發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及在海上運輸油氣,更具體地,涉及如獨立權(quán)利要求的前序部分中說明的裝置。
更詳細地,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、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單元,以形成的海港設(shè)施。旨在將單元獨立地安置,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入的波浪,同時允許其它部分的波浪和水流通過海港設(shè)施,在被衰減的波浪頻率和被允許在單元之間通過的波浪頻率控制兩個相鄰單元之間的側(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,利用存儲單元作為系泊基地,符合被載于國際公約的國際要求,如系泊設(shè)施被旨在放置在沿?;蚪U军c,確定系泊系統(tǒng)的尺寸以抵御系泊力,并符合所有其它國際系泊條例的規(guī)定。
接下來,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、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被認為是非常危險的。因此,不利于將站點安置在人口聚居的地區(qū)附近。同時,最大的LNG消費者卻位于人口密集的國家。因此很多所提出的解決方案是將LNG存儲裝置安置在海上。
而且,要運輸LNG,通常使用良好絕緣的和柔性的鉸接臂或軟管。事實上軟管通常很硬和很不柔軟。鉸接臂通常只在一個平面上移動而不容忍側(cè)向移動。要求裝載和卸載期間,LNG船必須背風向橫臥地被正確系泊在受保護的海港。
先前提出的用于海上LNG裝載的海港站點或者是漂浮的或者被安置在海洋底部。漂浮站點共同具有的問題是在船只和存儲裝置之間運輸LNG是發(fā)生在兩個漂浮可移動的主體之間。如果并排地一起進行裝載,這種動態(tài)對設(shè)備和安全性提出較高的要求。
一種可選方案是在兩個漂浮主體的頭部和尾部之間運輸LNG,但是這比相應的先前技術(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的存儲船只必須裝配有用于LNG的復雜的水下回轉(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態(tài)的問題,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入的波浪。所提出的典型水深為8到30米。這種類型的大型構(gòu)造旨在遠離人口聚居的地區(qū)建立和同時用作在裝載和卸載操作期間的LNG船只的防波堤。
通過將船只在海港構(gòu)造的背風側(cè)移動可減小這個問題,但是計算和流域測試表明,當在一個期間內(nèi)從特別不利的角度傳入波浪和涌浪時,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,即海洋波浪會在這種構(gòu)造兩側(cè)的周圍變彎曲,和在與彎曲波浪相遇的背風側(cè)后面的一定距離上出現(xiàn)焦點。在該焦點上,波高可實際上高于傳入波。
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的這些類型的海港站點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)。這將明顯地減少動態(tài),但該海港站點比矩形形狀的站點的成本甚至更高。
NO 126927描述了一種海港站點,包括漂浮和下沉的多個單元,和構(gòu)建用于在海床上移動。各個單元包括基底、承載結(jié)構(gòu)和根據(jù)需要可被移動的可移動的破波構(gòu)件。
US 3,958,426描述了一種海港站點,包括被分隔安置在海床上的多個單元,以形成至少一個筆直的系泊場所。該單元被提供有防護板和波浪衰減裝置。
申請人自己的公開WO2006/041312揭露了一種用于在海上存儲、裝載和卸載如LNG的油氣的海港設(shè)施,通過參考于此處包括其全部內(nèi)容。該海港包括由鋼或混凝土建造的三個單元,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)中的支撐點的多個間隔堆放結(jié)構(gòu)。更具體地,該公開涉及流體傳輸系統(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)施的背風側(cè)上的船只id。
然而,計算和流域測試表明,如果被系泊在這些類型的矩形海港站點的背風側(cè)上,LNG承載體事實上被暴露于增加的運動中。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。
因此,需要一種提供的系泊環(huán)境海港設(shè)施,其中船只在背風面??亢推渲杏捎诤Q蟓h(huán)境的船只移動被排除,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)合和被整合存儲單元的改進的海港設(shè)施,和一種用于建立這種海港設(shè)施的改進的方法,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)明的進一步的目的在于提供一種改進的海港設(shè)施,其優(yōu)化了用于例如運輸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、波浪和水流的作用,因此還提供用于系泊船只的風屏蔽體。
本發(fā)明的仍進一步的目的在于提供一種改進的海港設(shè)施,其符合用于系泊大型船只的準則和國際標準,因此滿足了相關(guān)的需求和標準。參考了以下相關(guān)標準,其內(nèi)容被通過參考包括:
-BS6349-海港裝置
-OCIMF-系泊設(shè)備指南(2008)
-SIGGTO-選擇和設(shè)計用于口岸和登船碼頭的站點(1997)
本發(fā)明的另一目的在于提供一種改進的海港設(shè)施且?guī)в信c其相關(guān)聯(lián)的保護構(gòu)件,保護系泊船只不受或多或少地沒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的海港設(shè)施,允許一部分波浪或多或少地無障礙通過,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的位于底部的海上海港站點,其可直接在船只和海港站點存儲、裝載和卸載LNG,其中以簡單和有成本效益的方式減小船只的移動效果。
本發(fā)明還提供一種改進的用于LNG的柔軟的和位于底部的海上海港站點,其可被作為幾種小型單元建造,其中各個單元可被降低到個別海床上,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的海港站點。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種改進的海港站點,其中波衰減最適合用于中波頻率,例如,波浪高達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,在這種有限時間內(nèi)、如將會發(fā)現(xiàn)在海港上操縱船只很困難、最大的波浪將通過海港站點的高波颶風的極端天氣環(huán)境中,顯著地降低這些極端環(huán)境施加在海港站點上的作用和影響,其中極端能量通過海港站點。
本發(fā)明的仍然另一目的在于能夠以合理的價格有效地和盡可能完整地在傳統(tǒng)建構(gòu)站點上、優(yōu)選地用干船塢在船塢上建造各個海港站點的單元。
因此,將最小化在海上的昂貴的修整工作。在建造站點上的最后舾裝之后,各個單元被帶到或拖曳到安裝位置,最后使用已知技術(shù)進行下沉。
本發(fā)明的進一步的目的在于提供一種改進的海港站點,可按預先計算的、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船只在海港站點上的裝載/卸載操作期間具有有利的移動。
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)國際超標準較大角度的角度從船只朝向海港設(shè)施向下引導??梢岳斫獾氖?,系泊點安放在鄰近處,但在海面之上,進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系泊線纜或纜索的向下引導。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種為系泊船只屏蔽風力的海港設(shè)施,風力是從任意方向刮過來的風造成的,但是通常與傳入波浪的方向相同。
通過進一步由獨立權(quán)利要求所定義的改進的海港設(shè)施和建立這種海港設(shè)施的方法實現(xiàn)本發(fā)明的目的。通過附屬權(quán)利要求定義本發(fā)明的實施例、可選形式和變化形式。
根據(jù)本發(fā)明,其中一個單元的前表面相對于兩個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)系泊的最大船只長度。
以增加或減小兩個鄰近單元之間的在波運動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)明的一種實施例,所述通道的最小寬度(Q)相應于被要求衰減的波長的大約1/4-1/2倍的波長。
而且,所述單元的兩個平行側(cè)中的一個與至少一個單元傾斜側(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)可與單元的一個側(cè)壁不同。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例或變化形式,兩個相鄰單元之間的距離和/或兩個單元之間的側(cè)向偏移距離優(yōu)選地使在通道中沒有可視開口,且垂直于所述單元的前表面。當單元被安置在18米的水深時,平均側(cè)向距離可優(yōu)選地在大約20米上下。
根據(jù)另一種實施例,安放所述單元以形成兩個或更多個系泊點,和其中所述系泊點相互間形成如90度的角度。
本單元被提供有用于保護單元不受撞擊造成損壞的構(gòu)件,所述構(gòu)件包括從面對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,還優(yōu)選地有助于破波作用。配置所述撞擊保護構(gòu)件以在被安置在位置上時向下延伸通過吃水線。
系泊平臺的高度應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)造和安置海港站點的方法。該方法包括以下步驟:
安置至少三個單元,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)過海港站點時,海港站點衰減一部分傳入波,
將至少三個單元中的一個在側(cè)向方向上相對于相鄰單元移動,和
根據(jù)希望衰減的波浪頻率和希望通過單元之間的頻率來計算單元之間的距離。通過以下步驟確定所述單元之間的距離:
在要求的區(qū)域上在一段時間內(nèi)測量波高,
計算所述波譜的統(tǒng)計分布,
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)明的海港站點上的單元相對各個其它單元移動一定距離的優(yōu)點是,在將要穿過海港站點的波浪可能導致海港站點極端應變時,可衰減所要求的部分波浪頻譜。因此,可以更低的價格和更容易地建造組成海港站點的單元,同時可達到衰減與在海港站點附近或海港站點上操作的船只相關(guān)的部分波浪頻譜。
本發(fā)明的又一優(yōu)點是,通過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)在海港站點工地上的焦點等其它位置上。
另外,用較小單元建造海港站點是明智和經(jīng)濟的和特別有利的構(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,幾個加工車間可以為此進行競爭。安裝危險性也小得多。
根據(jù)本發(fā)明的進一步的優(yōu)點是,構(gòu)成用于根據(jù)本發(fā)明用于LNG的海港站點的單元可被下沉到海洋底部、被移除、被移動和被代替以利用已知技術(shù)形成所要求的新的個別配置。
形成海港站點的根據(jù)本發(fā)明的單元被按所要求的距離間隔。通過旨在被衰減的波浪頻率和被允許通過單元之間的通道的波浪頻率確定單元之間的該距離。可用已知的方法計算或通過流域測試方法找到該距離。
通過將單元在兩個側(cè)路和在波浪的主要方向上移開一定的距離,避免了在海港墻壁和船只側(cè)面之間的波能量積聚效應。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。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,達到有利的消除作用和因此降低了在海港站點和所提供的單元的附近區(qū)域內(nèi)的波能量。
通過調(diào)節(jié)單元之間的距離,可能達到要被衰減的傳入波頻率的優(yōu)化。這是通過來自在幾個方向上的單元壁和底部對傳入波的反射達到的,在那里實現(xiàn)消除波浪。另外,在單元之間產(chǎn)生了相應于攪擾的有目的的、大致混亂的流動模式,這將能量從對船只移動響應的隨后減弱的波浪中移除。
對于較長的波長,例如在高于15到16秒周期的涌浪,來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。具有這種波長的波浪通常與風暴和颶風有聯(lián)系,那么因為風,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上。
因為單元被局部安裝有鋒利的邊緣,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,有時還有助于衰減波浪和減少在海港站點的背風側(cè)的波浪。依賴于周圍環(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)、局部中空或布滿孔洞的結(jié)構(gòu)等。
在海床上的單元之間的距離將通過在安裝位置上發(fā)生的波譜和通過選擇有利地對LNG船只造成移動影響的要被衰減的波譜確定。海港站點的可能形狀的計算示出,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米波長的波浪。同時,計算示出具有200米波長的較大波浪將帶有最小損耗的能量通過。
計算還示出了通過可選地膨脹在海面下的體積,從較短和較長波長的波浪捕獲和移除更多能量是可能的。因此,例如通過增大從5到10米的深度下沉到海洋底部的海面下的單元體積,可達到以有利的方式進一步衰減對船只移動的影響。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實基礎(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。
例如,通過相應于船只的船底龍骨向外延伸地引導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的海港站點上引導這些類型的構(gòu)件的可能性。
通過提供在海床上相互鄰近地安裝包括幾個單元的海港站點,可容易地系泊和沿海港站點操縱LNG船只。如果LNG船只處于根據(jù)本發(fā)明的海港站點的迎風側(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)明的海港站點的背風側(cè)。預先估算的部分波能量將能夠在單元之間通過和這將可能衰減一些波能量。以該方法在背風側(cè)形成用于波浪的危險焦點同時避免了在背風側(cè)的波能量導致減少了的和有利的船只移動。
通過考慮本地波浪譜,當單元之間的距離是最佳時,同時由于對各個單元的水下結(jié)構(gòu)配置用于衰減波能量的構(gòu)件,達到明顯的衰減是可能的。
根據(jù)本發(fā)明的海港站點的特別有利的配置安放所述單元,以形成幾個系泊區(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的安裝位置上的已知波方向是可能的。通過能夠系泊LNG船只以使波浪沿船只傳入,船只的移動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和動態(tài)作用力。
如果需要,如果希望盡可能地保護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。
組成海港站點的單元將優(yōu)選地被提供被迫下沉到海床的多個鋼或混凝土擋壁,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)定性而不會平移和豎直和水平的移動。
可選地,有可能地使用已知技術(shù)將各個單元定位在海床上,可選地安置在被定位在海床上的預先安裝的基底之上。
還可以理解的是,給定設(shè)施的各個單元牢固的高度,這同樣為被系泊船只提供了防風保護。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施例,偏移中央單元和至少一個鄰近單元之間的距離應為Q米,其中Q應在從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側(cè)系泊的船只的最大長度的最小25%。用這種尺寸和用根據(jù)本發(fā)明的系泊配置,在經(jīng)受來自任何方向的風吹、水流或波浪時,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,這更具體地對裝載或卸載LNG是有利的。
附圖說明
通過參考所附附圖,根據(jù)本發(fā)明的裝置在接下來的詳細描述中可被更加詳細地解釋,其中:
圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的海港站點的一種實施例的俯視圖;其中三個單元被間隔一定距離地安置在海床上,中間的一個被定位在關(guān)于波浪方向的縮回位置上;
圖2示意性地示出了相應于圖1所示的實施例的海港站點的第二實施例的俯視圖,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于圖1所示的實施例的海港站點的第三實施例的俯視圖,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系泊位置,兩個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相對側(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。
具體實施方式
應注意的是,在下面對附圖所示的實施例的詳細描述中,相同的參考標號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10的一種實施例的俯視圖。所示的海港站點包括三個相同的單元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’還被定位在相對于兩個其它單元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。如進一步地被示于圖1,沿單元11、11’的背風側(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)包括一個或多個前向系泊線纜15,前向系泊線纜15自船只14的船頭16延伸到單元11中的一個的遠端背風角上的前系泊點20。所述一個或多個纜索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,一個或多個后向系泊線纜15’在船只14的船尾17和在相鄰單元11的遠端背風角上的后系泊點20’之間延伸,形成船只14的后向方向引導,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18,一個或多個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19上。同樣地,相應的一個或多個后橫纜系泊線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)還包括一個或多個自船頭區(qū)域16朝向在被縮回的中間單元11’的鄰近背風角處的系泊點22延伸的一個或多個前彈簧系泊線21,在船只的近船尾方向上提供引導,前彈簧系泊線21在船只的向后方向上形成一個銳角。相應地一個或多個后彈簧系泊線21’自船只的船尾區(qū)域17延伸到被縮回的中間單元11’的鄰近背風角上的系泊點22’,在前向方向上引導。
單元11可被提供有被堅固地固定到單元11的表面上的撞擊緩沖器23,旨面對在系泊位置的船只14。應注意的是,附圖示出兩種變化形式的這種緩沖器23。這將聯(lián)系圖4被更詳細地描述。緩沖器23可被用作系泊點19、20、22的加強支撐點。
旨在面對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于示于圖1的實施例的海港站點10的第二實施例的俯視圖,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19、19’、20、20’、22、22’包括撞擊緩沖器24,對應于示于圖1中的實施例。
由于梯形足跡區(qū)域的單元11、11’,所示實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口(Q)和在波浪主要方向下游增加的開口。然而,應理解的是,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上不可見的視線?;蛘?,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)面對波浪。根據(jù)這種實施例,在鄰近單元11、11’之間的開口在波浪的上游方向上是最大的,開口在離開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)面中的一個之間形成的實施角度α是相等的。或者,側(cè)面中的一個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。這導致波高的有效減小或造成破波的增加,從而導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?,導致由于結(jié)構(gòu)有效“遮蔽”的區(qū)域的改變。進一步地,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(波浪保護角度)和給予海港設(shè)計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的主要波浪模式和方向調(diào)整。
圖3示意性地示出了相應于被示于圖1的實施例的海港站點10的第三實施例的俯視圖,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型。圖4更詳細地揭露了各緩沖器??梢允褂脙煞N類型的緩沖器。一種類型A的緩沖器為向下延伸通過吃水線25的類型,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’向外突出的類型,緩沖器(類型B)終止于海面25之上。所述類型B的緩沖器還可被用于支撐系泊點19、19’、20、20’、22、22’。類型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的碳氫化合物的存儲罐。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?,根據(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’以提供兩個系泊位置,將兩個系泊位置彼此相對一定角度地安放。如果希望盡可能地保護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板,以可能通過系泊安放構(gòu)件安全地將LNG船只14系泊到海港站點10??捎酶鶕?jù)已知技術(shù)的已知的柔性材料制成防護板。然而,包括這種系泊布置不是必須的,可替代的實施例為,自海港站點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的兩個對立側(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)有碳氫化合物的存儲罐,例如用于LNG的絕緣存儲罐。
所示的單元還被提供有被安放在最高預期潮高之上和單元的上表面27之下的系泊點20,這樣能使用于系泊纜索(未示出)的角度α’的負引線在船只14和設(shè)施單元11之間延伸??梢岳斫獾氖牵m然參考標號20被用于系泊點,所述被指示的系泊點可為被要求將船只14安全地系泊在設(shè)施上的任意一種系泊點。
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系統(tǒng)纜索15、15’、18、18’、21、21’的豎直定向和方向。通過船只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’,其定向為建立遮蔽部,防止波浪從或多或少地與三個單元11的縱向方向平行的方向傳入??梢岳斫獾氖?,未示出系泊線纜、系泊點等。這種裝備和設(shè)備可復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的各個設(shè)施之間的橋梁。
可將單元11、11’構(gòu)建在海港站點10上,海港站點10被建設(shè)在偏遠的施工站點、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、海洋底部的類型、波形來形成單元11、11’和海港站點10,并且最小化了如來自波浪、風和水流的環(huán)境作用力的可能的、負面的作用。依賴于要求的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行的。
在已安裝的海港站點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10的操作期間引起船只移動的波浪被盡可能地衰減,而其它波浪被允許通過海港站點10。
通過在海洋底部設(shè)定單元11、11’相互之間的距離可實現(xiàn)針對波浪的調(diào)節(jié)。分別地,通過較短距離衰減較小波和通過較長距離衰減較大波。計算示出,在單元9之間使用的特別有利的距離大約相應于希望衰減的波長的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始。然后例如通過計算各個波浪的最高值,在頻譜的幫助下有用地表示出隨著時間推移的多個波浪。通過利用統(tǒng)計分布,如所述波譜的明顯值,其表示在20分鐘周期以上(用于測量波高)的最高波浪中的第三個的平均值。還可使用其它形式的統(tǒng)計分布和這對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是已知的,此處不再進一步描述。
單元基底的大小可適用于達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。計算示出,將單元11、11’安置在海洋表面之下相對于希望衰減的波高和被關(guān)聯(lián)的波長的大約半波高處是特別有利的。一個例子是,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。為了達到在海面25和基底之間的這種距離,相應地調(diào)節(jié)基底的大小。
基底的外形還對在海港站點10周圍的波浪衰減有影響。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于海洋平面的高度上執(zhí)行改變。然而,要提及的是,可應用其它外形的基底和這將在后面的詳細描述中更詳細地描述。
依據(jù)目標、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。通過單元11、11’的這種形式和安置,海港站點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,如果需要,較長周期的涌浪將能夠滑過海港站點10。而且,減小不利的海洋流作用將是可能的。
如果要求更強的衰減,可用更加傾斜的側(cè)壁形成單元11、11’和相對靠近地安置單元11、11’。如果希望增加與波浪相互作用、并進一步衰減波浪(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所示的相互成一個所要求的角度被安置。如果希望避免例如來自各個方向的涌浪這樣的負面影響,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,同時LNG船只可能是受到系泊位置的強迫,這在裝載和卸載操作期間是很不被期望的。
通過在另一方向上系泊LNG船只14,強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隧憫燥@著減少旋轉(zhuǎn)和沖壓移動以及降低船舯動態(tài)。