一种可搬迁的混凝土人工岛制造技术

本发明专利技术涉及海上石油天然气开发所需的、可搬迁的固定式和浮式共两种混凝土人工岛，固定式用桩、浮式用系泊定位系统分别将岛体固定或系泊于海床上；它们具有钻井、原油、天然气、凝析油、ＬＰＧ和ＬＮＧ生产和液体产品储运，以及公用和生活的功能。人工岛的岛体为伸出水面的多种形式混凝土立式组合罐。上部设施安装在岛体的顶部；根据液体产品的不同，储存和装卸采用不同的“压载海水和储液等质量流率自动置换流程系统”。本人工岛建造和安装灵活，操作维护简单，安全环保，造价和操作费用低；一个油气田开发结束后，可以迁移至其它油气田重复使用；既可用于海上大型、生产寿命长的油气田的开发，又可用于小型、生产寿命短的油气田，尤其是边际油气田的开发。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海上石油天然气开发所需的、可搬迁的固定式和浮式共两种混凝 土人工岛，它具有钻井、石油天然气生产、液体产品储存的功能，固定式和浮式 分别适用于海上浅水和深水油气田的开发。
技术介绍
目前，适用于海上浅水油气田开发、具有储液功能的固定装置主要包括人 工岛、混凝土重力平台和申请人专利技术的"带海床储罐的坐底固定式平台"。人工 岛含大型吹填堆积型和小型混凝土预制型，它们都是永久设施，无法搬迁。混凝 土重力平台采用油水直接置换的方法储油，这一方法存在诸多缺点；平台依靠巨 大的重力坐落在海床上，搬迁和重复使用比较困难。小型混凝土人工岛和混凝土 重力平台类似，采用油水直接置换的方法储油，也需要较多的固定压载，依靠巨 大的重力坐落在海床上；二者的区别在于人工岛的储罐从海床伸出水面，重力平 台的储罐则位于水下、支腿伸出水面。带海床储罐的坐底固定式平台的下部结构 包括组合式储液罐和支腿，卸油需要采用多点或单点系泊装置，难以采用靠船墩 直接靠驳穿梭油轮的方案，结构相对比较复杂，靠驳卸油装载造价和操作费较高。 除采用带竹排式组合罐的固定平台外，带海床储罐的坐底固定式平台难以用于水 深在20米以内的海域。因此，在环境条件较好的浅水水域，带海床储罐的坐底 固定式平台仍具有局限性。适用于深水的浮式人工岛主要是圆柱形浮筒平台 (SSP—SEVAN STABILIZED PLATFORM),已有多个分别用于北海和巴西海域， 它采用和油轮相同的油水置换方法储油，压载海水卸载泵和原油卸载泵为深井泵 或传统的舱底泵，必须配备惰性气生成、分配和排放系统，设施和系统比较复杂， 建造和操作维护工作量较大。
技术实现思路
本专利技术采用申请人已申报的专利技术专利"液体水下储存、装载和外卸装置"的 两项核心技术——(1)"密闭气压连通式压载海水和储液等质量流率自动置换流 程系统"，用于储存、装卸普通常温液体；(2)"组合式储液罐"，以其中的立式 组合罐为本专利技术混凝土人工岛的岛体，同时本专利技术开发了适合于人工岛的"子母 式组合罐"。本专利技术同时采用申请人另一项专利技术专利"多功能海上基地和压载海 水与LNG或LPG等质量置换方法"的核心技术_一 "气压式压载海水和 LNG(LPG)等质量流率自动置换流程系统"和配套的用的组合罐，用于储存、 装卸LNG(LPG)。为了储存、装卸普通常温常压液体，本专利技术还可以采用与油轮 压载海水和货油系统相似的、海水和储液(等质量流率)置换流程，简称"常规 置换流程系统"。上述三种流程系统统称"压载海水和储液等质量流率自动置换 流程系统"。两种人工岛的岛体均伸出水面，具有足够高的干舷。 附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。图1是可搬迁的固定式混凝土人工岛的正视图。图2是一个包含钻井、原油生产、伴生气回收的浅海油气田开发生产全套装 置的平面示意图。图3是图2的人工岛l一l岛体所采用的"立式圆筒形单组储液单元组合罐"图，其中图3 — 1是正剖面图，图3—2是图3 — 1的A—A剖视图。图4是图2的人工岛l一2岛体所采用的"立式(六边形)蜂窝状多组储液单元组合罐"图，其中图4一1是俯视图，图4一2是半边剖面的正视图(B-B剖)，图4一3是图4一2局部放大图C (LPG储罐罐壁结构)，图4一4是图4—2局部放大图D (LNG储罐罐壁结构)。图5是子母式组合罐图，其中图5—1是俯视图(A—A咅D,图5—2是半边剖面的正视图(B—B剖)。图6是可搬迁的浮式混凝土人工岛的正视图。图7是轮圈式固定压载舱图，其中图7—1是俯视图，图7—2是图7—1 的半边剖面的正视图A—A剖放大图。 图中l.固定式人工岛，其中，l-l.具有钻井、原油生产和储运、公用设施和生活 设施等多种功能的混凝土固定式人工岛，l-2.具有伴生气处理、凝析油和LPG回 收、天然气液化、凝析油储运、LPG和LNG储运等多种功能的混凝土固定式人 工岛；2.岛体组合罐；3.桩、水下桩或吸力锚；4.上部设施；5.海水压载舱；6. 储液舱；7.外突裙边底部固定压载舱；8丄PG组合罐；9.凝析油组合罐；IO丄NG 组合罐；ll丄NG或LPG储罐的混凝土或玻璃钢保护罐12丄PG储罐的钢罐； 13丄NG储罐的外钢罐；14.LNG储罐的真空隔热技术所需的材料；15丄NG储 罐的内钢罐；16.系缆墩；17.艏缆；18.穿梭油轮、LNG或LPG运输船；19.栈桥； 20.安装于海床上的水下竹排式组合式储油罐；21.艉缆；22.子母式组合罐，22 —l.母罐，22—2.子罐；23.浮式人工岛；24.系泊腿定位系统；25.轮圈式固定压 载舱兼底部裙边阻尼板；26.轮圈式固定压载舱舱体；27.连接钢结构；27_1. 辐射状径向连接板；27—2.上方斜拉杆。 压载海水和储液等质量流率自动置换流程系统根据液体产品的性质，本专利技术人工岛液体产品的储运可采用上述三种流程系 统中的任一种或二种。用于储存、装卸常温普通液体，如原油和凝析油的压载海 水和储液置换流程系统，既可采用"密闭气压连通式压载海水和储液等质量流率 自动置换流程系统"，也可采用"常规置换流程"。二者均包含海水压载泵、海水 卸载泵、储液装载泵、储液卸载泵和相应的管路、阀门和控制系统。后者海水压 载舱和储液舱之间没有自动开关阀连通，两舱内部液面之上的气体不是密闭连通 带压惰性气体，而必须配置专用的惰性气体生成、补给和排放设备和系统。因此， 后者的技术经济性远远不如前者。用于储存、装卸LNG(LPG)的压载海水和储液 置换流程系统，采用"气压式压载海水和LNG(LPG)等质量流率自动置换流程系 统"。有关"密闭气压连通式压载海水和储液等质量流率自动置换流程系统"，有 关"气压式压载海水和LNG(LPG)等质量流率自动置换流程系统"，可分别参阅 专利技术专利"压载海水和储液置换方法、组合罐和液体水下储运装置"和专利技术专利 "多功能海上基地和压载海水与LNG或LPG等质量置换方法"，不再赘述。 组合式储液罐本专利技术选用的专利技术专利"压载海水和储液置换方法、组合罐和液体水下储运 装置"所涉及的4种立式混凝土组合罐，以及专利技术专利"带水下储罐的浮式平台" 所涉及的多层圆塔状多组储液单元混凝土组合罐，作为人工岛的岛体，均为立式 罐中罐结构，形成了5种不同形式的人工岛。这5种混凝土组合罐是立式圆筒形单组储液单元组合罐(参见图3);立式花瓣圆筒形单组储液单元组合罐；立式花瓣圆筒形多组储液单元组合罐；立式(圆形或正多边形)蜂窝状多组储液单元组合罐(参见图4); 多层圆塔阶梯状多组储液单元组合罐。有关组合罐的结构形式、技术要素和特点、设计建造的最重要的要求，可参 阅上述两个专利，不再赘述。其中，立式蜂窝状多组储液单元组合罐的中心小组 合罐(参见图4)的海水压载舱还可以取消，仅保留一个中心储液舱，而以周边 连续分布的小组合罐和中心储液舱形成的密闭空间为中心储液舱的海水压载舱。 固定式和浮式人工岛均可采用外突裙边形固定压载舱7，浮式人工岛还可采用轮圈式固定压载舱25。需要注意的是，当组合罐为多组储液单元时，岛体组合罐必须在水平面上保持结构的几何对称性和装载的对称性，以保证在储运作业过程 中，操作重心和岛体的浮心在同一条垂线上。上述组合罐用于储存LNG或LPG时，位于混凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可搬迁的混凝土人工岛，包括固定式和浮式两种型式，它们的岛体为混凝土立式组合罐，上部设施安装在岛体组合罐顶部，组合罐可根据需要设置固定压载舱；为了保证在储液装载和卸载作业的过程中，人工岛的操作重量不变，它们都采用“压载海水和储液等质量流率自动置换流程系统”。其技术特征在于：它们的岛体均伸出水面，岛体具有足够高的干舷，减少或避免岛体顶部上浪；上部设施的底层甲板和组合罐顶部之间的距离必须保证在设计海况条件下底层甲板不得上浪，且不小于最小的安全距离。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴植融，
申请(专利权)人：吴植融，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]