[發(fā)明專利]一種LNG低溫輸送系統(tǒng)的快速連接裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011209374.6
• 申請(qǐng)日: 2020-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN112303359A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊亮;畢曉星;宋坤;陳海平;許佳偉;范嘉堃;邱灶楊;周樹輝;張彧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F16L23/036
• 分類號(hào): F16L23/036;F16L59/18;F16L59/075
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 謝斌

本發(fā)明涉及一種LNG低溫輸送系統(tǒng)的快速連接裝置，包括連接裝置本體、對(duì)接連鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)和保冷防護(hù)結(jié)構(gòu)；連接裝置本體包括：內(nèi)筒體，其流體入口和出口端分別連接上游和下游管路連接件；外筒體，與內(nèi)筒體同軸間隔設(shè)置二者間形成密閉的環(huán)形腔室；對(duì)接連鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括：多個(gè)卡爪執(zhí)行機(jī)構(gòu)，沿周向設(shè)置于外筒體上，用于將下游管路連接件夾緊在內(nèi)筒體的流體出口端以實(shí)現(xiàn)二者的密封連接；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其輸出端與各卡爪執(zhí)行機(jī)構(gòu)互鎖連接，用于驅(qū)動(dòng)各卡爪執(zhí)行機(jī)構(gòu)同步完成夾緊工作或返回脫離待機(jī)；保冷防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)置在內(nèi)筒體與外筒體之間的環(huán)形腔室內(nèi)。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，對(duì)于LNG低溫輸送系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化和安全穩(wěn)定運(yùn)行具有指導(dǎo)意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種LNG低溫卸料輸送系統(tǒng)，具體是關(guān)于一種適用于LNG剛性卸料臂和LNG低溫軟管輸送系統(tǒng)的快速連接裝置。

背景技術(shù)

我國(guó)南海擁有1000多億噸油當(dāng)量的油氣資源，其中天然氣資源占83％，在天然氣資源中70％來(lái)自距離我國(guó)大陸500公里之外深水區(qū)，如何經(jīng)濟(jì)有效地開發(fā)南海深遠(yuǎn)海的天然氣資源已成為關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

浮式液化天然氣生產(chǎn)儲(chǔ)卸裝置(LNG Floating Production Storage andoffloading Unit,FLNG)是一種用于海上天然氣田開發(fā)的浮式生產(chǎn)裝置，通過(guò)系泊系統(tǒng)定位于海上，具有開采、處理、液化、儲(chǔ)存和裝卸天然氣的功能，并通過(guò)與液化天然氣(Liquefied Natural Gas,LNG)船搭配使用，實(shí)現(xiàn)海上天然氣田的開采和天然氣運(yùn)輸。利用FLNG進(jìn)行海上氣田開發(fā)結(jié)束了海上氣田只能采用管道運(yùn)輸上岸的單一模式，節(jié)約運(yùn)輸成本，且不占用陸上空間。此外，F(xiàn)LNG還可以在氣田開采結(jié)束后二次使用，安置于其他天然氣田，經(jīng)濟(jì)性能較高。

LNG卸料臂是一種安裝在碼頭或FLNG上且用于LNG卸料的剛性鉸接管道系統(tǒng)，主要結(jié)構(gòu)包括三維旋轉(zhuǎn)接頭、外臂、內(nèi)臂、頂端旋轉(zhuǎn)接頭、基礎(chǔ)立管以及連接內(nèi)臂和基礎(chǔ)立管之間的旋轉(zhuǎn)接頭等工藝管道及其支撐結(jié)構(gòu)和附件。當(dāng)LNG運(yùn)輸船抵達(dá)接收站專用碼頭后，通過(guò)液相卸料臂和卸料管線，利用船上的低溫泵將LNG送進(jìn)接收站的儲(chǔ)罐內(nèi)，同時(shí)儲(chǔ)罐內(nèi)的BOG氣體通過(guò)回氣管線和氣態(tài)回氣臂，返回到LNG運(yùn)輸船。LNG卸料臂作業(yè)過(guò)程中，通過(guò)牽引線來(lái)引導(dǎo)卸料臂的端部和LNG運(yùn)輸船接收端互連，以保證相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況下能夠準(zhǔn)確對(duì)接，操控卸料臂的液壓系統(tǒng)，使其能夠承受船體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的速度和加速度影響。

針對(duì)我國(guó)南海惡劣海況條件，如果現(xiàn)有系泊技術(shù)與傳統(tǒng)型剛性卸料臂難以有效解決FLNG與運(yùn)輸船載體間的差異化運(yùn)動(dòng)問題，就需要采用特殊設(shè)計(jì)的低溫外輸卸料系統(tǒng)，以滿足低溫和晃動(dòng)工況的嚴(yán)苛要求。低溫軟管輸送系統(tǒng)在重量、柔韌性、耐腐蝕性、隔熱性等方面綜合優(yōu)勢(shì)明顯，F(xiàn)LNG外輸作業(yè)時(shí)，行之有效的方式是采用串靠系泊，即通過(guò)系泊纜與LNG運(yùn)輸船連接，并使用低溫軟管實(shí)現(xiàn)LNG卸料，要求低溫軟管能承受超低溫的同時(shí)，還需要克服FLNG與LNG運(yùn)輸船之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響。

綜上，LNG剛性卸料臂和LNG低溫軟管輸送系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)都涉及低溫材料選型、成型制造及密封、試驗(yàn)驗(yàn)證等諸多環(huán)節(jié)。材料選型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度大，加工制造及性能測(cè)試工作難，超低溫密封、連接和泄漏監(jiān)測(cè)難度高，以及整套低溫輸送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安全性要求高。其中快速連接裝置作為L(zhǎng)NG低溫輸送系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其性能優(yōu)劣直接影響LNG低溫輸送系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。但是，現(xiàn)有技術(shù)采用的對(duì)接裝置主要存在以下技術(shù)缺陷：

(1)采用人工手動(dòng)方式進(jìn)行LNG卸料系統(tǒng)與工藝管線的對(duì)接，執(zhí)行效率低而且操作相當(dāng)不方便；由于LNG為易燃化學(xué)品，LNG的溫度為-173℃，對(duì)接過(guò)程屬于超低溫工況，一旦發(fā)生泄漏，將導(dǎo)致嚴(yán)重的爆燃和操作人員低溫凍傷等安全事故；

(2)現(xiàn)有對(duì)接裝置在操作過(guò)程，由于LNG的超低溫工況環(huán)境，過(guò)流部件的內(nèi)外溫差大，對(duì)接裝置的外部冷凝結(jié)凍現(xiàn)象十分嚴(yán)重，時(shí)常發(fā)生結(jié)冰而導(dǎo)致對(duì)接裝置機(jī)械故障(即冰凍導(dǎo)致對(duì)接裝置卡死，不能正常對(duì)接或脫離)，嚴(yán)重影響卸料系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行；