發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在海上運(yùn)輸油氣，更具體地，涉及如獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分中說(shuō)明的裝置。

更詳細(xì)地，本發(fā)明涉及在離淺水區(qū)的岸邊有一定距離之處存儲(chǔ)和裝載或卸載如液化天然氣的油氣的海港設(shè)施的安裝和操作，其中可選的是在岸上建造用于液化天然氣的存儲(chǔ)裝置或作為系泊用的飄浮裝置。

更具體地，本發(fā)明涉及一種用于在海上存儲(chǔ)、裝載和卸載油氣產(chǎn)品的海港設(shè)施，所述海港設(shè)施包括被交替地安置在海床上的多個(gè)單元，以形成的海港設(shè)施。旨在將單元獨(dú)立地安置，各單元是在側(cè)向方向上相隔給定距離D的間隔關(guān)系和具有前表面，沿著和抵靠前表面旨在系泊船只。而且，單元形成部分波浪的通道，和配置用于衰減一部分進(jìn)入的波浪，同時(shí)允許其它部分的波浪和水流通過(guò)海港設(shè)施，在被衰減的波浪頻率和被允許在單元之間通過(guò)的波浪頻率控制兩個(gè)相鄰單元之間的側(cè)向距離。

本發(fā)明還涉及一種用于建立船只的系泊配置的方法，利用存儲(chǔ)單元作為系泊基地，符合被載于國(guó)際公約的國(guó)際要求，如系泊設(shè)施被旨在放置在沿海或近海站點(diǎn)，確定系泊系統(tǒng)的尺寸以抵御系泊力，并符合所有其它國(guó)際系泊條例的規(guī)定。

接下來(lái)，統(tǒng)一指定LNG(液化天然氣)為用于被冷卻到液態(tài)的天然氣。通常將甲烷冷卻至大約零下161攝氏度，但是本發(fā)明還可適用于其它類(lèi)型的石油氣產(chǎn)品，如乙烷，甲烷，丙烷和丁烷這樣的冷卻氣體。另外，本發(fā)明可被用于存儲(chǔ)、裝載和卸載石油和石油產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

用于LNG或大型油輪的海港站點(diǎn)被認(rèn)為是非常危險(xiǎn)的。因此，不利于將站點(diǎn)安置在人口聚居的地區(qū)附近。同時(shí)，最大的LNG消費(fèi)者卻位于人口密集的國(guó)家。因此很多所提出的解決方案是將LNG存儲(chǔ)裝置安置在海上。

而且，要運(yùn)輸LNG，通常使用良好絕緣的和柔性的鉸接臂或軟管。事實(shí)上軟管通常很硬和很不柔軟。鉸接臂通常只在一個(gè)平面上移動(dòng)而不容忍側(cè)向移動(dòng)。要求裝載和卸載期間，LNG船必須背風(fēng)向橫臥地被正確系泊在受保護(hù)的海港。

先前提出的用于海上LNG裝載的海港站點(diǎn)或者是漂浮的或者被安置在海洋底部。漂浮站點(diǎn)共同具有的問(wèn)題是在船只和存儲(chǔ)裝置之間運(yùn)輸LNG是發(fā)生在兩個(gè)漂浮可移動(dòng)的主體之間。如果并排地一起進(jìn)行裝載，這種動(dòng)態(tài)對(duì)設(shè)備和安全性提出較高的要求。

一種可選方案是在兩個(gè)漂浮主體的頭部和尾部之間運(yùn)輸LNG，但是這比相應(yīng)的先前技術(shù)的石油裝載操作明顯更加困難，以及該方法對(duì)設(shè)備提出較高要求。另外，如果這些船只被允許旋轉(zhuǎn)，LNG的存儲(chǔ)船只必須裝配有用于LNG的復(fù)雜的水下回轉(zhuǎn)系統(tǒng)。

為了減小關(guān)聯(lián)于在裝載操作期間的漂浮主體動(dòng)態(tài)的問(wèn)題，已提出在海床上安裝較大的矩形鋼管或混凝土結(jié)構(gòu)，用作人造海港，其中連續(xù)的鋼管或混凝土墻旨在形成抵擋進(jìn)入的波浪。所提出的典型水深為8到30米。這種類(lèi)型的大型構(gòu)造旨在遠(yuǎn)離人口聚居的地區(qū)建立和同時(shí)用作在裝載和卸載操作期間的LNG船只的防波堤。

通過(guò)將船只在海港構(gòu)造的背風(fēng)側(cè)移動(dòng)可減小這個(gè)問(wèn)題，但是計(jì)算和流域測(cè)試表明，當(dāng)在一個(gè)期間內(nèi)從特別不利的角度傳入波浪和涌浪時(shí)，如果要得到明顯的屏蔽作用，必須將港口構(gòu)造形成的連續(xù)屏障體建造得很大型。這是由于熟知的作用，即海洋波浪會(huì)在這種構(gòu)造兩側(cè)的周?chē)儚澢?，和在與彎曲波浪相遇的背風(fēng)側(cè)后面的一定距離上出現(xiàn)焦點(diǎn)。在該焦點(diǎn)上，波高可實(shí)際上高于傳入波。

被安置在海洋底部的大型海港構(gòu)造可用作波浪的屏蔽體，因此其成本很高。已被建議的在裝載操作期間用混凝土建造用于LNG的這些類(lèi)型的海港站點(diǎn)的不同形式可為船只屏蔽波浪。例如，一種被建議的要建造的構(gòu)造形狀為馬蹄形的和將LNG船只裝載/卸載在其內(nèi)。這將明顯地減少動(dòng)態(tài)，但該海港站點(diǎn)比矩形形狀的站點(diǎn)的成本甚至更高。

NO 126927描述了一種海港站點(diǎn)，包括漂浮和下沉的多個(gè)單元，和構(gòu)建用于在海床上移動(dòng)。各個(gè)單元包括基底、承載結(jié)構(gòu)和根據(jù)需要可被移動(dòng)的可移動(dòng)的破波構(gòu)件。

US 3,958,426描述了一種海港站點(diǎn)，包括被分隔安置在海床上的多個(gè)單元，以形成至少一個(gè)筆直的系泊場(chǎng)所。該單元被提供有防護(hù)板和波浪衰減裝置。

申請(qǐng)人自己的公開(kāi)WO2006/041312揭露了一種用于在海上存儲(chǔ)、裝載和卸載如LNG的油氣的海港設(shè)施，通過(guò)參考于此處包括其全部?jī)?nèi)容。該海港包括由鋼或混凝土建造的三個(gè)單元，被安置在海床上。單元被按側(cè)向關(guān)系串聯(lián)地安置。配置海港以衰減波浪，船只旨在停于系泊背風(fēng)側(cè)。

US 2004/0011424揭露了一種用于在承載體和海港設(shè)施之間運(yùn)輸流體的單元，海港設(shè)施包含作為在系泊系統(tǒng)中的支撐點(diǎn)的多個(gè)間隔堆放結(jié)構(gòu)。更具體地，該公開(kāi)涉及流體傳輸系統(tǒng)，如包含og內(nèi)襯鋼管和鉸接接頭的流體傳輸系統(tǒng)。然而，可以理解的是該公開(kāi)還指明了一種系泊系統(tǒng)。根據(jù)所揭露的海港設(shè)施，其揭露了被系泊在海港設(shè)施的背風(fēng)側(cè)上的船只id。

然而，計(jì)算和流域測(cè)試表明，如果被系泊在這些類(lèi)型的矩形海港站點(diǎn)的背風(fēng)側(cè)上，LNG承載體事實(shí)上被暴露于增加的運(yùn)動(dòng)中。該暴露是由于被從海港墻壁反射且將被在LNG船只和海港構(gòu)造之間捕獲的涌浪和波浪。在一些情況下，這可能導(dǎo)致在海港墻壁和LNG船只之間的駐波形式，其可能增加船只的移動(dòng)。

因此，需要一種提供的系泊環(huán)境海港設(shè)施，其中船只在背風(fēng)面?？亢推渲杏捎诤Ｑ蟓h(huán)境的船只移動(dòng)被排除，或者至少大大地減少，從而提供盡可能安全的系泊和裝載環(huán)境。而且，而且，需要盡可能地衰減波浪和減小被系泊船只上的波浪和水流作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種帶有被結(jié)合和被整合存儲(chǔ)單元的改進(jìn)的海港設(shè)施，和一種用于建立這種海港設(shè)施的改進(jìn)的方法，以在離岸裝載和卸載如LNG的油氣期間為船只提供安全性。

本發(fā)明的進(jìn)一步的目的在于提供一種改進(jìn)的海港設(shè)施，其優(yōu)化了用于例如運(yùn)輸LNG的大型船只的系泊環(huán)境，消除或至少減小了在系泊船只上的風(fēng)、波浪和水流的作用，因此還提供用于系泊船只的風(fēng)屏蔽體。

本發(fā)明的仍進(jìn)一步的目的在于提供一種改進(jìn)的海港設(shè)施，其符合用于系泊大型船只的準(zhǔn)則和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，因此滿(mǎn)足了相關(guān)的需求和標(biāo)準(zhǔn)。參考了以下相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其內(nèi)容被通過(guò)參考包括：

-BS6349-海港裝置

-OCIMF-系泊設(shè)備指南(2008)

-SIGGTO-選擇和設(shè)計(jì)用于口岸和登船碼頭的站點(diǎn)(1997)

本發(fā)明的另一目的在于提供一種改進(jìn)的海港設(shè)施且?guī)в信c其相關(guān)聯(lián)的保護(hù)構(gòu)件，保護(hù)系泊船只不受或多或少地沒(méi)有可操縱性的飄移船只造成的影響和撞擊。

本發(fā)明的仍然另一目的在于提供一種改進(jìn)的海港設(shè)施，允許一部分波浪或多或少地?zé)o障礙通過(guò)，而衰減了其余部分的波浪。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種改進(jìn)的位于底部的海上海港站點(diǎn)，其可直接在船只和海港站點(diǎn)存儲(chǔ)、裝載和卸載LNG，其中以簡(jiǎn)單和有成本效益的方式減小船只的移動(dòng)效果。

本發(fā)明還提供一種改進(jìn)的用于LNG的柔軟的和位于底部的海上海港站點(diǎn)，其可被作為幾種小型單元建造，其中各個(gè)單元可被降低到個(gè)別海床上，由于重力而停留，以使所有的單元最終形成在要求的方向上、可選地在幾種不同方向上的帶有系泊點(diǎn)的海港站點(diǎn)。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種改進(jìn)的海港站點(diǎn)，其中波衰減最適合用于中波頻率，例如，波浪高達(dá)8到10秒的頻率，其中可能要求船只是可操縱的。

而且，本發(fā)明的目的是，在這種有限時(shí)間內(nèi)、如將會(huì)發(fā)現(xiàn)在海港上操縱船只很困難、最大的波浪將通過(guò)海港站點(diǎn)的高波颶風(fēng)的極端天氣環(huán)境中，顯著地降低這些極端環(huán)境施加在海港站點(diǎn)上的作用和影響，其中極端能量通過(guò)海港站點(diǎn)。

本發(fā)明的仍然另一目的在于能夠以合理的價(jià)格有效地和盡可能完整地在傳統(tǒng)建構(gòu)站點(diǎn)上、優(yōu)選地用干船塢在船塢上建造各個(gè)海港站點(diǎn)的單元。

因此，將最小化在海上的昂貴的修整工作。在建造站點(diǎn)上的最后舾裝之后，各個(gè)單元被帶到或拖曳到安裝位置，最后使用已知技術(shù)進(jìn)行下沉。

本發(fā)明的進(jìn)一步的目的在于提供一種改進(jìn)的海港站點(diǎn)，可按預(yù)先計(jì)算的、相關(guān)的距離將其安置在海洋底部，其最大化了波衰減作用，和以給定形狀的單元給予了可能的最佳的波衰減作用，以使LNG船只在海港站點(diǎn)上的裝載/卸載操作期間具有有利的移動(dòng)。

而且，本發(fā)明的目的在于提供一種海港設(shè)施，能夠在船只和系泊處之間系泊纜索，以用至少2度、優(yōu)選地根據(jù)國(guó)際超標(biāo)準(zhǔn)較大角度的角度從船只朝向海港設(shè)施向下引導(dǎo)?？梢岳斫獾氖?，系泊點(diǎn)安放在鄰近處，但在海面之上，進(jìn)而還允許較小的船只被系泊在設(shè)施上和仍然保持所述對(duì)系泊線纜或纜索的向下引導(dǎo)。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種為系泊船只屏蔽風(fēng)力的海港設(shè)施，風(fēng)力是從任意方向刮過(guò)來(lái)的風(fēng)造成的，但是通常與傳入波浪的方向相同。

通過(guò)進(jìn)一步由獨(dú)立權(quán)利要求所定義的改進(jìn)的海港設(shè)施和建立這種海港設(shè)施的方法實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。通過(guò)附屬權(quán)利要求定義本發(fā)明的實(shí)施例、可選形式和變化形式。

根據(jù)本發(fā)明，其中一個(gè)單元的前表面相對(duì)于兩個(gè)鄰近單元的前表面在與所述傳入波主方向相反的方向上偏移距離Z，和R為在距離0到Z的范圍內(nèi)的距離，其中Z為偏移中心單元的長(zhǎng)度。

距離Z可優(yōu)選地等于被沿中心偏移單元的縱向側(cè)系泊的最大船只長(zhǎng)度。

以增加或減小兩個(gè)鄰近單元之間的在波運(yùn)動(dòng)方向上的通道寬度方式配置所述單元。

所述單元的偏移距離優(yōu)選地在2到60米的范圍內(nèi)，和被移位的單元的足跡區(qū)域是梯形的，其中平行的側(cè)表面垂直于波浪的主方向。而且，以減小在傳入波方向上的兩個(gè)相鄰單元之間的通道寬度這種方式配置所述單元。同樣，兩個(gè)鄰近單元的足跡區(qū)域優(yōu)選地但不是必須地為梯形。

根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例，所述通道的最小寬度(Q)相應(yīng)于被要求衰減的波長(zhǎng)的大約1/4-1/2倍的波長(zhǎng)。

而且，所述單元的兩個(gè)平行側(cè)中的一個(gè)與至少一個(gè)單元傾斜側(cè)之間的角度(α)在0到30度的范圍內(nèi)。任選地，所述角度(α)可與單元的一個(gè)側(cè)壁不同。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例或變化形式，兩個(gè)相鄰單元之間的距離和/或兩個(gè)單元之間的側(cè)向偏移距離優(yōu)選地使在通道中沒(méi)有可視開(kāi)口，且垂直于所述單元的前表面。當(dāng)單元被安置在18米的水深時(shí)，平均側(cè)向距離可優(yōu)選地在大約20米上下。

根據(jù)另一種實(shí)施例，安放所述單元以形成兩個(gè)或更多個(gè)系泊點(diǎn)，和其中所述系泊點(diǎn)相互間形成如90度的角度。

本單元被提供有用于保護(hù)單元不受撞擊造成損壞的構(gòu)件，所述構(gòu)件包括從面對(duì)船只的表面突出的部件，所述構(gòu)件還優(yōu)選地用作旨在沿海港設(shè)施被系泊的船只的錨固點(diǎn)，還優(yōu)選地有助于破波作用。配置所述撞擊保護(hù)構(gòu)件以在被安置在位置上時(shí)向下延伸通過(guò)吃水線。

系泊平臺(tái)的高度應(yīng)被安放在吃水線之上的較低但安全的高度上，以提供靈活性用于系泊廣泛范圍的不同大小的船只。

根據(jù)本發(fā)明，還提供了用于構(gòu)造和安置海港站點(diǎn)的方法。該方法包括以下步驟：

安置至少三個(gè)單元，間隔一定距離地站立在它們自己的位置上，以在其它波浪經(jīng)過(guò)海港站點(diǎn)時(shí)，海港站點(diǎn)衰減一部分傳入波，

將至少三個(gè)單元中的一個(gè)在側(cè)向方向上相對(duì)于相鄰單元移動(dòng)，和

根據(jù)希望衰減的波浪頻率和希望通過(guò)單元之間的頻率來(lái)計(jì)算單元之間的距離。通過(guò)以下步驟確定所述單元之間的距離：

在要求的區(qū)域上在一段時(shí)間內(nèi)測(cè)量波高，

計(jì)算所述波譜的統(tǒng)計(jì)分布，

以根據(jù)所述波譜的正態(tài)分布確定平均波高，和

根據(jù)所述平均波高確定單元之間的距離。

將在根據(jù)本發(fā)明的海港站點(diǎn)上的單元相對(duì)各個(gè)其它單元移動(dòng)一定距離的優(yōu)點(diǎn)是，在將要穿過(guò)海港站點(diǎn)的波浪可能導(dǎo)致海港站點(diǎn)極端應(yīng)變時(shí)，可衰減所要求的部分波浪頻譜。因此，可以更低的價(jià)格和更容易地建造組成海港站點(diǎn)的單元，同時(shí)可達(dá)到衰減與在海港站點(diǎn)附近或海港站點(diǎn)上操作的船只相關(guān)的部分波浪頻譜。

本發(fā)明的又一優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)打破和抵消作用有效地衰減波浪，除了其它方面外，這是由于來(lái)自很多墻壁的反射和因此其避免了波浪能量被偏轉(zhuǎn)和出現(xiàn)在海港站點(diǎn)工地上的焦點(diǎn)等其它位置上。

另外，用較小單元建造海港站點(diǎn)是明智和經(jīng)濟(jì)的和特別有利的構(gòu)造。因此，在很大程度上，能夠在傳統(tǒng)的造船廠建造該構(gòu)造，幾個(gè)加工車(chē)間可以為此進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。安裝危險(xiǎn)性也小得多。

根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是，構(gòu)成用于根據(jù)本發(fā)明用于LNG的海港站點(diǎn)的單元可被下沉到海洋底部、被移除、被移動(dòng)和被代替以利用已知技術(shù)形成所要求的新的個(gè)別配置。

形成海港站點(diǎn)的根據(jù)本發(fā)明的單元被按所要求的距離間隔。通過(guò)旨在被衰減的波浪頻率和被允許通過(guò)單元之間的通道的波浪頻率確定單元之間的該距離。可用已知的方法計(jì)算或通過(guò)流域測(cè)試方法找到該距離。

通過(guò)將單元在兩個(gè)側(cè)路和在波浪的主要方向上移開(kāi)一定的距離，避免了在海港墻壁和船只側(cè)面之間的波能量積聚效應(yīng)。更具體地，避免或至少明顯降低了由于在豎直側(cè)之間的反射而在連續(xù)結(jié)構(gòu)和船只側(cè)身之間形成的駐波。因此波能量的有害和極端部分將在單元之間滑動(dòng)。由于以這種方式的波能量在單元之間被局部地打破和局部地通過(guò)，達(dá)到有利的消除作用和因此降低了在海港站點(diǎn)和所提供的單元的附近區(qū)域內(nèi)的波能量。

通過(guò)調(diào)節(jié)單元之間的距離，可能達(dá)到要被衰減的傳入波頻率的優(yōu)化。這是通過(guò)來(lái)自在幾個(gè)方向上的單元壁和底部對(duì)傳入波的反射達(dá)到的，在那里實(shí)現(xiàn)消除波浪。另外，在單元之間產(chǎn)生了相應(yīng)于攪擾的有目的的、大致混亂的流動(dòng)模式，這將能量從對(duì)船只移動(dòng)響應(yīng)的隨后減弱的波浪中移除。

對(duì)于較長(zhǎng)的波長(zhǎng)，例如在高于15到16秒周期的涌浪，來(lái)自單元的波浪反射將更小，和在該部分波譜中的能量將在單元之間通過(guò)。具有這種波長(zhǎng)的波浪通常與風(fēng)暴和颶風(fēng)有聯(lián)系，那么因?yàn)轱L(fēng)，船只將不能正常地被操作。因此船只不可以被系泊在海港站點(diǎn)上。

因?yàn)閱卧痪植堪惭b有鋒利的邊緣，摩擦力和因此的波衰減將被增大。在某部分的波浪譜中提供有非線性衰減，因此移除了影響船只的能量。

單元的有利形狀將單元的體積在水表面之下被膨脹，其中可提供波浪積載以打破波浪，有時(shí)還有助于衰減波浪和減少在海港站點(diǎn)的背風(fēng)側(cè)的波浪。依賴(lài)于周?chē)h(huán)境和要被衰減的波浪周期，水下的結(jié)構(gòu)的形成和形狀可以是變化。有利的形狀是相應(yīng)于海灘的傾斜表面、用尖銳邊緣建成的結(jié)構(gòu)、局部中空或布滿(mǎn)孔洞的結(jié)構(gòu)等。

在海床上的單元之間的距離將通過(guò)在安裝位置上發(fā)生的波譜和通過(guò)選擇有利地對(duì)LNG船只造成移動(dòng)影響的要被衰減的波譜確定。海港站點(diǎn)的可能形狀的計(jì)算示出，單元的正方形或梯形形狀和在被安置在18米的水深處和在海面之下的沒(méi)有體積膨脹的單元之間具有40米的間隔距離將衰減小于80米波長(zhǎng)的波浪。同時(shí)，計(jì)算示出具有200米波長(zhǎng)的較大波浪將帶有最小損耗的能量通過(guò)。

計(jì)算還示出了通過(guò)可選地膨脹在海面下的體積，從較短和較長(zhǎng)波長(zhǎng)的波浪捕獲和移除更多能量是可能的。因此，例如通過(guò)增大從5到10米的深度下沉到海洋底部的海面下的單元體積，可達(dá)到以有利的方式進(jìn)一步衰減對(duì)船只移動(dòng)的影響。該體積的增大可被限制在單元之間的體積和沿被系泊LNG船只的系泊面被省略。體積的增大可被與在海床上固定有良好和堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的單元相結(jié)合。然而，必須配置單元以使波浪不被朝向LNG船只反射而造成有害和不期望的移動(dòng)。

例如，通過(guò)相應(yīng)于船只的船底龍骨向外延伸地引導(dǎo)尖銳邊緣還可緩沖器分波浪譜。自然的是，這些尖銳邊緣可能被引導(dǎo)在單元之間的空間中而不是在LNG船只被系泊之處。本文中已描述了具有波浪衰減作用的一系列可能的構(gòu)件，如在墻壁、肋拱中有中空的空間等。本發(fā)明提供了以很具成本效益的方式在用于LNG的海港站點(diǎn)上引導(dǎo)這些類(lèi)型的構(gòu)件的可能性。

通過(guò)提供在海床上相互鄰近地安裝包括幾個(gè)單元的海港站點(diǎn)，可容易地系泊和沿海港站點(diǎn)操縱LNG船只。如果LNG船只處于根據(jù)本發(fā)明的海港站點(diǎn)的迎風(fēng)側(cè)，避免了朝向船只的波浪的反射和在船只和海港墻壁之間產(chǎn)生不利的駐波。

可選地，LNG船只可被系泊在根據(jù)本發(fā)明的海港站點(diǎn)的背風(fēng)側(cè)。預(yù)先估算的部分波能量將能夠在單元之間通過(guò)和這將可能衰減一些波能量。以該方法在背風(fēng)側(cè)形成用于波浪的危險(xiǎn)焦點(diǎn)同時(shí)避免了在背風(fēng)側(cè)的波能量導(dǎo)致減少了的和有利的船只移動(dòng)。

通過(guò)考慮本地波浪譜，當(dāng)單元之間的距離是最佳時(shí)，同時(shí)由于對(duì)各個(gè)單元的水下結(jié)構(gòu)配置用于衰減波能量的構(gòu)件，達(dá)到明顯的衰減是可能的。

根據(jù)本發(fā)明的海港站點(diǎn)的特別有利的配置安放所述單元，以形成幾個(gè)系泊區(qū)域和使這些系泊區(qū)域相互之間形成例如90度的一定角度。調(diào)節(jié)角度和定位到海港站點(diǎn)的安裝位置上的已知波方向是可能的。通過(guò)能夠系泊LNG船只以使波浪沿船只傳入，船只的移動(dòng)通常將以起伏和沖壓的形式，使顯著降低了在將發(fā)生LNG裝載和卸載之處的船舯移動(dòng)和動(dòng)態(tài)作用力。

如果需要，如果希望盡可能地保護(hù)海港操作本身和將船只系泊在其中波浪被衰減到要求范圍上的最受保護(hù)的區(qū)域中，還可將用于根據(jù)本發(fā)明的LNG船只的海港站點(diǎn)配置成U型或V型。如果單元的水下部分被形成作為優(yōu)選地在朝向相鄰單元方向上的波浪緩沖器，這是特別有效的。

組成海港站點(diǎn)的單元將優(yōu)選地被提供被迫下沉到海床的多個(gè)鋼或混凝土擋壁，有助于抵靠在海床上的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，擋壁具有在水平面上帶有圓形剖面的圓柱形形狀，旨在被穿入海床中。擋壁將有助于單元的穩(wěn)定性而不會(huì)平移和豎直和水平的移動(dòng)。

可選地，有可能地使用已知技術(shù)將各個(gè)單元定位在海床上，可選地安置在被定位在海床上的預(yù)先安裝的基底之上。

還可以理解的是，給定設(shè)施的各個(gè)單元牢固的高度，這同樣為被系泊船只提供了防風(fēng)保護(hù)。

根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例，偏移中央單元和至少一個(gè)鄰近單元之間的距離應(yīng)為Q米，其中Q應(yīng)在從0米到Z米的范圍內(nèi)，Z優(yōu)選地為要被沿偏移中心單元的背風(fēng)側(cè)系泊的船只的最大長(zhǎng)度的最小25％。用這種尺寸和用根據(jù)本發(fā)明的系泊配置，在經(jīng)受來(lái)自任何方向的風(fēng)吹、水流或波浪時(shí)，防止了被系泊船只關(guān)于偏移中心單元樞轉(zhuǎn)。由于這種裝載系統(tǒng)是基于硬鋼管和可樞轉(zhuǎn)接頭的，這更具體地對(duì)裝載或卸載LNG是有利的。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考所附附圖，根據(jù)本發(fā)明的裝置在接下來(lái)的詳細(xì)描述中可被更加詳細(xì)地解釋?zhuān)渲校?/p>

圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的海港站點(diǎn)的一種實(shí)施例的俯視圖；其中三個(gè)單元被間隔一定距離地安置在海床上，中間的一個(gè)被定位在關(guān)于波浪方向的縮回位置上；

圖2示意性地示出了相應(yīng)于圖1所示的實(shí)施例的海港站點(diǎn)的第二實(shí)施例的俯視圖，但是其中形成海港設(shè)施的單元具有梯形足跡區(qū)域；

圖3示意性地示出了相應(yīng)于圖1所示的實(shí)施例的海港站點(diǎn)的第三實(shí)施例的俯視圖，其中形成海港設(shè)施的單元被提供有附加系泊處和/或破波或衰減波的構(gòu)件；

圖4示意性地示出了圖3所示單元的在縱向方向的沿圖3的線4-4看過(guò)去的豎直剖面；

圖5示出了海洋裝置的側(cè)視圖，其中配置單元以提供兩個(gè)系泊位置，兩個(gè)系泊位置彼此成一定角度地被安放；

圖6示意性地示出了在單元的兩個(gè)相對(duì)側(cè)提供有破冰緩沖結(jié)構(gòu)的單元的側(cè)視圖；

圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)施單元的側(cè)視圖，還示意性地指示被系泊在所述單元上的船只，該圖指示了系泊纜索的方向；和

圖8示意性地示出了形成設(shè)施的單元的另一種配置。

具體實(shí)施方式

應(yīng)注意的是，在下面對(duì)附圖所示的實(shí)施例的詳細(xì)描述中，相同的參考標(biāo)號(hào)被用于同一或相似的結(jié)構(gòu)和特征。

圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的海港站點(diǎn)10的一種實(shí)施例的俯視圖。所示的海港站點(diǎn)包括三個(gè)相同的單元11、11’，配置成由于重力而穩(wěn)定地保留在海床12上。三個(gè)單元11、11’被間隔一定距離Q地安置在海床12上，中間單元11’還被定位在相對(duì)于兩個(gè)其它單元11的縮回位置上，具有縮回距離R，中間單元11’被在如波浪的大體的主要方向13這樣的相同方向上縮回。如進(jìn)一步地被示于圖1，沿單元11、11’的背風(fēng)側(cè)上的中間單元11’系泊船只14。被用于將船只14系泊在單元11、11’上的系泊系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)前向系泊線纜15，前向系泊線纜15自船只14的船頭16延伸到單元11中的一個(gè)的遠(yuǎn)端背風(fēng)角上的前系泊點(diǎn)20。所述一個(gè)或多個(gè)纜索15具有前向引線，即與船只14的軸線在前向方向上形成傾斜角。同樣地，一個(gè)或多個(gè)后向系泊線纜15’在船只14的船尾17和在相鄰單元11的遠(yuǎn)端背風(fēng)角上的后系泊點(diǎn)20’之間延伸，形成船只14的后向方向引導(dǎo)，以還與船只14的縱向方向形成傾斜角。而且，系泊系統(tǒng)包括自船只的船頭區(qū)域16延伸到相鄰單元11的前橫纜系泊線18，一個(gè)或多個(gè)纜索的方向或多或少地垂直于鄰近單元11的前面，前橫纜系泊線18被連接到在相鄰單元11的的中間區(qū)域上的系泊點(diǎn)19上。同樣地，相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)后橫纜系泊線18在相鄰單元11的船尾區(qū)域17和后系泊點(diǎn)19’之間延伸，纜索方向或多或少地垂直于相鄰單元11的前側(cè)。系泊系統(tǒng)還包括一個(gè)或多個(gè)自船頭區(qū)域16朝向在被縮回的中間單元11’的鄰近背風(fēng)角處的系泊點(diǎn)22延伸的一個(gè)或多個(gè)前彈簧系泊線21，在船只的近船尾方向上提供引導(dǎo)，前彈簧系泊線21在船只的向后方向上形成一個(gè)銳角。相應(yīng)地一個(gè)或多個(gè)后彈簧系泊線21’自船只的船尾區(qū)域17延伸到被縮回的中間單元11’的鄰近背風(fēng)角上的系泊點(diǎn)22’，在前向方向上引導(dǎo)。

單元11可被提供有被堅(jiān)固地固定到單元11的表面上的撞擊緩沖器23，旨面對(duì)在系泊位置的船只14。應(yīng)注意的是，附圖示出兩種變化形式的這種緩沖器23。這將聯(lián)系圖4被更詳細(xì)地描述。緩沖器23可被用作系泊點(diǎn)19、20、22的加強(qiáng)支撐點(diǎn)。

旨在面對(duì)在系泊位置上的船只14的表面上的中間單元11’被提供有強(qiáng)緩沖器24，確保在船只14的船身和中間單元11’的結(jié)構(gòu)性壁之間的距離D。

可以理解的是，雖然附圖中揭露了與傳入主要波方向在相同方向上被縮回的中間單元11’，但中間單元11’可被安置在相反方向上，即，朝向主要波方向的方向。而且，可以理解的是，系泊系統(tǒng)可具有另一種配置和/或另一數(shù)量的纜索等。而且，各系泊點(diǎn)可以是不同的而不脫離本發(fā)明的構(gòu)思。

圖2示意性地示出了相應(yīng)于示于圖1的實(shí)施例的海港站點(diǎn)10的第二實(shí)施例的俯視圖，但是其中單元11、11’形成具有梯形足跡區(qū)域的海港設(shè)施10。系泊配置和系泊點(diǎn)19、19’、20、20’、22、22’包括撞擊緩沖器24，對(duì)應(yīng)于示于圖1中的實(shí)施例。

由于梯形足跡區(qū)域的單元11、11’，所示實(shí)施例在鄰近的單元之間提供有通道，通道具有在波浪上游的較小開(kāi)口(Q)和在波浪主要方向下游增加的開(kāi)口。然而，應(yīng)理解的是，可以更加緊密間隔的關(guān)系安置單元11、11’，留下在波浪方向上減小的、或?qū)嶋H上不可見(jiàn)的視線。或者，可將單元安置在一種配置中，其中單元11、11’的梯形較短側(cè)面對(duì)波浪。根據(jù)這種實(shí)施例，在鄰近單元11、11’之間的開(kāi)口在波浪的上游方向上是最大的，開(kāi)口在離開(kāi)波浪方向的方向上變窄。

所述梯形形狀可以是等邊的，即在前側(cè)和側(cè)面中的一個(gè)之間形成的實(shí)施角度α是相等的?；蛘撸瑐?cè)面中的一個(gè)可形成與前表面之間的角度β，其中β與α不相等。

如示于圖2中的實(shí)施例，可依照所需要的最大破波作用調(diào)節(jié)角度α和β。由角度α和β的更改造成的反射和衍射的變化改變了接近波浪的干擾模式。這導(dǎo)致波高的有效減小或造成破波的增加，從而導(dǎo)致傳播的波能量的減少。而且，在單元之間傳播的波浪方向?qū)⒈桓模瑢?dǎo)致由于結(jié)構(gòu)有效“遮蔽”的區(qū)域的改變。進(jìn)一步地，還可為相同目的調(diào)節(jié)距離Q和R。角度α以及Q和R的調(diào)節(jié)將增大或加寬波浪方向(波浪保護(hù)角度)和給予海港設(shè)計(jì)寬泛的反射角范圍以形成衰減作用。該距離和角度可被朝向用于海港操作的最大保護(hù)的主要波浪模式和方向調(diào)整。

圖3示意性地示出了相應(yīng)于被示于圖1的實(shí)施例的海港站點(diǎn)10的第三實(shí)施例的俯視圖，其中單元11、11’形成的海港設(shè)施10被提供有附加的系泊和/或破波或衰減構(gòu)件，而圖4示意性地示出了被示于圖3的、沿圖3中的線4-4看過(guò)去的單元11、11’的縱向方向的豎直剖面。再一次地，系泊配置與圖1和2中所示的相同，不同之處在于所使用的撞擊緩沖器的類(lèi)型。圖4更詳細(xì)地揭露了各緩沖器?？梢允褂脙煞N類(lèi)型的緩沖器。一種類(lèi)型A的緩沖器為向下延伸通過(guò)吃水線25的類(lèi)型，自單元11、11’的側(cè)壁和/或前壁向外突出。除了用作撞擊緩沖器，緩沖器A、B還可衰減波浪的作用和/或用作系泊點(diǎn)19、19’、20、20’、22、22’的支撐部?？商娲鼗蝾~外地，緩沖器可為在單元11、11’的前壁和/或側(cè)壁上從單元11、11’向外突出的類(lèi)型，緩沖器(類(lèi)型B)終止于海面25之上。所述類(lèi)型B的緩沖器還可被用于支撐系泊點(diǎn)19、19’、20、20’、22、22’。類(lèi)型B的緩沖器終止于海面25之上。

同樣如圖4所指示的，可為單元11、11’提供例如LNG的碳?xì)浠衔锏拇鎯?chǔ)罐。從安全角度看，僅翼側(cè)單元11可被提供有這種罐?？梢岳斫獾氖牵鶕?jù)本發(fā)明的系泊系統(tǒng)10還可被提供有如裝載系統(tǒng)、超重機(jī)等構(gòu)件。

圖5示出了海洋裝置側(cè)視圖，其中配置單元11、11’以提供兩個(gè)系泊位置，將兩個(gè)系泊位置彼此相對(duì)一定角度地安放。如果希望盡可能地保護(hù)海港操作本身和將船只系泊在其中波浪被衰減到期望程度的更好保護(hù)的區(qū)域中，則可根據(jù)要求將用于根據(jù)本發(fā)明的LNG船只的海港站點(diǎn)配置成U型或V型。如果單元的水下部分被形成作為優(yōu)選地在朝向相鄰單元的方向上的波浪緩沖器，則是特別有效的。

緩沖器A、B或單元11、11’還可被提供有系泊防護(hù)板，以可能通過(guò)系泊安放構(gòu)件安全地將LNG船只14系泊到海港站點(diǎn)10。可用根據(jù)已知技術(shù)的已知的柔性材料制成防護(hù)板。然而，包括這種系泊布置不是必須的，可替代的實(shí)施例為，自海港站點(diǎn)本身有一定距離地安置系泊裝置。

圖6示意性地示出了系泊和存儲(chǔ)單元11的側(cè)視圖，由于其自身重量而保持在海床上，可能帶有附加加載物和設(shè)施、設(shè)備和存儲(chǔ)流體的重量。如圖所指示的，設(shè)施單元11被提供有破冰緩沖結(jié)構(gòu)26，其被安放在單元11的兩個(gè)對(duì)立側(cè)的吃水線25的區(qū)域上。破冰緩沖結(jié)構(gòu)26可具有傾斜的上和/或下表面，配置用于破碎冰和可能在被破的冰和單元11的豎直壁之間確保斜向沖擊。破冰緩沖結(jié)構(gòu)26的自由端可被稍微定位在海面之下。

而且，如所指示的，單元11還可設(shè)有碳?xì)浠衔锏拇鎯?chǔ)罐，例如用于LNG的絕緣存儲(chǔ)罐。

所示的單元還被提供有被安放在最高預(yù)期潮高之上和單元的上表面27之下的系泊點(diǎn)20，這樣能使用于系泊纜索(未示出)的角度α’的負(fù)引線在船只14和設(shè)施單元11之間延伸?？梢岳斫獾氖?，雖然參考標(biāo)號(hào)20被用于系泊點(diǎn)，所述被指示的系泊點(diǎn)可為被要求將船只14安全地系泊在設(shè)施上的任意一種系泊點(diǎn)。

圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)施單元11的側(cè)視圖，還示意性地指示了被系泊在單元11上的船只14，該附圖指示了任意一個(gè)系統(tǒng)纜索15、15’、18、18’、21、21’的豎直定向和方向。通過(guò)船只14的剖面視圖指示被系泊在設(shè)施上的船只14。

如圖7所指示的，設(shè)施單元11的這種高度使船只14的船體或多或少地被單元11遮蔽。

圖8示意性地示出了形成設(shè)施的單元11的另外一種配置。根據(jù)該配置，使用被示于圖2的單元配置。另外，加入了另一單元11’，其定向?yàn)榻⒄诒尾?，防止波浪從或多或少地與三個(gè)單元11的縱向方向平行的方向傳入。可以理解的是，未示出系泊線纜、系泊點(diǎn)等。這種裝備和設(shè)備可復(fù)制被示于其它附圖中的裝備和設(shè)備。附圖還指示出用于從岸邊通向設(shè)施的碼頭28的選擇端。未示出在碼頭和設(shè)施單元11之間的和在單元11的各個(gè)設(shè)施之間的橋梁。

可將單元11、11’構(gòu)建在海港站點(diǎn)10上，海港站點(diǎn)10被建設(shè)在偏遠(yuǎn)的施工站點(diǎn)、被拖曳和安置在海洋底部12上。根據(jù)本地環(huán)境條件、如水深、海洋底部的類(lèi)型、波形來(lái)形成單元11、11’和海港站點(diǎn)10，并且最小化了如來(lái)自波浪、風(fēng)和水流的環(huán)境作用力的可能的、負(fù)面的作用。依賴(lài)于要求的LNG船只14的系泊方向和定位，單元11、11’被以要求的配置安置在海洋底部，如根據(jù)操作和安全方面的考慮，要求LNG船只是在最佳可能的裝載條件下進(jìn)行的。

在已安裝的海港站點(diǎn)10上的單元11、11’的形狀適用于在安裝位置上的本地波譜，以使在海港站點(diǎn)10的操作期間引起船只移動(dòng)的波浪被盡可能地衰減，而其它波浪被允許通過(guò)海港站點(diǎn)10。

通過(guò)在海洋底部設(shè)定單元11、11’相互之間的距離可實(shí)現(xiàn)針對(duì)波浪的調(diào)節(jié)。分別地，通過(guò)較短距離衰減較小波和通過(guò)較長(zhǎng)距離衰減較大波。計(jì)算示出，在單元9之間使用的特別有利的距離大約相應(yīng)于希望衰減的波長(zhǎng)的1/4-1/2倍。

為了確定希望衰減哪些波浪，可從波高和波頻形式的波譜開(kāi)始。然后例如通過(guò)計(jì)算各個(gè)波浪的最高值，在頻譜的幫助下有用地表示出隨著時(shí)間推移的多個(gè)波浪。通過(guò)利用統(tǒng)計(jì)分布，如所述波譜的明顯值，其表示在20分鐘周期以上(用于測(cè)量波高)的最高波浪中的第三個(gè)的平均值。還可使用其它形式的統(tǒng)計(jì)分布和這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是已知的，此處不再進(jìn)一步描述。

單元基底的大小可適用于達(dá)到最佳可能的波浪衰減。有利的是基底的上面部分被安置在海洋表面本身之下，以在基底的上面部分和海洋表面之間形成岸的形式。計(jì)算示出，將單元11、11’安置在海洋表面之下相對(duì)于希望衰減的波高和被關(guān)聯(lián)的波長(zhǎng)的大約半波高處是特別有利的。一個(gè)例子是，如果希望衰減的波高是8米，那么將基底頂部安置在海面25之下大概4米處是有利的。為了達(dá)到在海面25和基底之間的這種距離，相應(yīng)地調(diào)節(jié)基底的大小。

基底的外形還對(duì)在海港站點(diǎn)10周?chē)牟ɡ怂p有影響。基底在水平面上為方形是有利的，其中，例如，其將僅需要在使基底適應(yīng)于海洋平面的高度上執(zhí)行改變。然而，要提及的是，可應(yīng)用其它外形的基底和這將在后面的詳細(xì)描述中更詳細(xì)地描述。

依據(jù)目標(biāo)、需求和希望還可以多種方式形成單元11、11’的基底。

單元11、11’可具有相對(duì)較大的和大體積的基底(未示出)，其中相互接近地安置這些基底。通過(guò)單元11、11’的這種形式和安置，海港站點(diǎn)10用作所要求的部分波譜、例如小于周期10秒的波浪的波緩沖器或破波部。同時(shí)，如果需要，較長(zhǎng)周期的涌浪將能夠滑過(guò)海港站點(diǎn)10。而且，減小不利的海洋流作用將是可能的。

如果要求更強(qiáng)的衰減，可用更加傾斜的側(cè)壁形成單元11、11’和相對(duì)靠近地安置單元11、11’。如果希望增加與波浪相互作用、并進(jìn)一步衰減波浪(未顯示)，可用粗糙或多孔表面、尖銳邊緣、突出物等形成單元11、11’和基底。

單元11、11’不需要相互處于一條直線上，而是可如圖5所示的相互成一個(gè)所要求的角度被安置。如果希望避免例如來(lái)自各個(gè)方向的涌浪這樣的負(fù)面影響，這將是有利的。在裝載和卸載操作期間，特別不利的是在船舯方向上遇到強(qiáng)波浪和涌浪。這使LNG船只14產(chǎn)生較大的起伏和旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，同時(shí)LNG船只可能是受到系泊位置的強(qiáng)迫，這在裝載和卸載操作期間是很不被期望的。

通過(guò)在另一方向上系泊LNG船只14，強(qiáng)波或涌浪在沿著船只的方向上傳入。因此，LNG船只14沿著船只方向?qū)Σɡ隧憫?yīng)以顯著減少旋轉(zhuǎn)和沖壓移動(dòng)以及降低船舯動(dòng)態(tài)。