一种置于深海海底的圆柱体储油装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于海洋工程技术领域，涉及一种置于深海海底的圆柱体储油装置，为双层、无底的圆柱体形式钢结构，包括双层圆形甲板和沿高度方向的内外两层环向钢板，在环向钢板的底部设置有底板圆环；在甲板的内层板和外层板之间设置有径向和环向的封闭水密舱壁，径向的人孔舱壁和径向钢质骨材；在内外两层环向钢板之间设置有环向封闭水密舱壁和高度方向钢质骨材，在环向钢板的内层板、外层板以及封闭水密舱壁上均焊接有钢质骨材；甲板和环向钢板的内层板为水密焊接钢板结构；其隔油系统包括油膜、隔油板和隔油夹层。本实用新型专利技术的储油装置内部可以与外部联通，使得装置本身不需要承受海底的巨大压强，并且防止生产出来的原油对海水以及海底土壤的污染，安全实用。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于海洋工程领域，具体涉及一种置于深海海底的新型圆柱体储油装 置，适用于深海开发中原油的储存。
技术介绍
石油和天然气在能源结构中占有相当重要的地位。当陆上油气资源经过长期、大 规模开采之后，世界范围内的油气勘探与开发走向了广阔的海洋，并逐渐形成了投资高、风 险大、高新技术密集的能源工业新领域。随着海洋石油开发由近海向远海、深海海域发展， 原油的储存也由陆上储油发展到海上储油。海上储油又可分为水上储油、水面储油和水下 储油三种主要方式。水上储油指将储油罐设置在平台上，如中国渤海埕北油田。这种储油方式容量受 限，工程投资大，不经济，仅适用于浅水域、产量低的小油田。水面储油指采用油轮或油驳储油，广泛应用于浮式生产系统上。该储油方式容量 大、机动灵活，但易受海况变化的影响。水下储油指将油罐坐落在海床上，或潜入水下。该储油方式的特点是安全、费用 低、容量大，能够适应海上石油开发向远海、深海发展及构建水下生产系统的需要。水下储油由于储油设备位于水面以下，与火源、雷电隔离，不仅油气损耗小而且不 易着火，具有天然的防爆性能，在海况恶劣时油井也可连续生产；由于波浪能量主要集中在 水面附近，油罐置于水下避开了波浪的主要作用，受波浪力小。此外，与水上储油相比，水下 油罐可以节省昂贵的平台建造费用，且罐容不受限制，具有巨大的储油能力。例如，在北海 水深220m处安装的GullfahsC混凝土平台，罐容达140万立方米。该平台利用储罐的罐体 作平台基础，支撑上部甲板发展成钻、采、储多功能重力式平台。这种结构型式建造经济，使 用安全，便于管理操作，费用低。水下储油一般采用油水置换工艺。利用油水重度差的原理，采用进油排水、进水排 油的工艺流程这样可使储罐保持充满液体的状况，克服罐体排空时的巨大浮力，减少罐体 内外壁的压差，从而减少结构物的压载量及建筑材料的用量，达到良好的工作状况。采用油 水置换工艺，由于罐体保持充满液体状况，还可省去常规储油方式所需的安全防爆系统装置。
技术实现思路
本技术提出的一种适用于深海海底的圆柱体形式的大型储油装置及使用方 法，以克服深海储油装置强度不足以及生产出的原油对海水污染等问题，满足海上平台短 期的储油需求。为此，本技术采用如下的技术方案一种置于深海海底的圆柱体储油装置，其特征在于，该装置为双层、无底的圆柱体 形式钢结构，包括双层圆形甲板和沿高度方向的内外两层环向钢板，在环向钢板的底部设置有底板圆环；在甲板的内层板和外层板之间设置有径向和环向的封闭水密舱壁，径向的 人孔舱壁和径向钢质骨材；在内外两层环向钢板之间设置有环向封闭水密舱壁和高度方向 的钢质骨材，在环向钢板的内层板、外层板以及封闭水密舱壁上均焊接有钢质骨材；甲板和 环向钢板的内层板为水密焊接钢板结构；其隔油系统包括油膜、隔油板和隔油夹层，隔油夹 层为一块环形金属板，其外环边缘与装置环向钢板的内层板水密焊接相连，其内环边缘与 油膜连接，在隔油夹层下方放置有一个材料密度介于海水和原油之间的隔油板，该隔油板 为圆形，其半径小于隔油夹层的内环半径，使隔油板在舱室内能自由上下浮动，油膜为连接 隔油板与隔油夹层的膜构件，用于隔开上层原油和下部海水。作为优选实施方式，本技术的储油装置的入油口和出油口位于圆形甲板上， 呈中心对称分布；所述的储油装置的半径X高=20mX 26m，隔油板的材料密度介于海水和 原油之间，半径为18m，隔油夹层位于储油装置内部14m高程处；各个外层板、内层板以及底 板圆环的厚度均取12mm，所述的钢质骨材均为L型钢，抗弯截面模量W = 288cm3，惯性矩I =1324. 8cm4，其尺寸为 160mmX IOOmmX 14mm。本技术所设计的一种适用于深海高压环境的储油装置，通过自安装整体沉贯 储油、装置内设有隔油系统的两方面创新设计，克服了深海储油装置强度不足以及生产出 的原油对海水污染等问题，满足了海上平台短期的储油需求。将储油装置应用于更深的海 况，解决了工程实际中深海结构承压的技术难题，提供了一种新的水下储油生产模式，有利 于深海油气的勘探开发。水下储油生产模式是将海底井口生产的原油直接储存到水下储油 装置中，生产区设小型浮式系泊装置，原油外输软管接到该系泊装置上，穿梭油轮也停靠于 此以实现原油转运。这种隔离式油水置换水下储油技术基本不受水深限制，造价不会随水 深增加急剧升高，适于深海应用，并且与浮式储油相比，水下储油装置受冰力、波浪力作用 小，结构强度要求低，同时具备可移动的优点。造价可大幅降低，避免避风停产。技术 中所采用的构件均为标准构件，无需特殊制造，从而大大节省工程成本。本技术为深海 石油开发提供了一种经济可靠的开发装置与方案。本技术提出的在深海海底设置的适用于深海高压环境的储油装置，其储量初 步目标为两万立方米。将它放置在油田附近进行储油，整个生产系统中，不需要FPSO参与， 这样可大大节省石油开采的费用。此外，由于储油装置的可重复使用性以及新开发模式的 特点，很多浅海边际油田也有开发利用本技术的价值。此储油装置所使用隔油系统中的油膜和隔油板可以隔开原油和海水。此油膜和隔 油板可以上下浮动，以满足储油装置中油量的变化。这样，储油装置内部可以通过出水口与 外部联通，使得装置本身不需要承受海底的巨大压强，并且防止生产出来的原油对海水以 及海底土壤的污染，安全实用。附图说明图1圆柱体储油装置整体设计图。图2圆柱体储油装置底部效果图。图3圆柱体储油装置隔油系统内视效果图。图4圆柱体储油装置中纵剖面内视效果图。图5圆柱体储油装置中纵剖面设计图(装置中部)。图6圆柱体储油装置1-1剖面设计图。图7圆柱体储油装置2-2剖面设计图。图8圆柱体储油装置3-3剖面设计图。图9圆柱体储油装置内部结构示意图。图10圆柱体储油装置施工示意图。附图标记1、入油管道；2、出油管道；3、隔油板；4、原油；5、海水；6、混凝土配重 块；7、油膜；8、隔油夹层；9、出水口 ；10、入油口 ；11、出油口 ；12、封闭水密舱壁；13、人孔舱壁；14、装置附属支架。具体实施方式本技术设计的适用于深海高压环境的圆柱体储油装置，采用如下技术方案1、目标工作环境1000米水深环境海域。2、储油装置型式与类型双层(分为内层板和外层板)，无底，圆柱体形式钢结构。储油装置尺寸半径X高=20mX 26m，装置的内层板、外层板和封闭水密舱壁上 焊接型钢，内层板和外层板间距为lm。储油装置内层板为水密焊接钢板结构。3、隔油系统设置说明隔油系统主要由三种构件组成，油膜，隔油板和隔油夹层。 隔油板位于圆柱体储油装置内部的正中，材料密度介于海水和原油之间，为圆形面板，半径 为18m，见图3、4构件3。隔油夹层位于储油装置内部14m高程处，作用是隔开上层原油和 下层海水，隔油夹层为一层金属构件，为一块环形金属板，隔油夹层外边缘圆边与装置内 层板水密焊接连接，见图3构件8。油膜为连接隔油板与隔油夹层的膜构件，隔开上层原油 和下部海水，可上下浮动，当装置内部储油过程中，油膜可以连接隔油板向下浮动，反之，当 装置向外输油，海水由出水口进入装置内部时，油膜可以连接隔油板向上浮动，见图3构件 7。隔油板的使用，可以降低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种置于深海海底的圆柱体储油装置，其特征在于，该装置为双层、无底的圆柱体形式钢结构，包括双层圆形甲板和沿高度方向的内外两层环向钢板，在环向钢板的底部设置有底板圆环；在甲板的内层板和外层板之间设置有径向和环向的封闭水密舱壁，径向的人孔舱壁和径向钢质骨材；在内外两层环向钢板之间设置有环向封闭水密舱壁和高度方向的钢质骨材，在环向钢板的内层板、外层板以及封闭水密舱壁上均焊接有钢质骨材；甲板和环向钢板的内层板为水密焊接钢板结构；其隔油系统包括油膜、隔油板和隔油夹层，隔油夹层为一块环形金属板，其外环边缘与装置环向钢板的内层板水密焊接相连，其内环边缘与油膜连接，在隔油夹层下方放置有一个材料密度介于海水和原油之间的隔油板，该隔油板为圆形，其半径小于隔油夹层的内环半径，使隔油板在舱室内能自由上下浮动，油膜为连接隔油板与隔油夹层的膜构件，用于隔开上层原油和下部海水。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余建星，晋文超，杜尊峰，高喜峰，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]