专利名称：深水水下储油石油生产装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于海洋工程领域，开发一种用于深水的水下储油石 油生产装置。 技术背景
深海石油开发中传统的储油生产系统主要有浮式生产系统、半潜 式生产平台，都属于浮式储油生产模式。浮式生产模式在国际上已经 可以视为成熟技术，具有许多优越性，但由于受到海上风浪的巨大作 用力，无论是海上结构还是其系索系统造价高昂，而且随着水深的增 加，技术难度越来越高，设施造价急剧升高。在深海油田海底，风浪 作用几乎可以忽略不计，在解决水下高压条件下油气初级处理问题的 前提下，水下集输模式不失为一条有效途径。水下储油技术在适用重 力式平台、自升式平台的海域(水深一般在150m以内)有成功应用 的先例，主要有重力式平台水下储油和油水置换水下储油两种方式， 但在深海未见报道。本单位申报的"水下石油生产保障系统"
(200520083519.7)也采用水下储油，其生产模式仅适用于浅海。 发明内容
本实用新型所指深海是指因水深过大难以应用固定式导管架平 台的而通常选择浮式装置进行油气钻采的区域。
本实用新型的目的是开发一种深水水下储油石油生产装置，可代替浮式储油生产系统进行深海石油开发。
本实用新型所述深水水下储油石油生产装置，整套系统包含水 下井口模块、水下处理模块、油水置换水下储油模块、深水立管、系
索或动力定位装置、浮筒、穿梭油轮；
本实用新型的特征是所述深水水下储油石油生产装置的水下井 口模块、水下处理模块、油水置换水下储油模块均位于海底并串接在 一起；小型浮筒浮在水面上，用系索系泊定位或用动力定位装置定位, 深水立管一端与水下储油模块连接，另一端与浮筒相连；穿梭油轮在 装油时系泊在浮筒上，水下储油模块向通过深水立管及水面以上管路 向穿梭油轮倒油；浮筒主要作用是穿梭油轮系泊。
本实用新型具有如下优点
(1) 本实用新型与浮式储油生产系统相比，水下储油可基本避 免冰力、风浪力作用，储油模块结构强度要求低，同时具备可移动的 优点。
(2) 油水置换水下储油储罐内外压差小，不必考虑整体耐压问 题，结构强度要求低，系统造价不会随水深增加急剧升高。
(3) 本实用新型浮筒没有储油作用，所受风浪力等作用远小于 庞大的浮式储油系统，不必避风撤离，在储油能力足够的前提下不必 关井停产。
(4) 本实用新型水面以上部分小，系泊系统可以采用简单系索 或功率较小的动力定位，无需采用昂贵的转塔系泊系统，造价可大降低。
(5)本实用新型油水置换水下储油模块内一直充满液体，可以 避免水上储油普遍存在的"油气呼吸"损失，降低了大气污染，降低 了燃爆风险。
图1为深水水下储油石油生产装置(系索式)示意图
图2为深水水下储油石油生产装置(动力定位式)示意图
1、水下井口模块2、水下处理模块 3、油水置换水下储油模块
4、深水立管 5、系索 6、浮筒 7、穿梭油轮
8、动力定位装置
具体实施方式
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现结合说明书附图1和2，对本实用新型作进一步描述
深水水下储油石油生产装置，整套系统包含水下井口模块l、水
下处理模块2、油水置换水下储油模块3、深水立管4、系索5或动力定 位装置8、浮筒6、穿梭油轮7;水下井口模块l、水下处理模块2、油 水置换水下储油模块3均位于海底并串接在一起；浮筒6浮在水面上， 用系索5或动力定位装置8定位，深水立管4一端与水下储油模块3连 接，另一端与浮筒6相连；穿梭油轮7在装油时系泊在浮筒6上。
考虑到造价和技术问题，当水深大于1500m时，目前海洋工程领 域一般不再应用系索定位大型浮体。基于同样原因本实用新型中，由于浮筒较小，在水深大于500m时，推荐采用动力定位方式。 考虑到应用领域，储油模块的容量应不低于10000方。 各模块分别制造完成后，在浮吊等工程船舶和水下机器人辅助下
完成现场安装。除油水置换水下储油模块3夕卜，其它模块安装已有成
熟工艺。
油水置换水下储油模块3由于体积大、重量大，海上安装方法推 荐如下安装油水置换水下储油模块3最好有2艘驳船，每艘驳船上 设有2台绞车和.1台高压充气泵。油水置换水下储油模块3上设有通 海阀、吊耳和充气管路，自身具备足够浮力。拖航至预定位置后，将 绞车钢丝绳连接到储油模块3的吊耳上，打开通海阀，储油模块3进 水下沉，储油模块3完全入水时，浮力与重力基本平衡，控制绞车下 放速度，使储油模块3平稳下放。在下沉过程中，水压力不断增加使 储油模块3内的空气被压縮，浮力减少。如果绞车拉升能力足够，没 有必要充气排水，否则应逐渐充气排水，以补偿浮力。
考虑到大型水下结构安装设备的限制，可以考虑用多个水下油罐 组成水下储油罐组。
在正常生产状态，水下井口模块1生产的流体进入水下处理模块 2进行水下分离，分离出的原油输入油水置换水下储油模块3储存， 分离出的水经过回注管汇回注或达标排海，分理出的气经深海立管4 (或另设管路)输送到浮筒6上燃烧。油水置换水下储油模块3中的 原油，经深海立管4输送到海面上，装运到穿梭油轮7上拉走。穿梭 油轮装油时系泊在浮筒6上。
权利要求1、深水水下储油石油生产装置，包括水下井口模块(1)、水下处理模块(2)、油水置换水下储油模块(3)、深水立管(4)、浮筒(6)、穿梭油轮(7)；其特征是水下井口模块(1)、水下处理模块(2)、油水置换水下储油模块(3)均位于海底并通过管路串接在一起，浮筒(6)浮在水面上；深水立管(4)一端与油水置换水下储油模块(3)连接，另一端与浮筒(6)相连；穿梭油轮(7)在装油时系泊在浮筒(6)上。
2、 根据权利要求l所述的深水水下储油石油生产装置，其特征 是浮筒(6)采用系索(5)系泊在海底或与海底相连的其它结构物上。
3、 根据权利要求l所述的深水水下储油石油生产装置，其特征 是油水置换水下储油模块(3)包含一个用于深水油田的容量不低于 10000方水下油水置换储罐。
4、 根据权利要求l所述的深水水下储油石油生产装置，其特征 是油水置换水下储油模块(3)包含用于深水油田的一组通过管路连 接在一起的多个水下油水置换储罐，罐组总容量不低于10000方。
专利摘要本实用新型涉及一种深水水下储油石油生产装置，整套系统包含水下井口模块、水下处理模块、油水置换水下储油模块、深水立管、系索或动力定位装置、浮筒、穿梭油轮；水下井口模块、水下处理模块、油水置换水下储油模块均位于海底并串接在一起；小型浮筒浮在水面上，用系索系泊定位或用动力定位装置定位，深水立管一端与水下储油模块连接，另一端与浮筒相连；穿梭油轮在装油时系泊在浮筒上。本实用新型在深海可代替浮式生产系统进行海上石油开发，可基本避免浮式生产系统所受冰力、风浪力等，并可在很大程度上避免避风停产。
文档编号E21B43/01GK201292828SQ20082002795
公开日2009年8月19日 申请日期2008年9月9日 优先权日2008年9月9日
发明者丁忠军, 初新杰, 孙永泰, 张士华, 徐松森, 田海庆, 强 郭 申请人:中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院