[发明专利]一种卧式结构的LNG输送系统旋转接头性能测试装置及方法

说明书

本发明涉及一种卧式结构LNG低温输送系统旋转接头性能测试装置及方法，一种卧式结构的LNG输送系统旋转接头性能测试装置，包括：安装支架；低温介质循环机构，与旋转接头的第一、第二法兰相连接，且低温介质循环机构被配置成向旋转接头内注入低温介质；弯矩施加机构，被配置成向旋转接头施加弯矩；轴向载荷施加机构，被配置成向旋转接头施加轴向载荷；径向载荷施加机构，被配置成向旋转接头施加径向载荷；周向旋转驱动机构，被配置成驱动旋转接头周向顺、逆时针的往复交替运动。本发明能够对旋转接头的运行性能进行科学定量的测定，尤其能够对其长周期运行过程的疲劳情况进行评价，进而保障LNG刚性卸料臂或LNG低温软管的旋转接头在运行过程中的安全可靠性。

技术领域

本发明涉及一种LNG输送系统的性能测试装置及方法，尤其涉及一种适用于LNG刚性卸料臂或LNG低温软管旋转接头的性能测试装置及方法。

背景技术

我国南海拥有1000多亿吨油当量的油气资源，其中天然气资源占83％，在天然气资源中70％来自距离我国大陆500公里之外深水区，如何经济有效地开发南海深远海的天然气资源已成为关注的焦点之一。

LNG接收终端可分为陆地接收终端和海上接收终端。陆地接收终端目前在世界范围内已得到广泛的应用，并且随着天然气需求的增加仍在快速发展。海上LNG接收终端是近年提出的一种新的接收终端形式，目前在世界上已有工程实例。海上LNG接收终端又可进一步分为浮式接收终端和固定式接收终端，其中固定式接受终端与陆地接收终端类似。根据LNG接收终端形式的不同，采用的LNG卸料方式也不同。

浮式液化天然气生产储卸装置(LNG Floating Production Storage andoffloading Unit，FLNG)是一种用于海上天然气田开发的浮式生产装置，通过系泊系统定位于海上，具有开采、处理、液化、储存和装卸天然气的功能，并通过与液化天然气(Liquefied Natural Gas，LNG)船搭配使用，实现海上天然气田的开采和天然气运输。利用FLNG进行海上气田开发结束了海上气田只能采用管道运输上岸的单一模式，节约运输成本，且不占用陆上空间。此外，FLNG还可以在气田开采结束后二次使用，安置于其他天然气田，经济性能较高。

LNG输送系统主要有两类，分别是LNG低温软管和LNG刚性卸料臂。针对我国南海恶劣海况条件，如果现有系泊技术与传统型刚性卸料臂难以有效解决FLNG与运输船载体间的差异化运动问题，就需要采用特殊设计的低温外输卸料系统，以满足低温和晃动工况的严苛要求。LNG低温软管在重量、柔韧性、耐腐蚀性、隔热性等方面综合优势明显，FLNG外输作业时，行之有效的方式是采用串靠系泊，即通过系泊缆与LNG运输船连接，并使用LNG低温软管实现LNG卸料，要求LNG低温软管能承受超低温的同时，还需要克服FLNG与LNG运输船之间相对运动的影响。

LNG刚性卸料臂是一种安装在码头上(或浮式终端上)的用于卸料的铰接管道系统，当LNG运输船抵达接收站专用码头后，通过液相卸料臂和卸料管线，借助船上的卸料泵将LNG送进接收站的储罐内，同时储罐内的BOG气体通过回气管线和气态回气臂，返回到LNG运输船。卸料臂和回气臂结构相同，通常包括三维旋转接头、外臂、内臂、顶端旋转接头、基础立管以及连接内臂和基础立管之间的旋转接头等工艺管道及其支撑结构和附件。刚性卸料臂系统具有技术成熟、性能可靠、已在实际工程应用等特点，但其运动补偿性能较弱。LNG卸料臂作业过程中，通过牵引线来引导卸料臂的端部和LNG船接收端互连，以保证相对运动情况下能够准确对接，操控卸料臂的液压系统，使其能够承受船体运动导致的速度和加速度影响。