深水钻井生产储卸油平台油水置换小型试验装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种深水钻井生产储卸油平台油水置换小型试验装置，包括主罐体，与该主罐体通过管路连通的储油罐、注油罐、集水罐、注水池及储水罐；所述主罐体包括：自下而上依次为水沉箱、粗罐体、油沉箱和细罐体，所述水沉箱形成在所述粗罐体的底部，所述油沉箱形成在所述粗罐体的顶部，所述粗罐体的径向尺寸大于所述细罐体的径向尺寸，所述细罐体下部有一水密隔板，将该罐体由下至上分为油水第一次分离的油水置换区和油水第二次分离的储水区。本实用新型的深水钻井生产储卸油平台油水置换小型试验装置，主罐体被水密隔板分成上下两个空间，下罐体较大，主要实现油水的第一次分离，上罐体较小，油水在此完成第二次分离，进一步降低排出水中油含量。
【专利说明】
深水钻井生产储卸油平台油水置换小型试验装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及海上石油钻井平台技术领域，具体而言，特别涉及一种深水钻井生产储卸油平台的油水置换小型试验装置。
【背景技术】
[0002]SPAR深水钻井生产储卸油平台(SDPSO)是集“钻-采-储-运”为一体的多功能平台，在其储油系统中，可以将生产出的原油贮存置于SPAR储油系统中，从而避开风浪和雷电袭击，避免“油气呼吸”现象，降低空气污染、节约储油成本和作业风险，可以保证SPAR深水钻井生产储卸油平台(SDPSO)在储油过程中的安全。
[0003]将原油贮存于水下，采用的是油水置换方式，原油储存通过对充满同一储油舱内的水进行置换来实现，油的比重比水轻，浮在水上面，自然形成一个油水界面层。利用湿式储油方法的优点是储油舱外部压力和内部水压力基本上是平衡的，这样可以使储油舱壳体结构的设计更经济，并且不需要大量的压载水舱来保持平台的恒定设计吃水。缺点是如果油水置换过程中的油水界面含油混合水体不经过分离处理直接排放入海水中，可能造成环境污染。
[0004]传统观点认为没有昂贵的专业设备，是难以完全将大量的排出的含油混合水进行分离，同时大量设备的安放也将显著增加平台上部设施的重量。
[0005]本实用新型通过SPAR深水钻井生产储卸油平台油水置换小型模拟实验验证油水置换储油技术的可行性。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型旨在通过自主研究发明了新型SDPSO平台立式储油二次分离油水置换技术，能够在理论上实现油水置换零污染排放。
[0007]本实用新型的技术方案在于:一种深水钻井生产储卸油平台油水置换小型试验装置，包括主罐体，与该主罐体通过管路连通的储油罐、注油罐、集水罐、注水池及储水罐;所述主罐体包括:自下而上依次为水沉箱、粗罐体、油沉箱和细罐体，所述水沉箱形成在所述粗罐体的底部，所述油沉箱形成在所述粗罐体的顶部，所述粗罐体的径向尺寸大于所述细罐体的径向尺寸，所述细罐体的下部有一水密隔板，将该罐体由下至上分为油水第一次分离的油水置换区和油水第二次分离的储水区。
[0008]进一步，所述置换区与所述储水区通过内水管连通;该内水管的上、下端分别位于所述细罐体的顶部和所述粗罐体的底部。
[0009]进一步，还包括有外水管，外水管的顶端略高于所述水密隔板，其底部与所述集水罐连通。
[0010]进一步，在所述油沉箱且靠近所述水密隔板位置处设有注油口和排油口。
[0011 ]进一步，所述水沉箱和所述油沉箱的径向尺寸与所述细罐体的内径尺寸相同。
[0012]进一步，所述主罐体材质为有机玻璃材质。
[0013]进一步，所述注水池和储水罐的管路上设有加热装置和调节注水流量的回流装置。
[0014]进一步，所述注油罐连接有油品加热装置。
[0015]进一步，所述油品加热装置包括水浴箱、加热棒、循环加热器和控制箱，注油罐容置于水浴箱内，顶部齐平，底部固定在水浴箱底，加热棒悬浮于水浴箱的水中，循环加热器由控制箱进行温度控制将水浴箱中的淡水加热器中加热后再排回水浴箱中。
[0016]进一步，所述注油罐和主罐体的注油管路设有油栗、气阀和注油流量表。
[0017]本实用新型的技术效果在于:本实用新型用于深水钻井生产储卸油平台的油水置换小型试验装置，主罐体被水密隔板分成上下两个空间，下罐体较大，主要实现油水的第一次分离，上罐体较小，油水在此完成第二次分离，进一步降低排出水的水中油含量。通过两次油水分离后水中含油量和油中含水量测定，确定SDPSO在满足储油功能的同时，置换出的海水达到排放标准且不致油中含水量过高。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型一种用于深水钻井生产储卸油平台的油水置换小型试验装置的布置示意图。
[0019]图2为图1中主罐体的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0021]如图1-图2所示，为本实用新型一种深水钻井生产储卸油平台油水置换小型试验装置，包括主罐体1，与该主罐体I通过管路连通的储油罐2、注油罐3、集水罐4、注水池6及储水罐5;主罐体I包括:自下而上依次为水沉箱108、粗罐体102、油沉箱107和细罐体101，水沉箱108形成在所述粗罐体102的底部，油沉箱107形成在所述粗罐体102的顶部，粗罐体102的径向尺寸大于细罐体101的径向尺寸，水沉箱和油沉箱的径向尺寸与所述细罐体101的内径尺寸相同。细罐体101下部有一水密隔板，将该罐体由下至上分为油水第一次分离的油水置换区和油水第二次分离的储水区。主罐体I材质为有机玻璃材质，上端敞口，在油沉箱107且靠近所述水密隔板17位置处设有两个相对的注油口 15和排油口 14，小口径开孔为注油口15，大口径开孔为排油口 14。
[0022]整个主罐体I被水密隔板17分为两个区，水密隔板17的上方为储水区105，水密隔板17的下方106为置换区，储水区105与置换区106通过内水管103连通;该内水管103的上、下端分别位于细罐体101的顶部和粗罐体102的底部。外水管104的顶端略高于水密隔板17。水密隔板17上有两个开孔，内水管103通过开口 13，外水管104通过开口 16。
[0023]这里采用外置管路是出于避免水密隔板开孔保证强度的考虑，同时，可通过管路上的阀门控制上下水的流量，以保证细罐体101内水位高于内水管上端，避免空气进入管路和粗罐体102扰乱油水界面，影响置换效果。
[0024]水沉箱有两个开孔，小口径孔为油水置换第一次分离取样口，大口径孔18为连接储水区和油水置换区的外置管路的下端接口。
[0025]管路系统按功能分类，可以大致分为蓄水管路、注水管路、排油管路、注油管路和排水管路。
[0026]蓄水管路最为简单，主要是将储水罐5中的海水抽取注入注水池6中，包括水栗、管线以及储水罐5。储水罐5中的蓄水孔加装过滤网以过滤水中固体杂质。
[0027 ]注水管路则是将注水池6中的海水注入到置换系统的细罐体1I储水区中，包括水栗、流量表、过渡水桶、管线和阀门。
[0028]排油管路连接储油罐2和排油口14，主要包括控制阀门、流量表和出油管线。
[0029]注油管路连通注油口 15和注油罐3，包括油栗，通过气阀和数显流量计组成的流量控制系统则可精确控制注油流量，以实现恒定注油流量的目标。
[0030]注油罐3连接有油品加热装置，油品加热装置包括水浴箱、加热棒、循环加热器和控制箱，储油箱容置于水浴箱内，顶部齐平，底部固定在水浴箱底，加热棒悬浮于水浴箱的水中，循环加热器由控制箱进行温度控制将水浴箱中的淡水加热器中加热后再排回水浴箱中。
[0031]本实用新型，油水置换试验包括注水、注油排水和排油注水三个主要流程。
[0032](I)注水
[0033]注水流程，即将10°C的海水注入主罐体I的过程。首先，利用水栗将海水从海水池导入储水罐5中，并用加热器加热。由于冬季试验场地气温较低，罐体容积较大，加热海水时间略长，需提前准备。
[0034]考虑到海水沿管线流动会有一定的热量损失，所以一般将海水加热到20°C左右，再通过水栗抽到试验台架上的注水池6中。其中为控制注水流量，在水栗处加一三通回流装置调节注水流量。
[0035](2)注油排水
[0036]注油排水流程是将50°C的原油注入主罐体I并排出海水的过程。加热后的原油经油栗、控制阀门缓慢注入主罐体I中，同时关闭注水管路和出油管路，主罐体I内的海水会从粗罐体102经内水管103自下而上排入细罐体101中，并沿外水管104进入集水罐4中。当油水界面下降到安全高度后即可停止注油。
[0037]在此过程中，可在粗罐体102下部出水口取样，测量I次油水分离的水中含油量，在集水罐4桶中取样测量2次油水分离的水中含油量。同时可以读取罐体内不同高度处的温度T，以及油水界面下降速率V。
[0038](3)排油注水
[0039]排油注水流程是将主罐体I内的原油通过排油口排入储油罐2中，同时向主罐体I注入海水的过程。该过程中可采样测量排出原油中的油中含水量。当油水界面升到安全高度后，停止排油。主罐体I内则为海水，以及上部少量的原油。
[0040](4)循环步骤(2)和步骤(3)。
[0041]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种深水钻井生产储卸油平台油水置换小型试验装置，包括主罐体，与该主罐体通过管路连通的储油罐、注油罐、集水罐、注水池及储水罐;其特征在于，所述主罐体包括:自下而上依次为水沉箱、粗罐体、油沉箱和细罐体，所述水沉箱形成在所述粗罐体的底部，所述油沉箱形成在所述粗罐体的顶部，所述粗罐体的径向尺寸大于所述细罐体的径向尺寸，所述细罐体下部有一水密隔板，将该罐体由下至上分为油水第一次分离的油水置换区和油水第二次分离的储水区。2.如权利要求1所述的深水钻井生产储卸油平台油水置换小型试验装置，其特征在于，所述置换区与所述储水区通过内水管连通;该内水管的上、下端分别位于所述细罐体的顶部和所述粗罐体的底部。3.如权利要求1所述的深水钻井生产储卸油平台油水置换小型试验装置，其特征在于，还包括有外水管，外水管的顶端略高于水密隔板，其底部与所述集水罐连通。4.如权利要求1所述的深水钻井生产储卸油平台油水置换小型试验装置，其特征在于，在所述粗罐体的顶端且靠近所述水密隔板位置处设有注油口和排油口。5.如权利要求1所述的深水钻井生产储卸油平台油水置换小型试验装置，其特征在于，所述水沉箱和油沉箱的径向尺寸与所述细罐体的内径尺寸相同。6.如权利要求1所述的深水钻井生产储卸油平台油水置换小型试验装置，其特征在于，所述主罐体材质为有机玻璃材质。7.如权利要求1所述的深水钻井生产储卸油平台油水置换小型试验装置，其特征在于，所述注水池和储水罐的管路上设有加热装置和调节注水流量的回流装置。8.如权利要求1所述的深水钻井生产储卸油平台油水置换小型试验装置，其特征在于，所述注油罐连接有油品加热装置。9.如权利要求8所述的深水钻井生产储卸油平台油水置换小型试验装置，其特征在于，所述油品加热装置包括水浴箱、加热棒、循环加热器和控制箱，储油箱容置于水浴箱内，顶部齐平，底部固定在水浴箱底，加热棒悬浮于水浴箱的水中，循环加热器由控制箱进行温度控制将水浴箱中的淡水加热器中加热后再排回水浴箱中。10.如权利要求1所述的深水钻井生产储卸油平台油水置换小型试验装置，其特征在于，所述注油罐和主罐体的注油管路设有油栗、气阀和注油流量表。
【文档编号】G09B25/02GK205487085SQ201620019054
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月11日
【发明人】李志刚, 王晋, 刘巍巍, 许鑫, 张益公, 段梦兰, 顾继俊, 王德禹, 蔡忠华
【申请人】中国海洋石油总公司, 海洋石油工程股份有限公司, 北京高泰深海技术有限公司, 中国石油大学(北京), 上海交通大学