CN112609729A - 一种海洋储油基础结构、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种海洋储油基础结构、系统及方法，包括：储油筒体，与储油筒体连接的输液机构和配重体；所述输液机构包括从储油筒体顶部延伸至储油筒体底部的第一管路和第二管路，第一管路和第二管路均设有泄压孔；所述配重体设置在储油筒体底部，与储油筒体可拆卸连接；海洋储油基础结构不仅运输方便、安装快速，而且可以在内部储备与抽取原油，使海洋船只将更多的时间用于运输，减少停靠等待时间，避免船只出现意外后紧急关停油井出现的井喷等现象；能够减少地基承受的竖向荷载，同时通过完善的内部系统保证原油储备安全，并调整锥形基础内压力保证原油保存质量，可通过抽取液体，使自重小于浮力，快速回收与维护。

Description

一种海洋储油基础结构、系统及方法

技术领域

本公开涉及海洋油气开发技术领域，具体设计一种海洋储油基础结构、系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成现有技术。

近年来，海洋资源开采平台开采能力增强，原油产出增加，海洋船只运输能力提高，运输周期增加。同时若运输船只出现意外，开采平台无法直接关闭油井，防止井喷等现象，对于海洋资源开采平台自身储备大量原油的需求逐渐增大，同时海洋资源开采平台自重巨大，结构基础受到较大的竖向荷载，对基础要求变高，且造价明显提升，并容易产生液化等地基失稳破坏情况。对于常规的海洋基础结构，没有储油的功能，目前需要解决如何满足海洋资源开采平台储油需求与减轻基础结构竖向荷载问题。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提出了一种海洋储油基础结构、系统及方法，能够在基础中储备原油的同时，提供上浮力减少地基承受的竖向荷载。

第一方面，本公开提供了一种海洋储油基础结构，包括：储油筒体，与储油筒体连接的输液机构和配重体；所述输液机构包括从储油筒体顶部延伸至储油筒体底部的第一管路和第二管路，第一管路和第二管路均设有泄压孔；所述配重体设置在储油筒体底部，与储油筒体可拆卸连接。

第二方面，本公开提供了一种海洋储油系统，包括开采平台，与开采平台连接的如第一方面所述的海洋储油基础结构。

第三方面，本公开提供了一种采用如第一方面所述的海洋储油基础结构的使用方法，包括：

储备原油时，通过输液机构将原油注入到储油筒体内部，通过输液机构的泄压孔调整其内部压力；

抽取原油时，通过输液机构将原油抽出，通过输液机构的泄压孔调整其内部压力。

第四方面，本公开提供了一种采用如第一方面所述的海洋储油基础结构的安装方法，包括：

将储油筒体组装完毕后进行运输至海洋内的设定区域处；

通过输液机构注入适量高密度液体或海水调节其重量，同时通过输液机构的泄压孔排出空气，保证该基础结构内部压力与海洋环境相同；

配重体保证储油筒体的稳定不倾覆，缓慢移动到海床的指定位置处；

继续通过输液机构注入高密度液体，使海床受到竖向荷载压缩海床地基，当该基础结构沉降到设计位置后，进行储油筒体上部结构安装；

通过输液机构抽出设计量液体后即完成安装。

与现有技术对比，本公开具备以下有益效果：

1、本公开提供了海洋储油基础结构，具有输液机构和配重体的锥形储油筒体，不仅运输方便、安装快速，而且可以在内部储备与抽取原油，使海洋船只将更多的时间用于运输，减少停靠等待时间，避免船只出现意外后紧急关停油井出现的井喷等现象。原油的密度低于海水，该锥形基础的浮力大于自重，能够减少地基承受的竖向荷载，同时通过完善的内部系统保证原油储备安全，并调整锥形基础内压力保证原油保存质量，可通过抽取液体，使自重小于浮力，快速回收与维护。整体来说该海洋储油基础结构采用了锥形基础结构，其安装方便、可储备原油，并减少地基承受的竖向荷载，解决了如何满足海洋资源开采平台储油需求与减轻基础结构竖向荷载问题，能够在基础中储备原油的同时，提供上浮力减少地基承受的竖向荷载。

本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本公开的海洋储油基础结构正面剖面图；

图2为本公开的海洋储油基础结构俯视图；

图3为本公开的海洋储油基础结构三维视图；

图中1、支撑体；2、泄压孔；3、固定支座；4、第一输液管；5、平衡锥；6、检查窗；7、吊点；8、测压计；9、锥形钢桶；10、工作楼梯；11、第二输液管；12、工作舱门；13、外部泄压孔；14、密封塞。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1

如图1所示，一种海洋储油基础结构，包括储油筒体，与储油筒体连接的输液机构和配重体；所述输液机构包括从储油筒体顶部延伸至储油筒体底部的第一管路和第二管路，第一管路和第二管路均设有泄压孔；所述配重体设置在储油筒体底部，与储油筒体可拆卸连接。输液管和泄压孔用于调节储油筒体内部压力，配重体用于保持储油筒体在海洋中的平衡。

进一步的，所述储油筒体可为圆柱形、矩形、菱形、球型或锥形结构，作为其中优选的一种实施方式，储油筒体为锥形筒体，锥形筒体的顶部平面为圆形，底部具有圆形平台，圆形平台用于连接锥形的配重体即平衡锥，储油筒体与配重体连接后整体呈现为锥形；储油筒体的材质可以为钢、铁、铜、耐腐蚀合金等材料构成，作为其中优选的一种实施方式，储油筒体采用钢材质。

进一步的，所述配重体的形状可为矩形、圆柱形、球型或锥形结构，作为其中优选的一种实施方式，配重体为锥形结构，具体为平衡锥，可以通过挂钩吊环的方式进行可拆卸连接，也可以通过紧固件的方式实现可拆卸连接。

进一步的，所述第一管路和第二管路上均设有测压计，第一管路和第二管路的一端伸出筒体顶部进行设置，另一端深入筒体底部；具体的，所述第一管路通过固定支座进行固定，沿着筒体的内壁进行设置；第一管路的一端从筒体顶部中心伸出，另一端沿筒体顶部内侧延伸至筒体侧面，又从筒体侧面的侧壁延伸至筒体底部，沿筒体底部的内侧延伸设定距离处固定，使得第一管路另一端的开口水平设置；所述第一管路为第一输液管，第二管路为第二输液管。

进一步的，所述第二管路与第一管路对称设置，区别在于第二管路的一端从筒体顶部中心伸出，另一端位于筒体侧壁距离筒体底面设定距离处，另一端的开口方向为向下或斜向下的，具体的，所述第二管路通过固定支座进行固定，沿着筒体的内壁与第一管路对称的方向进行设置；第二管路的一端从筒体顶部中心伸出，另一端沿筒体顶部内侧延伸至筒体侧面，又从筒体侧面的侧壁向筒体底部方向延伸设定距离，距离筒体底部的设定距离处固定，使得第二管路另一端的开口方向为向下或斜向下设定角度。

进一步的，所述固定支座可采用焊接或螺栓连接至储油筒体内侧。

进一步的，所述储油筒体的顶部设有检查窗，检查窗置于测压计与泄压孔上部。

进一步的，所述储油筒体顶部设有若干个吊点，吊点位于储油筒体的顶部边缘处；作为其中一种实施方式，吊点至少设有3个，为具有通孔的矩形结构，在锥形筒体顶部圆周对称分布。

进一步的，所述储油筒体顶部中心设有支撑体，所述支撑体为上下通透的圆筒结构，支撑体内部安装第一管路和第二管路的一端，支撑体可通过密封塞进行密封，支撑体内安装有工作楼梯，工作楼梯深入储油筒体底部，便于工人深入筒体内进行检修或施工。

进一步的，所述储油筒体顶部还设有工作舱门，工作舱门处安装储油筒体的外部泄压孔；工作舱门距离支撑体具有设定距离。

进一步的，第一管路和第二管路均可以用于输液或泄压；若第一管路处于输液状态，第二管路用于泄压；若第二管路处于输液状态，第一管路用于泄压。

实施例2

本公开还提供了一种海洋储油系统，包括开采平台，与开采平台连接的海洋储油基础结构。

实施例3

一种采用如上述实施例所述的海洋储油基础结构的使用方法，包括：

储备原油时，通过输液机构将原油注入到储油筒体内部，通过输液机构的泄压孔调整其内部压力；抽取原油时，通过输液机构将原油抽出，通过输液机构的泄压孔调整其内部压力。

进一步的，回收、维护阶段，通过输液机构将原油抽出后，将储油筒体上部结构与支撑体分离，通过调节舱内液体重量，向上移动回收该基础结构。

具体的，工作阶段，储备原油时，通过第一输液管4将原油注入到该基础结构内部，通过第二输液管11泄压孔2调整其内部压力。抽取原油时，通过第一输液管4将原油抽出，通过第二输液管11泄压孔2调整其内部压力。

回收、维护阶段，通过第一输液管4将原油抽出后，将上部结构与该锥形基础的支撑体1分离，通过调节舱内液体重量，使浮力略大于重力，锥形基础结构受到向上的力，向上移动回收该基础结构，工作人员通过观察窗6观察测压计8与泄压孔2情况，通过外部泄压孔13平衡内外压差保障安全，打开工作舱门12可通过上下工作楼梯10进行内部维护。

实施例4

一种采用如上述实施例所述的海洋储油基础结构的安装方法，包括：

将储油筒体组装完毕后进行运输至海洋内的设定区域处；

通过输液机构注入适量高密度液体或海水调节其重量，同时通过输液机构的泄压孔排出空气，保证该基础结构内部压力与海洋环境相同；

配重体保证储油筒体的稳定不倾覆，缓慢移动到海床的指定位置处；

继续通过输液机构注入高密度液体，使海床受到竖向荷载压缩海床地基，当该基础结构沉降到设计位置后，进行储油筒体上部结构安装；

通过输液机构抽出设计量液体后即完成安装。

具体的，当海洋储油锥形基础结构安装阶段，将锥形基础结构组装完毕后进行运输，可将该基础结构在内部空间为空气时直接置于海洋中，因自重较轻，能够漂浮在水上，不需要占用运行船只内部空间。通过船只拉拽该基础结构吊点到指定地点，通过第一输液管4注入适量高密度液体或海水调节其重量，同时通过第二输液管11的泄压孔2排出空气，保证该基础结构内部压力与海洋环境相同，平衡锥5保证该锥形基础的稳定不倾覆，缓慢移动到指定位置处。到达海床后，继续通过第一输液管4注入高密度液体，增加基础结构重量，使重力大于浮力，使海床收到竖向荷载压缩海床地基，当该基础结构沉降到设计位置后，进行上部结构安装。然后通过第一输液管4抽出设计量液体后即完成海洋储油锥形基础结构安装。

实施例5

如图1、图2、图3所示，本公开还提供了一种海洋储油基础结构，包括锥形钢桶9、锥形基础结构模型内部结构结构和锥形基础顶部结构。其中锥形基础结构内部包括第一输液管4、第二输液管11、平衡锥5、泄压孔2、测压计8、工作楼梯10、固定支座3，其中第一输液管4和第二输液管11通过固定支座3对称固定在锥形钢桶9上，测压计8与泄压孔2安装在第一输液管4与第二输液管11上，工作楼梯10平行安装在锥形钢桶9内部，平衡锥5置于锥形钢桶9最底部。锥形钢桶9顶部结构包括支撑体1、外部泄压孔13、工作舱门12、吊点7、检查窗6、密封塞14，其中支撑体1通过焊接置于锥形钢桶9顶部中心，外部泄压孔13安装在工作舱门12，检查窗6置于测压计8与泄压孔2上部，密封塞14安装于支撑体中，将外界与内部隔绝。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种海洋储油基础结构，其特征在于，包括：储油筒体，与储油筒体连接的输液机构和配重体；所述输液机构包括从储油筒体顶部延伸至储油筒体底部的第一管路和第二管路，第一管路和第二管路均设有泄压孔；所述配重体设置在储油筒体底部，与储油筒体可拆卸连接。

2.如权利要求1所述的海洋储油基础结构，其特征在于，储油筒体为锥形筒体，锥形筒体的顶部平面为圆形，底部具有圆形平台。

3.如权利要求1所述的海洋储油基础结构，其特征在于，所述配重体为锥形结构。

4.如权利要求1所述的海洋储油基础结构，其特征在于，所述第一管路和第二管路上均设有测压计。

5.如权利要求1所述的海洋储油基础结构，其特征在于，第一管路和第二管路的一端均伸出筒体顶部进行设置，另一端深入筒体底部。

6.如权利要求1所述的海洋储油基础结构，其特征在于，所述储油筒体顶部中心设有支撑体，所述支撑体为上下通透的圆筒结构，支撑体内部安装第一管路和第二管路的一端，支撑体可通过密封塞进行密封。

7.如权利要求1所述的海洋储油基础结构，其特征在于，所述储油筒体顶部设有若干个吊点，吊点位于储油筒体的顶部边缘处。

8.一种海洋储油系统，其特征在于，包括：开采平台，与开采平台连接的如权利要求1-7任一所述的海洋储油基础结构。

9.一种采用如权利要求1-7任一所述的海洋储油基础结构的使用方法，其特征在于，包括：

储备原油时，通过输液机构将原油注入到储油筒体内部，通过输液机构的泄压孔调整其内部压力；

抽取原油时，通过输液机构将原油抽出，通过输液机构的泄压孔调整其内部压力。

10.一种采用如权利要求1-7任一所述的海洋储油基础结构的安装方法，其特征在于，包括：

将储油筒体组装完毕后进行运输至海洋内的设定区域处；

通过输液机构注入适量高密度液体或海水调节其重量，同时通过输液机构的泄压孔排出空气，保证该基础结构内部压力与海洋环境相同；

配重体保证储油筒体的稳定不倾覆，缓慢移动到海床的指定位置处；

继续通过输液机构注入高密度液体，使海床受到竖向荷载压缩海床地基，当该基础结构沉降到设计位置后，进行储油筒体上部结构安装；

通过输液机构抽出设计量液体后即完成安装。

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