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KR101778311B1 - 유체 제품을 운반하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

유체 제품을 운반하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR101778311B1
KR101778311B1 KR1020117019914A KR20117019914A KR101778311B1 KR 101778311 B1 KR101778311 B1 KR 101778311B1 KR 1020117019914 A KR1020117019914 A KR 1020117019914A KR 20117019914 A KR20117019914 A KR 20117019914A KR 101778311 B1 KR101778311 B1 KR 101778311B1
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Abstract

본 발명은 유체 제품의 운반 및 그것의 사용을 위한 시스템에 관한 것이며, 이 시스템은 2개의 위치 사이에서 유체 제품을 전달하기 위한 적어도 하나의 관형 장치로서, 상기 관형 장치는 2개의 세그먼트(2a, 2b)를 갖고, 상기 2개의 세그먼트는 그들의 단부들 중 제1 단부에 의해 서로 관절 결합되고, 상기 2개의 세그먼트 중 제1 세그먼트의 대향 단부는 2개의 위치 중 하나에 설치되는 지지 암(1)으로부터 회전 가능하게 현수되고, 제2 세그먼트의 대향 단부는 제2 위치에 설치되는 커플링 수단에 연결될 수 있는 적어도 하나의 관형 장치와, 제1 세그먼트(2a)의 제1 단부를 지지 암과 동일한 쪽의 보관 위치로부터 하강시킬 목적으로 제1 세그먼트를 지지 암에 대해 상대적으로 회전시키기 위한 제1 수단(13, 15)과, 커플링 수단에 링크되는 제2 세그먼트(2b)의 단부를 커플링 수단(6)에 아래로부터 연결할 목적으로 상기 제2 세그먼트의 단부를 위로 당기기 위한 제2 수단(33, 11)을 포함한다.

Description

유체 제품을 운반하기 위한 시스템 및 방법 {SYSTEM FOR TRANSFERRING A FLUID PRODUCT AND ITS IMPLEMENTATION}
본 발명은 공해 상의 2척의 선박, 즉 LNG-P("Liquefied Natural Gas - Producer"의 약칭)[LNG-FPSO("Liquefied Natural Gas - Floating Production, Storage and Offloading"의 약칭), 재액화 선박(re-liquefaction ship: FSRU), GBS("Gravity Base Structure", 즉 추가 달린 베이스를 가짐) 또는 플랫폼으로도 불림]와 같은 생산 선박일 수 있는 제1 선박과 가스 또는 임의의 다른 유체 제품을 수용하도록 되어 있는 탱커 또는 LNG-C("Liquefied Natural Gas - Carrier"의 약칭)인 제2 선박 사이에서, 예를 들어 액화 천연 가스(LNG)와 같은 유체 제품을 운반하기 위한 시스템에 관한 것이다.
탬덤(tandem) 방식으로 링크된 2척의 선박 사이에서의 해상 운반을 위한 다양한 시스템이 존재하며, 다음과 같은 3개의 카테고리로 분류될 수 있다.
- 특허 출원 WO2004094296, WO0066484, WO0316128 및 WO01004041에 개시된 것과 같은 힌지결합된 강성 파이핑을 가진 시스템;
- 예를 들어 특허 출원 WO9950173 및 미국 텍사스주 휴스턴에서 개최된 "해상 기술 회의(Offshore Technology Conference)"(2002년 5월 6일~9일)에서 발표된 엘. 폴더바트(L. Poldervaart), 제이.피. 큐오(J.P. Queau) 및 빔 반 빙가르덴(Wim Van Wyngaarden)의 "tandem mooring LNG offloading system"이라는 표제의 문서 OTC 14099에 개시된 것과 같은 동심형 이중 파이핑을 갖는 시스템;
- 특허 출원 WO03037704 또는 미국 텍사스주 휴스턴에서 개최된 "해상 기술 회의(Offshore Technology Conference)"(2002년 5월 6일~9일)에서 발표된 유르겐 아이데(Jurgen Eide), 스바인 아이. 아이데(Svein I. Eide), 아릴드 사무엘센(Arild Samuelsen), 스바인 에이. 롯체이트(Svein A. Lotceit) 및 비달 하네스란드(Vidar Hanesland)의 "A new solution for tandem offloading of LNG"라는 표제의 문서 OTC 14096에 개시된 것과 같은 가요성 파이핑(극저온 호스)를 사용하는 시스템.
본 발명은 대체로 유체 제품의 운반을 수행하는 것을 더 간단하게 하고, 나아가 다른 이점을 이끌어 내는 것과 관련이 있다.
이를 위해, 본 발명은 특히 액화 천연 가스와 같은 유체 제품의 운반을 위한 시스템에 관한 것이며, 이것은 2개의 위치 사이에서 유체 제품을 전달하기 위한 적어도 하나의 관형 장치로서, 상기 관형 장치는 2개의 세그먼트를 갖고, 상기 2개의 세그먼트는 그들의 단부들 중 제1 단부에 의해 서로 관절 결합되고, 상기 2개의 세그먼트 중 제1 세그먼트의 대향 단부는 상기 2개의 위치 중 제1 위치에 설치되는 지지 암으로부터 회전 가능하게 현수되고, 제2 세그먼트의 대향 단부가 제2 위치에 설치되는 커플링 수단에 연결될 수 있는 적어도 하나의 관형 장치와, 제1 세그먼트의 제1 단부를 지지 암과 동일한 쪽의 보관 위치로부터 하강시킬 목적으로 제1 세그먼트를 지지 암에 대해 상대적으로 회전시키기 위한 제1 수단을 포함하는 시스템으로서, 커플링 수단에 링크되는 제2 세그먼트의 단부를 커플링 수단에 아래로부터 연결할 목적으로, 상기 제2 세그먼트의 단부를 위로 당기기 위한 제2 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 대책은 연결시의 충격을 방지하기 위한 균형잡기 또는 일정 장력의 윈치를 요구하지 않는 운반 시스템을 구현하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 유리한 대책에 따라, 다음의 것들이 조합될 수 있다.
- 세그먼트들은 강성 파이프의 형태로 형성된다.
- 제1 수단은 제1 세그먼트의 제1 단부에 링크된 제1 케이블 및 제1 케이블을 위한 권취 수단을 포함한다.
- 제1 케이블을 위한 권취 수단은 지지 암 상에 장착된 윈치를 포함한다.
- 제2 수단은 제2 케이블 및 제2 케이블을 위한 권취 수단을 포함한다.
- 제2 케이블을 위한 권취 수단은 제2 위치에 설치되는 윈치를 포함한다.
- 각각의 관형 장치의 보관 위치에서, 제2 세그먼트는 커플링 수단에 연결될 수 있는 제2 세그먼트의 단부가 지지 암을 지탱하는 지지 구조체의 베이스의 부근에 위치되도록 배향된다.
- 지지 암은 수직 축을 중심으로 피봇하는 지지 구조체에 의해 지탱된다.
- 제2 세그먼트는 그것의 자유 단부에 커플링 수단에 연결되는 플러그 밸브를 포함한다.
- 시스템은 관형 장치의 움직임을 가능하게 하는 적어도 6개의 회전식 조인트를 포함한다.
- 회전식 조인트의 수는 7개이며, 시스템은 발생할 수 있는 회전식 조인트의 진동을 감쇠시키기 위한 장치를 더 포함한다.
- 시스템은 평행하게 배치되고 지지 암으로부터 현수되는 복수의 관형 장치를 포함한다.
- 제1 위치는 생산 또는 재기화(regasification) 플랫폼 또는 선박에 의해 형성되고, 제2 위치는 운반 선박에 의해 형성된다.
- 각각의 관형 장치는 제1 세그먼트와 제2 세그먼트의 서로에 대한 각도 변위(angular travel)을 제한하기 위해 변위 스위치(travel switch)의 종료점을 포함한다.
본 발명은 또한 상술한 시스템 및 제2 위치에의 고정을 위한 수단이 제공된 커플링 수단을 포함하는 조합체에 관한 것이다.
이러한 조합체에 관한 구체적인 대책에 따르면,
- 각각의 관형 장치는 제2 세그먼트의 자유 단부에 절두원추형 부재를 포함하고, 커플링 수단은 상보적인 절두원추형 부재를 포함하여, 2개의 절두원추형 부재는 서로 포개져서 상기 시스템과 커플링 수단의 상대 위치를 규정할 수 있다.
- 커플링 수단은 밸브/커플러이다.
본 발명은 또한 상술한 시스템을 복수로 포함하는 조립체에 관한 것이다.
본 발명은 또한 유체 제품의 운반을 위한 시스템에 의해 특히 액화 천연 가스와 같은 유체 제품을 운반하는 방법에 관한 것이며, 상기 시스템은 2개의 위치 사이에서 유체 제품을 전달하기 위한 적어도 하나의 관형 장치를 포함하고, 상기 관형 장치는 2개의 세그먼트를 갖고, 상기 2개의 세그먼트는 그들의 단부들 중 제1 단부에 의해 서로 관절 결합되고, 상기 2개의 세그먼트 중 제1 세그먼트의 대향 단부는 2개의 위치 중 제1 위치에 설치되는 지지 암으로부터 회전 가능하게 현수되고, 제2 세그먼트의 대향 단부는 제2 위치에 설치되는 커플링 수단에 연결될 수 있고, 상기 방법은
- 제1 세그먼트의 제1 단부를 지지 암과 동일한 쪽의 보관 위치로부터 하강시킬 목적으로, 제1 세그먼트를 지지 암에 대해 회전시키는 단계와,
- 커플링 수단에 링크되는 세그먼트의 단부를 아래로부터 커플링 수단에 연결할 목적으로, 상기 커플링 수단에 링크되는 세그먼트의 단부를 위로 당기는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 비제한적인 예식의 방식으로 제공된 실시예들에 대한 이하의 설명에 드러나 있으며, 이러한 설명은 첨부된 도면을 참고하여 이루어진다.
도 1 및 도 2는 연결 위치에 있는 3개의 동일한 관형 장치를 구비하는 본 발명에 따른 운반 시스템의 포괄적인 평면도 및 입면도이다.
도 3은 관형 장치의 단부 및 탠덤 방식으로 위치한 선박 상에 설치된 부재를 도시하는 개략적인 입면도이다.
도 4 및 도 5는 지지 구조체의 단부에 설치된 3개의 회전식 조인트의 개략적인 도면으로서, 도 4는 도 5의 단면 CC를 위에서 본 도면이고, 도 5는 도 4의 단면 AA 및 BB의 입면도이다.
도 6 및 도 7은 진동 감쇠 시스템의 예를 나타내는 매우 개략적인 도면이다.
도 8 내지 도 10은 운반 시스템의 다양한 실시예를 나타내는 도 1 및 도 2와 유사한 도면이다.
도 11 내지 도 15는 운반 시스템의 연결을 위한 5단계의 작업 과정의 예를 나타내는 도면이다.
도 16은 운반 시스템의 다른 다양한 실시예를 나태는 도 2와 유사한 개략적인 입면도이다.
여러 도면들은 개략적이거나 또는 훨씬 더 개략적인 도면들이며, 특정 요소들은 명료함을 위해 특정 도면들에서 생략되었다는 것이 주지되어야 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은, 2척의 선박 사이에서 유체 제품(본원에서는 액화 천연 가스임)을 운반하기 위한 시스템은 FPSO와 같은 제1 선박(10) 상에 고정되는 금속 지지 구조체를 포함하고, 이것은 수평 지지 암(1)의 단부에서 이하에 더 상세히 설명되는 "회전부(rotation)"(12)로도 공지된 3개의 이중 회전식 조인트의 3개의 조립체를 지지한다. 이 구조체는 또한 유체 제품을 전달하기 위한 3개의 관형 장치(2) 각각의 내측 세그먼트(2a)를 기동시키기 위한 윈치(13)(본원에서는 3개임), 윈치(13) 상에 권취된 각각의 케이블(15)을 위한 편향 풀리(14), 및 제1 선박(10)의 파이핑 네트워크에 연결된 파이핑(16)의 세트를 지지한다. 기동 윈치(13)들은 오버행 하중을 줄이고 유지보수를 위한 접근을 용이하게 하기 위해 구조체 내에 멀리 떨어져 배치된다.
본원에서 지지 암(1)은 그것을 지탱하는 지지 구조체의 수직 지지체에 대해 실질적으로 직각으로 연장된다.
각각의 관형 장치(2)의 내측 세그먼트(2a)는 일반적으로 16" 직경(1인치=2.54cm)의 강성 덕트를 포함하고, 시스템의 강성을 보장하기 위해 본원에서는 폭이 더 넓은 튜빙(20" 또는 심지어 24")의 사용에 의해 그 중심에서 보강되거나 또는 변형예로서 특정 재료의 선택에 의해 보강된다. 다른 유형의 보강이 물론 가능하다.
각각의 내측 세그먼트(2a)는 지지 구조체와 동일한 쪽에서는 3개의 회전식 조인트(12)의 조립체에 연결되고, 2개의 엘보 및 하나의 회전식 조인트(17)에 의해 관형 장치(2)의 외측 세그먼트(2b)에 연결되며, 기동 케이블(15)을 위한 고정 포인트(18)가 후작인 회전식 조인트(17) 근처에 위치한다.
각각의 관형 장치(2)의 외측 세그먼트(2b)는 내측 세그먼트(2a)와 동일한 원리에 따라서 형성된다. 이 세그먼트(2b)의 단부에서, 3개의 회전식 조인트의 조립체가 조립체를 종결시키는 안전 밸브(5)에 연결된다(도 3 참조). 안전 밸브는 또한 최종 연결을 위해 세그먼트들의 정렬을 양호하게 하는 중심설정 콘(cone)(3)에 연결된다.
도 1에는, 운반 시스템의 휴지 위치가 또한 도시되어 있다. 이 위치는 시스템의 외측 세그먼트(2b)가 견고하게 고정되는 것을 가능하게 하고, 이는 유지보수 작업뿐만 아니라 폭풍의 경우에 최적의 안전성을 보장하기 위해 불가피하다. 선박(10)의 유지보수 플랫폼(20)은 임의의 수리를 수행하기 위해 중요한 구성요소로의 접근을 가능하게 한다.
실제에 있어서는, 그 자체로 독창적인 이러한 휴지 위치에서(즉, 이것은 특히 상술한 제1 및 제2 수단과는 독립적으로 도모될 수 있음), 외측 세그먼트(2b)는 선박(10)의 갑판으로부터, 그리고 더 구체적으로는 그것의 플랫폼(20)으로부터 용이하게 접근가능하도록 지지 구조체로부터 하방으로(본원에서는 수직방향으로) 연장되는 반면, 내측 세그먼트(2a)는 지지 암(1)을 따라서(즉, 본원에서는 수평방향으로) 그리고 외측 세그먼트(2b)에 대해 직각으로 연장된다.
제2 선박(본원에서는 LNG-C임)은 커플링 수단[본원에서는 선수의 전방에 설치된 수형 중심설정 콘(7)을 구비한 밸브/커플러(6) 및 포획 윈치(33)임]을 이용하여 각각의 힌지결합된 관형 장치(2)의 연결을 가능하게 한다(도 3 참조). 이러한 적재 장치는 두 선박 사이에 대략 60m의 안전 거리를 허용하며, 각각의 생산 현장에 특화된 해양 조건 하에서 유체 제품의 연결 및 운반을 제공한다. 실제에 있어서, 제2 선박(9)은 선박(9)의 선수의 양 측면 상에 배치되고 제1 선박(10)의 후부에 고정된 2개의 닻줄(26)에 의해 제1 선박(10)의 축을 따라 유지된다.
관형 장치(2)의 단부에 제공된 연결 부재 및 적재를 위해 제2 선박(9) 상에 제공되는 연결 부재는 도 3에 더 상세하게 도시되어 있다.
더 구체적으로는, 각각의 외측 세그먼트(2b)에 설치되는 부재들과 관련하여, 선박(9)의 롤링(rolling), 피칭(pitching) 및 요잉(yawing) 운동을 허용하고 제1 선박(10)에 연결되는 3개의 회전식 조인트(30)의 조립체가 가스 운반의 종결부에서 운반 시스템을 분리시키도록 되어 있는 플러그 밸브(5)에 의해 종결된다. 이 조립체의 중간 회전식 조인트에는 특정 기동 조건에서 밸브/콘 조립체 팁핑(tipping)을 방지하기 위해 ±5°까지 회전 각도를 제한하는 장치가 구비된다. 또한, 본원에서 이 밸브(5)의 축은 외측 세그먼트 (2b)가 연결의 최종 단계에 있는 경우에 중립적인 이동 축을 따라 놓이도록 외측 세그먼트(2b)의 축에 의해 형성된 수직선에 대해 대략 20°로 경사진다.
중심설정 콘(3)에는 제2 선박(9)으로부터의 포획 케이블(11)을 고정하기 위한 장치(31) 및 포획 케이블을 고정 위치로 끌어오기 위해 포획 케이블에 연결된 로프를 당기는 것을 가능하게 하는 윈치(4)가 구비된다.
이 윈치는 또한 예를 들어 동일 기능을 제공하기 위해 관형 장치(2)의 보관을 위한 휴지 위치의 근처에 위치하는 움직이지 않는 구조체 상에 설치됨으로써 중심설정 콘으로부터 독립적일 수 있다.
탠덤 방식으로 링크된 제2 선박(9)의 선수에 설치된 부재들과 관련하여, 각각의 관절식 관형 장치(2)를 위한 설비 조립체가 제공된다.
이 조립체는 연결될 밸브(5)의 덕트에 맞추기 위해 대략 20°로 경사진 축을 갖는 하향 배향된 밸브 커플러(6)를 포함한다. 이 커플러(6)에는 통상적인 비상 해제 시스템(당해 기술 분야에 ERS라는 약칭으로 공지됨)이 구비된다.
이 커플러(6)에 체결되거나 또는 평행 구조체에 고정되는 것은 연결할 2개의 덕트가 커플러의 폐쇄 전에 정렬되는 것을 가능하게 하는 수형 콘(7)이다. 본원에서 이 콘(7)은 이하에서 설명되는 중간 연결 단계에서 포획 케이블(11)과 정렬되는 것이 가능하도록 배향될 수 있다. 이 케이블을 위한 안내 풀리(8) 및 기동 잭(32)이 이 부재에 통합된다.
포획 윈치(33)는 그것의 케이블(11)과 함께 중심설정 콘(7)의 축을 따라서 설치된다. 이 윈치는 일정한 회전 타입의 것이다. 본 발명으로 인해, 선박의 움직임이 무엇이든지 간에 케이블(11)의 장력이 연결할 관형 장치의 중량에 의해 사실상 지속적으로 유지된다.
도 4 및 도 5에는, 3개의 평면에서의 지지 구조체의 운동[좌우요동(sway), 전후요동(surge), 상하요동(heave)]을 가능하게 하도록 되어 있는 3개의 이중 회전식 조인트(28)의 조립체(12)가 더욱 상세하게 도시되어 있다.
이들 각각의 회전식 조인트는 이중형이다. 즉, 하나의 제품 회전식 조인트(28a)가 완전히 기계적인 회전식 조인트(28b)에 의해 이중형으로 된다.
이러한 구성의 목적은 제품 회전식 조인트를 시스템의 기계적 응력으로부터 자유롭게 하고, (조립체의 온전함을 유지하면서) 덕트의 하나의 콘만을 장착 해제함으로써 제품 회전식 조인트의 시일에 접근하는 것을 가능하게 하기 위한 것이다.
그러한 이중 회전식 조인트 조립체의 구조에 관한 세부사항에 대해서는 상술한 특허 출원 WO0066484가 또한 참조될 수 있다.
도 6 및 도 7은 진동이 감쇠되는 것을 가능하게 하는 처리량(throughput) 제한기가 커플링된 유압 모터에 기초한 진동 감쇠용 시스템의 예를 도시한다.
따라서, 관절식 관형 장치(2)마다의 회전식 조인트의 개수는 6개이다. 회전식 조인트의 추가는 회전식 조인트 및 튜브에 있어서의 하중이 현저히 감소하게 하고, (도 1 및 도 2에 대한 위의 설명에 제공된 것 이상으로) 내측 세그먼트(2a) 및 외측 세그먼트(2b)를 보강하는 것을 피할 수 있게 한다. 7개의 회전식 조인트를 포함하는 관형 장치(2)의 경우에는, 2척의 선박의 개별 움직임에 의해 발생되는 진동을 감쇠시키기 위한 기계적 시스템이 제공되어야 한다.
기계적인 부분과 관련하여(도 6), 이 시스템은 조립체(12)의 회전식 조인트(28)의 가동부 상의 링 기어(41) 및 회전식 조인트의 고정부에 고정되는 피니언(40)을 갖는 유압 모터를 포함한다. 장치의 파이핑이 2척의 선박 중 하나 또는 모두의 이동으로 더 시프트될 때, 링 기어(41)도 또한 시프트되고(링 기어가 파이핑에 기계적으로 링크됨) 유압 모터(40)를 회전 구동한다.
유압 다이어그램은 도 7에 도시되어 있다.
더 구체적으로, 유압 모터(40)가 링 기어(41)에 의해 회전 구동될 때, 오일은 오일을 제동하는 유동 제한기(43)를 통과하여, 모터의 회전 속도 그리고 그에 따라 링 기어의 회전 속도를 제동함으로써 진동이 감쇠될 수 있게 한다. 압력 제한기(42)는 지나치게 큰 진동의 경우에 과도한 압력이 방지되는 것을 가능하게 한다.
유압 오일 냉각기와 같은 다른 구성요소가 특히 응용예에 따라서 당업자에 의해 추가될 수 있다.
도 8 및 도 9는 제1 선박(10)에 고정된 피봇에 대해 회전할 수 있는 지지 구조체(1b)를 포함하는 시스템의 변형예를 도시한다. 이 변형예는 조류와 바람이 가변적이고 교차하는 배향을 가질 수 있는 어려운 해상 조건에서 제2 선박(9)의 [특히 좌우요동(sway)의 측면에서] 상대적으로 큰 움직임에 운반 시스템의 작업 구역이 맞추어지는 것을 가능하게 한다.
구조체(1b)의 회전을 가능하게 하기 위해, 제1 선박(10)에 고정된 피봇(21)이 회전 중심이 되며, 롤링 트랙(23) 상에 배치된 롤러(22)의 세트가 구조체(1b)의 회전을 가능하게 하면서 그 중량을 지지한다. 2개의 유압 잭(24)이 구조체의 위치를 제2 선박(9)의 움직임에 맞추기 위해 이러한 회전을 제어하여, 운반 시스템의 작업 구역이 확대될 수 있게 한다. 커버 구역은 실제로는 응용예를 위해 정해진 정박 유형에 의해 직접 결정된다.
유체 제품이 유동하는 회전식 조인트(25)가 또한 연결 파이핑 상에 설치된다. 이들은 도 9에 도시된 바와 같이 수직 축을 따라서 배치된다.
또한, 지지 구조체(1b)가 회전함에 따라서, 관형 장치(2)는 그것의 외측 세그먼트(2b)로부터 지지 구조체(1b)로의 직접 링크에 의해 휴지 위치에 보유된다(도 9 참조).
도 1, 도 2, 도 8 및 도 9에 도시된 실시예들에서, 제2 선박(9)은 선수의 각 측면 상에 배치되고 제1 선박(10)의 후부에 고정된 2개의 닻줄(26)에 의해 제1 선박(10)의 축을 따라서 유지된다. 이러한 구성은 운반 시스템[관형 장치(2)]과 제2 선박(9)의 지지 닻줄 사이의 간섭을 방지한다.
제2 선박(9)의 선미의 축을 따라 배치되는 단일 닻줄(26)의 경우에는, 도 10에 상세히 도시된 변형예가 사용될 수 있다.
평행하게 고정된 2개의 구조체(1)는 관형 적재 장치를 지지하며, 이 관형 적재 장치는 본 형식에서는 각각의 구조체에 대해 이중이며 소정 한계 내에서의 제2 선박(9)의 드리프트의 경우에 중심 닻줄과 간섭하지 못한다.
이 변형예에서는 2개의 단부 밸브(5)들 사이에 강성 링크(27a)가 또한 도시되어 있으며, 그 위에서는 단일 중심설정 콘(3)이 기계적으로 관련된 2개의 관절식 관형 장치(2)를 안내하는 것을 가능하게 한다.
내측 세그먼트(2a)와 외측 세그먼트(2b) 사이의 중간에 있는 회전식 조인트 상에서, 다른 관절식 기계식 링크(27b)가 기동 윈치(13)에 링크되는 단일 케이블(15)이 고정될 수 있게 한다.
그러한 구성의 목적은 필요한 장비(인치, 중심설정 콘)의 양을 줄이면서 연결부 기동을 단순화하는 것이다.
관형 장치(2)를 연결하기 위해, 다음의 단계들이 실시된다.
- 제2 선박(9)에 위치한 작업자가 포획 케이블(11)에 링크된 로프[또는 강철 밧줄(lanyard)](50)를 제1 선박(10)에 위치한 작업자에게 던져서(도 11 참조) 로프를 윈치(4)에 연결할 수 있게 하는 단계;
- 잠금 장치(31)를 사용하여 케이블 소켓(51)을 고정할 목적으로, 윈치(4)와 포획 윈치(33)가 케이블(11)과 로프(50)를 링크시키는 케이블 소켓(51)을, 그리고 그에 따라서 케이블(11) 자체를 암형 중심설정 콘(3)으로 가져오기 시작하는[윈치(33)의 권출] 단계(도 12 참조);
- 외측 세그먼트(2b)에 연결되는 내측 세그먼트(2a)의 단부를 지지 암(1)과 동일한 쪽의 보관 위치로부터 하강시킬 목적으로, 조립체(12)에 의해 내측 세그먼트(2a)를 지지 암(1)에 대해 상대적으로 피봇시키기 위해 기동 윈치(13)가 권출되도록 작동되는 단계(도 13 참조). 실제로는, 대체로 원호형인 경로를 갖는 움직임이 이 단부에 부가되며, 과정의 말미에서는 90°를 넘음;
- 포획 윈치(33)를 작동시켜 제2 선박(9) 상에 위치한 커플링 수단에 링크되도록 되어 있는 외측 세그먼트(2b)의 커플링 단부를 위로 당겨서(그리고 따라서 전방으로 이동시킴), 이것이 아래에서부터 커플링 수단에 연결되도록 하고(도 13을 또한 참조), 작업자에 의해 보장되는 윈치들의 작동의 조화가 상술한 움직임을 달성할 수 있게 하고, 수형 중심설정 콘(7)이 포획 케이블(11)과 정렬되도록 배향되는 단계. 이러한 움직임 동안에, 외측 세그먼트(2b)는 내측 세그먼트(2a)와 외측 세그먼트(2b)에 의해 형성되는 영역(compass)의 폐쇄 방향으로 공통의 관절을 중심으로 하여 내측 세그먼트(2a)에 대해 상대적으로 피봇됨. 본원에서 그 자유 단부는 또한 그 경로의 일부에 걸쳐서 그 보관 위치에 대해 상대적으로 하강됨;
- 관형 장치(2)의 연결의 종료시에(도 14 참조), 수형 중심설정 콘(7)이 연결 위치에 실질적으로 고정되는 단계. 즉, 그 축이 밸브/커플러(6)의 축에 대해 실질적으로 평행한 한편, 위치들이 선행 단계에 따라 여전히 작동됨;
- 일단 단부 밸브(5)가 밸브/커플러(6)에 연결되면, 유체 제품의 운반이 이루어지는 단계(도 15 참조). 이 연결 위치에서, 내측 세그먼트(2a) 및 외측 세그먼트(2b)는 각각 수직선 및 수평선에 대해 0이 아닌 각도를 형성하고, 작은 장력이 케이블(15)에서 유지되어 케이블이 얽히거나 물속에 담기는 것을 방지함.
변위 스위치의 종료점이 내측 세그먼트(2a)와 외측 세그먼트(2b)의 관절운동(도 15의 도면부호 "60" 참조)에 설정되어, 특히 기동 윈치 및 포획 윈치의 작동이 동조되어 수행되지 않을 때, 이들 세그먼트들 사이의 각도 변위(angular travel)을 제한한다.
연결 해제 과정은 동일한 논리를 반대의 순서로 사용한다.
도 16에 도시된 바와 같이, 이전의 도면에 도시된 것들보다 큰 운반 시스템에 있어서, 고정 포인트(18)는 관형 장치(2)의 완전한 조립체가 보관 위치로 복귀되는 것을 가능하게 하기 위해 외측 세그먼트(2b) 상에서 오프셋되어 있다.[내측 세그먼트(2a) 상의 고정 포인트는 접점으로 대체됨].
이 위치에서, 각각의 관형 장치(2)(본 변형예의 경우에 기계적으로 링크되고 공통의 중심설정 콘을 공유하는 3개의 관형 장치가 존재함)의 내측 세그먼트(2a)와 외측 세그먼트(2b)는 본원에서 90°보다 큰 각도를 형성한다.
본원에서는 시스템의 기동 동안 케이블의 궤적을 더 양호하게 제어하기 위해 케이블로의 연장부로서 강성 바(55)가 더 제공된다.
또한, 고장의 경우에 윈치(13)를 대체하기 위해 제2 기동 윈치(13')가 제공된다.
방금 설명된 바와 같은 본 발명은 더 포괄적으로 다음의 세부사항 및 이점을 갖는다.
a. 탠덤 방식으로 위치한 선박에 아래에서부터 연결된 관절식 링크(관형 암)의 개념은 연결시의 충격을 방지하기 위한 균형잡기 또는 일정 장력의 윈치를 요구하지 않으므로, 특히 전기의 소비를 감소시킨다. 엄밀하게는, 선박의 움직임이 무엇이든지 간에 시스템의 중량이 포획 케이블을 지속적인 인장 상태로 유지한다. 연결할 두 요소 사이의 거리는 최종 연결 전까지 유지된다. 기동을 발생시키기 위해 시스템 자체의 중량을 이용하는 것은 종래 기술의 다른 해법에 비해 괄목할만하다.
b. 생산 선박의 선미에 설치된 금속 구조물은 크기가 감소되고 대체로 고정된다. 예외적으로, 그것은 채용된 정박의 유형에 따라서 더 큰 작업 구역을 제공하기 위해 회전될 수 있다.
c. 유체의 운반을 위한 관절식 튜빙(관형 장치들)은 고장의 경우에 대비하여 가외성(redundancy)을 가능하게 하기 위해 독립적이다. LNG의 경우에, 2개(액체+기체)인 최소 개수가 더 높은 처리량을 제공하고 적재 시간을 감소시키기 위해 3개 또는 4개로 증가될 수 있다. 이들은 또한 연결/연결해제 작업 동안 기동 시간을 줄이기 위해 서로 기계적으로 연관될 수 있다(가외성을 유지하기 위해, 이들은 신속하게 결합해제될 수 있음).
d. 진동을 감쇠시키기 위해 제공되고 감쇠를 발생시키기 위해 오일을 공유하는 유압 모터를 포함하는 시스템은 유압 잭, 가스 스트럿(strut) 또는 감쇠가 발생할 수 있게 하는 임의의 다른 시스템에 의해 대체될 수 있다. 관절식 튜빙은 그러한 진동의 결과를 제한하거나 또는 나아가 소거하기 위해 서로 링크될 수 있다는 것이 주지되어야 한다.
e. 유지보수를 줄이기 위해 선박을 탠덤 방식으로 연결하기 위한 장비(밸브/커플러 및 윈치)가 최대 범위까지 감소된다. 특정한 회전식 조인트 또는 복잡한 기계적 시스템이 존재하지 않는다.
f. 그 설계로 인해, 시스템은 내측 세그먼트(2a)와 외측 세그먼트(2b) 사이의 회전식 조인트(17)에 인접한 제품 라인의 하위 지점에 위치한 스퍼(spur)를 통해 잔류 LNG를 가압함으로써 적재의 말미에 제품 라인의 용이한 배수를 가능하게 한다.
g. 이 시스템은 액체를 운반하는 각각의 라인에서 LNG를 5000m3/h까지 처리할 정도로 처리량 면에서 매우 양호한 성능을 제공하고, 강성 튜브 내부가 거칠지 않은 덕분에 매우 낮은 부하 손실을 제공한다. 그러나, 극저온 호스와 같은 가요성 호스가 사용될 수 있다.
h. 제공된 모든 뻣뻣한 튜빙은 최소 20년의 수명을 위해 또는 심지어 25년의 수명을 위해 치수가 정해지고, 전체 제품 라인 요소의 교체 없이 규칙적인 유지보수 작업만을 요구한다.
i. 포획 윈치는 원한다면 관형 장치 상에 위치될 수 있고, 윈치와 케이블은 더 포괄적으로는 통상의 기술자들에게 공지된 등가의 기계적 수단에 의해 대체될 수 있다.
물론, 본 발명은 설명되고 도시된 실시예들로 한정되지 않으며, 다양한 실시예 및/또는 이들의 다양한 요소들의 조합을 망라한다.
특히, 커플링 수단은 밸브일 수 있지만, 제2 세그먼트는 밸브에 연결되도록 되어 있는 자유 단부에 밸브/커플러를 포함한다.

Claims (23)

  1. 2개의 위치 사이에서 유체 제품을 전달하기 위한 적어도 2개의 관형 장치(2)로서, 서로 독립적이고 각각이 2개의 세그먼트(2a, 2b)를 갖고, 상기 2개의 세그먼트는 그들의 단부들 중 제1 단부에 의해 서로 관절 결합되고, 상기 2개의 세그먼트 중 제1 세그먼트의 제2 단부는 다른 관형 장치(2)의 3개의 이중 회전식 조인트의 조립체로부터 독립적인 3개의 이중 회전식 조인트(28)의 조립체(12)에 의해 지지 암(1)으로부터 회전 가능하게 현수되고, 지지 암(1)은 2개의 위치 중 제1 위치에 설치되고, 제2 세그먼트의 제2 단부는 제2 위치에 설치되는 커플링 수단(6)에 연결될 수 있고, 상기 3개의 이중 회전식 조인트의 조립체는 지지 암에 연결되는 3개의 기계적인 회전식 조인트의 조립체에 의해 지지되는 3개의 유체 회전식 조인트의 조립체를 포함하고, 각각의 기계적인 회전식 조인트는 상응하는 유체 회전식 조인트와 공통의 회전축을 갖고, 각각의 제2 세그먼트에는 다른 관형 장치(2)의 3개의 회전식 조인트(30)의 조립체로부터 독립적인 3개의 회전식 조인트(30)의 조립체가 제2 단부에 제공되고, 제2 세그먼트(2b)는 3개의 회전식 조인트(30)의 조립체 후 제2 단부에 배열되는 강성 링크(27a)에 의해 연결되는 적어도 2개의 관형 장치(2)와,
    제1 세그먼트(2a)의 제1 단부를 지지 암과 동일한 쪽의 보관 위치로부터 하강시킬 목적으로, 각 제1 세그먼트(2a)를 지지 암에 대해 회전시키기 위한 제1 수단(13, 15)과,
    각 제2 세그먼트(2b)의 제2 단부를 제2 위치로부터 커플링 수단으로 위로 당김으로써 각 제2 세그먼트의 제2 단부를 커플링 수단 아래로부터 커플링 수단에 연결하기 위한 제2 수단(33, 11)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체 제품 운반용 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 세그먼트들은 강성 파이프의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는
    유체 제품 운반용 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 제1 수단은 제1 세그먼트의 제1 단부에 링크된 제1 케이블 및 제1 케이블을 위한 권취 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체 제품 운반용 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 제1 케이블을 위한 권취 수단은 지지 암 상에 장착된 윈치를 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체 제품 운반용 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 제2 수단은 제2 케이블 및 제2 케이블을 위한 권취 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체 제품 운반용 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 제2 케이블을 위한 권취 수단은 제2 위치에 설치되는 윈치를 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체 제품 운반용 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 각각의 관형 장치의 보관 위치에서, 제2 세그먼트는 지지 암을 지탱하는 지지 구조체의 베이스로부터 또는 상기 베이스 아래에 배치된 플랫폼으로부터 쉽게 접근할 수 있도록 지지 구조체로부터 하향으로 연장하는 것을 특징으로 하는
    유체 제품 운반용 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 지지 암은 수직 축을 중심으로 피봇하는 지지 구조체에 의해 지탱되는 것을 특징으로 하는
    유체 제품 운반용 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 제2 세그먼트는 그것의 제2 단부에 커플링 수단에 연결되는 플러그 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체 제품 운반용 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 유체 제품 운반용 시스템이 관형 장치의 움직임을 가능하게 하는 적어도 6개의 회전식 조인트를 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체 제품 운반용 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 회전식 조인트의 수는 7개이며, 발생할 수 있는 회전식 조인트의 진동을 감쇠시키기 위한 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체 제품 운반용 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 관형 장치는 평행하게 배열되고 지지 암으로부터 현수되는 것을 특징으로 하는
    유체 제품 운반용 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1 위치는 생산 또는 재액화 플랫폼 또는 선박에 의해 형성되고, 상기 제2 위치는 운반 선박에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는
    유체 제품 운반용 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 각각의 관형 장치는 제1 세그먼트와 제2 세그먼트의 서로에 대한 각도 변위(angular travel)를 제한하기 위해 변위 스위치(travel switch)의 종료점을 포함하는 것을 특징으로 하는
    유체 제품 운반용 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 유체 제품은 액화 천연 가스인 것을 특징으로 하는
    유체 제품 운반용 시스템.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 시스템과 커플링 수단을 포함하며, 커플링 수단은 상기 제2 위치에 고정되기 위한 수단을 포함하는 조합체.
  17. 제16항에 있어서, 각각의 관형 장치는 제2 세그먼트의 제2 단부에 절두원추형 부재를 포함하고, 커플링 수단은 상보적인 절두원추형 부재를 포함하여, 2개의 절두원추형 부재가 상기 시스템과 커플링 수단의 상대 위치를 규정하기 위해 서로 포개질 수 있는 것을 특징으로 하는
    조합체.
  18. 제16항에 있어서, 커플링 수단은 밸브 및 커플러인 것을 특징으로 하는
    조합체.
  19. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 시스템을 복수로 포함하는 설비.
  20. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 유체 제품 운반용 시스템으로 유체 제품을 운반하는 방법이며,
    제1 세그먼트의 제1 단부를 지지 암과 동일한 쪽의 보관 위치로부터 하강시킬 목적으로, 각각의 제1 세그먼트를 지지 암에 대해 회전시키는 단계와,
    각각의 제2 세그먼트의 제2 단부를 제2 위치로부터 위로 당김으로써, 각각의 제2 세그먼트의 제2 단부를 커플링 수단에 커플링 수단 아래로부터 연결하는 단계를 포함하는,
    유체 제품을 운반하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 유체 제품은 액화 천연 가스인
    유체 제품을 운반하는 방법.
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