一种水下储油罐基础结构的制作方法

1.本发明涉及一种水下储油罐基础结构，具体为一种布置于海底，用于放置水下储油罐的基础结构。


背景技术：

2.水下储油技术在国外已有一定应用，主要作为海洋油田的临时储油设施，其布置于海床上，一般将刚采出的原油储存其中，待油轮装卸。
3.我国一般会在具备原油接受能力的港口直接布置储油设置，将油轮卸下的原油直接储存在港口所在地区。
4.我国原油进口比例较高，但原油储存量较少，一旦原油进口中断，我国储存的原油仅能够满足国家短期需求。另一方面，我国港口原油接受能力有限，在我国大量进口原油时曾出现油轮在港口外长时间排队无法进港的情况。
5.在港口近海布置水下储油设施是解决上述问题的有效方案，一方面增加油轮卸油通道，允许油轮直接将原油卸载至水下储油设施而无需进港，增强了港口的原油接受能力；另一方面不需要占用港口陆地面积以增设储油罐，提高了原油储存能力。


技术实现要素：

6.为满足水下储油罐近海布置要求，本发明提出一种水下储油罐基础结构，其作为储油罐布置于海底的基础设施，为储油罐提供支撑，适用于大型或特大型储油罐的水下布置，同时水下储油罐的布置不会影响该海域船只通航。
7.本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：为保证大型储油罐安装于海底不会影响船只航行，本发明水下储油罐基础结构及部分储油罐结构位于海床以下，需要先进行海底施工，挖出一定尺寸的坑，而后布置桩基础，在桩基础上安装带有防沉板、裙板的基础结构，基础结构部分嵌入海沙，同时相互连接，保证结构强度，最后将储油罐安装于基础结构上。
8.本发明的有益效果是：基础结构满足大型或特大型储油罐的水下布置需求，在不影响船只通航的情况下实现大规模水下原油储存，提升港口原油接受能力和储存能力。
附图说明
9.图1为本发明最终效果示意图。
10.图2为本发明主桩柱示意图。
11.图3为本发明侧桩柱示意图。
12.图4为本发明主桩架示意图。
13.图5为本发明主桩架剖切示意图。
14.图6为本发明侧桩架示意图。
15.图7为本发明侧桩架剖切示意图。
16.图8为本发明角桩架示意图。
17.图9为本发明角桩架剖切示意图。
18.图10为本发明稳定架示意图。
19.图11、12为本发明主板架示意图。
20.图13、14为本发明侧板架示意图。
21.图15、16为本发明防沉板示意图。
22.图17为本发明安装步骤1。
23.图18为本发明安装步骤2。
24.图19为本发明安装步骤3。
25.图20为本发明安装步骤4。
26.其中，1、主桩柱，1
‑
1、稳定架固定段，1
‑
2、主桩架固定段，1
‑
3、主桩柱基段，1
‑
4、主桩腿，1
‑
5、主桩板，2、侧桩柱，2
‑
1、稳定架腿固定段，2
‑
2、次桩架固定段，2
‑
3、侧桩柱基段，2
‑
4、侧桩腿，2
‑
5、侧桩板，3、主桩架，3
‑
1、稳定筒，3
‑
2、基座，3
‑
3、主桩架侧架，3
‑
4、主桩架连接架，3
‑
5、主桩架侧架加强板，3
‑
6、主稳定架连接螺孔，3
‑
7、主板架连接螺孔，3
‑
8、主桩架防沉板，3
‑
9、主桩架裙板，3
‑
10、主板架连接杆，4、侧桩架，4
‑
1、侧桩架稳定筒，4
‑
2、侧桩架基座，4
‑
3、侧桩架侧架，4
‑
4、侧桩架连接架，4
‑
5、侧桩架侧架加强板，4
‑
6、侧稳定架连接螺孔，4
‑
7、侧桩架主板架连接螺孔，4
‑
8、侧桩架防沉板，4
‑
9、侧桩架裙板，4
‑
10、侧桩架主板架连接杆，4
‑
11、侧桩架坡架，4
‑
12、侧桩架坡板，4
‑
13、侧桩架坡板裙板，5、角桩架，5
‑
1、角桩架稳定筒，5
‑
2、角桩架基座，5
‑
3、角桩架侧架，5
‑
4、角桩架连接架，5
‑
5、角桩架侧架加强板，5
‑
7、角桩架侧板架连接螺孔，5
‑
8、角桩架防沉板，5
‑
9、角桩架裙板，5
‑
10、角桩架侧板架连接杆，5
‑
11、角桩架坡架，5
‑
12、角桩架坡板，5
‑
13、角桩架坡板裙板，6、稳定架，6
‑
1、主桩架固定段，6
‑
2、悬臂，6
‑
3、悬臂支撑腿，6
‑
4、悬臂固定脚，6
‑
5、侧桩架固定段，6
‑
6、主桩架连接螺孔，6
‑
7、侧桩架连接螺孔，7、主板架，7
‑
1、主板架框架，7
‑
2、主板架连接端，7
‑
3、主板架防沉板，7
‑
4、主板架裙板，7
‑
5、连接杆槽，8、侧板架，8
‑
1、侧板架框架，8
‑
2、侧板架连接端，8
‑
3、侧板架防沉板，8
‑
4、侧板架裙板，8
‑
5、侧板架连接杆槽，9、防沉板，9
‑
1、防沉圆板，9
‑
2、防沉板裙板，10、底板，11、储油罐，12、海床。
具体实施方式
27.由图2所示，主桩柱1最上部最直径最小的稳定架固定段1
‑
1，其下方是直径稍大的主桩架固定段1
‑
2，中间是主桩柱基段1
‑
3，全部为圆柱体结构，主桩柱基段1
‑
3上部有一圆台结构与主桩架固定段1
‑
2相连。主桩腿1
‑
4由一个圆柱结构和一圆台结构构成，圆台结构外侧有三角形的主桩板1
‑
5。使用时，主桩柱基段1
‑
3以下部分插入海沙中，主桩板1
‑
5主要起到增强稳定性的作用。
28.由图3所示，侧桩柱2包括稳定架腿固定段2
‑
1、次桩架固定段2
‑
2、侧桩柱基段2
‑
3、侧桩腿2
‑
4、侧桩板2
‑
5，其外形与主桩柱1相似，但各部分尺寸不同。使用时侧桩柱基段2
‑
3以下部分插入海沙，侧桩板2
‑
5作用与主桩板1
‑
5相同，为增强侧桩柱2的稳定性。
29.由图2、4、5所示，主桩架3底部中心位置为基座3
‑
2，其内径与主桩柱基段1
‑
3外径相同，上部为稳定筒3
‑
1，其内径与主桩架固定段1
‑
2外径相同，基座3
‑
2与稳定筒3
‑
1连接位置的角度与主桩柱基段1
‑
3上部的圆台结构相适配。围绕在基座3
‑
2与稳定筒3
‑
1外侧的是
主桩架侧架3
‑
3，数量是4个，其上部为三角形，下部为矩形，由钢柱和钢板组成。主桩架侧架3
‑
3与稳定筒3
‑
1之间的钢柱上部有主稳定架连接螺孔3
‑
6，其为4个螺纹孔。相邻两个主桩架侧架3
‑
3之间有主桩架侧架加强板3
‑
5相连固定，主桩架侧架加强板3
‑
5与稳定筒3
‑
1相连。主桩架侧架3
‑
3外侧为主桩架连接架3
‑
4，其由两块钢板组成，上部有主板架连接螺孔3
‑
7，其为两排共10个螺纹孔。上述结构位于主桩架防沉板3
‑
8之上，主桩架防沉板3
‑
8为正方形带通孔的板结构，其四角切割为大半径弧形。主桩架防沉板3
‑
8上有三角形加强筋与主桩架侧架3
‑
3、主桩架连接架3
‑
4相连，以增强稳定性。主桩架防沉板3
‑
8下方为主桩架裙板3
‑
9，其为多排钢板。主桩架防沉板3
‑
8四边中部有主板架连接杆3
‑
10，其为三棱锥结构，上侧部分结构切除。
30.由图3、6、7所示，侧桩架4底部为侧桩架基座4
‑
2，其内径与侧桩柱基段2
‑
3外径相同，上部为侧桩架稳定筒4
‑
1，其内径与次桩架固定段2
‑
2外径相同，侧桩架基座4
‑
2与侧桩架稳定筒4
‑
1连接位置的角度与侧桩柱基段2
‑
3上部的圆台结构相适配。围绕在侧桩架基座4
‑
2与侧桩架稳定筒4
‑
1外侧的是3个侧桩架侧架4
‑
3和侧桩架坡架4
‑
11。侧桩架侧架4
‑
3包括3个三角形结构，由钢柱和钢板组成。侧桩架侧架4
‑
3与侧桩架稳定筒4
‑
1、侧桩架坡架4
‑
11与侧桩架稳定筒4
‑
1之间的钢柱上部有侧稳定架连接螺孔4
‑
6，其为4个螺纹孔。相邻两个侧桩架侧架4
‑
3之间及侧桩架侧架4
‑
3与侧桩架坡架4
‑
11之间有侧桩架侧架加强板4
‑
5相连固定，侧桩架侧架加强板4
‑
5与侧桩架稳定筒4
‑
1相连。侧桩架侧架4
‑
3外侧为侧桩架连接架4
‑
4，其由两块钢板组成，上部有侧桩架主板架连接螺孔4
‑
7，其为两排共10个螺纹孔。上述结构位于侧桩架防沉板4
‑
8之上，侧桩架防沉板4
‑
8为正方形带通孔的板结构，其四角切割为大半径弧形。侧桩架防沉板4
‑
8上有三角形加强筋与侧桩架侧架4
‑
3、侧桩架连接架4
‑
4相连，以增强稳定性。侧桩架防沉板4
‑
8下方为侧桩架裙板4
‑
9，其为多排钢板。侧桩架防沉板4
‑
8除侧桩架坡架4
‑
11一侧，其他三边中部有侧桩架主板架连接杆4
‑
10，其为三棱锥结构，上侧部分结构切除。侧桩架坡架4
‑
11一侧连接在两个侧桩架侧架4
‑
3、侧桩架基座4
‑
2与侧桩架稳定筒4
‑
1上，另一侧连接侧桩架坡板4
‑
12，侧桩架坡板4
‑
12为带通孔的矩形板结构，下侧有侧桩架坡板裙板4
‑
13，侧桩架坡板裙板4
‑
13为有两个倒角的矩形板结构。
31.由图3、8、9所示，角桩架5底部为角桩架基座5
‑
2，其内径与侧桩柱基段2
‑
3外径相同，上部为角桩架稳定筒5
‑
1，其内径与次桩架固定段2
‑
2外径相同，角桩架基座5
‑
2与角桩架稳定筒5
‑
1连接位置的角度与侧桩柱基段2
‑
3上部的圆台结构相适配。围绕在角桩架基座5
‑
2与角桩架稳定筒5
‑
1外侧的是2个角桩架侧架5
‑
3和角桩架坡架5
‑
11。角桩架侧架5
‑
3包括3个三角形结构，由钢柱和钢板组成。相邻两个角桩架侧架5
‑
3、相邻两个角桩架坡架5
‑
11之间及角桩架侧架5
‑
3与角桩架坡架5
‑
11之间有角桩架侧架加强板5
‑
5相连固定，角桩架侧架加强板5
‑
5与角桩架稳定筒5
‑
1相连。角桩架侧架5
‑
3外侧为角桩架连接架5
‑
4，其由两块钢板组成，上部有角桩架侧板架连接螺孔5
‑
7，其为两排共10个螺纹孔。上述结构位于角桩架防沉板5
‑
8之上，角桩架防沉板5
‑
8为正方形带通孔的板结构，一角切割为大半径弧形。角桩架防沉板5
‑
8上有三角形加强筋与角桩架侧架5
‑
3、角桩架连接架5
‑
4相连，以增强稳定性。角桩架防沉板5
‑
8下方为角桩架裙板5
‑
9，其为多排钢板。角桩架防沉板5
‑
8除角桩架坡架5
‑
11两侧，其他两边有角桩架侧板架连接杆5
‑
10，其为三棱锥结构，上侧部分结构切除。角桩架坡架5
‑
11一侧连接在角桩架侧架5
‑
3、角桩架基座5
‑
2与角桩架稳定筒5
‑
1上，另一侧连接角桩架坡板5
‑
12，角桩架坡板5
‑
12为带通孔的矩形板结构，下侧有角桩架坡板裙板5
‑
13，角桩架坡板裙板5
‑
13为有两个倒角的矩形板结构。
32.由图10所示，稳定架6中心位置为主桩架固定段6
‑
1，为圆筒形结构，其外径与稳定筒3
‑
1内径相同，其内径与稳定架固定段1
‑
1外径相同；其上部为半球形，下部开槽以减轻结构重量。围绕主桩架固定段6
‑
1为4个悬臂6
‑
2，其上开槽以降低海流扰动影响。悬臂6
‑
2外端为侧桩架固定段6
‑
5，其为圆筒形结构，外径与侧桩架稳定筒4
‑
1内径相同，内径与稳定架腿固定段2
‑
1相同。悬臂6
‑
2两端与主桩架固定段6
‑
1、侧桩架固定段6
‑
5连接位置有主桩架连接螺孔6
‑
6、侧桩架连接螺孔6
‑
7，其分别与主稳定架连接螺孔3
‑
6、侧稳定架连接螺孔4
‑
6相对应。悬臂6
‑
2下方为悬臂支撑腿6
‑
3，其下连接悬臂固定脚6
‑
4。悬臂固定脚6
‑
4为带有螺孔的板结构，其螺孔与主板架连接螺孔3
‑
7相对应。
33.由图11、12所示，主板架7主体为主板架框架7
‑
1，其由三角形的钢柱和钢板组成。主板架框架7
‑
1两端为主板架连接端7
‑
2，其上有与主板架连接螺孔3
‑
7相对应的螺孔。下侧为主板架防沉板7
‑
3，其为带通孔的板结构，两侧边切割为圆弧，该圆弧与主桩架防沉板3
‑
8、侧桩架防沉板4
‑
8、角桩架防沉板5
‑
8上的圆弧弧度相同。主板架防沉板7
‑
3下侧为主板架裙板7
‑
4，为多排钢板。主板架防沉板7
‑
3与主板架框架7
‑
1连接位置有三角形加强筋。主板架框架7
‑
1两侧对应的主板架防沉板7
‑
3底部有连接杆槽7
‑
5，其形状结构与主板架连接杆3
‑
10、侧桩架主板架连接杆4
‑
10相适配。
34.由图13、14所示，侧板架8主体为侧板架框架8
‑
1，其由三角形的钢柱框架和钢板组成。侧板架框架8
‑
1两端为侧板架连接端8
‑
2，其上有与侧桩架主板架连接螺孔4
‑
7、角桩架侧板架连接螺孔5
‑
7相对应的螺孔。下侧为侧板架防沉板8
‑
3，其为带通孔的板结构，一侧边切割为圆弧，该圆弧与主桩架防沉板3
‑
8、侧桩架防沉板4
‑
8、角桩架防沉板5
‑
8上的圆弧弧度相同。侧板架防沉板8
‑
3下侧为侧板架裙板8
‑
4，为多排钢板。侧板架防沉板8
‑
3与侧板架框架8
‑
1连接位置有三角形加强筋。侧板架框架8
‑
1两侧对应的侧板架防沉板8
‑
3底部有侧板架连接杆槽8
‑
5，其形状结构与侧桩架主板架连接杆4
‑
10、角桩架侧板架连接杆5
‑
10相适配。
35.由图15、16所示，防沉板9包括一带通孔的圆形板结构防沉圆板9
‑
1，其下方为防沉板裙板9
‑
2，为多排板结构。
36.由图2、3、17所示，水下储油罐基础结构安装于海床以下，首先需要进行海底作业，在海床12上挖一个大型深坑，而后根据位置要求，将1个主桩柱1及8个侧桩柱2插入坑底，主桩柱1的主桩柱基段1
‑
3以下部分及侧桩柱2的侧桩柱基段2
‑
3以下部分插入坑底海沙中。
37.由图4、6、8、18所示，根据主桩柱1、侧桩柱2的位置安装主桩架3、侧桩架4和角桩架5。基座3
‑
2套在主桩柱基段1
‑
3位置，侧桩架基座4
‑
2套在侧桩柱基段2
‑
3位置。主桩架防沉板3
‑
8、侧桩架防沉板4
‑
8及角桩架防沉板5
‑
8以下部分插入海沙中；侧桩架坡板裙板4
‑
13和角桩架坡板裙板5
‑
13插入坑壁海砂中，侧桩架坡架4
‑
11和角桩架坡架5
‑
11贴在坑壁上。
38.由图4、6、8、12、14、16、19所示，安装主板架7、侧板架8和防沉板9。主板架连接端7
‑
2分别卡在主板架连接螺孔3
‑
7和侧桩架主板架连接螺孔4
‑
7位置，相对应的螺孔对齐，同时主板架连接杆3
‑
10、侧桩架主板架连接杆4
‑
10卡在连接杆槽7
‑
5内。侧板架连接端8
‑
2分别卡在侧桩架主板架连接螺孔4
‑
7和角桩架侧板架连接螺孔5
‑
7位置，相对应的螺孔对齐，同时侧桩架主板架连接杆4
‑
10、角桩架侧板架连接杆5
‑
10卡在侧板架连接杆槽8
‑
5内。主板架防沉板7
‑
3、侧板架防沉板8
‑
3及防沉圆板9
‑
1一下部分插入海沙中。主板架7、侧板架8通过
连接杆槽7
‑
5、侧板架连接杆槽8
‑
5与主板架连接杆3
‑
10、侧桩架主板架连接杆4
‑
10、角桩架侧板架连接杆5
‑
10连接确定其之间位置并在某一部件受力时起到力的传递作用。完成上述安装后，将主桩架防沉板3
‑
8、侧桩架防沉板4
‑
8、角桩架防沉板5
‑
8及防沉圆板9
‑
1之间相贴合部分焊接到一起。
39.由图1、4、6、10、11、20所示，安装稳定架6、底板10。主桩架固定段6
‑
1插入稳定筒3
‑
1中并套在稳定架固定段1
‑
1上，同时主桩架连接螺孔6
‑
6位于主稳定架连接螺孔3
‑
6位置，螺孔相对应并使用螺钉进行锁紧；侧桩架固定段6
‑
5插入侧桩架稳定筒4
‑
1中并套在稳定架腿固定段2
‑
1上，同时侧桩架连接螺孔6
‑
7位于侧稳定架连接螺孔4
‑
6位置，螺孔相对应并使用螺钉进行锁紧。悬臂固定脚6
‑
4套在主板架连接端7
‑
2位置，螺孔相对，使用螺钉穿过悬臂固定脚6
‑
4、主板架连接端7
‑
2、主板架连接螺孔3
‑
7或侧桩架主板架连接螺孔4
‑
7，将稳定架6、主板架7、主桩架3及侧桩架4锁紧在一起。后安装底板10，底板10为矩形钢板，主要作用为将储油罐的压力均匀的传递至基础结构。最后安装储油罐11。
40.本发明最终安装效果如图1所示，裙板结构插入海砂中保证装置稳定性，与海沙贴合的防沉板结构保证整体结构承载能力，防沉板结构上的通孔均为安装过程中供海水流通使用，以保证防沉板结构与海沙贴合在一起。