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1. (WO2018228136) HIGH-PERFORMANCE FLEXIBLE SUBMARINE OIL STORAGE SYSTEM
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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8  

附图

1   2  

说明书

发明名称 : 一种高性能海底柔性储油系统

技术领域

[0001]
本实用新型涉及海上油田原油的储存技术领域,特别是指一种高性能海底柔性储油系统。

背景技术

[0002]
海上油气田开发将在未来10-20年快速发展,海上油田原油储存或其他化学液体储存将是未来水下采油工厂的一个重要组成部分,远程海上油田开发过程中,海底原油采出后一般需要7-10天的短暂储存期,因此海上储油设备是远程海上油田发展必不可少的,这使得投资可周期性卸油/加油的储油罐比投资建造长距离运输的海底管道更有经济效益。
[0003]
现今海上储油方法主要包括:浮式储油船(FSO)、水下混凝土重力储罐和水下钢储罐三种方式,其中的水下钢储罐又分为油水混合型储罐或油水分离型储罐。浮式储油船(FSO)于1977年第一次在Castellon油田安装应用,1992年后,由于在独立的边际油气田开发中广泛的需求和常规海上油气田开发样品工程阶段的使用便捷性,FSO得到了广泛的行业认可。水下储油罐,包括混凝土重力储罐和钢储罐,是固定式储油设备,适用于浅海油气田中大容量储存需求。
[0004]
但上述几种储存方式都存在各自的缺陷:
[0005]
对于浮式储油船(FSO)来说,其高资本支出和高运营成本;耗油量高且二氧化碳排放量大;存在挥发性有机物的排放;在海上需要人工操作,需要直升飞机来回运送工作人员;受恶劣天气条件的影响较大。
[0006]
对于混凝土重力式储罐来说,其安装时间长;有毒物质沉降;拆除设备困难且弃用成本高;只适用于浅海;不可移动。
[0007]
对于钢储罐来说,其安装时间长;无水/油隔离膜的钢储罐因水油混合会发生乳化层堆积;带水/油隔离膜的钢储罐在卸油时,应用油水置换原理,需要先进海水,利用海水压力将膜内的油挤压出去,进入的海水会对钢制内壁造成腐 蚀,存在较高的内部泄漏风险;有毒物质沉降;维护困难;拆除设备困难且弃用成本高;不可移动。
[0008]
实用新型内容
[0009]
本实用新型提出一种高性能海底柔性储油系统,解决了现有技术中海上油田原油储存成本高、维护困难的问题。
[0010]
本实用新型的技术方案是这样实现的:一种高性能海底柔性储油系统,包括依次相连的油水分离器、压力泵和输入立管,所述输入立管向下伸入海平面以下;
[0011]
所述海平面以下设有管线和多个结构相同的柔性储油罐,每个柔性储油罐均通过控制阀与所述管线连通,所述输入立管通过阻塞阀和输入阀与管线的一端连通;
[0012]
所述管线的另一端还依次连接有出口增压泵、输出阀和输出立管,所述输出立管向上伸出海平面以上,所述输出立管通过冷却器、输出泵连接油轮;
[0013]
所述柔性储油罐的下方连接有用于将其固定在海床上的混凝土配重。
[0014]
作为一种优选的实施方式,所述管线上还设有位于两个柔性储油罐之间的中部截止阀。
[0015]
作为另一种优选的实施方式,所述柔性储油罐的底部通过法兰还连接有沙袋,所述沙袋通过循环管线连接至所述油水分离器。
[0016]
作为另一种优选的实施方式,所述柔性储油罐为可压缩的柔性罐体,其罐体壁由内罐筒、外罐筒以及中间的间隙层组成,所述间隙层由若干夹在内罐筒、外罐筒之间的隔离块组成。
[0017]
作为另一种优选的实施方式,所述柔性储油罐的顶部和底部中间位置均设有加强帽,上部的加强帽上连接有通入柔性储油罐内部的注油/卸油管。
[0018]
作为另一种优选的实施方式,所述外罐筒的外表面上布置有若干光纤应变/应力监测器,所述内罐筒和外罐筒之间布置有若干泄漏检测传感器;
[0019]
所述柔性储油罐的顶部还设有与光纤应变/应力监测器、泄漏检测传感器电连接的数据收集器。
[0020]
作为另一种优选的实施方式,所述柔性储油罐与混凝土配重之间通过UHWPE缆绳连接,所述柔性储油罐与UHWPE缆绳之间,以及UHWPE缆绳与混凝土配重之间均通过旋转卸扣或万向接头连接。
[0021]
作为另一种优选的实施方式,所述UHWPE缆绳至少为两根。
[0022]
采用了上述技术方案后,本实用新型的有益效果是:本实用新型的柔性储油罐采用可压缩的柔性罐体,能够使得注油和卸油操作、罐体的置换维护、运输、检测和维修的操作更便捷。注油时,原油通过油水分离器、压力泵和输入立管进入管线内,最终通过控制阀进入柔性储油罐内,进而实现注油。在需要进行卸油时,可将阻塞阀和输入阀关闭,柔性储油罐内的原油通过控制阀、管线、出口增压泵等进入输出立管内,并最终通过冷却器、输出泵输送至油轮上,进而实现卸油。
[0023]
在管线上设置位于两个柔性储油罐之间的中部截止阀,可以将中部截止阀关闭,其一侧的柔性储油罐进行注油作业,另一侧的柔性储油罐进行卸油作业,实现注油和卸油的同步进行,大大提高作业的效率。
[0024]
由于开采出的原油为油水混合物,在柔性储油罐底部连接的沙袋可以过滤掉水中的砂石,再经循环管线输送至油水分离器进行处理,使柔性储油罐内的水质排放达到标准,
[0025]
将柔性储油罐的罐体壁设置为三层结构,其最内部的内罐筒可由高聚物和非金属纤维加强复合而成,形成高强度、防海水腐蚀的内壁;而最外部的外罐筒也可由高聚物和非金属纤维加强复合而成,主要起到保护作用,承担外部重物的冲击、刮擦、海水腐蚀以及微生物侵蚀;内、外罐筒之间用隔离块间隔开,形成中间间隙层,起到保温和加热作用,确保柔性储油罐内温度能一直使原油处于液态。
[0026]
在柔性储油罐的顶部和底部设置的加强帽可以防止柔性储油罐产生局部应力和应变集中,原油通过上部加强帽上的油管实现注油和卸油。
[0027]
光纤应变/应力监测器均匀分布于外罐筒外侧若干处,用于实时监测柔性储油罐的应变和应力,确保其处于正常工作状态;而泄漏检测传感器均匀分布在中间间隙层若干处,通过检测罐壁间隙层内的情况来探测柔性储油罐是否存在泄漏情况,最后通过柔性储油罐顶部的数据收集器汇总。
[0028]
将柔性储油罐与混凝土配重之间通过UHWPE缆绳连接,可以实现柔性储油罐的快速安装与拆卸,而且至少两根UHWPE缆绳可以确保其中一根断裂的情况下柔性储油罐的正常工作。

附图说明

[0029]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]
图1为本实用新型一种实施例的结构示意图;
[0031]
图2为该实施例中柔性储油罐的结构示意图;
[0032]
图中:1-油水分离器;2-压力泵;3-输入立管;4-管线;5-柔性储油罐一;6-柔性储油罐二;7-柔性储油罐三;8-柔性储油罐四;9-控制阀;10-阻塞阀;11-输入阀;12-出口增压泵;13-输出阀;14-输出立管;15-冷却器;16-输出泵;17-油轮;18-混凝土配重;19-中部截止阀;20-法兰;21-沙袋;22-循环管线;23-外罐筒;24-内罐筒;25-隔离块;26-上部加强帽;27-下部加强帽;28-注油/卸油管;29-数据收集器;30-UHWPE缆绳;31-万向接头。

具体实施方式

[0033]
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[0034]
实施例:
[0035]
如图1所示,为本实用新型高性能海底柔性储油系统的一种实施例,该实施例包括依次相连的油水分离器1、压力泵2和输入立管3,所述输入立管3向下伸入海平面以下;所述海平面以下设有管线4和多个(图示为四个)结构相同的柔性储油罐,分别为柔性储油罐一5、柔性储油罐二6、柔性储油罐三7和柔性储油罐四8,而且具体只绘出了柔性储油罐一5,其余三个柔性储油罐简略表示。每个柔性储油罐均通过控制阀9与管线4连通,所述输入立管3通过阻塞阀10和输入阀11与管线4的一端连通;管线4的另一端还依次连接有出口增压泵12、输出阀13和输出立管14,所述输出立管14向上伸出海平面以上,所述输出立管14通过冷却器15、输出泵16连接油轮17;在柔性储油罐的下方连接有用于将其固定在海床上的混凝土配重18。在管线4上还设有位于两个柔性储油罐之间的中部截止阀19,可以将中部截止阀19关闭,其一侧的柔性储油罐进行注油作业,另一侧的柔性储油罐进行卸油作业,实现注油和卸油的同步进行,大大提高作业的效率。例如,图中所示,将中部截止阀19关闭后,柔性储油罐一5和柔性储油罐二6可进行注油作业,柔性储油罐三7和柔性储油罐四8进行卸油作业。
[0036]
由于开采出的原油为油水混合物,静置后底部沉积的水需要排出,为了使柔性储油罐内水质排放达到标准,该实施例在柔性储油罐的底部通过法兰20还连接有沙袋21,所述沙袋21通过循环管线22连接至油水分离器1,这样可以过滤掉水中的砂石,再经循环管线22输送至油水分离器1进行处理,使柔性储油罐内的水质排放达到标准。
[0037]
如图2所示,为该实施例中单个柔性储油罐的结构示意图,整个柔性储油罐为可压缩的柔性罐体,使得注油和卸油操作、罐体的置换维护、运输、检测和维修的操作更便捷,其形状可以设计成球体、圆柱体、长方体、正方体、椭球体或任意其他形状,罐体壁由内罐筒24、外罐筒23以及中间的间隙层组成,所述间隙层由若干夹在内罐筒24、外罐筒23之间的隔离块25组成。内罐筒24和外罐筒23为柔性储油罐内的液体防渗漏提供了双层防护,内、外罐筒均由复合加强非金属材料构成,内罐筒24用于容纳柔性储油罐内的流体,如原油或化学介质,外罐筒23用于承受外部冲击载荷,如锚的冲击,以及刮擦、微生物侵 蚀和海水腐蚀,间隙层是一层保温层和加热层,确保柔性储油罐内温度能一直使原油处于液态。
[0038]
在柔性储油罐的顶部和底部中间位置均设有加强帽,即上部加强帽26和下部加强帽27,可以防止柔性储油罐产生局部应力和应变集中,上部加强帽26上连接有通入柔性储油罐内部的注油/卸油管28。在外罐筒23的外表面上布置有若干光纤应变/应力监测器,用于实时监测柔性储油罐的应变和应力,确保其处于正常工作状态;所述内罐筒24和外罐筒23之间布置有若干泄漏检测传感器,通过检测罐壁间隙层内的情况来探测柔性储油罐是否存在泄漏情况;柔性储油罐的顶部还设有与光纤应变/应力监测器、泄漏检测传感器电连接的数据收集器29。
[0039]
最后,柔性储油罐与混凝土配重18之间通过UHWPE缆绳30连接,所述柔性储油罐与UHWPE缆绳30之间,以及UHWPE缆绳30与混凝土配重18之间均通过旋转卸扣或万向接头31连接,可以实现柔性储油罐的快速安装与拆卸,而且为了保证柔性储油罐的正常工作,该实施例中的UHWPE缆绳30至少为两根,在其中一根断裂的情况下可确保正常作业。
[0040]
本实用新型的高性能海底柔性储油系统结构简单、维护方便,具有很好的实用性。
[0041]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

权利要求书

[权利要求 1]
一种高性能海底柔性储油系统,其特征在于:包括依次相连的油水分离器、压力泵和输入立管,所述输入立管向下伸入海平面以下; 所述海平面以下设有管线和多个结构相同的柔性储油罐,每个柔性储油罐均通过控制阀与所述管线连通,所述输入立管通过阻塞阀和输入阀与管线的一端连通; 所述管线的另一端还依次连接有出口增压泵、输出阀和输出立管,所述输出立管向上伸出海平面以上,所述输出立管通过冷却器、输出泵连接油轮; 所述柔性储油罐的下方连接有用于将其固定在海床上的混凝土配重,所述柔性储油罐为可压缩的柔性罐体。
[权利要求 2]
如权利要求1所述的高性能海底柔性储油系统,其特征在于:所述管线上还设有位于两个柔性储油罐之间的中部截止阀。
[权利要求 3]
如权利要求1所述的高性能海底柔性储油系统,其特征在于:所述柔性储油罐的底部通过法兰还连接有沙袋,所述沙袋通过循环管线连接至所述油水分离器。
[权利要求 4]
如权利要求1至3任一项所述的高性能海底柔性储油系统,其特征在于:所述柔性储油罐的罐体壁由内罐筒、外罐筒以及中间的间隙层组成,所述间隙层由若干夹在内罐筒、外罐筒之间的隔离块组成。
[权利要求 5]
如权利要求4所述的高性能海底柔性储油系统,其特征在于:所述柔性储油罐的顶部和底部中间位置均设有加强帽,上部的加强帽上连接有通入柔性储油罐内部的注油/卸油管。
[权利要求 6]
如权利要求5所述的高性能海底柔性储油系统,其特征在于:所述外罐筒的外表面上布置有若干光纤应变/应力监测器,所述内罐筒和外罐筒之间布置有若干泄漏检测传感器; 所述柔性储油罐的顶部还设有与光纤应变/应力监测器、泄漏检测传感器电连接的数据收集器。
[权利要求 7]
如权利要求1所述的高性能海底柔性储油系统,其特征在于:所述柔性储油罐与混凝土配重之间通过UHWPE缆绳连接,所述柔性储油罐与UHWPE缆绳之间,以及UHWPE缆绳与混凝土配重之间均通过旋转卸扣或万向接头连接。
[权利要求 8]
如权利要求7所述的高性能海底柔性储油系统,其特征在于:所述UHWPE缆绳至少为两根。

附图

[ 图 1]  
[ 图 2]