主动式油水隔离水下储油舱制造技术

本发明专利技术属于海洋石油开发领域，涉及一种主动式油水隔离水下储油舱。储油舱包括外层舱、内层舱、隔离层，进水管线、进油管线、出油管线、出水管线、液压缸、钢桩、液压站；内层舱通过加强筋连接到外层舱；隔离层把内层舱分为上下两部分，上部为储油舱，下部为储水舱；进水管线、出水管线与储水舱相连；进油管线、出油管线与储油舱相连；外层舱的底部设有钢桩，钢桩内设有液压缸，液压缸的缸体同时与外层舱、内层舱固定连接，液压缸的活塞杆与隔离层相连接；外层舱、内层舱之间设置液压站，液压站与油缸通过液压管线相连；液压缸驱动主隔离板上下运动。本发明专利技术不需要在上部平台设置油泵，而且隔离板和柔性隔离材料的可靠性和保温效果较好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于海洋石油开发领域，具体地，涉及一种新型主动式油水隔离水下储油舱,能够靠舱内部件的动作主动地实现进油/排油工艺。
技术介绍
目前，水下储油的海底油罐主要有倒盘形海底油罐、混凝土重力式储油平台和美国军方的可潜式水下储油系统三种形式，水下储油技术主要有油气置换、油水置换两大类。油气置换方式很难控制原油的蒸发损耗，而且不利于储罐在水下的稳定性，油水置换工艺中的很多问题也都有待研究。大连理工大学名称为“贮存高凝原油的油水置换工艺”的专利(专利公开号为CN85102598)是我国最早的油水置换研究，属油水直接接触，长期使用将很难避免海水污染。中石化胜利石油管理局钻井工艺研究院申请了一种名称为“隔离式油水置换水下储罐”的专利(专利公开号为CN2818385Y)，在原油与海水之间增加一层油水隔离布以解决海水污染的问题。油水置换工艺需要依靠外部平台提供的油泵，而且无法控制油水隔离膜的运动形态。
技术实现思路
为克服现有技术存在的不足，本专利技术提供一种新型的主动式油水隔离水下储油舱，靠舱内部件的动作主动地实现进油/排油工艺。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下: 一种主动式油水隔离水下储油舱，包括外层舱、内层舱、隔离层，进水管线、进油管线、出油管线、出水管线、液压缸、钢桩、液压站；其特征在于:内层舱通过加强筋连接到外层舱上；隔离层连接到内层舱竖向中部，隔离层把内层舱分为上下两部分，上部为储油舱，下部为储水舱；进水管线、出水管线穿过外层舱与内层舱底部相连，即与储水舱相连；进油管线、出油管线穿过外层舱与内层舱顶部相连，即与储油舱相连；外层舱的底部设有钢桩，钢桩内设有液压缸，液压缸的缸体同时与外层舱、内层舱固定连接，液压缸的活塞杆与隔离层相连接；外层舱、内层舱之间设置液压站，液压站与油缸之间通过液压管线相连；通过液压缸的动作驱动主隔离板上下运动，使储油舱内隔离板上下两侧的压力发生变化，以实现储油舱收发油。优选地，隔离层包括一个主隔离板、四个副隔离板与四个复合隔离膜；主隔离板为整块正方形钢板；四个副隔离板连接在主隔离板的四周，副隔离板的一端通过铰链与主隔离板的边缘相连接，副隔离板的另一端通过铰链连接到内层舱中部，副隔离板的四块钢板相互之间均可自由转动，以保证主隔离板能够上下自由运动；复合隔离膜形状为等腰三角形，复合隔离膜的两腰分别与副隔离板的端部相连，复合隔离膜的底边与内层舱的中部相连。优选地，外层舱的底部设有四根钢桩，每根钢桩内设有液压缸，外层舱、内层舱之间的四个角部均设置液压站，每个液压缸配有一套液压站，液压站与油缸之间通过液压管线相连，液压站由水面控制设备控制，使所有液压缸的动作同步。优选地，每个副隔离板由四块钢板通过铰链连接而成，副隔离板的四块钢板相互之间均可自由转动，以保证主隔离板能够上下自由运动。优选地，主隔离板与副隔离板的上表面铺设一层防水、防油、耐老化的聚酯材料层。优选地，复合隔离膜为三层结构，上下两层是聚酯材料层，中间层是尼龙材料层。优选地，内层舱舱壁外布置保温层。优选地，外层舱采用钢制结构，水平向为正方形，竖向为矩形，外层舱的内、外表面均涂防腐涂层。优选地，内层舱采用钢制结构，水平向为八边形，竖向为六边形，内层舱的内、外表面均涂防腐涂层。本专利技术具有如下有益效果:采用液压缸驱动主隔离板在储油舱内上下运动，通过储油舱内的压力变化实现储油舱的收发油工艺，不需要在上部平台设置油泵，而且隔离板和柔性隔离材料的可靠性和保温效果较好；通过置于储油舱底部的钢桩，增加储油舱在海底的稳定性，同时液压缸的大部分缸体位于钢桩内。附图说明图1是主动式水下储油舱中部竖直方向剖面示意 图2是主动式水下储油舱内层舱舱顶水平剖面示意 图3是主动式水下储油舱内层舱舱底水平剖面示意 图4是隔离层结构示意 图5是副隔离板结构示意 图6是复合隔离膜结构示意 图7是储油舱储满油、排空水时的结构示意 图8是储油舱储满水、排空油时的结构示意图。图中:1、外层舱，2、内层舱，3、主隔离板，4、副隔离板，5、进水管线，6、进油管线，7、出油管线，8、出水管线，9、液压缸，10、钢桩，11、液压站，12液压管线，13、复合隔离膜，14、聚酯材料层，15、尼龙材料层，16、铰链，17、保温层，18、加强筋。具体实施例方式如图1、图2、图3、图4所示，主动式油水隔离水下储油舱，包括外层舱1、内层舱2、隔离层、进水管线5、进油管线6、出油管线7、出水管线8、液压缸9、钢桩10、液压站11 ;外层舱I采用钢制结构，水平向为正方形，竖向为矩形，外层舱I的内、外表面均涂防腐涂层，夕卜层舱I用以抵御外界海水的压力；内层舱2采用钢制结构，水平向为八边形，竖向为六边形，内层舱2的内、外表面均涂防腐涂层，内层舱2舱壁外布置保温层17，以减少储油舱内原油热量的散失；内层舱2通过加强筋18固定连接到外层舱I上；隔离层连接到内层舱竖向中部，隔离层把内层舱2分为上下两部分，上部为储油舱，下部为储水舱；进水管线5、出水管线8穿过外层舱I与内层舱2底部相连，即与水舱相连；进油管线6、出油管线7穿过外层舱I与内层舱2顶部相连，即与油舱相连。外层舱I的底部设有四根钢桩10，以增加储油舱在海底的稳定性；每根钢桩10内设有液压缸9,液压缸9的缸体同时与外层舱1、内层舱2固定连接，液压缸9的活塞杆与主隔离板3相连接；外层舱1、内层舱2之间的四个角部均设置液压站11，每个液压缸9配有一套液压站11，液压站11与油缸9之间通过液压管线12相连，液压站11由水面控制设备控制，使所有液压缸9的动作同步。通过液压缸9的动作驱动主隔离板3上下运动，使储油舱内隔离板上下两侧的压力发生变化，以实现储油舱收发油。如图1、图4、图5所示，隔离层包括一个主隔离板3、四个副隔离板4与四个复合隔离膜13 ;主隔离板3为整块正方形钢板；每个副隔离板4由四块钢板通过铰链16连接而成，四个副隔离板4连接在主隔离板3的四周，副隔离板4的一端通过铰链16与主隔离板3的边缘相连接，副隔离板4的另一端通过铰链16连接到内层舱2中部，副隔离板4的四块钢板相互之间均可自由转动，以保证主隔离板3能够上下自由运动；复合隔离膜13呈等腰三角形，复合隔离膜13的两个长度相等的边(即等腰三角形的两腰)分别与副隔离板4的端部相连，复合隔离膜13的另一条边(即等腰三角形的底边)与内层舱2的中部相连。如图1、图5所示，主隔离板3与副隔离板4的上表面铺设一层防水、防油、耐老化的聚酯材料层14，聚酯材料层14有足够的柔韧性以保证铰链16的转动不受限制，同时具有一定的密封和保温作用。如图6所示，复合隔离膜13为三层结构，上下两层是聚酯材料层14，起防水、防油和一定的密封、保温作用，中间层是尼龙材料层15，尼龙材料层15提供足够的抗拉强度来满足收发油工艺的要求。在储油舱进油排水的过程中，在液压缸9的带动下，主隔离板3自上而下运动，油舱部分压力降低，水舱部分压力升高，处理好的原油经过进油管线6进入储油舱，同时将储油舱中的水由出水管线8压出，储满油排空水时的状态如图7所示。在储油舱进水排油的过程中，在液压缸9的带动下，主隔离板3自下而上运动，油舱部分压力升高，水舱部分压力降低，海水经过进水管线5进入储油舱，同时将储油舱中的原油经出油本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主动式油水隔离水下储油舱，包括外层舱、内层舱、隔离层、进水管线、进油管线、出油管线、出水管线、液压缸、钢桩、液压站；其特征在于：内层舱通过加强筋固定连接到外层舱；隔离层连接到内层舱竖向中部，隔离层把内层舱分为上下两部分，上部为储油舱，下部为储水舱；进水管线、出水管线穿过外层舱与内层舱底部相连，即与储水舱相连；进油管线、出油管线穿过外层舱与内层舱顶部相连，即与储油舱相连；外层舱的底部设有钢桩，钢桩内设有液压缸，液压缸的缸体同时与外层舱、内层舱固定连接，液压缸的活塞杆与隔离层相连接；外层舱、内层舱之间设置液压站，液压站与油缸之间通过液压管线相连；通过液压缸的动作驱动主隔离板上下运动，使储油舱内隔离板上下两侧的压力发生变化，以实现储油舱收发油。

【技术特征摘要】
1.一种主动式油水隔离水下储油舱，包括外层舱、内层舱、隔离层、进水管线、进油管线、出油管线、出水管线、液压缸、钢桩、液压站；其特征在于:内层舱通过加强筋固定连接到外层舱；隔离层连接到内层舱竖向中部，隔离层把内层舱分为上下两部分，上部为储油舱，下部为储水舱；进水管线、出水管线穿过外层舱与内层舱底部相连，即与储水舱相连；进油管线、出油管线穿过外层舱与内层舱顶部相连，即与储油舱相连；外层舱的底部设有钢桩，钢桩内设有液压缸，液压缸的缸体同时与外层舱、内层舱固定连接，液压缸的活塞杆与隔离层相连接；外层舱、内层舱之间设置液压站，液压站与油缸之间通过液压管线相连；通过液压缸的动作驱动主隔离板上下运动，使储油舱内隔离板上下两侧的压力发生变化，以实现储油舱收发油。2.根据权利要求1所述的主动式油水隔离水下储油舱，其特征在于:隔离层包括一个主隔离板、四个副隔离板与四个复合隔离膜；主隔离板为整块正方形钢板；四个副隔离板连接在主隔离板的四周，副隔离板的一端通过铰链与主隔离板的边缘相连接，副隔离板的另一端通过铰链连接到内层舱中部；复合隔离膜形状为等腰三角形，复合隔离膜的两腰分别与副隔离板的端部相连，复合隔离膜的底边与内层舱的中部相连。3.根据权利要求1-2所述的主动...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐兴平，张棣，蒋文春，于舰，王雷，张辛，蔡慧，董薇，杜翠国，洪克东，修德欣，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：