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EP1324944A1 - Systeme de transfert d'un produit fluide entre un navire de transport et une installation terrestre - Google Patents

Systeme de transfert d'un produit fluide entre un navire de transport et une installation terrestre

Info

Publication number
EP1324944A1
EP1324944A1 EP01972146A EP01972146A EP1324944A1 EP 1324944 A1 EP1324944 A1 EP 1324944A1 EP 01972146 A EP01972146 A EP 01972146A EP 01972146 A EP01972146 A EP 01972146A EP 1324944 A1 EP1324944 A1 EP 1324944A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
transfer
connection
hose
module
transfer system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP01972146A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1324944B1 (fr
Inventor
Bernard Dupont
Stéphane PAQUET
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Europeenne dIngenierie Mecanique SA EURODIM
Original Assignee
Europeenne dIngenierie Mecanique SA EURODIM
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Europeenne dIngenierie Mecanique SA EURODIM filed Critical Europeenne dIngenierie Mecanique SA EURODIM
Priority to EP06013027A priority Critical patent/EP1710206B1/fr
Publication of EP1324944A1 publication Critical patent/EP1324944A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1324944B1 publication Critical patent/EP1324944B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D9/00—Apparatus or devices for transferring liquids when loading or unloading ships

Definitions

  • the invention relates to a system for transferring a fluid product, in particular liquefied natural gas, between
  • a transport vehicle such as a ship and an inland installation for processing and storing this product, of the type comprising a tubular arrangement for conveying the product between the ship and said installation, one end of which is connected to
  • FIG. 1 shows an LNG (liquefied natural gas) transfer station
  • the aim of the present invention is to overcome these drawbacks and to propose a transfer system with a relatively simple structure which can be adapted even to sites with difficult environments while reducing costs.
  • a transfer system is characterized in that it comprises at least one device for connection to the manifold of the ship and at least one flexible transfer pipe connected to the land installation, and that the device connection and the pipe may be connected to each other at their free ends for a transfer of fluid between the vessel and the fixed system, and in that the flexible transfer pipe is provided with means handling allowing the movement of its free end between a position for connection to the connection device and a separate storage position.
  • connection device is produced in the form of a connection module and this module is provided with handling means allowing its movement between a position for connection to the manifold and a separate storage position and a device by which it rests on the platform of the ship's manifold in its connection position.
  • the routing arrangement comprises an emergency disconnection device for the flexible transfer pipe.
  • the device for emergency disconnection of the flexible transfer pipe is provided in the connection module.
  • the emergency disconnection device is provided on the mobile end of the hose.
  • the transfer arrangement comprises a device for braking the fall of the free end of the flexible transfer pipe in the event of an emergency disconnection.
  • the fall brake device comprises a winch provided on the part of the arrangement which remains connected to the manifold in the case of an emergency disconnection and around which a cable is wound. free end is fixed to the free end of the transfer line, which cable disconnects during an emergency disconnection.
  • connection device comprises a device for guiding / centering the free end of the pipe towards the receiving end of said pipe end, ' provided on the connection device.
  • the guide device comprises a trumpet provided on the connection device and a pin provided on the movable end of the hose and means for engaging the pin in the trumpet during connection of the flexible to the connection device.
  • the aforementioned means comprise a winch provided on the connection device and a cable winding around the winch and the free end of which is capable of being fixed to the aforementioned pin.
  • the aforementioned handling means are provided on a support structure, such as a gantry, mounted on a platform device.
  • the means for handling the movable end of the transfer pipe comprise a winch and a cable wound around the winch and at the free end from which said end of the hose is suspended.
  • the handling means of the connection module comprise a crane mounted on the carrying structure, and to which the said module is suspended by means of a cable during its handling.
  • the support device for the connection module on the ship is an adjustable support linked to the module by a joint with a horizontal axis.
  • connection module comprises a bellows device which is advantageously cardan.
  • connection device is integrated at the end of the ship's manifold.
  • a flexible transfer line is formed by a hose such as a cryogenic hose when the product is liquefied natural gas.
  • the flexible transfer pipe is a succession of elements articulated to each other.
  • the flexible transfer pipe is suspended in a chain.
  • the means to which the fixed end of a flexible transfer pipe is permanently fixed are formed by a support structure such as a gantry advantageously mounted on a platform.
  • the support structure includes equipment for connecting the flexible transfer pipe to the submerged cryogenic line of the land installation.
  • Figure 1 is a perspective view of a traditional transfer station
  • Figure 2 is a perspective view of a transfer system according to the present invention
  • FIG. 3 is an elevational view of a transfer system according to the invention of the type shown in Figure 2;
  • FIG. 4 is a top view of the transfer system according to Figure 3;
  • FIGS. 5A to 5G are partial views, in elevation, schematic of a transfer system according to the invention and illustrate the different phases of the process of establishing and separating a transfer link between a ship and the land installation;
  • FIG. 6 is an enlarged view of a ' connection module according to the invention and the free end of a hose of the transfer system according to the invention, the hose being connected to the module;
  • FIG. 7 is a view similar to Figure 6 but shows a hose in its connection position to the module
  • FIG. 8 is a view towards arrow VIII of Figure 7 of the connection module support device;
  • FIG 9 is an elevational view of a second embodiment of a connection module to which is connected the end of a cryogenic hose;
  • Figure 10 is a top view, with parts broken away, in the direction of arrow X in Figure 9;
  • FIG. 11 and 12 are elevational views of a third embodiment of a connection module and the movable end of a hose, respectively in the state of establishment of a connection and in the 'state of an established connection;
  • FIG. 13 is a view in the direction of arrow XIII in FIG. 12, of the device for supporting the connection module;
  • FIG. 14 is a detail view in the direction of arrow XIV of Figure 11;
  • FIG. 15 is an elevation view of a fourth embodiment of a connection module and of a hose end in the state of mutual connection;
  • - Figure 16 is an elevational view of a fifth embodiment of a connection module and a hose end, shown in the connection state;
  • FIG. 17 is an elevation view of a connection device integrated into the manifold and of a hose end, shown in the connection state;
  • FIGS. 18A and 18B are detail views, in elevation, of a hose end according to
  • Figure 19 is an elevational view of a ship manifold which incorporates a connection device according to the invention
  • - Figure 20 is a simplified top view of the manifold according to Figure 19, the guide and centering device having been removed
  • Figure 21 is an elevational view of a hose end intended to cooperate with the integrated connection device according to Figure 19;
  • FIG. 22 is a top view of the flexible end according to Figure 21;
  • FIGS. 23A to 23E are elevation views illustrating different stages of the process of establishing a connection between the integrated connection device according to FIG. 19 and the end of the hose according to FIG. 21.
  • FIG. 26 is an elevational view, simplified of yet another embodiment of a connection module
  • Figure 27 is an elevational view of yet another embodiment of a transfer system according to the invention.
  • Figure 28 illustrates a step in the process of establishing a system transfer link according to Figure 27;
  • FIG. 29 illustrates a step in the emergency separation process of the transfer system according to Figure 27; and
  • FIG. 30 is a view on a larger scale of the part indicated in XXX in FIG. 28.
  • the invention will be described below in its application to the transfer of liquefied natural gas.
  • the invention can be used for any other fluid product, such as liquids, pulverulent products and gases of any other nature.
  • FIG. 2 shows a transfer system 1 according to the present invention.
  • This transfer system can dispense with a boom 6 for supporting the piping of the traditional transfer station according to FIG. 1.
  • the transfer of the product in the present example of liquefied natural gas called here- after LNG, is provided by the immersed cryogenic lines indicated at 8 in the example shown.
  • the transfer system 1 is shown inserted within a traditional mooring architecture 4, it should be noted that this mooring architecture could be simplified for reasons which will appear later on during the detailed description of the position. of transfer which follows.
  • a transfer system 1 constituting the interface between a ship 9 and the fixed processing and storage system of which only the submerged transport lines 8 are shown, essentially comprises two platforms 10, 10 'of support for a storage / handling gantry 11 of one or more transfer arrangements 13 for the fluid and a main platform 15 accommodating all of the equipment to which the submerged cryogenic lines 8 are connected and which are necessary for connection to the transfer arrangements 13. These equipment will not be described in more detail since they are not necessary for understanding the invention.
  • a transfer arrangement 13 essentially comprises at least one connection module 17 intended to be connected at one end to a manifold 18 of the ship and, associated with each module, a flexible transfer line 19 advantageously produced in the form of a cryogenic hose as developed, for example by the company Coflexip Stena Offshore.
  • the transfer hoses 19 are permanently fixed at one end to a gantry 20 resting on the main platform 15, while the other free end 22 is connectable to the connector 23 located at the other end of the module 17.
  • the function main of the gantry 11 is to allow the handling and storage of the transfer members, namely of each connection module 17 and of the mobile ends 22 of the cryogenic hoses 19, using respectively a crane 25 and winches 26.
  • a connection module 17 is suspended from the crane 25 and can be moved between a storage position on the gantry 11, and a transfer position in which the module is supported on the manifold platform 28 to using a clean support device 30 and is connected by its connector 19 to the manifold flange 18.
  • the free end 22 of each cryogenic hose 19 is suspended by a cable 31 from a winch 26 of the port ique 11 and is movable between a storage position shown in particular in Figure 5A and in which it is disconnected from module 17 and its transfer position in which it is connected to connector 23 of module 17, as clearly shown in Figure 5E.
  • connection module 17 of this arrangement comprises, between its connector 19 for fixing the module to the manifold flange 18 of the ship and the device 30 for supporting or resting on the manifold platform 28 of the ship, a device for gimbal bellows 33 which makes the manifold flange isolated from the efforts of the hose when the latter is connected to the manifold and resting on the manifold platform.
  • the adjustable support 30 is linked to the module by an articulation with a horizontal axis 34. If necessary, an additional articulation (not shown) will allow rotations along the axis of the manifold.
  • the support 30 has two adjustable support legs 30 which support a cross member 38 carrying the piping 32.
  • the module is provided with an adjustable foot 35 located at the gimbal bellows 33 and intended to provide additional support, in particular for storing the module.
  • the module 17 comprises, in its part located between the support device 30 and the connector 23 for connection to the cryogenic hose 19, an emergency disconnection device 37 intended to ensure disconnection of the transfer link in the event of emergency.
  • This device is known per se and therefore does not need to be described in detail.
  • the device sold by MIB International Limited under the name "Hydraulically Operated Double Valve with Emergency Release Systems for Service with LNG” could be used for this purpose. It can be seen that the connection part to the hose is inclined downward relative to the horizontal tubular part in abutment on the manifold platform 28.
  • connectors 19, 23 at the two ends of the module 17 they could be hydraulic connectors, for example of the type known under the name QCDC (Quick Connect / Disconnect Coupler) or be manual connectors.
  • QCDC Quadick Connect / Disconnect Coupler
  • connection module 17 further comprises a hooking flange 39 to the cable 40 of the crane 25, the hooking point 41 being located at the center of gravity of the module 17.
  • the module is further equipped with a device 43 intended guiding the end 22, configured as a tip, of the hose 19, when it is connected to the connector 23 of the module.
  • This device essentially comprises a member in the form of a guide trumpet 44 which extends substantially parallel to the axis of the inclined part of the module 17, to which the flexible pipe 19 will be connected and is supported by an element 45 integral with the piping 32.
  • the device 43 further comprises a winch 47 provided on the gimbal bellows part 33 and around which a cable 48 is wound, the free end of which is brought through the trumpet 44 by passing over a return pulley 49 in order to be able be fixed to a guide / centering rod 51, called a pin, which is integral with the end piece 22 of the cryogenic hose 19 and extends substantially parallel to the axis of this end.
  • the free front end 53 of this rod centering is suitable for engaging in the trumpet 44 during connection of the end piece 22 of the hose to the module 17. To ensure perfect centering of the end piece with respect to the connector 23 of the module, it is sufficient, after having fixed the end of the cable 48 at the front end 53 of the pin, to wind this cable around the winch 47.
  • the pin 51 has two lateral wings, diametrically opposed 55 which are housed during the engagement of the pinoche 51 in the trumpet 44 in diametrically opposite lateral slots 56 provided in the flared front part of the trumpet 44. The width of these slots decrease from the receiving end of the wings.
  • the end piece 22 of the flexible hose is hooked at 58, at the base of the centering pin 51, to the cable 31 of the winch 26 of the gantry 11. It should also be noted that the movable end piece 22 of the flexible hose can be provided with '' a valve 61.
  • cryogenic hoses 19 are used in a natural chain whose fixed end is advantageously centered with respect to the excursions of the mobile end. It turned out that by choosing a 'proper hose length, it is not necessary to use rotating joints or stiffening the ends. To prevent the hoses from being exposed to excessive mechanical stress, their free ends 22 are always maintained, both in the storage state and during the connection process to the module 17 and during an emergency disconnection . In the latter case, the winch 47 serves as a brake for the fall of the free end of the hose which has just been disconnected.
  • FIG. 5A shows the transfer members, namely the connection module 17 during handling and the hose 19 in the storage state, the module being suspended from the cable 40 of the crane 25 and the free end 22 of the hose to the winch 26 by the cable 31.
  • the module 17 is first lowered using the crane 25. When the module is at the level of the lower gangway of the gantry 11, it is possible to connect the cable 48 of the winch 27 to the front end of the pin 51.
  • the module 17 is again lowered until it can be connected by its connector 16 to the manifold flange 18 of the ship, the module being supported by the intermediate of the support device 30 on the platform 28 (FIG. 5B).
  • FIG. 5E shows the hose in its position of connection to the module 17.
  • Figures 5F and 5G illustrate the process of an emergency disconnection after the opening of the emergency disconnection device 37.
  • the distance of the hose under the effect of chain tension is braked by the cable 48 wound around the winch without being completely fixed to it.
  • the end support free is provided by the cable 31 of the winch 26, according to Figure 5G.
  • FIGS. 9 and 10 another embodiment is shown in FIGS. 9 and 10, the particularity of which resides in the fact that the emergency disconnection function is integrated into the connector for fixing the end 22 of the hose 19.
  • This connector also is known per se, for example of the type known under the name "Integral Coupler Valve and Hose End Valve", sold by the company MIB and designated by 64.
  • the centering device could be that provided in the first embodiment. But one could consider, in this second embodiment as elsewhere in the first, a centering device comprising two centering pins of the pinoche type 51, arranged 'diametrically opposite in a horizontal plane and cooperating with two centering trumpets of the trumpet type 44. In this case, the fixing module would be equipped with two winches of the type 47 or a winch with two drums.
  • FIGS. 11 to 14 illustrate a third embodiment, the peculiarities of which lie in the fact that the connector provided for the connection between the connection module and the hose 19 as well as the emergency disconnection device are provided on the end of the flexible.
  • the connector and the disconnection device bear the references 65 and 66 respectively.
  • the structure of the connection module now designated by the number 67 is simplified.
  • This module 67 comprises a tubular transfer part which comprises a central sleeve 69 connected at one end to a cardan bellows 70 carrying a hydraulic or manual connector 71 for fixing to the manifold flange 18 of the ship and at its other end to a cardan bellows 72 carrying a flange 74 for receiving the connector 65 of the hose.
  • the sleeve 69 is mounted via a vertical part 75 and a horizontal part 76 forming the centering trumpet to a support structure 77 by which the module is supported on the manifold deck 28 of the ship.
  • This structure 77 essentially comprises a ring 79 held between two console elements 80 each of which is provided with a foot 81 intended to bear on the platform 28.
  • the trumpet 76 and the support structure 77 are connected one to the other. the other by a horizontal hinge pin 82.
  • the attachment point 85 of the module is provided on the 'trumpet device 76.
  • the end or end of the hose is bent and has a horizontal part carrying the connector 65 and an inclined part 86 located in the axial extension of the hose and which carries the emergency disconnector 66.
  • the pin 51 extends parallel to the part horizontal from the end at a distance equal to the distance between the axes of the trumpet 76 and the flange 74 of the module.
  • the fall brake winch indicated at 87 is mounted on the part 86 on the elbow side, while the free end marked 88 of the cable wrapped around the winch is fixed to the part 86 flexible side.
  • the end of the hose is fixed at the elbow to the cable 31 of the winch 26 of the handling and storage gantry 11, by means of a fork 90 articulated substantially at the center of gravity of the two-legged end piece.
  • fixing 91 integral with the end portion flexible side, at diametrically opposite locations.
  • FIG. 15 shows a fourth embodiment of the transfer arrangement, in which the interconnection connector of the module and the hose as well as the emergency disconnector are provided on the side of the hose as in the third embodiment.
  • the particularity of the fourth embodiment resides in the fact that the module now bearing the reference 95 is provided with a support device 96 which is produced in the form of an arcuate cradle 97 supported by a foot 98 on the platform of manifold 28 of the ship and via a cross member 101 and a shoe 99 on the plating of the ship 100.
  • This cradle 97 serves as a guide path on which the end of the hose is supported by several pads 103 when it approaches the connection module. In Figure 15, three pads are shown, which are axially aligned on the hose.
  • FIG. 16 shows a fifth embodiment which has the particularity that the part designated by the reference 105 which carries the connector 106 of the end of the hose is laterally offset with respect to the axis of the hose 19 while extending substantially parallel to the axis thereof.
  • the trumpet indicated in 107 and the pinoche 108 now extend in one axis of the hose.
  • FIG. 17 illustrates another possibility of implementing the transfer system according to the invention, which has the particularity that the part of the connection arrangement according to the invention, which corresponds for example in FIG. 11 to the module of connection, is now integrated into the end portion indicated at 110 of the manifold and that it is only the end piece 111 of the hose 19 which is movable while being suspended from the gantry 11.
  • the part 111 of the manifold carries the centering device for fixing the end piece 111 of the flexible to the flange 112 of the manifold, namely the centering trumpet 113, the winch 114 and the pulley 115 of the cable 116.
  • FIGS. 19 to 22 finally illustrate another embodiment of the possibility of implementing the invention, illustrated in FIG. 17, in which the end piece of the manifold also carries the connector indicated 122 for fixing the end piece 123 of the hose on the manifold.
  • the device for centering the end piece 123 when it is fixed to the connector 122 has a specific configuration.
  • This device essentially comprises a trumpet 124, a pin 127 associated with the end piece 123 of the hose, two hydraulic cylinders 126 pivotally mounted at 128 at diametrically opposite locations on the piping element indicated at 129, as well as the winch, not shown, of the cable indicated in 131 in the state fixed on the end of the pin.
  • the end piece 123 of the hose 19 carries two levers 133 which are mounted articulated, diametrically opposite on the end piece 123 and at its center of gravity. Each of the pivoting levers is associated with a hydraulic cylinder 126 in order to be able to cooperate with the latter in the manner which will be described later.
  • the cone is mounted articulated on the two levers 133 through 'the crosspiece 134.
  • Each hydraulic cylinder 126 is provided with a piston rod 136 axially movable within the outer tubular body 137.
  • the pivoting end of the rod 136 carries a fork 138 for gripping the end 139 of a lever 133 of the end piece 123 of the hose.
  • Figures 23A to 23E show the different phases of the process of connecting the hose to the manifold.
  • a first phase represented in FIG. 23A the pinoche 127 is drawn into the trumpet 124 until the two lateral wings 55 come to the bottom of their housing 56 in the flared front part of the trumpet 124 as seen on Figure 23B.
  • the ends are then in the capture zone of the forks 138.
  • the output of the piston rods 136 is controlled until the forks 138 come into engagement with the ends 139 of the levers and cause them to pivot, which causes the end piece 123 of the connector hose to approach the end of the manifold, in accordance with FIGS. 23C and 23D, until the end piece enters the capture zone of the connector jaws, as shown see it in Figure 23E.
  • Figures 24 and 25 are elevational views of another embodiment of the connection device, different from the embodiment according to Figure 19 in that the trumpet 124 for receiving the pin of the movable member of the hose is now mounted on its support by a gimbal 140.
  • Control cylinders 141 of the trumpet in its pivoting movement, allow the setting and maintenance in nominal position of the trumpet when the pin is in position in the trumpet.
  • FIG. 24 and 25 are distinguished only by the position of the gimbal relative to the trumpet and the arrangement of the cylinders.
  • the gimbal is at the end of the trumpet, which is opposite to that intended for the reception of the pinoche.
  • the cylinders are fixed by their body to the support integral with the manifold and by their end of their piston rod at a location between the two ends of the trumpet.
  • the gimbal is located at a place between the two ends of the trumpet, advantageously in its middle part, while the piston rods are attached to the trumpet at the end opposite to that which receives the pinoche.
  • FIG 26 is an elevational view of yet another embodiment of the connection module.
  • This view is simplified insofar as the guiding and centering device and the trumpet and its support are omitted.
  • This embodiment has the particularity that the module is fixed to the manifold platform 28 in its position of connection to the manifold flange 18 by clamping devices 142, 143 associated respectively with the adjustable support 30 and the adjustable foot 35.
  • clamping devices 142, 143 associated respectively with the adjustable support 30 and the adjustable foot 35.
  • the flexible element such as a bellows or piping elements hinged together, indicated at 145 provides a flexible connection between the connector 19 mounted on the manifold and the module piping element.
  • FIG. 27 to 30 illustrate yet another embodiment of a transfer system according to the invention.
  • the module or connection device indicated at 150 is fixed permanently to manifold 18, thus moving the connector to which the hose must be attached to the edge of the ship.
  • the connection device is integrated into the manifold.
  • the integrated connection device is supported by a support member 155 on the manifold platform 28 at the edge of the ship.
  • the connector 157 for fixing the hose 19 is oriented downwards. In this embodiment, it is the connector 157 which carries the centering pin 158 whose axis extends parallel to the axis of the connector.
  • the end piece 160 of the hose 19 is suspended by a cable 162 from a winch 163 located at the top of a support structure 164 located at a level above the ship and mounted on a platform 165.
  • the support structure can be produced in any suitable known form.
  • the trumpet 167 for receiving this pin is mounted on the end piece 160 of the hose.
  • This tip also carries the winch indicated in 169 on which is wound the cable 170 allowing, after being fixed to the pin 158, the attachment of the tip 160 to the connection device 150, as seen in the figures. The cable then passes through the trumpet.
  • the emergency disconnect device designated by the reference 172 is part of the end piece 160 of the hose 19.
  • a characteristic of the invention which is common to all the embodiments lies in the arrangement of the centering pin. This arrangement is determined according to the characteristics of the flexible, in particular as a function of the linear mass and the stiffness in bending, and of the mass of the end piece, in order to minimize the stresses in the flexible in all phases and optimize the entry of the pin in the trumpet.
  • Figures 18A and 18B illustrate the characteristics of the arrangement of the pin, namely the total length L between the tip of the pin and the base of the nozzle, the distance e from the end of the pin to the axis of the flexible and the angle ⁇ between the pin axis and the connector axis.
  • the invention provides numerous major advantages. It should first of all be noted that the forces produced during the establishment of a connection for transferring a fluid, during the transfer of the fluid and the disconnection of the transfer members are entirely taken up by the vessel, namely the manifold , the structure of the manifold platform, the ship's planking, etc. Indeed, it is the ship which supports the mobile part and the deformable part of the transfer arrangement according to the invention.
  • the manifold flange is the repository geometric in all phases of the connection, the transfer, the normal disconnection and the flexible emergency disconnection.
  • the module fixed on the manifold flange on the one hand, and bearing on the other hand on the platform or the plating of the ship makes it possible to hoist by simple winching and to maintain the mobile end of the flexible by limiting the shearing forces and the moments induced on the manifold flange.
  • the system allows relaxation of thermal stresses through constructive measures such as bellows and joints.
  • Handling of the module by crane or by a manipulator arm above the manifold platform Is simple.
  • the hoses are supported and used in a chain, ideal configuration.
  • the movable end of the hose in the event of an emergency disconnection can be braked and the sensitive elements cannot fall into water or strike anything.
  • the use of flexible transfer elements such as the cryogenic hose allows the transfer station to absorb even significant relative movements between the ship and the platforms.
  • the hose could have a length of the order of 50 m or more depending on these relative movements that they must absorb. This entails considerable advantages, the possibility of simplifying the structure of the ship's mooring installation and of being able to provide the transfer station even in environments prohibited at existing transfer stations.
  • the transfer members can be easily disassembled and transported, which makes it possible to eliminate the booms with specific traffic lanes for vehicles for lifting known transfer systems.
  • the fixing module both in its independent module version and in its integrated version offset the connector to which the hose must be fixed up to the side edge of the ship, which allows during disconnection of 'emergency, flexible to separate from the ship without hitting it and without being damaged.
  • the hose after separation, remains suspended by its cable connecting it to the support structure.

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Abstract

L'invention concerne un système de transfert d'un produit fluide entre un véhicule de transport tel qu'un navire et une installation notamment fixe de traitement et de stockage de ce produit. Ce système est du type comprenant un agencement tubulaire d'acheminement du produit entre le navire et l'installation. Il est caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de connexion (17) au manifold (18) du navire (9) et une conduite de transfert souple (19) connectée à l'installation, que le dispositif de connexion et la conduite sont susceptibles d'être connectés l'un à l'autre à leurs extrémités libres pour un transfert de produit fluide entre le navire et l'installation et en ce qu'au moins l'extrémité libre de la conduite de transfert souple (19) est pourvue de moyens de manutention (11, 26) permettant le déplacement de ladite extrémité libre entre une position de connexion au dispositif de connexion et une position séparée de stockage. L'invention permet le transfert de gaz naturel liquéfié cryogénique.

Description

SYSTEME DE TRANSFERT D'UN PRODUIT FLUIDE ENTRE UN NAVIRE DE TRANSPORT ET UNE INSTALLATION TERRESTRE
L'invention concerne un système de transfert d'un produit fluide, notamment du gaz naturel liquéfié, entre
10 un véhicule de transport tel qu'un navire et une installation notamment terrestre de traitement et de stockage de ce produit, du type comprenant un agencement tubulaire d'acheminement du produit entre le navire et ladite installation, dont une extrémité est connectée à
15 cette dernière et dont l'autre extrémité est susceptible d'être connectée au manifold du navire.
Des systèmes de transfert de ce type existent pour le transfert de gaz naturel liquéfié. La figure 1 montre un poste de transfert de GNL (gaz naturel liquifié)
20 traditionnel indiqué de façon générale en 1 et comportant une plate-forme 2 sur laquelle sont montés des bras de chargement ou de déchargement 3 constitués de structures et tuyauteries rigides articulées entre elles par de multiples joints tournants. Au poste de transfert est
25 associée une installation d'amarrage 4 pour les navires devant être chargés ou déchargés à 1 ' aide du poste de transfert 1. Celui-ci se trouve à l'extrémité d'une estacade 6 supportant des tuyauteries fixes pouvant atteindre plusieurs kilomètres, et qui relient le poste
30 de transfert à une installation de traitement/stockage du produit à transférer entre un navire transporteur et l'installation fixe. Ce type de poste de transfert donne globalement satisfaction mais présente l'inconvénient majeur d'impliquer une tendance à la sophistication et à
35 l'alourdissement des postes de transfert et de leur environnement, et donc à une augmentation des coûts des installations dans leur ensemble.
La présente invention a pour but de palier ces inconvénients et de proposer un système de transfert d'une structure relativement simple et adaptable même aux sites à environnement difficile tout en permettant de réduire les coûts .
Pour résoudre ce problème, un système de transfert selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif de connexion au manifold du navire et au moins une conduite de transfert souple connectée à l'installation terrestre, et que le dispositif de connexion et la conduite sont susceptibles d'être connectés l'un à l'autre à leurs extrémités libres pour un transfert de produit fluide entre le navire et le système fixe, et en ce que la conduite de transfert souple est pourvue de moyens de manutention permettant le déplacement de son extrémité libre entre une position de connexion au dispositif de connexion et une position séparée de stockage .
Selon une caractéristique de l'invention lé dispositif de connexion est réalisé sous forme d'un module de connexion et ce module est pourvu de moyens de manutention permettant son déplacement entre une position de connexion au manifold et une position séparée de stockage et d'un dispositif par lequel il prend appui sur la plateforme du manifold du navire dans sa position de connexion.
Selon une autre caractéristique de l'invention l'agencement d'acheminement comporte un dispositif de déconnexion d'urgence de la conduite de transfert souple. Selon une autre caractéristique de l'invention le dispositif de déconnexion d'urgence de la conduite de transfert souple est prévu dans le module de connexion.
Selon une autre caractéristique de 1 ' invention le dispositif de déconnexion d'urgence est prévu sur l'extrémité mobile du flexible.
Selon une autre caractéristique de l'invention l'agencement de transfert comporte un dispositif de frein de chute de l'extrémité libre de la conduite de transfert souple dans le cas d'une déconnexion d'urgence.
Selon une autre caractéristique de l'invention le dispositif de frein de chute comprend un treuil prévu sur la partie de l'agencement qui reste reliée au manifold dans le cas d'une déconnexion d'urgence et autour duquel est enroulé un câble dont l'extrémité libre est fixée à l'extrémité libre de la conduite de transfert, lequel câble se déconnectant lors d'une déconnexion d'urgence.
Selon une autre caractéristique de l'invention le dispositif de connexion comporte un dispositif de guidage/centrage de l'extrémité libre de la conduite vers l'extrémité réceptrice de ladite extrémité de conduite,' prévue sur le dispositif de connexion.
Selon une autre caractéristique de l'invention le dispositif de guidage comporte une trompette prévue sur le dispositif de connexion et une pinoche prévue sur l'extrémité mobile du flexible et des moyens d'engagement de la pinoche dans la trompette lors d'une connexion du flexible au dispositif de connexion.
Selon une autre caractéristique de l'invention les moyens précités comportent un treuil prévu sur le dispositif de connexion et un câble s 'enroulant autour du treuil et dont l'extrémité libre est susceptible d'être fixée à la pinoche précitée. Selon une autre caractéristique de l'invention les moyens de manutention précités sont prévus sur une structure porteuse, telle qu'un portique, monté sur un dispositif de plateforme. Selon une autre caractéristique de 1 ' invention les moyens de manutention de l'extrémité mobile de la conduite de transfert comportent un treuil et un câble enroulé autour du treuil et à l'extrémité libre duquel est suspendue ladite extrémité du flexible. Selon une autre caractéristique de l'invention les moyens de manutention du module de connexion comportent une grue montée sur la structure porteuse, et auxquels est suspendu ledit module par l'intermédiaire d'un câble pendant sa manutention. Selon une autre caractéristique de 1 ' invention le dispositif d'appui du module de connexion sur le navire est un support réglable lié au module par une articulation à axe horizontal.
Selon une autre caractéristique de 1 ' invention le module de connexion comprend un dispositif de soufflet avantageusement cardan.
Selon une autre caractéristique de l'invention le dispositif de connexion est intégré à l'extrémité du manifold du navire. Selon une autre caractéristique de l'invention une conduite de transfert souple est formée par un flexible tel qu'un flexible cryogénique lorsque le produit est du gaz naturel liquéfié.
Selon une autre caractéristique de 1 ' invention la conduite de transfert souple est une succession d'éléments articulés les uns aux autres.
Selon une autre caractéristique de 1 ' invention la conduite de transfert souple est suspendue en chaînette. Selon une autre caractéristique de l'invention les moyens auxquels est fixée à demeure l'extrémité fixe d'une conduite de transfert souple sont formés par une structure porteuse telle qu'un portique monté avantageusement sur une plateforme .
Selon une autre caractéristique de 1 ' invention la structure porteuse comporte des équipements de connexion de la conduite de transfert souple à la ligne cryogénique immergée de l'installation terrestre. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation et dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un poste de transfert traditionnel ; la figure 2 est une vue en perspective d'un système de transfert selon la présente invention ;
- la figure 3 est une vue en élévation d'un système de transfert selon l'invention du type représenté sur la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue de dessus du système de transfert selon la figure 3 ;
- les figures 5A à 5G sont des vues partielles, en élévation, schématiques d'un système de transfert selon l'invention et illustrent les différentes phases du processus d'établissement et de séparation d'une liaison de transfert entre un navire et l'installation terrestre ;
- la figure 6 est une vue à plus grande échelle d'un' module de connexion selon l'invention et de l'extrémité libre d'un flexible du système de transfert selon l'invention, le flexible étant en cours de connexion au module ;
- la figure 7 est une vue similaire à la figure 6 mais montre un flexible dans sa position de connexion au module ;
- la figure 8 est une vue en direction de la flèche VIII de la figure 7 du dispositif de support du module de connexion ; - la figure 9 est une vue en élévation, d'un deuxième mode de réalisation d'un module de connexion auquel est connectée l'extrémité d'un flexible cryogénique ; la figure 10 est une vue de dessus, avec arrachement, en direction de la flèche X de la figure 9 ;
- les figures 11 et 12 sont des vues en élévation d'un troisième mode de réalisation d'un module de connexion et de l'extrémité mobile d'un flexible, respectivement à l'état d'établissement d'une connexion et à l'état d'une connexion établie ; la figure 13 est une vue en direction de là flèche XIII sur la figure 12, du dispositif de support du module de connexion ;
- la figure 14 est une vue de détail en direction de la flèche XIV de la figure 11 ; la figure 15 est une vue en élévation d'un quatrième mode de réalisation d'un module de connexion et d'une extrémité de flexible à l'état de connexion mutuelle ; - la figure 16 est une vue en élévation d'un cinquième mode de réalisation d'un module de connexion et d'une extrémité de flexible, montrée à l'état de connexion ; la figure 17 est une vue en élévation d'un dispositif de connexion intégré au manifold et d'une extrémité de flexible, montrée à l'état de connexion ;
- les figures 18A et 18B sont des vues de détail, en élévation, d'une extrémité de flexible selon
1 ' invention ; la figure 19 est une vue en élévation d'un manifold de navire auquel est intégré un dispositif de connexion selon l'invention ; - la figure 20 est une vue de dessus simplifiée du manifold selon la figure 19, le dispositif de guidage et de centrage ayant été supprimés ; la figure 21 est une vue en élévation d'une extrémité de flexible destinée à coopérer avec le dispositif de connexion intégré selon la figure 19 ;
- la figure 22 est une vue de dessus de l'extrémité flexible selon la figure 21 ;
- les figures 23A à 23E sont des vues en élévation illustrant différentes étapes du processus d'établissement d'une connexion entre le dispositif de connexion intégré selon la figure 19 et l'extrémité de' flexible selon la figure 21.
- les figures 24 et 25 sont des vues en élévation d'une autre version de réalisation intégré et au manifold;
- la figure 26 est une vue en élévation, simplifiée d'encore un autre mode de réalisation d'un module de connexion ;
- la figure 27 est une vue en élévation d'encore un autre mode de réalisation d'un système de transfert selon l'invention ; la figure 28 illustre une étape du processus d'établissement d'une liaison de transfert du système selon la figure 27 ;
- la figure 29 illustre une étape du processus de séparation d'urgence du système de transfert selon la figure 27 ; et - la figure 30 est une vue à plus grande échelle de la partie indiquée en XXX sur la figure 28.
L'invention sera décrite ci-après dans son application au transfert d'un gaz naturel liquéfié. Bien entendu l'invention est utilisable pour tout autre produit fluide, tel que des liquides, produits pulvérulents et gaz de tout autre nature.
La figure 2 montre un système de transfert 1 selon la présente invention.
Ce système de transfert peut se passer d'une estacade 6 de support de tuyauterie du poste de transfert traditionnel selon la figure 1. Dans le cas de l'invention le transfert du produit, dans l'exemple présent du gaz naturel liquéfié appelé ci-après GNL, est assuré par les lignes cryogéniques immergées indiquées en 8 dans l'exemple représenté. Bien que le système de transfert 1 soit montr inséré au sein d'une architecture d'amarrage traditionnelle 4, il est à noter que cette architecture d'amarrage pourrait être simplifiée pour des raisons qui apparaîtront plus loin au cours de la description détaillée du poste de transfert qui suit.
Comme il ressort des figures, un système de transfert 1 constituant l'interface entre un navire 9 et le système de traitement et de stockage fixe dont seulement les lignes de transport immergé 8 sont représentées, comporte essentiellement deux plates-formes 10, 10' de support d'un portique de stockage/manutention 11 d'un ou plusieurs agencements de transfert 13 du produit fluide et une plate-forme principale 15 accueillant l'ensemble des équipements auxquels sont connectées les lignes cryogéniques immergées 8 et qui sont nécessaires pour la connexion aux agencements de transfert 13. Ces équipements ne seront pas décrits plus en détail car ils ne sont pas nécessaires pour la compréhension de l'invention.
Dans un système de transfert selon 1 ' invention, adapté aux navires standard, un agencement de transfert 13 comporte essentiellement au moins un module de connexion 17 destiné à être connecté par une extrémité à un manifold 18 du navire et, associés à chaque module, une conduite de transfert souple 19 réalisée avantageusement sous forme de flexible cryogénique tel que développé, par exemple par la société Coflexip Stena Offshore. Les flexibles de transfert 19 sont fixés à demeure à une extrémité à un portique 20 reposant sur la plate-forme principale 15, tandis que l'autre extrémité libre 22 est connectable au connecteur 23 situé à l'autre extrémité du module 17. La fonction principale du portique 11 est de permettre la manutention et le stockage des organes dé transfert, à savoir de chaque module de connexion 17 et des extrémités mobiles 22 des flexibles cryogéniques 19, à l'aide respectivement d'une grue 25 et de treuils 26. Comme le montre les figures, un module de connexion 17 est suspendu à la grue 25 et déplaçable entre une position de stockage sur le portique 11, et une position de transfert dans laquelle le module est en appui sur la plate-forme de manifold 28 à l'aide d'un dispositif de support propre 30 et est connecté par son connecteur 19 à la bride de manifold 18. L'extrémité libre 22 de chaque flexible cryogénique 19 est suspendue par un câble 31 à un treuil 26 du portique 11 et est déplaçable entre une position de stockage représentée notamment sur la figure 5A et dans laquelle elle est déconnectée du module 17 et sa position de transfert dans laquelle elle est connectée au connecteur 23 du module 17, comme le montre clairement la figure 5E.
En se référant aux figures 6 à 8, on décrira maintenant plus en détail la structure d'un premier mode de réalisation d'un agencement de transfert 13 selon 1' invention. Le module de connexion 17 de cet agencement comporte, entre son connecteur 19 de fixation du module à la bride de manifold 18 du navire et le dispositif 30 de support ou d'appui sur la plate-forme de manifold 28 du navire, un dispositif de soufflet cardan 33 qui rend isolé la bride de manifold des efforts du flexible lorsque ce dernier est connecté au manifold et en appui sur la plateforme manifold. Le support réglable 30 est lié au module par une articulation d'axe horizontal 34. Le cas échéant, une articulation supplémentaire (non représentée) permettra des rotations suivant l'axe du manifold. Comme on le voit sur la figure 8, le support 30 comporte deux jambes d'appui 30 réglables qui supportent une traverse 38 porteuse de la tuyauterie 32. Supplémentairement au support 30, le module est pourvu d'un pied réglable 35 situé au niveau du soufflet cardan 33 et destiné à assurer un appui supplémentaire notamment pour le stockage du module.
Le module 17 comporte, dans sa partie située entre le dispositif d'appui 30 et le connecteur 23 de raccord au flexible cryogénique 19, un dispositif de déconnexion d'urgence 37 destiné à assurer une déconnexion de la liaison de transfert dans un cas d'urgence. Ce dispositif est connu en soi et n'a donc pas besoin d'être décrit en détail. On pourrait utiliser à cette fin le dispositif commercialisé par la société MIB International Limited sous la dénomination « Hydraulically Operated Double Valve with Emergency Release Systems for Service with LNG ». On constate que la partie de connexion au flexible est inclinée vers le bas par rapport à la partie tubulaire horizontale en appui sur la plate-forme de manifold 28.
Concernant les connecteurs 19, 23 aux deux extrémités du module 17, ils pourraient être des connecteurs hydrauliques, par exemple du type connu sous la dénomination QCDC (Quick Connect/Disconnect Coupler) ou être des connecteurs manuels.
Le module de connexion 17 comprend en outre une bride d'accrochage 39 au câble 40 de la grue 25, le point d'accrochage 41 étant situé au centre de gravité du module 17. Le module est en outre équipé d'un dispositif 43 destiné au guidage de l'extrémité 22, configurée en embout, du flexible 19, lors de sa connexion au connecteur 23 du module. Ce dispositif comporte essentiellement un organe en forme d'une trompette dé guidage 44 qui s'étend sensiblement parallèlement à l'axe de la partie inclinée du module 17, sur laquelle sera connecté le flexible 19 et est supporté par un élément 45 solidaire de la tuyauterie 32. Le dispositif 43 comporte en outre un treuil 47 prévu sur la partie de soufflet cardan 33 et autour duquel est enroulé un câble 48 dont l'extrémité libre est amenée à travers la trompette 44 en passant sur une poulie de renvoi 49 pour pouvoir être fixée à une tige de guidage/centrage 51, appelée pinoche, qui est solidaire de l'embout 22 du flexible cryogénique 19 et s'étend sensiblement parallèlement à l'axe de cette extrémité. L'extrémité libre avant 53 de cette tige de centrage est adaptée pour s'engager dans la trompette 44 lors d'une connexion de l'embout 22 du flexible au module 17. Pour assurer un centrage parfait de l'embout par rapport au connecteur 23 du module, il suffit, après avoir fixé l'extrémité du câble 48 à l'extrémité avant 53 de la pinoche, d'enrouler ce câble autour du treuil 47. On constate que la pinoche 51 présente deux ailes latérales, diamétralement opposées 55 qui se logent lors de l'engagement de la pinoche 51 dans la trompette 44 dans des fentes latérales diamétralement opposées 56 prévues dans la partie avant évasée de la trompette 44. La largeur de ces fentes diminuent à partir de l'extrémité de réception des ailes. L'embout 22 du flexible est accrochée en 58, au niveau de la base de la pinoche de centrage 51, au câble 31 du treuil 26 du portique 11. Il est encore à noter que l'embout mobile 22 du flexible peut être pourvue d'une vanne 61.
Concernant les flexibles cryogéniques 19, ils sont utilisés en chaînette naturelle dont l'extrémité fixe est avantageusement centrée par rapport aux excursions de l'extrémité mobile. Il s'est avéré qu'en choisissant une' longueur de flexible appropriée, il n'est pas nécessaire d'utiliser des joints tournants ni des raidisseurs aux extrémités. Pour éviter que les flexibles puissent être exposés à des contraintes mécaniques excessives, leurs extrémités libres 22 sont toujours maintenues, aussi bien à 1 ' état de stockage qu ' au cours du processus de connexion au module 17 et lors d'une déconnexion d'urgence. Dans ce dernier cas, le treuil 47 sert de moyen de frein de chute de l'extrémité libre du flexible venant d'être déconnecté.
En se référant aux figures 5A à 5G, on décrira ci- après les processus d'établissement d'une liaison de transfert d'un produit fluide entre le navire et l'installation fixe et de la déconnexion dans un cas d'urgence .
La figure 5A montre les organes de transfert, à savoir le module de connexion 17 en cours de manutention et le flexible 19 à l'état de stockage, le module étant suspendu au câble 40 de la grue 25 et l'extrémité libre 22 du flexible au treuil 26 par le câble 31. Pour établir une liaison de transfert, on abaisse tout d'abord le module 17 à l'aide de la grue 25. Lorsque le module se trouve à hauteur de la passerelle inférieure du portique 11, on peut connecter le câble 48 du treuil 27 à l'extrémité avant de la pinoche 51. On abaisse de nouveau le module 17 jusqu'à pouvoir le connecter par son connecter 16 a la bride de manifold 18 du navire, le module prenant appui par l'intermédiaire du dispositif de support 30 sur la plate-forme 28 (figure 5B) . On abaisse alors l'extrémité libre 22 du flexible à l'aide du treuil 26 Puis, on attire l'extrémité libre 22 vers le connecteur 23 du module à l'aide du treuil 47 prévu sur ce dernier et assure la fixation de l'extrémité du flexible sur le connecteur 23 par l'intermédiaire du dispositif de guidage/centrage par engagement de la pinoche 51 dans la trompette 44 du module. La figure 5E montre le flexible dans sa position de connexion au module 17.
Les figures 5F et 5G illustrent le processus d'une déconnexion d'urgence après l'ouverture du dispositif de déconnexion d'urgence 37. Lors de son mouvement, l'éloignement du flexible sous l'effet de la tension de chainette est freiné par le câble 48 enroulé autour du treuil sans être complètement fixée à celui-ci. Après le déroulement complet du câble, le support de l'extrémité libre est assuré par le câble 31 du treuil 26, conformément à la figure 5G.
La description de l'invention qui vient d'être faite en se référant aux figures 2 à 7 n'est pas limitative et de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'ensemble décrit qui n'est à considérer que comme un premier mode de réalisation de l'invention.
En effet, un autre mode de réalisation est représenté sur les figures 9 et 10, dont la particularité réside dans le fait que la fonction de déconnexion d'urgence est intégré au connecteur de fixation de l'extrémité 22 du flexible 19. Ce connecteur aussi est connu en soi, par exemple du type connu sous la dénomination "Coupler Intégral Valve and Hose End Valve", commercialisé par la société MIB et désigné par 64. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de centrage pourrait être celui prévu dans le premier mode de réalisation. Mais on pourrait envisager, dans ce deuxième mode de réalisation comme d'ailleurs dans le premier, un dispositif de centrage comportant deux pinoches de centrage du type de la pinoche 51, disposées' diamétralement opposée dans un plan horizontal et coopérant avec deux trompettes de centrage du type des trompettes 44. Dans ce cas, le module de fixation serait équipé de deux treuils du type 47 ou d'un treuil à deux tambours .
Les figures 11 à 14 illustrent un troisième mode de réalisation dont les particularités résident dans le fait que le connecteur prévu pour la connexion entre le module de connexion et le flexible 19 ainsi que le dispositif de déconnexion d'urgence sont prévus sur l'extrémité du flexible. Le connecteur et le dispositif de déconnexion portent respectivement les références 65 et 66. Comme le montre les figures, la structure du module de connexion désignée maintenant par le numéro 67 est simplifiée. Ce module 67 comporte une partie de transfert tubulaire qui comprend un manchon central 69 relié à une extrémité à un soufflet cardan 70 portant un connecteur hydraulique ou manuel 71 pour la fixation à la bride manifold 18 du navire et à son autre extrémité à un soufflet cardan 72 porteur d'une bride 74 pour la réception du connecteur 65 du flexible. Le manchon 69 est monté par l'intermédiaire d'une pièce verticale 75 et d'une pièce 76 horizontale formant la trompette de centrage à une structure de support 77 par laquelle le module prend appui sur le pont de manifold 28 du navire. Cette structure 77 comporte essentiellement un anneau 79 maintenu entre deux éléments de console 80 dont chacune est pourvue d'un pied 81 destiné à prendre appui sur la plate-forme 28. La trompette 76 et la structure de support 77 sont reliées l'une à l'autre par un axe d'articulation horizontal 82. Sur le module 67 est prévu, comme auparavant, le treuil 84 du dispositif de centrage de l'extrémité du flexible. Le point d'accrochage 85 du module est prévu sur le' dispositif de trompette 76.
L'extrémité ou embout du flexible est coudée et comporte une partie horizontale portant le connecteur 65 et une partie 86 inclinée située dans le prolongement axial du flexible et qui porte le déconnecteur d'urgence 66. La pinoche 51 s'étend parallèlement à la partie horizontale de l'extrémité à une distance égale à l'écart entre les axes de la trompette 76 et de la bride 74 du module.
Dans ce mode de réalisation, le treuil de frein de chute indiqué en 87 est monté sur la partie 86 côté coude, tandis que l'extrémité libre notée 88 du câble enroulé autour du treuil est fixée à la partie 86 côté flexible. L'extrémité du flexible est fixée au niveau du coude au câble 31 du treuil 26 du portique de manutention et de stockage 11, par l'intermédiaire d'une fourche 90 articulée sensiblement au niveau du centre de gravité de l'embout à deux pattes de fixation 91 solidaires de la partie d'extrémité côté flexible, à des endroits diamétralement opposés.
Comme on le voit sur la figure 11, lors de l'établissement d'une connexion entre le module 67 et le connecteur 65 à l'extrémité du flexible 19, celui-ci est amené à passer à travers l'anneau 79 avant d'être fixé sur la bride 74 du module. Dans le cas d'une déconnexion d'urgence, c'est la portion du dispositif d'extrémité côté flexible qui se sépare de l'autre portion d'extrémité portant le treuil, qui est fixée sur le module. La chute de la portion séparée est freinée par le treuil 87. On constate que dans ce mode de réalisation, l'extrémité du flexible est en appui sur le support 77 via sa pinoche 51 et la trompette 76.
La figure 15 montre un quatrième mode de- réalisation de l'agencement de transfert, dans lequel le connecteur d'interconnexion du module et du flexible ainsi que le déconnecteur d'urgence sont prévus du côté du flexible comme dans le troisième mode de réalisation. La particularité du quatrième mode de réalisation réside dans le fait que le module portant maintenant la référence 95 est pourvu d'un dispositif de support 96 qui est réalisé sous forme d'un berceau arqué 97 prenant appui par un pied 98 sur la plate forme de manifold 28 du navire et par l'intermédiaire d'une traverse 101 et d'un patin 99 sur le bordé du navire 100. Ce berceau 97 sert de chemin de guidage sur lequel l'extrémité du flexible prend appui par plusieurs patins 103 lors de son approche du module de connexion. Sur la figure 15, trois patins sont représentés, qui sont axialement alignés sur le flexible. Ces patins assurent un appui permanent du flexible pendant le transfert. Etant donné que ce sont principalement les extrémités des flexibles qui sont soumises aux contraintes mécaniques, la solution proposée dans le quatrième mode de réalisation est très avantageuse . La figure 16 montre un cinquième mode de réalisation qui a pour particularité que la partie désignée par la référence 105 qui porte le connecteur 106 de l'extrémité du flexible est latéralement décalée par rapport à l'axe du flexible 19 tout en s 'étendant sensiblement parallèlement à l'axe de celui-ci. Par contre la trompette indiquée en 107 et la pinoche 108 s ' étendent maintenant dans 1 ' axe du flexible .
La figure 17 illustre une autre possibilité de la mise en oeuvre du système de transfert selon l'invention qui a pour particularité que la partie de l'agencement de connexion selon 1 ' invention, qui correspond par exemple- sur la figure 11 au module de connexion, est maintenant intégrée à la portion d'extrémité indiquée en 110 du manifold et que c'est seulement l'embout 111 du flexible 19 qui est déplaçable en étant suspendu au portique 11. Ainsi la partie 111 du manifold porte le dispositif de centrage pour la fixation de l'embout 111 du flexible à la bride 112 du manifold, à savoir la trompette de centrage 113, le treuil 114 et la poulie de renvoi 115 du câble 116. L'embout 111 de configuration rectiligne du flexible 19 comprend le connecteur 118, le déconnecteur d'urgence 119, le treuil de frein de chute 120 et la pinoche 121. Les figures 19 à 22 enfin illustrent un autre mode de réalisation de la possibilité de mise en oeuvre de l'invention, illustré sur la figure 17, dans lequel l'embout du manifold porte aussi le connecteur indiqué 122 pour la fixation de l'embout 123 du flexible sur le manifold. Le dispositif de centrage de l'embout 123 lors de sa fixation sur le connecteur 122 présente une configuration spécifique. Ce dispositif comporte essentiellement une trompette 124, une pinoche 127 associée à l'embout 123 du flexible, deux vérins hydrauliques 126 montés pivotants en 128 à des endroits diamétralement opposé sur l'élément de tuyauterie indiqué en 129, ainsi que le treuil non représenté du câble indiqué en 131 à l'état fixé sur l'extrémité de la pinoche. L'embout 123 du flexible 19 porte deux leviers 133 qui sont montés articulés, de façon diamétralement opposée sur l'embout 123 et en son centre de gravité. Chacun des leviers pivotants est associé à un vérin hydraulique 126 pour pouvoir coopérer avec celui-ci de la manière qui sera décrite plus loin. La pinoche est montée articulée sur les deux leviers 133 par l'intermédiaire de' la traverse 134. Chaque vérin hydraulique 126 est pourvue d'une tige de piston 136 axialement mobile dans le corps tubulaire extérieure pivotant 137. L'extrémité de la tige 136 porte une fourche 138 de préhension de l'extrémité 139 d'un levier 133 de l'embout 123 du flexible.
Les figures 23A à 23E représentent les différentes phases du processus de la connexion du flexible au manifold. Dans une première phase représentée sur la figure 23A, la pinoche 127 est attirée dans la trompette 124 jusqu'à ce que les deux ailes latérales 55 viennent au fond de leur logement 56 dans la partie avant évasée de la trompette 124 comme on le voit sur la figure 23B. Les extrémités sont alors dans la zone de capture des fourches 138. Dans cette position on commande la sortie des tiges de piston 136 jusqu'à ce que les fourches 138 viennent en engagement avec les extrémités 139 des leviers et amènent ceux-ci à pivoter, ce qui provoque 1 ' approchement de l'embout 123 du flexible du connecteur à l'extrémité du manifold, conformément aux figures 23C et 23D, jusqu'à ce que l'embout entre dans la zone de capture des mâchoires de connecteur, comme on le voit sur la figure 23E.
Les figures 24 et 25 sont des vues en élévation d'une autre version de réalisation du dispositif de connexion, différent du mode de réalisation selon la figure 19 en ce que la trompette 124 de réception de la pinoche de l'élément mobile du flexible est maintenant montée sur son support par un cardan 140. Des vérins de commande 141 de la trompette, dans son mouvement de pivotement, permettent la mise et le maintien en position nominale de la trompette lorsque la pinoche est en position dans la trompette.
Les modes d'exécution de cette version dé réalisation, sur les figures 24 et 25 se distinguent seulement par la position du cardan par rapport à la trompette et de la disposition des vérins. Dans le cas de la figure 24, le cardan se trouve à l'extrémité de la trompette, qui est opposée à celle destinée à la réception de la pinoche. Les vérins sont fixés par leur corps au support solidaire du manifold et par leur extrémité de leur tige de piston à un emplacement entre les deux extrémités de la trompette. Dans le cas de la figure 25 le cardan se trouve à un endroit entre les deux extrémités de la trompette, avantageusement dans sa partie médiane, tandis que les tiges de piston sont fixées à la trompette au niveau de l'extrémité opposée à celle qui reçoit la pinoche.
Concernant les fonctionnements de la version de réalisation selon les figures 24 et 25, elle correspond aux phases représentées sur les figures 23A à 23E. Il est à noter que les vérins 141 entrent en action lorsque la connexion de la trompette et de la pinoche est faite, c'est-à-dire la pinoche est engagée à fond dans la trompette. Ce mode de réalisation présente l'avantage de permettre à la trompette de bouger librement pendant la phase d'engagement de la pinoche.
La figure 26 est une vue en élévation d'encore un autre mode de réalisation du module de connexion. Cette vue est simplifiée dans la mesure où le dispositif de guidage et de centrage et la trompette et son support sont omis. Ce mode de réalisation a pour particularité que le module est fixé sur la plateforme de manifold 28 dans sa position de connexion à la bride de manifold 18 par des dispositifs de serrage 142, 143 associés respectivement au support réglable 30 et au pied réglable 35. Ainsi, du fait que le module dans sa position de' connexion est solidarisé de la plateforme de manifold, les efforts sont maintenant intégralement repris par cette plateforme. L'élément souple tel qu'un soufflet ou des éléments de tuyauterie articulés entre eux, indiqué en 145 assure une liaison souple entre le connecteur 19 monté sur le manifold et l'élément de tuyauterie du module.
Les figures 27 à 30 illustrent encore un autre mode de réalisation d'un système de transfert selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, comme dans celui représenté sur la figure 17, le module ou dispositif de connexion indiqué en 150 est fixé à demeure au manifold 18 en déportant ainsi le connecteur auquel le flexible doit être fixé jusqu'au bord du navire. Autrement dit le dispositif de connexion est intégré au manifold. Le dispositif de connexion intégré prend appui par un organe de support 155 sur la plateforme manifold 28 au niveau du bord du navire. Le connecteur 157 de fixation du flexible 19 est orienté vers le bas. Dans ce mode de réalisation c'est le connecteur 157 qui porte la pinoche de centrage 158 dont l'axe s'étend parallèlement à l'axe du connecteur.
Comme le montre les figures, l'embout 160 du flexible 19 est suspendu par un câble 162 à un treuil 163 situé en haut d'une structure de support 164 situé à un niveau au-dessus du navire et monté sur une plateforme 165. La structure de support peut être réalisée sous toute forme connue appropriée .
Puisque c'est le connecteur du module fixe 157 qui porte la pinoche 158, dans le cas présent, la trompette 167 de réception de cette pinoche est montée sur l'embout 160 du flexible. Cet embout porte également le treuil indiqué en 169 sur laquelle est enroulé le câble 170 permettant, après avoir été fixé à la pinoche 158, la fixation de l'embout 160 au dispositif de connexion 150, comme on le voit sur les figures. Le câble passe alors à travers la trompette. De plus, le déconnecteur d'urgence désigné par la référence 172 fait partie de l'embout 160 du flexible 19.
Comme on le voit sur les figures 27 et 28, pour établir une liaison entre le manifold 18 du navire et le flexible 19, on abaisse l'embout 160 du flexible en déroulant le câble 162, fixe le câble 170 à la pinoche 158 du module de connexion 150 (figure 27) et tire à l'aide du treuil 169 l'embout vers le dispositif de connexion (figure 29) pour obtenir l'engagement de la pinoche dans la trompette 167, ce qui permet la fixation de l'embout au dispositif de connexion (figure 28). La figure 29 montre, que, comme cela a déjà été décrit auparavant, que, lors d'une déconnexion d'urgence, le flexible 19 se sépare du navire par ouverture du déconnecteur d'urgence 172 mais est retenu par le câble 162, le câble 170 après être déroulé de son treuil 169 se trouvant sur la partie d'embout restée solidaire du flexible pendant librement de la pinoche 158. Etant donné que le connecteur 157 se trouve au niveau du bord du navire, le flexible, lors de sa séparation du navire n'est pas gêné et peut se déplacer sous l'effet de son poids sans heurter le navire. Bien entendu de multiples modifications peuvent être apportées à l'invention telle qu'elle vient d'être décrite et illustrée sur les figures, sans sortir du cadre de l'invention. Dans les exemples de mise en oeuvre de l'invention, qui ont été donnés avant, le poste de transfert utilise des flexibles cryogéniques. Mais ceux- ci peuvent être remplacés par tout autre élément souple' tel que par exemple une suite d'éléments rigides articulés entre eux.
Il va de soi que tous les dispositifs décrits dans le cadre d'un mode de réalisation notamment ceux de guidage/centrage peuvent être transposés aux autres modes de réalisation. On pourrait notamment utiliser les dispositifs qui équipent le module mobile dans la version intégrée au manifold du navire et vice-versa. Une caractéristique de l'invention qui est commune à tous les modes de réalisation réside dans la disposition de la pinoche de centrage. Cette disposition est déterminée en fonction des caractéristiques du flexible, notamment en fonction de la masse linéaire et la raideur en flexion, et de la masse de l'embout, pour minimiser les contraintes dans le flexible dans toutes les phases et optimiser l'entrée de la pinoche dans la trompette. Les figures 18A et 18B illustrent les caractéristiques de la disposition de la pinoche, à savoir la longueur totale L entre la pointe de la pinoche et la base de l'embout, la distance e de l'extrémité de la pinoche de l'axe du flexible et l'angle α entre l'axe de la pinoche et l'axe du connecteur.
Il ressort de la description et des figures que l'invention procure de nombreux avantages majeurs. Il est tout d'abord à noter que les efforts produits pendant l'établissement d'une liaision de transfert d'un fluide, pendant le transfert du fluide et la déconnexion des organes de transfert sont entièrement repris par le navire, à savoir le manifold, la structure de la plateforme manifold, le bordé de navire, etc. En effet, c'est le navire qui supporte la partie mobile et la partie deformable de l'agencement de transfert selon l'invention. La bride de manifold est le référentiel' géométrique dans toutes les phases, de la connexion, du transfert, de la déconnexion normale et la déconnexion d'urgence du flexible. Le module fixé sur la bride de manifold d'une part, et prenant appui d'autre part sur la plateforme ou le bordé du navire permet de hisser par simple treuillage et de maintenir l'extrémité mobile du flexible en limitant les efforts tranchants et les moments induits sur la bride de manifold. Le système permet une relaxation des contraintes thermiques par des mesures constructives telles que des soufflets et des articulations. La manutention du module par grue ou par un bras manipulateur au-dessus de la plateforme manifold est simple. Les flexibles sont supportés et utilisés en chaînette, configuration idéale. L'extrémité mobile du flexible dans un cas de déconnexion d'urgence peut être freinée et les éléments sensibles ne peuvent pas tomber dans 1 ' eau ni heurter quoi que ce soit .
Il est notamment encore à remarquer que l'utilisation des éléments de transfert flexibles tels que le flexible cryogénique permet au poste de transfert d'absorber mêmes des mouvements relatifs importants entre le navire et les plateformes. A titre d'exemple et indicatif, nullement limitatif, le flexible pourrait avoir une longueur de l'ordre de 50 m ou plus en fonction de ces mouvements relatifs qu'ils doivent absorbés. Ceci entraîne comme avantages considérables, la possibilité de simplifier la structure de l'installation d'amarrage du navire et de pouvoir prévoir le poste de transfert même dans des environnements interdits aux postes de transfert existants. D'autre part, en raison de la structure modulaire de l'arrangement de transfert du poste selon l'invention, les organes de transfert peuvent être aisément démontés et transportés, ce qui permet dé supprimer les estacades avec des voies de circulation spécifiques pour des véhicules de levage des systèmes de transfert connus. II est encore à noter que le module de fixation, aussi bien dans sa version de module indépendante que dans sa version intégrée déporte le connecteur auquel le flexible doit être fixé jusqu'au bord latéral du navire, ce qui permet lors d'une déconnexion d'urgence, au flexible de se séparer du navire sans heurter celle-ci et sans être endommagé. Le flexible, après la séparation, reste suspendu par son câble le reliant à la structure de support .

Claims

REVENDI CATIONS
1. Système de transfert d'un produit fluide, notamment du gaz naturel liquéfié, entre un véhicule de transport tel qu'un navire et une installation notamment fixe de traitement et de stockage de ce produit, du type comprenant un agencement tubulaire d'acheminement du produit entre le navire et l'installation, dont une extrémité est connectée à cette dernière et dont 1 ' autre extrémité est susceptible d'être reliée au manifold du navire, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de connexion (17) au manifold (18) du navire (9) et une conduite de transfert souple (19) connectée à l'installation, que le dispositif de connexion et la conduite sont susceptibles d'être connectés l'un à l'autre à leurs extrémités libres pour un transfert de produit fluide entre le navire et l'installation et en ce qu'au moins l'extrémité libre (20) de la conduite de transfert souple (19) est pourvue de moyens de manutention (11, 26, 31) permettant le déplacement de ladite extrémité libre entre une position de connexion au dispositif de connexion et une position séparée de stockage .
2. Système de transfert selon la revendication 1,' caractérisé en ce que le dispositif de connexion (17) est réalisé sous forme d'un module de connexion et en ce que ce module est pourvus de moyens de manutention (11, 25) permettant son déplacement entre une position de connexion au manifold (18) et une position séparée de stockage et d'un dispositif (30) par lequel il prend appui sur la plate forme du manifold (28) du navire dans sa position de connexion.
3. Système de transfert selon l'une des revendications 1 ou 2 , caractérisé en ce que l'agencement d'acheminement comporte un dispositif de déconnexion d'urgence (37) de la conduite de transfert (19) .
4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de déconnexion d'urgence (37) de la conduite de transfert souple (19) est prévu dans le module de connexion (17) .
5. Système de transfert selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de déconnexion d'urgence (37) est prévu sur l'extrémité mobile (22) du flexible (19) .
6. Système de transfert selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'agencement de transfert comporte un dispositif de frein de chute de l'extrémité libre de la conduite de transfert (19) dans le cas d'une déconnexion d'urgence.
7. Système de transfert selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de frein de chute comprend un treuil prévu sur la partie de l'agencement qui reste reliée au manifold dans le cas d'une déconnexion d'urgence et autour duquel est enroulé un câble dont l'extrémité libre est fixée à l'extrémité libre de la conduite de transfert, ledit câble se déconnectant .
8. Système de transfert selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif de connexion (17) comporte un dispositif de guidage de l'extrémité libre (22) de la conduite (19) vers, l'extrémité réceptrice de ladite extrémité de conduite, prévue sur le dispositif de connexion.
9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de guidage comporte une trompette (44, 167) prévue sur le dispositif de connexion (17) ou l'embout (160) du flexible et une pinoche prévue sur l'extrémité mobile (22) du flexible (19) ou sur le dispositif de connexion (150) et des moyens d'engagement de la pinoche (51, 158) dans la trompette lors d'une connexion du flexible au dispositif de connexion.
10. Système de transfert selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens précités comportent un treuil (47, 169) prévu sur le dispositif de connexion (17) ou l'embout (160) du flexible et un câble (48, 170) s 'enroulant autour du treuil et dont l'extrémité libre est susceptible d'être fixée à la pinoche (51, 158) précitée .
11. Système de transfert selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les moyens de manutention précités sont prévus sur une structure porteuse, telle qu'un portique (11), monté sur un dispositif de plateforme (10, 10').
12. Système de transfert selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de manutention de l'extrémité mobile (22) de la conduite de transfert (19) comportent un treuil (26) et un câble (31) enroulé autour du treuil et à l'extrémité libre duquel est suspendue ladite extrémité (22) du flexible.
13. Système de transfert selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de manutention du module de connexion (17) comportent une grue (25) montée sur la structure porteuse (11) , et auxquels est suspendu ledit module par l'intermédiaire d'un câble (40) .
14. Système de transfert selon l'une des revendications 2 à 13, caractérisé en ce que le dispositif d'appui (30) du module de connexion (17) sur le navire (9) est un support réglable lié au module par une articulation à axe horizontal (34) .
15. Système de transfert selon l'une des revendications 2 à 14, caractérisé en ce que le module de connexion (17) comprend un dispositif de soufflet cardan rendant le module isostatique lorsque ce dernier est connecté au manifold et en appui sur la plate-forme manifold.
16. Système de transfert selon l'une des revendications 1 et 3 à 15, caractérisé en ce que le dispositif de connexion est intégré à l'extrémité du manifold du navire.
17. Système de transfert selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'une conduite de transfert souple (19) est formée par un flexible tel qu'un flexible cryogénique lorsque le produit est du gaz naturel liquéfié.
18. Système de transfert selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que la conduite de transfert souple est une succession d'éléments articulés les uns aux autres.
19. Système de transfert selon l'une des revendications 17 ou 18, caractérisé en ce que la conduite de transfert souple est suspendue en chaînette.
20. Système de transfert selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que les moyens auxquels est fixée à demeure l'extrémité fixe d'une conduite de transfert souple (19) sont formés par une structure porteuse telle qu'un portique (20) monté avantageusement sur une plateforme (15) .
21. Système de transfert selon la revendication 20, caractérisé en ce que la structure porteuse (20) comporte des équipements de connexion de la conduite de transfert souple (19) à des lignes cryogéniques (8) immergées de l'installation terrestre.
22. Système de transfert selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de connexion est conçu pour déporter le, connecteur auquel le flexible doit être fixé au niveau du bord du navire .
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