WO2023063848A1 - Интегрированный производственный комплекс на основании гравитационного типа (огт) - Google Patents

Интегрированный производственный комплекс на основании гравитационного типа (огт) Download PDF

Info

Publication number
WO2023063848A1
WO2023063848A1 PCT/RU2022/000287 RU2022000287W WO2023063848A1 WO 2023063848 A1 WO2023063848 A1 WO 2023063848A1 RU 2022000287 W RU2022000287 W RU 2022000287W WO 2023063848 A1 WO2023063848 A1 WO 2023063848A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gbs
compartments
cdp
ballast
modules
Prior art date
Application number
PCT/RU2022/000287
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Леонид Викторович МИХЕЛЬСОН
Валерий Николаевич РЕТИВОВ
Сергей Геннадьевич СОЛОВЬЕВ
Original Assignee
Публичное акционерное общество "НОВАТЭК"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "НОВАТЭК" filed Critical Публичное акционерное общество "НОВАТЭК"
Priority to CA3234034A priority Critical patent/CA3234034A1/en
Priority to CN202280068372.0A priority patent/CN118103567A/zh
Publication of WO2023063848A1 publication Critical patent/WO2023063848A1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B17/02—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor placed by lowering the supporting construction to the bottom, e.g. with subsequent fixing thereto
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D27/00—Foundations as substructures
    • E02D27/32—Foundations for special purposes
    • E02D27/52—Submerged foundations, i.e. submerged in open water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J1/00—Processes or apparatus for liquefying or solidifying gases or gaseous mixtures

Definitions

  • the invention relates to industrial facilities and can be used in the creation of industrial complexes for the processing of hydrocarbon raw materials, storage and shipment of products of its processing, for the production of liquefied natural gas, ammonia, methanol, hydrogen on gravity-type bases (OGT).
  • OGT hydrogen on gravity-type bases
  • LNG plants natural gas liquefaction plants
  • LNG plants are usually located in the coastal zone to enable sea transportation of products.
  • the plant includes, among other things, an LNG storage tank farm and an LNG offloading berth, also on a pile foundation.
  • the LNG plant and tank farm are located on the sea coast, and the berth for loading LNG with the necessary technological equipment is located in the coastal waters.
  • the LNG plant, tanks and offloading jetty are connected by pipelines placed on racks on a pile on which LNG is pumped to the berth for shipment to specialized gas carriers.
  • the necessary infrastructure is created at the construction site for the delivery of personnel, construction materials and supplies, the accommodation of construction workers, the storage of materials and the operation of construction equipment, including temporary roads, all necessary engineering systems and infrastructure facilities.
  • preparing the infrastructure for construction requires a significant investment of time and money.
  • the LNG plant is part of a floating installation for the production, treatment and liquefaction of natural gas, storage and offloading of LNG.
  • the Floating LNG Production, Storage and Offloading (FLNG) unit is used for the development of offshore natural gas fields and is installed offshore, directly on the field, by means of an anchor and/or mooring system.
  • FLNG Floating LNG Production, Storage and Offloading
  • CDP LNG plant Another option is a CDP LNG plant.
  • a technical solution is known (WO 2015/039169 A1, published on March 26, 2015), according to which a CDP production plant, or a regasification plant, or a gas-fired power plant, is located on a CDP installed on the seabed on distance from 5 to 200 or more kilometers from the coast, where there are natural depths sufficient for the movement of gas tankers.
  • the GBS plays the role of a berthing facility for tankers, and one or more LNG storage tanks are located inside the GBS.
  • the CDP is connected to the shore by a pipeline laid along the bottom of the water area or along an overpass.
  • the topside structure with process equipment is located on the GBS deck. On the GBS deck, there is a reserve space for placing additional equipment when expanding production.
  • the spare space on the GBS deck requires an increase in the size of the structure, the area of which will be used only partially until the installation of additional equipment.
  • the GBS is not protected from external influences such as ice and emergency ship's bulk.
  • the CDP includes: an outer box-shaped steel caisson, the lower surface of which is mounted on a support surface provided on the bottom of the coastal seabed; an inner steel box in the form of a box, having a space for accommodating liquefied gas and installed inside the outer steel box with a minimum clearance; upper deck mounted on an external steel caisson; wall of a waterproof insulating plate installed on the inner surfaces of the inner steel caisson and the upper deck and insulating liquefied gas; liquefied gas production plant and unloading plant installed on the upper deck; and a solid ballast filling the space formed by the gap between the outer and inner steel caissons, which creates a force of gravity and is immovably fixed after immersion on the landing surface.
  • the steel case of the CDP is more susceptible to corrosion and therefore less durable.
  • the steel casing of the CDP must have a significant thickness, which increases the metal consumption of the structure.
  • the GBS is not protected from such external influences as ice impact and ship's emergency bulk.
  • CDP in the form of a parallelepiped has a large draft during transportation to the installation site, which makes it impossible to transport through shallow water areas.
  • the closest to the proposed production complex is an offshore installation for processing natural gas based on gravity type (OGT - gravity-based structure - GBS) (WO W02021/106151 Al, published 06/03/2021), containing GBS in the form of a rectangular parallelepiped, which has an upper and lower rectangular slabs and inside which are vertical walls and an intermediate horizontal slab, on which in one compartment there is a tank or tanks for liquefied gas, also inside the GBS there is a ballast compartment, made along the entire length of the GBS, and topside modules are installed on the top plate of the GBS on supports.
  • Space for LNG pumps to be removed from tanks for replacement, repair or maintenance is provided on the top plate between the modules or in recesses made in the GBS top plate.
  • the technical problem solved by the invention is as follows. Given the increasing share of hydrocarbons produced from fields in the Arctic, there is an urgent need to develop a new efficient production complex for the processing of hydrocarbon raw materials, adapted for use in the Arctic, in water areas with an ice regime.
  • an integrated production complex based on a gravity type containing a gravity-type base (CGT), modules of the upper structure located on it, in which technological equipment is located, the GBS has rectangular top and bottom plates, an intermediate horizontal plate, internal vertical walls, at least one compartment in which tanks for hydrocarbons and/or products of their processing are located, and at least one ballast compartment, and on the top plate of the GBS there are supports on which topside modules are installed, while, according to the invention , CDP has a central part and a protruding part, the central part has the shape of a rectangular parallelepiped with the specified upper plate, and the protruding part of the CDP is located on the sides of the central part along its entire perimeter and has vertical outer walls, the specified lower plate is common to the protruding and central parts CDP, and the height of the protruding part is less than the height of the central part, while the central part of the GBS has internal longitudinal and transverse walls forming compartments, in part of which
  • auxiliary equipment can be located in the part of the compartments formed by the internal longitudinal and transverse walls of the central part of the GBS.
  • longitudinal and transverse walls are located between the intermediate horizontal slab and the bottom slab, forming additional ballast compartments.
  • piping and cable communications are located in the space between the top plate and the lower parts of the topside modules.
  • the presence of the protruding part of the CDP increases the buoyancy of the CDP and the entire structure and reduces its draft during transportation to the installation site.
  • ballast compartments on the periphery of the CDP in its protruding part simplifies the balancing of the CDP, that is, setting the CDP on an even keel, without roll and trim.
  • the increased width of the lower part of the GBS increases the stability of the entire structure at the stage of its transportation, which makes it possible to install a topside structure of greater height and weight on the GBS.
  • the protruding part of the GBS protects the central part from the impact of ice and emergency bulk of the vessel.
  • the protruding part can serve as the basis for the pier.
  • FIG. 1 shows a diagram of the integrated production complex at the GBS, top view.
  • FIG. 2 is a cross section along A-A in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a longitudinal section along B-B in Fig. 1.
  • FIG. 4 is a longitudinal section along B-B in FIG. 1.
  • FIG. 5 layout of the main compartments of the CDP.
  • FIG. 6 is a diagram of the arrangement of vertical walls in the section G-D in FIG. 2.
  • FIG. 7 is a diagram of the arrangement of vertical walls in the section D-D in Fig. 2.
  • FIG. 8 diagram of the location of the supports of the modules of the upper structure on the upper plate of the GBS.
  • FIG. 9 diagram of the supporting structures of the upper structure.
  • An integrated production complex based on the gravity type is a technical device of complete factory readiness, which is a set of technological, engineering and auxiliary equipment for the production, storage and shipment of liquid hydrocarbons or ammonia, power generation, as well as storage of auxiliary substances and materials.
  • An example of such a complex is a liquefied natural gas (LNG) plant.
  • the integrated production complex at the GBS is manufactured at a specialized enterprise and delivered to the location by towing in a floating state.
  • the GBS is installed on a specially prepared base at the bottom of a water body, which can be a sea, lake, river or reservoir.
  • a bottom fastening in the form of gabions or other products of a similar purpose can be installed on the bottom around the GBS.
  • CDP is installed at a specialized berthing embankment and is connected to the shore by means of overpasses and bridges, which ensures the laying of communications to the shore without the use of underwater pipelines and / or extended surface overpasses, easy access to the production complex and the possibility of quick evacuation of personnel.
  • Overpasses and bridges for connection with the shore are installed after the installation of an integrated production complex at the site of operation. Placement close to the coastline provides integration with onshore facilities, including a hydrocarbon field, which is a source of raw materials for the production complex. Prior to the installation of the GBS, the quay can be used for the delivery of goods, for example, for the development of a hydrocarbon field and the construction of onshore facilities.
  • One of the options for the proposed integrated production complex at the GBS can be a plant for generating electricity using thermal energy released by burning natural gas.
  • Such complexes can receive liquefied natural gas (LNG) from special gas carriers, store it, regasify it and process it into electricity.
  • LNG liquefied natural gas
  • the main elements of the production line are the base gravity type (OGT) and the topside - technological equipment in a modular design (Fig. 1 - 4).
  • CDP is a three-dimensional reinforced concrete structure that serves as a storage facility for extracted and processed raw materials, as well as auxiliary substances and materials, which serves as the basis for the upper structure of the production complex and is designed to be installed at the bottom of a water body under its own weight.
  • the central part 1 of the CDP has the shape of a rectangular parallelepiped and has a top plate 2.
  • the central and protruding parts 1 and 3 of the CDP have a common lower foundation plate 4, and the height of the protruding part 3 is less than the height of the central part 1 of the CDP.
  • the central part 1 of the CDP is divided into sections by vertical longitudinal and transverse walls 5 (Fig. 5 - 7). Part of the compartments, for example, compartments 6, are used to store mined and processed raw materials, and part of the compartments, for example, compartments 7 - to accommodate water ballast.
  • the protruding part 3 of the CBS is divided by vertical walls 5 perpendicular to its outer walls into compartments, while the compartments 8 located along the longer sides of the CBS are also included in the ballast system.
  • Reinforced concrete supports 9 are located on the upper slab of the CDP 2, on which modules 10 of the upper structure are installed.
  • CDP has the ability to be in a floating state during transportation across the water area to the installation site of the integrated production complex and can withstand the impact of ice in the water area with ice regime.
  • the transition of the CDP from a floating state to a stationary one at the place of installation on the base 11 is ensured by filling the ballast compartments 7, 8 with water.
  • the external dimensions of the GBS may vary depending on the purpose of the production complex, for example, for an LNG plant, the dimensions of the GBS (together with the protruding part 3) can be - length 324 m, width 154 m, height 30.2 m. is 300 m, width 108 m, height 30.2 m.
  • the protruding part 3 on the sides of the GBS has a width of 22 m, at the ends of the GBS - 12 m.
  • the height of the protruding part 3 is 13.75 m.
  • the main space-planning solutions for GBS structures are determined by technological parameters, as well as internal and external loads acting on the GBS structure, taking into account their most negative possible combination.
  • the central part of the CDP 1 has the shape of a rectangular parallelepiped and includes the main supporting structures, in the form of vertical walls 5 (longitudinal and transverse) and horizontal plates (upper plate 2, lower foundation plate 4 and intermediate base plate 13 under the main tanks 12 for storing hydrocarbons and/ or products of their processing.
  • the supporting structures provide the necessary spatial rigidity of the GBS frame, including during the transportation of the integrated production complex and its stay afloat until the installation.Reinforced concrete walls also ensure the division of the GBS into compartments in accordance with their functional purpose.
  • Some of the transverse walls 5 can be made not solid, but with rectangular slot in the central part, and are actually stiffeners.
  • Reinforced concrete walls also play the role of load-bearing structures that transfer the load from the topside to the base plate 13 and the base 11, so the topside supports 9 are located above the intersections of the vertical longitudinal and transverse walls 5 of the CDP.
  • the upper plate 2 CDP has slopes from the central longitudinal line to the edges to remove precipitation and technological spills.
  • the design of the top plate 2 is designed for explosion loads in case of emergencies. In the event that cryogenic liquids are involved in the technological process, in order to protect the upper plate 2 from the spillage of cryogenic media, steel with increased cold resistance characteristics is used as reinforcement.
  • a horizontal base plate 13 is provided, located between the upper and lower foundation plates 2 and 4.
  • the longitudinal and transverse walls 14 located under this plate 13 ensure the transfer of loads to the lower foundation plate 4 and spatial rigidity of the structure.
  • the main material of the central part of GBS 1 is reinforced concrete, based on modified concrete of normal density with prestressed reinforcement.
  • the protruding part 3 of the CDP is located along the perimeter of the central part of the CDP 1 and forms a single structure with it. On the sides of the protruding part 3 are mainly ballast compartments 8 (Fig. 5), on the end - auxiliary and engineering compartments 15.
  • the protruding part 3 of the CDP performs the following main functions:
  • ballast compartments 8 intended mainly for balancing the CDP, which ensures that the CDP is afloat on an even keel, without roll and trim;
  • the protruding part 3 will be able to receive and absorb the main impact energy, eliminating damage to the main volume of the CDP frame, which ensures the safety and integrity of the main tanks 12 and the supporting structures of the base of the upper structure; placement of auxiliary technological and offshore equipment that ensures the mooring of tankers and the shipment of liquid hydrocarbons.
  • Tanks for storage of liquid hydrocarbons and/or products of their processing are located in GBS compartments and are intended for storage of products produced by the integrated production complex.
  • storage tanks for raw materials, intermediate products of processing and consumables can also be provided.
  • tanks 12 Fig. 5
  • membrane-type tanks are used.
  • a tank 12 is installed, consisting of a metal membrane made of stainless steel or Invar (iron-nickel alloy), separated from the concrete structures by a layer of thermal insulation.
  • the thermal insulation layer is located directly on the upper and intermediate base plates 2 and 13 and the walls of the GBS, transferring the loads from the tank 12 and the liquid contained in it to the specified building envelope.
  • the slabs and walls of the GBS are the supporting structures of the membrane tanks, forming a single structure with them.
  • the bottom and side surfaces of the membrane tanks 12 contain a secondary barrier in the form of an additional membrane installed inside the thermal insulation layer.
  • compartments 17 GBS For storage of condensate and other liquid hydrocarbons that do not require maintenance of low temperatures, concrete compartments 17 GBS can be used, the enclosing structures of which play the role of a protective barrier. Part of the compartments 7 can be used both for filling with ballast and for storing condensate and other liquid hydrocarbons that do not require maintaining low temperatures.
  • the height of the water cushion in compartment 7 can be either constant or variable.
  • the height of the water cushion is a constant value, for example, two meters, regardless of the amount of condensate or other liquid hydrocarbon in the compartment.
  • the change in the volume of condensate in compartment 7 is compensated by the change in the volume of the nitrogen cushion.
  • the height of the water cushion is changed so that compartment 7 is constantly filled with liquid.
  • As compartment 7 is filled with condensate or other liquid hydrocarbon part of the water is removed from it using an active ballast system. When the level of stored hydrocarbon decreases, an additional volume of water is supplied to compartment 7.
  • Compartments 6 for storing large volumes of hydrocarbons are located in the central part of the GBS 1.
  • Smaller compartments as tanks for example, for diesel fuel, hot oil and glycol solution
  • self-supporting tanks are also used in GBS compartments (in the central part 1 or in the protruding part 3).
  • self-supporting tanks are used for waste water, demineralized water, fresh water, wash water, absorbent, butane and propane.
  • Auxiliary and engineering compartments 16 in the central part 1 of the CDP are located on the sides of the main compartments 6 for storing hydrocarbons and in the center between them. These compartments 16 are intended for technological needs, placement of equipment, tanks of technical liquids, as well as access and evacuation routes for personnel. The presence of dry compartments 16 along the perimeter of the main compartments 6 for storing hydrocarbons allows you to inspect the outer surfaces of the enclosing walls of the tanks 12 for storing hydrocarbons.
  • Auxiliary and engineering compartments 15 are also located in the protruding part 3 of the CDP. These compartments 15 are intended for technological needs, placement of equipment and containers of technical liquids.
  • Engineering equipment includes: power supply system, including substations; heating, ventilation, air conditioning (HVAC) systems; ballast water heating and recirculation system; water supply and sanitation systems; pumps and pipelines of the fire extinguishing system; foam fire extinguishing system blocks; system of electrochemical protection against corrosion; communication and warning systems and a video surveillance system.
  • HVAC heating, ventilation, air conditioning
  • ballast water heating and recirculation system water supply and sanitation systems
  • water supply and sanitation systems pumps and pipelines of the fire extinguishing system
  • foam fire extinguishing system blocks system of electrochemical protection against corrosion
  • Most of the engineering equipment is located on the top plate 2 and / or modules 10, the rest - in the engineering compartments 15.
  • Auxiliary compartments 15 can remain empty, they are ladders and manholes for access inside.
  • Support 9 modules of the topside on the top plate 2 CDP provide the perception of support reactions on the main load-bearing structures of the CDP from the topside modules 10.
  • the supports are made in the form of reinforced concrete pylons with caps to accommodate embedded parts.
  • Special spacers 18 (FIG. 9) are used at the interface between CDP supports 9 and topside modules 10 to ensure free rotation and movement in predetermined directions to compensate for thermal expansion of topside modules 10.
  • the location of the supports 9 in the plan is determined based on the intersection of the load-bearing walls 5 of the CDP, which ensures the distribution of loads from the modules 10 of the upper structure.
  • the height of the supports 9 is chosen in such a way as to provide sufficient space 19 between the top plate 2 of the GBS and the lower part of the modules 10 of the topside for placing pipeline and cable communications between the topside and equipment in the compartments of the GBS and for moving people and equipment along the top plate 2 of the GBS.
  • the CDP ballast system includes internal ballast compartments 7, internal ballast compartments 20 under the base plate 13, formed by vertical walls 14, and external ballast compartments 8, located respectively in the central part of the CDP 1 and in the protruding part 3 of the CDP.
  • a recirculation and ballast heating system is provided. Used to heat water in ballast compartments recovered heat from the exhaust gases of gas turbines installed on topside modules 10 .
  • the ballast system performs two main functions:
  • CDP balancing i.e. setting the CDP on an even keel, without heel and trim while afloat by compensating with the help of water ballast for the deviation of the center of gravity of the structure from its geometric center.
  • the upper structure, on which the process equipment is located is composed of 10 modules.
  • the number of modules 10 is determined at the design stage of the production complex.
  • the location of the modules on the GBS is taken taking into account their mass in order to ensure that the center of gravity of the production complex is located near the geometric center of the GBS, in order to reduce the volume of ballast water required to balance the structure while afloat.
  • Modules 10 of the upper structure are a three-dimensional steel frame-and-frame structure, saturated with technological equipment and equipment of the electrical system, automation systems, etc.
  • topside modules 10 do not differ from topside modules sold in the oil and gas industry.
  • the composition of the equipment depends on the purpose of the integrated production complex. For example, at the LNG plant, 10 modules house process units for the purification and preparation of raw gas, equipment for gas liquefaction, LNG shipment to gas tankers, as well as auxiliary equipment and utilities.
  • each module 10 includes several tiers (decks).
  • the main tier 24 for all modules 10 is located at the same height, making it possible to combine escape routes and cargo movement routes through the entire superstructure, which makes it possible to reduce the load on the CDP top plate 2.
  • the remaining tiers of modules 10 of the upper structure vary in height depending on the equipment and functionality of the module.
  • Berth 25 for offloading liquid hydrocarbons is integrated with the structure of the GBS and topsides.
  • fenders and a technological platform with standers and other marine and process equipment are installed to ensure the shipment of liquid hydrocarbons.
  • the berth 25 can also be used to unload liquid hydrocarbons from the tanker. If the integrated production facility at the GBS is a power generation facility, the main purpose of the berth is to receive LNG from LNG carriers.
  • the division of the GBS into compartments is provided in accordance with its functional purpose, including depending on specialization of the integrated production complex.
  • three types of compartments are provided in the GBS - ballast, hydrocarbon storage, auxiliary and engineering.
  • the central part 1 of the GBS includes six main compartments (FIG. 5).
  • Two compartments 6 along the center line of the GBS are designed for storing hydrocarbons, four side compartments 7 can be used as ballast compartments and as additional compartments for storing hydrocarbons, for example, condensate. If a "wet" method of storing hydrocarbons with a variable water level is used, compartments 7 are both ballast and storage tanks for hydrocarbons and/or products of their processing. Between the main compartments 6, 7 are auxiliary and engineering compartments 16, as well as additional compartments 17 for storing hydrocarbons.
  • ballast compartments 20 Under the main compartments 6 for storing hydrocarbons between the bottom plate 4 and the base plate 13 of the main tanks 6, 7 for storing hydrocarbons are additional ballast compartments 20 (Fig. 2, Fig. 4).
  • Ballast compartments 8 and auxiliary and engineering compartments 15 are located in the protruding part 3 of the GBS (Fig. 5). 15.
  • FIG. 2-4 shows the bottom 29 of the water body and the water level 30 therein.
  • the compartments may be separated by transverse walls.
  • openings for the overflow of ballast water are provided in the walls inside the ballast compartments, and in the engineering and auxiliary bulkheads compartments - passages for personnel and slots for laying communications.
  • the integrated production complex is connected to the shore on the basis of the gravity type by two overpasses 26, along which pipelines and cable routes are laid, as well as by three evacuation bridges 27, through which personnel are moved, and, if necessary, evacuated.
  • Flyovers and bridges are steel bridge structures mounted on supports. On the one hand, the supports are located on the upper slab 2 of the CDP, on the other hand, on the berthing embankment 28.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Изобретение относится к производственным комплексам по переработке, хранению и отгрузке углеводородного сырья на основаниях гравитационного типа (ОГТ). Интегрированный производственный комплекс содержит ОГТ и расположенные на нем модули (10) верхнего строения для технологического оборудования. ОГТ имеет прямоугольные верхнюю и нижнюю плиты (2) и (4), промежуточную горизонтальную плиту (13) и вертикальные стены (5). На верхней плите ОГТ расположены опоры (9) для установки модулей (10) верхнего строения. ОГТ имеет центральную часть в форме прямоугольного параллелепипеда с указанной верхней плитой и выступающую часть (3), расположенную с боковых сторон центральной части по всему ее периметру. Плита (4) является общей для выступающей и центральной частей ОГТ, а высота выступающей части (3) меньше высоты центральной части. Центральная часть ОГТ имеет отсеки (6), (7) для резервуаров (12) и балластные отсеки. Выступающая часть (3) ОГТ образует отсеки (8) и балластные отсеки. Предложен эффективный производственный комплекс по переработке углеводородного сырья, адаптированный для применения в условиях Арктики, в акваториях с ледовым режимом.

Description

Интегрированный производственный комплекс на основании гравитационного типа (ОГТ)
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к производственным сооружениям и может быть использовано при создании производственных комплексов по переработке углеводородного сырья, хранению и отгрузке продуктов его переработки, по производству сжиженного природного газа, аммиака, метанола, водорода на основаниях гравитационного типа (ОГТ).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время существует два вида производственных комплексов по переработке углеводородного сырья в прибрежной и морской зоне, в частности, заводов по сжижению природного газа (заводов СПГ).
Наиболее распространенными являются заводы СПГ на свайном основании, на котором установлено технологическое оборудование и сооружения завода. В зоне залегания многолетнемерзлых грунтов помимо свайного основания под сооружениями завода установлена система термостабилизации грунтов. Заводы СПГ, как правило, расположены в прибрежной зоне для обеспечения возможности морской транспортировки продукции. В состав завода входят, в том числе, резервуарный парк для хранения СПГ и причал для отгрузки СПГ, также на свайном основании. При этом завод СПГ и резервуарный парк расположены на морском побережье, а причал для отгрузки СПГ с необходимым технологическим оборудованием расположен в прибрежной акватории. Завод СПГ, резервуары и причал для отгрузки соединены трубопроводами, размещенными на эстакадах на свайном основании, по которым на причал перекачивают СПГ для отгрузки в специализированные танкеры-газовозы.
Обычно для строительства завода СПГ на свайном основании на месте строительства создается необходимая инфраструктура для завоза персонала, строительных материалов и предметов снабжения, размещения строительных рабочих, складирования материалов и эксплуатации строительной техники, включая временные дороги, все необходимые инженерные системы и объекты инфраструктуры. При строительстве завода СПГ на удаленном месторождении, особенно расположенном в районе с экстремальными природными условиями, подготовка инфраструктуры для строительства требует значительных затрат времени и средств.
Заводы СПГ на свайном основании имеют следующие недостатки:
• большая продолжительность времени до начала строительства, необходимого на создание инфраструктуры;
• при расположении завода в зоне залегания многолетнемерзлых грунтов - затраты на систему термостабилизации грунтов;
• затраты на мобилизацию и демобилизацию строительного персонала, техники и оборудования;
• необходимость обеспечить проживание и работу значительного числа строительных специалистов на месте строительства, нередко расположенного в удаленном и малоосвоенном районе с экстремальными природными условиями;
• затраты на обеспечение регулярной доставки строительных материалов, оборудования завода СПГ и предметов снабжения на место строительства, часто расположенного в районе с ограниченной транспортной доступностью;
• затраты на демонтаж объектов строительной инфраструктуры и рекультивацию нарушенных земель после завершения строительства;
• негативное воздействие на окружающую среду, обусловленное большим объемом подготовительных и строительно-монтажных работ на месте размещения завода СПГ.
Другим техническим решением является завод СПГ на плавучем основании. В этом случае завод СПГ является частью плавучей установки для добычи, подготовки и сжижения природного газа, хранения и отгрузки СПГ. Плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки СПГ (FLNG) применяется для разработки морских месторождений природного газа и устанавливается в море, непосредственно на месторождении посредством якорной и/или швартовной системы. Такая плавучая установка не применяется в акватории с тяжелыми ледовыми условиями из-за невозможности обеспечить надежное позиционирование, необходимое для соединения с подводной трубопроводной арматурой, в условиях подвижек льда.
Применение заводов СПГ на плавучем основании ограничено разработкой шельфовых месторождений в незамерзающих морях.
Еще одним вариантом является завод СПГ на ОГТ. Известно техническое решение (WO 2015/039169 А1, опубликовано 26.03.2015), в соответствии с которым завод по производству ОГТ, или регазификационная установка, или электростанция, работающая на газовом топливе, размещается на ОГТ, установленном на морском дне на расстоянии от 5 до 200 и более километров от берега, где имеются естественные глубины, достаточные для движения танкеров-газовозов. При этом ОГТ играет роль причального сооружения для танкеров, а внутри ОГТ размещен один или несколько резервуаров для хранения СПГ. С берегом ОГТ соединяется трубопроводом, проложенным по дну акватории или по эстакаде. Верхнее строение с технологическим оборудованием размещено на палубе ОГТ. На палубе ОГТ предусмотрено резервное пространство для размещения дополнительного оборудования при расширении производства.
Данная конструкция имеет следующие недостатки.
Резервное пространство на палубе ОГТ требует увеличить размеры сооружения, площадь которого будет использоваться только частично вплоть до установки дополнительного оборудования. Кроме того, ОГТ не защищено от таких внешних воздействий, как воздействие льда и аварийный навал судна.
Известна оффшорная установка по производству, хранению и отгрузке СПГ (KR 20180051852 А, опубликовано 17.05.2018), содержащая изготовленное из стали ОГТ, устанавливаемое на заранее подготовленное основание на дне в прибрежной части акватории за счет заполнения твердым балластом, и технологическое оборудование для производства СПГ, устанавливаемое на ОГТ после его установки на дно. ОГТ включает: внешний стальной кессон в форме коробки, нижняя поверхность которой установлена на опорной поверхности, предусмотренной на дне прибрежного морского дна; внутренний стальной кессон в форме коробки, имеющий пространство для размещения сжиженного газа и установленный внутри внешнего стального кессона с минимальным зазором; верхнюю палубу, установленную на внешнем стальном кессоне; стенку из водонепроницаемой изоляционной плиты, установленную на внутренних поверхностях внутреннего стального кессона и верхней палубы и изолирующую сжиженный газ; установку для производства сжиженного газа и установку для разгрузки, установленные на верхней палубе; и твердый балласт, заполняющий пространство, образованное зазором между внешним и внутренним стальными кессонами, создающий силу тяжести и неподвижно фиксируемый после погружения на посадочную поверхность.
Недостатки данной конструкции заключаются в следующем.
1. Стальной корпус ОГТ более подвержен коррозии и потому менее долговечен.
2. Для устойчивости к ледовым воздействия стальной корпус ОГТ должен иметь значительную толщину, что увеличивает металлоемкость конструкции.
3. Использование твердого балласта усложняет процесс балластировки/дебалластировки ОГТ.
4. ОГТ не защищено от таких внешних воздействий, как воздействие льда и аварийный навал судна.
5. ОГТ в форме параллелепипеда имеет большую осадку при транспортировке на место установки, что делает невозможной транспортировку через мелководные участки акватории.
Наиболее близким к предложенному производственному комплексу является морская установка для переработки природного газа на основании гравитационного типа (ОГТ - gravity-based structure - GBS) (WO W02021/106151 Al, опубликовано 03.06.2021), содержащая GBS в форме прямоугольного параллелепипеда, которое имеет верхнюю и нижнюю прямоугольные плиты и внутри которого расположены вертикальные стены и промежуточная горизонтальная плита, на которой в одном отсеке расположен резервуар или резервуары для сжиженного газа, также внутри GBS имеется балластный отсек, выполненный по всей длине GBS, а на верхней плите GBS на опорах установлены модули верхнего строения. Пространство для насосов для перекачки сжиженного природного газа при их извлечении из резервуаров для замены, ремонта или технического обслуживание предусмотрено на верхней плите между модулями или в углублениях, выполненных в верхней плите GBS.
Недостаток морской установки заключается в том, что:
- GBS в форме параллелепипеда имеет большую осадку при транспортировке на место установки, что делает невозможной транспортировку через мелководные участки акватории;
- сложность балансировки GBS, обусловленная наличием протяженного балластного отсека по всей длине GBS, без деления поперечными перегородками;
- размещение резервуаров для хранения СПГ в ряд в одном отсеке делает невозможным применение резервуаров мембранной конструкции, имеющих наименьшую материалоемкость;
- GBS не защищено от таких внешних воздействий, как воздействие льда и аварийный навал судна;
- Уменьшение емкости резервуаров для хранения СПГ при размещении на верхней плите GBS углублений для подъема насосов СПГ, а также усложнение конструкции верхней плиты.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая проблема, решаемая изобретением, заключается в следующем. Принимая во внимание увеличение доли углеводородов, добываемых на месторождениях в Арктике, имеется насущная необходимость разработки нового эффективного производственного комплекса по переработке углеводородного сырья, адаптированного для применения в условиях Арктики, в акваториях с ледовым режимом.
Для решения указанной проблемы предлагается интегрированный производственный комплекс на основании гравитационного типа (ОГТ), содержащий основание гравитационного типа (ОГТ), расположенные на нем модули верхнего строения, в которых размещено технологическое оборудование, ОГТ имеет прямоугольные верхнюю и нижнюю плиты, промежуточную горизонтальную плиту, внутренние вертикальные стены, по меньшей мере один отсек, в котором расположены резервуары для углеводородов и/или продуктов их переработки, и по меньшей мере один балластный отсек, а на верхней плите ОГТ расположены опоры, на которых установлены модули верхнего строения, при этом, согласно изобретению, ОГТ имеет центральную часть и выступающую часть, центральная часть имеет форму прямоугольного параллелепипеда с указанной верхней плитой, а выступающая часть ОГТ расположена с боковых сторон центральной части по всему ее периметру и имеет вертикальные внешние стенки, указанная нижняя плита является общей для выступающей и центральной частей ОГТ, а высота выступающей части меньше высоты центральной части, при этом центральная часть ОГТ имеет внутренние продольные и поперечные стены, образующие отсеки, в части которых расположены указанные резервуары, и часть которых является балластными отсеками, а выступающая часть ОГТ имеет внутренние стены, перпендикулярные её внешним стенам и образующие отсеки, часть которых является балластными отсеками.
Кроме того, в части отсеков, образованных внутренними продольными и поперечными стенами центральной части ОГТ, может быть расположено вспомогательное оборудование. В предпочтительном варианте исполнения между промежуточной горизонтальной плитой и нижней плитой расположены продольные и поперечные стены, образующие дополнительные балластные отсеки.
Кроме того, целесообразно указанные опоры для модулей верхнего строения располагать над местами пересечения продольных и поперечных стен центральной части ОГТ.
Также предпочтительно, чтобы в пространстве между верхней плитой и нижними частями модулей верхнего строения были расположены трубопроводные и кабельные коммуникации.
Технический результат, достигаемый предлагаемым техническим решением, заключается в следующем.
Наличие выступающей части ОГТ повышает плавучесть ОГТ и всего сооружения и уменьшает его осадку при транспортировке на место установки.
Наличие дополнительных балластных отсеков на периферии ОГТ в его выступающей части упрощает балансировку ОГТ, то есть постановку ОГТ на ровный киль, без крена и дифферента.
Увеличенная ширина нижней части ОГТ повышает остойчивость всего сооружения на стадии его транспортировки, что позволяет устанавливать на ОГТ верхнее строение большей высоты и массы.
Выступающая часть ОГТ защищает центральную часть от воздействия льда и аварийного навала судна.
Кроме того, выступающая часть может служить основанием для причала.
ПЕРЕЧЕНЬ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 показана схема интегрированного производственного комплекса на ОГТ, вид сверху. На фиг. 2 - поперечный разрез по А-А на фиг. 1.
На фиг. 3 - продольный разрез по Б-Б на фиг. 1.
На фиг. 4 - продольный разрез по В-В на фиг. 1.
На фиг. 5 - схема расположения основных отсеков ОГТ.
На фиг. 6 - схема расположения вертикальных стен в разрезе Г-Г на фиг. 2.
На фиг. 7 - схема расположения вертикальных стен в разрезе Д-Д на фиг. 2.
На фиг. 8 - схема расположения опор модулей верхнего строения на верхней плите ОГТ.
На фиг. 9 - схема несущих конструкций верхнего строения.
ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Интегрированный производственный комплекс на основании гравитационного типа представляет собой техническое устройство полной заводской готовности, представляющее собой совокупность технологического, инженерного и вспомогательного оборудования для производства, хранения и отгрузки жидких углеводородов или аммиака, производства электроэнергии, а также хранилищ вспомогательных веществ и материалов. Примером такого комплекса может служить завод сжиженного природного газа (СПГ).
Интегрированный производственный комплекс на ОГТ изготавливается на специализированном предприятии и доставляется на место размещения методом буксировки в плавучем состоянии. ОГТ устанавливается на специально подготовленное основание на дне водного объекта, которым может быть море, озеро, река или водохранилище. Во избежание размыва основания под ОГТ и дна акватории, на дне вокруг ОГТ может быть установлено крепление дна в виде габионов или иных изделий аналогичного назначения. ОГТ устанавливается у специализированной причальной набережной и соединяется с берегом посредством эстакад и мостиков, что обеспечивает прокладку коммуникаций на берег без применения подводных трубопроводов и/или протяженных надводных эстакад, лёгкий доступ к производственному комплексу и возможность быстрой эвакуации персонала. Эстакады и мостики для соединения с берегом монтируются после установки интегрированного производственного комплекса на месте эксплуатации. Размещение вблизи береговой линии обеспечивает интеграцию с береговыми объектами, в том числе с месторождением углеводородов, являющимся источником сырья для производственного комплекса. До установки ОГТ, причальная набережная может использоваться для доставки грузов, например, для освоения месторождения углеводородов и постройки береговых объектов.
Создание производственных комплексов на ОГТ позволит решить трудности, создаваемые большой продолжительностью и высокой стоимостью работ, необходимых для подготовки к строительству и самого строительства завода на свайном основании, и невозможностью использовать завод на плавучем основании для разработки месторождений, расположенных в акватории с ледовым режимом.
Одним из вариантов предлагаемого интегрированного производственного комплекса на ОГТ может быть установка для выработки электроэнергии с использованием тепловой энергии, выделяемой при сжигании природного газа. Такие комплексы могут принимать сжиженный природный газ (СПГ) со специальных танкеров- газовозов, хранить его, регазифицировать и перерабатывать в электроэнергию. Основными элементами технологической линии являются основание гравитационного типа (ОГТ) и верхнее строение - технологическое оборудование в модульном исполнении (фиг. 1 - 4).
ОГТ представляет собой объемную железобетонную конструкцию, выполняющую функцию хранилища для добываемого и переработанного сырья, а также вспомогательных веществ и материалов, служащую основанием для верхнего строения производственного комплекса и предназначенную для установки на дне водного объекта под действием собственного веса. Центральная часть 1 ОГТ имеет форму прямоугольного параллелепипеда и имеет верхнюю плиту 2.
С боковых сторон центральной части 1 по всему периметру расположена выступающая часть 3 ОГТ с вертикальными внешними стенами. Центральная и выступающая части 1 и 3 ОГТ имеют общую нижнюю фундаментную плиту 4, а высота выступающей части 3 меньше высоты центральной части 1 ОГТ.
Центральная часть 1 ОГТ разделена на отсеки вертикальными продольными и поперечными стенами 5 (фиг. 5 - 7). Часть отсеков, например, отсеки 6, используются для хранения добываемого и переработанного сырья, а часть отсеков, например, отсеки 7 - для размещения водяного балласта. Выступающая часть 3 ОГТ разделена вертикальными стенами 5, перпендикулярными ее внешним стенам, на отсеки, при этом отсеки 8, расположенные вдоль более длинных сторон ОГТ, также включены в балластную систему.
На верхней плите ОГТ 2 расположены железобетонные опоры 9, на которых установлены модули 10 верхнего строения.
ОГТ имеет способность находиться в плавучем состоянии при транспортировке по акватории на место установки интегрированного производственного комплекса и может выдержать воздействие льда в акватории с ледовым режимом. Переход ОГТ от плавучего состояния к стационарному на месте установки на основание 11 обеспечивается за счет заполнения водой балластных отсеков 7, 8.
Наружные размеры ОГТ могут варьировать в зависимости от назначения производственного комплекса, например, для завода СПГ размеры ОГТ (вместе с выступающей частью 3) могут составлять - длина 324 м, ширина 154 м, высота 30,2 м. При этом длина центральной части 1 ОГТ составляет 300 м, ширина 108 м, высота 30,2 м. Выступающая часть 3 по бокам ОГТ имеет ширину 22 м, на торцах ОГТ - 12 м. Высота выступающей части 3 составляет 13,75 м.
Основные объемно-планировочные решения конструкций ОГТ определены технологическими параметрами, а также действующими на конструкцию ОГТ внутренними и внешними нагрузками, с учетом их максимально негативного возможного сочетания.
Центральная часть ОГТ 1 имеет форму прямоугольного параллелепипеда и включает основные несущие конструкции, в виде вертикальных стен 5 (продольных и поперечных) и горизонтальных плит (верхней плиты 2, нижней фундаментной плиты 4 и промежуточной опорной плиты 13 под основными резервуарами 12 для хранения углеводородов и/или продуктов их переработки. Несущие конструкции обеспечивают необходимую пространственную жесткость каркаса ОГТ, в том числе при транспортировке интегрированного производственного комплекса и нахождении его на плаву до момента установки. Железобетонные стены также обеспечивают деление ОГТ на отсеки в соответствии с их функциональным назначением. Некоторые из поперечных стен 5 могут быть выполнены не сплошными, а с прямоугольной прорезью в центральной части, и являться фактически рёбрами жесткости.
Железобетонные стены также играют роль несущих конструкций, передающих нагрузку от верхнего строения на опорную плиту 13 и основание 11, поэтому опоры 9 верхнего строения расположены над пересечениями вертикальных продольных и поперечных стен 5 ОГТ.
Верхняя плита 2 ОГТ имеет уклоны от центральной продольной линии к краям для отведения атмосферных осадков и технологических проливов. Конструкция верхней плиты 2 рассчитана на нагрузки от взрыва в случае аварийных ситуаций. В случае, если в технологический процесс вовлечены криогенные жидкости, в целях защиты верхней плиты 2 от пролива криогенных сред в качестве армирования применена сталь с повышенными характеристиками хладостойкости.
Для распределения нагрузок от резервуара 12 хранения жидких углеводородов и/или продуктов их переработки предусмотрена горизонтальная опорная плита 13, расположенная между верхней и нижней фундаментной плитами 2 и 4. Расположенные под этой плитой 13 продольные и поперечные стены 14 обеспечивают передачу нагрузок на нижнюю фундаментную плиту 4 и пространственную жесткость конструкции.
Основным материалом центральной части 1 ОГТ является железобетон, на основе модифицированного бетона нормальной плотности с напрягаемым армированием.
Выступающая часть 3 ОГТ расположена по периметру центральной части ОГТ 1 и образует с ним единое сооружение. С боковых сторон выступающей части 3 располагаются в основном балластные отсеки 8 (фиг. 5), с торцевых - вспомогательные и инженерные отсеки 15. Выступающая часть 3 ОГТ выполняет следующие основные функции:
- достижение требуемых целевых параметров плавучести ОГТ;
- размещение балластных отсеков 8, предназначенных в основном для балансировки ОГТ, что обеспечивает нахождение ОГТ на плаву на ровном киле, без крена и дифферента;
- формирование естественного защитного барьера на случай расчетного аварийного столкновения/навала судна; выступающая часть 3 сможет принять и поглотить основную энергию удара, исключив повреждение основного объема каркаса ОГТ, обеспечивающего сохранность и целостность основных резервуаров 12 и несущих конструкций основания верхнего строения; размещение вспомогательного технологического и морского оборудования, обеспечивающего швартовку танкеров и отгрузку жидких углеводородов.
Резервуары для хранения жидких углеводородов и/или продуктов их переработки размещаются в отсеках ОГТ и предназначены для хранения продукции, вырабатываемой интегрированном производственным комплексом, в зависимости от назначения производственного комплекса также могут быть предусмотрены резервуары для хранения сырья, полупродуктов переработки и расходных материалов. В центральной части ОГТ 1 размещено несколько резервуаров 12 (фиг. 5), конструктивное исполнение которых зависит от свойств хранимого вещества. Для хранения СПГ и иных криогенных жидкостей при давлении, близком к атмосферному, применяются резервуары мембранного типа. В этом случае внутрь бетонного отсека 6 устанавливается резервуар 12, состоящий из металлической мембраны из нержавеющей стали или инвара (железоникелевого сплава), отделенной от бетонных конструкций слоем теплоизоляции. Слой теплоизоляции располагается прямо на верхней и промежуточной опорной плитах 2 и 13 и стенах ОГТ, передавая нагрузки от резервуара 12 и содержащийся в нем жидкости на указанные ограждающие конструкции. Таким образом, плиты и стены ОГТ являются несущими конструкциями мембранных резервуаров, образуя единую конструкцию с ними. Для предотвращения утечек днище и боковые поверхности мембранных резервуаров 12 содержат вторичный барьер в виде дополнительной мембраны, установленной внутри слоя теплоизоляции.
В случае с заводом СИГ для хранения сжиженного газа используются два резервуара 12 емкостью по 115 тыс. м3, каждый из которых размещается в отдельном отсеке 6 размерами 135 х 40 х 24 м. Отсеки 6 с резервуарами 12 окружены сухими отсеками 16, позволяющими выполнить инспекцию наружных поверхность ограждающих конструкций резервуаров.
Для хранения конденсата и иных жидких углеводородов, не требующих поддержания низких температур, могут использоваться бетонные отсеки 17 ОГТ, ограждающие конструкции которых играют роль защитного барьера. Часть отсеков 7 может использоваться как для заполнения балластом, так и для хранения конденсата и иных жидких углеводородов, не требующих поддержания низких температур. В случае с заводом СПГ, предусмотрен отсек 7 для хранения стабилизированного конденсата емкостью 75 тыс. м3 размерами 135 х 30 х 30 м и один из отсеков 17 для некондиционного конденсата вместимостью 5 тыс. м3 размерами 30 x 8 x 30 м. Хранение углеводородов, плотность которых ниже плотности воды, может осуществляться «мокрым» способом, на водяной подушке. В этом случае, нижний слой хранимого продукта, толщиной около одного метра, рассматривается как зона смешивания, которая обеспечивает гарантированное разделение воды и хранимого продукта в ходе грузовых операций. В отсеке 7 также создается небольшое избыточное давление (по сравнению с нормальным атмосферным давлением) за счет азотной подушки в верхней части отсека 7, что препятствует проникновению воздуха в отсек 7 и исключает возможность формирования пожаро- и взрывоопасной газовой смеси с парами хранимой углеводородной продукции.
Высота водяной подушки в отсеке 7 может быть как постоянной, так и изменяемой. В первом случае высота водяной подушки составляет постоянную величину, например, два метра, независимо от количества конденсата или иного жидкого углеводорода в отсеке. Изменение объема конденсата в отсеке 7 компенсируется изменением объема азотной подушки. Во втором случае высота водяной подушки меняется, чтобы отсек 7 был постоянно заполнен жидкостью. По мере заполнения отсека 7 конденсатом или иным жидким углеводородом часть воды из него удаляется с помощью активной балластной системы. При понижении уровня хранимого углеводорода в отсек 7 подается дополнительный объем воды.
Отсеки 6 для хранения больших объемов углеводородов размещаются в центральной части ОГТ 1. Менее крупные отсеки в качестве резервуаров (например, для дизельного топлива, горячего масла и раствора гликоля) могут размещаться также в выступающей части 3 ОГТ. Для хранения небольших объемов используются также самонесущие резервуары в отсеках ОГТ (в центральной части 1 или в выступающей части 3). В случае с заводом CI11 применяются самонесущие резервуары для сточных вод, деминерализованной воды, пресной воды, промывочной воды, абсорбента, бутана и пропана.
Вспомогательные и инженерные отсеки 16 в центральной части 1 ОГТ расположены по бокам от основных отсеков 6 для хранения углеводородов и в центре между ними. Эти отсеки 16 предназначены для технологических нужд, размещения оборудования, емкостей технических жидкостей, а также путей доступа и эвакуации персонала. Наличие сухих отсеков 16 по периметру основных отсеков 6 для хранения углеводородов позволяет выполнить инспекцию наружных поверхностей ограждающих стен резервуаров 12 для хранения углеводородов.
Вспомогательные и инженерные отсеки 15 расположены также в выступающей части 3 ОГТ. Эти отсеки 15 предназначены для технологических нужд, размещения оборудования и емкостей технических жидкостей.
Инженерное оборудование включает: систему электроснабжения, включая подстанции; системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха (ОВКВ); систему подогрева и рециркуляции водяного балласта; системы водоснабжения и водоотведения; насосы и трубопроводы системы пожаротушения; блоки системы пенного пожаротушения; систему электрохимической защиты от коррозии; системы связи и оповещения и систему видеонаблюдения. Большая часть инженерного оборудования размещается на верхней плите 2 и/или на модулях 10, остальная часть - в инженерных отсеках 15. Вспомогательные отсеки 15 могут оставаться пустыми, в них расположены лестницы и лазы для доступа внутрь.
Опоры 9 модулей верхнего строения на верхней плите 2 ОГТ обеспечивают восприятие опорных реакций на основные несущие конструкции ОГТ от модулей 10 верхнего строения. Конструктивно опоры выполнены в виде железобетонных пилонов с оголовками для размещения закладных деталей. В местах сопряжения опор 9 ОГТ и модулей 10 верхнего строения используются специальные прокладки 18 (фиг. 9), обеспечивающие свободное вращение и перемещение в заданных направлениях для компенсации температурного расширения модулей 10 верхнего строения.
Расположение опор 9 в плане (фиг. 8) определено исходя из пересечения несущих стен 5 ОГТ, что обеспечивает распределение нагрузок от модулей 10 верхнего строения.
Высота опор 9 выбрана таким образом, чтобы обеспечить достаточное пространство 19 между верхней плитой 2 ОГТ и нижней частью модулей 10 верхнего строения для размещения трубопроводных и кабельных коммуникаций между верхним строением и оборудованием в отсеках ОГТ и для перемещения людей и техники по верхней плите 2 ОГТ.
Балластная система ОГТ включает внутренние балластные отсеки 7, внутренние балластные отсеки 20 под опорной плитой 13, образованные вертикальными стенами 14, а также внешние балластные отсеки 8, расположенные соответственно в центральной части ОГТ 1 и в выступающей части 3 ОГТ. Чтобы предотвратить замерзание воды в балластных отсеках, предусмотрена система рециркуляции и подогрева балласта. Для подогрева воды в балластных отсеках используется утилизированное тепло выхлопных газов газовых турбин, установленных на модулях 10 верхнего строения.
Балластная система выполняет две основные функции:
- балластировка, т.е. изменение массы ОГТ, обеспечение необходимой осадки ОГТ при нахождении на плаву и устойчивость сооружения после установки ОГТ на основание;
- балансировка ОГТ, т.е. постановка ОГТ на ровный киль, без крена и дифферента при нахождении на плаву путем компенсации с помощью водяного балласта отклонения центра тяжести сооружения от его геометрического центра.
Верхнее строение, на котором расположено технологическое оборудование, скомпоновано из модулей 10. Количество модулей 10 определяется на стадии проектирования производственного комплекса. Расположение модулей на ОГТ принято с учетом их массы, чтобы обеспечить размещение центра тяжести производственного комплекса вблизи геометрического центра ОГТ, чтобы уменьшить объем балластной воды, необходимой для балансировки сооружения при нахождении на плаву.
Модули 10 верхнего строения представляют собой объемную стальную рамно-связевую конструкцию, насыщенную технологическим оборудованием и оборудованием электрической системы, систем автоматизации и т. п.
Основными элементами рамно-связевой конструкции модуля 10 (фиг. 9) являются вертикальные колонны 21, вертикальные связи 22 и балки 23 перекрытия. Принципиально по исполнению и компоновке модули 10 верхнего строения не отличаются от модулей верхнего строения, реализуемых в отрасли нефти и газа. Состав оборудования зависит от назначения интегрированного производственного комплекса. Например, на заводе СПГ на модулях 10 размещаются технологические установки по очистке и подготовке сырьевого газа, оборудование для сжижения газа, отгрузке СПГ в танкеры-газовозы, а также вспомогательное оборудование и инженерные коммуникации.
Для удобства обслуживания оборудования и перемещения персонала каждый модуль 10 включает несколько ярусов (палуб). Главный ярус 24 у всех модулей 10 расположен на одной высоте, обеспечивая возможность объединить пути эвакуации и пути перемещения грузов через всё верхнее строение, что позволяет снизить нагрузки на верхнюю плиту 2 ОГТ. Остальные ярусы модулей 10 верхнего строения варьируются по высоте в зависимости от оборудования и функционального назначения модуля.
Причал 25 для отгрузки жидких углеводородов интегрирован с конструкцией ОГТ и верхнего строения. На выступающей части 3 с мористой стороны ОГТ установлены отбойные устройства и технологическая площадка со стендерами и иным морским и технологическим оборудованием, обеспечивающим отгрузку жидких углеводородов. На мористой стороне верхнего строения размещены швартовные устройства для швартовки танкера.
Через причал 25 также может осуществляться выгрузка жидких углеводородов с танкера. В случае, если интегрированный производственный комплекс на ОГТ является установкой для выработки электроэнергии, основным назначением причала является прием СПГ с танкеров-газовозов.
Деление ОГТ на отсеки предусмотрено в соответствии с его функциональным назначением, в том числе в зависимости от специализации интегрированного производственного комплекса. В целом, в ОГТ предусмотрено три вида отсеков - балластные, для хранения углеводородов, вспомогательные и инженерные.
В случае с заводом СПГ на ОГТ центральная часть 1 ОГТ включает шесть основных отсеков (фиг. 5). Два отсека 6 по осевой линии ОГТ предназначены для хранения углеводородов, четыре боковых отсека 7 могут применяться как балластные и как дополнительные отсеки для хранения углеводородов, например, конденсата. В случае, если применяется «мокрый» способ хранения углеводородов с изменяемым уровнем воды, отсеки 7 одновременно являются и балластными и резервуарами для хранения углеводородов и/или продуктов их переработки. Между основными отсеками 6, 7 расположены вспомогательные и инженерные отсеки 16, а также дополнительные отсеки 17 для хранения углеводородов.
Под основными отсеками 6 для хранения углеводородов между нижней плитой 4 и опорной плитой 13 основных резервуаров 6, 7 для хранения углеводородов располагаются дополнительные балластные отсеки 20 (фиг. 2, фиг 4).
В выступающей части 3 ОГТ (фиг. 5) расположены балластные отсеки 8 и вспомогательные и инженерные отсеки 15. В случае с заводом СПГ на ОГТ выступающая часть 3 с бортовых сторон занята в основном балластными отсеками 8, а с торцовых сторон - вспомогательными и инженерными отсеками 15. На фиг. 2-4 показано дно 29 водного объекта и уровень 30 воды в нем.
Отсеки, за исключение основных отсеков 6 для хранения СПГ, могут разделяться поперечными стенками. В этом случае, в стенках внутри балластных отсеков предусматриваются отверстия для перетока балластной воды, а в переборках инженерных и вспомогательных отсеков - проходы для персонала и прорези для прокладки коммуникаций.
С берегом интегрированный производственный комплекс на основании гравитационного типа соединяется двумя эстакадами 26, по которым проложены трубопроводы и кабельные трассы, а также тремя эвакуационными мостиками 27, через которые производится перемещение персонала, а при необходимости - эвакуация. Эстакады и мостики представляют собой стальные мостовые конструкции, установленные на опорах. Опоры с одной стороны располагают на верхней плите 2 ОГТ, с другой - на причальной набережной 28.

Claims

23 Формула изобретения
1. Производственный комплекс по переработке углеводородного сырья, содержащий основание гравитационного типа (ОГТ), расположенные на нем модули верхнего строения, в которых размещено технологическое оборудование, ОГТ имеет прямоугольные верхнюю и нижнюю плиты, промежуточную горизонтальную плиту, внутренние вертикальные стены, по меньшей мере один отсек, в котором расположены резервуары для углеводородов и/или продуктов их переработки, и по меньшей мере один балластный отсек, а на верхней плите ОГТ расположены опоры, на которых установлены модули верхнего строения, отличающийся тем, что ОГТ имеет центральную часть и выступающую часть, центральная часть имеет форму прямоугольного параллелепипеда с указанной верхней плитой, а выступающая часть ОГТ расположена с боковых сторон центральной части по всему ее периметру и имеет вертикальные внешние стены, указанная нижняя плита является общей для выступающей и центральной частей ОГТ, а высота выступающей части меньше высоты центральной части, при этом центральная часть ОГТ имеет внутренние продольные и поперечные стены, образующие отсеки, в части которых расположены указанные резервуары, и часть которых является балластными отсеками, а выступающая часть ОГТ имеет внутренние стены, перпендикулярные её внешним стенам и образующие отсеки, часть которых является балластными отсеками.
2. Производственный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что в части отсеков, образованных внутренними продольными и поперечными стенами центральной части ОГТ, расположено вспомогательное оборудование.
3. Производственный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что между промежуточной горизонтальной плитой и нижней плитой расположены продольные и поперечные стены, образующие дополнительные балластные отсеки.
4. Производственный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что указанные опоры для модулей верхнего строения расположены над местами пересечения продольных и поперечных стен центральной части огт.
5. Производственный комплекс по п. 1, отличающийся тем, что в пространстве между верхней плитой и нижними частями модулей верхнего строения расположены трубопроводные и кабельные коммуникации.
PCT/RU2022/000287 2021-10-11 2022-09-22 Интегрированный производственный комплекс на основании гравитационного типа (огт) WO2023063848A1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA3234034A CA3234034A1 (en) 2021-10-11 2022-09-22 Integrated production complex on a gravity-based structure (gbs)
CN202280068372.0A CN118103567A (zh) 2021-10-11 2022-09-22 基于重力结构(gbs)上的集成式生产综合体

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021129508 2021-10-11
RU2021129508A RU2762588C1 (ru) 2021-10-11 2021-10-11 Интегрированный производственный комплекс на основании гравитационного типа (ОГТ)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023063848A1 true WO2023063848A1 (ru) 2023-04-20

Family

ID=80039377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2022/000287 WO2023063848A1 (ru) 2021-10-11 2022-09-22 Интегрированный производственный комплекс на основании гравитационного типа (огт)

Country Status (4)

Country Link
CN (1) CN118103567A (ru)
CA (1) CA3234034A1 (ru)
RU (1) RU2762588C1 (ru)
WO (1) WO2023063848A1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150023161A (ko) * 2013-08-23 2015-03-05 삼성중공업 주식회사 중력식 해양구조물
WO2015039169A1 (en) 2013-09-21 2015-03-26 Woodside Energy Technologies Pty Ltd Expandable lng processing plant
JP2018028195A (ja) * 2016-08-17 2018-02-22 Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 着床式基礎および着床式基礎の構築方法
KR20180051852A (ko) 2016-11-09 2018-05-17 현대중공업 주식회사 연안 고정형 lng 생산-저장-하역 설비
KR20200048782A (ko) * 2018-10-30 2020-05-08 현대중공업 주식회사 중력 기반 해양구조물
WO2021106151A1 (ja) 2019-11-28 2021-06-03 日揮グローバル株式会社 洋上プラント用構造物

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150023161A (ko) * 2013-08-23 2015-03-05 삼성중공업 주식회사 중력식 해양구조물
WO2015039169A1 (en) 2013-09-21 2015-03-26 Woodside Energy Technologies Pty Ltd Expandable lng processing plant
JP2018028195A (ja) * 2016-08-17 2018-02-22 Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 着床式基礎および着床式基礎の構築方法
KR20180051852A (ko) 2016-11-09 2018-05-17 현대중공업 주식회사 연안 고정형 lng 생산-저장-하역 설비
KR20200048782A (ko) * 2018-10-30 2020-05-08 현대중공업 주식회사 중력 기반 해양구조물
WO2021106151A1 (ja) 2019-11-28 2021-06-03 日揮グローバル株式会社 洋上プラント用構造物

Also Published As

Publication number Publication date
CA3234034A1 (en) 2023-04-20
RU2762588C1 (ru) 2021-12-21
CN118103567A (zh) 2024-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4188157A (en) Marine structure
US20050115248A1 (en) Liquefied natural gas structure
US3766583A (en) Offshore liquefied gas terminal
US8671863B2 (en) Hull conversion of existing vessels for tank integration
JP6550128B2 (ja) 海上活動のための海底ターミナル
US5803659A (en) Modular caissons for use in constructing, expanding and modernizing ports and harbors.
WO2009131543A1 (en) Offshore fuel storage facility
CN203475911U (zh) 一种海上液体储备库
US3675431A (en) Off-shore storage tanks
RU2762588C1 (ru) Интегрированный производственный комплекс на основании гравитационного типа (ОГТ)
RU2767649C1 (ru) Основание гравитационного типа (ОГТ)
RU2779235C1 (ru) Морской производственный комплекс по добыче, подготовке и переработке сырьевого газа c целью производства сжиженного природного газа, широкой фракции легких углеводородов и стабильного газового конденсата на основании гравитационного типа (ОГТ)
WO2023244134A1 (ru) Морской производственный комплекс по добыче, подготовке и переработке сырьевого газа
KR20180095015A (ko) 모듈러 멤브레인 lng 탱크
RU2767575C1 (ru) Интегрированный комплекс по производству сжиженного природного газа (СПГ) на основании гравитационного типа (ОГТ)
Nezamian et al. Concept evaluation of concrete floating liquefied natural gas (FLNG)
RU2151842C1 (ru) Морская ледостойкая стационарная платформа и способ ее сооружения
WO2005043034A1 (en) Vaporizing systems for liquified natural gas storage and receiving structures
JPH0781279B2 (ja) Ｌｎｇ受入基地システム及びｌｎｇ出荷基地システム
RU2778589C1 (ru) Интегрированный комплекс по производству сжиженного природного газа (СПГ) на основаниях гравитационного типа (ОГТ)
RU2603436C1 (ru) Плавучее хранилище сжиженного природного газа
RU2807839C1 (ru) Система реверсной перекачки криогенных жидкостей
WO2005043030A1 (en) Liquefied natural gas storage structure having equipment platforms
WO2005045306A1 (en) Liquefied natural gas storage structure having wave deflectors
WO2005045307A1 (en) Liquefied natural gas storage structure having direct mooring for carriers

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22881449

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 3234034

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022881449

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022881449

Country of ref document: EP

Effective date: 20240513