NO316958B1

NO316958B1 - System for transferring pressurized fluid from a loading area to a unloading area, as well as a method for using the system

Info

Publication number: NO316958B1
Application number: NO20023287A
Authority: NO
Inventors: Pal G Bergan; Henrik O Madsen
Original assignee: Det Norske Veritas As
Priority date: 2002-07-05
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2004-07-05
Also published as: NO20023287D0

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et system for å overføre trykksatt fluid, fra et lasteområde offshore til et losseområde. Videre angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for anvendelse av dette systemet. The present invention relates to a system for transferring pressurized fluid from a loading area offshore to an unloading area. Furthermore, the invention relates to a method for using this system.

Systemet i følge oppfinnelsen kan overføre ulike typer trykksatt fluid som ubehandlet eller behandlet naturgass, hele eller deler av en brønnstrøm osv. The system according to the invention can transfer various types of pressurized fluid such as untreated or treated natural gas, all or parts of a well flow, etc.

Systemet vil spesielt egne seg for overføring av et fluid som komprimert naturgass (CNG). Det vil imidlertid være opplagt for fagmannen at også andre fluid kan overføres ved hjelp av systemet i følge oppfinnelsen. The system will be particularly suitable for transferring a fluid such as compressed natural gas (CNG). However, it will be obvious to the person skilled in the art that other fluids can also be transferred using the system according to the invention.

Det er kjent ulike måter å transportere eller overføre trykksatt fluid fra områder på land til en terminal som er plassert i en avstand fra land, ved land eller på land. I det såkalte "Knudsen PNG-konseptet" lagres naturgassen i en rørkonstruksjon som består av et flertall rør, der hvert enkelt rør er utstyrt med endelukkinger. Rørene er vertikalt posisjonert i grupper. Fylling og tapping av naturgass forgår ved at naturgassen føres inn og ut gjennom det enkelte rørs endeåpninger. Rørene kan være forbundet til hverandre ved en manifold. I dette konseptet er det ikke et krav at naturgassen skal nedkjøles. Det såkalte "Coselle-systemet" baseres på rør med en liten diameter som er spunnet opp i et antall kveiler. "Votrans konseptet" transporterer naturgass i rørliknende tanker, der gassen nedkjøles så vel som settes under trykk. Various ways are known to transport or transfer pressurized fluid from areas on land to a terminal located at a distance from land, by land or on land. In the so-called "Knudsen PNG concept", the natural gas is stored in a pipe construction consisting of a plurality of pipes, where each individual pipe is equipped with end closures. The tubes are vertically positioned in groups. Filling and draining natural gas takes place by feeding the natural gas in and out through the end openings of the individual pipes. The pipes can be connected to each other by a manifold. In this concept, there is no requirement that the natural gas be cooled. The so-called "Coselle system" is based on tubes with a small diameter that are spun up in a number of coils. The "Votrans concept" transports natural gas in pipe-like tanks, where the gas is cooled as well as pressurized.

Det er videre kjent fire publikasjoner som viser teknikk som er relevant for oppfinnelsen. Disse publikasjonene skal kort omtales i det etterfølgende: EP 825 946 beskriver en fremgangsmåte for lasting og behandling av hydrokarbonblandinger om bord i et gassbehandlingsskip, idet olje samtidig tilføres gassbehandlingsskipet og føres videre til et tankskip for lagring og transport. Four publications are also known which show technology that is relevant to the invention. These publications will be briefly mentioned in the following: EP 825 946 describes a method for loading and treating hydrocarbon mixtures on board a gas treatment ship, as oil is simultaneously supplied to the gas treatment ship and carried on to a tanker for storage and transport.

FR 2124037 viser en lagerenhet med en innvendig cellestruktur tilpasset trykksatt fluid. FR 2124037 shows a storage unit with an internal cell structure adapted to pressurized fluid.

JP 60088695 beskriver overføring av fluid til lagringsenheter som befinner seg på en mellomlagringsenhet. Lagringsenhetene senkes i sjøen og føres deretter om bord i et transportfartøy som frakter lagringsenhetene til et mottaksanlegg i et losseområde. JP 60088695 describes the transfer of fluid to storage units located on an intermediate storage unit. The storage units are lowered into the sea and then taken on board a transport vessel which transports the storage units to a reception facility in an unloading area.

JP 2001280592 beskriver et system der gasshydrat lagres på lagringsenheter og fraktes med et fartøy fra lasteområdet til losseområdet. JP 2001280592 describes a system where gas hydrate is stored on storage units and transported by vessel from the loading area to the unloading area.

Det skal her kort nevnes alternative transportmuligheter for naturgass: gjennom rørledninger som er neddykket i sjøen, transport av flytende naturgass (LNG) ved fraktefartøy, transport ved fraktefartøy av flytende syntetiske produkter som er omdannet fra naturgass, transport ved fraktefartøy av en naturgass blandet med vann i hydratform, omdannelse av naturgass til elektrisk kraft og at denne elektriske kraften så overføres gjennom elektriske ledninger. Alternative transport options for natural gas should be briefly mentioned here: through pipelines submerged in the sea, transport of liquefied natural gas (LNG) by cargo vessels, transport by cargo vessels of liquid synthetic products that have been converted from natural gas, transport by cargo vessels of a natural gas mixed with water in hydrate form, conversion of natural gas into electrical power and that this electrical power is then transmitted through electrical lines.

Systemet i følge oppfinnelsen frembringes i henhold til angivelser i de selvstendige patentkrav, der videre utførelser av oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige patentkravene. The system according to the invention is produced according to indications in the independent patent claims, where further embodiments of the invention are indicated in the non-independent patent claims.

Systemet ifølge oppfinnelsen egner seg godt for lasting og lossing og vil være spesielt anvendbart for å utnytte naturgass som befinner seg i reservoarer som er små og ligger langt fra land, og hvor det er kostnadskrevende å bygge rørledning for overføring av naturgassen til land, eller å bygge nedkjølingsanlegg for videre transport med LNG-fraktefartøy. Systemet vil også egne seg for transport av assosiert gass som er naturgass som produseres sammen med olje, og som fraktes til land når naturgassen ikke skal reinjiseres eller kan brennes. The system according to the invention is well suited for loading and unloading and will be particularly applicable for utilizing natural gas that is located in reservoirs that are small and located far from land, and where it is costly to build a pipeline for transferring the natural gas to land, or to build cooling facilities for further transport with LNG cargo vessels. The system will also be suitable for the transport of associated gas, which is natural gas produced together with oil, and which is transported ashore when the natural gas is not to be re-injected or can be burned.

Systemet i følge oppfinnelsen omfatter et lastetrinn, et transporttrinn og et lossetrinn, for overføring av trykksatt fluid fra et lasteområde offshore til et losseområde. I systemet inngår et fartøy som kan være av typen fartøy med lagringsrom med eller uten fremdrift, lekter, fraktefartøy osv. The system according to the invention comprises a loading stage, a transport stage and an unloading stage, for the transfer of pressurized fluid from a loading area offshore to an unloading area. The system includes a vessel which can be of the type of vessel with storage space with or without propulsion, barge, cargo vessel etc.

På lasteområdet overføres fluid til et lagringsanlegg om bord i fartøyet, hvor lagringsanlegget omfatter minst en lagringsenhet som har stor kapasitet slik at kun et fåtall, en eller flere, påfyllingspunkter er nødvendig. Lagringsenheten har en innvendig cellestrukturutforming. Fluidet holdes trykksatt i lagringsanlegget under transport til losseområdet, og overføres i losseområdet fra fartøyet til et mottaksanlegg som er tilrettelagt for mottak av trykksatt fluid. In the loading area, fluid is transferred to a storage facility on board the vessel, where the storage facility comprises at least one storage unit that has a large capacity so that only a few, one or more, filling points are necessary. The storage unit has an internal cell structure design. The fluid is kept under pressure in the storage facility during transport to the unloading area, and is transferred in the unloading area from the vessel to a receiving facility that is designed to receive pressurized fluid.

Systemet ifølge oppfinnelsen benytter ikke et kjølesystem for å holde naturgassen nedkjølt slik som ved transport av flytende naturgass i LNG fraktefartøy. Videre skiller systemet ifølge oppfinnelsen seg vesentlig fra tidligere foreslåtte systemer ved cellestrukturen som lagringsenheten er utformet med. Videre skal det påpekes at sammenliknet med andre systemer for lagring av fluider under høyt trykk, oppnås det en god plassutnyttelse med lagringsanlegget som inngår i systemet i følge oppfinnelsen. The system according to the invention does not use a cooling system to keep the natural gas cooled, as is the case with the transport of liquefied natural gas in LNG cargo vessels. Furthermore, the system according to the invention differs significantly from previously proposed systems by the cell structure with which the storage unit is designed. Furthermore, it should be pointed out that compared to other systems for storing fluids under high pressure, a good utilization of space is achieved with the storage facility which is part of the system according to the invention.

De enkelte lagringsenheter som inngår i fartøyets lagringsanlegg kan utstyres med få påfyllings/avtappingspunkter fordi lagringsenhetens cellestruktur har en utforming der cellene i cellestrukturen står i forbindelse med hverandre, slik at det oppnås en trykkutjevning mellom de enkelte cellene i cellestrukturen og en jevn fordeling av fluidet i lagringsenheten, både ved påfylling og avtapping av den enkelte lagringsenhet. I en utførelse av oppfinnelsen er lagringsanlegget utstyrt med en felles påfyllingsåpning/avtappingsåpning eksempelvis ved et manifoldsystem, fører fluidet til den enkelte lagringsenhet. I en annen utførelse av oppfinnelsen benyttes minst en påfyllingsåpning/avtappingsåpning for direkte påfylling av fluid til hver lagringsenhet. Alternativt kan det benyttes en kombinasjon av disse to utførelsene der lagringsanlegget utstyres med en felles påfyllingsåpning/avtappingsåpning, og at hver enkelt lagringsenhet i tillegg har minst en påfyllingsåpning/avtappingsåpning. The individual storage units that are part of the vessel's storage facility can be equipped with few filling/draining points because the cell structure of the storage unit has a design where the cells in the cell structure are connected to each other, so that a pressure equalization is achieved between the individual cells in the cell structure and an even distribution of the fluid in the storage unit, both when filling and draining the individual storage unit. In one embodiment of the invention, the storage facility is equipped with a common filling opening/draining opening, for example in the case of a manifold system, the fluid leads to the individual storage unit. In another embodiment of the invention, at least one filling opening/draining opening is used for direct filling of fluid to each storage unit. Alternatively, a combination of these two designs can be used where the storage facility is equipped with a common filling opening/draining opening, and that each individual storage unit also has at least one filling opening/draining opening.

Cellene kan eksempelvis forbindes med hverandre ved at det utformes åpninger i celleveggene eller at det installeres rørgjennomføringer. Det vil være opplagt for fagmannen at kontakten mellom cellehulrommene i lagringsenheten også kan oppnås på andre vis, avhengig av den enkelte lagringsenhets utforming. The cells can, for example, be connected to each other by creating openings in the cell walls or by installing pipe penetrations. It will be obvious to the person skilled in the art that the contact between the cell cavities in the storage unit can also be achieved in other ways, depending on the design of the individual storage unit.

Cellestrukturen tilveiebringes slik at den indre spenningstilstanden for celleveggene har en ideell tilstand av membrankrefter hvor bøyekrefter i det vesentligste er fraværende. Det etableres geometriske parametere som fullt ut definerer cellestrukturen i form av veggtykkelser tj, sylinderveggradier Ri og systembredder Di,. Blant disse de geometriske parametrene velges noen primærvariable. Basert på prinsippet for likevekt og deformasjonskompatibilitet etableres avhengighetsforholdet mellom de valgte geometriske primærvariable og de resterende geometriske parametrene slik at cellestrukturen deformeres med samme geometriske skaleringsfaktor gjennom hele cellestrukturen. Primærvariablenes verdi fastsettes ut i fra bruksbetingelser for cellekonstruksjonen slik som trykk, materialvalg, eventuelle aktuelle standarder for den tanken som cellestrukturen skal benyttes i, videre fastsettes de ytterligere parametere ut i fra avhengighetsforholdet. The cell structure is provided so that the internal stress state for the cell walls has an ideal state of membrane forces where bending forces are essentially absent. Geometric parameters are established that fully define the cell structure in the form of wall thicknesses tj, cylinder wall radii Ri and system widths Di,. Among these the geometrical parameters some primary variables are selected. Based on the principle of equilibrium and deformation compatibility, the dependency relationship between the selected geometric primary variables and the remaining geometric parameters is established so that the cell structure is deformed with the same geometric scaling factor throughout the entire cell structure. The value of the primary variables is determined based on conditions of use for the cell construction such as pressure, material selection, any relevant standards for the tank in which the cell structure is to be used, further parameters are determined based on the dependency relationship.

Cellestrukturens indre celler kan ha et kvadratisk, rektangulært, heksagonalt, eller trekantet tverrsnittsmønster eller en kombinasjon av disse mønstrene og ytre delsylinderformede celler. Ved kombinasjon av de indre cellene med endeavslutning som dobbeltkrummede skall eller delsylinderskall eller plateavslutning, eller delsylinderskall kombinert med plateavslutning eller dobbeltkrummede skall fremkommer den enkelte lagringsenhet. The cell structure's inner cells can have a square, rectangular, hexagonal, or triangular cross-sectional pattern or a combination of these patterns and outer semi-cylindrical cells. By combining the inner cells with end terminations such as double-curved shells or semi-cylindrical shells or plate terminations, or semi-cylindrical shells combined with plate terminations or double-curved shells, the individual storage unit is produced.

I en utførelse av oppfinnelsen overføres fluidet til fartøyet på lastefeltet, fra en fralands produksjonsenhet som eksempelvis kan være plassert på en plattformkonstruksjon, en flytende konstruksjon eller plassert på havbunnen. Dersom det er behov for lagring av fluidet, eksempelvis fordi fartøyet er underveis til losseområdet eller lastekapasiteten til fartøyet er mindre enn den mengde fluid som overføres fra produksjonsenheten, overføres fluidet etter behov fra den fralands produksjonsenheten til en mellomlagringsenhet. I en alternativ utførelse overføres fluidet eller brønnstrømmen direkte fra brønnen til lagring om bord på fartøyet. Også ifølge denne utførelsen er en mulighet å overføre fluidet fra brønnen til en mellomlagringsenhet, og videre fra mellomlagringsenheten til fartøyet etter behov. In one embodiment of the invention, the fluid is transferred to the vessel on the loading bay, from an offshore production unit which can, for example, be located on a platform structure, a floating structure or located on the seabed. If there is a need for storage of the fluid, for example because the vessel is en route to the unloading area or the loading capacity of the vessel is less than the amount of fluid transferred from the production unit, the fluid is transferred as needed from the offshore production unit to an intermediate storage unit. In an alternative embodiment, the fluid or well stream is transferred directly from the well to storage on board the vessel. Also according to this embodiment, it is possible to transfer the fluid from the well to an intermediate storage unit, and further from the intermediate storage unit to the vessel as needed.

Mellomlagringsenheten kan være plassert nedsenket på havbunnen, være flytende på havoverflaten eller nedsenket på ønsket nivå i vannmassene. Mellomlagringsenheten kan eventuelt være integrert i en konstruksjonsenhet som eksempelvis en lekter eller annet fartøy som ligger permanent eller i lengre perioder på lastefeltet. The intermediate storage unit can be placed submerged on the seabed, be floating on the sea surface or submerged at the desired level in the water masses. The intermediate storage unit can optionally be integrated into a construction unit such as a barge or other vessel which is permanently or for longer periods on the loading bay.

Ifølge en utførelse av oppfinnelsen overføres fluidet til fartøyet gjennom minst en rørforbindelse, som er tilknyttet minst en bøye i følge i og for seg kjent teknikk, bøyekonstruksjonen kan eventuelt være nedsenkbar. Når fluidet skal overføres til fartøyet føres bøyekonstruksjonen opp mot vannoverflaten og anlegges i et hulrom i bunnen av fartøyets skrog. Denne fremgangsmåten for å overføre fluid er foretrukket, men for fagmannen vil det være opplagt at andre fremgangsmåter eller systemer for å overføre fluid til fartøyet vil være nærliggende å benytte. Det skal her kort nevnes som et eksempel at en slange eller rørforbindelse trekkes over fartøyets rekke og kobles til egnede forbindelser på fartøyets dekk. According to one embodiment of the invention, the fluid is transferred to the vessel through at least one pipe connection, which is connected to at least one buoy in accordance with per se known technology, the buoy construction may optionally be submersible. When the fluid is to be transferred to the vessel, the buoy construction is brought up to the surface of the water and installed in a cavity at the bottom of the vessel's hull. This method for transferring fluid is preferred, but it will be obvious to the person skilled in the art that other methods or systems for transferring fluid to the vessel will be readily available. It should be briefly mentioned here as an example that a hose or pipe connection is pulled over the vessel's line and connected to suitable connections on the vessel's deck.

Det kan også være behov for at to fartøy kan få overført fluid samtidig på lastefeltet. I det tilfellet vil det være nødvendig med to bøyer, en til hvert fartøy. There may also be a need for two vessels to have fluid transferred at the same time on the loading bay. In that case, two buoys will be required, one for each vessel.

I ytterligere en annen utførelse av oppfinnelsen kan fluidet overføres til minst en lagringsenhet som fortrinnsvis er flytende på lasteområdet. Fartøyet som ankommer lasteområdet vil lastes med fluid, ved at den minste ene lagringsenheten føres om bord i fartøyet, fortrinnsvis ved at lagringsenheten flyter inn i fartøyet. In yet another embodiment of the invention, the fluid can be transferred to at least one storage unit which is preferably floating in the loading area. The vessel arriving at the loading area will be loaded with fluid, by bringing the smallest storage unit on board the vessel, preferably by floating the storage unit into the vessel.

Fluidet som skal overføres i systemet i følge oppfinnelsen behandles i henhold til gitte kravspesiifkasjoner. Dersom fluidet er naturgass vil naturgassen separeres tilsvarende som ved transport i undersjøisk rørledning. Vann og H2S fjernes fra naturgassen og innholdet av CO2 kontrolleres. I tillegg kan det være nødvendig å trykksette naturgassen. Disse ulike typene behandling av fluidet må ikke nødvendigvis foregå samtidig, behandlingene kan foregå under fluidoverføringen til den fralands produksjonsenheten, mellomlagringsenheten, fartøyet eller etter lossing. Fluidet kan også behandles på den fralands produksjonsenheten, i mellomlagringsenheten eller på fartøyet. The fluid to be transferred in the system according to the invention is processed according to given requirements. If the fluid is natural gas, the natural gas will be separated similarly to transport in a submarine pipeline. Water and H2S are removed from the natural gas and the CO2 content is checked. In addition, it may be necessary to pressurize the natural gas. These different types of treatment of the fluid do not necessarily have to take place at the same time, the treatments can take place during the fluid transfer to the offshore production unit, the intermediate storage unit, the vessel or after unloading. The fluid can also be processed at the offshore production unit, in the intermediate storage unit or on the vessel.

Dersom fluidet som overføres er deler av en brønnstrøm eller hele brønnstrømmen eller en type fluid som ikke trenger noe form for behandling, kan fluidet overføres i den tilstanden det befinner seg i, eventuelt kan fluidet prosesseres og/eller behandles slik det er beskrevet ovenfor. If the fluid that is transferred is parts of a well stream or the entire well stream or a type of fluid that does not need any form of treatment, the fluid can be transferred in the state it is in, or the fluid can be processed and/or treated as described above.

På losseområdet overføres fluidet fra fartøyet til et mottaksanlegg. Mottaksanlegget kan utgjøres av en mottaksterminal, som er plassert fralands eller ved land, og som står i forbindelse med et eksisterende ledningsnettverk slik at fluidet kan føres direkte inn i ledningsnettverket. At the unloading area, the fluid is transferred from the vessel to a reception facility. The receiving facility can consist of a receiving terminal, which is located offshore or onshore, and which is connected to an existing pipeline network so that the fluid can be fed directly into the pipeline network.

I følge en utførelse av oppfinnelsen kan fluidet losses fra fartøyet gjennom minst en bøyekonstruksjon tilsvarende den som er beskrevet i forbindelse med lasting av fartøyet. For fagmannen vil det være opplagt at andre fremgangsmåter eller systemer for å overføre fluid til fartøyet kan benyttes. According to one embodiment of the invention, the fluid can be unloaded from the vessel through at least one buoy construction corresponding to that described in connection with loading the vessel. It will be obvious to the person skilled in the art that other methods or systems for transferring fluid to the vessel can be used.

I følge ytterligere en utførelse av systemet kan fluidet ved behov losse fra fartøyet til minst en mellomlagringsenhet, som kan være nedsenket eller er flytende, og videre fra mellomlagringsenheten til mottaksterminalen. According to a further embodiment of the system, the fluid can, if necessary, be discharged from the vessel to at least one intermediate storage unit, which may be submerged or floating, and further from the intermediate storage unit to the receiving terminal.

Ifølge en utførelse av systemet kan den lagringsenheten eller de lagringsenhetene som inngår i fartøyets lagringsanlegg anordnes frigjørbart om bord i fartøyet. Det unngås ved dette at det benyttes unødig mye tid til overføring av fluid ved lasting og lossing og det sikres en effektiv utnyttelse av systemet. Ifølge denne utførelsen av systemet anordnes den enkelte lagringsenhet slik at den kan løsgjøres fra fartøyet og plasseres på laste- eller losseområdet. Fartøyet og lagringsenhetene kan i en utførelse anordnes slik at lagringsenhetene kan flyte inn og ut av fartøyet. Lagringsenheten kan være utstyrt med oppdriftselementer, eller har på annen måte tilstrekkelig oppdrift slik at den kan flyte inn og ut av fartøyet. Lagringsenheten anordnes flytende eller nedsenkbar, fortrinnsvis halvt nedsenkbar, i sjøen. According to one embodiment of the system, the storage unit or storage units that are part of the vessel's storage facility can be releasably arranged on board the vessel. In this way, it is avoided that an unnecessary amount of time is used for transferring fluid during loading and unloading, and efficient utilization of the system is ensured. According to this embodiment of the system, the individual storage unit is arranged so that it can be detached from the vessel and placed in the loading or unloading area. The vessel and the storage units can in one embodiment be arranged so that the storage units can float in and out of the vessel. The storage unit may be equipped with buoyancy elements, or otherwise have sufficient buoyancy so that it can float in and out of the vessel. The storage unit is arranged floating or submersible, preferably semi-submersible, in the sea.

Den eller disse lagringsenhetene som anordnes løsgjørbart om bord på fartøyet, vil også kunne fungere som mellomlagringsenhet ved at lagringsenhetene kan plasseres på laste og losseområdet. Mest optimalt fungerer systemet når et fartøy er klart til å ta opp en lagringsenhet rett etter at den er fylt på lasteområde eller rett etter at lagringsenheten er tømt på losseområdet. The storage unit or units that are releasably arranged on board the vessel will also be able to function as an intermediate storage unit in that the storage units can be placed in the loading and unloading area. The system works most optimally when a vessel is ready to pick up a storage unit immediately after it has been filled in the loading area or immediately after the storage unit has been emptied in the unloading area.

I følge en foretrukket fremgangsmåte for anvendelse av systemet vil minst en lagringsenhet som er fylt med fluid bli ført ombord i fartøyet på lasteområdet, og fraktes med fartøyet til losseområdet, der lagringsenheten frigjøres og anbringes på losseområdet slik at fluidet kan distribueres videre til mottaksanlegget. Videre vil minst en tom lagringsenhet som befinner seg losseområdet anbringes ombord i fartøyet og transporteres tilbake til lasteområdet, der lagringsenheten anbringes på lasteområdet for påfylling av fluid. According to a preferred method for using the system, at least one storage unit that is filled with fluid will be brought on board the vessel in the loading area, and transported with the vessel to the unloading area, where the storage unit is released and placed on the unloading area so that the fluid can be distributed further to the receiving facility. Furthermore, at least one empty storage unit located in the unloading area will be placed on board the vessel and transported back to the loading area, where the storage unit will be placed in the loading area for filling with fluid.

Med denne fremgangsmåten for anvendelse av systemet er det ikke nødvendig at fartøyet er tilstede på laste- og losseområdet under overføring av fluidet til lagringsenhetene. Fluidet kan overføres kontinuerlig til/fra de lagringsenhetene som er anbragt i vannmassene henholdsvis på laste og losseområdet, idet disse vil fungere som mellomlagringsenheter som så kan føres direkte om bord eller fra bord ved fartøyets anløp. Det vil videre forstås at systemet kan utnyttes slik at ved ankomst på lasteområdet kan minst en tom lagringsenhet som fartøyet fører med seg anbringes på lasteområdet, mens minst en lagringsenhet fylt med fluid kan føres om bord i fartøyet for transport til losseområdet. På lasteområdet kan en tilsvarende bytteprosess foregå, idet minst en full lagringsenhet anbringes på losseområdet og minst en tom lagringsenhet føres om bord i fartøyet. Videre kan fluidets overføringshastighet til/fra lagringsenheten og/eller fartøyets overfartshastighet tilpasses slik at minst den lagringsenheten som skal overføres til/fra fartøyet er klar ved fartøyets ankomst. With this method of using the system, it is not necessary for the vessel to be present in the loading and unloading area during the transfer of the fluid to the storage units. The fluid can be continuously transferred to/from the storage units placed in the bodies of water respectively in the loading and unloading areas, as these will function as intermediate storage units which can then be taken directly on board or off board when the vessel calls. It will further be understood that the system can be utilized so that upon arrival at the loading area at least one empty storage unit that the vessel carries with it can be placed in the loading area, while at least one storage unit filled with fluid can be taken on board the vessel for transport to the unloading area. In the loading area, a similar exchange process can take place, with at least one full storage unit placed in the unloading area and at least one empty storage unit brought on board the vessel. Furthermore, the fluid's transfer speed to/from the storage unit and/or the vessel's crossing speed can be adjusted so that at least the storage unit to be transferred to/from the vessel is ready upon the vessel's arrival.

Det er en fordel med denne løsningen at lasting og lossing kan foregå med minimal tilstedeværelse av mannskap. Videre er det også fordelaktig at fartøyene ikke må tas ut av tjeneste for inspeksjon, reparasjon og vedlikehold av lagringsenhetene, da den nødvendige oppfølgingen av lagringsenhetene ikke må foregå på det enkelte fartøyet, men kan utføres når lagringsenhetene er frigjort fra fartøyet. Omvendt kan inspeksjon av fartøy foregå uten at lagringsenhetene er tilstede. An advantage of this solution is that loading and unloading can take place with minimal crew presence. Furthermore, it is also advantageous that the vessels do not have to be taken out of service for inspection, repair and maintenance of the storage units, as the necessary follow-up of the storage units does not have to take place on the individual vessel, but can be carried out when the storage units have been released from the vessel. Conversely, inspection of vessels can take place without the storage units being present.

Ved en alternativ anvendelse av systemet frigjøres lagringsenhetene kun på losseområdet og ikke på lasteområdet, eller alternativt kan lagringsenhetene frigjøres på lasteområdet, men ikke på losseområdet. Foretrukket vil det benyttes en anvendelse der minst en lagringsenhet frigjøres på losseområdet og byttes ut med minst en lagringsenhet som befinner seg på losseområdet slik det er beskrevet ovenfor, mens på lasteområdet foretas ikke denne operasjonen. Lagringsenhetene blir værende om bord i fartøyet og lastingen av fluid foregår på annet vis som eksempelvis gjennom en bøyekonstruksjon. Denne anvendelsen av systemet vil være spesielt aktuell dersom vær- og vindforholdene på lasteområdet er dårlige, slik det eksempelvis kan være i Nordsjøen, mens det på losseområdet kan være skjermede havneområder eller smult farvann og dermed gunstige forhold for å foreta en operasjon, der lagerenheter om bord på fartøyet byttes ut med lagerenheter som befinner seg i vannmassene. In an alternative application of the system, the storage units are only released in the unloading area and not in the loading area, or alternatively the storage units can be released in the loading area, but not in the unloading area. Preferably, an application will be used where at least one storage unit is released in the unloading area and replaced with at least one storage unit located in the unloading area as described above, while this operation is not carried out in the loading area. The storage units remain on board the vessel and the loading of fluid takes place in another way, for example through a buoy structure. This application of the system will be particularly relevant if the weather and wind conditions in the loading area are bad, as may be the case in the North Sea, for example, while in the unloading area there may be sheltered harbor areas or brackish waters and thus favorable conditions for carrying out an operation, where storage units about boards on the vessel are replaced with storage units located in the bodies of water.

Systemet skal nå beskrives med et eksempel med henvisning til vedlagte figurer der: The system will now be described with an example with reference to the attached figures where:

Figur la-ld viser fire alternative prinsippskisser av systemet i lasteområdet. Figures la-ld show four alternative principle sketches of the system in the loading area.

Figur 2 viser en prinsippskisse av systemet i losseområdet. Figure 2 shows a schematic diagram of the system in the unloading area.

Figur 3a og 3b er en forenklet prinsippskisse av en fremgangsmåte for anvendelse av systemet. Figures 3a and 3b are a simplified schematic diagram of a method for using the system.

Figur 4 viser en utførelse av lagringsenheten i perspektiv. Figure 4 shows an embodiment of the storage unit in perspective.

Figur 5 viser et planriss av lagringsenheten på figur 4. Figure 5 shows a plan view of the storage unit in Figure 4.

Figur 6 viser et utsnitt av planrisset som vises på figur 5. Figure 6 shows a section of the floor plan shown in Figure 5.

På figur la-ld vises et fartøy 1 på lasteområdet. Fartøyet er anordnet med minst en lagringsenhet vist ved 2. Det ses videre av figur la at en bøyekonstruksjon 3 av typen STL-bøyekonstruksjon er anordnet i fartøyets 1 skrog. Bøyekonstruksjonen omfatter en sentral del og en bøyedel. En rørforbindelse eller slange 4 er fastgjort til bøyekonstruksjonens sentrale del for overføring av fluid til fartøyet 1, ved at fluidet føres gjennom bøyekonstruksjonens sentrale del og videre via en svivelenhet som er anordnet til bøyekonstruksjonen og derfra gjennom slanger eller rør til lagring i lagringsenheten 2. Forankringsliner 3' er fastgjort til bøyekonstruksjonens sentrale del, og strekker seg derfra til forankring på havbunnen. Til bøyekonstruksjonens sentrale del er det roterbart lagret en ytre bøyedel som sørger for oppdrift til bøyekonstruksjonen og slangen 4. Videre er den ytre bøyedelen innrettet for innføring og løsgjørbar fastgjøring i fartøyets opptaksrom i fartøyets skrog. Når bøyekonstruksjonen er anordnet i opptaksrommet, kan fartøyet dreie med den ytre bøyedelen omkring den sentrale bøyedelen, under påvirkning av vind, bølger og havstrømmer. For nærmere beskrivelse av STL-bøyekonstruksjonen, se eksempelvis NO 175 419. Figures la-ld show a vessel 1 in the loading area. The vessel is provided with at least one storage unit shown at 2. It can also be seen from figure la that a buoy construction 3 of the STL buoy construction type is arranged in the vessel's 1 hull. The bending construction comprises a central part and a bending part. A pipe connection or hose 4 is attached to the central part of the buoy structure for the transfer of fluid to the vessel 1, in that the fluid is led through the central part of the buoy structure and further via a swivel unit which is arranged to the buoy structure and from there through hoses or pipes to storage in the storage unit 2. Anchor lines 3' is attached to the central part of the buoy structure, and extends from there to anchorage on the seabed. An outer bending part is rotatably stored to the central part of the buoy structure, which provides buoyancy for the buoy structure and the hose 4. Furthermore, the outer bending part is arranged for introduction and releasable fastening in the vessel's reception space in the vessel's hull. When the buoy construction is arranged in the recording space, the vessel can turn with the outer buoy part around the central buoy part, under the influence of wind, waves and ocean currents. For a detailed description of the STL bending construction, see, for example, NO 175 419.

Når fartøyet ankommer lasteområdet vil bøyekonstruksjonen 3 være nedykket, fartøyet benytter dynamisk posisjonering for å opprettholde sin posisjon, mens bøyekonstruksjonen 3 trekkes inn ved egnede inntrekkningsinnretninger i opptaksrommet i fartøyets skrog og fastgjøres her ved dertil egnede midler. When the vessel arrives at the loading area, the buoy structure 3 will be submerged, the vessel uses dynamic positioning to maintain its position, while the buoy structure 3 is retracted by suitable retracting devices into the reception space in the vessel's hull and fixed here by suitable means.

Som et alternativ til den her omtalte bøyekonstruksjonen, benyttes en ren slangeoverføring der slangen 4 fiskes opp fra sjøen, trekkes over fartøyets rekke og festes til en egnet innfestningsanordning om bord på fartøyets dekk. Dette vises på figur la. As an alternative to the buoy construction mentioned here, a pure hose transfer is used where the hose 4 is fished up from the sea, pulled over the vessel's line and attached to a suitable fastening device on board the vessel's deck. This is shown in figure la.

På figur la og lb ses videre en produksjonsenhet 5 som står i forbindelse med en brønn 6 ved et produksjonsrør 7 som fører en brønnstrøm til produksjonsenheten 5. Brønnen 6 er forbundet med et reservoar 6' for naturgass. Brønnstrømmen behandles på produksjonsenheten 5 og fluid som eksempelvis naturgass overføres fra produksjonsenheten 5 direkte til fartøyet 1 gjennom en slange 4 som er forbundet til bøyekonstruksjonen 3, slik dette vises på figur la. På figur la vises som et alternativ til overføring av fluid gjennom bøyekonstruksjon, at en slange 4' kan trekkes over fartøyets 1 rekke og kobles til en konstruksjon på fartøyets dekk for overføring av fluid til lagringsenhetene 2 som inngår i fartøyets lagringsanlegg. Figures la and lb also show a production unit 5 which is connected to a well 6 by a production pipe 7 which leads a well stream to the production unit 5. The well 6 is connected to a reservoir 6' for natural gas. The well stream is processed on the production unit 5 and fluid such as natural gas is transferred from the production unit 5 directly to the vessel 1 through a hose 4 which is connected to the buoy structure 3, as shown in figure la. Figure 1a shows as an alternative to the transfer of fluid through a bending structure, that a hose 4' can be pulled over the vessel's 1 row and connected to a structure on the vessel's deck for the transfer of fluid to the storage units 2 which are part of the vessel's storage facility.

I følge en alternativ utførelse av oppfinnelsen kan naturgassen overføres fra produksjonsenheten til en mellomlagringstank S gjennom slange 9, slik dette vises på figur lb. Ved behov kan naturgassen så overføres fra mellomlagringstanken 8 til fartøyet 1 gjennom slangen 4. According to an alternative embodiment of the invention, the natural gas can be transferred from the production unit to an intermediate storage tank S through hose 9, as shown in figure 1b. If necessary, the natural gas can then be transferred from the intermediate storage tank 8 to the vessel 1 through the hose 4.

På figur lc vises en alternativ utførelse av systemet der brønnstrømmen kan overføres direkte fra brønnen 6 til fartøyet 1 gjennom slangen 4. På figur Id vises som et alternativ at brønnstrømmen overføres fra brønnen 6 til mellomlagringstanken 8 og ved behov derfra til fartøyet 1. Figure lc shows an alternative version of the system where the well flow can be transferred directly from the well 6 to the vessel 1 through the hose 4. Figure Id shows as an alternative that the well flow is transferred from the well 6 to the intermediate storage tank 8 and, if necessary, from there to the vessel 1.

På figur lb og ld er det vist en mellomlagringstank 8, det skal nevnes at antall mellomlagringstanker 8 kan varieres etter behov og at mellomlagringstanken også kan anbringes på havbunnen eller flytende i vannoverflaten, eller kombineres med en flytende eller fast plattform. Figures lb and ld show an intermediate storage tank 8, it should be mentioned that the number of intermediate storage tanks 8 can be varied as needed and that the intermediate storage tank can also be placed on the seabed or floating in the water surface, or combined with a floating or fixed platform.

På figur 2 vises fartøyet 1 på losseområdet. Lossingen kan foregå ved at det benyttes en bøyekonstruksjon 15 fortrinnsvis en STL-bøyekonstruksjon, se omtale av denne tidligere i beskrivelsen. Alternativt kan det benyttes en slange 18 som trekkes om bord i fartøyet tilsvarende slik det beskrives under omtalen av figur la. Fluidet kan overføres fra fartøyet 1 gjennom en slange 16 eller 18 til en mottaksterminal 17 som er anordnet i en avstand fra land. Mottaksterminalen 17 er på figur 2 vist utformet som en flytende konstruksjon, men kan også anordnes slik at den er anordnet på en struktur som hviler på havbunnen. I følge en utførelse av oppfinnelsen føres fluidet videre illustrert ved 20, til et eksisterende ledningsnettverk som har en viss lagringskapasitet, fordi rørledningene som inngår i ledningsnettverket er av en slik lengde at disse i seg selv har en stor lagringskapasitet. Alternativ kan fluid overføres direkte til land uten at det benyttes en mottaksterminal, fluidet kan alternativt føres direkte i ledningsnett på land eller kan føres til midlertidig lagring på land. Figure 2 shows vessel 1 in the unloading area. Unloading can take place by using a bending structure 15, preferably an STL bending structure, see discussion of this earlier in the description. Alternatively, a hose 18 can be used which is pulled on board the vessel correspondingly as described in the description of figure la. The fluid can be transferred from the vessel 1 through a hose 16 or 18 to a receiving terminal 17 which is arranged at a distance from land. The receiving terminal 17 is shown in Figure 2 designed as a floating structure, but can also be arranged so that it is arranged on a structure that rests on the seabed. According to one embodiment of the invention, the fluid is further illustrated at 20, to an existing pipeline network which has a certain storage capacity, because the pipelines that are part of the pipeline network are of such a length that these themselves have a large storage capacity. Alternatively, fluid can be transferred directly to land without the use of a receiving terminal, the fluid can alternatively be fed directly into a pipeline on land or can be taken to temporary storage on land.

På figur 3a og 3b vises et eksempel på en fremgangsmåte for anvendelse av systemet, der fartøyets lagringsenheter 2 er anordnet løsgjørbart til fartøyet. Figures 3a and 3b show an example of a method for using the system, where the vessel's storage units 2 are arranged detachably to the vessel.

På figur 3a vises fartøyet 1 på lasteområdet der en tom lagringsenhet 2a er frigjort fra fartøyet 1 og ført ut i vannet, der den skal kobles til en slange 9a for overføring av fluid fra produksjonsenheten 5. På figur 3a vises med piler at lagringstankene kan trekkes inn og ut av fartøyet ved fartøyets akterende eller baugparti. Lagringsenheten 2b som før fartøyets ankomst er fylt med fluid ved slangeforbindelsen 9a, overføres til fartøyet 1 og transporteres til losseområdet. In figure 3a, the vessel 1 is shown in the loading area where an empty storage unit 2a has been released from the vessel 1 and taken out into the water, where it is to be connected to a hose 9a for transferring fluid from the production unit 5. In figure 3a it is shown with arrows that the storage tanks can be pulled in and out of the vessel at the stern or bow of the vessel. The storage unit 2b, which before the vessel's arrival is filled with fluid at the hose connection 9a, is transferred to the vessel 1 and transported to the unloading area.

På figur 3b befinner fartøyet seg på losseområdet og lagringsenheten 2b er frigjort fra fartøyet og ført ut i vannet. Lagringsenheten 2b kobles til slangen 16a og fluidet overføres så til mottaksterminalen 17. Den tomme lagringsenheten 2c ble tømt for fluid gjennom slangen 16a før fartøyet anløp losseområdet. Den tomme lagringsenheten 2c føres om bord i fartøyet 1 og transporteres til lasteområdet der lagringsenheten 2c igjen kan fylles. In Figure 3b, the vessel is in the unloading area and the storage unit 2b has been released from the vessel and taken out into the water. The storage unit 2b is connected to the hose 16a and the fluid is then transferred to the receiving terminal 17. The empty storage unit 2c was emptied of fluid through the hose 16a before the vessel arrived at the unloading area. The empty storage unit 2c is taken on board the vessel 1 and transported to the loading area where the storage unit 2c can be filled again.

Både på laste- og losseområdet kan fluid overføres til flere lagringsenheter samtidig ved at det benyttes flere overføringslanger knyttet henholdsvis til produksjonsenheten 5 og mottaksterminalen 17. Med dette sikres en effektiv overføring av fluid, der det ikke er nødvendig å avbryte fluidoverføringen fordi fartøyet må forlate laste- eller losseområdet når fartøyets lagringsanlegg henholdsvis er fullt eller tomt. Both in the loading and unloading area, fluid can be transferred to several storage units at the same time by using several transfer hoses connected respectively to the production unit 5 and the receiving terminal 17. This ensures an efficient transfer of fluid, where it is not necessary to interrupt the fluid transfer because the vessel has to leave cargo - or the unloading area when the vessel's storage facilities are respectively full or empty.

På figur 4 vises et eksempel på en utførelse av lagringsenheten 2, der celle strukturens delsylinderformede celler vises ved 30 og endeavslutningene utgjøres av delsylindriske skall 31, plateavslutninger 31b og overgangssektorer 31c. Figure 4 shows an example of an embodiment of the storage unit 2, where the semi-cylindrical cells of the cell structure are shown at 30 and the end terminations are made up of semi-cylindrical shells 31, plate terminations 31b and transition sectors 31c.

Figur 5 viser et planriss av lagringsenheten 2 slik den vises på figur 4 der cellestrukturen eksempelvis er utformet med indre kvadratiske celler 32 og delsylinderformede celler 30. På figur 5 vises åpninger 33 som er utformet i celleveggen mellom cellene for å oppnå trykkutjevning i cellestrukturen. Figure 5 shows a plan view of the storage unit 2 as shown in Figure 4 where the cell structure is, for example, designed with inner square cells 32 and semi-cylindrical cells 30. Figure 5 shows openings 33 that are formed in the cell wall between the cells to achieve pressure equalization in the cell structure.

Videre viser figur 6 et utsnitt av figur 5, der de geometriske parametrene som ifølge kravsettet definerer veggtykkelser ti, sylinderveggradier R-, og systembredder Dj er anvist. Det vises til kravsettet og den generelle delen av beskrivelsen for en nærmere angivelse av hvordan cellestrukturen tilveiebringes. Furthermore, figure 6 shows a section of figure 5, where the geometric parameters which, according to the set of requirements, define wall thicknesses ti, cylinder wall radii R-, and system widths Dj are indicated. Reference is made to the set of requirements and the general part of the description for a more detailed description of how the cell structure is provided.

For nærmere beskrivelse av cellestrukturen skal det vises til patentsøknader som samtidig er innlevert i Norge: "Cellestruktur for bruk i trykksatte konstruksjoner" med patentsøknadsnummer NO 2002 3285, "Cellestmkturtank" med patentsøknadsnummer NO 2002 3286, "Rosettank for lagring av fluid under trykk" med patentsøknadsnummer NO 2002 3288. For a more detailed description of the cell structure, reference should be made to patent applications that have been filed at the same time in Norway: "Cell structure for use in pressurized constructions" with patent application number NO 2002 3285, "Cellestmkturtank" with patent application number NO 2002 3286, "Rosette tank for storage of fluid under pressure" with patent application number NO 2002 3288.

Det vil være opplagt for fagmannen at ulike modifikasjoner av systemet og dets komponenter, samt utnyttelsen av dette kan foretas innenfor rammen av de vedlagte patentkravene. It will be obvious to the person skilled in the art that various modifications of the system and its components, as well as the utilization thereof, can be carried out within the framework of the attached patent claims.

Claims

1. System for transferring pressurized fluid when using a vessel, where the system comprises a loading stage, a transport stage and an unloading trimr, - in the offshore loading area, fluid is transferred to at least one storage facility, where the storage facility either includes at least one storage unit on board the vessel, or at least one storage unit arranged floating or semi-submersible in the sea, where the smallest one storage unit is brought on board the vessel after the fluid has been transferred, -the fluid is kept under pressure in the storage facility during transport to the unloading area, -the fluid is transferred in the unloading area from the vessel to a receiving facility that is arranged for receiving pressurized fluid characterized in that the -storage unit has an internal cell structure design where the internal pressure in the cell structure is pressure equalized, the cell structure including internal and external cells being seen as a whole and provided so that the internal stress state for the cell walls has an ideal state of membrane forces where bending forces are absent by - geometric parameters are established that fully define the cell structure in the form of wall thicknesses tj, cylinder wall radii Rj and system widths Dj, - some primary variables are selected from among the geometric parameters, - based on the principle of equilibrium and deformation compatibility, the dependency relationship between the selected geometric primary variables and the remaining geometric parameters is established the parameters so that the cell structure is deformed with the same geometric scaling factor throughout the entire cell structure - the value of the primary variables is determined from the conditions of use for the cell construction such as pressure, material selection, and the additional parameters re is determined based on the dependency relationship.

2. System according to claim 1, characterized by the fact that in the loading area the fluid is transferred to the vessel from an offshore production unit, from a well, from an intermediate storage unit which can be floating or submerged and which has the fluid transferred from the well or production unit.

3. System according to claim 1 or 2, characterized by that the fluid is treated in accordance with given requirements specifications; on structures such as the offshore production unit, in the intermediate storage unit, on the vessel, during the fluid transfer between these structures, or after unloading.

4. System according to one of the preceding claims, characterized by that the fluid is transferred to or from the vessel either through at least one pipe connection, which is connected to at least one buoy structure which may be submersible, and which is led to a facility in a cavity in the vessel's hull for transferring fluid to the vessel, or through a hose that is fished up from the sea , is pulled over the vessel's row and attached to a suitable fastening device on board the vessel's deck.

5. System according to one of the preceding claims, characterized in that the storage facility is equipped with a common filling opening/draining opening and/or at least one filling opening/draining opening for each storage unit.

6. System according to one of the preceding claims, characterized in that the cell structure comprises inner cells with a square, rectangular, hexagonal or triangular cross-sectional pattern or a combination of these patterns and outer semi-cylindrical cells.

7. System according to one of the preceding claims, characterized by the fact that the fluid in the unloading area is transferred from the vessel to the receiving facility which consists of a receiving terminal that is fixed or floating and that is connected to an existing pipeline network so that the fluid can be fed directly into the pipeline network or that the fluid is fed away from the receiving terminal in other ways.

8. System according to one of the preceding claims, characterized in that the individual storage unit is releasably arranged in the vessel and is possibly equipped with buoyancy elements or otherwise has buoyancy so that the storage unit can possibly float in and out of the vessel.

9. Method for using the system according to one of claims 1-9, characterized in that the following steps are repeated a) at least one storage unit with fluid is taken from the loading area and on board the vessel when the vessel is in the loading area, b) at least one storage unit with fluid is transported with the vessel from the loading area to the unloading area, c) on arrival at the unloading area the storage unit is released from the vessel and placed in the unloading area for further distribution of the fluid, c) at least one empty storage unit located in the unloading area is placed on board the vessel and transported back to the loading area, d) at least the empty storage unit is placed in the loading area and filled with fluid for later collection.

10. Method for using the system according to one of claims 1-9, characterized in that at least one of the storage units is released either in the loading area or the unloading area.