JPH0417309B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、船上に設置されたタンク内を高圧下
にして石油とガスを荷づみしたり荷おろしする方
法に関する。本発明はとくに北海のいわゆる限界
領域を利用することを関連して開発されたもので
ある。

（従来の技術と問題点） 北海の発見個所から採取されたガスを経済的に
利用するには生産価格を高めないようなシステム
によりガスを回収して消費先まで輸送することが
必要である。すぐ思いつくやり方はパイプライン
を利用して輸送することであるが、ノルウエー海
峡のような物理的な制約と輸送量が十分に多くな
いこと等が上述のやり方を実現することを妨たげ
ている。したがつて、とくに発見個所の面積が比
較的狭いことを念頭において利用することができ
る代りのやり方を検討しなければならない。

沖合のガス及び石油の採取領域を利用すること
ができる程度はとりわけ回収と輸送システムの経
済性次第であり、また採取領域の大きさ、すなわ
ち、回収することができる石油とガスの量が重要
なパラメーターをなしている。採取領域が比較的
狭い場合、とくに簡単で安価な輸送方法を見つけ
ることができないときは、この採取領域を利用す
ることは不可能なことになろう。本発明者らが検
討した結果、高圧下で石油とガスを貯蔵して輸送
することが有利なやり方であることが判明したの
である。このやり方は、１つまたは複数の石油井
から採取された流体をすべて船上に設置された高
圧タンクに収容し、輸送後陸上に導びいて、圧力
の解除、分離、必要な処理等をほどこすことより
成るものである。陸上に設置されたプラトンは何
個所かの採取領域から運んできたものを処理する
ことができるようになつている。沖合の採取現場
用の装置は、石油とガスをタンカーに移送するた
め接続を行なううえで必要なものに限定すること
ができる。しかし、タンカーを石油井から離して
位置ぎめすることを必要とする場合、船上に設置
される装置は比較的進歩した舶用装置でなければ
ならない。別案として荷づみ用のプイを利用する
こともできる。

本発明は、高圧下で石油とガスを輸送すること
と関連して利用することができる方法に関し、荷
づみと荷おろしにさいして当業者が直面している
問題を解決する１つのやり方を提供しようとする
ものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、船上に設置されたタンク内の高圧に
して石油とガスを荷づみしたり荷おろしする方法
において、荷づみと荷おろしが個々のタンク内に
ある加圧された水などの液体を利用して行なわ
れ、荷づみしている間においては、加圧された液
体が入つたタンク又はタンク・グループに石油と
ガスが充填されると同時に、加圧された液体は次
に石油とガスが充填されるべき第２番目のタンク
又はタンク・グループに移送され、その後におい
て、前記第２番目のタンク又はタンク・グループ
に石油とガスが充填されると同時に、前記第２番
目のタンク又はタンク・グループに入つていた加
圧された液体は第３番目のタンク又はタンク・グ
ループに移送され、以降このような工程が継続さ
れ、荷おろししている間においては、タンク又は
タンク・グループの中に加圧された液体を導入す
ることによつてそのタンク又はタンク・グループ
から石油とガスが排出され、次のタンク又はタン
ク・グループから石油とガスを荷おろしするには
前記の石油とガスが排出されたタンク又はタン
ク・グループからの加圧された液体を前記次のタ
ンク又はタンク・グループに移送することによつ
て行なわれ、以降このような工程が継続されるこ
とを特徴とする。

本発明の方法は、石油と随伴ガスを取り扱かう
場合と、ガスを取り扱かうだけの場合の両方に採
用することができる。従つて、「石油とガス」と
いう記載は、「ガス」のみの場合も含むものとす
る。石油とガスの圧力は、通常、（小なくとも一
定の期間は）100バールより高い圧力に設定され
ている。しかし、本発明においては、容積膨脹に
より圧力を解除することにより約100バールまで
減圧することができれば、もつとも経済的な取扱
かいを行なうことができるものと考えられてい
る。

（本発明の作用及び効果） 本発明によれば、空のタンクを加圧充填するこ
とと関連した欠点を解消することができるととも
に、簡単な要領で荷おろしを実施することができ
る。

積荷を非加圧タンクに導びき入れる場合、制御
弁により約100バレルの初期圧力降下をはかろう
とすると、次のような不都合な結果が現われる。

第一に、多量の液体が蒸発して（フラツシユ・
ガスが発生するので）、タンクの容積を十分に利
用することができないことである。第二に、蒸発
にさいし熱が奪われるので、液体に随伴する水の
温度が下つて凍結することである。そして、第三
に、圧力降下が大きくなり、制御弁を通る流速が
（音速まで）非常に大きくなり、石油に随伴して
混在している砂の粒子のため取付金具類やパイプ
が非常に摩耗することである。流速が高いとキヤ
ビテーシヨンや騒音の問題も発生する。

上述の問題を回避するため、圧力媒体としてガ
スを使用し、荷づみのまえにコンプレツサにより
タンク内のガス圧力を約100バールに引き上げ、
同じコンプレツサにより加圧状態で積荷を陸上に
移送するようにされている。しかし、この方法を
実施するにあたつて多量のエネルギーを必要とす
るので、水を圧送する場合と比べ安全性の点から
好ましいことではない。水が充填されているタン
ク内の圧力をゼロから100バールに昇圧させるに
必要なエネルギーは比較的わずかですむ。

荷づみまたは荷おろしの流量はタンクから排除
される水の量またはタンクの中に導びき入れる水
の量を調節することにより制御することができ
る。したがつて、圧力降下が大きい場合でも上述
の流量制御の問題にわずらわされることはない。

荷づみの間、駆動圧力は石油井またはガス井か
ら“無料で”供給され、一方、荷おろしの場合、
駆動圧力はウオーター・ポンプにより維持され
る。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について
詳述する。

第１図、第２図及び第３図に示されているタン
カーは多数の独立したタンクを備えており、これ
らのタンクはグループ別に配置されていて、各グ
ループのタンクには特定の番号が付されている。
タンク１は比較的細長い直立したタンクとして作
られている。たとえば、タンクの直径は2m、高
さは22.5mである。これらのタンクの容積は約80
m³となつている。また使用圧力は100バールに設
計されている。

１つのタンク・グループ内のタンクはすべて、
並列に荷づみされるかあるいは荷おろしされる。
２つの主管路（図示せず）が敷設されていて、右
舷側にある一方のグループと左舷側にあるもう一
方のグループを同時に荷づみしあるいは荷おろし
することができるようになつている。図示の要領
でタンクを設置する以外、タンクを水平に並べる
とともに、前後の締切（cofferdams）間の長さ
にほぼ等しい長さに設計するようにしてもよい。

第４図は、海底に立設された回収設備にタンカ
ーを接続する要領を図解したものである。

第５図は、デリツク式ブイ設備で石油とガスを
荷づみするためにタンカーを保留する要領を図解
したものである。

第６図は、タンカーが陸上設備に接続されたと
ころを示している。

沖合設備に必要とされる装置のなかには荷づみ
用ブイ等に使用される集ガスシステムと水注入装
置を含めなければならない。陸上設備は従来のタ
イプのものであつて、処理プラント２と貯留設備
３を備えている。

高圧で荷づみしたりあるいは荷おろしすること
により得られる利点は明らかである。油井から直
接石油とガスを採取することができる。そして荷
づみサイトにタンカーが停留していない場合に
は、回収設備の稼働を“停止”させるようになつ
ている。荷づみの間タンカーを完全に無人状態に
してもよくあるいは最低必要員数の保守要員を待
機させるにとどめるだけでもよい。水注入装置
は、たとえば、タンカーの船上に設置するように
してもよい。したがつて、石油とガスを回収する
ために必要な経費の面で非常に有利である。

もつとも重要な装置ともつとも重要な構成要素
をフロー・ダイアグラムである第７ａ図を参照し
ながら説明する。この設備は、たとえば、280本
のタンクを備えた高圧運搬船用のものであつて、
各タンクの直径は2m、タンクの高さは22.5mで
ある。したがつて各タンクの容積は70m³である。
また設計使用圧力は100バールである。荷づみま
たは荷おろしに要する時間は約16時間に計算され
ており、タンク・グループ内のタンク当りの荷づ
みまたは荷おろしに要する時間は、１時間10分に
計算されている。タンクはグループに別けて配列
されており、各グループは10本のタンクから構成
されていて、このようなタンク・グループが28個
設置されている。フロー・ダイアグラムには各タ
ンク・グループを構成する10個のタンクのうち３
つが示されているにすぎない。１つのタンク・グ
ループ内のタンクはすべて並列に荷づみされある
いは荷おろしされる。右舷側にある１つのタン
ク・グループと左舷側にある１つのタンク・グル
ープを同時に荷づみしあるいは荷おろしすること
ができるよう２つの主管路が設けられている。こ
のフロー・ダイアグラムは、一方の側、たとえ
ば、右舷の側だけを示したものである。荷づみま
たは荷おろしの合計キヤパシテイは１時間当り約
1200m³である。

分岐管路を備えた次の主管路がタンク・グルー
プごとに取り付けられている。

−荷づみ兼荷おろし用管路 −ガス圧力管路 −ガス吸込管路 −水供給管路 −水排出管路 −安全弁管路 すなわち、いろいろな補助システムを除き、船
体に沿つて12の主ラインが敷設されているのであ
る。

タンク４はそれぞれ、３つのレベル・センサー
LSLとLSHとLSHHを備えている。これらのセ
ンサーを用いて石油と水とガスのレベルを記録す
ることができる。もつとも重要な弁はそれぞれ、
参照符号Ａ，Ｂ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ及びで表示さ
れている。当業者は公知の本システムに必要な制
御装置がこれらの弁に設けられている。

各タンクは、105バールに圧力が設定された２
つの安全弁と、警報と自動的な開弁のため前記の
圧力より若千低めに圧力設定されている圧力スイ
ツチPSを備えている。

流量制御弁はFCV−１で表示されている。こ
の流量制御弁FCV−１は荷づみまたは荷おろし
を制御するものであつて毎時700m³を通過させる
よう設計されている。開弁圧力は110バールであ
る。この弁FCV−１は複数の設定位置を備えて
おり、流量計測装置FIQC−１と圧力調節装置
PICS−１とにより分割される範囲内で制御され
ている。

第７ａ図は安定状態での航海中の使用状態を示
したものである。タンクはすべて、センサー
LSHにより検知されるレベルまで水で満たされ
ているタンク・グループ１のタンクを除き、非加
圧状態のガスで満たされている。

荷づみが始まるまえ、タンク・グループ１の弁
ＡとＢとを開弁することによりタンク・グルー
プ１内の圧力を高めるとともに、ウオーター・ポ
ンプ５を始動させる。このウオーター・ポンプ５
は（第７ｂ図の右上の隅に“ウオーター・タンク
より”の表現により表示されている）図示されて
いないウオーター・タンクより水を吸い込み、こ
れを弁１を介してタンク４に供給する。これによ
りタンク４内の液面レベルはガス体を圧縮しなが
ら上昇する。主管路６内に石油の圧力が現われる
と同時にガス体の圧縮がなされている。

タンク・グループ１内の水の圧力が石油の主管
路６内の圧力、すなわち、約100バールに等しく、
制御パネルに取り付けられているセレクター・ス
イツチを“自動荷づみ”に設定してあれば、好適
には計測装置とコンピユーター・システムにより
次の工程が自動的に実施されることになる（第７
ｃ図参照）。基本的にはマイクロプロセツサーよ
り成るコンピユーター・システムが設置されてい
るから、いろいろな荷づみまたは荷おろしにあわ
せて迅速に再プログラミングし、時間、成分、圧
力等に関するいろいろなパラメーターに適合させ
ることが可能である。ポンプ５は停止し、タン
ク・グループ１の弁ＥとＨは開弁する。タンク・
グループ２の弁ＡとＢとＧとＩも開弁する。タン
ク・グループ１の弁Ｉは閉弁している。グループ
１内のタンクは主管路６から伝達された圧力の作
用のもとにあり、そしてこの圧力は、流量制御弁
FCV−１に伝達される。

流量制御弁FCV−１は主として量モニターで
ある流量計測装置FIQC−１により制御され、該
量モニターである流量計測装置FIQC−１の設定
点はゼロから、たとえば、毎時600m³のごとき所
要の荷づみキヤパシテイまで徐々に調節されて荷
づみが継続される。もし、圧力が低下して、（た
とえば、95バールで）石油からガスが発生する危
険が生じた場合、一定の対抗圧力を保持するよう
圧力調整装置PICS−１が流量制御弁FCV−１の
制御を引き受ける。

約半時間内で右舷側のタンク・グループ１の荷
づみが終了すると、左舷側のタンク・グループ１
の荷づみが始められる。

タンク・グループ２の水面がセンサーLSHに
より検知されるレベルに達すると、このセンサー
LSHは弁Ａを閉弁する信号を発信する。弁Ａが
すべて閉弁すると、弁Ｇが閉弁し、弁Ａは開弁位
置を占める。タンク・グループ２内の圧力が上昇
しはじめ、水位が上昇し、ガスは圧縮状態とな
る。流量制御弁FCV−１前後の圧力差は減少し、
流量制御弁FCV−１は徐々に全開位置を占める。

タンク・グループ１に取り付けられているセン
サーLSHが“石油”信号を発信すると、弁Ａと
Ｂは閉弁し、またすべての弁が閉弁すると、弁Ｅ
とＨも閉弁する。タンク・グループ１の荷づみが
終了すると、タンク・グループ２の圧力は約100
バールとなる。

第７ｄ図に示されているように荷づみが継続さ
れる。タンク・グループ１の弁ＥとＨが閉弁する
と同時に、タンク・グループ２に設けられている
同様の弁Ｅ、Ｈも閉弁し、タンク・グループ３の
弁ＡとＢとＧとＩも閉弁する。タンク・グループ
２の充填が始まり、タンク・グループ３に作用す
る圧力により水がタンク・グループ３の中に圧入
され、一方、ガスはマストから押し出されて排気
されるか、あるいはガス・タンクの中に圧縮され
て貯留される。

主管路６とタンク・グループとの間の圧力差が
非常に大きい場合（たとえば、５バール以上）、
ウオーター・ポンプ５によりタンク内に圧力が発
生するまで充填は始まらない。最後のタンク・グ
ループのタンク内の水が圧力の作用をうけて独立
したウオーター・タンク（図示せず）内に押し込
まれる。

第７ｅ図は、荷おろしの間の状態を図解したも
のである。荷おろしを始めるまえ、すべての弁Ｅ
とＩが開弁されるので、タンク圧力に等しい対抗
圧力が主管路６に現われる。この状態が現われ
て、制御パネルに取り付けられているセレクタ
ー・スイツチを“自動荷おろし”にセツトする
と、次の工程が進行する。ウオーター・ポンプ５
が始動し、ウオーター・タンク（図示せず）から
水を吸い込む。水の管路内の圧力がタンク内の圧
力に等しくなると、タンク・グループ１の内の弁
ＡとＢが開弁し、荷おろしが始められる。量モニ
ターである流量制御装置FIQC−１の設定点が所
要の荷おろしキヤパシテイまで、たとえば、10本
のタンクにつき毎時700m³まで徐々に増加する。

上述のシステムから流出が生じることを防止す
るために必要な対抗圧力は陸上から制御される。

右舷側にあるタンク・グループ１の荷おろしが
約1/2時間継続したあと、左舷側にあるタンク・
グループ１の荷おろしが始まる。このようにして
１つのタンク・グループからのガスと別のタン
ク・グループからの石油とがつねに同時に荷おろ
しされるので、荷おろしの開始と停止時を除き荷
おろしの期間にわたつてほぼ一定の石油とガスの
成分割合で陸上設備へガスと石油を流すことがで
きることが利点である（第８図参照）。

レベル・センサーLSHHが“水”を指示する
と、弁Ａは閉弁し、これらの弁Ａがすべて閉弁す
るとタンク・グループ１の弁ＥとＩも閉弁する。

荷おろしの間の継続状態が第７ｆ図に示されて
いる。タンク・グループ１内の弁Ｈとタンク・グ
ループ２内の弁ＡとＢが開弁する。ウオーター・
ポンプ５はタンク・グループ１から水を吸いこ
み、タンク・グループ２から油を押し出す。この
荷おろしは流量制御弁FCV−１により制御され
ている。

タンク・グループ１内の圧力が４バール以下に
下がると、弁ＡとＦは開弁し、ガス・タンク（図
示せず）からのガスを入れることができるので、
ウオーター・ポンプ５の吸込側まで水を押し出す
と同時に、タンク・グループ１への石油の管路は
空になる。

タンク・グループ１内のレベル・センサーLSL
が“ガス”を指示すると、弁Ｂは閉弁し、これら
の弁Ｂがすべて閉弁すると、弁ＨとＦも閉弁す
る。タンク・グループ２内のタンクから石油が徐
徐に空になると、すなわち、レベル・センサー
LSHHが“水”信号を発信すると、弁Ａは閉弁
し、これらの弁Ａがすべて閉弁すると、弁ＥとＩ
も閉弁する。荷おろし作業の終了の状態は第７ｇ
図に示されている。タンク・グループ１から汲み
上げられたすべての水がタンク・グループ２内に
充填されてしまつた時に、この水は自動的にタン
ク・グループ３に更に汲み上げられ、石油は圧力
によつて陸上に押し出される。

タンク・グループ２内の圧力が４バール以下に
下がると、タンク・グループ１の弁ＡとＧは開弁
し、タンク・グループ２の弁ＡとＦも開弁する。
そしてコンプレツサ７が作動を開始する。かく
て、タンク・グループ１内の圧力は低下され、タ
ンク・グループ２内の圧力が維持されて水をウオ
ーター・ポンプ５まで押し上げる。同時に、タン
ク・グループ２への石油の管路から石油は空にな
る。タンク・グループ１の圧力がゼロに下がつた
時、弁ＡとＧは閉弁される。このような態様で、
荷おろしが完了した時にタンク４内は大気圧とな
つている。

荷おろし作業の間、タンク４を再充填するため
に必要な“追加的なガス”は陸上から供給される
か、又は運搬船上に設置された特別の圧力タンク
から供給される。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図と第３図はそれぞれ、石油とガ
スを高圧輸送するのに好適したタンカーを示した
側面図と横断面図と平面図である。第４図は、海
底から立設された沖合設備に接続されたタンカー
を示す。第５図は、デツキ式ブイ設備に接続され
たタンカーを示す。第６図は、陸上設備に接続さ
れたタンカーを示す。第７ａ図より第７ｇ図まで
は、タンカー上に設置されたタンク設備を図解し
たダイアグラムであつて、安定を保とうとしてい
る状態と荷づみ中の状態と荷おろし中の状態を図
解したものである。第８図は、荷おろし作業全体
を通じて石油とガスの混合物の比をできるだけ一
定に保つようにガスを荷おろしする状態を概念的
に図解したダイアグラムである。 １…比較的細長い直立したタンク、２…処理プ
ラント、３…貯留設備、４…タンク、５…ウオー
ター・ポンプ、６…主管路、７…コンプレツサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 船上に設置されたタンク内を高圧にして石油
   とガスを荷づみしたり荷おろしする方法におい
   て、荷づみと荷おろしが個々のタンク内にある加
   圧された水などの液体を利用して行なわれ、荷づ
   みしている間においては、加圧された液体が入つ
   たタンク又はタンク・グループに石油とガスが充
   填されると同時に、加圧された液体は次に石油と
   ガスが充填されるべき第２番目のタンク又はタン
   ク・グループに移送され、その後において、前記
   第２番目のタンク又はタンク・グループに石油と
   ガスが充填されると同時に、前記第２番目のタン
   ク又はタンク・グループに入つていた加圧された
   液体は第３番目のタンク又はタンク・グループに
   移送され、以降このような工程が継続され、荷お
   ろししている間においては、タンク又はタンク・
   グループの中に加圧された液体を導入することに
   よつてそのタンク又はタンク・グループから石油
   とガスが排出され、次のタンク又はタンク・グル
   ープから石油とガスとを荷おろしするには前記の
   石油とガスが排出されたタンク又はタンク・グル
   ープからの加圧された液体を前記次のタンク又は
   タンク・グループに移送することによつて行なわ
   れ、以降このような工程が継続されることを特徴
   とする方法。 ２ 荷づみまたは荷おろしがコンピユータによつ
   て制御され、該コンピユータは指示器から制御信
   号を受けて他のシーケンスを再プログラミングす
   るようになつている特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ３ 荷おろし作業の間、石油とガスの混合比は一
   定に保持され、並列に空にされるいろいろなタン
   ク又はタンク・グループは、荷おろし作業の最初
   は別として、同時にガスのみがすべてのタンク又
   はタンク・グループから荷おろしされることがな
   いように操作される特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載の方法。