运输和管理液化天然气的制作方法

运输和管理液化天然气的制作方法
【专利摘要】本发明的名称为运输和管理液化天然气。本申请涉及通过船只运输或输入LNG的方法和系统。根据本技术，装备有再气化设备、LNG卸载设备(例如水下机械装载臂)、LNG储罐和传输天然气到输入码头的设备的SRT被用作临时可交换FSRU(TIF)。与输送船只(例如LNGC)连接的两个或多个TIF被用于在输出码头和输入码头之间转移LNG。第一TIF在输入码头用于从LNGC卸载LNG，同时第二TIF被用作LNGC，在输出码头和输入码头之间运输LNG。该第一TIF可以被该第二TIF替换，以维持输入码头的操作。多个TIF与LNGC结合地使用，与使固定系泊FSRU位于输入码头或者采用一队SRT船在输出码头与输入码头之间运输LNG相比，提供了可选择的输送方法。
【专利说明】运输和管理液化天然气
[0001]本申请是分案申请，原申请的申请日为2007年7月23日、申请号为200780033500.3 (PCT/US2007/016547)、发明名称为“运输和管理液化天然气”。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求于2006年9月11日提交的美国临时申请60/843，658的权益。
【技术领域】
[0004]本发明一般地涉及转移流体的方法。具体而言，该方法和系统涉及在全世界各种市场的输出与输入码头之间通过船只输送货物如液化天然气(LNG)。
【背景技术】
[0005]本部分旨在向读者介绍本技术的各方面，其可能与下面描述和/或要求保护的本发明的示例性实施方式相关。相信这种讨论有助于向读者提供促进更好地理解本发明具体技术的信息。因此，应当理解，这些叙述应当据此阅读，而不必作为承认现有技术。
[0006]货物通常通过船只如运输船从一个港口位置输送到另一个港口位置。这些运输船具有推进和导航系统，以移动通过可以被称为开阔海域的大片水域。此外，运输船可以包括用于海上作业的舱室、用于液体货物的储罐和用于固体货物的台架。对于一些运输船，可以安装特殊的设备和系统，以帮助运输特定的货物。这样，运输船包括在市场位置之间经济地输送货物的设备和系统。
[0007]例如，天然气生产后，在输出码头或其它设施处进行加工，并可以进行液化，以将它转化为LNG。LNG是传输技术的基础，其允许远距离的天然气来源经济地输送到市场。LNG在专门设计的LNG运输船(LNGC)中被运输到市场,该运输船被设置来贮存和运输LNG通过大型水域。然后，LNG在市场位置附近的输入码头转化回天然气。通常，输入码头位于港口位置附近的陆地或海面上。无论如何，输入码头通过管线与陆上设备连接，以便进一步加工和/或分配天然气。
[0008]海上输入或输出码头可能是有利的，这是因为它们不用陆上财产，这可以减少一些安全考虑因素。然而，明显的技术挑战必须要解决，以成功地运行海上码头。海上LNG输入码头的一个例子是浮式储存和再气化装置(FSRU)。FSRU是一种专用的、系泊的海上结构，其从LNGC转移LNGjf LNG储存在储罐中、使用换热器再气化LNG以及将天然气输送到管线。FSRU通常包括低温货物转移设备和LNG蒸发设施，它们可以放置在FSRU的甲板上。
[0009]此外，海上环境条件是限制LNGC能够卸载LNG到FSRU的时间期间的因素。例如，恶劣的环境条件可提供不能安全和可靠地进行LNGC和FSRU连接的时间期间。再者，如果海上环境条件太恶劣，以至不允许LNGC和FSRU连接，则FSRU只能将天然气从它的储库输送到管线。由于这个原因，FSRU的储库可能耗尽，导致天然气中断输送到管线。间歇使用或中断天然气流进或流出管线可导致运行输入或输出码头的公司受罚以及成本上升。
[0010]为了解决环境条件，各种卸载方法被使用，以在LNGC和FSRU之间转移LNG。例如，一种卸载方法是并列式卸载，其目前用于基于陆地的输入和输出码头。并列式卸载可以利用以并列式结构排列的LNGC和FSRU进行，其中利用位于各LNGC和FSRU的船中部附近的海上机械装载臂进行LNG转移。传统的利用机械装载臂的基于陆地的货物转移通常在受保护水域中进行。
[0011]第二种卸载方法是串列式卸载。LNG的串列式卸载类似于用于在浮式采油储存和卸载(FPSO)船只与穿梭油轮之间转移油的现有技术。典型地，这两种船只以船首至船尾布置，货物转移使用挠性软管进行。对于LNG转移，被称为悬臂的挠性低温软管或大型装载臂被用于位于FSRU船尾之后的LNGC运输船船首。利用这些挠性低温软管或大型装载臂，串列式卸载方法比并列式卸载方法可以在更恶劣的海上情况下保持可操作性。
[0012]第三种卸载方法使用水下低温流体转移系统，其被描述于国际专利申请W02006/044053。在这种卸载方法中，LNGC和FSRU在大约2千米(km)的距离上通过低温转塔、立管和管线连接。LNGC连接于水中的、可断开的低温浮标，并通过该浮标和一个或多个挠性低温立管将LNG转移到海底，通过一个或多个低温管线达到FSRU位置，向上达到一个或多个挠性低温立管，并通过低温内部转塔系泊系统进入FSRU。由于LNGC和FSRU是分开的，并可以独立地移动，因此该卸载系统可以在极端的海上情况下运行，例如4到5米高的巨浪。
[0013]虽然这些卸载方法每一种可以用于保持均匀地输送天然气到管线，但使用借助这些卸载方法的任一种的FSRU受到技术和商业限制。例如，由于FSRU固定地系泊，不能进行干船坞维护，因此要进行许多升级，来确保设施在规划寿命期保持可操作性，这导致重大的投资支出。这些升级的例子包括:附加的船体用钢，用于延长抗疲劳寿命；改进的船体涂层，用于抗腐蚀；以及附加的现场检查措施。这种大的初始投资支出导致总的LNG传输链经济效果明显降低。而且，附加的设备和操作，例如LNGC上的专用定位牵引绳或导航系统，被包括，以促进LNGC与FSRU的停泊操作。虽然相对于陆上码头有所改进，但FSRU仍然威胁到安全，并且必须进行管理，以指引海上装置中提供的开放入口。
[0014]基于FSRU的LNG输入码头的选择方案包括LNGC上的再气化设备。参见美国专利6，089, 022。这些船只是具有巨大改动的LNGC，这些改动允许LNG进行船上再气化以及天然气卸载到管线。这些运输船可称为船式再气化码头(Shipboard RegasificationTerminal (SRT))，装备有再气化设备和传统的LNGC卸载设备(即接收装载臂的歧管)，以与传统LNG码头相互作用。不利地，这些SRT的投资费用可大于传统LNGC，因为每一 SRT船只使用下列进行改进:用于再气化操作的换热器、天然气卸载系统和承受晃荡装载物的增强的LNG货物罐。由于这些传统的投资费用，仅使用SRT传输LNG往往是不经济的，因为长的距离和/或大的体积。此外，LNG在SRT上的储存受到一定限制，这是因为这些船只被设计用于在长距离上进行有效的运输。
[0015]因此，需要以有效的方式增强货物例如LNG传输的方法或机制。该有效的方法或机制可以理想地减轻与操作海上LNG输入码头相关的问题。
[0016]其它相关的材料可至少在以下专利文献中找到:美国专利3，590，407 ;美国专利5，501,625 ;美国专利5，549，164 ;美国专利6, 003, 603 ;美国专利6, 089, 022 ;美国专利6，637，479 ;美国专利6，923，225 ;美国专利7，080, 673 ;美国专利申请公开2002/0174662 ;美国专利申请公开2004/0187385 ;美国专利申请公开2006/0010911 ；欧洲专利申请I, 383，676 ;国际专利申请W001/03793 ;国际专利申请W02006/044053 ；Loez, Bernard〃New Technical and Economic Aspects of LNG Terminals, ^PetroleInformation, pp.85-86，1987 年 8 月；Hans Y.S.Han 等，"Design Development of FSRUfrom LNG Carrier and FPSO Construction Experiences, "Offshore TechnologyConference2002 年 5 月 6-9 日，0TC-14098 ;〃The Application of the FSRU for LNGImports, "Annual GAP Europe Chapter Meeting2003 年 9 月 25-26 日；以及 0.B.Larsen等，〃The LNG(Liquefied Natural Gas)Shuttle and Regas Vessel System, "OffshoreTechnology Conference2004 年 5 月 3-6 日，0TC-16580。
[0017]发明概述
[0018]在一个实施方式中，描述输入液化天然气(LNG)的方法。该方法包括提供可操作地连接到输入码头的第一输入船只、输送LNG的第二输入船只和输送船只，其中第一输入船只和第二输入船只的每一个具有再气化设备、LNG卸载设备、LNG储罐和将天然气从第一输入船只或第二输入船只转移到输入码头的天然气传输设备；确定第一输入船只是否要被第二输入船只替换；如果第一输入船只要被第二输入船只替换，则断开第一输入船只与输入码头，连接第二输入船只到输入码头，并从输送船只卸载LNG到第二输入船只；以及如果第一输入船只将保留在输入码头，则从第二输入船只和从输送船只卸载LNG到第一输入船只。运输船装载物的输入可以包括卸载、接收或者另外在两位置之间转移运输船装载物如LNG，其可包括在国际海域和/或领海运输货物载荷。
[0019]在另一实施方式中，描述了流体运输系统。该流体运输系统包括至少一个码头；多个输送船只；和多个再气化船只。每个输送船只具有储罐并被设置来在开阔海域环境运输液化天然气(LNG)，同时每个再气化船只装备有再气化设备、LNG卸载设备、LNG储罐和天然气转移设备，并且被设置来在开阔海域环境运输LNG。一个再气化船只在开阔海域环境运输LNG,而另一个再气化船只连接到所述至少一个码头之一，以从输送船只之一和再气化船只之一提供天然气到所述至少一个码头之一。再气化船只可以设置为:与码头连接；从输送船只之一和另一个再气化船只转移LNG ;再气化提供自输送船只之一和另一个再气化船只的LNG ;和将天然气转移到所述码头。
[0020]在又一实施方式中，描述了输送液化天然气(LNG)的另一种方法。该方法包括:提供多个输送船只，其具有LNG储罐，并设置来在开阔海域环境运输液化天然气(LNG);和提供多个再气化船只，其中每个所述多个再气化船只具有再气化设备、LNG卸载设备、LNG储罐、转移天然气的设备，并设置来在开阔海域环境运输液化天然气(LNG)，以及在第一码头通过多个再气化船只之一从所述多个输送船只之一卸载LNG，同时多个再气化船只中另一个在开阔海域环境输送LNG。
[0021]在又一实施方式中，描述了输送流体的方法。该方法包括:将第一船只与码头连接，其中第一船只具有再气化设备、卸载设备、储罐以及将再气化流体从第一船只转移至码头的设备；从具有储罐的多个输送船只之一和第二船只卸载流体至第一船只，其中该第二船只具有再气化设备、卸载设备、储罐以及将再气化流体从第二船只转移至码头的设备；使第一船只离开该码头；使第二船只停泊在该码头附近；将第二船只与码头连接；从多个输送船只之一和第一船只卸载流体至第二船只。该方法中的流体可以包括液化天然气、液化二氧化碳、液化氦和其它合适的液化气体。
[0022]此外，一个或多个实施方式可以包括其它特征。例如，所述方法可以包括在第一输入船只再气化LNG，以输送天然气至与输入码头可操作连接的管线中；其中从输送船只卸载LNG到第一输入船只包括在第一输入船只上的LNG储罐中储存至少部分LNG ；以及其中从输送船只卸载LNG到第一输入船只包括在与码头相关连的LNG储罐中储存至少部分LNG。
[0023]进一步，一个或多个实施方式可以包括特定设备。例如，再气化设备可以使用开环再气化系统和闭环再气化系统中一种；可以利用来自另一液体的显热作为蒸发LNG的热源；可以利用来自燃料燃烧的显热作为蒸发LNG的热源；和/或可以利用来自可冷凝液体的潜热作为蒸发LNG的热源。另外，LNG卸载设备可以包括从第一输入船只转移LNG的低温装载臂和/或从第一输入船只转移LNG的低温软管。此外，LNG可以通过并列式卸载；串列式卸载；和/或水下低温流体传输系统卸载进行卸载。LNG储罐可以包括球罐、薄膜罐(membrane tank)、自支承式棱柱罐(self-supporting prismatic tank)和 / 或组装式罐(modulartank)o码头可以包括两个或多个停泊结构,其中停泊结构包括固定于海底的停泊系船桩、多点系泊系统、水下转塔装载系统以及它们的任何组合。
[0024]附图简述
[0025]本发明的前述和其它优势在阅读下面的详述并参考附图之后可以变得明显，其中:
[0026]图1是根据本发明某些方面的LNG转移操作的示例性流程图；
[0027]图2是根据本发明某些方面的示例性流体运输系统或船队；和
[0028]图3是根据本发明某些方面的另一示例性流体运输系统或船队。
[0029]发明详述
[0030]在下面的详述和实施例中，本发明将结合其优选实施方式进行描述。然热，就下面的描述特定于本发明的【具体实施方式】或具体应用而言，这意图仅是示例性的。因此，本发明不限于下述【具体实施方式】，相反，本发明包括落入所附权利要求真实范围内的所有选择、修改和等价情况。
[0031]本发明的至少一些实施方式涉及通过船只在输出位置和输入位置之间运输LNG的方法和系统。在本发明的一些实施方式中，SRT，其装备有再气化设备、LNG卸载设备(例如，水下机械装载臂)、LNG储罐和转移天然气到输入码头的设备，被用作临时可交换FSRU(TIF)。第一 TIF，连接于输送船只(例如LNGC)，被用于在输出码头和输入码头之间转移LNG。第二 TIF被用于该系统中，作为LNGC，在输出码头和输入码头之间运送LNG。因此，第一 TIF临时系泊在输入码头并且与输入码头流体连通，并将LNG从LNGC (包括第二 TIF)转移到TIF的LNG储罐。与LNG卸载操作同时地，第一 TIF连续地从其LNG储罐再气化LNG，并将天然气送至输入码头和最终送至管线。第一 TIF可以被第二 TIF替代，以维持输入码头的操作。多个TIF与LNGC结合地使用，与使固定系泊FSRU位于输入码头或者利用一队SRT船在输出码头和输入码头之间运输LNG相比，提供了可选择的LNG输送方法。因此，本发明可以增强LNG从一个位置输送到另一个位置，并可增强LNG在特定位置的输入。
[0032]现在看附图，首先参考图1，图解了根据本发明某些方面的流体转移操作的示例性流程图。在该可用参考数字100指代的示例性流程图中，可以进行各种操作，以从输出码头转移流体如LNG到输入码头。转移操作包括使用TIF，其为装备有再气化设备、LNG储罐、LNG卸载设备(例如水下机械装载臂)和转移天然气到输入码头的设备的船只。码头处的第一 TIF或TIF与运输船队中的输送船只相互作用，所述输送船只包括LNGC并可以包括第二 TIF。具体而言，至少第一 TIF临时地系泊在输入码头并与之流体连通，而第二 TIF或另一个TIF被用作具有一个或多个输送船只的运输船队中的输送船只。这些船只的使用在下面进一步讨论。
[0033]该流程图开始于块102。在块104，LNG通过输送船只获得。该LNG可以从自输出码头转移LNG而得到，例如陆上或海上LNG工厂，其被设计来接收、加工和液化天然气。输送船只船队可以包括船只，例如LNGC和至少一个TIF，其被设置来跨过开阔海域运输LNG。开阔海域指宽阔水域的任何区域，其可以包括港湾、湖、海、洋、海湾或类似区域。开阔海域也可以包括领海或国际水域。在块106，输送船只移向输入码头，例如陆上或海上输入码头——它们被设计来接收和再气化LNG，以通过管线将天然气送出到市场位置。
[0034]然后，如块108所示，确定接近的输送船只是否是TIF。如果输送船只不是TIF，则该输送船只系泊于第一 TIF，第一 TIF临时系泊于输入码头并与之流体连通，如块110所示。码头处的第一 TIF或TIF可以系泊于输入码头并进行操作，以从运输船队中的输送船只接收LNG。输送船只以适当的卸载配置系泊于第一 TIF，同时LNG卸载设备准备好，以进行卸载操作。在块112，LNG从输送船只转移至第一 TIF。LNG在船只之间的转移可以通过并列式卸载、串列式卸载或通过利用水下LNG转移系统(SLTS)进行。LNG卸载操作完成后，输送船只离开第一 TIF，如块114所示。输送船只从第一 TIF离开可以包括准备流体转移设备和锚绳以便中断以及从输入码头移走输送船只。
[0035]然而，如果输送船只是其它或第二 TIF，则确定是否替换第一 TIF，该第一 TIF目前临时系泊于输入码头并与之流体连通，如块116所示。如果第一 TIF被通知第二 TIF正靠近，或根据输入码头的程序，输入码头处的第一 TIF如果被安排进行维护，则其可以被替换，该维护需要干船坞。如果输入码头处的第一 TIF不被替换，则可以以相似于从输送船只转移LNG的方式，进行LNG从第二 TIF到第一 TIF的转移，如块110所示。然而，如果输入码头处的第一 TIF要被替换，第二 TIF可以在块118替换第一 TIF。第一 TIF在输入码头被第二 TIF替换可以包括系泊第二 TIF于输入码头，准备第二 TIF上的再气化设备以开始输送再气化的LNG，开始从第二 TIF输送天然气至管线，准备第一 TIF上的再气化设备以停止输送再气化LNG，停止从第一 TIF输送天然气到管线，以及使第一 TIF离开输入码头。此夕卜，在一些实施方式中，第一 TIF和第二 TIF可以同时在输入码头使用，以处理另外的LNG转移。在块120，其它TIF可以被另一输送船只替换，以保持运输船队的运输能力。其它输送船只可以是在输入码头处被替换的第一 TIF、另一租用的LNGC或其它一些合适的船只。
[0036]然后，在块122，确定操作是否继续。这可以包括确定继续在输入码头输入LNG。如果操作继续，则在块124可以移动输送船只，以接收另外的LNG。以此方式，可以继续输送LNG至输入码头。然而，如果操作不继续，则在块126结束该过程。
[0037]有利地，从商业前景看，使用本发明相比其它技术，可以增强货物如LNG的传输。例如，本发明限制安装在输入码头的固定设备(例如建筑、再气化设备和LNG储罐)。也就是说，可以使用两个或多个TIF，其中码头处的第一 TIF用以接收LNG，以及第二 TIF是具有其它LNGC的运输船队的一部分。在该配置中，海上LNG输入码头的总费用可以通过使用两个或多个TIF得以降低，使用两个或多个TIF可比固定设施更便宜，这是因为能够以造船厂制造相关的效率建造和维护(例如它们能够使用干船坞)这些船只。由于使用数量有限的固定安装设备，许可问题和公众反对相关的问题也可以减轻。此外，由于固定安装设备数量有限，通过安装许多输入码头用于TIF，以在给定区域内进行选择，可以实现市场供应的灵活性。
[0038]下面讨论上述方法的示例性实施方式。例如，图2是根据本发明某些方面的示例性流体运输系统或船队200。在示例性流体运输系统200中，输入码头202，其与管线204流体连通，可以被安置在海上位置。管线204可以接收来自TIF210和/或212的天然气或汽化LNG，TIF210和/或212是基于LNGC的船只，起FSRU的功能。TIF之一例如第一 TIF210可以暂时系泊于输入码头202并与之流体连通，而另一 TIF例如第二 TIF212同时被用作运输船队213中的输送船只。第一 TIF210可以从输送船只214a-214n和第二 TIF212接收LNG，用第一 TIF210上的再气化设备将LNG转化为天然气，并提供天然气到输入码头202并最终到管线204。以此方式，当需要维护时，或者基于特定程序，第一 TIF210可以被作为运输船队213 —部分的第二 TIF212替换。有利地，TIF210和212比起现有方法，增强了转移操作，同时也减少了现有固定输入码头设计的成本和局限性。
[0039]输入码头202可以包括各种用于系泊一个或多个TIF210和212的机构。例如，输入码头202可以包括两个或多个水下转塔装载(STL)卸载浮标，例如第一浮标206和第二浮标208，它们可以被固定在开阔海域环境的海底，以提供TIF的停泊处。系泊一个或多个TIF210和212的其它方法包括单点系泊系统，例如悬链锚腿系泊(CALM)系统、导管架软轭(Jacket Soft Yoke(JSY))系统、固定塔单点系泊(FTSPM)系统和/或单锚腿系泊(SALM)系统。应注意，输入码头202也可以是本领域已知的任何海上结构，其可以具有一个或多个用于系泊一个或多个TIF210和212的停泊处。
[0040]有多种途径使输入码头202与管线204流体连通。例如，输入码头202可以包括两个或多个STL卸载浮标，例如第一浮标206和第二浮标208，以送出天然气，经过一个或多个动态挠性立管(dynamic flexible riser)、管线末端歧管(PLEM)并达到管线204。管线204被设置来接收天然气，并将天然气传输到陆上设施(未示出)。用于气体送出的其它机构(例如与上述系泊系统结合使用的)包括硬管系统，其结合悬于空气中或浮于水上的高压气体旋转接头和/或高压气体软管。应注意，可以使用现有技术中将气体送至管线204的任何机构。
[0041]为提供LNG至输入码头202，LNGC214a-214n以及TIF210和212之一可以跨过开阔海域行进到输出码头。因此，TIF210和212以及LNGC214a-214n可以装备有用于推进和导航的典型系统和用于海上作业的舱室以及LNG储罐，LNG储罐用于开阔海域运输LNG。LNG储罐可以包括各种类型的罐设计，例如球罐、薄膜罐、自支承式棱柱罐(SPB)或矩形(组装式)罐，它们适合于储存LNG。此外，TIF210和212以及LNGC214a_214n可以包括辅助系统，例如居住区和维护设施、安全系统、紧急逃离和撤退系统、后勤系统、发电室和其它支持操作的公用设施。如上所述，虽然每一个TIF210和212以及LNGC214a-214n包括LNG储罐和其它典型设备，但TIF210和212也可包括再气化设备、LNG卸载设备和用于转移天然气到输入码头202并最终到管线204的设备。再气化设备可以包括结合起来在陆上LNG输入码头构成再气化系统的多种传统类型设备的任一种，例如泵、容器和换热器。再气化系统可以是开环或闭环系统，并且可以利用任何数目的热源，包括海水中的显热、来自燃料燃烧的显热、来自可冷凝液体的潜热或本领域已知的其它热源。LNG卸载设备可以包括低温装载臂、低温软管或转移LNG所用的其它设备。具体而言，低温装载臂和低温软管可以设计来在卸载操作例如连接、LNG转移和中断期间，适应LNG运输船在海上环境中移动。转移天然气到输入码头202的设备可以包括:机械硬臂，其被升级用于高压气体输送；船体内用于接收系统例如STL浮标的舱室；用于转移高压气体至塔-烟斗式系泊系统(tower-toke mooringsystem)的改进船头(bow modification);或其它用于转移天然气的装置,如本领域知晓的。作为一个具体例子，每一个TIF210和212可以是基于LNGC的船只，其具有:五个薄膜储罐，提供265，000立方米(m3)的总LNG储存量；利用海水的开环再气化系统，其提供10亿标准立方英尺/天(BScf/d);用于LNG卸载的水下机械硬臂；以及与船体一体以便接收STL浮标的舱室，它们允许在输入码头202系泊并将天然气送至输入码头202及最终送至管线 204。
[0042]作为一个具体的非限制性操作实例，第一 TIF210可以暂时系泊于输入码头202并与之流体连通，同时第二 TIF212被用作运输船队中的输送船只。即，第一 TIF210可以通过输入码头202与管线204流体连通，而第二 TIF212以与LNGC214a_214n类似的方式起作用。在此配置中，通过上述卸载方法，LNG货物从第二 TIF212和LNGC214a_214n之一被转移到暂时系泊于输入码头202并与之流体连通的第一 TIF210。一旦第一 TIF210需要维护(例如入干船坞)，则第二或其它TIF212，其是运输船队213的一部分，可以替换第一 TIF210，或暂时系泊于STL浮标208并与之流体连通。另一 LNGC可以被租来替换运输船队213中的第二 TIF212或第一 TIF210可以加入运输船队213。
[0043]有利地，多个TIF用于输入码头给固定设施提供了廉价的替代方案，这是因为与船厂制造相关的效率，胜于习惯建立的固定设施。此外，由于TIF之一作为输送船只，运输船队中单个LNGC的投资费用得以消除，又降低了总支出。而且，输入码头可以通过使用三个或多个TIF以及两个或多个输入码头进行扩大，如图3中更详细显示的。
[0044]图3是根据本发明某些方面的另一示例性流体运输系统或船队300。在示例性流体运输系统300中，多个输入码头302a和302b可以是类似于输入码头202的海上输入码头，其具有水下转塔装载(STL)浮标306a、306b、308a和308b。输入码头302a和302b每个可以连接至管线304a和304b，以从TIF310a_310c的一个或多个例如第一和第二 TIF310a和310b提供天然气。第一和第二 TIF310a和310b可以从第三TIF310c或LNGC314a_314n之一接收LNG，它们类似于图2的LNGC210和212。然后，来自LNGC314a_314n之一或第三TIF310C的LNG可以再气化，并通过相关的第一和第二 TIF310a和310b以及输入码头302a和302b之一传输至各自的管线304a和304b。输入码头302a或302b的选择可以基于具有最大需求或提供最佳价格的码头。在一个优选的实施方式中，存在的TIF比存在的输入码头多一个。然而，应注意，TIF和输入码头的数目基于具体的配置可以是任何整数。
[0045]作为另一个非限制性实例，第一 TIF310a暂时系泊于第一输入码头302a并与之流体连通，并从第一 LNGC314a卸载LNG。第一 TIF310a再气化LNG并将该天然气通过第一输入码头302a送至第一管线304a。一旦第一 LNGC314a利用第一 TIF310a完成LNG卸载过程，它就离开第一输入码头302a并行进到输出码头以接收另外的LNG。与在第一输入码头302a处的操作同时，第二 TIF310b暂时系泊于第二输入码头302b并与之流体连通。第二TIF310b从第二 LNGC314b卸载LNG。第二 TIF310b再气化LNG并将此天然气通过第二输入码头302b送至第二管线304b。在此配置中，选择输入码头302a和302b以从LNGC314a_314n进行LNG卸载可以基于环境条件(例如在输入码头之一处的气候或波浪)或者甚至商业条件(例如相对于最佳市场的位置、合同义务等)。进一步，输入码头302a和302b可以都位于同一位置，仅仅为了提供双倍于单个输入码头可以供给的天然气体积到市场。
[0046]除了在选择LNG的输入码头时提供灵活性，该方法还基于替换在码头操作的现有TIF提供选择输入码头的灵活性。也就是说，作为运输船队300 —部分的第三TIF310C在行进通过开阔海域时可以选择输入码头302a或302b。这种选择可以基于需要使用或需要替换操作的TIF310a或310b之一。现有的TIF310a或310b可以离开它们各自的输入码头。然后，TIF310a或310b可以通过行进到输出码头以接收LNG而加入运输船队或者行进以在干船坞处接受维护。实际上，在TIF上进行的一些维护甚至可以在它正行进以从输出码头接收LNG的装船时进行。因此，使用多个TIF可以增强LNG的运输操作。
[0047]有利地，本发明通过安装两个或多个输入码头302a和302b以及三个或多个TIF310a-310c可以扩大。通过标准化系泊TIF于输入码头和转移天然气到该输入码头的方法(例如利用STL浮标)，TIF310a-310c可以重新定位于不同的输入码头位置302a和302b之间，以应对市场力量和当地气体价格。进一步，在多个输入码头利用TIF操作的情况，单个另外的TIF可以作为多个码头的替换TIF。这与利用单个输入码头的操作相比，提供了附加的成本节约益处，这是由于在多个项目中“共享” 了替换TIF的费用。
[0048]此外，应注意，其它流体货物可以代替LNG进行输送。例如货物可以包括C02、He或其它气体，这些可以在一定温度和压力下转化为液体。与上述系统和方法类似，两个或多个船只可以包括特定硬件，以管理到达管线的货物输送和流体货物再气化。例如，第一船只可以可操作地连接于码头，其中第一船只具有再气化设备、卸载设备、储罐和从第一船只转移再气化流体至码头的设备。然后，流体可以从一个或多个具有储罐的输送船只之一以及第二船只卸载到第一船只，第二船只具有再气化设备、卸载设备、储罐和将再气化流体从第二船只转移到码头的设备。第一船只在停泊和连接第二船只至码头之前或同时离开码头。然后，流体可以从输送船只之一和第一船只卸载到第二船只。
[0049]虽然本发明可以具有各种改动和替代形式，但上述示例性实施方式已经通过实例示出。然而，同样应理解，本发明不意图限于这里公开的【具体实施方式】。实际上，本发明包括落入如所附权利要求所限定的本发明精神和范围之内的所有改动、等价和替代方案。
【权利要求】
1.一种输入液化天然气(LNG)的方法,包括: 提供可操作地连接到输入码头的第一输入船只、输送LNG的第二输入船只、和输送船只，其中所述第一输入船只和所述第二输入船只的每一个具有再气化设备、LNG卸载设备、LNG储罐和天然气转移设备——以将天然气从所述第一输入船只或所述第二输入船只转移到所述输入码头，其中所述第一输入船只、第二输入船只和输送船只彼此分开； 确定所述第二输入船只或所述输送船只之一是否正在接近所述第一输入船只； 如果所述第二输入船只正在接近所述第一输入船只，则确定所述第二输入船只是否要替换所述第一输入船只； 如果所述第一输入船只要被所述第二输入船只替换，则断开所述第一输入船只与所述输入码头，连接所述第二输入船只到所述输入码头，并从所述输送船只卸载LNG到所述第二输入船只； 如果所述第一输入船只将保留在所述输入码头，则从所述第二输入船只卸载LNG到所述第一输入船只；和 如果所述输送船只之一正在接近所述第一输入船只，则连接所述第一输入船只至所述输送船只之一并且从所述输送船只之一卸载LNG到所述第一输入船只； 再气化所述第一输入船只上的所述LNG，以输送天然气到可操作地连接于所述输入码头的管线； 其中，所述再气化设备利用开环再气化系统和闭环再气化系统之一，和 卸载LNG包括储存至少一部分所述LNG在与所述输入码头相关联的LNG储罐中； 从输送船只卸载LNG到所述第二输入船只包括并列式卸载。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述再气化设备利用来自另一种液体的显热作为蒸发所述LNG的热源。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述再气化设备利用来自燃料燃烧的显热作为蒸发所述LNG的热源。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述再气化设备利用来自可冷凝液体的潜热作为蒸发所述LNG的热源。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述LNG卸载设备包括低温装载臂，以从所述第一输入船只转移所述LNG。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述LNG卸载设备包括低温软管，以从所述第一输入船只转移所述LNG。
7.根据权利要求1所述的方法，其中从输送船只卸载LNG到所述第二输入船只包括串列式卸载。
8.根据权利要求1所述的方法，其中从输送船只卸载LNG到所述第二输入船只包括水下低温流体转移系统卸载。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述LNG储罐包括球罐。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述LNG储罐包括薄膜罐。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述LNG储罐包括自支承式棱柱罐。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述LNG储罐包括组装式罐。
13.流体运输系统,包括:至少一个码头； 多个输送船只，其具有储罐并被设置来在开阔海域环境运输液化天然气(LNG);和 多个再气化船只，其中所述多个再气化船只中的每一个装备有再气化设备、LNG卸载设备、LNG储罐和天然气转移设备，并且所述多个再气化船只中的每一个被设置来在开阔海域环境运输LNG;并且 其中所述多个再气化船只的一个在开阔海域环境运输LNG，而所述多个再气化船只的另一个连接到所述至少一个码头的一个，以从所述多个输送船只之一和所述多个再气化船只的所述一个提供天然气到所述至少一个码头的所述一个， 所述再气化设备利用开环再气化系统和闭环再气化系统之一， 所述多个再气化船只被设置为: 与所述至少一个码头连接； 从所述多个输送船只的一个和所述多个再气化船只的所述另一个转移所述LNG ； 再气化提供自所述多个输送船只的一个和所述多个再气化船只的所述另一个的所述LNG ;和 将所述天然气转移 到所述至少一个码头，从输送船只卸载LNG到所述第二输入船只包括并列式卸载。
14.根据权利要求13所述的流体运输系统，其中所述至少一个码头包括一个或多个用于连接所述多个再气化船只的至少一个的水下转塔装载浮标。
15.根据权利要求13所述的流体运输系统，其中所述至少一个码头被固定在海底，并连接于提供天然气到陆上设备的管线。
16.根据权利要求13所述的流体运输系统，其中所述多个再气化船只的每一个还包括居住区、维护设施、安全系统、紧急逃离和撤退系统、后勤系统和发电室中的至少一个。
17.根据权利要求13所述的流体运输系统，其中所述再气化设备利用来自另一种液体的显热作为蒸发所述LNG的热源。
18.根据权利要求13所述的流体运输系统，其中所述再气化设备利用来自燃料燃烧的显热作为蒸发所述LNG的热源。
19.根据权利要求13所述的流体运输系统，其中所述再气化设备利用来自可冷凝液体的潜热作为蒸发所述LNG的热源。
20.根据权利要求13所述的流体运输系统，其中所述LNG卸载设备包括用于转移所述LNG的低温装载臂。
21.根据权利要求13所述的流体运输系统，其中所述LNG卸载设备包括用于转移所述LNG的低温软管。
22.根据权利要求13所述的流体运输系统，其中所述多个输送船只的所述一个和所述多个再气化船只的所述另一个以串列式卸载配置放置，以卸载LNG。
23.根据权利要求13所述的流体运输系统，其中所述多个输送船只的所述一个和所述多个再气化船只的所述另一个以水下低温流体转移系统卸载配置放置，以卸载LNG。
24.根据权利要求13所述的流体运输系统，其中所述LNG储罐包括球罐。
25.根据权利要求13所述的流体运输系统，其中所述LNG储罐包括薄膜罐。
26.根据权利要求13所述的流体运输系统，其中所述LNG储罐包括自支承式棱柱罐。
27.根据权利要求13所述的流体运输系统，其中所述LNG储罐包括组装式罐。
28.根据权利要求13所述的流体运输系统，其中所述至少一个码头包括两个或多个停泊结构。
29.根据权利要求28所述的流体运输系统，其中所述两个或多个停泊结构包括固定于海底的停泊系船桩、多点系泊系统、水下转塔装载系统以及它们的任何组合中的一种。
30.一种输送包括二氧化碳或氦的流体的方法，包括下列步骤: 将第一船只与码头连接，其中所述第一船只具有再气化设备、卸载设备、用于正被输送流体的储罐以及从所述第一船只转移再气化流体至所述码头的设备； 从具有储罐的多个输送船只之一和第二船只卸载所述流体至所述第一船只，其中所述第二船只具有再气化设备、卸载设备、用于正被输送流体的储罐以及从所述第二船只转移再气化流体至所述 码头的设备； 使所述第一船只离开所述码头； 使所述第二船只停泊在所述码头附近； 将所述第二船只与所述码头连接，其中在使所述第二船只停泊在所述码头和将所述第二船只与所述码头连接之前和同时之一的情况下，使所述第一船只离开所述码头； 从所述多个输送船只之一和所述第一船只卸载所述流体至所述第二船只， 其中从输送船只卸载LNG到所述第二输入船只包括并列式卸载。
【文档编号】B63B25/26GK103697326SQ201310444378
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2007年7月23日 优先权日:2006年9月11日
【发明者】W·S·马修斯, M·E·埃尔哈德特 申请人:埃克森美孚上游研究公司