使碳氢化合物储存容器的停泊的转台中的爆炸可能性最小化用的装置

摘要

本申请揭示了一可拆开的机架浮体(24)与一浮动的产品储存和卸载容器的一内部转台(14)的改进的连接。来自海底井的诸竖管(30)利用快速拆开/连接装置(38)连接于诸管道(36),这些管道延伸通过转台(14),然后通过一产品回转接头(100)连接于导向该容器上的储罐的诸管子。提供了一用来形成一封闭空间的结构,以封闭在机架浮体(24)的顶部的连接装置(38)。一通风轴(52)从该封闭的容积通过转台(14)的顶部延伸到大气。还在该封闭空间里设置了一强制空气管(48),以在正常的操作期间通过通风轴(52)给该空间(46)通风。如果感测到在这封闭空间(46)里的泄漏的气体,就关闭强制空气管。在连接装置(38)四周的该小容积很快充满了碳氢化合物气体,以在这封闭空间(46)里形成一高气体/空气比,这样就大大减小了爆炸的危险。

说明书

     发明背景

已有申请的参考文献

本申请从于1998年6月11日提交的已有的分案申请60/088,973要求优先权。

发明领域

本发明总的涉及于连接于海底井的浮动的碳氢化合物储存容器，特别是这些容器，这些容器具有利用在该转台周围装风向标的(weathervaning)储存容器锚固于海底的一转台(turret)。

已有技术说明

在用于开发海洋石油资源的浮动容器的停泊设备中，锚固于海底并安装在该浮动容器的外壳中的一开口里的一转台常被使用在该容器围着该转台装风向标(weathervanes)的地方。诸产品竖管(product riser)从海底井延伸到该转台，并在一下部连接于诸管道或该转台的轴，以便将碳氢化合物产品传输给该容器的储存区。诸延伸到海底井的产品竖管或用于这些井的管道常由一机架浮体(spider buoy)所支撑，该机架浮体可释放地连接于该转台；该机架浮体与转台之间设有管道连接，以便传送该产品。如果存在某种气体/空气混合物，能由这些管接头可能释放的碳氢化合物基气体具有高度的爆炸性。气体/空气比例是1％至17％的碳氢化合物气体对空气之比。该下方转台轴通常在船里具有一敞开的容积，船基本上被限制在所有的侧面上。紧密密闭(缺乏通风)的这个大容积具有产生高压力的非常强烈的爆炸的潜能。

                         发明概要

在从海底井的弯曲的海底竖管与转台上的管道连接的区域里，按照本发明在这些接头的四周设有一较小的容积。为了阻碍任何泄漏的气体移到下方转台的大容积里，将这一区域封与下方转台的其余部分密封隔离。还从这一被封闭的空间提供一自由流动的通风轴伸到该转台的与大气敞开的上方端部。由于在一机架浮体与一转台之间提供该较小的封离区，任何泄漏气体将很快以一种气体/空气混合物饱和于该小空间，该种混合物太浓以致不能被点燃。如此，该较小的容积或区域在爆炸范围保持一相对较短的时期。对转台的上方端部的自由通风也将避免在这一区域里产生的任何压力升高。因此，如果要发生爆炸，残留气体的体积比已有的设计小得多。该较小的容积大大减小了由于在高压力下爆炸造成的损害的可能性。该较小的封离区还设有一强制的空气通风设备，如果该区域需要有人进入，该设备能被用来提供新鲜空气。

从以下的说明书和附图将使本发明的其他目的和特点变得很清晰。

                          附图简要说明

图1是本发明的示意图，表示了用于给下方转台轴和一相对较小的下方转台区或腔室通风的通风装置，在该腔室里来自一机架浮体的诸产品竖管连接于转台诸管道，以将产品传送给该容器的合适的储存区域；以及

图2A和2B是一容器的一部分的截面图，该容器具有一锚固于海底的转台并包括一机架浮体，该机架浮体利用由该机架浮体携带的诸竖管可卸地连接于该转台，该机架浮体可释放地连接于诸管道，以将产品传送给该容器的诸储存区。

                        本发明的描述

参阅诸附图，示意地示出了使碳氢化合物储存容器的停泊的转台中的爆炸可能性最小化用的装置，其中，标号为“10”的浮动储存容器具有一延伸通过其外壳的垂直开口12。总的以标号“14”表示的一转台安装在该开口12里在上方和下方支撑组合件16之上，以使容器10围着转台14装风向标(weathervaning)。图2中表示的锚定支腿18连接于浮体24并锚定于海底。当该浮体24固定于转台14时，诸锚定支腿防止转台14的转动。或者，锚定支腿可适当地直接固定于转台14。在所示的最佳实施例中，转台14的下端部具有一由诸侧壁22和一水平隔壁6限定的下部腔室，在该腔室里总的以标号“24”表示的一机架浮体可释放地安装在一停放(docked)位置里。

尤其如图2B所示，机架浮体24被链条26拉入转台14里的停放位置内。对齐销28将该机架浮体24对齐以停放。在转台14和机架浮体24上的合作锁定装置将机架浮体可释放地锁定于转台14。从机架浮体24悬挂的诸竖管30延伸到海底上的海底井。碳氢化合物流体和电缆用的临时管缆32也由机架浮体24携带。转台14里的之管道36由速卸装置(QCDC)连接于诸竖管30。诸管道36延伸到上方导管40，以通过一产品回转接头100传送到容器10内的合适的储存区。还提供合适的速卸装置42将诸临时管缆32连接于合适的供应管线(supply line)44。

如图1、2A和2B所示，在机架浮体24与转台14之间在浮体14的停放位置提供由一相对较小的被封闭的空间或容积46。该空间或容积46是由机架浮体24的顶部4、下方转台和机架浮体的侧壁22和21，以及在转台14的底部的一水平隔壁6限定的。一空气供应管道48通过该隔壁6延伸至该空间46并由阀门50控制。在管道58与隔壁6上的一孔之间的一密封件56基本上防止了通过隔壁6的气体排放。

一通风管52从空间46延伸到邻近于一回转接头100的上端的大气。在通风管52与隔壁6上的一孔之间的一密封件56基本上防止了通过在隔壁6上的通风管52的孔的气体排放。封闭的空间46提供给工作人员当浮体24停放时将竖管30连接于诸速卸装置38。为了防止或使进入封闭空间46的空气流或任何碳氢化合物气体从该空间的排放变得最小，也可围绕诸管道36和一液压封闭装置用的外壳58设置合适的密封件56，拉入链条26就被收置在该外壳里(尤其如图1所示)。诸密封件也可设置在诸竖管30、临时联管32和在机架浮体的顶部的诸液压接头外壳之间。在机架浮体的顶部4处的这样的密封件基本上不同于隔壁6上的那些密封件，这是因为在浮体24的顶部的气体泄漏不可能被集聚在转台的主要的内部空腔里。位于下方转台的侧壁22的配合表面与机架浮体的侧壁21之间也可设置护密封件。在速卸装置38的位置或其他位于封闭空间里的区域的任何气体泄漏将用一种在爆炸比之上的气体/空气混合物很块填满了较小的空间或容积46，该中混合物的爆炸比为1.5％-16.5％的碳氢化合物对空气。

在此规定的范围1.5％-16.5％是对于在石油和天然气工业中使用的碳氢化合物气体与空气混合物的爆炸比的总的参考依据，如下表所示。一般的范围5％-15％是被石油和天然气工业所公认的一“总的”范围。但是，可爆炸的碳氢化合物气体混合物取决于各气体的精确的空气/气体混合物。例如，下列的特殊气体的表示出了对于诸特定碳氢化合物气体的空气/气体上和下爆炸比。

气体    下空气/气体爆炸％    上空气/气体爆炸％

甲烷         4.4                 16.5

乙烷         2.9                 13.0

丙烷         2.0                  9.5

N-丁烷       1.5                  9.0

Ⅰ-丁烷      1.8                  8.4

包围一可能的碳氢化合物泄漏源的容积46的较小尺寸具有其他的优点。如果发生爆炸，只涉及到相对较小容积里的残存气体，就减小了损害的可能性。如果发生气体漏漏，空间46位于该爆炸范围内的时间较短，这是由于空间46是最小体积的与空气源或供给源密封隔离。通风管52向上延伸到回转接头的上端并敞开于大气。通风管52防止在空间46里形成的任何压力升高。

在操作时，当机架浮体24停放时，由工作人员在空间46里设置了快速拆开装置38。强制空气通过管道48供给空间46并排出通风管52以作通风。当探测到空间46里的气体时，就关闭空气供给源48并使空间46自然地向大气通风。由于空间46相对较小，在没有任何点燃源时它将很快通过15％的气体与空气之比，空间46就迅速变成含气体多的空间。在超过15％比例之后，加上空间46又是密封的，故能大大减小了爆炸的危险。

尽管图2A和2B没有显示出总的如图1中所示的特别的密封件56，可提供为人熟知的用于管状件的合适的密封件56。尽管图示出的快速拆开装置38是手动操作的，可以理解的是这些快速拆开装置38在有些情况些可以遥控操作的。由于被封离的空间46相对较小，转台14的上部可免遭在高压下可能发生的爆炸，这是因为即便发生爆炸，也只是被限制在空间46里。

尽管详细图示了本发明的一最佳实施例，显然，那些熟悉本领域的技术人员可作出对最佳实施例的修改和变型设计。