[发明专利]用于储存和卸载的设备及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油和天然气在海上的运输，更特别地，涉及用于在海上储存、装载和卸载石油产品和/或液化天然气(LNG)的港口设备，包括多个置于海底上的单元，以便形成排列成直线或近似直线的港口设备。

更详细的，本发明涉及港口设备的安装和操作，用于在远离海岸的浅海区储存和装载或卸载冷却的液化天然气，可替换地，在海岸上或在停泊的浮动装置上建造用于液化天然气的储存装置。

在下文中，通常LNG(液化天然气)这一称呼用于指示被冷却至液态的天然气。通常将甲烷冷却至约-161摄氏度，但是本发明还可适用于其它类型的石油产品，例如冷却气体，例如乙烷，甲烷，丙烷，和丁烷。此外，本发明可被用于储存，装载和卸载石油和石油产品。

背景技术

由于其较低的温度，LNG是很难储存和处理的液体。在过去的30-40年里，已经发展了一些用于处理LNG的技术和设备。它通常被储存在球形的铝罐或所谓的薄膜储罐中。为了转移LNG，通常使用具有良好隔热性和柔性的铰接臂或软管。这些软管通常非常坚硬并且在实际中不能很好的弯曲。铰接臂通常仅在一个平面内移动，并且不能容忍侧向移动。这就需要LNG容器在装载或卸载操作过程中必须静止的躺在受保护的港口中。

用于LNG的港口设备被认为是非常危险的。因此，将其置于居民区附近是不利的。与此同时，在人口稠密的居民区又消耗最大量的LNG。因此，很多解决方案都建议将LNG储存装置置于海上。

提出的一种建议是使海上的用于LNG的港口设备为漂浮状态，或将其置于海底。漂浮港口设备的常见问题是LNG在容器和储存装置之间的转移发生在两个漂浮的可移动体之间。如果装载是并排进行的话，这种动态性极大地需要一些设备和安全性。

一种替代形式是在两个漂浮体的船尾和船头之间转移LNG，但是这与相应的、已知的石油装载操作相比被认为是更困难的，并且这种方法极大地取决于设备，这仍停留在图纸阶段。此外，如果这些容器还发生转动的话，LNG的储存容器必须装配复杂的用于LNG的水下转体。

为了减少漂浮体在装载过程中的动态性问题，已经提出了在海底建造大的、矩形混凝土结构，其用作海洋人造港口，其中连续的混凝土壁将形成对来波的防护。海水的典型深度为20-30米。这种观点认为，该类型的大结构将远离居民区建造，并且同时用作LNG船只在装载和卸载操作过程中的屏障。

NO公开文献126927描述了一种港口设备，其包括多个漂浮或沉下的单元，并且被构造为置于海底上。每一个单元包括底座，载重结构和可根据需要移动的可移动波浪破碎元件。

US 3958426描述了一种港口设备，其包括多个相互间隔地置于海底的单元，并因此形成了至少一个停泊位置。这些单元安装有护板。波阻尼装置可安装在这些单元之间。

但是，计算和水池试验表明，如果在实际中LNG船只出现在这些类型的矩形港口设备的迎风面时，它们将产生更大的移动。这是因为大浪和波浪将从港口壁上反射回来，并且将被捕获在LNG船只和港口结构之间。在一些情况下，可导致在港口壁和LNG船只之间形成静止的波浪，这在一定程度上增加了船只的移动。

该问题可通过将船只移动到港口结构的背风面来减少，但是计算和水池试验表明，在某期间从特别不利的角度产生波浪和大浪时，如果人们想要得到显著的屏蔽效果的话，形成连续屏障的港口结构必须被建造的非常大。这是由于已知效应的产生，即海浪将在这种结构的两侧弯曲并且在背风面之后的一定距离将出现弯曲的波浪在那里遭遇的焦点。在该焦点处，波浪的高度实际上将高于来波的高度。

用作波浪屏障的置于海底的较大港口结构因此非常昂贵。已经提议了一些不同形式的该类型的LNG港口设备，它是在装载和卸载过程中使船只与波浪屏蔽的混凝土构造。一种建议的形状是，例如，建造马蹄形的结构并使LNG船只的装载/卸载在其内部进行。这将显著减少动态特性，但是与矩形的港口设备相比，该港口设备将更加昂贵。

大的混凝土结构，不管它们是漂浮的还是安置在底部上，都必须在特定形成的其建立和操作都很昂贵的码头上建造。这导致了建成的混凝土结构通常很昂贵。

发明内容

本发明的目的是提供一种位于底部的海上港口设备(harbourplant)，它可直接在容器和港口设备之间储存、装载或卸载LNG，其中船只移动效应以简单和具有成本效率的方式最小化了。