水下储油设施的制作方法

[0001]
本实用新型属于储油设施技术领域，具体涉及一种水下储油设施。


背景技术：

[0002]
原油一般储存在储油罐体内，并将储油罐体放置在陆地上。此种原油储存方法，主要具有以下问题：储油罐体设置与大气联通的呼吸阀，从而保证储油罐体内部不超压。但是，当储油罐体与大气联通时，由于地面温度高、昼夜温差大等原因，会加剧储油罐体内原油的挥发损耗；另外，在原油的装卸作业中，也会加剧罐内的原油损耗，造成能源的浪费。如何有效解决上述问题，是目前迫切需要解决的事情。


技术实现要素：

[0003]
针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种水下储油设施，可有效解决上述问题。
[0004]
本实用新型采用的技术方案如下：
[0005]
本实用新型提供一种水下储油设施，包括：储油罐体(1)，所述储油罐体(1)设置浮体单元(2)；所述储油罐体(1)的底部与海底可上下浮动连接；所述储油罐体(1)的内腔，自上向下，依次包括顶部空气腔(1a)、中部储油腔(1b)以及下部储水腔(1c)；其中，所述顶部空气腔(1a)和所述中部储油腔(1b)之间设置可随油层上下浮动的亲油疏水隔氧膜(1d)，所述顶部空气腔(1a)可加载水形成储水腔；所述中部储油腔(1b)和所述下部储水腔(1c)之间为油水界面(1e)；
[0006]
所述下部储水腔(1c)分别连通下部进水管线(3)和下部出水管线(4)；其中，所述下部进水管线(3)按进水方向，依次安装下部进水阀门(3a)和下部进水单向阀(3b)；所述下部出水管线(4)按出水方向，依次安装下部出水单向阀(4b)和下部出水阀门(4a)；所述顶部空气腔(1a)分别连通上部进水管线(5)和上部出水管线(6)；其中，所述上部进水管线(5)按进水方向，依次安装上部进水阀门(5a)和上部进水单向阀(5b)；所述上部出水管线(6)按出水方向，依次安装上部出水单向阀(6b)和上部出水阀门(6a)；此外，所述下部出水管线(4)的出水端通过下排水泵(4c)连接到水处理系统(11)；所述上部出水管线(6)的出水端通过上排水泵(6c)连接到水处理系统(11)；
[0007]
进出油管线(7)通过导向机构(8)安装于储油罐体(1)的罐中心轴位置，并且，进出油管线(7)可沿罐中心轴进行上下升降调节；所述进出油管线(7)的吸油口(7a)与所述中部储油腔(1b)连通；所述进出油管线(7)的排油口(7b)位于所述储油罐体(1)的外部；
[0008]
所述储油罐体(1)的顶部设置罐体通气管线(9)；所述罐体通气管线(9)的一端与所述顶部空气腔(1a)连接，所述罐体通气管线(9)的另一端安装罐体通气阀门(9a)。
[0009]
优选的，所述浮体单元(2)为多套浮体；各套所述浮体固定套于所述储油罐体(1)的外部。
[0010]
优选的，所述浮体为密闭腔体，具有浮体进出水管线(2a)和浮体通气管线(2b)；其
中，所述浮体进出水管线(2a)安装浮体进出水水泵(2c)和浮体进出水阀门(2d)；所述浮体通气管线(2b)安装浮体通气阀门(2e)。
[0011]
优选的，所述浮体单元(2)通过以下方式形成：所述储油罐体(1)为中空夹套式罐体，具有夹套内腔；所述夹套内腔具有进水管线、排水管线和排气管线。
[0012]
优选的，所述浮体单元(2)为充气式浮体，与所述储油罐体(1)固定连接。
[0013]
优选的，所述储油罐体(1)的底部与海底之间通过锚(10)或水平固定架实现可上下浮动连接。
[0014]
优选的，所述进出油管线(7)为进油和出油共用的同一根管线；或者，所述进出油管线(7)包括分离设置的进油管线和出油管线。
[0015]
优选的，所述储油罐体(1)的顶端还固定安装紧急备用浮体。
[0016]
本实用新型提供的水下储油设施具有以下优点：
[0017]
(1)储油罐体中油层的上部和下部均可与自然水体联通，实现罐体恒温、恒压的效果强，进而有效降低原油的挥发损耗。
[0018]
(2)亲油疏水隔氧膜1d随着储油罐体中原油液位变化而同步变化，因此，进出油管线7为可升降结构，可以在任何状态时，通过调节进出油管线7的高度，进而调节吸油口7a的位置，保证吸油口7a与储油罐体中原油连通，实现随时向罐体内输送油或将罐体内原油抽出的效果，即：储油和卸油灵活方便。
附图说明
[0019]
图1为本实用新型提供的水下储油设施的结构示意图。
具体实施方式
[0020]
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0021]
本实用新型提供一种水下储油设施，可以放置到水面以下，完成储油、装卸油的功能。具体的，本实用新型提供的水下储油设施，储油罐体顶部和大气联通，下部与自然水体联通，进出罐体的原油与自然水体交换体积，实现原油的装卸。由于海水温度比陆地温度普遍低，并且几乎没有昼夜温差，因而可以大大降低原油的挥发损耗。另外，罐内液体温度和压力变化小，罐体内顶部空气腔体积小并且基本保持在一个的恒定值，从而有效降低原油的挥发损耗。并且，储油罐体具有在恶劣风浪海况下调节浮力下潜到安全深度的功能。因此，本实用新型极大改善储油罐体储油的原油挥发问题，具有零污染排放，使用安全，可抗恶劣自然天气影响的优点。
[0022]
参考图1，本实用新型提供的水下储油设施，包括：储油罐体1，储油罐体1可以是圆柱形或方形或其他形状，本实用新型对储油罐体1的形状并不限制。储油罐体1设置浮体单元2；浮体单元2用于使储油罐体1漂浮在水面，并且，通过对浮体单元2的调节控制，可调节储油罐体1漂浮在水面的深度。本实用新型对浮体单元2的具体结构并不限制，例如，可采用以下三种结构之一：(1)浮体单元2为多套浮体；各套浮体固定套于储油罐体1的外部。浮体为密闭腔体，具有浮体进出水管线2a和浮体通气管线2b；其中，浮体进出水管线2a安装浮体
进出水水泵2c和浮体进出水阀门2d；浮体通气管线2b安装浮体通气阀门2e。因此，通过控制向浮体内充入的水量，可调节浮力，进而实现储油罐体在自然水体里的浮潜高度和深度的调节。(2)浮体单元2通过以下方式形成：储油罐体1为中空夹套式罐体，具有夹套内腔；夹套内腔具有进水管线、排水管线和排气管线。因此，通过控制向夹套内腔充入的水量，可调节浮力。(3)浮体单元2为充气式浮体，与储油罐体1固定连接。因此，通过控制向浮体单元内的充气量，可调节浮力。
[0023]
储油罐体1的底部与海底可上下浮动连接，即：储油罐半潜在海中，可上下浮动；例如，储油罐体1的底部与海底之间通过锚10或水平固定架实现可上下浮动连接。采用此种结构方式，可控制储油罐体1在一个较为狭窄的活动空间内实现上下浮动。
[0024]
储油罐体1的内腔，自上向下，依次包括顶部空气腔1a、中部储油腔1b以及下部储水腔1c；其中，顶部空气腔1a和中部储油腔1b之间设置可随油层上下浮动的亲油疏水隔氧膜1d，具体的，当中部储油腔1b储存原油时，原油层表面密闭覆盖亲油疏水隔氧膜1d，顶部空气腔1a可加载水形成储水腔；因此，当原油层液位发生变化时，亲油疏水隔氧膜1d同步发生高度的变化。中部储油腔1b和下部储水腔1c之间为油水界面1e；
[0025]
下部储水腔1c分别连通下部进水管线3和下部出水管线4；其中，下部进水管线3按进水方向，依次安装下部进水阀门3a和下部进水单向阀3b；当下部进水阀门3a打开时，实现下部储水腔1c内水与罐外自然水体的连通。
[0026]
下部出水管线4按出水方向，依次安装下部出水单向阀4b和下部出水阀门4a；顶部空气腔1a分别连通上部进水管线5和上部出水管线6；其中，上部进水管线5按进水方向，依次安装上部进水阀门5a和上部进水单向阀5b；当上部进水阀门5a打开时，实现下部储水腔1c内水与罐外自然水体的连通。
[0027]
上部出水管线6按出水方向，依次安装上部出水单向阀6b和上部出水阀门6a；此外，下部出水管线4的出水端通过下排水泵4c连接到水处理系统11；上部出水管线6的出水端通过上排水泵6c连接到水处理系统11；水处理系统11将汇聚的水处理后，达到排放标准，并外排。
[0028]
本实用新型中，进出油管线7为进油和出油共用的同一根管线；或者，进出油管线7包括分离设置的进油管线和出油管线。通过进出油管线7，实现向罐体内进油，或将罐体内油抽出的卸油功能。
[0029]
进出油管线7通过导向机构8安装于储油罐体1的罐中心轴位置，并且，进出油管线7可沿罐中心轴进行上下升降调节；进出油管线7的吸油口7a与中部储油腔1b连通；进出油管线7的排油口7b位于储油罐体1的外部；当罐体内油层或水层厚度发生变化时，通过调节进出油管线7的高度，使进出油管线7的吸油口7a始终与罐体内油层连通。
[0030]
储油罐体1的顶部设置罐体通气管线9；罐体通气管线9的一端与顶部空气腔1a连接，罐体通气管线9的另一端安装罐体通气阀门9a。通过设置罐体通气管线9，平常状态时，打开罐体通气阀门9a，实现储油罐体内部联通大气。
[0031]
储油罐体1的顶端还固定安装紧急备用浮体。实际应用中，罐体上还可以安装液位计、温度计、有毒气体报警等仪器仪表，实现对罐体状态的监测功能。
[0032]
本实用新型提供的水下储油方法，包括以下步骤：
[0033]
步骤1，储油罐体1内腔为空腔体时，打开下部进水阀门3a，关闭下部出水阀门4a、
上部进水阀门5a和上部出水阀门6a，打开罐体通气阀门9a；然后，使储油罐体1下潜，在下潜过程中，罐外自然水通过下部进水管线3流入到储油罐体1内部，罐体内水体始终与罐外自然水体等压，随着罐外自然水不断流入到储油罐体1内部，使亲油疏水隔氧膜1d逐渐上浮，直到将储油罐体1内部罐满水，此时，亲油疏水隔氧膜1d上浮到储油罐体1内腔的顶部；同时，在储油罐体1下潜过程中，调整浮体单元2，最终使储油罐体1立浮于水体合适高度；
[0034]
步骤2，然后，关闭下部进水阀门3a；打开进出油管线7的进油阀，同时打开下部出水阀门4a，并启动下排水泵4c；因此，下排水泵4c将储油罐体1内部的水从下方逐渐抽出，并泵送到水处理系统11，使储油罐体1内部的水位逐渐下移，同时，需要储存的原油通过进出油管线7被泵送到储油罐体1内部，并位于亲油疏水隔氧膜1d的下方，储油罐体1内部水位的上方，当泵送的原油厚度达到要求时，关闭下部出水阀门4a和进油阀，此时，由于海水和油密度的差异，使储油罐体1内部的下方为海水层；海水层的上方为油层，海水层和油层之间形成油水界面；油层的表面漂浮亲油疏水隔氧膜1d，亲油疏水隔氧膜1d的上方为空腔；
[0035]
步骤3，然后，打开下部进水阀门3a，当环境温度正常时，通过储油罐体1实现水下储油；其中，在储油过程中，由于罐体内水体始终与罐外自然水体等压，因此，罐体内水体和罐外自然水体之间为连通形式，可进行自然循环流动，实现罐体恒温恒压，降低罐体内原油的挥发损耗；
[0036]
步骤4，当环境温度高需要特别降温保护时，打开上部进水阀门5a，用泵将水引入到罐体油层上部空间，即：位于亲油疏水隔氧膜1d的上部空间，形成对罐体油层的降温保护层；
[0037]
当环境温度恢复正常，不需要特别降温保护时，打开上部出水阀门6a，启动上排水泵6c，将罐体油层上部空间的水体抽出，并送到水处理系统11中处理外排。
[0038]
还包括：当遇恶劣海况时，关闭罐体通气阀门9a，通过浮体单元2调节浮力，使储油罐体1的整体全部下潜到海面以下安全的深度，同时启动紧急备用浮体，使整个储油罐体1悬吊于自然水体适宜深度。
[0039]
本实用新型提供的水下储油方法，具有以下特点：
[0040]
(1)储油罐体顶部和大气联通，下部与自然水体联通，进出罐体的原油与自然水体交换体积，实现原油的装卸。罐内液体温度和压力变化小，罐体内顶部空气腔体积小并且基本保持在一个的恒定值，从而有效降低原油的挥发损耗。
[0041]
(2)亲油疏水隔氧膜紧贴油层上表面，随着储油罐体中原油液位变化而同步上下变化，亲油疏水隔氧膜上可以加载水形成储水腔，进一步降低了原油的挥发。
[0042]
(3)吸油口与储油罐体中原油连通，并且可以随油层厚度的变化上下移动，调整最佳吸油位置，实现随时向罐体内输送油或将罐体内原油抽出的效果，即：储油和卸油灵活方便。
[0043]
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。