Устройство для швартовки судов и производства работ по погрузке и разгрузке горючих материалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ («) 650488

Союз Совотскик

Свниалистическик

Республик (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 19.10.77 (21) 2534702/21-11 (23) Приоритет (32) 19. 10.76 (31) 7631432 (33) Франция (51) Ч Кл

В 63В 35 44

° В 63 В 21„00

Государственный комитет (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень № 8 (53) УДК 629.12.015. .1 (088.8) по делам изобоетений и открытий (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (72) Автор изобретения

Иностранец

Самюель Тюзон (Франция) Иностранная фирма

«Антреприз д Экипман Меканик Э Идролик Э. М. И.» (Франция) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШВАРТОВКИ СУДНА

И ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПО ПОГРУЗКЕ И РАЗГРУЗКЕ

ГОРЮЧ ИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к плавучим сооружениям, а именно к устройствам для швартовки и производства погрузочно-разгрузочньвх работ горючих материалов.

Известно устройство, обеспечивающее швартовку судов и погрузочно-разгрузочные операции, содержащее стрелу из двух поворотных частей, трубопровод и приспособление для его применения (1).

Недостаток указанного устройства заключается в малой надежности и сложности швартовки.

Наиболее близким из известных технических решений является устройство для швартовки и производства погрузочно-разгрузочных работ горючих материалов, например нефти, содержащее колонну со стрелой, соединительное .приспособление, трубопровод, проходящий внутри колонны и стрелы и подсоединенный к судну (2).

Недостатком указанного устройства является малая надежность швартовки и погрузочно-разгрузочных работ горючих материалов.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных качеств устройства.

Цель достигается тем, что оно снабжено шкивом, швартовным канатом, днстанционно управляемой лебедкой с тросом, первым соединительным элементом, установленным на судне, и вторым соединительным элементом, установленным на конце стрелы с возможностью вращения стрелы вокруг оси колонны, причем трубопровод намотан на шкив, смонтированный в носовой части судна, при этом один конец троса заведен на дистанционно управляемую лебедку, а

10 другой — на соединительный элемент.

Кроме того, шкив снабжен вращающимся уплотнением.

Кроме того, с целью перемещения шкива, носовая часть судна снабжена тяговой

15 дорожкой.

Кроме того, входная ветвь трубопровода по отношению к выходной ветви расположена по дуге порядка 180 .

Кроме того, второй соединительный элемент содержит пробку с прокладками, перекрывающую трубопровод колонны, роторную камеру, юбку и кольцевое отверстие.

Кроме того, первый соединительный элемент содержит цилиндрическое тело с горизонтальным проходом.

Кроме того, ось шкива выполнена горизонтальной, Кроме того, шкив установлен внутри носовой части судна.

Кроме того, шкив выполнен с кожухом и установлен на палубе судна.

Кроме того, ось шкива выполнена вертикальной, причем кожух снабжен направляющей.

Кроме того, швартовный канат соединен с тросом.

Кроме того, швартовный канат снабжен замкнутой петлей, легким тросом, проходящим через петлю, утолщением, поплавком и дистанционно управляемым двигателем.

На фиг. 1 — 4 схематически изображено оборудование для соединения нефтеналивного судна с морской колонной при четырех последовательных стадиях маневра; на фиг. 5 — схематично часть соединительного оборудования, установленного на колонне (вариант); на фиг. 6 и 7 — то же, два варианта; на фиг. 8 и 9 — то же, вариант, план; на фиг. 10 — соединение двух соединительных элементов.

Колонна 1 закреплена якорем на морском дне с возможностью небольших наклонов или колебаний ее под действием ветра и морских течений, причем с этой целью основание колонны шарнирно соединено карданным соединением.

Колонна 1 имеет верхнюю часть 2, на которой установлена .посадочная площадка для вертолетов и которая продолжается горизонтальной или слегка наклоненной к горизонтали стрелой или гиком 3. Верхняя часть 2 установлена на колонне с возможностью вращения вокруг ее вертикальной оси под действием усилий, приложенных к ней пришвартованным нефтеналивным судном 4.

Колонна 1 содержит средства подачи углеводородов и, в частности, подающий трубопровод, выходной конец которого находится на конце 5 стрелы 3.

Судно 4 оснащено трубопроводом приема углеводорода, позволяющим направлять принятую жидкость в его резервуары.

Для загрузки судна углеводородом необходимо соединить эти два трубопровода между собой.

Для этого используют гибкий соединительный участок 6, хранящийся на судне, где он частично намотан на вращаемый шкив 7. Ось шкива 7 может быть подвижной и неподвижной. При неподвижной оси шкив служит для хранения гибкого участка 6 посредством наматывания, и постоянное соединение обеспечивается через вращающееся уплотнение 8, соосное со шкивом.

Один из концов гибкого участка 6 постоянно присоединен к трубопроводу приема углеводорода на судно, а другой его конец заканчивается первым соединительным элементом 9, выходящим на палубу судна.

Неподвижная ось шкива 7 может быть

4 горизонтальной. При этом шкив может быть расположен в помещении, отведенном в носовой части судна, или установлен в кожухе 10, расположенном на палубе судна.

Неподвижная ось может быть вертикальной. В этом случае ориентированный вертикально вверх конец гибкого участка 6 соединен с намотанной частью этого участка через загнутую направляющую 11 как правило под прямым углом, с достаточным радиусом, превышающим 3 м.

Шкив 7 выполнен достаточно большим (например, порядка 10 м) диаметром для того, чтобы гибкий участок 6 был намотан на него в один виток.

При этом избегают взаимного перекрытия витков, которое может создать трудности соединения соединительных органов ввиду того, что последние содержат фланцы или другие радиальные выступы; создания усилий кручения, приложенных к валу шкива, в случае, когда шкив содержит несколько намотанных рядом друг с другом витков.

В некоторых случаях предпочтительно использование шкива с меньшим диаметром, при котором гибкий участок наматывается немного больше, чем на один виток, например на два витка, расположенных спирально рядом друг с другом или друг на друге.

Шкив 7 слегка нагружен по углу вокруг своей оси упругими средствами в направлении наматывания гибкого участка на шкив.

Шкив может использоваться не для наматывания, а как направляющий блок с тем, чтобы хранить гибкий участок на судне в основном в виде двух параллельных или приблизительно, параллельных ветвей, соединенных друг с другом закругленным коленом, покоящимся на шкиве на дуге порядка 180, причем ось шкива постоянно радиально нагружена упругими средствами в направлении поддержания двух ветвей в натянутом состоянии, чтобы входная ветвь с легкостью поддавалась натяжению в направлении колонны. Это позволяет ском пенсировать изменения расстояния между судном и колонной во время загрузки корабля углеводородом.

Шкив, выполненный с направляющим блоком 12, содержит вертикальную ось 13.

Гибкий участок 6 имеет ветвь 14, намотанную под углом 180 на блок 12 и соединенную с двумя прямолинейными, параллельными друг другу входной 15 и выходной 16 ветвями. Входная ветвь 15 заканчивается на своем входном конце соединительным элементом 9, а выходная ветвь 16 соединена на своем выходном конце с неподвижной точкой трубопровода прием а углеводорода на судно.

Ось 13 блока тянется связью 17, намотанной на лебедку 18 с возможностью радиального перемещения вдоль тяговой дорожки 19, чтобы ветви 15 и 16 гибкого участка оыли слегка натянуты.

Аналогичная установка может быть осуществлена и при горизонтальной ориентации оси 13 направляющего блока 12.

Наряду с блоком 12 можно использовать второй направляющий блок, например для уменьшения суммарных габаритов установки и/или величины усилий упругого возврата, которые должны быть приложены к связи 17. Два блока могут быть скомбинированы между сооой, образуя нечто вроде полис. паста.

Выходной конец трубопровода распределения углеводорода, установленного на колонне, соединен со вторым соединительным элементом 20, дополнительньгм к первому элементу 9 и способным автоматически взаимодействовать с последним, обеспечивая герметичное соединение трубопрово.па и гибкого участка 6.

Взаимодействие элементов 9 и 20 таково, что их соединение и разъединение обесп— чивастся путем простого осевого приол .жения и удаления.

Для обеспечения относительных перемещений двух элементов 9 и 20, сводящихся к вертикальным перемещениям элемента 9, используют трос 21, вертикально пересекающий элемент 20. Конец 22 троса 21 прикреплен к дистанционно управляемой лебедке 23, установленной на верхней части 2, а другой его конец 24 при отсутствии соединения между колонной и судном подвешен к концу 5 стрелы.

Ниже описаны два способа швартовки судна 4 к колонне 1.

В обоих случаях швартовка обеспечивается с судна, При первом способе швартовки перед началом маневров расстояние между колонной и кораблем может достигать примерно 200 м.

Швартовный канат 25 хранится в колонне намотанным на барабан и вертикально натянут с помощью противовеса. Канат 25 заканчивается вне колонны замкнутой петлей 26 (или кольцом), выходящей из трубы 27 или из любого другого приспособлсния (тппа совокупности направляющих роликов), способного удерживать петлю вне колонны. Конец 24 троса 21 прикреплен к петле 26. Через петлю 26 проходит легкий трос 28, намотанный на дистанционно управляемую лебедку 29, расположенную на верхней части 2. Свободный конец этого троса прикреплен к поплавку 30, соединенному с небольшим дистанционно управляемым двигателем 31.

Первоначально канат 25 максимально углублен в колонну, и трос 28 максимально намотан на лебедку 29, причем поплавок

30 и двигатель 31 подвешены на конце этого троса.

650488

Когда судно 4 подходит на расстояние, желаемое для начала маневров по швартовке, с него управляют раскручиванием лебедки 29.

Когда поплавок 30 и двигатель 31 оказываются на воде, ими начинают управлять с судна так, чтобы они приблизились к судну вместе с соответствующим концом троса

28, который разматывается через петлю 26.

Когда поплавок 30 и двигатель 31, оказываются достаточно близко от судна, их вылавливают с помощью крюка и отделяют от троса, который после этого тянут на судно.

В начале разматывающегося троса 28 на уровне петли 26 выполнено утолщение 32, не проходящее сквозь эту петлю. Вследствие этого за счет усилий, прикладываемых к тросу с судна, к нему начинает двигать20 ся канат 25, а следовательно, и конец 24 троса 21, тогда как начальный участок троса 28 продолжает сматываться с лебедки

29 параллельно канату 25.

Когда петля 26 каната достигает судна, от нее отцепляют конец 24 троса и прикрепляют канат к специальной лебедке. Затем, прикладывая усилие к канату, приближают судно к колонне до тех пор, пока соединительный элемент 9 не окажется под соеЗ0 динительным элементом 20.

Одновременно прикрепляют конец 24 троса 21 к соединительному элементу 9.

Когда два элемента 9 и 20 оказываются один над другим, начинают дистанционно

35 управлять лебедкой 23 так, чтобы она прикладывала направленное вверх усилие к концу 24 троса и поднимала соединительный элемент 9, продолжающийся гибким участком 6, до тех пор, пока не установится

40 желаемое герметичное соединение между двумя элементами 9 и 20.

После этого через гибкий участок 6 может быть осуществлена передача углеводорода с колонны на судно.

45 Во время передачи углеводорода уровень носовой части судна может изменяться относительно уровня конца стрелы 3. Одновременно благодаря упругому возврату шкива изменяется длина вертикальной вет50 ви гибкого участка 6, причем понижение носовой части корабля автоматически и мгновенно приводит к небольшому сматыванию этого гибкого участка, и наоборот, подъем носовой части приводит к наматы55 ванию гибкого участка.

Второй способ швартовки проще, но необходимо приближение судна к колонне так, чтобы его носовая часть оказалась под концом 5 стрелы 3. б0 При этом решении используется лишь канат 25, оттягиваемый внутрь колонны противовесом и выходящий из колонны через трубу 27 илп другое аналогичное устройство. б5 Канат 25 вместо петли имеет утолщение

33, препятствующее его возвращению в колонну, а снаружи продолжается наружной ветвью 34. 3а пределами утолщения 33 ветвь 34 тянется до соединительного элемента 20 и прикрепляется к подвешенному концу 24 троса 21, который нагружен грузом 35. Как только носовая часть суд Ia оказывается под стрелой, с судна Ia»»llaют управлять лебедкой 23 так, чтобы груз

35 опускался на палубу судна, причем этот груз увлекает с собой соответствующие концы троса?1 и каната 25.

Когда эти концы оказываются на борту судна, операции по швартовке и соединению легко осуществить в соответствии с приведенными указаниями.

Дополнительные соединительные элементы 9 и 20 выполнены следующим образом.

Элемент 20, расположенный на конце 5 стрелы 3, содержит роторную камеру 36, соединеннчю снарлки с трубопроводом подачи углеводорода колонны.

Камера 36 сообщается своим центральным кольцевым отверстием 37 с соосной полостью 38, ограниченной цилиндрической поверхностью.

B полости 38 устанавливают подвижную в вертикальном направлении пробку 39, выполненную со сплошной цилиндрической стенкой 40 и верхней площадкой 41, выступающей в поперечном направлении за пределы стенки 40.

В центре площадки 41 выполнено отверстие 42, через которое с зазором проходит трос 21.

При отсутствии какого-либо соединения между элементами 9 и 20 пробка 39 прижата своим собственны м весом и в случае необходимости силой сжатых дополнительных пружин 43 к своему нижнему положению, в котором края ее площадки 41 покоятся на верхней кромке полости 38, тогда как ее стенка 40 расположена радиально против отверстия 37, причем герметичность между этой стенкой и краями отверстия обеспечивается с помощью торических или аналогичных прокладок 44.

Соединительный элемент 9, установленный на верхнем конце гибкого участка 6, представляет собой жесткое цилиндрическое тело 45, наружный диаметр которого меньше внутреннего диаметра полости 38.

В теле 45 выполнено вертикальное нижнее осевое отверстие 46, являющееся продолжением трубчатой полости гибкого участка

6 и соединенное сверху с одним горизонтальным проходом 47, который радиально выходит из этого тела наружу, причем этот проход способен взаимодействовать с кольцевым отверстием 37.

Вершина тела 45 содержит кольцо 48, в которое может быть вставлен крюк 49, находящийся на конце 24 троса 21. Над крюкам. установлена. цластина 50, поперечное

650488

8 больше сечения отвер60

Формула изобретения

1. Устройство для швартовки судна и производства работ IIO погрузке и разгрузке горючих материалов, например нефти, содержащее колонну со стрелой, соединительное приспособление, трубопровод, просечение которой стия 42.

В основании элемента 9 имеется фланец

51, который прикреплен, например, болтовым соедичением, к контрфланцу 52, предусмотренному на конце гибкого участка 6.

Для того, чтобы облегчить ввечение э.ясмента 9 в элемент 20, к основанию первого прикрепляют коническую или колоко. .ообразную юбку 53, а вершине тела 45 пр"дают форму, сходящуюся к кольцу 48.

Сборка двух элементов 9 и 26 автоматически обеспечивается простым подъемом первого из них с помощью троса 21. Когда во время подъема пластина 50 вступает в контакт с нижней гранью площадки 41, пробка 39 постепенно вынимастся из отверстия 37 и немедленно заменяется напротив этого отверстия элементом 9 до тех

20 пор, пока горизонтальные проходы 47 не окажутся напротив роторной камеры 36.

Точность этой установки определяется осевым упором выступов 54, 55, имеющихся соответственно на обоих элементах 9 и 20.

Следует отметить, что давление передаваемого углеводорода само обеспечивает хорошее осевое прижатие выступов 54 и 55 друг к другу ввиду того, что оно создает направленное вверх усилие, приложенное к

З0 внутренним поверхностям проходов 47, расположенных непосредственно над отверстием 46.

Для того, чтобы отсоединить элемент 9, достаточно опустить трос 3, сматывая его

З5 с лебедки 23. Как только этот элемент выходит из полости 38, пробка 39 заменяет его и снова закупоривает выходной конец распределительного трубопровода колонны.

Для избежания каких-либо перерывов

40 между фазой закупоривания отверстия 37 пробкой 39 и фазой соединения этого отверстия с проходами 47 тела 45 достаточно, чтобы наружные цилиндрические по верхности пробки и тела, которые в осевом

45 направлении продолжают друг друга, соединялись своими краями во время вертикальното перемещения пробки. Для этого на пробке 39 и на теле 45 можно предусмотреть соответствующие взаимодополни50 тельные кольцевые выступы, радиально продолжающие цилиндрические поверхности в сторону их общей оси и способные плотно соединяться друг с другом при вставлении тела 45 в полость 38. Это соеди55 нение заменяет контакт между пластиной

50 и площадкой 41 в целях подъема пробки 39.

650488

9 д

/ / ходящий внутри колонны и стрелы, подсоединенный к судну, отл ич а ю щсес ятем, что, с целью улучшения эксплуатационных качеств устройства, оно снабжено шкивом, швартовным канатом, дистанционно управляемой лебедкой с тросом, первым соединительным элементом, установленным на судне, и вторым соединительным элементом, установленным на конце стрелы с возможностью вращения стрелы вокруг оси колонны, причем трубопровод намотан на шкив, смонтированный в носовой части судна, при этом один конец троса заведен на дистанционно управляемую лебедку, а другой— на соединительный элемент.

2. Устройство по п. 1, отл ич а ющеес я тем, что шкив снабжен вращающимся уплотнением.

3. Устройство по п. 1, отлич а ющеес я тем, что, с целью перемещения шкива, носовая часть судна снабжена тяговой дорожкой.

4. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что входная ветвь трубопровода по отношению к выходной ветви расположена по дуге порядка 180 .

5. Устройство по п. 1, отлич а ющееся тем, что второй соединительный элемент содержит пробку с прокладками, перекрывающую трубопровод колонны, роторную камеру, юбку и кольцевое отверстие. б. Устройство по п. 1, о тл и ч а ю шее с я тем, что первый соединительный элемент содержит цилиндрическое тело с горизонтальным проходом.

7. Устройство по пп. 1 и 2, отлич аю щ е е с я тем, что ось шкива выполнена горизонтальной.

8. Устройство по пп. 1, 2 и 7, отл и ч аю щ е е с я тем, что шкив установлен внутри

10 носовой части судна.

9. Устройство по пп. 1, 2 и 7, отличаю щ ее с я тем, что шкив выполнен с кожухом и установлен на палубе судна.

10. Устройство по пп. 1, 2, 7 — 9, отл и15 ч а ю щ ее с я тем, что ось шкива выполнена вертикальной, причем кожух снабжен пап р авляющей.

11. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что швартовный канат соединен с тро20 сом.

12. Устройство по пп. 1 и 11, отлич аю щ е е с я тем, что швартовный канат снабжен замкнутой петлей, легким тросом, проходящим через петлю, утолщением, поплав25 ком и дистанционно управляемы л двигателем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3572408, кл. 141 — 387, 30 опублик. 1971.

2. Патент США № 3778854, кл. 9 — 8, опублик. 1973.

650488

Риг. З

42

9/ иг,1Р

Составитель А. Трофимов

Техред Н. Строганова Корректор А. Галахова

Редактор А. Купрякова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 700/7 Изд. № 210 Тираж 520 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5