CA2760626C

CA2760626C - Procede de transfert de fluides entre un premier navire et un deuxieme navire et systeme de transfert pour la mise en oeuvre de ce procede

Info

Publication number: CA2760626C
Application number: CA2760626A
Authority: CA
Inventors: Bernard Dupont
Original assignee: Technip France SAS
Current assignee: Technip Energies France SAS
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2016-02-02
Anticipated expiration: 2030-05-12
Also published as: WO2010130960A3; RU2548306C2; FR2945510B1; CN102548839A; RU2011145867A; US20130025726A1; EP2429893A2; WO2010130960A2; BRPI1007722A2; BRPI1007722B1; CA2760626A1; AU2010247229B2; AU2010247229A1; FR2945510A1; MX339344B; KR20120024746A; US9260164B2; MX2011012076A

Abstract

L'invention concerne un procédé de transfert de fluides entre un premier navire, appelé barge (1), et un deuxième navire (2), appelé navette, selon lequel on positionne la navette à une distance prédéterminée de la barge (1) et fait passer de celle--ci au moins un conduit souple (7) de transfert de fluides à la navette (2). Le procédé est caractérisé en ce que l'on place la navette (2) dans une position dans laquelle la navette est latéralement décalée de la barge (1) tout en étant orientée sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal de la barge et que l'on prévoit un système de transfert de fluides (7, 9, 28), qui permet un déplacement important de la navette dans les directions latérale et longitudinale, par rapport à la barge, au cours d'un transfert. L'invention est utilisable pour le transfert de gaz naturel liquéfié.

Description

"Procédé de transfert de fluides entre un premier navire et un deuxième navire et système de transfert pour la mise en oeuvre de ce procédé".

L'invention concerne un procédé de transfert de fluides entre un premier navire appelé barge, et un deuxième navire appelé navette selon lequel on positionne la navette à une distance prédéterminée de la barge et fait passer de celle-ci au moins un conduit souple de transfert de fluide à la navette. L'invention concerne également un système de transfert pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Selon les procédés de ce type, qui sont connus, la navette est positionnée de façon à être disposée sensiblement dans l'axe de la barge à une distance de l'ordre de 70 à 80 mètres avant d'opérer la connexion des conduits souples au dispositif de connexion prévu sur la navette. Celle-ci est amarrée à la barge par une aussière lors du transfert ou est en positionnement dynamique. Or, le positionnement en tandem présente des inconvénients majeurs. En effet, étant donné que la barge et la navette se positionnent en fonction du vent, des courants et de la houle, il y a un grand risque que la navette se trouve dans la zone de la direction de la flamme générée par la torchère qui fait partie de l'équipement standard de la barge, d'une part, et que la navette, en s'avançant accidentellement, heurte frontalement la partie arrière de la barge. Ces risques rendent déjà problématique le transfert de pétrole brut de la barge à la navette, mais rendent pratiquement impossible un transfert de gaz naturel liquéfié (GNL) de la barge à la navette.
L'invention a pour but de proposer une solution aux problèmes qui viennent d'être énoncés.
Pour atteindre ce but, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on place la navette dans une position dans laquelle la navette est latéralement décalée de la barge tout en étant orientée sensiblement

2 PCT/FR2010/050932 parallèlement à l'axe longitudinal de la barge et que l'on prévoit un système de transfert de fluide qui permet un déplacement important de la navette dans les directions latérale et longitudinale, par rapport à la barge, au cours d'un transfert.
Selon une caractéristique de l'invention, on utilise comme conduit de transfert souple des flexibles cryogéniques pour le transfert de gaz naturel liquéfié.
Le système selon l'invention, pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé en ce que la barge porte un dispositif de stockage d'au moins un conduit souple, le cas échéant d'un fluide cryogénique, d'une longueur comprise entre 60 et 120 mètres, dont le mécanisme de sortie de conduite est rotatif autour d'un axe vertical et en ce que le dispositif récepteur de l'embout de connexion de la conduite, prévu sur la navette est également rotatif autour d'un axe vertical.
Selon une caractéristique du système selon l'invention, le dispositif de stockage est en forme d'une roue d'un diamètre compris entre 20 et 50 mètres, autour de laquelle la conduite est enroulée et de laquelle celle-ci peut être déroulée lors d'un transfert de fluide, cette roue étant rotative autour d'un axe horizontal et susceptible de pivoter autour d'un axe vertical.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la conduite souple est enroulée dans une rainure périphérique de la roue en une spire.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la roue comporte une pluralité de rainures de stockage juxtaposées, le cas échéant pour le stockage de plusieurs conduits souples.
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

3 PCT/FR2010/050932 illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels - les figures 1 et 2 sont deux vues de dessus montrant une barge et une navette dans deux positions de transfert de fluide, selon l'invention ;
- la figure 3 est une vue en direction des axes longitudinaux des deux navires, en direction de la flèche III de la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue à plus grande échelle de la roue de stockage de flexibles cryogéniques selon l'invention, montés sur la barge, selon la figure 3 r - la figure 5 est une vue de dessus de la roue de stockage en direction de la flèche V de la figure 3 ;
- la figure 6 est une vue similaire à la figure 4 mais montre la roue de stockage dans une position de repos dans laquelle les flexibles sont enroulés autour de la périphérie de la roue ;
- la figure 7 est une vue à plus grande échelle du dispositif de réception des flexibles de la navette, selon la figure 3 ;
- la figure 8 montre ce dispositif de la figure 7 avant la réception des flexibles ;
- la figure 9 est une vue de dessus en direction de la flèche IX de la figure 8.
L'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple non exclusif, dans son application à un transfert de gaz naturel liquéfié (GNL) depuis un premier navire, une barge 1 de production du GNL, à un deuxième navire, une navette 2.
Comme le montrent les figures 1 à 3, pour réaliser un tel transfert de GNL, la navette 2 se place en positionnement dynamique dans une position dans laquelle elle est latéralement décalée de la barge et orientée sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal de celle-ci, du côté opposé à celle de la torchère 3 qui est située au niveau d'une extrémité de la barge et fait partie de l'équipement standard de la barge, comme les

4 PCT/FR2010/050932 parties d'habitation 4 et un touret d'amarrage 5, prévues au niveau de l'autre extrémité de celle-ci. L'écart typique entre la barge et la navette est de l'ordre de 70 à 80 mètres. Le transfert se fait à l'aide de flexibles cryogéniques 7 qui sont stockés sur la barge et présentent une grande longueur pour qu'un transfert de GNL puisse se faire dans de bonnes conditions même dans le cas d'un déplacement important de la navette 2 par rapport à la barge 1.
La navette 2 est maintenue en position par rapport à la barge 1 par un système de positionnement dynamique prévu sur la navette 2. A cette fin celle-ci est équipée de pousseurs latéraux à commande automatique par le système de positionnement, par exemple des propulseurs d'étraves. Le système de positionnement dynamique pilote automatiquement la navette en cavalement, embardée et lacet par action sur les différents propulseurs tels que les propulseurs principaux et latéraux de façon à
maintenir la navette dans une position et/ou selon un cap prédéterminé par rapport à une référence fixe ou mobile, dans le cas présent la barge 1. La position de la référence ainsi que la position de la navette est connue par combinaison des informations de systèmes de positionnement (par satellite, GPS, centrales inertielles, radars et analogue).
Selon l'invention, le système de positionnement dynamique est utilisé pour maintenir la navette, par rapport à la barge dans une position latéralement décalée de la barge et orientée sensiblement parallèlement à
celle-ci sans que la navette soit reliée à la barge par des moyens mécaniques tels qu'une aussière. Ainsi, conformément à l'invention, un transfert de fluide entre la navette et la barge, grâce aux possibilités du positionnement dynamique de la navette ne nécessite plus que l'axe longitudinal de la navette soit pointé vers la poupe de la barge.

5 PCT/FR2010/050932 Pour mettre en oeuvre un transfert de GNL de la barge 1 à la navette 2, la barge comporte, sur la partie d'extrémité sur laquelle est implantée la torchère 3, mais prêt du bord qui est en regard de la navette 2, à
titre de dispositif de stockage des flexibles de transfert, deux grandes roues 9 d'une grande capacité de stockage, d'un diamètre par exemple compris entre 20 et 50 mètres, qui logent chacune, dans deux gorges périphériques 10 de la jante 11, deux flexibles cryogéniques 7.
Chaque roue est montée rotative autour d'un axe horizontal 12 supporté en haut d'une structure en forme d'une tour 13 disposée sur un élément en forme de plaque 14, qui est montée rotative autour d'un axe vertical sur un socle 15 situé près du bord 16 du navire. Ainsi l'axe de rotation 12 de la roue est en mesure de pivoter autour d'un axe vertical.
Dans l'exemple représenté chaque roue comporte deux gorges périphériques de logement d'un flexible 7 dont une extrémité est fixée à la jante et reliée à la tuyauterie de la barge tandis que l'autre extrémité est libre et porte un embout 17 de connexion au dispositif de réception prévu sur la navette. Comme on le voit notamment sur la figure 6, l'embout 17 porte la bride de connexion 18. Les deux embouts 17 des deux flexibles 7 sont montés sur un support commun qui porte une pinoche de centrage 19 orientée parallèlement aux axes des connecteurs en étant disposé au-dessus de ceux-ci, ainsi qu'un treuil de frein de chute 20.
Pour assurer l'enroulement correct de chaque flexible dans la gorge de la jante de la roue, d'une part, et pour l'alignement correct entre le flexible déroulé et la roue, d'autre part, celle-ci comporte un dispositif 22 de guidage de chaque flexible au moment de sa sortie de sa gorge de stockage, qui comporte essentiellement un manchon de guidage 23 à travers lequel passe le flexible et qui est maintenu par une structure

6 PCT/FR2010/050932 de barres de support 24 dans une position dans laquelle le manchon est axialement aligné avec la tangente de la gorge de stockage du flexible correspondant à l'endroit de sortie du flexible de cette gorge.
A la roue est en outre associé un treuil 26 qui est placé sur la plaque de support rotative 14 de la roue et qui a pour fonction de faire tourner la roue à l'aide d'un câble 27 dont une extrémité est fixée à la roue et dont l'autre extrémité est enroulée autour du treuil. Ce treuil prend aussi en compte le fait que, à l'état de repos de la roue dans laquelle les flexibles sont entièrement enroulés autour de la jante dans leurs gorges respectives, l'extrémité libre porteuse de l'embout de connexion 17 pend librement verticalement de la roue.
Bien entendu, le dispositif d'entraînement en rotation de la roue peut être complété par des moyens moteurs d'entraînement de l'axe 12 de la roue, qui pourraient fonctionner parallèlement au treuil ou en cas de défaillance de celui-ci.
En se référant notamment aux figures 3 et 7 à 9, on constate que l'agencement de réception des flexibles cryogéniques 7 sur la navette 2 est réalisé sous forme d'une tête 28 de support de deux dispositifs de connexion 29 dont chacun comporte deux connecteurs 30 de raccordement des deux embouts de connexion 17 des deux flexibles 7 enroulés autour d'une roue. La tête 28 est montée rotative autour d'un axe vertical sur une tour de support 31 placée, selon les exemples représentés, soit sur la partie avant (figure 1) soit sur la partie arrière (figure 2) de la navette. Chaque dispositif 29 de support de chaque paire de connecteurs 30 de raccordement du dispositif de support commun des deux embouts de connexion 17 d'une paire de flexibles comporte un organe de réception et de centrage de la pinoche commune 19 des deux embouts, en forme d'une trompette 32 et un treuil 33 d'enroulement du câble 34 qui passe à travers la trompette et est destiné à être fixé, lors d'un

7 PCT/FR2010/050932 transfert, à la pointe de la pinoche 19 pour tirer celle-ci vers la navette jusqu'à l'engagement de la pinoche dans la trompette. Pour assurer l'orientation angulairement correcte du support des deux embouts 17, le support 29 des connecteurs comporte une fourchette 36 qui assure le positionnement angulaire correct des brides 18 des embouts, à l'aide d'un galet 38 qui est disposé sur le support des embouts au-dessus de la pinoche 19, comme on le voit sur la figure 6. La fourchette 36, en coopération avec le galet 38, permet de rattraper les défauts de positionnement angulaire du support des embouts 17, qui est relativement faible, puisque la disposition de la pinoche au-dessus des brides assure déjà un positionnement angulaire approximativement correct de ceux-ci par rapport aux brides de raccordement, sous le fait du poids de ces brides, le centre de gravité se trouvant approximativement verticalement sous la pinoche.
Il ressort de la description qui vient d'être faite, et des figures, que le stockage sur les roues pouvant avoir un diamètre compris entre 20 et 50 mètres, d'une très grande longueur de flexibles, compris entre 60 et 120 mètres permet à la navette de faire des déplacements importants, par rapport à la barge, longitudinalement et transversalement, au cours d'un transfert de GNL. D'autre part, la possibilité des roues de stockage sur la barge et de la tête 28 de réception des flexibles sur la navette a pour conséquence extrêmement avantageuse que les roues et la tête s'orientent toujours de façon que les flexibles ne soient pas soumis à des sollicitations latérales ou en torsion et s'étendent toujours en chaînette lors d'un transfert entre leurs deux extrémités, l'une solidaire de la roue et l'autre raccordée à la tête de réception de la navette. Concernant l'acheminement des embouts de flexibles de la barge à la navette, cela se fait à l'aide du câble 34 dont l'extrémité libre sera transportée à la

8 PCT/FR2010/050932 barge et fixée à la pointe de la pinoche de l'ensemble de support des embouts des flexibles et tirée dans la trompette 32 à l'aide du treuil 33. Bien entendu le processus de déroulement des flexibles peut être contrôlé, de façon automatique, par des dispositifs de commande appropriés prévus sur la barge et/ou la navette.
Grâce à l'utilisation du système de positionnement dynamique, permettant un positionnement à décalage latéral de la barge et sensiblement parallèlement à
celle-ci, l'invention permet d'éliminer le risque redoutable des systèmes de transfert connus. Ceux-ci sont conçus pour assurer les opérations de chargement, par exemple en huile, des navettes en prévoyant un positionnement de la navette et de la barge en tandem. La navette est asservie pour garder son axe longitudinal pointé vers la poupe de la barge tout en étant relié à
celle-ci par une aussière.
Même si la navette est équipée d'un système de positionnement dynamique, lorsque la navette fait indûment marche avant toute vers la barge, les opérateurs de la navette doivent tenter de reprendre le contrôle du navire, en mode manuel, afin d'éviter la collision. Mais l'inertie importante des navettes rend ces manoeuvres trop longues pour éviter la collision.
Comme il vient d'être décrit ci-avant, l'invention propose une autre configuration de transfert utilisant les possibilités du positionnement dynamique du navire pour ne plus pointer l'axe longitudinal de la navette vers la poupe de la barge, mais de maintenir son cap essentiellement identique au cap de la barge et avec un décalage latéral. En cas de défaillance du système de positionnement dynamique, la configuration proposée permet de minimiser le risque de collision puisque la navette n'est plus asservie à pointer vers la barge mais latéralement décalée et parallèle à celle-ci. En équipant de plus le dispositif de transfert, par exemple à
l'extrémité des flexibles côté navette, de moyens de

9 PCT/FR2010/050932 déconnexion d'urgence, notamment avantageux dans le cas de transfert de gaz naturel liquéfié, un mouvement accidentel de la navette par rapport à la barge n'est pas problématique, même dans le cas de flexible ayant une longueur relativement faible.
Bien entendu de multiples modifications peuvent être apportées au système de transfert de l'invention tel qu'il est représenté à titre d'exemple sur les figures.
Par exemple on pourrait prévoir, pour le stockage des flexibles, à la place des roues, des bômes de grande longueur, supportés par des tours montés sur la barge, du type décrit dans le brevet français FR 2824529, à
condition de maintenir le placement de la navette dans une position latéralement décalée de la barge et sensiblement parallèlement à l'axe de celle-ci, de façon que lors d'un déplacement accidentel de la navette une collision à choc frontal de celle-ci et la barge puisse être exclue. Pour éviter qu'un contact latéral entre la navette et la barge puisse produire des endommagements importants, il est possible de prévoir sur le bord de la barge, qui est en regard de la navette, des éléments de défense 40 tels que des caissons compressibles.
Concernant les flexibles, ils s'étendent en chaînettes aériennes comme décrit, mais, le cas échéant, aussi en chaînettes sous-marines ou flottantes.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de transfert de 'fluides entre un premier navire, appelé barge, et un deuxième navire, appelé
navette, selon lequel on positionne la navette à une distance prédéterminée de la barge et fait passer de celle-ci au moins un conduit souple de transfert de fluides à la navette, caractérisé en ce que l'on place la navette (2) dans une position dans laquelle la navette est latéralement décalée de la barge (1) tout en étant orientée sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal de la barge, que le décalage latéral et l'orientation parallèle du navire sont maintenus par un système de positionnement dynamique, et que l'on prévoit un système de transfert de fluides (7, 9, 28), qui permet un déplacement important de la navette dans les directions latérale et longitudinale, par rapport à la barge, au cours d'un transfert, et en ce que l'on utilise comme conduits de transfert souples des flexibles cryogéniques (7) pour le transfert de gaz naturel liquéfié, qui s'étendent en chaînette entre leurs extrémités reliées respectivement à la barge (1) et à la navette (2), et dont les extrémités sont montées rotatives autour des axes verticaux.

2. Système de transfert de fluides, comprenant un premier navire (1), appelé barge, un deuxième navire (2), appelé navette, et un dispositif de transfert de fluides entre la barge (1) et la navette (2), qui comporte au moins un conduit de transfert dont les extrémités sont montées respectivement sur la barge et la navette et pouvant être un conduit de transfert de fluides cryogénique, la navette étant positionnée à une distance latérale prédéterminée de le barge et orientée sensiblement parallèlement l'axe longitudinal de celle-ci, caractérisé en ce que le conduit de transfert est un flexible cryogénique (7), en ce que la barge (1) porte un dispositif (9) de stockage d'au moins un conduit souple (7) pouvant être un flexible cryogénique, dont au moins le mécanisme de sortie de conduit est rotatif autour d'un axe vertical et en ce que le dispositif récepteur (28) de l'embout de connexion (17) du conduit, prévu sur la navette (2), est également rotatif autour d'un axe vertical, pour permettre au conduit de s'étendre dans toute circonstance de transfert d'un fluide en chaînette entre ces deux extrémités suspendues, et en ce qu'il comprend un système de positionnement dynamique adapté
pour maintenir les navires dans leurs positions à axes longitudinaux parallèles et latéralement décalés.

3. Système selon la revendication 2, caractérisé
en ce que la barge (1) porte un dispositif (9) de stockage d'au moins un conduit souple (7) pouvant être un flexible cryogénique, dont au moins le mécanisme de sortie de conduit est rotatif autour d'un axe vertical et en ce que le dispositif récepteur (28) de l'embout de connexion (17) du conduit, prévu sur la navette (2), est également rotatif autour d'un axe vertical, pour permettre au conduit de s'étendre dans toute circonstance de transfert d'un fluide en chaînette entre ces deux extrémités suspendues.

4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de stockage comporte au moins une roue (9) dont la jante (11) comporte une gorge de stockage d'un conduit souple (7) et qui est montée rotatif autour d'un axe horizontal (12) et pivotant autour d'un axe vertical, sur un support (13, 15).

5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que la roue de stockage (9) comporte un dispositif (22) de guidage et d'alignement du conduit sortant de sa gorge de stockage dans la jante (11) de la roue, avec cette gorge, lors du déroulement du conduit.

6. Système selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le dispositif (28) de réception d'un embout de connexion (17) du conduit comprend une tête qui est montée rotative autour d'un axe vertical sur une tour de support (31).

7. Système selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend deux roues de stockage (4) et en ce que les deux embouts de connexion (17) des deux flexibles (7) sont montés sur un support commun pourvu d'une pinoche de centrage (19) orientée parallèlement aux axes des connecteurs des embouts, en étant disposée au-dessus de ceux-ci.

8. Système selon la revendication 7, caractérisé en ce que le support commun porte un treuil de frein de chute (20).

9. Système selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisés en ce que le dispositif (28) de réception du support commun des embouts de connexion (17) des deux flexibles (7) comporte une tête rotative de support de deux dispositifs de connexion, dont chacun comporte deux connecteurs (30) de raccordement de deux embouts de connexion (17).

10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque dispositif (29) de support comporte un organe de réception et de centrage de la pinoche commune (19) des deux embouts des deux flexibles.

11. Système selon la revendication 10, caractérisé
en ce que l'organe de réception et de centrage est en forme d'une trompette (32) et en ce qu'un treuil (33) est prévu pour l'enroulement du câble (34) qui panne à
travers la trompette et est destiné à être fixé lors d'un transfert à la pointe de la pinoche.

12. Système selon la revendication 11, caractérisé
en ce que le support (29) des connecteurs comporte une fourchette (36) de positionnement angulaire correct des brides (18) des embouts, à l'aide d'un galet (38) disposé
sur le support des embouts au-dessus de la pinoche (19).

13. Système selon l'une des revendications 2 à 12, caractérisé en ce qu'une roue de stockage (4) a un diamètre compris entre 20 et 50 m.

14. Système selon l'une des revendications 2 à 13, caractérisé en ce que la navette est équipée d'un système de positionnement dynamique et de propulseurs notamment latéraux a commande automatique par le système de positionnement automatique.

15, Système selon l'une des revendications 14, caractérisé en ce que le dispositif de transfert de fluide est pourvu de moyens de déconnexion d'urgence.