NO315040B1 - Skyttelsystem og lossesystem - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et spesialfartøy samt et system for lossing av fluid fra et fartøy til en landbasert infrastruktur. 1 forbindelse med transport av fluid som naturgass, fra feltet og til området hvor naturgassen skal losses, benyttes ofte et system hvor en rekke spesialfartøy og en serie til dels kompliserte operasjonstrinn inngår. Et vanlig kjent spesialfartøy i denne sammenhengen er et LNG-fraktskip, som er utrustet med spesialtanker egnet for oppbevaring av naturgass i flytende tilstand. I tilknytning til lasting ombord i LNG-fraktskipet på feltet, benyttes ofte ytterligere minst et fartøy som mottar fluid direkte fra brønnen og behandler fluidet før det overføres til LNG-frakteskipet. Ved ankomst lossepunktet vil LNG-frakteskipet i følge hyppig anvendt teknikk, overføre lasten til en mellomlagringsenhet hvor den flytende naturgassen bringes til gassform før den overføres til sluttbrukeren.

Disse systemene hvor det må benyttes flere forskjellige spesialfartøy som krever at utføres dertil tilhørende kompliserte operasjoner , fremstår som komplekse og svært ressurskrevende. Det er et mål ved foreliggende oppfinnelse å søke og redusere det antall spesialfartøy som må inngå i et slikt system, og å forbedre disse spesialfartøyenes egenskaper i forhold til de operasjoner som skal utføres.

Følgende spesialfartøy og systemer er kjent fra patentlitteraturen:

I US 6089022 er det beskrevet et lossesystem hvor det inngår et LNG- frakteskip som er utstyrt med med kuletanker for oppbevaring av flytende naturgass (LNG) og fordampningsanlegg for regassifisering av den flytende naturgassen. Frakteskipet fortøyes ved ankomst lossepunktet slik at fartøyet er orientert i en avstand fra fortøyningsstruktur ved fortøyningsliner som strekker seg fra baugområdet til fortøyningsstrukturen. Den flytende naturgassen regassifiseres før den bringes over i et rørledningssystem som fører naturgassen fra frakteskipet til et landbasert anlegg som i publikasjonen representerer sluttbrukeren.

Ved sammenstillingen i US 6089022 benyttes en enkelt rørledning for lossing av naturgass fra fartøyet til land. 1 publikasjonens figur 1 er denne rørledningen vist anordnet slik at den strekker seg fra baugområdet, gjennom fortøyningsstrukturen og derfra er det anordnet ytterligere en rørledning som fører naturgassen til land. Det er i publikasjonen ikke antydet mulighet for å benytte en overføringskonstruksjon eller alternative tekniske løsninger som kan festes til en struktur utragende ut fra fartøyets baugområde.

Den tekniske løsningen i følge foreliggende oppfinnelse angir at det skal benyttes en overføringsanordning som skal bringes til anlegg i et parti som rager ut fra fartøyets baug for overføring av naturgass til land. Sammenliknet med den teknikken som er kjent fra US 6089022 oppnås det ved oppfinnelsen en betydelig forenklet løsning som gir gevinst både med hensyn til mannskapsbemanning og utstyrssituasjon. Det dynamiske posisjoneringssystemet erstatter fortøyningssystemet og fluidoverføringen foregår ved en konstruksjon som enkelt skal kunne kobles til fartøyet.

US 5564957 viser et fartøy som har anordnet en bøyekonstruksjon til opptak i et hulrom i baugpartiet. Bøyekonstruksjonen skal anvendes som en kombinert fortøynings- og overføringsstruktur for transport av flytende medium til og fra fartøyet.

Den teknikken som er kjent fra denne publikasjonen skiller seg fra oppfinnelsen ved at det ikke er anordnet fordampningsanlegg ombord i fartøyet, og det er heller ikke angitt i publikasjonen at mediet skal overføres direkte til et landbasert anlegg.

I US 6094937 er det beskrevet et prosessanlegg for å bringe naturgass til flytende tilstand(LNG) og et skyttel system for å frakte LNG fra feltet. I dette

skyttelsystemet kan det benyttes to bøyer og fire frakteskip som transporterer LNG, for å opprettholde tilnærmet kontinuerlig produksjon på feltet.

Oppfinnelsen har likhetstrekk med det systemet som vises i US 6094937 ved at det benyttes flere frakteskip og flere overføringskonstruksjoner for fluid som en del av et transportsystem. Det er imidlertid en vesentlig forskjell mellom systemene, da det kjente systemet anvendes i forbindelse med lasting, mens systemet i følge oppfinnelsen skal benyttes til lossing. Dette tydeliggjøres ved at det ombord på frakteskipet i US 6094937 er anordnet et kondenseringsanlegg, mens det på LNG-tankeren i følge oppfinnelsen er anordnet et fordampningsanlegg.

Det er i US 6094937 ikke foreslått at dette laste/transportstystemet vil kunne anvendes i forbindelse med lossing. Et fartøy som det i US 6094937 vil heller ikke kunne benyttes til lossing av naturgass til landbasert infrastruktur, uten at det må utføres betydelige konstruktive modifikasjoner på fartøyet.

De eksisterende tekniske løsningene som vises i disse kjente publikasjonene viser en utilstrekkelighet i forhold til de sammensatte behov som har initiert foreliggende oppfinnelse.

Det er derfor en hensikt med foreliggende oppfinnelse å frembringe et system for lossing av fluid, og da spesielt naturgass, hvor fraktefartøyet har lagringstanker samt fordampningsanlegg ombord i fartøyet, og er innrettet for opptak av en overføringskonstruksjon.

Det er en ytterligere hensikt ved foreliggende oppfinnelse at fartøyet med sine spesialfunksjoner skal kunne inngå i et skyttelsystem som i en foretrukket utføringsform innbefatter et flertall av fartøy og et flertall av de aktuelle overføringskonstruksj onene. Målet for dette systemet er å oppnå at det kontinuerlig leveres naturgass fra lossepunktet til infrastrukturen.

Det skal i tilknytning til oppfinnelsen vises til de selvstendige patentkravene. Videre angir de tilhørende uselvstendige patentkravene utføringsformer av oppfinnelsen.

Med fartøyet i følge oppfinnelsen overflødiggjøres en rekke operasjoner som er

påkrevd ved bruk av tidligere kjente systemer. Ved bruk av oppfinnelsen vil en del av operasjonene som er knyttet til fortøyning, tilkopling av rørledninger, overføring av flytende last fra et fartøy til et annet overflødiggjøres og/eller forenkles. I tillegg vil mannskapsbemanningen ved anvendelse av systemet i følge oppfinnelsen reduseres, og dermed også driftskostnadene, både fordi antall utførte operasjoner blir færre og fordi flere funksjoner konsentreres til et fartøy.

Konstruksjon og fremstilling av et slikt multi-funksjonelt fartøy kan være en svært ressurskrevende og omstendelig prosess. Det har derfor vært en hensikt ved foreliggende oppfinnelse å frembringe fartøyet på en kostnadseffektiv måte slik at fartøyet kan tilbys til en konkurransedyktig pris. 1 en foretrukket utførelse av oppfinnelsen frembringes fartøyet på en enkel og lite ressurskrevende måte ved at det tas utgangspunkt i et standard LNG-frakteskip. Frakteskipet med sine oppbevaringstanker for flytende naturgass utstyres med et eller flere fordampningsanlegg fortrinnsvis i dekksområdet, og det bygges en mottaksanordning i baugområdet for opptak av overføringskonstruksjonen, slik at fartøyet fremstår egnet for å utføre flere type arbeidsoppgaver. Dette spesialfartøyet betegnes som en «Skyttel and Regas Vessel (SRV)», fartøyet kan selvfølgelig også benyttes som et ordinært fraktefartøy for LNG.

Fartøyet i følge oppfinnelsen er i en foretrukket utførelse utstyrt med kuletanker for lagring av flytende naturgass, men også andre type lagertanker vil være aktuelle, slik som eksempelvis membrantank. Disse ulike type lagertankene er velkjente både fra patentlitteraturen og i praktisk bruk. Det vil således være opptil fagmannen å velge den tanktypen som er best egnet i det aktuelle tilfelle.

Prinsippene og anleggene som skal benyttes i forbindelse med regasifiseringen av den flytende naturgassen representerer også i og for seg kjent teknikk. Sjøvann kan utnyttes som vaTmeutvekslingsmedium i fordampningsprosessen, men også andre medier som eksempelvis propan enten alene eller sammen med sjøvann, og vann-eycol blanding kan være aktuelle fordampningsmedier.

Overføringskonstruksjonen er festet til den ene enden av et stigerør, mens stigerørets andre ende er utstyrt med en tilkobling som sørger for å forbinde stigerøret til et neddykket rørledningssytem. Overføringskonstruksjonen fester stigeledningen til fartøyets utragende baugparti slik at naturgass kan overføres fra fartøyet til infrastruksturen på land. I overføringskonstruksjonen inngår hurtigkobling, anordning som bevirker dreiebevegelse(svivel) som kan være festet til stigerørsenden eller på fartøyet. Samt nødvendige ventiler som nødkoblingsventil, tilbakeslagsventil, avstengningsventil og strømningsmåler.

Når overføringskonstruksjonen med stigeledningen ikke er i bruk befinner disse seg i en neddykkket tilstand. Ved ankomst losseområdet vil fartøyet benytte dynamisk posisjoneringssystem (DP) for å manøvrere seg i posisjon for å plukke opp en hjelpebøye som flyter i vannoverflaten. Til hjelpebøyen er det festet en line som igjen er tilknyttet den neddykkede overføringskonstruksjonen. Linen hales opp og fører derved overføringskonstruksjonen mot overflaten hvoretter overføringskonstruksjonen så bringes til anlegg i baugpartiets utragende parti. Flytende naturgass vil føres fra lagringstankene til fordampningsanlegget hvor fluidet regasifiseres og føres gjennom overføringskonstruksjonen til neddykkede rørledninger som leder naturgassen til en landbasert infrastruktur. Når lossingen fra fartøyet er fullført vil overføringskonstruksjonen frigjøres fra det utragende baugpartiet og igjen bringes til neddykket tilstand. Overføringskonstruksjonen med stigeledningen vil i neddykket tilstand enten ligge på havbunnen eller befinne seg flytende på et nivå et stykke under havoverflaten.

Fartøyet benytter dynamisk posisjonering for å opprettholde posisjonen både ved lossepunktet, slik det er nevnt i avsnittet over, og under selve lossingen. Den dynamiske posisjoneringen foretas utfra signaler som mottas fra en transducer som er plassert på havbunnen og/eller fra signaler fra DGPS.

Oppfinnelsen foreslår et system for å oppnå en effektiv lossing av fluid til landbasert infrastruktur. I følge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen inngår to overføringskonstruksjoner og to eller flere fraktefartøy i systemet. Antall fartøy som inngår i systemet avhenger av avstanden til lastepunktet i det minst et fartøy til enn ver tid bør være tilkoblet minst en overføringskonstruksjon for å få et effektivt system som sender ut en kontinuerlig strøm av naturgass . Et og samme fartøy vil veksle mellom ulike operasjoner som å laste fra lastestasjon eksempelvis på feltet, frakte LNG fra lastestasjonen til lossepunktet og regasifisering av flytende naturgass med påfølgende overføring til mottakssystem på land. Når lossing av fluid gjennom overføringskonstruksjonen foregår tilnærmet kontinuerlig ved at minst et fartøy til enhver tid er tilknyttet en av overføringskonstruksjonene, mens de øvrige fartøy er på overfart til eller fra lastestasjonene, oppnås en optimal effektiv utnyttelse av systemet.

I følge en utføringsform av systemet der minst to o verføringskonstruksj oner inngår kan to fartøy være tilkoblet henholdsvis de to overføringskonstruksjonene samtidig. For å oppnå en kontinuerlig lossing av naturgass fra fartøyet kan følgende operasjon benyttes: et første fartøy er tilkoblet den ene av overføringskonstruksjonene og er i ferd med å avslutte fordampningen av LNG, når et andre fartøy kobler seg opp til den andre overføringskonstruksjonen. Med denne overlappingen kan lossingen av naturgass justeres slik at det neddykkede rørsystemet overfører en tilnærmet kontinuerlig strøm av naturgass til den landbaserte infrastrukturen.

Den landbaserte infrastrukturen kan anta mange former, så lenge infrastrukturen er egnet til å motta det regasifiserte fluidet som føres i land fra frakteskipet og fluidet videredistribueres til sluttbrukerne. Eksempelvis kan infrastrukturen omfatte et rørledningsnettverk som fører naturgassen direkte til sluttbrukeren eller infrastrukturen kan omfatte et depot som er tilknyttet egnede transportmidler for videre frakt av naturgass til konsumentene osv.

I det etterfølgende skal oppfinnelsen forklares nærmere med henvisning til figurene hvor:

Fig. 1 viser et sideriss av fraktefartøyet med det nødvendige utstyret.

Fig. 2 viser perspektiv et av fartøyene oppkoblet til en av

overføringskonstruksjonene.

Fig. 3 viser i perspektiv rørledningenes forbindelse med infrastrukturen.

Fig. 4 viser en situasjon hvor to fartøy er koblet til hver sin

overføringskonstruksjon samtidig

Fig. 5 viser en oversikt over organiseringen av fartøyene for å få en effektiv lossing av fluid. Fig 1. viser en forenklet skjematisk oversikt over det ombygde LNG-fraktefartøyet «Shuttle and Regas Vessel (SRV)» i følge oppfinnelsen. Fartøyet 1 er vist anordnet med.tanker 2 for oppbevaring av flytende naturgass. Det ses av figuren at det i fartøyets baugparti er anordnet med en utragende struktur 5 som danner et mottak for overføringskonstruksjonen 7( ikke vist på tegningen). En struktur 5' sørger for forbindelse mellom fordampningsanlegget 4 og den utragende strukturen 5. Som erstatning for tradisjonelle fortøyningsliner er fartøyet forsynt med et dynamisk posisjoneringssystem, her på figuren vist ved 4'. Videre er fartøyet 1 anordnet med minst et fordampningsanlegg 4. For å forbedre fartøyets manøvreringsegenskaper er fartøyet også utstyrt med thrustere 6, henholdsvis i fartøyets baugparti og akterparti.

På fig.2 vises et arrangement av overføringskonstruksj oner 7 som står i forbindelse med et neddykket rørledningsystem. Det neddykkede rørledningssystemet omfatter en stigeledning 8 som er festet til hver av overføringskonstruksjonene 7, videre er det til enden av stigeledningen 8 koblet en rørledning 9. Rørledningene 9 står i forbindelse med infrastruktur på land, her på figuren illustrert ved rørledningsystem 10. Figur 2 viser to fartøy 1 der det ene fartøyet 1 er koblet opp til den ene overføringskonstruksjonen 7, mens det andre fartøyet 1' illustrerer overfarten til/fra lastepunktet. Ved oppkobling til overføringskonstruksjonen 7 ledes den flytende naturgassen fra LNG-tankene til fordampningsanlegget 4, hvor fluidet regassifiseres . Naturgassen ledes så gjennom overføringskonstruksjonen 7 via stigeledningen 8 til det den neddykkede rørledningen 9 som er forbundet med ytterligere en rørledning 10 for i landføring av naturgass til infrastrukturen. Figur 3 viser samme situasjon som på figur 2, men her vises i tillegg også rørsystemets sammenkobling med infrastrukturen, som i dette tilfellet utgjøres av et landbasert rørledningssystem 12.

I fig. 4 er begge overføringskonstruksjonene koblet henholdsvis til fartøyene 1 og 1' samtidig. I situasjonen som vises på figuren er fartøyet 1 i ferd med å avslutte lossingen av naturgass, mens fartøyet 1' akkurat har koblet overføringskonstruksjonen 7 til den utragende strukturen 5. Ved dette arrangementet vil det oppnås en jevn overgang i lossingen fra fartøy 1 til fartøy 1', og det opprettholdes slik en kontinuerlig strøm av naturgass i det neddykkede rørsystemet.

Fig. 5 viser prinsippet for organiseringen av de ulike fartøyenes oppkobling til bøyekonstruksjonene samt transport til og fra lastestasjonen hvor LNG lastes ombord i fartøyet. I det viste eksemplet inngår fire fartøy i systemet.

Claims (10)

1. System for overføring av fluid fra fartøy (1, 1') utstyrt med lagringstanker (2) for oppbevaring av fluid, til landbasert struktur slik som et rørledningsnettverk (12) som fører fluidet direkte til sluttbrukeren, et depot eller liknende, karakterisert ved at det i systemet inngår minst et fartøy (1, 1') og minst en overføringskonstruksjon (7) som er etablert i losseposisjon idet-fartøyene fortrinnsvis kan gå i kontinuerlig skytteltrafikk mellom laste stasjonen og overføringskonstruksjon (7) og er organisert slik at minst et fartøy (1, 1') periodevis er tilknyttet en av overføringskonstruksjonene (7) for overføring av fluidet fra fartøyet (1, l<5>) gjennom overføringskonstruksjonen (7) og via et rørledningssystem (9, 10) direkte til land for videre distribusjon av fluidet.

2. System i-følge krav 1, karakterisert ved at to eller flere fartøy (1, 1*) og to overføringskonstruksj oner (7) inngår i systemet.

3. System i følge krav 1 eller 2, karakterisert ved at hvert fartøy er en LNG tanker som er ombygd og bla utstyrt med mottak for en overføringsstruktur, der LNG tankeren også kan fungere som et ordinært fraktefartøy.

4. System i følge et av kravene 1-3, karakterisert ved at det er tilpasset til fluid som naturgass.

5. System i følge et av kravene 1-4, karakterisert ved at hvert fartøy (1, 1') er utstyrt med en struktur (5) som rager ut fra fartøyets baugområde, idet den utragende strukturen (5) har en utforming for mottagelse av en overføringskonstruksjon, hvilken overføringskonstruksjon (7) er tilknyttet et rørledningssystem (9,10) som skal overføre fluid fra lagring i fartøyet (1, 1') til den landbaserte strukturen (12) som eksempelvis infrastruktur, og eventuelt at overføringskonstruksjonen (7) omfatter en anordning (svivel) for bevirkning av dreiebevegelse, der anordningen (svivelen) alternativt kan være festet til en stigeledning (8)

6. System for lossing fra fartøy i følge et av kravene 1-5, karakterisert ved at hvert fartøy (1,1') er utstyrt med et fordampningsanlegg (4).

7. System for lossing fra fartøy (1, 1') anordnet med lagringstanker for oppbevaring av naturgass i flytende tilstand (LNG), der systemet innbefatter fordampningsanlegg (4) anordnet på fartøyet (1, 1') for fordampning av den flytende naturgassen til gasstilstand ved ankomst til lossepunktet, karakterisert ved at en overføringskonstruksjon (7) er anordnet til en struktur (5) som rager ut fra fartøyets baugområdet for overføring av naturgass fra fartøyet (1, 1') til et neddykket rørsystem (9, 10), i det det neddykkede rørsystemet (9, 10) skal transportere naturgass i gasstilstand til landbasert struktur.

8. System i følge krav 7, karakterisert ved at hvert fartøy er en LNG tanker som er ombygd og bla utstyrt med mottak for en overføringsstruktur, der LNG tankeren også kan fungere som et ordinært fraktefartøy.

9. System i følge krav 7 eller 8, karakterisert ved at den utragende strukturen (5) har en utforming for mottagelse av en overføringskonstruksjon (7), idet overføringskonstruksjonen (7) omfatter en anordning (svivel) for bevirkning av dreiebevegelse, der anordningen (svivelen) alternativt kan være festet til en stigeledning (8).

10. System ifølge et av kravene 7-9, karakterisert ved at den landbaserte strukturen er et ledningsnettverk fører naturgassen direkte til sluttbrukeren eller at strukturen kan omfatte et depot som er tilknyttet egnede transportmidler for videre frakt til konsumentene.