[发明专利]一种置于深海海底的圆柱体储油装置及其安装和储油方法

说明书

技术领域

本发明属于海洋工程领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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，本发明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×高＝20m×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160mm×100mm×14mm。

本发明同时提供一种储油装置所采用的安装和储油方法，包括下列步骤：

第一步：在装置底部安装附属支架；

第二步：由驳船将储油设备拖航至指定位置，在确保储油装置顶部水平的同时完成装置依靠自身重力的垂直下沉沉贯；

第三步：在储油装置靠其自身的重力插入水下泥土中后，在装置底部周围的附属支架上加长方体混凝土配重块结构；

第四步：由入油管道向装置内输入原油，并同时排出装置内的海水，通过隔油系统保证海水与原油之间的隔离状态，待装置内灌满原油后，由水面储油装置穿梭油轮将原油从出油管道抽出。