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Title:
METHOD AND INSTALLATION FOR LOADING AND UNLOADING COMPRESSED NATURAL GAS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/027455
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and an installation for loading and unloading compressed natural gas on ships (24), said ships being suitable for sea navigation and comprising receiving means (28), said compressed natural gas being storable in tubes (30), installed on said receiving means (28). The installation comprises fixed containers (26) for housing said tubes (30), support means (10, 12) to hold a container (26) supported above the sea surface at a given height, means for lowering said receiving means (28), such as to carry the same below said fixed container (26) and to lift said receiving means (28) such as to lift said fixed container (26) above said given height such as to support the same on said receiving means (28).

Inventors:
THOMAS PIERRE-ARMAND (FR)
Application Number:
PCT/FR2005/002120
Publication Date:
March 16, 2006
Filing Date:
August 22, 2005
Export Citation:
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Assignee:
TECHNIP FRANCE (FR)
THOMAS PIERRE-ARMAND (FR)
International Classes:
B63B27/24
Domestic Patent References:
WO2003013951A22003-02-20
Foreign References:
US20040045490A12004-03-11
EP1428748A12004-06-16
EP1400442A12004-03-24
Attorney, Agent or Firm:
Bertrand, Didier (38 avenue Hoche, Paris, FR)
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Description:
Méthode et installation de chargement et déchargement de gaz naturel comprimé

La présente invention se rapporte à une méthode et une installation de chargement et déchargement de gaz naturel comprimé, sur des navires. Contrairement au transport du gaz naturel sous une forme liquide qui requiert de gros moyens techniques notamment pour abaisser sa température à la température de liquéfaction soit -1630C, le transport du gaz naturel sous une forme comprimée est lui, pour les faibles distances, beaucoup plus économique. Ainsi, le gaz naturel est stocké dans des tubes dans lesquelles on le comprime entre 200 et 300 bars. Les navires comprennent alors des moyens de réception auxquels sont solidarisés lesdits tubes. Ainsi, les navires sont adaptés au transfert de gaz naturel comprimé d'une zone de chargement situé au voisinage d'un gisement sous-marin par exemple, vers une zone de déchargement, par exemple une installation portuaire. Toutefois, un inconvénient de cette méthode réside dans les temps d'immobilisation des navires pour procéder au chargement ou remplissage et au déchargement ou vidange de ces tubes. En effet, les navires doivent être nécessairement immobilisés durant toute l'étape de déchargement qui peut durer plusieurs jours. On pourra notamment se référer au document EP 0 333 951 dans lequel il est décrit un navire sur lequel sont montés des tubes et qui permet la mise en œuvre d'une telle méthode. Un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention, est alors de fournir une méthode et une installation de chargement et de déchargement de gaz naturel comprimé, qui permette de diminuer les temps d'immobilisation des navires et donc de diminuer les coûts de transfert du gaz naturel entre le gisement et l'installation portuaire. Dans ce but, et selon un premier objet la présente invention propose une méthode de chargement et déchargement de gaz naturel comprimé sur des navires, lesdits navires étant adaptés à naviguer à la surface de la mer et comportant des moyens de réception, ledit gaz naturel comprimé étant susceptible d'être stocké dans des tubes installés sur lesdits moyens de réception ; selon l'invention ladite méthode comprend les étapes suivantes : on monte lesdits tubes dans des conteneurs amovibles de façon à permettre le chargement et le déchargement desdits tubes sur lesdits moyens de réception ; on maintient un conteneur amovible en appui sur lesdits moyens de réception au-dessus d'un niveau déterminé supérieur à celui de la surface de la mer ; et, on abaisse lesdits moyens de réception pour les porter en dessous dudit niveau déterminé, tandis qu'on maintient ledit conteneur amovible en appui au-dessus de la surface de la mer et audit niveau déterminé de façon à libérer lesdits moyens de réception. Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans le mode d'installation des tubes regroupés dans des conteneurs et dans la mise en oeuvre de moyens de réception du navire mobiles verticalement, qui permettent d'abaisser ou soulever le conteneur amovible en appui au- dessus de la surface de l'eau pour le charger ou le décharger. De la sorte, il n'est nul besoin d'immobiliser un navire durant la phase de déchargement du gaz comprimé, puisqu'il est maintenant possible de maintenir le conteneur amovible en appui dans la zone portuaire tandis que le navire peut être utilisé pour d'autres tâches et en particulier comme on l'expliquera ci-après, pour transporter un conteneur amovible de la zone portuaire vers le gisement. Selon une première variante de réalisation de l'invention, particulièrement avantageuses, lesdits navires comportant des ballasts, on remplit lesdits ballasts pour abaisser lesdits moyens de réception et on vide lesdits ballasts pour remonter lesdits moyens de réception. Ainsi, grâce au système des ballasts couramment utilisé, on abaisse simplement les moyens de réception en remplissant les ballasts d'eau de mer pour immerger sensiblement le navire dans l'eau. Les moyens de réception étant solidaires du navire, ils s'abaissent à mesure que le navire s'enfonce. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, non moins avantageuse, lesdits navires comportant des moyens de levage desdits moyens de réception, on actionne lesdits moyens de levage pour abaisser lesdits moyens de réception et pour remonter lesdits moyens de réception. De la sorte, les moyens de réception sont susceptibles d'être actionnés et entraînés en mouvement par rapport au navire. Pour décharger un conteneur, initialement en appui sur lesdits moyens de réception au-dessus dudit niveau déterminé, on abaisse lesdits moyens de réception de manière à porter ledit conteneur en appui au-dessus de la surface de la mer audit niveau déterminé et on libère lesdits moyens de réception. A l'inverse, afin de charger un conteneur amovible sur un navire et de façon avantageuse, on abaisse lesdits moyens de réception pour les porter sous ledit conteneur et on remonte lesdits moyens de réception pour porter ledit conteneur en appui sur lesdits moyens de réception et pour soulever ledit conteneur au-dessus dudit niveau déterminé. Ensuite, une fois chargé, le navire est susceptible de transporter le conteneur où on le souhaite et en particulier ici, comme on l'expliquera ci-après, dans la zone de gisement. Selon un autre objet, la présente invention propose une installation de chargement et déchargement de gaz naturel comprimé sur des navires, lesdits navires étant adaptés à naviguer à la surface de la mer et comportant des moyens de réception, ledit gaz naturel comprimé étant susceptible d'être stocké dans des tubes installés sur lesdits moyens de réception ; ladite installation comprenant : des conteneurs amovibles adaptés à loger lesdits tubes de façon à permettre le chargement et le déchargement desdits tubes sur lesdits moyens de réception ; des moyens d'appui pour maintenir un conteneur amovible en appui au- dessus de la surface de la mer à un niveau déterminé ; des moyens pour abaisser lesdits moyens de réception de façon à les porter sous ledit conteneur et pour remonter lesdits moyens de réception de façon à soulever ledit conteneur au-dessus dudit niveau déterminé et de manière à le porter en appui sur lesdits moyens de réception. Ainsi, une autre caractéristique de l'invention réside dans la mise en œuvre de conteneurs amovibles contenant les tubes et de moyens d'appui pour maintenir un conteneur amovible au-dessus de la surface de la mer, de façon à pouvoir insérer les moyens de réception du navire sous le conteneur. De la sorte, les moyens de réception sont adaptés à être remontés pour venir en appui contre le conteneur de façon à transférer les appuis du conteneur, des moyens d'appui vers les moyens de réception. Ainsi, le conteneur est alors entièrement supporté par les moyens de réception et le navire est susceptible de véhiculer le conteneur. Selon une première variante de réalisation de l'invention particulièrement avantageuse, lesdits navires comportent des ballasts pour abaisser lesdits moyens de réception en remplissant lesdits ballasts et pour remonter lesdits moyens de réception en vidant lesdits ballasts. Ainsi, grâce à des moyens de pompage adaptés, les ballasts sont susceptibles d'être remplis d'eau de mer pour enfoncer sensiblement le navire dans l'eau, puis d'être vidés pour remonter le navire et par là- même, les moyens de réception. Selon une seconde variante de réalisation de l'invention, lesdits navires comportent des moyens de levage desdits moyens de réception adaptés à être actionnés pour abaisser lesdits moyens de réception et pour remonter lesdits moyens de réception. Ainsi, les moyens de réception sont adaptés à être entraînés verticalement par rapport au navire, et notamment à être remontés pour venir supporter le conteneur initialement en appui sur les moyens d'appui. Avantageusement, ces derniers comprennent un châssis adaptés à reposer au fond de la mer, ledit châssis présentant des montants qui comportent une extrémité libre de réception apte à émerger à la surface de la mer. Ainsi, les moyens d'appui, pour maintenir les conteneurs en appui au-dessus de la surface de la mer, sont généralement installés près des côtes où la profondeur d'eau est relativement faible, et ils présentent des extrémités libres de réception qui émergent de l'eau et sur lesquels des moyens complémentaires solidaires des conteneurs sont susceptibles de venir s'encastrer. Selon un mode de mise en œuvre de l'invention particulièrement avantageux, ledit châssis présente deux rangées de montants sensiblement parallèles et espacées l'une de l'autre adaptées à coopérer avec un conteneur. Ainsi, les deux rangées sont espacées de telle sorte que le navire puisse venir s'amarrer entre les deux, et comme on l'expliquera plus en détail dans la suite de la description, le conteneur présente une embase qui s'étend de chaque côté du navire et qui est adapté à venir coopérer avec les extrémités libres de réception des montants. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la Figure 1 est une vue schématique partielle en perspective d'un élément de l'invention ; - la Figure 2 est une vue schématique en coupe droite verticale de l'élément tel qu'illustré sur la Figure 1 et sur laquelle est rapporté un autre élément, durant une première phase de mise en œuvre ; - la Figure 3 est une vue schématique en coupe longitudinale verticale de l'ensemble illustré sur la Figure 2 ; - la Figure 4 est une vue schématique en coupe longitudinale verticale de l'ensemble illustré à la Figure 3, selon une deuxième phase de mise en oeuvre ; - la Figure 5 est une vue schématique en coupe droite verticale de l'ensemble illustré sur la Figure 4 ; - la Figure 6 est une vue schématique en coupe longitudinale verticale des éléments de l'invention selon une troisième phase de mise en œuvre. La Figure 1 montre un châssis 10 équipé de deux rangées parallèles 11 , 13 de trois montants 12. Les montants 12, présentent une première extrémité inférieure 14 adaptée à venir en appui sur un fond marin 15, et une extrémité libre de réception 16 susceptible d'émerger au-dessus de la surface de la mer. En outre, cette extrémité libre de réception 16 présente une échancrure dont on décrira la fonction ci-après. Ce type de châssis 10 étant adapté à être installé près des côtes à proximité d'un port, où la profondeur d'eau y est relativement faible, de l'ordre de la dizaine de mètres, les montants 12 présentent une longueur sensiblement supérieure à cette hauteur d'eau. En outre, ces montants 12 sont relativement résistants et leur aptitude au fléchissement est faible. Par ailleurs, ils sont susceptibles d'être maintenus entre eux en position fixe et verticalement grâce à des entretoises 18 qui les relient dans leur partie inférieure située au voisinage du fond marin. On retrouve sur la Figure 2, à laquelle on se référera maintenant, le châssis 10 en coupe droite verticale au niveau de deux montants 12 des deux rangées parallèles 11, 13. Le châssis 10 repose sur le fond marin 15 et les montants 12 sont espacés l'un de l'autre de manière à ménager un espace libre supérieur 20 et à émerger au-dessus de la surface de la mer 22. Ledit espace libre supérieur 20 est bien évidemment suffisamment grand pour recevoir le navire. Par ailleurs, cette Figure illustre en coupe droite un navire 24 flottant à la surface de l'eau entre les deux rangées 11 ,13 de montants 12, sur lequel est chargé un conteneur amovible 26. Le navire présente ici des ballasts non représentés qui permettent l'immersion partielle et sensible du navire 24 dans l'eau par remplissage desdits ballasts et inversement l'émersion du navire 24 par vidange des ballasts Le conteneur amovible 26 présente une embase 27 et le navire 24 présente des moyens de réception 28 adaptés à supporter l'embase 27. En outre, des tubes 30 sont étendus dans le conteneur amovible 26 de manière à pouvoir stocker le gaz naturel comprimé. Par ailleurs, l'embase 27 est prolongée verticalement et latéralement par des montants 32 permettant de maintenir les tubes 30 et elle est prolongée latéralement par des moyens supports 34 étendus en saillie latérale du navire 24, de part et d'autre de façon à venir en regard des extrémités libres de réception 16 émergées des montants 12. Les moyens supports 34, comportent des ergots de positionnement 36 adaptés à être engagés dans les échancrures des extrémités libres de réception 16. On retrouve sur la Figure 3 le navire 24 à la surface de la mer 22, entre les deux rangées de montants 12 et supportant le conteneur amovible 26 dans une position telle que, les supports 34 de chacun des bords latéraux de l'embase 27 soient respectivement situés au droit des montants 12 des rangées 11 , 13 de montants 12. Dans cette première phase de mise en œuvre, le navire 24 transporte par exemple un conteneur 26 plein, et il vient le libérer pour en reprendre un vide. Ainsi, ses ballasts sont vides et il est dans une position émergée. À partir de cette position, le navire 24 est guidé de manière à ce que les ergots de positionnement 36 soient situés exactement au droit des échancrures des extrémités libres 16 des montants 12. Ensuite, les ballasts sont progressivement remplis pour immerger partiellement le navire 24 et de manière à abaisser les moyens de réception 28. De la sorte, ainsi que l'illustre les figures 4 et 5, les ergots de positionnement 36 viennent s'engager dans les échancrure des extrémités libres 16 et lorsque les ballasts sont suffisamment remplis la charge du conteneur 26 est entièrement transférée sur les montants 12 du châssis 10, tandis que les moyens de réception 28 sont libérés. À partir de cette position, le navire 24, libéré de son conteneur 26 est entraîné en translation parallèlement aux rangées 11, 13, selon la flèche F illustrée sur la Figure 4. Le conteneur 26 est alors entièrement solidaire du châssis 10 par l'intermédiaire de ses montants 12 tel que l'illustre la Figure 6. Et le navire 24 est ensuite susceptible d'être engagé dans un autre châssis supportant lui un conteneur amovible vide, pour inversement, charger le conteneur en vidant alors les ballasts remplis dans la phase précédente. Ainsi donc, l'invention concerne une méthode et une installation de chargement et déchargement de gaz naturel comprimé sur des navires, lesdits navires étant adaptés à naviguer à la surface de la mer et comportant des moyens de réception mobiles verticalement par rapport à la surface de la mer, ledit gaz naturel comprimé étant susceptible d'être stocké dans des tubes montés dans des conteneurs, lesdits conteneurs étant installés sur lesdits moyens de réception, lesdits moyens de réception étant adaptés à être abaissés pour être portés sous un conteneur amovible et à être remontés pour soulever ledit conteneur de façon à le porter en appui sur lesdits moyens de réception ; et l'installation comprend des moyens d'appui pour maintenir ledit conteneur en appui au-dessus de la surface de la mer à un niveau déterminé, de façon à pouvoir porter lesdits moyens de réception sous ledit conteneur et à pouvoir soulever ledit conteneur au-dessus dudit niveau déterminé. Selon un autre mode de mise en œuvre de l'invention, non représenté, le navire comporte des moyens de réception mobiles susceptibles d'être entraînés en translation verticale par des moyens de levage. Dans une variante de réalisation particulière, ses moyens de levage présentent des crémaillères mobiles verticalement et solidaire des moyens de réception, lesdites crémaillères étant engagées dans des mécanismes d'entraînement solidaires dudit navire. Selon encore un autre mode de mise en œuvre, l'invention concerne une méthode de chargement et déchargement, ledit gaz naturel étant susceptible d'être chargé dans une zone de chargement par exemple au droit d'un gisement sous-marin, et déchargé dans une zone de déchargement par exemple une installation portuaire. Selon l'invention, on fournit un premier et un second navires et, un premier, un deuxième et un troisième conteneurs. On charge le gaz naturel dans ledit premier conteneur amovible en appui sur les moyens de réception dudit premier navire qui est situé dans ladite zone de chargement et simultanément on décharge le gaz naturel du deuxième conteneur amovible situé en appui au-dessus de la surface de la mer dans ladite zone de déchargement, tandis qu'on transfert ledit troisième conteneur avec ledit second navire de l'une desdites zones vers l'autre. En outre, on installe dans la zone de déchargement au moins une paire de moyens d'appui constituée de premiers moyens d'appui et de seconds moyens d'appui. Soit, le second navire quitte la zone de déchargement avec un conteneur vide dans le but de rejoindre la zone de chargement, et alors, lorsque le second navire arrive dans la zone de chargement il prend la place du premier navire afin de procéder au remplissage du troisième conteneur, ledit premier navire transfert alors le premier conteneur plein vers la zone de déchargement. Soit le second navire quitte la zone de chargement avec un conteneur amovible plein pour rejoindre la zone de déchargement, et alors, lorsque le second navire arrive dans la zone de déchargement avec son troisième conteneur plein il le porte en appui sur les moyens d'appui disponibles puis il procède au chargement du second conteneur qui lui est vide et repose sur les autres moyens d'appui pour le transférer dans la zone de chargement. Ainsi, grâce à l'invention on dépose un conteneur de tubes pleins de gaz comprimé dans une installation portuaire puis on récupère un autre conteneur de tubes vides afin de pouvoir aller les remplir au voisinage d'un gisement. De la sorte, en mobilisant deux navires et trois conteneurs de tubes il est possible de prévoir une rotation des navires sans interruption pour effectuer le transfert de gaz comprimé et en conséquence de limiter les coûts d'immobilisation de ces navires. Au surplus, une telle méthode permet de limiter les risques lors du déchargement dans une installation portuaire puisque les conteneurs sont maintenus en appui au-dessus de la surface de l'eau à une distance déterminée des installations sensibles du port. Par ailleurs, on prévoit de substituer les moyens de ballastage et de déballastage ou les crémaillères et les moyens d'entraînement par des vérins hydrauliques. Bien évidemment, il est également possible de combiner ces moyens afin d'optimiser le déchargement et le chargement des conteneurs. De plus, les bateaux sont équipés d'un système de compression pour comprimer le gaz lors de son chargement dans les tubes et habituellement, chaque conteneur amovible est équipé d'un système de décompression. Il est également envisageable de n'utiliser qu'un système de décompression puisque seul un conteneur de tubes est déchargé à la fois.