用于在设施之间输送介质的输送系统的制作方法

本发明涉及用于在设施之间输送介质的一种输送系统。具体地，本公开涉及包括输送滑架的输送系统。

背景技术：

1、背景描述包括可以有助于理解本发明的信息。这并不意味着这里提供的任何信息都是现有技术或者与目前要求保护的发明相关，这也并不意味着具体地或隐含地引用的任何出版物都是现有技术。

2、输送系统包括设置在浮动或非浮动设施(诸如船只、船舶、储存罐等)上的各种支撑结构，以用于为输送装置(诸如管道、软管、歧管等)提供支撑。所使用的输送装置可以取决于输送的介质和其他操作因素而不同。此外，输送装置能够方便地输送或接收诸如液体、液化气体、压缩气体和流态化无定形固体等介质。所使用的输送支撑结构取决于各种操作条件，诸如环境条件、位置、水体深度、输送的介质的类型和性质、在其间进行输送的设施的类型等。输送支撑结构为输送装置提供支撑，以便在各个设施之间高效地且容易地输送或接收介质。

3、在一种相关技术中，描述了一种用于输送液化天然气和/或电力的输送系统和方法，其中示出了浮动的半潜式输送结构。该浮动结构系泊在停靠站、码头或系泊装置上，该输送系统还设置有位于浮动结构与输送结构之间的连接结构，该连接结构包括能够对浮动结构的外壳产生牵引力的机械连接布置。尽管人们认为该输送系统可以确保长时间连续输送液化天然气和/或电力，但是该公开并没有公开在恶劣天气条件下保持安全输送的任何规定，这是输送系统的固有问题。

4、在另一种技术中，描述一种在海上运载船舶卸载系统中使用链状柔性管件来输送低温流体的系统。所使用的输送结构称为插入式支撑结构，其进行引导以便于管道套管与歧管法兰对准。然而，这种类型的支撑结构无法支撑流体输送系统的全部部件，以实现浮动单元(fsru或fsu)与浮动或非浮动设施之间的连续输送。此外，该支撑结构也未提供从管道套管到其他输送结构的载荷传递的规定。

5、在另一种技术中，描述了一种搭接系统(tie-in system)，以将输送管道搭接到支撑单元。该搭接系统用于与海洋设施(诸如船只、海上或陆上支撑单元和海运码头)上的处理系统连接的浮动的和/或水下的柔性管道以及软管或空中软管。斜槽装置附接到支撑单元并且容纳输送管道。搭接装置连接到支撑单元上的搭接构件，以便将来自输送管道的张力载荷传递到支撑单元。

6、在另一种技术中，描述了一种用于系泊浮动船舶的设备，该设备包括半潜式浮动船坞、单点系泊系统和至少一个刚性臂。刚性臂枢转地附接到半潜式浮动船坞和单点系泊系统中的一者，并且通过至少一个张力构件悬挂在半潜式浮动船坞和单点系泊系统中的另一者上。

7、在另一种技术中，描述了一种用于系泊浮动船舶的设备，该设备包括半潜式浮动船坞、单点系泊系统和至少一个刚性臂，其中，刚性臂枢转地附接到半潜式浮动船坞和单点系泊系统中的一者，并且通过至少一个张力构件悬挂在半潜式浮动船坞和单点系泊系统中的另一者上。刚性臂以刚性方式系泊船舶，并且允许系泊装置充分运动，以使得在波涛汹涌的海面中流体能在船舶和接收码头之间输送。然而，该公开未说明支撑臂与输送管线之间的连接结构。此外，该管线仅在紧急释放或快速连接的情况下才有用，该公开也未公开不同部件和管道在支撑臂之间的接入。

8、在另一种技术中，描述了一种水下低温管路系统，其示出了用于在结冰水域中使用的水下液化天然气管路系统，以在陆上生产或储存设施与海上船舶之间输送液化天然气。管路在多个间隔开的位置处锚固到框架。该系统优选地以模块化的方式制造，并且在现场组装。细长框架锚固到土层以承受管路的轴向载荷，然而，该公开并没有公开整个管道区段都位于框架内部，诸如膨胀接头位于框架外部。此外，框架可以支撑水平管线，但是未提供对可以在浮动单元中延伸的竖直管道区段的支撑的规定。

9、在又一种技术中，描述了一种用于在运载船舶与岸上装置之间输送流体产品的系统。用于输送流体产品的系统描述了一种输送布置，该输送布置主要包括：一个连接模块，在一端处与船舶的歧管联接；以及柔性输送管道，与每个模块相关联并且优选地采用柔性低温管线的形式。柔性输送管道在一端处永久地固定到置于主平台上的门架，而另一自由端可以连接到位于连接模块的另一端处的连接器，因此该连接器仅适于在浮动结构附近附接柔性管道，并且不支撑任何自由的竖直柔性管道。此外，该系统未提供用于为船舶的歧管与柔性管道之间的移动提供支撑或补偿的规定。

10、目前可用的概念明显没有考虑到与低温或高压输送情况相关的一系列挑战，也没有考虑到与浅水或永久性连续流体输送有关的一系列挑战。由于环向应力和轴向应力引起的内部压力的变化，使得管道中产生很大的力，并且该力可能会对潜在的法兰连接部或弯曲部造成损坏。此外，对于低温输送系统来说，热收缩是显著的，并且如果在设计中不对此加以考虑，可能会对结构造成损坏。此外，紧急释放系统的可释放部分可能会损坏船舶外壳和/或位于柔性管道的自由端处的部件，或者可能产生足够的热来点燃气态蒸汽。同样的挑战还涉及例如由于海洋气象条件恶化或维护而有计划地连接和断开浮动软管。在维护方面，现有技术通常需要专门的脚手架，而该脚手架不足以适当地固定掉落的物体。此外，由于维护脚手架的复杂性，此类脚手架会增加人员受伤的风险。此外，现有技术的输送结构通常需要根据外壳类型、歧管位置、环境条件、水深等对每个项目进行全面定制。

11、因此，常规技术中使用的输送系统和支撑系统仅限于用于特定的目的，并且不能提供高效且可用于多种应用的支撑结构。此外，布置在供应设施与接收设施之间的输送管线也存在若干问题，但是现有技术未公开用于补偿力、热膨胀-收缩和回流的支撑系统。此外，常规技术中使用的输送管线不能很好地处理加压液体或气体管道温度，并且可能产生各种安全问题。因此，需要一种输送支撑结构，该结构是可靠的并且在任何不利条件下确保输送通过支撑结构的介质的安全性。

技术实现思路

1、由于高压应用的加强输送管道重量大、刚度高，本发明特别适用于高压流体用途，并且有利于支撑重量大的输送管线，并且还补偿了由于管道内部的流体压力变化而产生的大的管道应力和移动。

2、本发明还特别适用于低温用途，这是因为用于低温流体的隔热加强输送管道重量大且刚度高并且面临与热收缩和相关力的吸收有关的挑战。

3、本发明还特别涉及一种包括输送滑架的输送系统，该输送滑架设置成有利于作为介质的流体在第一设施和第二设施之间连续输送。本发明提供了一种输送系统，该输送系统即使在考虑到恶劣环境条件和输送介质的类型的情况下也有利于介质输送。

4、本发明的目的是允许介质在第一设施和第二设施之间输送，第一设施可以是浮动设施，诸如(但不限于)船只、船舶、集装箱等，第二设施可以是浮动或非浮动设施。在一实施方式中，第一设施可以是浮动船舶，典型地是设计成用于液化天然气(lng)或液化石油气(lpg)的储存和/或再气化的浮动储存再气化单元(fsru)、浮动储存单元(fsu)或运载工具，第二设施可以是浮动单元，诸如半潜式平台、非重力式非浮动的单元、重力式非浮动单元、船只或其他类型的海上或陆上单元以及具有发电站或再气化设施的码头。第一设施和第二设施两者都可以系泊或安装在彼此相距一合适距离处，以便输送介质。

5、所输送的介质可以是流体，例如(但不限于)高压液体或气体、低温介质、液体、液态气体、气体等。所输送的介质也可以是(但不限于)流态化无定形固体、粉末等。

6、输送管道配置为使第一设施与第二设施之间流体连通。因此，输送管道可以是适于输送介质的管、管道、软管、柔性管道、柔性软管或管件。

7、在本发明的一个方面中，描述了一种用于在第一设施(其可以是第二设施)与第二设施(其可以是第一设施)之间输送流体介质的输送系统。输送系统包括第一管道套管、补偿器、第二管道套管、联接组件、输送滑架以及一个或多个管道支撑件。第一管道套管的第一端可以连接到第一设施的歧管，并且第一管道套管的第二端可以连接到补偿器的第一端。第二管道套管的第一端可以连接到补偿器的第二端，并且第二管道套管的第二端部能通过联接组件连接到输送管道的第一端。补偿器可以允许第一管道套管与第二管道套管之间的相对运动。输送管道可以与第二设施流体连接。输送滑架可以包括内侧组件和外侧组件。内侧组件可以包括适于将内侧组件安装到第一设施的第二甲板的一个或多个安装装置。外侧组件可以包括结构框架，该结构框架包括配置为允许第二管道套管、联接组件和输送管道中的一者或多者穿过的内部截面区域。一个或多个管道支撑件可以支撑能穿过输送滑架的内部截面区域的第二管道套管、联接组件、输送管道或其组合。

8、在一些方面中，联接组件可以是法兰对法兰连接件。在另一个方面中，联接组件可以包括一个或多个法兰、一个或多个阀、一个或多个联接件或其任何组合。在一个方面中，一个或多个联接件可以是(但不限于)紧急释放联接件(erc)、快速连接和断开联接件(quick connect and disconnect coupling，qcdc)、手动释放联接件(mrc)或其任何组合。

9、在一些方面中，补偿器可以是柔性管道、柔性接头、膨胀环或软管。在一实施方式中，补偿器可以是金属补偿器、膨胀环、波纹管或低弯曲刚度的管道。在一实施方式中，所输送的介质可以是高压液体、低温介质等。补偿器可以允许第一管道套管与第二管道套管之间的相对运动。这可以防止作用于管道柱(包括输送管道)上的力的载荷传递到第一设施的歧管。通过引入补偿器，作用于补偿器的一侧上的力可以不明显地传递到另一侧。然而，在没有补偿器的情况下，即使材料由于温度变化而轻微收缩，也可能在弯曲部和支撑件中产生大的应力和聚集。

10、在一些方面中，第一管道套管可以包括刚性管道或柔性管道。在其他方面中，第一管道套管可以是适于将柔性补偿器连接到设施的歧管的法兰、焊接连接件或任何其他类型的连接装置。

11、在一些方面中，第二管道套管可以包括刚性管道或柔性管道。在其他方面中，第二管道套管可以是法兰、焊接连接件或任何其他类型的连接装置，其适于通过联接组件将柔性补偿器连接到输送管道的第一端。

12、输送管道可以通过管道支撑装置由输送滑架刚性地支撑，但是振动和移动仍然会从管道支撑件的一端传播到另一端，从而可能在第一设施歧管中产生应力。

13、在没有移动和力的任何补偿手段的情况下，将管道段锚固在两个位置中可能由于热收缩、压力或任何其他此类事件而在这两点之间的管道段中产生大的应力。因此，在存在补偿器的情况下，避免了此类应力。此外，可能发生在补偿器的任一侧上的压力波动事件可以不显著影响位于补偿器的任一侧上的管道和支撑件。

14、此外，补偿器可以补偿由于输送管线中的热膨胀或热收缩产生的力，并且防止介质回流。在一个示例性实施方式中，介质可以是加压液体、半液体或气体，介质的温度在输送期间可能升高，并因此可能使管道膨胀。膨胀和收缩可以使输送管道变脆。补偿器可以包括(但不限于)隔热屏、真空护套、真空屏障、支撑结构等形式的轴向或横向补偿器。在一个方面中，补偿器可以是金属柔性补偿器或硬管补偿器，以防止可能由于热收缩和热膨胀而产生的过大的应力和力。

15、在一个方面中，输送滑架可以是格状结构输送滑架，并且可以包括位于距输送滑架的下部基座一个或多个高度水平处的一个或多个作业平台(access platforms)，以便能够检查和维护外侧组件和内侧组件。一个或多个作业平台能在输送滑架的下部基座与顶表面之间上下移动。在一个方面中，作业平台能朝向外侧组件的外周边折叠和/或滑动。在必要的情况下，作业平台还可以是能通过螺栓布置或者通过能朝向外侧组件的侧部折叠进行现场拆卸。在一个方面中，格状结构可以用网状物或网状结构包裹，以便捕获任何掉落的物体。在一个方面中，网状物或网状结构可以装配或连结到结构框架的边缘，以便在相对于作业平台的战略性高度水平处覆盖结构框架的截面区域，从而作为安全措施来保护任何人免于落水。

16、在一个方面中，管道支撑件可以包括固定地附接到输送滑架的一个或多个结构构件。结构构件可以包括垂直地焊接到基板的一个或多个支架。基板和一个或多个支架在一端上可以焊接或螺栓连接到输送滑架的表面，并且在另一端上可以焊接或螺栓连接到第二管道套管。每个结构构件都可以焊接或螺栓连接到夹持第二管道套管的双层板。在一实施方式中，管道支撑件可以螺栓连接或焊接到输送滑架的外侧组件的表面。在一实施方式中，管道支撑件可以置于例如布置在输送滑架的顶表面上的隔热支承件(dehonit bearing)上，以便将输送滑架与第二管道套管热隔离。

17、在一个方面中，钟形嘴件可以附接到输送滑架，钟形嘴件可以允许输送管道穿过。钟形嘴件可以限制输送管道的弯曲半径。在另一个方面中，钟形嘴件可以固定地附接到输送管道并且可释放地连接到输送滑架。

18、在一个方面中，输送管道可以装配有弯曲加强件，或者弯曲加强件可以整合到输送管道结构中或作为套筒安装在输送管道结构的外部上。弯曲加强件可以限制输送管道的弯曲半径。

19、在一个方面中，一个或多个浮力元件可以连接到钟形嘴件。在一实施方式中，一个或多个浮力元件可以连接到输送管道。在一实施方式中，浮力元件可以连接到联接组件的可释放部分。

20、在一个方面中，安装装置可以包括多个支架。

21、在一个方面中，第一管道套管可以由安装在第一甲板上的管道套管支撑装置支撑。在一个方面中，管道套管支撑装置可以沿着管道套管的长度平行于第一甲板的表面滑动地移动。

22、在一个方面中，输送滑架可以包括绞盘系统，用于在联接组件脱离之后拉入输送管道。在一个方面中，绞盘系统可以包括防坠落装置，以在联接组件脱离时限制输送管道的坠落速度。在一个方面中，绞盘系统可以安装在第二甲板上。在一个方面中，绞盘系统还可以包括用于使联接组件重新接合的导引系统。在一个方面中，导引系统可以是销与套筒系统(pin and collar system)或链式升降系统(chain hoist system)。

23、在一个方面中，第一甲板和第二甲板可以处于不同的高度水平处。在一个方面中，第一甲板和第二甲板可以处于相同的高度水平处。

24、本发明还涉及一种通过输送系统在第一设施与第二设施之间输送介质的方法。介质可以穿过设置在第一设施的第一甲板上的歧管，从第一管道套管，穿过补偿器、第二管道套管和输送管道，输送到第二设施。第二管道套管可以通过联接组件连接到输送管道。输送管道能与第二设施流体连接。第二管道套管、联接件和输送管道穿过输送滑架。补偿器可以配置为允许第一管道套管与第二管道套管之间的相对运动。输送滑架可以包括内侧组件和外侧组件。内侧组件可以通过一个或多个安装装置安装到第一设施的第二甲板，并且外侧组件可以包括：结构框架，包括使第二管道套管、联接组件和输送管道中的一者或多者穿过的内部截面区域；以及一个或多个管道支撑件，可以支撑穿过输送滑架的内部截面区域的第二管道套管、联接组件、输送管道或其组合。