一种零污染油水置换水下储油系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种零污染油水置换水下储油系统。该储油系统包括依次设于同一水平面上的储油舱、过渡舱和海水进/排舱；所述储油舱与所述过渡舱通过连通管路Ⅰ相连通，且所述连通管路Ⅰ的一开口端设于所述储油舱的下部，另一开口端设于所述过渡舱的上部；所述过渡舱与所述海水进/排舱通过连通管路Ⅱ相连通，其所述连通管路Ⅱ的一开口端设于所述过渡舱的下部，另一开口端设于所述海水进/排舱的上部；所述海水进/排舱通过连通管路Ⅲ与外界相连通，且所述连通管路Ⅲ的一开口端设于所述海水进/排舱的下部。本实用新型专利技术可通过油水置换法实现水下储油和卸载，并通过不同功能舱室的设置、管路的特殊设置和布置、油份传感器的实时监测及与阀门、油水泵等互动控制，实现了置换海水的标准排放。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种零污染油水置换水 下储油系统，属于海洋石油生产储存工程领域。
技术介绍
油水置换原理是比较古老的理论，在石油钻采领域较多的应用于向油井内注水来提高原油的产量等。海上石油生产的储存目前都采用浮式储存，比较主流的大型生产储油装置是FPS0，应用于大型油田的开采。但随着石油资源开发的历史越来越长，大规模整装油田的发现越来越少，新发现的油田有很大一部分属于边际油田范畴。对海上边际油田的开发，如果采用常规技术和设备，受到储量、地质油藏条件等不确定性因素的限制，很难得到令人满意的资金收益率。可移动自升式生产储油平台装置可以实现边际油田的开发，可以有效的控制边际油田开发的风险。根据油水置换法开发“零”排放水下储油方案，应用于自升式可移动生产储油平台等小型石油生产装置，可以有效降低生产储油平台总体方案的投资成本，简化储运流程，避免由泵的故障或误操作引起储油舱的过压，保证系统安全运行，降低运营成本，且实现海水含油量小于MO等规范允许的含油量排放。目前国内没有类似油水置换法的水下储油方案应用于海上油田的生产储油平台等相关装置，没有相关的设计和应用。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种零污染油水置换水下储油系统，该储油系统可采用油水置换原理实现水下储油/卸载。本技术所提供的一种零污染油水置换水下储油系统，包括依次设于同一水平面上的储油舱、过渡舱和海水进/排舱；所述储油舱与所述过渡舱通过连通管路I相连通，且所述连通管路I的一开口端设于所述储油舱的下部，另一开口端设于所述过渡舱的上部；所述过渡舱与所述海水进/排舱通过连通管路II相连通，其所述连通管路II的一开口端设于所述过渡舱的下部，另一开口端设于所述海水进/排舱的上部；所述海水进/排舱通过连通管路III与外界相连通，且所述连通管路III的一开口端设于所述海水进/排舱的下部，另一开口端设于所述海水进/排舱的上部；所述储油舱的顶部与原油塔泵相连通；所述储油舱的侧壁上近其底部处设有油水界面传感器a，所述油水界面传感器a与所述储油舱顶部之间的容积小于所述过渡舱的容积；所述连通管路I、连通管路II和连通管路III上均设有阀门。 上述的储油系统中，所述储油舱的侧壁上近其顶部处设有油水界面分离器b，所述油水界面传感器b与所述油水界面传感器a之间的容积小于所述过渡舱的容积，其中，所述油水界面传感器a作为低低位报警器，所述油水界面分离器b作为高高位报警器，当所述油水界面传感器a反馈信号，则停止向所述储油舱内注入原油，此时所述储油舱达到最大储油量即注满，底部为海水，这样能够保证原油不进入所述过渡舱，并尽量避免和减少油水混合液从所述储油舱的底部经所述连通管路I进入所述过渡舱，该技术特征为实现减少含油污水排放的第一道保护屏障。上述的储油系统中，所述储油舱的侧壁上于所述油水界面分离器a的上部设有一油水界面分离器C，可作为低位报警器，以提供预警作用；所述储油舱的侧壁上于所述油水界面分离器b的下部设有一油水界面分离器d，可作为高位报警器，以提供预警作用。上述的储油系统中，所述连通管路I位于所述储油舱的一开口端与所述储油舱的底部之间的距离大于所述连通管路II位于所述过渡舱的一开口端与所述过渡舱的底部之间的距离；所述连通管路II位于所述过渡舱的一开口端与所述过渡舱的底部之间的距离大于所述连通管路III位于所述海水进/排舱的一开口端与所述海水进/排舱的底部之间的距 离。上述的储油系统中，所述过渡舱的顶部和底部处分别设有油份传感器，以进行实时监控，一旦检测所述海水进/排舱内即将排出的海水油份超标，即停止注油，该技术特征为是实现减少含油污水排放的第二道保护屏障。上述的储油系统中，所述海水进/排舱的顶部设有油份传感器；所述海水进/排舱的顶部通过深潜泵与一污油水储存舱相连通，所述深潜泵设于一油水泵塔内；所述油份检测传感器进行实时监控，一旦检测所述海水进/排舱排出的海水油份超标，即停止注油，并且启动所述深潜泵，受污染海水被排至上部生产平台的污油水储存舱进行储存和/或处理，直至油份达标后泵停止工作，该技术特征为减少含油污水排放的第三道保护屏障，可以完全保证受污染海水不进入海洋。上述的储油系统中，所述储油舱通过原油进/排主管路与所述原油塔泵相连通，所述原油进/排主管路的开口端延伸至所述储油舱的上部且设有多个出口 ；所述出口为异径接头且大口端朝上设置；多个出口的设置可以使进油时减小对整个储油舱内油水界面的冲击和影响；储油过程是靠重力进入，由于整个系统的流程为一个大的连通器，靠推动储油舱内海水面下移进入原油，所以速度较慢，有利于油水界面的形成和保持。出口朝上设置在原油卸载作业作为吸入口时，也可以尽量多的输出原油，增大储油舱的有效储油量。上述的储油系统中，所述连通管路I位于所述储油舱的一开口、所述连通管路II位于所述过渡舱的一开口和所述连通管路III位于所述海水进/排舱的一开口均为大小口型，且大口端朝下设置；所述连通管路I位于所述过渡舱的一开口和所述连通管路II位于所述海水进/排舱的一开口均为大小口型，且大口端朝上设置。上述的储油系统中，设于所述海水进/排舱外部的所述连通管路III的开口通过鹅颈弯头与所述通管路III相连通；设于所述海水进/排舱外部的所述连通管路III的开口为大小口型，且大口端朝下。上述的储油系统中，所述储油舱内于所述原油进/排主管路的下方设有原油加热管路；所述原油加热管路上设有多个出口 ；所述原油加热管路的入口端设于所述储油舱外且与所述原油塔泵相连通，以形成循环加热；加热在储油流程中可以降低原油的粘度，加快原油和水的物理分离速度，尽快形成稳定的油水界面；同样在原油卸载作业过程中降低外输原油的粘度并促进油水分离，有利于提高卸载原油的精度和提高卸载作业效率。本技术可通过油水置换法实现水下储油和卸载，并通过不同功能舱室的设置、管路的特殊设置和布置、油份传感器的实时监测及与阀门、油水泵等互动控制，组成三道减少含油污水排放的保护屏障，实现了置换海水的标准排放。可以有效控制污染排放的风险。并且水下储油舱不需要过压保护措施，设计也可以忽略水压带来的影响，且在有效作业水深内，不受作业水深的影响，降低建造与营运成本。附图说明图I为本技术提供的储油系统的结构示意图。图中各标记如下1储油舱、2过渡舱、3海水进/排舱、4连通管路I、5连通管路II、6连通管路111、7阀门、8鹅颈弯头、9原油进/排主管路、10a，IOb原油塔泵、11a，Ilb出口、12油水界面传感器a、13油水界面分离器C、14油水界面分离器b、15油水界面分离器d、16a，16b油份传感器、17加热管路。具体实施方式以下结合附图对本技术做进一步说明，但本技术并不局限于以下实施例。本技术提供的储油系统包括依次设于同一水平面上的储油舱I、过渡舱2和海水进/排舱3 ;该储油舱I与过渡舱2通过连通管路I 4相连通，且该连通管路I 4的一开口端设于储油舱I的下部，另一开口端设于过渡舱2的上部；该过渡舱2与海水进/排舱3通过连通管路II 5相连通，其该连通管路II 5的一开口端设于过渡舱2的下部，另一开口端设于海水进/排舱3的上部；该海水进/排舱3通过连通管路III6与外界相连通，且该连通管路III 6的一开口端设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种零污染油水置换水下储油系统，其特征在于：该储油系统包括依次设于同一水平面上的储油舱、过渡舱和海水进/排舱；所述储油舱与所述过渡舱通过连通管路Ⅰ相连通，且所述连通管路Ⅰ的一开口端设于所述储油舱的下部，另一开口端设于所述过渡舱的上部；所述过渡舱与所述海水进/排舱通过连通管路Ⅱ相连通，其所述连通管路Ⅱ的一开口端设于所述过渡舱的下部，另一开口端设于所述海水进/排舱的上部；所述海水进/排舱通过连通管路Ⅲ与外界相连通，且所述连通管路Ⅲ的一开口端设于所述海水进/排舱的下部，另一开口端设于所述海水进/排舱的上部；所述储油舱的顶部与原油塔泵相连通；所述储油舱的侧壁上近其底部处设有油水界面传感器a，所述油水界面传感器a与所述储油舱顶部之间的容积小于所述过渡舱的容积；所述连通管路Ⅰ、连通管路Ⅱ和连通管路Ⅲ上均设有阀门。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵杰，王春升，谭越，董庆辉，陈国龙，冷阿伟，郑晓鹏，张理，平朝春，石云，王建文，赵雷，张明，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油研究总院，
类型：实用新型
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