CN109205116A - 一种储油囊及具有该储油囊的储油系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种储油囊及具有储油囊的储油系统中，储油囊包括上法兰盘、下法兰盘、曩体、加强筋和油筒。上、下法兰盘分别固定于油筒的上端、下端。曩体分别固定于上、下法兰盘的外沿从而限定出中空的内部结构。加强筋上端、下端分别固定于上、下法兰盘的外沿。曩体内部注入油液膨胀后，加强筋束缚曩体并张紧，将曩体内部压力传递至加强筋，并且由上法兰盘、下法兰盘传递至曩体内部的油筒。由此，在注入油液时，曩体内部的压力主要依靠加强筋和油筒来承受，因而能够提高储油囊的抗压能力。

Description

一种储油囊及具有该储油囊的储油系统

技术领域

本发明涉及一种储油领域，具体涉及一种储油囊及具有该储油囊的储油系统。

背景技术

随着技术的发展，越来越多的海洋资源被人们所发掘。作为不可或缺的资源，越来越多的石油被从海洋从开发。由于在海洋中，开采石油的位置多远离陆地，无法直接将开采出的石油直接输送至岸上；而船舶的运载速度、单次运载量有限，很难及时地将开采出来的石油及时运走。因此，现有的海洋石油开采过程中，多是先将开采出的石油存在开采地附近的海域中。具体地，通过浮式储油船(FSO)、水下混凝土重力储罐、水下钢储罐和柔性储油囊这几种方式临时存储石油。但上述几种储存方式都存在各自的缺陷：

对于浮式储油船(FSO)来说，其高资本支出和高运营成本；耗油量高且二氧化碳排放量大；存在挥发性有机物的排放；在海上需要人工操作，需要直升飞机来回运送工作人员；受恶劣天气条件的影响较大。

对于混凝土重力式储罐来说，其安装时间长；有毒物质沉降；拆除设备困难且弃用成本高；只适用于浅海；不可移动。

对于钢储罐来说，其安装时间长；无水/油隔离膜的钢储罐因水油混合会发生乳化层堆积；带水/油隔离膜的钢储罐在卸油时，应用油水置换原理，需要先进海水，利用海水压力将膜内的油挤压出去，进入的海水会对钢制内壁造成腐蚀，存在较高的内部泄漏风险；有毒物质沉降；维护困难；拆除设备困难且弃用成本高；不可移动。

对于柔性储油囊来说，其结构简单，拆卸方便；其包括内外两层，由于内层要持续处于油液浸泡状态，因而内层结构一般要设置成由耐油腐蚀的材料制成，外侧则处于海水浸泡的状态，相应的，外层结构一般要对应地设置成耐海水腐蚀的材料制成，而耐油腐蚀的材料和耐海水腐蚀的材料的抗压能力一般较弱，使用一段时间后，储油囊的抗压能力更会急剧下降。储油囊可能出现裂纹，甚至出现爆炸的情况。

因此，提供一种可靠且制造成本低的储油囊成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种储油囊，储油囊的曩体外围设有加强筋，加强筋包围曩体，且加强筋以及曩体内部的油筒共同作用承受曩体内部的压力，克服了曩体抗压能力弱的问题。

本发明采用以下技术方案实现：

一种储油囊，其包括：

上法兰盘；

下法兰盘，其设有供油液进、出的开口；

曩体，曩体的上端固定于所述上法兰盘的外沿；且下端固定于所述下法兰盘的外沿，所述曩体由柔性材料制成，其具有内部中空空间，且所述曩体由内侧至外侧依次设置有内囊、介质填充层和外囊，且横截面呈由波峰和波谷组成的花瓣形状；

加强筋，所述加强筋设有多个，每个所述加强筋的一端固定于所述上法兰盘，另一端固定于所述下法兰盘，每个所述波谷的位置处均设有至少一个所述加强筋；

油筒，其位于所述曩体内部，且具有与所述中空空间连通的多个通孔，所述油筒的一端固定于所述上法兰盘，另一端固定于所述下法兰盘且与所述开口连通。

较佳地，所述曩体由硅橡胶或尼龙或改性尼龙或乙丙橡胶制成；优选由改性尼龙制成。

较佳地，所述加强筋是由超高分子量聚乙烯制成的扁带。

较佳地，所述加强筋为分段式结构，不同段的所述加强筋由卡扣连接成一体。

较佳地，所述储油囊还包括不锈钢防护栏，所述不锈钢防护栏位于所述曩体内部，且位于所述油筒的外侧，所述不锈钢防护栏的上端固定于所述上法兰盘，下端固定于所述下法兰盘。

较佳地，所述曩体还包括介于所述内囊和所述截止填充层之间的伴热带。

较佳地，所述加强筋成对设置，每对所述加强筋设置于所述曩体的径向相对端。

本发明还涉及一种储油系统，其包括上述形式的储油囊。

较佳地，所述储油系统还包括油水分离器，其用于对开采出来的油液进行油水分离，并将已进行过油水分离的所述油液输送至所述储油囊。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极有益效果：

本发明的储油囊及具有储油囊的储油系统中，储油囊包括上法兰盘、下法兰盘、曩体、加强筋和油筒。上、下法兰盘分别固定于油筒的上端、下端。曩体分别固定于上、下法兰盘的外沿从而限定出中空的内部结构。加强筋上端、下端分别固定于上、下法兰盘的外沿。曩体内部注入油液膨胀后，加强筋束缚曩体并张紧，将曩体内部压力传递至加强筋，并且由上法兰盘、下法兰盘传递至曩体内部的油筒。由此，在注入油液时，曩体内部的压力主要依靠加强筋和油筒来承受，因而能够提高储油囊的抗压能力。

附图说明

图1为本发明优选实施例的储油囊的正面示意图。

图2为示出了优选实施例的囊体的俯视图。

图3沿图2的A-A箭头方向的囊体的截面的外轮廓示意图。

图4为示出优选实施例的囊体内部结构的纵截面示意图。

附图标记说明：

1是上法兰；2是下法兰；3是囊体；4是加强筋；5是油筒；6是卡扣；7是防护栏；31是内囊；32是介质填充层；33是外囊；34是防切割层；35是支撑块；51是通孔。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”、“横向”、“纵向”、“径向”等，参考附图中描述的方向使用。本发明的实施例的部件可被置于多种不同的方向，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。内侧是指曩体中储存油液的一侧，外侧是指曩体所存在的海洋或江河的一侧。

以下根据附图1-4详细说明本发明的优选实施例的储油囊及其具有该储油囊的储油系统。如图1-4所示，本发明的储油囊包括上法兰1盘、下法兰2盘、曩体、加强筋4和油筒5。上法兰1盘、下法兰2盘分别固定于油筒5的上端、下端。曩体3分别固定于上法兰1盘、下法兰2盘的外沿从而限定出中空的内部结构。加强筋4上端、下端分别固定于所述上法兰1盘、下法兰2盘的外沿。曩体3内部注入油液膨胀后，加强筋4束缚曩体3并张紧，将曩体3内部压力传递至加强筋4，并且由上法兰1盘、下法兰2盘传递至曩体3内部的油筒5。由此，在注入油液时，曩体3内部的压力主要依靠加强筋4和油筒5来承受，在不改变曩体3的制造工艺和组成材料的情况下也能提高储油囊的抗压能力。

如图1、4所示，本发明中，设置于曩体3下方的下法兰2盘设有供油液进、出的开口。曩体3由柔性材料制成，其可通过硫化等方式将其上端固定于上法兰1盘的外沿，同时将下端固定于下法兰2盘的外沿，由此限定出用于储存油液的内部中空空间。曩体3由内侧至外侧依次设置有内囊31、介质填充层32和外囊33。曩体3具有如图3所示的由波峰和波谷组成的花瓣形状。

油筒5位于曩体3内部，且具有与上述中空空间连通的多个通孔51。油筒5的一端固定于上法兰1盘，另一端固定于下法兰2盘且与开口连通。油液可以通过下法兰2上的开口进入油筒5，而后通过油筒5壁上的通孔51进出曩体3的中空空间。油筒5优选设置成钢制品或铝合金制品。更优选地，油筒5可以通过不锈钢或铝合金烧结聚四氟乙烯（PTFE）或超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的工艺制作而成，由此保证不锈钢或铝合金制品具有良好的耐腐蚀性。

多个加强筋4中的每一个的一端固定于上法兰1盘，另一端固定于下法兰2盘。且每个加强筋4均设于上述波谷中。多个加强筋4共同包围曩体3。在曩体3注入油液，内部压力增大时，曩体3膨胀，加强筋4抵在波谷位置，加强筋4和油筒5共同作用抵抗内部压力，保证曩体3承受较小压力。由于各个加强筋4均设置在波谷位置，因而及时储油囊受到外界水流作用也不会发生偏斜，保证了曩体3各个位置所受压力不会发生变化。

在一优选实施例一中，可以将加强筋4设置成由超高分子量聚乙烯制成，且为扁带结构（也即长条形结构）。一方面超高分子量聚乙烯的材质能够保证加强筋4具有较强的抗拉能力，具有较好的耐腐蚀性能；另一方面，扁带结构可以保证加强筋4在与曩体3接触时，不会对曩体3造成应力集中。

在一优选实施例二中，如图1所示，加强筋4被设置成分段式结构，不同段的加强筋4由卡扣6连接成一体。由此，在发现某段加强筋4性能下降的情况下，可以方便地对其进行更换。

在一优选实施例三中，如图4所示，在内囊31设有用于支撑外囊33的支撑块35，支撑块35穿过隔离层。

在一优选实施例四中，如图4所示，储油囊进一步设有不锈钢防护栏7。不锈钢防护栏7位于曩体3内部，且位于油筒5的外侧。不锈钢防护栏7的上端固定于上法兰1盘，下端固定于下法兰2盘。在此情况下，不锈钢防护栏7可以为薄壁结构的油筒5分担部分压力，进一步提高了储油囊的抗压能力。

从油床开采出来的油液粘度较大，而海底的低温环境会进一步使得油液的粘度更大，为此，如图..所示，在一优选实施例中，曩体3还可在内囊31和截止填充层之间进一步设有伴热带。在需要排出油液时，先通过伴热带对油液进行加热保温，以此保持油液可以被顺畅地排出。

在一优选实施例五中，如图3所示，加强筋4可以成对设置，也即每对加强筋4分别设置于曩体3的径向相对端（图3中虚线B-B的两个端点处均设有一个加强筋4）。每对加强筋4构成通过曩体3中心的球形构造，由此，在承受曩体3内部压力时，成对的加强筋4能够更为集中地将压力传递至油筒5上，进一步提高了储油囊的抗压能力。

在一优选实施例六中，如图4所示，在外囊33的外侧还可以进一步设置防切割层34，加强筋4位于防切割层34的外侧，以防止螺旋桨碰撞或吊装作业过程中割裂储油囊。

此外，本发明还涉及一种具有上述各优选实施例的储油囊的储油系统。

优选地，储油系统中还设有油水分离器。开采出来的油液先通过油水分离器进行油水分离，将油液中的水分分离过后再输送至储油囊。

此外，在优选实施例一的基础上，根据曩体所用材料的不同，测试储油曩的使用寿命，具体如下：

实施例一（A）：曩体所用材料为硅橡胶。

实施例一（B）：曩体所用材料为乙丙橡胶。

实施例一（C）：曩体所用材料为改性尼龙-66，所述改性尼龙-66的制备方法为：

在反应器中，依次加入100克环氧树脂E44、1-十二胺0.22mol、700ml丙二醇甲醚以及300ml二甲基亚砜中，在氮气保护下升温至100℃反应24小时，反应结束后，将反应溶液倒入水中，得到大量白色产物聚醚胺。

将10克尼龙-66和2克上述聚醚胺在混炼机中充分混合后，得到改性尼龙；

实施例一（D）：在反应器中，依次加入100克环氧树脂E44、1-十二胺0.11mol、苄胺0.11mol、700ml丙二醇甲醚以及300ml二甲基亚砜中，在氮气保护下升温至100℃反应24小时，反应结束后，将反应溶液倒入水中，得到大量白色产物聚醚胺；

在反应器中，依次加入上述聚醚胺2克以及浓硫酸（质量分数98%）20ml，在室温下搅拌1小时后，升温至40℃反应2小时，然后将反应溶液倒入冰水中，抽滤后，将收集到的聚合物干燥，即得磺化聚醚胺；

将10克尼龙-66和2克上述磺化聚醚胺在混炼机中充分混合后，得到改性尼龙。

研究表明，由改性尼龙-66制备的曩体可以获得更好的使用寿命，尤其是含磺酸基 的产品，具体测试结果如下：

例子	寿命
		A	1.7年
B	1.5年
		C	2.9年
D	3.3年

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种储油囊，其特征在于，其包括：

上法兰盘；

下法兰盘，其设有供油液进、出的开口；

曩体，其为球形结构，曩体的上端固定于所述上法兰盘的外沿，且下端固定于所述下法兰盘的外沿，所述曩体由柔性材料制成，其具有内部中空空间，且所述曩体由内侧至外侧依次设置有内囊、介质填充层和外囊，且横截面呈由波峰和波谷组成的花瓣形状；

加强筋，所述加强筋设有多个，每个所述加强筋的一端固定于所述上法兰盘，另一端固定于所述下法兰盘，每个所述波谷的位置处均设有至少一个所述加强筋；

油筒，其位于所述曩体内部，且具有与所述中空空间连通的多个通孔，所述油筒的一端固定于所述上法兰盘，另一端固定于所述下法兰盘且与所述开口连通。

2.根据权利要求1所述的储油囊，其特征在于：所述加强筋是由超高分子量聚乙烯制成的扁带。

3.根据权利要求2所述的储油囊，其特征在于：所述加强筋为分段式结构，不同段的所述加强筋由卡扣连接成一体。

4.根据权利要求1所述的储油囊，其特征在于：所述储油囊还包括不锈钢防护栏，所述不锈钢防护栏位于所述曩体内部，且位于所述油筒的外侧，所述不锈钢防护栏的上端固定于所述上法兰盘，下端固定于所述下法兰盘。

5.根据权利要求1所述的带有骨架结构的储油囊，其特征在于：所述曩体还包括介于所述内囊和所述截止填充层之间的伴热带。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的带有骨架结构的储油囊，其特征在于：所述加强筋成对设置，每对所述加强筋设置于所述曩体的径向相对端。

7.一种储油系统，其包括如权利要求1-6中任一项所述的储油囊。

8.根据权利要求7所述的储油系统，其特征在于：所述储油系统还包括油水分离器，其用于对开采出来的油液进行油水分离，并将已进行过油水分离的所述油液输送至所述储油囊。