slik det vil fremgå ved en sammenligning av kjettingstopperens stilling i fig. 3 og 4. As soon as the loading hose's coupling head 10 has reached the vicinity of the coupling manifold and its coupling part, the coupling manifold is swung out by means of its working cylinder 4, as shown in fig. 3. Load scribe 21 will during this move towards two guide hooks 23,24 on the coupling part 7 (see fig. 6 and 7). These guide hooks sit on a ring element 25 which splits around the rest of the coupling part 7. The working cylinders 11, which are used for manipulating the coupling part 7, are connected with their piston rod ends to this ring element in respective spherical joints 13 (see fig. 1). The reason why the working cylinders 11 are connected to the ring element is that the hose with the coupling head 10 must be able to rotate freely, and this is achieved by means of the ring-shaped element 25, which can rotate freely around the rest of the coupling part 7. The ring-shaped element 25 is also used for the transfer of hydraulic control pressure, among other things, to the coupling hooks 14 and to the closing valve incorporated in the coupling (not shown). The hydraulic pressure is supplied to the ring element 25 and distributed around it in radial and centric channels (not shown). The connection is carried out in its final phase by pulling the loading hose's connection head 10 up and in between the guide pins 3, as shown in fig. 4. The coupling manifold can then be adjusted to the desired degree by means of its working cylinder 4, for example to the position shown in fig. 5. The connection is now complete and loading can begin. It should be mentioned here that in connection with the connection, the chain 20 is also locked in the chain stopper 16. The final movement of the loading hose's connection head 10 for connection, to the position shown in fig. 4, occurs by the chain stopper 16 being moved on board the vessel as will be apparent from a comparison of the position of the chain stopper in fig. 3 and 4.

Det sfæriske oppheng 8 sammen med ringelementet 25 medfører at fartøyet fritt kan dreie seg om lasteslangens akse samt at det sfæriske oppheng gir lasteslangen muligheter til fritt å kunne bevege seg i forhold til fartøyets 1 plan og rotasjonsakser. Skipets koplingsmanifold 2 vil ikke bli eksponert for momenter og rotasjonskrefter fra lasteslangen, idet det sfæriske oppheng kun kan ta aksielle belastninger. The spherical suspension 8 together with the ring element 25 means that the vessel can freely turn around the cargo hose's axis and that the spherical suspension gives the cargo hose opportunities to move freely in relation to the vessel's 1 plane and axes of rotation. The ship's coupling manifold 2 will not be exposed to moments and rotational forces from the cargo hose, as the spherical suspension can only take axial loads.

Oppfinnelsen er foran vist og beskrevet i forbindelse med et foretrukket laste/fortøyningssystem under utnyttelse av et lasteskrev. Den avsluttende oppkoplingsbevegelse skjer ved hjelp av en bevegbar kjettingstopper. Det er naturligvis mulig å realisere oppfinnelsen også i forbindelse med andre arrangementer som gjør det mulig å føre lasteslangens koplingshode opp til samvirke med koplingsmanifoldens koplingsdel for sammenkopling. Den inventive idé ligger i den momentfrie kopling. The invention is shown and described above in connection with a preferred loading/mooring system using a loading cleat. The final connection movement takes place with the help of a movable chain stopper. It is of course possible to realize the invention also in connection with other arrangements which make it possible to bring the loading hose's connecting head up into cooperation with the connecting part of the connecting manifold for connection. The inventive idea lies in the torque-free coupling.

Claims

1. Loading arrangement for loading fluids in a vessel at sea, comprising a coupling manifold (2) on board the vessel, a coupling part (7) assigned to the coupling manifold, a loading hose with a coupling head (10) for coupling with and suspension in said coupling part (7) for providing of a fluid flow connection between cargo hose and coupling manifold, a support (3) for the coupling manifold (2) for pivoting the coupling manifold about a horizontal axis (3), and a device (4) for influencing the coupling manifold for pivoting about the horizontal axis, characterized in that the coupling part (7) is suspended in the coupling manifold (2) in a spherical suspension (8), and in that an influence device is arranged for swinging the coupling part (7), including two working cylinders (11) between the coupling manifold (2) and the coupling part (7) and arranged to swing the coupling part (7) about the spherical suspension (8) rotation point and a working cylinder (4) arranged for swinging the coupling manifold (2) about a horizontal axis (3).

2. Loading arrangement according to claim 1, with a ball joint suspension (8), characterized in that the control device for swinging the coupling part includes a ring element (25) which is rotatably mounted on the coupling part (7).