[发明专利]深吃水半潜式浮动生产、存储和卸载船

说明书

相关申请的交叉引用

不适用。

联邦政府资助的研究或开发

不适用。

联合研究协议的团体的名称

不适用。

参考附录

不适用。

技术领域

本发明涉及浮动的离岸船(vessel)。更具体地，本发明涉及设计为至少存储烃类产品的浮动的离岸船。

背景技术

浮动生产、存储和卸载船(FPSO；也被称作“单元”和“系统”)是一种类型的浮动罐系统，该浮动罐被海上油气工业使用并且被设计成从附近的油气井采集所有的油或气、处理它、并存储它直到油或气能被卸载到等候的油轮上或者被通过管道输送。临时存储允许来自海底操作的产品积累直到足够量可用来卸载到油轮用以运输到陆地。

在工业中存在许多具有各种优点和缺点的不同设计。一些FPSO结构是适于大的固定存储的退役油轮。一些FPSO结构被设计成部分地潜水在水表面以下作为半潜式结构。用于油存储的半潜式单元的一个优点是通过在水表面下方具有更多结构而降低来自波浪作用的上下颠簸和摇摆。大体上已知，对于这种结构，当半潜式处于它的最低正常潜水程度时工作甲板被支撑在水表面上方。这种FPSO传统地具有至少部分地淹没的油存储罐并且已经建造从罐向上的柱形支撑件以将甲板支撑在水表面上方。

然而，油气工业中的最近的努力已经聚焦在带有特定需求的液化天然气(LNG)上。LNG是已经被转变成液体形式以易于存储或运输的天然气。液化过程包括去除掉某些成分(例如灰尘、氦、或能引起下游的困难的杂质，举例来说，水和重质烃)并且然后通过将它冷却到低温而在接近大气压力下被凝结成液体。LND在特定设计的低温海船中被运输并且被存储在特定设计的罐中。LNG是在标准温度和压力(STP)下的天然气的体积的1/614，使得它更加成本有效地在没有管道的地方进行长距离运输。当前，普通罐类型是膜(TGZ Mark III和GT96)和Moss Rosenberg(球)或自支撑棱柱型。在它们之中，因为它的低材料和生产成本，膜型LNG罐是最常用的。然而，通常的意见是膜型LNG罐在部分填充的状态下可能不能抵抗晃动冲击负载，除非搬运器的摇摆动作是非常小的，也就是，小于5度。LNG FPSO需要在完全充满的程度下操作。船舶型FPSO响应于波浪具有显著的摇摆运动并且在LNG FPSO的大多数潜在安装点中不适于满足小摇摆运动的要求。

除了晃动问题之外，在关于待放置在FPSO的顶侧上的LNG液化设备的响应于LNG FPSO的移动上有更严格的要求。大多数被良好地证明了的高效率的LNG液化技术在FPSO操作期间需要与2度一样小的船体的倾斜角。船舶型和半潜式FPSO的现有设计很难满足这些标准。

用于LNG应用的，尤其是用于膜型LNG罐的FPSO船体，与油存储应用相比也能具有更高的结构要求。绝缘系统和船体之间的绝缘系统结构和连接的结构整体性对罐船体的局部偏斜和摆动是敏感的。非常希望可能的主结构载荷，例如由于顶侧重量以及波载荷的竖直剪切力和弯矩，不被直接传递到罐壁结构。

虽然与船体运动和结构整体性方面的要求相比来说较不关键，但是顶侧上方放置浮动设备动的能力将是LNG FPSO船体的另一所期望的方面。在船型FPSO的情形中，FPSO的高的出水高度限制了顶侧的浮动在上面的设备的使用，其导致干船坞和码头边中的更长的构造周期。在半潜式类型的情形中，立柱之间的间隔需要足够宽用以通过其安装容器。进一步地，需要足够的压舱能力以在安装期间将出水高度降低到所期望的程度。

为了提供更安全的LNG船货的存储和LNG设备的构造、安装和操作的更灵活的选项，需要新船体设计，其能提供响应于波浪的更小运动和在平均水位和平均水位上方的更小的覆盖区域。也期望这样的新设计，船体形状和布置应当能提供足够的结构整体性以在不与LNG罐结构干涉的情况下将载荷支撑在存储区域上方。

发明内容

本发明提供深吃水半潜式液化天然气(LNG)浮动存储船的方法、设备和系统，其包括包含LNG罐的潜水箱、在双底部部分中的底部处的固定压舱物，和隔离的压舱罐，其带有大体上定位在固定压舱部分上方的可变压舱物，以在各种存储程度期间将潜水箱保持淹没。多个竖直柱形支撑件从顶部到底部地穿过潜水箱并且在水表面上方延伸以支撑甲板，包括各种顶侧结构。潜水箱的顶部上的中间双甲板能提供例如穿过竖直的柱形支撑件到达罐的通路。双底部结构、甲板、和竖直柱形支撑件能提供整个的结构完整性。