Способ разгрузки танкера для транспортировки нефти, способ загрузки танкера для транспортировки нефти, способ транспортировки нефти в танкере и система трубопроводов и клапанов для танкера, транспортирующего нефть

 

Сущность изобретения: способы разгрузки и загрузки танкера для транспортировки нефти заключаются в том, что нефть откачивают или соответственно подают последовательно из групп (в группы) танков на уровне днища с поддержанием контакта поверхности нефти с атмосферой, образованной насыщенным газом, содержащим углеводород, при этом указанный газ подают из предыдущей группы танков в последующую. Способ транспортировки нефти в танкере заключается в том, что нефть транспортируют в полностью заполненных танках, а также в их стояках с поддержанием уровня нефти на уровне дыхательных клапанов. 4 с.и. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к судостроению и эксплуатации судов, а именно нефтеналивных танкеров.

Известен способ разгрузки танкера для транспортировки нефти, при котором нефть откачивают одновременно из группы танков с уровня днища (SV, авт.св. N 1177204, В 63 В 27/24, 1985).

Известен способ загрузки танкера для транспортировки нефти, при котором нефть подают одновременно в группу танков на их днища (SV, авт.св. N 1177204, В 63 В 27/24, 1985).

Известен способ транспортировки нефти в танкере, при котором нефть транспортируют в полностью заполненных танках (SV, авт.св. N 1359194, кл. В 63 В 25/12, 1987).

Известна система трубопроводов и клапанов для танкера, транспортирующего нефть, включающая в себя стояки с дыхательными клапанами, установленные в люках, расположенных в верхних частях танков, а также трубную систему для инертного газа, сообщенную с танками (SV, авт.св. N 1359194, В 63 В 25/12, 1987).

При выгрузке, загрузке и транспортировке нефти указанными способами танкером с упомянутой системой трубопроводов и клапанов возможны большие потери нефти.

Технический результат от использования изобретения заключается в обеспечении снижения потерь нефти при разгрузке, загрузке и транспортировке ее танкером.

Этот технический результат достигается следующим.

В способе разгрузки танкера для транспортировки нефти, при котором нефть откачивают одновременно из группы танков с уровня днища, поверхность нефти поддерживают в контакте с атмосферой, образованной насыщенным газом, содержащим углеводород, при этом танки разгружают последовательно группами, каждая из которых содержит один или более танков, с подачей упомянутого насыщенного газа из предыдущей группы в последующую над нефтью. При разгрузке последующих групп танков в группу танков, разгруженную первой, подают над насыщенным газом другой более легкий газ, в качестве которого может быть использован инертный газ.

В способе загрузки танкера для перевозки нефти, при котором нефть подают одновременно в группу танков на их днища, поверхность нефти поддерживают в контакте с атмосферой, образованной насыщенным газом, содержащим углеводород, при этом подачу нефти в группы танков, каждая из которых содержит один или более танков, осуществляют последовательно с подачей упомянутого насыщенного газа из предыдущей группы танков в последующую группу танков к их днищам. Причем при загрузке танков первой группы насыщенный газ до достижения в нем заданной концентрации углеводородов могут подавать в трубопроводную систему инертного газа, а загрузку могут начинать с группы танков, газ в которых содержит наибольшую концентрацию углеводородов. При этом в течение загрузки группы танков последние могут оставаться закрытыми до достижения в них заданного давления, а танки могут заполняться нефтью с заполнением стояков их люков, преимущественно по уровня дыхательных клапанов.

В способе транспортировки нефти в танкере, при котором нефть транспортируют в полностью заполненных танках, нефть транспортируют также в стояках с поддержанием уровня нефти преимущественно на уровне дыхательных клапанов.

Система трубопроводов и клапанов для танкера, транспортирующего нефть, включающая в себя стояки с дыхательными клапанами, установленные в люках, расположенных в верхних частях танков, а также трубопроводную систему для инертного газа, сообщенную с танками, снабжена дополнительной трубной системой с клапанами, посредством которой танки сообщены друг с другом, а также коллектором и сообщенными с ним посредством клапанов трубопроводами, размещенными в танках и оканчивающимися около днищ танков, при этом указанная трубная система для инертного газа выполнена с клапанами, посредством которых она сообщена с танками, а стояки с дыхательными клапанами сообщены с коллектором, который посредством клапанов сообщен с трубной системой для инертного газа. Сверху на танках могут быть установлены датчики для измерения концентрации содержащего углеводороды газа.

Система может быть снабжена дополнительными трубопроводами, соединяющими коллектор с танками через дополнительные клапаны.

Кроме того, система может быть снабжена дополнительными стояками с дыхательными клапанами по крайней мере для одного танка, при этом каждый из дополнительных стояков расположен внутри танка в районе, отстоящем от его люка и сообщен с коллектором.

На фиг. 1,a и 1,в соответственно показаны вертикальное и горизонтальное сечение танкера, на фиг. 2 - схематичное изображение расположения труб и клапанов на танкере; на фиг. 3 - схематичное изображение содержимого в части танкера вслед за очисткой танка; на фиг. 4,a и 4,в - схематичное изображение содержимого танкера на двух различных стадиях разгрузки в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения; на фиг. 5,a и 5,b - схематичное изображение содержимого танкера на двух различных стадиях загрузки в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения; на фиг. 6,a - c - схематичное изображение содержимого части танкера на трех различных стадиях разгрузки в соответствии с одним из вариантов реализации изобретения; на фиг. 7 - вертикальное сечение А-А фиг. 1; на фиг. 8,a и в - вертикальное сечение труб и клапанов в альтернативных вариантах их расположения.

Танкер 1 выполнен с грузовыми танками 2, балластными танками 3 и отстойно-грузовыми танками (О/Г танками) 4 (см. фиг. 1b). Балластные танки 3 заполнены балластом во время балластного рейса и пустые во время транспортировки нефти. В О/Г танках 4 находится груз во время рейса транспортировки, а если танк после разгрузки очищается водой, то О/Г танки 4 содержат смесь из нефти и воды во время балластного рейса. Длина 5 иллюстрирует общую длину грузового отсека танкера 1.

Сверху на палубе 25 танкера 1 установлена система трубопроводов и клапанов (фиг. 2), содержащая коллектор 6, соединенный с обычной стандартной трубной системой 8 для инертного газа через трубу 16 с клапаном 15. В зависимости от настройки клапанов 15 газ может свободно проходить между коллектором 6 и трубной системой 8 для инертного газа. Коллектор 6 соединяется с грузовыми танкерами 2a и 2b и отстойными танками 4 через трубу 7 с клапаном 14 и, когда клапаны 14 открыты, то коллектор 6 и трубы 7 образуют открытое соединение между грузовыми танками 2a и 2b и отстойными танками 4.

Каждый из грузовых отсеков 2a и 2b и отстойных танков 4 имеет свою собственную крышку люка 10, сообщающегося с коллектором 6 и трубной системой 8 для инертных газов через стояки 11 с взаимодействующими с ними дыхательными клапанами 12Р и 12У и клапаном 13 соответственно. Клапаны 12Р, 12У могут иметь силовое управление, осуществляющее открытие или закрытие их, или же они могут настраиваться так, чтобы обеспечивать прохождение газового потока в танки 2a, 2b и 4 через клапан 12У при заданном разряжении и удаление газового потока из танков 2a, 2b и 4 через клапан 12Р при заданном избыточном давлении. Силовое управление может быть ручным или автоматическим.

Величины разряжения и избыточного давления ограничивают нагрузками, на которые расчитана палуба 25. Клапан 13 может открываться или закрываться с помощью либо силового управления, либо он может настраиваться так, что его управление осуществляется давлением в танках 2a, 2b и 4 вместе с контролем датчиками концентрации углеводородного газа (УВ-газа) в танках. В последнем случае клапан будет открываться тогда, когда давление в танке превысит заданную величину, предпочтительно ту же величину, что и давление открытия клапанов 12Р при условии, что концентрация УВ-газа ниже заданного уровня. Когда концентрация УВ-газа превысит заданный уровень, то клапан 13 закрывается. Клапаны 14, 15, 17 и 18 могут закрываться с помощью силового управления. Если нужно, то УВ-газ может направляться из танков 2a, 2b и 4 через клапаны и трубы 21 к непоказанной на фигурах регенерационной установке. С помощью силового управления клапаны 19 и 20 могут открываться или закрываться для регулирования газового потока из трубной и клапанной системы в балластные танки 3 и атмосферу соответственно. Дополнительные клапаны 23, формирующие соединение с трубным устройством 9, идущим вниз в О/Г танки 4, размещены сверху на танках, а трубное устройство 9 соединено с насосом 22 в О/Г танках 4 для транспортировки нефти из последних в грузовые танки 2a и 2b.

Система трубопроводов и клапанов танкера может быть выполнена с коллектором, содержащим три параллельных трубопровода, поперечно соединенных с помощью соединительных труб (фиг. 7). Стояки 11 выходят в коллектор 6, где сообщение между ними и коллектором 6 контролируется с помощью клапанов 12Р и 12У.

Грузовые танки 2 могут иметь твиндек 34 (фиг. 8,a и b). В этом случае каждый грузовой танк разделен на две части, образуя два танка. Поэтому каждый из грузовых танков имеет два стояка 11 с взаимодействующими дыхательными клапанами 12Р и 12У, при этом один стояк 11 идет из люка 10 в коллектор 6, тогда как другой стояк 11 располагается от нижней части танка 2 и идет в коллектор 6. Сообщение между нижней и верхней частями танка 2 контролируется клапанами 33. Для упрощения на фиг. 8a и 8b показаны только те части, которые отличаются от варианта, представленного на фиг. 2 и по этой же причине дыхательные клапаны 12Р и 12У показаны в виде одного клапана 12 P/У.

Способ разгрузки, когда в грузовых танках находится сырая нефть, обычно включает первоначальную операцию по очистке танка, используя с этой целью в качестве моющего средства транспортируемую нефть. Такой вид очистки танка называется промывкой сырой нефтью и он может осуществляться на группе, состоящей, например, из двух грузовых танков следующим образом.

Во-первых, разгрузку начинают с тех О/Г танков 4 и грузовых танков 2a, которые должны очищаться с помощью нефти. Часть груза из грузовых танков выгружается и очистка этих танков может начинаться с их верха. О/Г танки 4 снабжены средствами (не показаны) для нагревания нефти и нагретая нефть удаляется из О/Г танков 4 через промывочное устройство (не показано) в грузовые танки 2. Нагревание нефти повышает ее очищающее действие. Во время очистки или промывки танка атмосфера в нем насыщается углеводородным газом, при этом температура нефти в O/Г танках 4 поддерживается достаточно высокой, в результате чего газовая атмосфера находится под избыточным давлением по сравнению с наружным атмосферным давлением. В течение всего этого процесса будет образовываться углеродный газ в результате очистки танка нефтью одновременно с тем, как объем над поверхностью груза в танках 2a, 4 увеличивается. Когда очистка танков завершена, то только что очищенные грузовые танки 2a и О/Г танки 4 не будут больше содержать нефти, а будут вместе с коллектором 6 заполнены насыщенным углеводородным газом с краевой примесью инертного газа, как показано на фиг. 3.

После этого разгружается вторая группа танков 2в с одновременной подачей насыщенного углеродного газа выше груза в этих танках Клапана 14a теперь открываются, так что при открывании клапанов 12Р будет иметь место открытое соединение между грузовыми танками 2a и грузовыми танками 2b через коллектор 6. Клапаны 13a открыты и, когда танки 2b разгружаются, то инертный газ подается в грузовые танки 2a из устройства инертного газа (не показано) танкера через трубопроводную систему 8, в результате чего открытые клапаны 13a и люки 10a будут направлять насыщенный УВ-газ в увеличивающий незаполненный нефтью объем грузовых танков 2в через трубопроводы 7а и коллектор 6.

На фиг. 4, a и 4,в показаны ситуации, существующие соответственно при недавно начавшейся и завершившейся разгрузке танков 2b. В последствии разгружается оставшаяся группа танков последовательно в соответствии со способом разгрузки танков 2b. Когда весь танкер разгружен, то группа танков 2, освобожденная в самом начале процесса разгрузки, и О/Г танки 4 заполняются насыщенным УВ-газом с краевой примесью инертного газа в то время, как остальная группа танков 2 заполняется инертным газом с краевой примесью УВ-газа.

Загрузка танкера нефтью начинается с танков, которые были разгружены последними. Нефть подается на дно этих танков 2b, заполненных УВ-газом, благодаря контакту поверхности нефти с УВ-газом, дегазация нефти будет ограничена. При дальнейшем заполнении танков 2b нефть будет вытеснять УВ-газ вверх, далее в коллектор 6 через люки 10b и клапаны 12Р, открываемые при превышении заданного давления. Из коллектора 6 через открытый клапан 14a и трубопровод 7a УВ-газ будет подаваться на днище танков 2a (см. фиг. 5,a), вытесняя инертный газ из них через люки 10a и клапаны 13a в трубопроводную систему 8 для инертного газа. При загрузке танков 2b и преимущественно их стояков по уровень дыхательных клапанов танки 2а будут заполнены УВ-газом (см. фиг. 5,b) и на их днища подается нефть, вытесняя из этих танков 2a УВ-газ, который через трубную систему 21 может подаваться на регенерационную установку (не показана), которая может располагаться на танкере или на берегу.

Загрузка танкера может начинаться с подачи нефти на днища О/Г танков 4. Давление в последних будет повышаться и клапаны 12сР открываются, в результате чего УВ-газ направляется в коллектор 6. Клапаны 18 и 14a удерживаются открытыми, в результате чего УВ-газ из коллектора 6 направляется в грузовые танки 2a через трубопроводы 7a. УВ-газ поступает в грузовые танки у их днища и, поскольку он тяжелее инертного газа, стабилизируется в форме слоя на днищах грузовых танков 2a (см. фиг. 6,a). Следующим этапом загрузки является загрузка грузовых танков 2a. Нефть направляется обычным путем на днища танков 2a и встречается с атмосферой из насыщенного УВ-газа (см. фиг. 6,b). Когда уровень нефти в танках 2a повышается, то находящиеся над ней газы сжимаются. Когда начинается загрузка, то концентрация УВ-газа на люке 10a является очень низкой и клапаны 13a инертного газа открываются при заданной величине давления, инертные газы направляются в трубную систему 8 для инертного газа. Когда слой УВ-газа достигает люка, как показано на фиг. 6,c, то концентрация его увеличивается, и когда эта концентрация превышает заданную величину, то клапаны 13a закрываются, а клапаны 12aР, удерживаемые до сих пор закрытыми, открываются. Теперь УВ-газ направляется в коллектор 6 и далее в следующую группу танков, подлежащих загрузке через клапаны 14 и трубопроводы 7, как показано на фиг. 6,c.

Нефть транспортируют танкером в полностью заполненных грузовых танках 2, а также в стояках 11 этих танков 2 с поддержанием ее уровня на уровне дыхательных клапанов 12Р и 12У. Это достигается тем, что при увеличении объема нефти в грузовых танках, например, из-за нагрева она покидает грузовые танки 2 через клапаны 12Р и далее направляется через коллектор 6, клапан 14с и трубопровод 7с в О/Г танки 4. При уменьшении объема нефти в грузовых танках 2, например, из-за охлаждения она подается из O/Г танка 4 с помощью насоса 22 через трубное устройство 9 и клапаны 23 в грузовые танки 2.

Такое поддержание уровня нефти практически исключает наличие свободного объема над ней, что приводит к минимальному розливу нефти при посадке танкера на мель с повреждением его днища 24.

Формула изобретения

1. Способ разгрузки танкера для транспортировки нефти, при котором нефть откачивают одновременно из группы танков с уровня днища, отличающийся тем, что поверхность нефти поддерживают в контакте с атмосферой, образованной насыщенным газом, содержащим углеводород, при этом танки разгружают последовательно группами, каждая из которых содержит один или более танков, с подачей упомянутого насыщенного газа из предыдущей группы в последующую над нефтью.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при разгрузке последующих групп танков в группу танков, разгруженную первой, подают над насыщенным газом более легкий газ.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве более легкого газа используют инертный газ.

4. Способ загрузки танкера для транспортировки нефти, при котором нефть подают одновременно в группу танков на их днища, отличающийся тем, что поверхность нефти поддерживают в контакте с атмосферой, образованной насыщенным газом, содержащим углеводород, при этом подачу нефти в группы танков, каждая из которых содержит один или более танков, осуществляют последовательно с подачей упомянутого насыщенного газа из предыдущей группы танков в последующую группу танков к их днищам.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что при загрузке танков первой группы упомянутый насыщенный газ до достижения в нем заданной концентрации углеводородов подают в трубопроводную систему инертного газа.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что загрузку начинают с группы танков, газ в которых содержит наибольшую концентрацию углеводородов.

7. Способ по пп. 5 и 6, отличающийся тем, что в течение загрузки группы танков последние оставляют закрытыми до достижения в них заданного давления.

8. Способ по пп. 5 7, отличающийся тем, что нефтью заполняют танки и стояки их люков преимущественно по уровень дыхательных клапанов.

9. Способ транспортировки нефти в танкере, при котором нефть транспортируют в полностью заполненных танках, отличающийся тем, что нефть транспортируют также в стояках с поддержанием уровня нефти преимущественно на уровне дыхательных клапанов.

10. Система трубопроводов и клапанов для танкера, транспортирующего нефть, включающая в себя стояки с дыхательными клапанами, установленные в люках, расположенных в верхних частях танков, а также трубную систему для инертного газа, сообщенную с танками, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительной трубной системой с клапанами, посредством которых танки сообщены друг с другом, а также коллектором и сообщенными с ним посредством клапанов трубопроводами, размещенными в танках и оканчивающимися около днищ танков, при этом указанная трубная система для инертного газа выполнена с клапанами, посредством которых она сообщена с танками, а стояки с дыхательными клапанами сообщены с коллектором, который посредством клапанов сообщен с трубной системой для инертного газа.

11. Система по п. 10, отличающаяся тем, что сверху на танках установлен датчик для измерения концентрации содержащего углеводороды газа.

12. Система по пп. 10 и 11, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительными трубопроводами, соединяющими коллектор с танками через дополнительные клапаны.

13. Система по пп. 10 12, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительными стояками с дыхательными клапанами по крайней мере для одного танка, при этом каждый из дополнительных стояков расположен внутри танка в районе, отстоящем от его люка, и сообщен с коллектором.

Приоритет по пунктам: 17.01.92 по п. 9; 12.04.91 по пп. 1 4, 6, 10; 17.01.92 по пп. 5, 11 13.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 18.01.2008

Извещение опубликовано: 20.07.2010        БИ: 20/2010

---