[发明专利]主动式油水隔离水下储油舱

说明书

技术领域

本发明属于海洋石油开发领域，具体地，涉及一种新型主动式油水隔离水下储油舱，能够靠舱内部件的动作主动地实现进油/排油工艺。

背景技术

目前，水下储油的海底油罐主要有倒盘形海底油罐、混凝土重力式储油平台和美国军方的可潜式水下储油系统三种形式，水下储油技术主要有油气置换、油水置换两大类。油气置换方式很难控制原油的蒸发损耗，而且不利于储罐在水下的稳定性，油水置换工艺中的很多问题也都有待研究。大连理工大学名称为“贮存高凝原油的油水置换工艺”的专利(专利公开号为CN85102598)是我国最早的油水置换研究，属油水直接接触，长期使用将很难避免海水污染。中石化胜利石油管理局钻井工艺研究院申请了一种名称为“隔离式油水置换水下储罐”的专利(专利公开号为CN2818385Y)，在原油与海水之间增加一层油水隔离布以解决海水污染的问题。油水置换工艺需要依靠外部平台提供的油泵，而且无法控制油水隔离膜的运动形态。

发明内容

为克服现有技术存在的不足，本发明提供一种新型的主动式油水隔离水下储油舱，靠舱内部件的动作主动地实现进油/排油工艺。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种主动式油水隔离水下储油舱，包括外层舱、内层舱、隔离层，进水管线、进油管线、出油管线、出水管线、液压缸、钢桩、液压站；其特征在于：内层舱通过加强筋连接到外层舱上；隔离层连接到内层舱竖向中部，隔离层把内层舱分为上下两部分，上部为储油舱，下部为储水舱；进水管线、出水管线穿过外层舱与内层舱底部相连，即与储水舱相连；进油管线、出油管线穿过外层舱与内层舱顶部相连，即与储油舱相连；外层舱的底部设有钢桩，钢桩内设有液压缸，液压缸的缸体同时与外层舱、内层舱固定连接，液压缸的活塞杆与隔离层相连接；外层舱、内层舱之间设置液压站，液压站与油缸之间通过液压管线相连；通过液压缸的动作驱动主隔离板上下运动，使储油舱内隔离板上下两侧的压力发生变化，以实现储油舱收发油。

优选地，隔离层包括一个主隔离板、四个副隔离板与四个复合隔离膜；主隔离板为整块正方形钢板；四个副隔离板连接在主隔离板的四周，副隔离板的一端通过铰链与主隔离板的边缘相连接，副隔离板的另一端通过铰链连接到内层舱中部，副隔离板的四块钢板相互之间均可自由转动，以保证主隔离板能够上下自由运动；复合隔离膜形状为等腰三角形，复合隔离膜的两腰分别与副隔离板的端部相连，复合隔离膜的底边与内层舱的中部相连。

优选地，外层舱的底部设有四根钢桩，每根钢桩内设有液压缸，外层舱、内层舱之间的四个角部均设置液压站，每个液压缸配有一套液压站，液压站与油缸之间通过液压管线相连，液压站由水面控制设备控制，使所有液压缸的动作同步。

优选地，每个副隔离板由四块钢板通过铰链连接而成，副隔离板的四块钢板相互之间均可自由转动，以保证主隔离板能够上下自由运动。

优选地，主隔离板与副隔离板的上表面铺设一层防水、防油、耐老化的聚酯材料层。

优选地，复合隔离膜为三层结构，上下两层是聚酯材料层，中间层是尼龙材料层。

优选地，内层舱舱壁外布置保温层。

优选地，外层舱采用钢制结构，水平向为正方形，竖向为矩形，外层舱的内、外表面均涂防腐涂层。

优选地，内层舱采用钢制结构，水平向为八边形，竖向为六边形，内层舱的内、外表面均涂防腐涂层。

本发明具有如下有益效果：采用液压缸驱动主隔离板在储油舱内上下运动，通过储油舱内的压力变化实现储油舱的收发油工艺，不需要在上部平台设置油泵，而且隔离板和柔性隔离材料的可靠性和保温效果较好；通过置于储油舱底部的钢桩，增加储油舱在海底的稳定性，同时液压缸的大部分缸体位于钢桩内。

附图说明

图1是主动式水下储油舱中部竖直方向剖面示意图；

图2是主动式水下储油舱内层舱舱顶水平剖面示意图；

图3是主动式水下储油舱内层舱舱底水平剖面示意图； 

图4是隔离层结构示意图；

图5是副隔离板结构示意图；

图6是复合隔离膜结构示意图；

图7是储油舱储满油、排空水时的结构示意图；

图8是储油舱储满水、排空油时的结构示意图。

图中：1、外层舱，2、内层舱，3、主隔离板，4、副隔离板，5、进水管线，6、进油管线，7、出油管线，8、出水管线，9、液压缸，10、钢桩，11、液压站，12液压管线，13、复合隔离膜，14、聚酯材料层，15、尼龙材料层，16、铰链，17、保温层，18、加强筋。