專利名稱：一種適用于淺海海域的大型儲(chǔ)油裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于海洋工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種淺海海域長(zhǎng)方體形式的大型儲(chǔ) 油裝置，適用于邊際油田開發(fā)中原油的儲(chǔ)存。
背景技術(shù)：
石油和天然氣在能源結(jié)構(gòu)中占有相當(dāng)重要的地位。當(dāng)陸上油氣資源經(jīng)過長(zhǎng)期、大 規(guī)模開采之后，世界范圍內(nèi)的油氣勘探與開發(fā)走向了廣闊的海洋，并逐漸形成了投資高、風(fēng) 險(xiǎn)大、高新技術(shù)密集的能源工業(yè)新領(lǐng)域。隨著海洋石油開發(fā)由近海向遠(yuǎn)海、深海海域發(fā)展， 原油的儲(chǔ)存也由陸上儲(chǔ)油發(fā)展到海上儲(chǔ)油。海上儲(chǔ)油又可分為水上儲(chǔ)油、水面儲(chǔ)油和水下 儲(chǔ)油三種主要方式。水上儲(chǔ)油指將儲(chǔ)油罐設(shè)置在平臺(tái)上，如中國(guó)渤海埕北油田。這種儲(chǔ)油方式容量受 限，工程投資大，不經(jīng)濟(jì)，僅適用于淺水域、產(chǎn)量低的小油田。水面儲(chǔ)油指采用油輪或油駁儲(chǔ)油，廣泛應(yīng)用于浮式生產(chǎn)系統(tǒng)上。該儲(chǔ)油方式容量 大、機(jī)動(dòng)靈活，但易受海況變化的影響。水下儲(chǔ)油指將油罐坐落在海床上，或潛入水下。該儲(chǔ)油方式的特點(diǎn)是安全、費(fèi)用 低、容量大，能夠適應(yīng)海上石油開發(fā)向遠(yuǎn)海、深海發(fā)展及構(gòu)建水下生產(chǎn)系統(tǒng)的需要。水下儲(chǔ)油由于儲(chǔ)油設(shè)備位于水面以下，與火源、雷電隔離，不僅油氣損耗小而且不 易著火，具有天然的防爆性能，在海況惡劣時(shí)油井也可連續(xù)生產(chǎn)；由于波浪能量主要集中在 水面附近，油罐置于水下避開了波浪的主要作用，受波浪力小。此外，與水上儲(chǔ)油相比，水下 油罐可以節(jié)省昂貴的平臺(tái)建造費(fèi)用，且罐容不受限制，具有巨大的儲(chǔ)油能力。例如，在北海 水深220m處安裝的GullfahsC混凝土平臺(tái)，罐容達(dá)140萬立方米。該平臺(tái)利用儲(chǔ)罐的罐體 作平臺(tái)基礎(chǔ)，支撐上部甲板發(fā)展成鉆、采、儲(chǔ)多功能重力式平臺(tái)。這種結(jié)構(gòu)型式建造經(jīng)濟(jì)，使 用安全，便于管理操作，費(fèi)用低。水下儲(chǔ)油一般采用油水置換工藝。利用油水重度差的原理，采用進(jìn)油排水、進(jìn)水排 油的工藝流程這樣可使儲(chǔ)罐保持充滿液體的狀況，克服罐體排空時(shí)的巨大浮力，減少罐體 內(nèi)外壁的壓差，從而減少結(jié)構(gòu)物的壓載量及建筑材料的用量，達(dá)到良好的工作狀況。采用油 水置換工藝，由于罐體保持充滿液體狀況，還可省去常規(guī)儲(chǔ)油方式所需的安全防爆系統(tǒng)裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出的一種適用于淺海海域海底的長(zhǎng)方體形式的大型儲(chǔ)油 裝置，以滿足海上移動(dòng)平臺(tái)短期的儲(chǔ)油需求，克服生產(chǎn)出的原油對(duì)海水污染等問題。為此，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案一種適用于淺海海域的大型儲(chǔ)油裝置，為長(zhǎng)方體形狀的鋼結(jié)構(gòu)，包括甲板、底板、 舷側(cè)和艏艉，均為縱骨架式的雙層鋼板構(gòu)件，在內(nèi)層板和外層板之間設(shè)置有封閉水密艙壁 和人孔艙壁，在內(nèi)層板、外層板和封閉水密艙壁上焊接有鋼質(zhì)骨材，內(nèi)層板為水密焊接鋼板結(jié)構(gòu)；內(nèi)設(shè)呈一字形布置的兩個(gè)或兩個(gè)以上的艙室，艙室之間相互連通，用支柱隔開；其隔 油系統(tǒng)包括油膜、隔油板和隔油夾層，隔油夾層為一塊金屬板，所述的金屬板由一字型排布 并與艙室數(shù)量和尺寸相配合的兩個(gè)或兩個(gè)以上的空框構(gòu)成，夾層外邊緣的四個(gè)邊分別與裝 置舷側(cè)和艏艉的內(nèi)層板上水密焊接相連，其內(nèi)部的邊框位于相鄰的艙室之間，并嵌入所述 的支柱，隔油夾層內(nèi)部所圍成的各個(gè)空框的邊緣分別與一塊油膜連接，在每個(gè)艙室內(nèi)的隔 油夾層的下方各放置一個(gè)材料密度介于海水和原油之間的隔油板，該隔油板的尺寸小于所 述隔油夾層的內(nèi)框，使隔油板在艙室內(nèi)能自由上下浮動(dòng)，油膜為連接隔油板與隔油夾層的 膜構(gòu)件，用于隔開上層原油和下部海水。作為優(yōu)選實(shí)施方式，構(gòu)成甲板、底板、舷側(cè)和艏艉雙層板之間均設(shè)置有橫向及縱向 的封閉水密艙壁，人孔艙壁；所述的儲(chǔ)油裝置的入油口和出油口位于上層甲板，呈中心對(duì)稱 分布；所述的儲(chǔ)油裝置長(zhǎng)X寬X高=111.4mX27. 4mX 11. 4m，分為三個(gè)艙室，每個(gè)艙室長(zhǎng) 為36m，寬為24m，各個(gè)隔油板的材料密度介于海水和原油之間，長(zhǎng)X寬=34mX 22m,隔油夾 層位于儲(chǔ)油裝置內(nèi)部5. 2m高程處。各個(gè)外層板和內(nèi)層板的厚度均取12mm，所述的鋼質(zhì)骨材 為L(zhǎng)型鋼，抗彎截面模量W = 288cm3,慣性矩I = 1324. 8cm4,其尺寸為160mmX lOOmmX 14mm。本實(shí)用新型提供了一種適用于淺海海域海底長(zhǎng)方體形式的大型儲(chǔ)油裝置，通過自 安裝整體沉貫儲(chǔ)油、裝置內(nèi)設(shè)有隔油系統(tǒng)的兩方面創(chuàng)新設(shè)計(jì)，滿足海上移動(dòng)平臺(tái)短期的儲(chǔ) 油需求，克服了生產(chǎn)出的原油對(duì)海水污染等問題，可以避免穿梭油輪頻繁往返帶來的操作 費(fèi)用的增加，提供了一種新的水下儲(chǔ)油生產(chǎn)模式，有利于邊際油田的勘探開發(fā)。水下儲(chǔ)油 生產(chǎn)模式是將海底井口生產(chǎn)的原油直接儲(chǔ)存到水下儲(chǔ)油裝置中，生產(chǎn)區(qū)設(shè)小型浮式系泊裝 置，原油外輸軟管接到該系泊裝置上，穿梭油輪也?？坑诖艘詫?shí)現(xiàn)原油轉(zhuǎn)運(yùn)。本實(shí)用新型所 使用的隔離式油水置換水下儲(chǔ)油技術(shù)基本不受水深限制，可重復(fù)使用，結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度高，適 于淺海邊際油田應(yīng)用，并且與浮式儲(chǔ)油相比，水下儲(chǔ)油裝置受冰力、波浪力作用小，結(jié)構(gòu)強(qiáng) 度要求低，同時(shí)具備可移動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，造價(jià)可大幅降低，避免避風(fēng)停產(chǎn)。實(shí)用新型中所采用的 構(gòu)件均為標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，無需特殊制造，從而大大節(jié)省工程成本。本實(shí)用新型為我國(guó)淺海邊際油 田開發(fā)提供了一種經(jīng)濟(jì)可靠的開發(fā)裝置與方案。本實(shí)用新型提出的在淺海海域海底設(shè)置的適用于邊際油田開發(fā)的儲(chǔ)油裝置，其儲(chǔ) 量初步目標(biāo)為兩萬立方米。將它放置在邊際油田附近進(jìn)行儲(chǔ)油，整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)中，不需要 FPS0參與，可以大大節(jié)省邊際油田石油開采的費(fèi)用。此儲(chǔ)油裝置采用隔油系統(tǒng)，隔油系統(tǒng)中的油膜和隔油板可以隔開原油和海水。此 油膜和隔油板可以上下浮動(dòng)，以滿足儲(chǔ)油裝置中油量的變化。這樣，儲(chǔ)油裝置內(nèi)部可以通過 出水口與外部聯(lián)通，使得裝置本身不需要承受海底的巨大壓強(qiáng)，并且防止生產(chǎn)出來的原油 對(duì)海水以及海底土壤的污染，安全實(shí)用。

圖1本實(shí)用新型的大型儲(chǔ)油裝置整體設(shè)計(jì)圖；圖2本實(shí)用新型的大型儲(chǔ)油裝置內(nèi)視效果圖；圖3本實(shí)用新型的大型儲(chǔ)油裝置隔油系統(tǒng)內(nèi)視效果圖；圖4本實(shí)用新型的大型儲(chǔ)油裝置甲板俯視設(shè)計(jì)圖；圖5本實(shí)用新型的大型儲(chǔ)油裝置1-1剖面艏艉外板設(shè)計(jì)圖；[0020]圖6本實(shí)用新型的大型儲(chǔ)油裝置2-2剖面艏艉內(nèi)板設(shè)計(jì)圖；圖7本實(shí)用新型的大型儲(chǔ)油裝置3-3剖面封閉艙壁設(shè)計(jì)圖；圖8本實(shí)用新型的大型儲(chǔ)油裝置4-4剖面人孔艙壁設(shè)計(jì)圖；圖9本實(shí)用新型的大型儲(chǔ)油裝置5-5剖面艙壁設(shè)計(jì)圖(含支柱)；圖10本實(shí)用新型的大型儲(chǔ)油裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖11本實(shí)用新型的大型儲(chǔ)油裝置施工示意圖。附圖標(biāo)記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 塊；7、油膜；8、隔油夾層；9、支柱；10、出水口 ；11、入油口 ；12、出油口 ；13、封閉水密艙壁； 14、人孔艙壁；15、裝置附屬支架；16、裝置甲板；17、裝置舷側(cè)；18裝置艏；19裝置艉。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳述。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的適用于淺海海域海底長(zhǎng)方體形式的大型儲(chǔ)油裝置如下1、目標(biāo)工作環(huán)境40米水深海底環(huán)境。2、儲(chǔ)油裝置型式與類型雙層(分為內(nèi)層板和外層板)、有底，長(zhǎng)方體形式鋼結(jié)構(gòu)。儲(chǔ)油裝置尺寸長(zhǎng)X寬X高=111. 4mX27. 4mX 11. 4m，采用縱骨架式結(jié)構(gòu)，裝置 的內(nèi)層板、外層板和封閉水密艙壁上焊接型鋼，內(nèi)層板和外層板間距為1. 7m。裝置內(nèi)設(shè)三個(gè) 艙室(艙室可以為2個(gè)、四個(gè)或更多)，三個(gè)艙室沿長(zhǎng)度方向呈一字布置，每個(gè)艙室橫截面為 長(zhǎng)方形，每個(gè)艙室長(zhǎng)為36m，寬為24m，艙室之間相互連通，用支柱隔開，可以允許原油自由 流動(dòng)，支柱的設(shè)計(jì)可以起到保護(hù)油膜作用，如果加傳統(tǒng)艙壁，艙壁上需要設(shè)置肋板，容易對(duì) 膜產(chǎn)生破壞，立柱排充當(dāng)艙壁，既提高結(jié)構(gòu)整體剛度，又起到保護(hù)油膜作用，艙室和支柱的 布置見圖2、圖3。儲(chǔ)油裝置內(nèi)層板為水密焊接鋼板結(jié)構(gòu)。3、隔油系統(tǒng)設(shè)置說明隔油系統(tǒng)主要由三種構(gòu)件組成，油膜，隔油板和隔油夾層。 隔油板位于每個(gè)艙室的正中，為長(zhǎng)方形面板，材料密度介于海水和原油之間，長(zhǎng)X寬= 34mX22m，見圖2、3構(gòu)件3。隔油夾層位于儲(chǔ)油裝置內(nèi)部5. 2m高程處，作用是隔開上層原 油和下層海水，隔油夾層為一層金屬構(gòu)件，為一塊四字形金屬板，夾層外邊緣四個(gè)邊與裝置 內(nèi)層板水密焊接連接，見圖2、3構(gòu)件8，隔油夾層內(nèi)部?jī)蓚€(gè)空框邊緣與油膜連接。隔油夾層 中間兩個(gè)邊框上嵌有豎直方向的支柱，見圖2、3構(gòu)件9。油膜為連接隔油板與隔油夾層的 膜構(gòu)件，可上下浮動(dòng)，當(dāng)裝置內(nèi)部?jī)?chǔ)油過程中，油膜可以連接隔油板向下浮動(dòng)，反之，當(dāng)裝置 向外輸油，海水由出水口進(jìn)入裝置內(nèi)部時(shí)，油膜可以連接隔油板向上浮動(dòng)，見圖2、3構(gòu)件7。 隔油板的使用，可以降低油膜的使用面積，進(jìn)而降低了建造成本，同時(shí)，可以很好的控制油 膜的運(yùn)動(dòng)，保證隔油板和油膜自由地上下浮動(dòng)，防止生產(chǎn)出來的原油對(duì)海水以及海底土壤 的污染。4、儲(chǔ)油裝置中艙壁以及焊接在鋼板上的桁材、骨材布局及尺寸裝置中的甲板16和底板的結(jié)構(gòu)相同，雙層板之間設(shè)置有橫向及縱向的封閉水密 艙壁，人孔艙壁和鋼質(zhì)骨材。封閉水密艙壁之間的間距為6m，人孔艙壁之間的間距為2m，鋼 質(zhì)骨材間距為0. 5m，鋼質(zhì)骨材均焊接在封閉水密艙壁以及裝置的內(nèi)、外層板上。甲板16的 外層板的厚度取為12mm。鋼質(zhì)骨材取L型鋼，按照規(guī)范中的要求計(jì)算抗彎截面模量W = 288cm3，慣性矩 I = 1324. 8cm4，其尺寸為 160mmX 100mmX 14mm。[0035]裝置舷側(cè)17鋼板上構(gòu)件與甲板16上構(gòu)件的設(shè)置方式基本相同。雙層鋼板之間設(shè) 置有橫向及縱向的封閉水密艙壁，人孔艙壁和鋼質(zhì)骨材。封閉水密艙壁縱向的間距為6m， 高度方向的間距為4m，人孔艙壁之間的間距為2m，鋼質(zhì)骨材間距為0. 5m，鋼質(zhì)骨材均焊接 在封閉水密艙壁以及裝置的內(nèi)外層板上。舷側(cè)17外層板厚度取為12mm。鋼質(zhì)骨材取L型 鋼，按照規(guī)范中的要求計(jì)算抗彎截面模量W = 288cm3，慣性矩I = 1324. 8cm4，其尺寸為 160mmX 100mm X 14mm。裝置中艏18艉19構(gòu)件形式和尺寸設(shè)定為與舷側(cè)17構(gòu)件完全一致。裝置中底板 各構(gòu)件尺寸與甲板16上構(gòu)件尺寸相同，底板厚度為12mm。整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)內(nèi)層鋼板厚度取 12mm。儲(chǔ)油裝置的入油口和出油口位于上層甲板16，呈中心對(duì)稱分布，具體位置見圖4中構(gòu) 件11和構(gòu)件12。本實(shí)用新型的儲(chǔ)油裝置安裝和儲(chǔ)油方法，包括下列步驟(1)由駁船將儲(chǔ)油設(shè)備拖航至指定位置，在確保儲(chǔ)油裝置頂部水平的同時(shí)完成裝 置依靠自身重力的垂直下沉沉貫；按照?qǐng)D11所示過程，儲(chǔ)油裝置由駁船拖到指定位置后， 依靠自身重力沉入海底。(2)儲(chǔ)油裝置靠其自身的重力插入水下泥土中一定的深度后，在裝置底部周圍的 附屬支架15上加長(zhǎng)方體混凝土配重塊結(jié)構(gòu)6，見圖10，待裝置滿足抗傾抗滑的工作要求后， 由入油管道1向裝置內(nèi)輸入原油4，并同時(shí)排出裝置內(nèi)的海水5，通過隔油系統(tǒng)保證海水與 原油之間的隔離狀態(tài)，待裝置內(nèi)灌滿原油后，由水面儲(chǔ)油裝置，如穿梭油輪將原油從出油管 道2抽出，完成裝置從儲(chǔ)油到輸油的整個(gè)操作過程。
權(quán)利要求一種適用于淺海海域的大型儲(chǔ)油裝置，為長(zhǎng)方體形狀的鋼結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括甲板、底板、舷側(cè)和艏艉，均為縱骨架式的雙層鋼板構(gòu)件，在內(nèi)層板和外層板之間設(shè)置有封閉水密艙壁和人孔艙壁，在內(nèi)層板、外層板和封閉水密艙壁上焊接有鋼質(zhì)骨材，內(nèi)層板為水密焊接鋼板結(jié)構(gòu)；內(nèi)設(shè)呈一字形布置的兩個(gè)或兩個(gè)以上的艙室，艙室之間相互連通，用支柱隔開；其隔油系統(tǒng)包括油膜、隔油板和隔油夾層，隔油夾層為一塊金屬板，所述的金屬板由一字型排布并與艙室數(shù)量和尺寸相配合的兩個(gè)或兩個(gè)以上的空框構(gòu)成，夾層外邊緣的四個(gè)邊分別與裝置舷側(cè)和艏艉的內(nèi)層板上水密焊接相連，其內(nèi)部的邊框位于相鄰的艙室之間，并嵌入所述的支柱，隔油夾層內(nèi)部所圍成的各個(gè)空框的邊緣分別與一塊油膜連接，在每個(gè)艙室內(nèi)的隔油夾層的下方各放置一個(gè)材料密度介于海水和原油之間的隔油板，該隔油板的尺寸小于所述隔油夾層的內(nèi)框，使隔油板在艙室內(nèi)能自由上下浮動(dòng)，油膜為連接隔油板與隔油夾層的膜構(gòu)件，用于隔開上層原油和下部海水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)油裝置，其特征在于，構(gòu)成甲板、底板、舷側(cè)和艏艉的雙層 板之間均設(shè)置有橫向及縱向的封閉水密艙壁，人孔艙壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)油裝置，其特征在于，所述的儲(chǔ)油裝置的入油口和出油口 位于上層甲板，呈中心對(duì)稱分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)油裝置，其特征在于，所述的儲(chǔ)油裝置長(zhǎng)X寬X高= 111. 4mX27. 4mXll. 4m，分為三個(gè)艙室，每個(gè)艙室長(zhǎng)為36m，寬為24m，各個(gè)隔油板的材料密 度介于海水和原油之間，長(zhǎng)X寬=34mX22m，隔油夾層位于儲(chǔ)油裝置內(nèi)部5. 2m高程處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)油裝置，其特征在于，各個(gè)外層板和內(nèi)層板的厚度均取 12mm，所述的鋼質(zhì)骨材為L(zhǎng)型鋼，抗彎截面模量W= 288cm3，慣性矩I = 1324. 8cm4，其尺寸 為 160mmX 100mm X 14mm。
專利摘要本實(shí)用新型屬于海洋工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種適用于淺海海域的大型儲(chǔ)油裝置，為長(zhǎng)方體形狀的雙層鋼板鋼結(jié)構(gòu)，包括甲板、底板、舷側(cè)和艏艉，均為縱骨架式的雙層鋼板構(gòu)件，在內(nèi)層板和外層板之間設(shè)置有封閉水密艙壁和人孔艙壁，在內(nèi)層板、外層板和封閉水密艙壁上焊接有鋼質(zhì)骨材，內(nèi)層板為水密焊接鋼板結(jié)構(gòu)；內(nèi)設(shè)呈一字形布置的兩個(gè)或兩個(gè)以上的艙室，艙室之間相互連通，用支柱隔開；其隔油系統(tǒng)包括油膜、隔油板和隔油夾層。本實(shí)用新型的儲(chǔ)油裝置能夠滿足海上移動(dòng)平臺(tái)短期的儲(chǔ)油需求，克服生產(chǎn)出的原油對(duì)海水污染等問題。
文檔編號(hào)B65D88/78GK201559929SQ20092031109
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月23日
發(fā)明者余建星, 余楊, 周清基, 晉文超 申請(qǐng)人:天津大學(xué)