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一种海上坐底式 天然气处理装置

阅读：993发布：2020-06-03

专利汇可以提供一种海上坐底式天然气处理装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于LNG生产技术领域，具体涉及一种海上坐底式天然气处理装置，其包括主船体和水下基础，主船体上设有天然气处理设施和液化天然气储存系统，主船体的船底及四周设有多个压载舱，水下基础的顶面用于承载主船体。通过压载水泵向压载舱内注入压载水或排出压载水，可以调节主船体的下沉或上浮，并实现装置的坐底安装。主船体的船底底板和水下基础顶面之间可设置橡胶垫板，以增加摩擦系数。本发明的有益效果是：本发明不需设置系泊系统，并且在风、浪、流的作用下，沉降式坐底也能保证装置完全不运动，装置上储存的LNG不会产生晃动，保证了天然气生产处理的连续性和安全性。，下面是一种海上坐底式天然气处理装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种海上坐底式天然气处理装置，其特征在于：包括主船体(1)和水下基础(2)，所述主船体(1)上设有天然气处理设施(15)和液化天然气储存系统(11)，所述主船体(1)的船底及四周设有多个压载舱(3)，所述水下基础(2)的顶面用于承载主船体(1)。
2.根据权利要求1所述的一种海上坐底式天然气处理装置，其特征在于：所述水下基础(2)的一侧排布有多个第一限位装置(6)，所述水下基础(2)的一端排布有多个第二限位装置(7)，所述第一限位装置(6)和第二限位装置(7)均高出于水下基础(2)的顶面；各第一限位装置(6)的中心连线和各第二限位装置(7)的中心连线构成的夹角与主船体(1)的一角相匹配。
3.根据权利要求1所述的一种海上坐底式天然气处理装置，其特征在于：所述第一限位装置(6)和第二限位装置(7)朝向主船体(1)的一侧面上均固定有缓冲防护设施(8)。
4.根据权利要求1所述的一种海上坐底式天然气处理装置，其特征在于：所述水下基础(2)包括固定于海底的石料基础(201)，所述石料基础(201)的四侧表面复合有由块石或栅栏板铺成的护底防冲涮层(202)，且所述护底防冲涮层(202)延伸至石料基础(201)的顶面外缘上。
5.根据权利要求4所述的一种海上坐底式天然气处理装置，其特征在于：所述石料基础(201)的顶面上贴合有底板(203)，所述底板(203)为带有钢板夹层的橡胶垫板。
6.根据权利要求1所述的一种海上坐底式天然气处理装置，其特征在于：所述天然气处理设施(15)安装于主船体(1)的甲板上，所述主船体(1)的甲板上还设有生活设施和控制处所(9)，所述主船体(1)的船头安装有火炬塔(10)；所述液化天然气储存系统(11)位于主船体(1)的中部，所述主船体(1)的一端部为机舱(12)，所述主船体(1)的另一端部为LPG/凝析油货舱(13)；所述生活设施和控制处所(9)位于机舱(12)上方的甲板上。
7.根据权利要求6所述的一种海上坐底式天然气处理装置，其特征在于：所述液化天然气储存系统(11)为薄膜罐、A型罐、B型罐或C型罐。
8.根据权利要求6所述的一种海上坐底式天然气处理装置，其特征在于：所述主船体(1)的甲板上安装有至少一个用于装置维修的吊机(14)，所述吊机(14)的起吊总范围覆盖天然气处理设施(15)。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的一种海上坐底式天然气处理装置，其特征在于：所述第一限位装置(6)和第二限位装置(7)为定位桩或墩台。

说明书全文

一种海上坐底式天然气处理装置

技术领域

[0001] 本发明属于LNG生产技术领域，具体涉及一种海上坐底式天然气处理装置。

背景技术

[0002] 能源资源多元化、能源需求增长以及环保要求，使世界LNG的供需日益引人注目。现在，世界LNG工业已经形成了一个从生产、储存、装运、到接收再气化等完整的产业链。目前的天然气处理和LNG生产装置，主要分为陆上装置和海上浮式装置。

[0003] 陆上装置，主要有陆上LNG液化工厂和陆上LNG接收站。陆上装置占地面积大，为固定设施。陆上装置场地空间富裕，生产或处理能力不受限制，受环境影响较小，设备运行稳定，可以长期不间断作业。但陆上装置选址要求高，要考虑环境、交通、电力、通信、水源和社会等因素。

[0004] 海上浮式装置，如：浮式LNG液化和存储装置(FLNG)，浮式LNG存储和再气化装置(FSRU)，浮式LNG存储装置(FSU)，浮式LNG气化装置(FRU)。浮式装置主要有以下部分组成：船体、LNG储罐、LNG处理设施、装卸系统和系泊系统等。对比陆上装置，海上浮式装置远离人口稠密地区，安全指数较高；浮式装置占用空间小，建造周期较短；另外浮式装置可根据实际需要灵活改变作业位置，灵活性高。

[0005] 现有技术公开了一种浅水中的LNG油船卸载装置—(申请号CN200480031479.X)，公开了一种用于停泊承载冷碳氢化合物(低于0℃，通常为LNG)的油船、再气化该碳氢化合物(加热冷碳氢化合物，通常加热到0℃以上，进而气化LNG)、对目前气态的碳氢化合物加压、容纳操作和维护设备的船员诸如驳船的浮式结构，以及其主要功能是永久停泊驳船并允许其随风向改变方位的简单塔。油船附连在驳船上，使得二者能够一起随风向改变方位。驳船可通过轭连接在塔上，该轭能够关于塔上的垂直轴线枢轴旋转进而允许驳船随风向改变方位，并且塔承载液压旋转头以允许流体通过同时使驳船随风向改变方位。再气化单元、加压单元和船员住所都在驳船上而不在塔上。但上述浮式装置一般在风、浪、流的作用下会产生各个方向的移动、横摇及纵摇等运动，对系泊系统要求较高，常见的系泊系统有单点系泊、绞车系泊和定位桩系泊等，这些系泊方式也不能保证装置完全不运动。浮式装置的运动对设备的运行带来不利影响，LNG储罐中液体的晃荡也构成特殊的安全问题，浮式装置和LNG船相对运动下的装卸作业存在较大风险。另外，上述浮式装置在恶劣的环境下需停产。

发明内容

[0006] 本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种不需设置系泊系统，并且在风、浪、流的作用下，沉降式坐底也能保证装置完全不运动，装置上储存的LNG不会产生晃动，保证了天然气生产处理的连续性和安全性的海上坐底式天然气处理装置。

[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种海上坐底式天然气处理装置，其包括主船体和水下基础，主船体上设有天然气处理设施和液化天然气储存系统，主船体的船底及四周设有多个压载舱，水下基础的顶面用于承载主船体。通过压载水泵向压载舱内注入压载水或排出压载水，可以调节主船体的下沉或上浮，并实现装置的坐底安装。主船体的船底底板和水下基础顶面之间可设置橡胶垫板，以增加摩擦系数。

[0008] 安装前，由于压载舱内部是空的，因此可以使主船体吃水较浅并浮运到现场。安装时，压载舱内注入压载水，从而使主船体下沉至水下基础的顶面上。主船体内设有足够多的压载舱，总压载量要满足整个装置在恶劣环境下的抗滑和抗倾覆要求；考虑到均匀坐底安装和地基承载力的要求，需要保证整个装置的重量分布均匀，即需要合理设置压载舱的大小和位置。为了满足总压载量和重量分布的要求，可局部采用固体压载，即往部分压载舱中填入铁矿砂等，进行永久固定压载。本发明不需设置系泊系统，并且在风、浪、流的作用下，沉降式坐底也能保证装置完全不运动，装置上储存的LNG不会产生晃动，保证了天然气生产处理的连续性和安全性。

[0009] 当需要拆卸时，开启压载水泵将压载舱内的水排出至船体外，压载水泵的抽水口一一对应地连通至压载舱内的底部，此时，主船体即可上浮并脱离水下基础的顶面，用拖轮拖离坐底位置即可，拆卸方便。

[0010] 因此，本发明能够适应浅水区域和更恶劣风浪流等环境条件。该装置考虑运用海水压载，还可应用局部固体压载，坐底于经过特殊处理的水下基础上。无论温和还是恶劣海况，合理的压载配重系统都能保证装置稳定坐底，实现安全连续生产；特殊需要时，可通过压载水调节实现装置的起浮、转移或重新安装使用。

[0011] 本发明的海上坐底式天然气处理装置稳定坐在水下基础上，整个装置不会在风浪流的影响下产生运动，因此关键设备不受运动影响，LNG货罐无晃荡载荷影响；且在恶劣环境下，装置仍能稳定坐底，保证装置不间断作业。

[0012] 本发明的海上坐底式天然气处理装置，通过压载水泵调整压载离开水下基础，漂浮起来，根据实际需要拖航至其他作业地点继续生产，灵活性高。

[0013] 具体地，水下基础的一侧排布有多个第一限位装置，水下基础的一端排布有多个第二限位装置，第一限位装置和第二限位装置均高出于水下基础的顶面；各第一限位装置的中心连线和各第二限位装置的中心连线构成的夹角与主船体的一角相匹配。当主船体下沉时，主船体一角抵靠在各第一限位装置的中心连线和各第二限位装置的中心连线构成的夹角上，限位作用好，主船体下沉后正好坐于水下基础的顶面上。

[0014] 具体地，各个压载舱布置于主船体的船底及四周，也可调节各个压载舱中的不同液位，使主船体可以平稳地坐落于水下基础的顶面上。

[0015] 具体地，第一限位装置和第二限位装置朝向主船体的一侧面上均固定有缓冲防护设施。当主船体的船体侧面靠近并贴合至第一限位装置和第二限位装置上时，缓冲防护设施可以避免船体产生剧烈撞击。

[0016] 具体地，水下基础包括固定于海底的石料基础，石料基础的四侧表面复合有由块石或栅栏板铺成的护底防冲涮层，且护底防冲涮层延伸至石料基础的顶面外缘上；可以避免水下基础被海水冲刷，解决了洋流对石料基础冲涮造成沙土流失的问题，具有较好的稳定基础，保护主船体结构，固定效果好。

[0017] 进一步地，石料基础的顶面上贴合有底板，底板为带有钢板夹层的橡胶垫板；底板增加了水下基础的摩擦系数和保护装置软沉降于石料基础的顶面上。

[0018] 具体地，天然气处理设施安装于主船体的甲板上，主船体的甲板上还设有生活设施和控制处所，主船体的船头安装有火炬塔；液化天然气储存系统位于主船体的中部，主船体的一端部为机舱，主船体的另一端部为LPG/凝析油货舱；生活设施和控制处所位于机舱上方的甲板上。其中，液化天然气储存系统用于存储液化天然气，液化天然气储存系统的舱容大小可视情况而定；机舱布置在主船体的尾部，其设有泵舱、主发电机组、配电间等，还包含电力系统、压载水系统、燃油系统、冷却水系统和HVAC系统等。天然气处理设施包含有加热与冷却系统、货物装卸系统、天然气预处理模块、液化模块、发电模块或者再气化模块等。主船体的船头安装有火炬塔，保证了安全泄压和环保要求。

[0019] 进一步地，天然气处理设施还包括发电模块，增加了发电功能，用于对外电力供应。

[0020] 作为优选，液化天然气储存系统为薄膜罐、A型罐、B型罐或C型罐。

[0021] 进一步地，主船体的甲板上安装有至少一个用于装置维修的吊机，吊机的起吊总范围覆盖天然气处理设施，方便吊运用于维修的零部件。

[0022] 进一步地，第一限位装置和第二限位装置为定位桩或墩台。墩台具有定位和限位的作用，而定位桩具有定位和防护警示作用。

[0023] 具体地，多个液化天然气储存系统安装于主船体的甲板上，液化天然气储存系统为C型罐，进一步增加了LNG储存容量。

[0024] 综上所述，海上坐底式天然气处理装置的电站、存储、装卸、LNG处理等一体化，上部设备的优化布置和紧凑化设计，最大化的减少占地面积；无需建造公路、长输送管道等基础设施，无需配备众多的陆上辅助系统，无需昂贵的系泊系统。海上坐底式天然气处理装置的水下基础、主船体、货罐和上部处理模块可独立建造，进度上可相互交叉，缩短建造周期和海上安装调试周期。

[0025] 本海上坐底式天然气处理装置安装在浅水区域，规避环境敏感区和人口稠密地区，安全指数较高。

[0026] 本发明的一种海上坐底式天然气处理装置的有益效果是：

[0027] 1.本发明不需设置系泊系统，并且在风、浪、流的作用下，沉降式坐底也能保证装置完全不运动，装置上储存的LNG不会产生晃动，保证了天然气生产处理的连续性和安全性；

[0028] 2.当需要拆卸时，开启压载水泵将压载舱内的水排出至船体外，压载水泵的抽水口一一对应地连通至压载舱内的底部；此时主船体即可上浮并脱离基础顶面，用拖轮脱离坐底位置即可，拆卸方便；

[0029] 3.本发明能够适应浅水区域和更恶劣风浪流等环境条件。该装置考虑运用海水压载，还可应用局部固体压载，坐底于经过特殊处理的水下基础上。无论温和还是恶劣海况，合理的压载配重系统都能保证装置稳定坐底，实现安全连续生产；特殊需要时，可通过压载水调节实现装置的起浮、转移或重新安装使用；

[0030] 4.本发明的海上坐底式天然气处理装置稳定坐在水下基础上，整个装置不会在风浪流的影响下产生运动，因此关键设备不受运动影响，LNG货罐无晃荡载荷影响；且在恶劣环境下，装置仍能稳定坐底，保证装置不间断作业；

[0031] 5.海上坐底式天然气处理装置的电站、存储、装卸、LNG处理等一体化，上部设备的优化布置和紧凑化设计，最大化的减少占地面积；无需建造公路、长输送管道等基础设施，无需配备众多的陆上辅助系统，无需昂贵的系泊系统。海上坐底式天然气处理装置的水下基础、主船体、货罐和上部处理模块可独立建造，进度上可相互交叉，缩短建造周期和海上安装调试周期；

[0032] 6.本海上坐底式天然气处理装置安装在浅水区域，规避环境敏感区和人口稠密地区，安全指数较高。附图说明

[0033] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0034] 图1是本发明的一种海上坐底式天然气处理装置的实施例一的俯视图；

[0035] 图2是图1中A-A剖视图；

[0036] 图3是图1中B-B剖视图；

[0037] 图4是图2中C部分的局部放大图；

[0038] 图5是本发明的一种海上坐底式天然气处理装置的实施例二的主视图；

[0039] 图6是本发明的一种海上坐底式天然气处理装置的实施例二的俯视图；

[0040] 图7是图5中D-D剖视图。

[0041] 其中:1.主船体；2.水下基础，201.石料基础，202.护底防冲涮层，203.底板；3.压载舱；6.第一限位装置；7.第二限位装置；8.缓冲防护设施；9.生活设施和控制处所；10.火炬塔；11.液化天然气储存系统；12.机舱；13.LPG/凝析油货舱；14.吊机；15.天然气处理设施。

具体实施方式

[0042] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

[0043] 实施例一：

[0044] 如图1-图4所示的本发明的一种海上坐底式天然气处理装置的实施例一，其包括主船体1和水下基础2，主船体1上设有天然气处理设施15和液化天然气储存系统11，主船体1的船底及四周设有多个压载舱3，水下基础2的顶面用于承载主船体1。通过压载水泵向压载舱3内注入压载水或排出压载水，可以调节主船体1的下沉或上浮，并实现装置的坐底安装。主船体1的船底底板和水下基础2顶面之间可设置橡胶垫板，以增加摩擦系数。

[0045] 安装前，由于压载舱3内部是空的，因此可以使主船体1吃水较浅并浮运到现场。安装时，压载舱3内注入压载水，从而使主船体1下沉至水下基础2的顶面上。主船体1内设有足够多的压载舱3，总压载量要满足整个装置在恶劣环境下的抗滑和抗倾覆要求；考虑到均匀坐底安装和地基承载力的要求，需要保证整个装置的重量分布均匀，即需要合理设置压载舱3的大小和位置。为了满足总压载量和重量分布的要求，可局部采用固体压载，即往部分压载舱3中填入铁矿砂等，进行永久固定压载。本实施例不需设置系泊系统，并且在风、浪、流的作用下，沉降式坐底也能保证装置完全不运动，装置上储存的LNG不会产生晃动，保证了天然气生产处理的连续性和安全性。

[0046] 当需要拆卸时，开启压载水泵将压载舱3内的水排出至船体外，压载水泵的抽水口一一对应地连通至压载舱3内的底部，此时，主船体1即可上浮并脱离水下基础2的顶面，用拖轮拖离坐底位置即可，拆卸方便。

[0047] 因此，本实施例能够适应浅水区域和更恶劣风浪流等环境条件。该装置考虑运用海水压载，还可应用局部固体压载，坐底于经过特殊处理的水下基础上。无论温和还是恶劣海况，合理的压载配重系统都能保证装置稳定坐底，实现安全连续生产；特殊需要时，可通过压载水调节实现装置的起浮、转移或重新安装使用。

[0048] 本实施例的海上坐底式天然气处理装置稳定坐在水下基础2上，整个装置不会在风浪流的影响下产生运动，因此关键设备不受运动影响，LNG货罐无晃荡载荷影响；且在恶劣环境下，装置仍能稳定坐底，保证装置不间断作业。

[0049] 本实施例的海上坐底式天然气处理装置，通过压载水泵调整压载离开水下基础2，漂浮起来，根据实际需要拖航至其他作业地点继续生产，灵活性高。

[0050] 具体地，水下基础2的一侧排布有多个第一限位装置6，水下基础2的一端排布有多个第二限位装置7，第一限位装置6和第二限位装置7均高出于水下基础2的顶面；各第一限位装置6的中心连线和各第二限位装置7的中心连线构成的夹角与主船体1的一角相匹配。当主船体1下沉时，主船体1一角抵靠在各第一限位装置6的中心连线和各第二限位装置7的中心连线构成的夹角上，限位作用好，主船体1下沉后正好坐于水下基础2的顶面上。

[0051] 具体地，各个压载舱3布置于主船体1的船底及四周，也可调节各个压载舱3中的不同液位，使主船体1可以平稳地坐落于水下基础2的顶面上。

[0052] 具体地，第一限位装置6和第二限位装置7朝向主船体1的一侧面上均固定有缓冲防护设施8。当主船体1的船体侧面靠近并贴合至第一限位装置6和第二限位装置7上时，缓冲防护设施8可以避免船体产生剧烈撞击。

[0053] 具体地，水下基础2包括固定于海底的石料基础201，石料基础201的四侧表面复合有由块石或栅栏板铺成的护底防冲涮层202，且护底防冲涮层202延伸至石料基础201的顶面外缘上；可以避免水下基础2被海水冲刷，解决了洋流对石料基础201冲涮造成沙土流失的问题，具有较好的稳定基础，保护主船体1结构，固定效果好。

[0054] 进一步地，石料基础201的顶面上贴合有底板203，底板203为带有钢板夹层的橡胶垫板；底板203增加了水下基础2的摩擦系数和保护装置软沉降于石料基础201的顶面上。

[0055] 具体地，天然气处理设施15安装于主船体1的甲板上，主船体1的甲板上还设有生活设施和控制处所9，主船体1的船头安装有火炬塔10；液化天然气储存系统11位于主船体1的中部，主船体1的一端部为机舱12，主船体1的另一端部为LPG/凝析油货舱13；生活设施和控制处所9位于机舱12上方的甲板上。其中，液化天然气储存系统11用于存储液化天然气，液化天然气储存系统11的舱容大小可视情况而定；机舱12布置在主船体1的尾部，其设有泵舱、主发电机组、配电间等，还包含电力系统、压载水系统、燃油系统、冷却水系统和HVAC系统等。天然气处理设施15包含有加热与冷却系统、货物装卸系统、天然气预处理模块、液化模块、发电模块或者再气化模块等。主船体1的船头安装有火炬塔10，保证了安全泄压和环保要求。

[0056] 进一步地，天然气处理设施15还包括发电模块，增加了发电功能，用于对外电力供应。

[0057] 作为优选，液化天然气储存系统11为薄膜罐、A型罐、B型罐或C型罐。

[0058] 进一步地，主船体1的甲板上安装有至少一个用于装置维修的吊机14，吊机14的起吊总范围覆盖天然气处理设施15，方便吊运用于维修的零部件。

[0059] 进一步地，第一限位装置6和第二限位装置7为定位桩或墩台。墩台具有定位和限位的作用，而定位桩具有定位和防护警示作用。

[0060] 实施例二：

[0061] 如图5-图7所示的本发明的一种海上坐底式天然气处理装置的实施例二，本实施例与实施例一的不同之处在于，多个液化天然气储存系统11安装于主船体1的甲板上，液化天然气储存系统11为C型罐，进一步增加了LNG储存容量；其他结构同实施例一。

[0062] 综上所述，海上坐底式天然气处理装置的电站、存储、装卸、LNG处理等一体化，上部设备的优化布置和紧凑化设计，最大化的减少占地面积；无需建造公路、长输送管道等基础设施，无需配备众多的陆上辅助系统，无需昂贵的系泊系统。海上坐底式天然气处理装置的水下基础、主船体、货罐和上部处理模块可独立建造，进度上可相互交叉，缩短建造周期和海上安装调试周期。

[0063] 本海上坐底式天然气处理装置安装在浅水区域，规避环境敏感区和人口稠密地区，安全指数较高。

[0064] 应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

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