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CN107000816A - 在外海上转移货物流体的方法与系统 - Google Patents

在外海上转移货物流体的方法与系统 Download PDF

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CN107000816A CN201580066501.2A CN201580066501A CN107000816A CN 107000816 A CN107000816 A CN 107000816A CN 201580066501 A CN201580066501 A CN 201580066501A CN 107000816 A CN107000816 A CN 107000816A
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Abstract

在外海上的平行配置的第一船舶(1)与第二船舶(10)之间转移货物流体的方法和系统，其中第一船舶(1)配备有货物连接点(6)，且其中第二船舶(10)配备有货物歧管(14)，且其中管状管线(20)能连接在货物连接点(6)与货物歧管(14)之间，其中该方法包括：‑将自推进浮标(12)附接到第二船舶(10)；‑将货物连接件(16)连接在自推进浮标(12)与货物歧管(14)之间；‑在货物连接点(6)与自推进浮标(12)之间连接货物管线(18)；‑将货物在货物连接点(6)与货物船舶(10)之间进行转移；‑当自推进浮标(12)被附接到第二船舶(10)时，依靠自推进浮标(12)将自推进浮标(12)保持在相对于第一船舶(1)的预定距离边界(36、38)内。

Description

在外海上转移货物流体的方法与系统
技术领域
提供了一种用于在外海(远海)上转移货物流体(cargo fluid，流体散货)的方法。更准确而言，提供了一种用于在外海上、在处于平行配置(parallel configuration，并行形态)的第一船舶与第二船舶之间转移货物流体的方法，其中第一船舶配备有货物连接点，且其中第二船舶配备有货物歧管，以及其中可在货物连接点与货物歧管之间连接一管状管线。本发明还包括一种用于在外海上转移货物流体的系统。
背景技术
为了说明的目的，下文中，第一船舶被作为浮式液化天然气生产储卸船(FLNG)，而第二船舶被作为液化天然气运输船(LNGC)。该示例纯粹为说明性的，而非以任何方式限制本发明的范围。
术语“流体”包括液体和气体产品。
以下两种用于在外海上的船舶之间转移流体的方法和系统是常用的：所谓的“串接系统”和“并排系统”。
当使用串接系统(Tandem System)时，LNGC通常位于FLNG船尾的80m-150m的位置并处于“较差天气状况(down weather)”下。由于船舶彼此之间保持一定距离，所以从碰撞的角度来看，该方法相对安全。因此，装载操作可在相对大的波浪条件下进行。
由于LNGC本身通常具有多支管的船体中央部，所以货物软管(其可能悬在空中、漂浮在水面甚至没入水下)趋于相对较长。较长的软管通常会产生与较短的软管相比更大的压降，且常常需要安装增压泵以克服压降。当装载LNG时，更长的软管产生更多的蒸发气体，且可能需要相对较大的蒸发处理系统。
当使用并排系统时，LNGC相对于FLNG并排停泊。两者之间的距离仅有数米。由于船舶之间存在碰撞的风险，并排系统对天气状况相对敏感。
并排系统的主要优点是LNGC的歧管与FLNG之间的距离相对短。可使用通过两个船舶之间的空隙延伸的传统装载臂、短软管或类似物。因此不需要暴露于波浪和水流的漂浮软管或水下软管。由于流体转移系统的长度较短，所以软管中的压降较低，且可使用标准泵。当装载LNG时，蒸发气体的量也显著降低。
专利文献EP 2121462示出了一种船舶，其安装有方位推进器以便在装载操作期间提高机动性。
在本申请文件中，使用术语“平行”配置，主要用以将本发明的方法和系统与“并排”配置区分开。术语“平行”配置的含义在下面的描述中限定，且包括借助于相对靠近第一船舶的自推进浮标(buoy，航标)来定位第二船舶。
发明内容
本发明的目的是克服或缓解现有技术的至少一个缺点，或至少提供相对于现有技术的一有益替代方案。
该目的通过下文的说明及随附的权利要求书中所描述的特征来实现。
提供了一种用于在外海上、在船舶之间转移货物流体的方法。在第一船舶与自推进浮标之间能连接一货物管线。自推进浮标能附接到第二船舶，并且自推进浮标被设计成当第二船舶以平行配置附接到自推进浮标时，将自推进浮标安全地保持在相对于第一船舶的预定距离边界内。
自推进浮标配备有货物连接件，该货物连接件能连接到第二船舶上的歧管。
本发明由独立权利要求限定。从属权利要求限定本发明的多个有利的实施例。
在第一方案中，本发明更具体而言涉及一种用于在外海上、处于平行配置的第一船舶与第二船舶之间转移货物流体的方法，其中第一船舶配备有货物连接点，且其中第二船舶配备有货物歧管，以及其中一管状管线能连接在货物连接点与货物歧管之间，其中，该方法包括：
-将自推进浮标附接到第二船舶；
-在自推进浮标与货物歧管之间连接货物连接件；
-在货物连接点与自推进浮标之间连接货物管线；
-在货物连接点与第二船舶之间转移货物；以及
-当将自推进浮标附接到第二船舶时，依靠自推进浮标来将自推进浮标保持在相对于第一船舶的预定距离边界内。
该方法可包括：允许第二船舶相对于第一船舶转动一预定角度。
该方法可包括在货物连接点与自推进浮标之间连接货物管线之前，将自推进浮标附接到第二船舶。
概括而言，第一船舶可被设计成围绕系泊转环(moored swivel)的风向标(的型式)。因此，第一船舶可根据一合成单元力(其可能包括来自风和水流的力的分量)的方向而转动。合成单元力可包括风、波浪和水流力中的任一者。
然而，第一船舶可配备有推进器，这些推进器被设计成即使在合成单元力稍微改变其方向时，在平行装载操作期间仍保持航向(heading)固定。
如果合成单元力改变且第一船舶保持其航向，则可期望的是使第二船舶相对于第一船舶转动，以便抵抗合成单元力。
即使一标准的第二船舶可能不具有推进器或船首侧推器，但所有合适的第二船舶均具有包括船舵和自动驾驶仪(auto-pilot，自动舵)的推进机械。在该方法的一个实施例中，在将自推进浮标连接到第二船舶之后，第二船舶的期望方向可通过由第二船舶的自动驾驶仪控制的推进机械来保持。
自推进浮标可将第二船舶定位并保持在相对于第一船舶的期望位置，同时第二船舶的期望航向可由第二船舶本身来保持。
出于安全考虑，将自推进浮标在距第一船舶一定距离(例如两三海里)处附接到第二船舶可能是最佳程序。随后，自推进浮标可将第二个船舶安全地带到一安全距离，例如距第一船舶在50米到两三百米之间。从安全和货物管线长度的角度来看，大约一百米的距离可能被认为是理想的。
该方法可包括紧急断开在货物连接点与自推进浮标之间的货物管线，并使附接有自推进浮标的第二船舶逐渐漂离第一船舶。
如果将发生不安全的情况，则货物管线可被断开。由于随后在船舶之间不存在系泊连接，所以第二船舶可逐渐漂离第一船舶，或由附接的自推进浮标将其从第一船舶移开。
该方法可包括：
-首先，将DPS自推进浮标附接到第二船舶；以及
-随后，将连接有货物管线的自推进浮标附接到第二船舶。
这里使用术语DPS(动态定位系统)来区分两个自推进浮标。两者可能具有、也可能不具有DPS。
在某些情况下，可能需要在距第一船舶一距离处附接DPS自推进浮标，并使DPS自推进浮标将第二船舶带到相对于第一船舶的安全距离。随后，自推进浮标可在将其自身附接到第二船舶之前已与货物管线连接。因此，可显著降低用于附接、连接和装载的总时间，这是由于拾取第二船舶的任务可被DPS自推进浮标所承担，且货物管线可能在附接自推进浮标之前被冷却。
在第二船舶的每一侧具有一个自推进浮标的另一优点可以是对第二船舶的横摇运动的特别显著的阻尼效应。当装载或卸载所谓的膜LNG运输船时，这一点可能尤其重要，因为这些运输船通常对LNG的晃动敏感。
在第二方案中，本发明更具体地涉及一种用于在外海上、处于平行配置的第一船舶与第二船舶之间转移货物流体的系统，其中第一船舶配备有货物连接点，且其中第二船舶配备有货物歧管，以及其中一管状管线能连接在货物连接点与货物歧管之间，其中，至少一个自推进浮标能连接到第二船舶，所述自推进浮标被设计为能连接到从货物连接点延伸的货物管线，一货物连接件能连接在自推进浮标与第二船舶的货物歧管之间，且其中自推进浮标被设计成当该自推进浮标被附接到第二船舶时，将该自推进浮标保持在相对于第一船舶的预定距离边界内。
该第一船舶可被设计成风向标(型式)，由此使其自身适应于合成单元力方向。
货物连接点可处于远离第一船舶上的火炬塔的位置。货物连接点的优选位置可在第一船舶的船尾部分处，因为第一船舶的该部分通常可能相对较少设有其它设备。
此外，如果(或者当)货物连接点位于第一船舶的船尾部分时，则与如果货物连接点在第一船舶上被定位成更为靠前的情况相比，第二船舶为远离第一船舶而可能必须移动的距离可以更短。
第一船舶可配备有用于货物管线的支撑吊杆或卷筒。由此，货物管线可以保持在海水之外。
对于一些货物，货物管线可采用具有转环的硬管的形式，以避免(使用)柔性管线。
如优选的话，货物连接点与自推进浮标之间的货物管线可采用可没入水中的或者可漂浮的软管或柔性管线的形式。
一服务船舶可连接到第二船舶，特别是可连接到第二船舶的船首，用以例如协助自推进浮标保持第二船舶的航向与第一船舶一致。
上述预定距离边界可由内部距离边界以及外部边界来限定，内部距离边界可出于安全考虑来限定，外部边界可由货物管线的长度来限定。
根据本发明的方法和系统可具有结合了并排的和串联的装载系统的优点的益处。例如，可以保持并排系统所特有的从第一船舶到货物歧管的相对短的流动管线，同时还受益于串接系统所特有的、改善的安全因素。
附图说明
以下描述附图中所阐示的本发明的多个优选实施例的示例，在图中：
图1示出了根据本发明的、连接起来用以转移货物流体的第一船舶和第二船舶的平面图；
图2以较大比例示出了自推进浮标在将其自身附接到第二船舶的过程中的端视图；
图3以较大比例示出了图1中的情形的端视图；
图4示出了允许第二船舶逐渐漂离第一船舶的情形的平面图；
图5示出了一替代实施例中的第一船舶和第二船舶的平面图；以及
图6示出了另一替代实施例中的第一船舶和第二船舶的平面图。
具体实施方式
在附图中，附图标记1表示第一船舶，该第一船舶连接到系泊转环2并配备有火炬塔4和货物连接点(位置)6。在图1和图4中，货物连接点6被设置在第一船舶1的船尾部分8处，而在图6中该货物连接点被设置在中间船。第一船舶1可具有多于一个的货物连接点6，以便能够同时装载多于一个的第二船舶10。
第二船舶10具有附接在靠近其货物歧管14的位置的自推进浮标12。货物连接件16将自推进浮标12连接到货物歧管14。
货物管线18将货物连接点6连接到自推进浮标12。在该实施例中，管状管线20包括货物连接件16和货物管线18，在货物连接点6与货物歧管14之间提供用于货物流体的流路。
如图3所示，货物管线18至少部分地由吊杆22承载。在一些情况下，货物管线18可包括具有转环26的硬管24，或如图3中的虚线所示的漂浮的或水下的软管28。
服务船舶30可选地通过系船索34附接到第二船舶10的船首32。
当要将货物在第一船舶1与第二船舶10之间转移(输送)时，自推进浮标12在距第一船舶1一定距离处与第二船舶10相触。在自推进浮标12附接到第二船舶10之后，自推进浮标12将第二船舶10带向第一船舶1，其中自推进浮标12将停留在距第一船舶1的预定距离边界36、38内。若附接之后，则服务船舶30协助将第二船舶10保持在相对于第一船舶1的一期望方向上。
货物连接件16和货物管线18被连接，且在正常的准备之后，开始货物流体转移。当完成时，则开始执行反向程序。
在转移诸如LNG(液化天然气)之类的货物时，通常使用至少一个用于液体转移的货物管线18和用于使蒸发汽化的气体返回的返回货物管线18。
如果改变合成单元力，则第二船舶可被允许相对于第一船舶1转动角度40，如图1所示。
在紧急情况下，货物管线18可与自推进浮标12分离，之后第二船舶10通常可通过自推进浮标12逐渐漂离第一船舶1或者从第一船舶1移开，如图4所示。
在图5所示的替代实施例中，自推进浮标12将第二船舶10相对于第一船舶1保持在期望位置，而同时由第二船舶的自动驾驶仪44控制的推进机械42(优选地自动地)保持第二船舶10的前进方向(heading，航向)。
图5中概述了许多种可用的避免第一船舶1与第二船舶10之间的碰撞的系统。
首先，由于合成单元力46，第一船舶1将成为风向标。因此，第二船舶10可被定位于第一船舶1的船尾处，且合成单元力46将趋于使第二船舶10移离第一船舶1。此外，在大多数情况下，第一船舶1具有推进器48，该推进器48可用于转动第一船舶1离开第二船舶10。随后，自推进浮标12可将第二船舶10推离第一船舶1，且最终第二船舶10的推进机械42可将第二船舶移开。
即使在这些系统中的一个或两个完全停止(blackout，中断)的情况下，剩余的功能系统也足以避免碰撞。并且，在所有主动推进系统同时停止的最不可能的情况下，合成单元力46会将第二船舶10安全地推离第一船舶1。
在图6所示的另一替代实施例中，DPS自推进浮标50首先被附接到第二船舶10。当DPS自推进浮标50已将第二船舶10带到第一船舶1时，具有被连接的且冷却的货物管线18的自推进浮标12被附接到第二船舶1。该方法显著地减少了转移货物流体所用的准备时间。
应注意的是，上述实施例阐示(而非限制)了本发明，且本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下设计出许多替代性实施例。在权利要求书中，置于括号内的任何附图标记不应被解释为对权利要求的限制。使用动词“包括”及其变形体并不排除除了权利要求中所述的元件或步骤之外的其他元件或步骤的存在。在元件之前的冠词“一个”或“一”不排除多个这种元件的存在。
在相互不同的从属权利要求中叙述的某些特征的事实并不表示不能有利地使用这些特征的组合。

Claims (14)

1.一种用于在外海上、在平行配置的第一船舶(1)与第二船舶(10)之间转移货物流体的方法，其中所述第一船舶(1)配备有货物连接点(6)，且其中所述第二船舶(10)配备有货物歧管(14)，以及其中管状管线(20)能连接在所述货物连接点(6)与所述货物歧管(14)之间，其特征在于，所述方法包括：
-将自推进浮标(12)附接到所述第二船舶(10)；
-在所述自推进浮标(12)与所述货物歧管(14)之间连接货物连接件(16)；
-在所述货物连接点(6)与所述自推进浮标(12)之间连接货物管线(18)；
-在所述货物连接点(6)与所述第二船舶(10)之间转移货物；
-当将所述自推进浮标(12)附接到所述第二船舶(10)时，依靠所述自推进浮标(12)来将所述自推进浮标(12)保持在相对于所述第一船舶(1)的预定距离边界(36、38)内。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括允许所述第二船舶(10)相对于所述第一船舶(1)转动一预定角度(40)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法包括在所述货物连接点(6)与所述自推进浮标(12)之间连接所述货物管线(18)之前，将所述自推进浮标(12)附接到所述第二船舶(10)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括允许所述第二船舶(10)通过使用由所述第二船舶的自动驾驶仪(44)控制的其推进机械(42)来保持所述第二船舶的期望航向。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括紧急断开在所述货物连接点(6)与所述自推进浮标(12)之间的所述货物管线(18)，并使附接有所述自推进浮标(12)的所述第二船舶(10)逐渐漂离所述第一船舶(1)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括：
-首先，将DPS自推进浮标(50)附接到所述第二船舶(10)；
-随后，将连接有所述货物管线(18)的所述自推进浮标(12)附接到所述第二船舶(10)。
7.一种用于在外海上、在平行配置的第一船舶(1)与第二船舶(10)之间转移货物流体的系统，其中所述第一船舶(1)配备有货物连接点(6)，且其中所述第二船舶(10)配备有货物歧管(14)，以及其中管状管线(20)能连接在所述货物连接点(6)与所述货物歧管(14)之间，其特征在于，至少一个自推进浮标(12)能连接到所述第二船舶(10)，所述至少一个自推进浮标被设计为能连接到从所述货物连接点(6)延伸的货物管线(18)，有一货物连接件(16)能连接在所述自推进浮标(12)与所述第二船舶(10)的货物歧管(14)之间，且其中所述自推进浮标(12)被设计成当所述自推进浮标(12)被附接到所述第二船舶(10)时，将所述自推进浮标(12)保持在相对于所述第一船舶(1)的预定距离边界(36、38)内。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第一船舶(1)被设计成风向标。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其中，所述货物连接点(6)处于远离所述第一船舶(1)上的火炬塔(4)的位置。
10.根据权利要求7到9中任一项所述的系统，其中，所述货物连接点(6)处于所述第一船舶(8)的船尾部分。
11.根据权利要求7到10中任一项所述的系统，其中，所述第一船舶(1)配备有用于所述货物管线(18)的支撑吊杆(22)。
12.根据权利要求7到11中任一项所述的系统，其中，所述货物管线(18)是具有转环(26)的硬管(24)。
13.根据权利要求7到12中任一项所述的系统，其中，所述货物管线(18)采用可没入水中的或者可漂浮的软管的形式。
14.根据权利要求7到13中任一项所述的系统，其中，一服务船舶(30)能连接到所述第二船舶(10)。
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