CN115162262A - 一种离岸储油装置及离岸储油系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及储油技术领域，特别是一种离岸储油装置及离岸储油系统，其中离岸储油装置包括由至少一部分消浪堤坝围成的储油区域，所述储油区域内设置有用于储油的储油模块，所述消浪堤坝用于减小波浪幅度。本申请所述的一种离岸储油装置，用于储油的储油模块位于储油区域内，在储油区域外围围至少一圈消浪设施，消浪设施由至少一部分消浪堤坝组成，从而有效地减小或消除了不利环境荷载对储油模块的影响，使得储油模块受风浪环境影响非常小，进而实现海上储油的目的，系统解决了原油储存用地、环保、环境荷载影响等难题。
Description
技术领域
本发明涉及储油技术领域，特别是一种离岸储油装置及离岸储油系统。
背景技术
目前，原油储存总体包括散装和桶装。散装分为混凝土结构储存和钢结构储存等。当前，我国原油储备量与消耗量之比相对发达国家非常之少。原油在陆上储存受到可用陆地、选址、土地规划等诸多问题的限制，无法实现大规模储存。海上储油受风浪环境影响大。尽管水下储油受环境影响小，但规模十分受限，且提取过程不可避免地对海水环境存在持久地影响。
发明内容
本发明的目的在于：针对背景技术存在的海上储油受风浪环境影响大的问题，提供一种离岸储油装置及离岸储油系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种离岸储油装置，包括由至少一部分消浪堤坝围成的储油区域，所述储油区域内设置有用于储油的储油模块，所述消浪堤坝用于减小波浪幅度。
本申请所述的一种离岸储油装置，用于储油的储油模块位于储油区域内，在储油区域外围围至少一圈消浪设施，消浪设施由至少一部分消浪堤坝组成，从而有效地减小或消除了不利环境荷载(主要为风浪流环境荷载)对储油模块的影响，使得储油模块受风浪环境影响非常小，进而实现海上储油的目的，系统解决了原油储存用地、环保、环境荷载影响等难题。
优选地，所述储油模块下部连接有锚索。
基于外围的消浪堤坝能够起到消浪作用，使得储油区域内的水面比较平静，从而使得所述储油模块能够通过锚索来固定位置，允许所述储油模块的上下位移随着潮涨潮落，并允许一定的左右位移。从而大大减小储油模块水中固定的成本。
优选地，所述储油模块为若干个，所有所述储油模块阵列布置。
所有所述储油模块阵列布置，使得外围消浪堤坝的长度小，减小工程投资，减小迎风浪流面积。
优选地，所述储油模块包括至少两个相连接的浮箱单元，所述浮箱单元预制成型，所述浮箱单元内部设置有用于储油的储油腔。
具体地，浮箱单元为混凝土预制件，其内存储由至少一个储油腔，当储油腔为至少两个时，相邻储油腔之间通过混凝土隔板隔开，相邻储油腔之间可以通过孔口相连通，也可以每个储油腔设置单独的输油管路，进行输油。
优选地，所述浮箱单元的一部分能够浮于水面之上。
优选地，所述浮箱单元浮体的水线面长30-800m，宽5-200m，高7-15m。
优选地，所述浮箱单元内还设置有压载舱，所述压载舱内存储有压载介质，通过调节所述压载舱内压载介质的重量能够调整所述浮箱单元浮力及倾斜程度，所述压载舱设置在所述浮箱单元的两侧或边角位置。
优选地，所述压载介质包括油，通过调节所述压载舱内的储油量来调整所述浮箱单元浮力及倾斜程度。
压载介质包括油，即可以达到调整所述浮箱单元浮力及倾斜程度的目的，又能够增加离岸储油装置的整体储油量
优选地，所述储油模块上设置有与储油腔相连通的第一输油通道，所述消浪堤坝上设置有第二输油通道，所述第二输油通道与至少一个所述第一输油通道通过第三输油通道相连通。
具体地，输油线路包括第一输油通道、第二输油通道和第三输油通道，整个输油线路由油泵提供动力。
优选地，所述储油模块与所述消浪堤坝之间设置有悬浮隧道，所述第三输油通道设置于所述悬浮隧道上。
通过设置悬浮隧道实现储油模块的监控维养的可达性和便利性，同时不阻碍水上船舶交通。
优选地，所述第三输油通道位于所述悬浮隧道内。
使得第三输油通道的维护、更换及安装受外界风浪流因素影响非常小，以方便第三输油通道的维护、更换及安装。
优选地，所述悬浮隧道内设置有重量调节腔，所述重量调节腔内存储有重量调节介质，通过调节所述重量调节腔内重量调节介质的重量能够调整所述悬浮隧道浮力及倾斜程度。
所述悬浮隧道内设置有重量调节腔，通过调节所述重量调节腔内重量调节介质的重量，来控制悬浮隧道浮力及倾斜程度，以方便第三输油通道与第一输油通道或第三输油通道之间的连接，而且，在储油时，通过调节所述重量调节腔内重量调节介质的重量，也能够使悬浮隧道的浮力与所述储油模块的使用浮力相匹配，以减小悬浮隧道与储油模块之间连接结构的内应力。
具体地，重量调节介质普遍为水，通过抽水泵泵送至重量调节腔，或从重量调节腔内抽出。
具体地，重量调节腔位于所述悬浮隧道的下部。
优选地，所述第一输油通道位于所述储油模块上部，所述悬浮隧道包括相连通的横向通道和竖向通道，所述第三输油通道从所述竖向通道顶部伸出后与所述第一输油通道相连通。
第三输油通道从竖向通道顶部导出，并与位于所述储油模块上部的第一输油通道相连接，来进行输油，该设计能够防止所述储油腔内油太多导致倒灌第三输油通道的情况发生。
优选地，所述悬浮隧道内还设置有用于人/车行走的交通通道。
优选地，所述竖向通道内设置有与所述交通通道相连通的升降电梯。
以实现交通通道内人/车到达储油模块顶部的目的。
优选地，所述第三输油通道与所述第一输油通道柔性连接；
优选地，所述第三输油通道与所述第二输油通道柔性连接。
具体地，所述第三输油通道与所述第一输油通道通过柔性接头或者柔性管道进行连接。
具体地，所述第三输油通道与所述第二输油通道通过柔性接头或者柔性管道进行连接。
优选地，所述消浪堤坝上设置有固定体和浮体，所述固定体与所述浮体竖向滑动配合，所述第二输油通道设置于所述浮体上。
当遇到潮涨潮落时，浮体随潮涨潮落相对固定体竖向滑动，使得所述储油模块、第一输油通道、第二输油通道和第三输油通道均能够随着潮涨潮落上下位移，进而大大减小所述储油模块、第一输油通道、第二输油通道和第三输油通道之间连接部位的内应力，从而降低了储油模块、第一输油通道、第二输油通道和第三输油通道之间连接部位的连接要求及困难程度。
优选地，所述储油模块与所述消浪堤坝之间搭接有浮栈桥，所述第三输油通道设置于所述浮栈桥上。
优选地，所述储油模块外侧一周设置有防溢油结构。
所述防溢油结构用于防止所述防溢油结构围成区域内的油泄露至所述防溢油结构围成区域外。
优选地，所述防溢油结构能够减小波浪幅度。
通过消浪设施围成一圈，有效地减小或消除了不利环境荷载(主要为风浪流环境荷载)对储油模块的影响，在此基础上，所述防溢油结构能够进一步减小波浪幅度，使得不利环境荷载(主要为风浪流环境荷载)对储油模块的影响进一步地减小。
优选地，所述防溢油结构包括环形设置的浮力组件，所述浮力组件上挂设有一圈防漏油布，所述储油模块位于所述防漏油布围成的区域内。
优选地，所述浮力组件包括环形设置的连接件，所述连接件上沿周向串联有至少两个浮筒，所述防漏油布连接于所述连接件和/或所述浮筒上。
优选地，所述浮力组件包括环形浮圈，所述防漏油布与所述环形浮圈相连接。
优选地，所述防溢油结构下部连接有缆绳。
环形设置的连接件围成的环形可以是圆形、矩形、带圆倒角的矩形、圆形、椭圆等形状。
优选地，所述消浪堤坝的被浪侧设置有港池；
优选地，所述消浪堤坝上设置有房间、停机坪或灯塔。
优选地，所述消浪堤坝包括至少两个间隔设置的基础，相邻所述基础之间设置有第一消浪结构，所述第一消浪结构用于减小相邻所述基础的通道的净流面积，相邻所述基础顶部支撑设置有消浪箱体。
本申请所述的一种消浪堤坝，通过间隔设置的基础来形成消浪堤坝的基础，再在相邻所述基础之间设置有第一消浪结构，通过第一消浪结构减小相邻所述基础的通道的净流面积，利用基础和第一消浪结构的组合来减小浪流的通道面积，同时改变浪流前进路径，进而达到降低浪流高度的目的，同时，由于所述第一消浪结构只能减小相邻所述基础的通道的净流面积，而并没有完全隔绝相邻所述基础的通道，从而使得本申请所述的一种消浪堤坝两侧的透空率能够得到有效地保证，进而达到透水不透浪的目的，从而大大减小对海洋生态环境的影响。
优选地，相邻所述基础之间的所有所述第一消浪结构形成多弯通道。
从而将浪流的前进路径改变为多弯路径，进而达到降低浪流高度的目的。
优选地，所述基础包括筒体，所述筒体内填充有填料，所述筒体包括沿所述筒体长度方向依次设置的钢筋混凝土筒和钢筒，所述钢筋混凝土筒位于所述钢筒的上方，所述钢筋混凝土筒与所述钢筒之间封闭设置，所述第一消浪结构连接于所述钢筋混凝土筒上。
优选地，所述第一消浪结构下部还设置有第二消浪结构，所述第二消浪结构与至少一个所述基础柔性连接。
优选地，所述基础包括筒体，所述筒体内填充有填料，所述筒体包括沿所述筒体长度方向依次设置的钢筋混凝土筒和钢筒，所述钢筋混凝土筒位于所述钢筒的上方，所述钢筋混凝土筒与所述钢筒之间封闭设置，所述第一消浪结构连接于所述钢筋混凝土筒上，所述第二消浪结构与对应所述基础上的所述钢筒柔性连接。
所述第二消浪结构上部竖向连接有第三柔性件，用于竖向固定第二消浪结构。第三柔性件上部连接于钢筋混凝土筒的上部位于水面以上的部分。
本申请还公开了一种离岸储油系统，包括本申请所述的离岸储油装置，所述消浪堤坝上设置有至少一个出入口，所述消浪堤坝位于出入口处的部分设置有延伸部，所述延伸部朝向所述消浪堤坝的被浪侧延伸。
优选地，所述消浪堤坝的被浪侧设置有港池。
优选地，所述消浪堤坝上设置有房间、停机坪、风电设备或灯塔。
所述消浪堤坝位于背浪侧的部分设置有营地和办公场所。
风电设备能够为本申请所述的一种离岸储油装置提供电力支持。
优选地，所述离岸储油装置有至少两个，其中，至少两个相邻所述离岸储油装置共用至少一段所述消浪堤坝。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本申请所述的一种离岸储油装置，用于储油的储油模块位于储油区域内，在储油区域外围围至少一圈消浪设施，消浪设施由至少一部分消浪堤坝组成，从而有效地减小或消除了不利环境荷载(主要为风浪流环境荷载)对储油模块的影响，使得储油模块受风浪环境影响非常小，进而实现海上储油的目的，系统解决了原油储存用地、环保、环境荷载影响等难题。
附图说明
图1是本发明的一种离岸储油系统布置立体示意图。
图2是本发明的一种离岸储油系统布置俯视示意图。
图3是本发明的一种离岸储油系统布置立体示意图(显示出悬浮隧道)。
图4是本发明的储油模块的结构立体示意图。
图5是本发明的储油模块与锚索的配合示意图。
图6是本发明的浮箱单元的俯视剖视示意图。
图7是本发明的防溢油结构的俯视示意图(圆形，浮筒)。
图8是本发明的防溢油结构的俯视示意图(方形，浮筒)。
图9是本发明的防溢油结构的展开示意图(浮筒)。
图10是本发明的防溢油结构的俯视示意图(圆形，环形浮圈)。
图11是本发明的防溢油结构的展开示意图(环形浮圈)。
图12是本发明的悬浮隧道与储油模块的配合俯视示意图。
图13是本发明的悬浮隧道与储油模块的配合主视示意图。
图14是本发明的附图13中B部放大示意图。
图15是本发明的交通通道和第三输油通道与悬浮隧道的安装位置示意图(交通通道和第三输油通道分开放置)。
图16是本发明的交通通道和第三输油通道与悬浮隧道的安装位置示意图(交通通道位于第三输油通道一侧)。
图17是本发明的交通通道和第三输油通道与悬浮隧道的安装位置示意图(交通通道位于第三输油通道上方)。
图18是本发明的一种消浪堤坝的结构主视示意图。
图19是本发明的附图18中B-B剖视示意图。
图20是本发明的附图18中A部放大示意图。
图21是本发明的基础与第一消浪结构的配合俯视示意图。
图22是本发明的第二消浪结构与第一柔性件的配合示意图(筒体整体)。
图23是本发明的第二消浪结构与第一柔性件的配合示意图(筒体，多个第二消浪结构单元)。
图24是本发明的第二消浪结构与第一柔性件的配合示意图(板体，多个第二消浪结构单元)。
图25是本发明的第二消浪结构与第一柔性件的配合示意图(球体，多个第二消浪结构单元)。
图26是本发明的第二输油通道与浮体的配合示意图。
图27是本发明的筒体的使用受力示意图。
图28是本发明的填料对钢筒筒壁会产生法向土压力示意图。
图29是本发明的钢筒筒壁上的微段研究示意图。
图30是本发明的一种筒体的结构竖向截面示意图。
图31是本发明的附图30中A-A剖面示意图。
图32是本发明的附图31中C-C剖面示意图。
图33是本发明的附图31中D-D剖面示意图。
图34是本发明的附图30中B部放大示意图。
图35是本发明的空气幕和高压水设施调整筒体姿态示意图。
图36是本发明的一种消浪堤坝消浪效果试验云图。
图37是本发明的一种消浪堤坝消浪效果试验主视图(消浪前)。
图38是本发明的一种消浪堤坝消浪效果试验主视图(消浪中)。
图39是本发明的一种消浪堤坝消浪效果试验主视图(消浪后)。
图40是本发明的的一种离岸储油系统布置俯视示意图(两个离岸储油装置)。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1-6所示，本实施例所述的一种离岸储油装置，包括由至少一部分消浪堤坝5围成的储油区域61，所述储油区域61内设置有用于储油的储油模块6，所述消浪堤坝5用于减小波浪幅度。
储油区域61可以由一部分消浪堤坝5围成，也可以全部由消浪堤坝5围成。
具体地，围成的储油区域61的一圈结构中，部分为消浪堤坝5，另外部分为其他结构设施，例如海岸或者其他大型物体，或者围成的储油区域61的一圈结构全部为消浪堤坝5。
所述储油模块6下部连接有锚索68，锚索68下部固定于水底。
基于外围的消浪堤坝5能够起到消浪作用，使得储油区域61内的水面比较平静，从而使得所述储油模块6能够通过锚索68来固定位置，允许所述储油模块6的上下位移随着潮涨潮落，并允许一定的左右位移。从而大大减小储油模块6水中固定的成本。
在使用时，所述储油模块6为若干个，所有所述储油模块6阵列布置。
所有所述储油模块6阵列布置，使得外围消浪堤坝5的长度小，减小工程投资，减小迎风浪流面积。
具体地，所述储油模块6内设置有用于储油的储油腔11，所述储油模块6包括至少两个相连接的浮箱单元1，所述浮箱单元1预制成型，所述浮箱单元1内部设置有用于储油的储油腔11，相邻浮箱单元1可以通过锚杆相连。
单个浮箱单元1上的储油腔11一般设置3-5个，所述浮箱单元1的一部分能够浮于水面之上，所述浮箱单元1浮体的水线面长30-800m，宽5-200m，高7-15m。
具体地，浮箱单元1为混凝土预制件，其内存储由至少一个储油腔11，当储油腔11为至少两个时，相邻储油腔11之间通过混凝土隔板12隔开，相邻储油腔11之间可以通过孔口相连通，也可以每个储油腔11设置单独的输油管路，进行输油。
优选地，所述消浪堤坝5包括至少两个间隔设置的基础3，相邻所述基础3之间设置有第一消浪结构41，所述第一消浪结构41用于减小相邻所述基础3的通道的净流面积，相邻所述基础3顶部支撑设置有消浪箱体54。
本申请所述的一种消浪堤坝，通过间隔设置的基础3来形成消浪堤坝的基础，再在相邻所述基础3之间设置有第一消浪结构41，通过第一消浪结构41减小相邻所述基础3的通道的净流面积，利用基础3和第一消浪结构41的组合来减小浪流的通道面积，同时改变浪流前进路径，进而达到降低浪流高度的目的，同时，由于所述第一消浪结构41只能减小相邻所述基础3的通道的净流面积，而并没有完全隔绝相邻所述基础3的通道，从而使得本申请所述的一种消浪堤坝两侧的透空率能够得到有效地保证，进而达到透水不透浪的目的，从而大大减小对海洋生态环境的影响。
相邻所述基础3之间的所有所述第一消浪结构41形成多弯通道。
从而将浪流的前进路径改变为多弯路径，进而达到降低浪流高度的目的。
上述方案中，所述基础3包括筒体30，所述筒体30内填充有填料31，所述筒体30包括沿所述筒体30长度方向依次设置的钢筋混凝土筒32和钢筒33，所述钢筋混凝土筒32位于所述钢筒33的上方，所述钢筋混凝土筒32与所述钢筒33之间封闭设置，所述第一消浪结构41连接于所述钢筋混凝土筒32上。
优选地，所述第一消浪结构41下部还设置有第二消浪结构42，所述第二消浪结构42与至少一个所述基础3柔性连接。
优选地，所述基础3包括筒体30，所述筒体30内填充有填料31，所述筒体30包括沿所述筒体30长度方向依次设置的钢筋混凝土筒32和钢筒33，所述钢筋混凝土筒32位于所述钢筒33的上方，所述钢筋混凝土筒32与所述钢筒33之间封闭设置，所述第一消浪结构41连接于所述钢筋混凝土筒32上，所述第二消浪结构42与对应所述基础3上的所述钢筒33柔性连接。
由于所述第二消浪结构42位于所述第一消浪结构41下部，故在施工时，所述第二消浪结构42常常会在水面以下，以降低水面下涌浪的强度，此时，通过挂接方式，大大减小安装人员在水下的安装难度；同时，利用第二消浪结构42的摆动也能够增强降低水面下涌浪的强度的效果，而且不会对透水率产生较大影响。
具体地，第一柔性件44为柔性绳或弹簧绳，柔性绳或弹簧绳外侧均可以设置防腐塑料包裹，以增加柔性绳或弹簧绳的防腐概率。
如图21所示，相邻所述基础3上均设置有朝向另一个所述基础3延伸的所述第一消浪结构41，每个所述基础3上的第一消浪结构41可以是一个或两个，也可以是多个，在此情况下，一种更优的方案是：从而将波浪的前进路径改变为多弯路径，进而达到降低波浪高度的目的。
基础3的横截面积可以是任意形状，可以是圆形，也可以是矩形，其中，如图21所示，所述基础3横截面优选为圆形，所述第一消浪结构41沿所述圆形法线方向设置，基础3横截面为圆形，其弧形侧面能够有效减小波浪对基础3的冲击，而且，所述第一消浪结构41沿所述圆形法线方向设置，使得在达到相同消浪效果条件下，所需要的第一消浪结构41的延伸长度更短，其成本更低。
所述基础3的一部分位于水面37以下，且所述基础3的底部插入水底面39。
由于所述第二消浪结构42位于所述第一消浪结构41下部，故所述第二消浪结构42常常会在水面37以下，通过所述第二消浪结构42与至少一侧所述钢筒33柔性连接，使得低水面37下涌浪冲击第二消浪结构42时，第二消浪结构42发生摆动，从而对低水面37下涌浪进行扰动，进而达到降低水面37下涌浪的强度的目的。
所述第二消浪结构42与相邻所述钢筒33之间具有间隙，使得第二消浪结构42也能达到透水不透浪的目的，从而大大减小对海洋生态环境的影响。
所述钢筒33上设置有附着件43，所述第二消浪结构42上对应连接有第一柔性件44，所述第二消浪结构42与至少一侧所述钢筒33通过第一柔性件44柔性连接，所述第一柔性件44与对应所述附着件43相挂接。通过第一柔性件44与对应所述附着件43相挂接的方式，相比于将第二消浪结构42与钢筒33焊接的方式来说，能够大大减小安装人员在水下的安装难度。
所述第一柔性件44与对应所述附着件43也可以相扣接。
由于所述第二消浪结构42位于所述第一消浪结构41下部，故在施工时，所述第二消浪结构42常常会在水面以下，以降低水面下涌浪的强度，此时，通过挂接方式，大大减小安装人员在水下的安装难度；同时，利用第二消浪结构42的摆动也能够增强降低水面下涌浪的强度的效果，而且不会对透水率产生较大影响。具体地，第一柔性件44为柔性绳或弹簧绳，柔性绳或弹簧绳外侧均可以设置防腐塑料包裹，以增加柔性绳或弹簧绳的防腐概率。
如图23所示，在上述基础上，进一步优选的方式，所述第二消浪结构42包括沿竖向依次设置的第二消浪结构单元45，所述第二消浪结构单元45上连接有所述第一柔性件44，在安装时，第二消浪结构单元45可以在水下单独安装，相比第二消浪结构42整体水下安装来说，更好制作及安装。
所述第二消浪结构42包括沿竖向依次设置的第二消浪结构单元45，所述第二消浪结构单元45上连接有所述第一柔性件44。在安装时，第二消浪结构单元45可以在水下单独安装，相比第二消浪结构42整体水下安装来说，更好制作及安装。至少两个相邻所述第二消浪结构单元45通过第二柔性件46柔性连接。第二柔性件46为柔性绳或弹簧绳，柔性绳或弹簧绳外侧均可以设置防腐塑料包裹，以增加柔性绳或弹簧绳的防腐概率。所述第二消浪结构单元45为板体、球体或筒体，当所述第二消浪结构单元45为筒体时，所述第二消浪结构单元45两端敞口设置。从而增加第二消浪结构单元45的摆动质量，以达到更好的消浪效果。
在制作时，可以将所述混凝土筒32与所述第一消浪结构41一体预制成型；混凝土筒32优选钢筋混凝土筒。第一消浪结构41能够增加混凝土筒32的径向刚度；混凝土筒32的一部分位于水面37以上，剩余的部分位于水面37以下，钢筒33全部位于水面37以上，且下部插入水底面39。
如图27所示，当波浪或海风施加给筒体30上部侧向外载荷F外，水底面39下部的土体能够给筒体30施加与外载荷F外相反的被动土压力F被，从而使的本实施例所述的大直径组合筒的整体自重能够提供对外载荷F外的大部分抵抗能力即可满足要求，而不需要提供对于外载荷F外的全部抵抗能力，从而在相对受力要求下，大直径组合筒的抗力要求能够有效降低。
混凝土筒32的两端是敞口设置，钢筒33的两端也是敞口设置。
根据水面37浪高的不同，混凝土筒32沿其长度方向的长度为A，7m≤A≤30m，使其满足高度方向从水面37以上+2～+12m，到水面37以下-15～-5m，以满足本申请的一种大直径组合筒在海洋上的普遍使用。
在上述基础上，进一步优选的方式，钢筒33最大外径20.5m≤R1≤40m。钢筒33的壁厚为T1，0.01m≤T1≤0.05m。
经过反复实验得到，本申请的钢筒33最大外径R1≥20.5m，而壁厚T1仅0.01m≤T1≤0.05m，使得钢筒33能够产生“布袋”效应，其结合了大型单桩(monopile)和传统重力式防波堤(revetment)的优点：
由于大型单桩(monopile)所用材料为混凝土或钢等人造材料，而本申请的大直径组合筒，钢筒33内填充了更多的填料31，例如淤泥、中粗砂等，更绿色环保，进而节约成本；
由于传统重力式防波堤(revetment)的填料为自由坍落成型，故本申请的大直径组合筒，能够节约超过三分之二的内部填料。
同时，如图28所示，填料31对钢筒33筒壁会产生法向土压力。
如图29所示，取钢筒33筒壁上的一个微段研究可以看出，由于钢筒33产生“布袋”效应，使得法向土压力带来钢筒33筒壁上沿周向的拉力，使得内部填料与圆筒形成整体效应，拉力带来额外圆筒刚度如同装砂的布袋，加强钢筒33结构刚度和整体稳定性。
混凝土筒32优选钢筋混凝土材质制成的筒，其横截面可以是圆形、椭圆形、方形或多边形等截面，在其长度方向上，也可以是等，也可以是变截面。
钢筒33横截面优选为圆形、椭圆形、方形或多边形等，在其长度方向上，也可以是等截面，也可以是变截面。钢筒33与混凝土筒32同轴设置。
在上述基础上，进一步优选的方式，所述第二消浪结构42包括沿竖向依次设置的第二消浪结构单元45，所述第二消浪结构单元45上连接有所述第一柔性件44。
至少两个相邻所述第二消浪结构单元45相连接，优选柔性连接。
至少两个相邻所述第二消浪结构单元45通过第二柔性件46柔性连接。
具体地，第二柔性件46为柔性绳或弹簧绳，柔性绳或弹簧绳外侧均可以设置防腐塑料包裹，以增加柔性绳或弹簧绳的防腐概率。
在上述基础上，进一步优选的方式，混凝土筒32的壁厚为T2，10≤T2/T1≤200，在相同外径规格的情况下，由于钢筒33所需的壁厚远小于混凝土筒32的壁厚，使得本申请的大直径组合筒整体重量比相同外径规格的钢筋混凝土筒要轻很多，从而能够使得更多的现有预制施工工艺及设备满足其运输及下沉施工。
如图30-34所示，混凝土筒32与钢筒33之间设置有横向限位装置，横向限位装置用于限制混凝土筒32相对于钢筒33的水平横移。
具体地，横向限位装置包括凹槽322和与凹槽322相配合的凸出部332，凹槽322设置于混凝土筒32和钢筒33中的一个上，凸出部332设置于混凝土筒32和钢筒33中的另一个上，来控制混凝土筒32相对于钢筒33横向移动。
具体地，凹槽322设置于混凝土筒32底部，凸出部332设置于钢筒33顶部。
具体地，凹槽322沿混凝土筒32的筒壁周向设置一圈，凸出部332沿钢筒33的筒壁周向设置一圈，使得凹槽322和凸出部332的配合能够实现混凝土筒32与钢筒33之间封闭设置。
在上述基础上，进一步优选的方式，凹槽322内填充有柔性填充层323，柔性填充层323填充于凸出部332的两侧。
由于在施工中，由于施工误差，钢筒33的顶部插入凹槽322内的凸出部332无法与凹槽322完全精准配合，此时，凹槽322内填充有柔性填充层323，能够使混凝土筒32与钢筒33之间达到更好的封闭效果，同时，因为混凝土筒32与钢筒33普遍尺寸较大，在安装混凝土筒32与钢筒33过程中，当凹槽322与凸出部332配合安装时，能够起到减震作用，以降低混凝土筒32与钢筒33之间的冲击及震动。具体地，柔性填充层323包括沥青，橡胶等材料。
在上述基础上，进一步优选的方式，混凝土筒32底部与钢筒33相连接。主要起两方面作用，其一，混凝土筒32与钢筒33相连接，方便混凝土筒32与钢筒33整体起吊；其二，作为限制混凝土筒32相对于钢筒33横向移动的一种具体措施。
具体地，混凝土筒32底部设置有预埋件324，钢筒33上连接有连接件333，预埋件324与连接件333可拆卸连接和/或焊接。具体地，预埋件324与连接件333通过螺栓连接，其外部一圈相互焊接具体地，连接件333与钢筒33之间连接有加强筋334。预埋件324沿混凝土筒32的筒壁周向设置一圈，连接件333沿钢筒33的筒壁周向设置一圈，使得预埋件324和连接件333的连接能够实现混凝土筒32与钢筒33之间封闭设置。
如图34所示，在上述基础上，进一步优选的方式，筒体30下部设置有减阻设施，减阻设施用于减小筒体30下沉过程中的阻力。
减阻设施包括高压水设施34，高压水设施34设置于钢筒33的下部，高压水设施34用于减小钢筒33的下沉端部阻力，其中，高压水设施34优选高压水枪。
钢筒33下部设置有空气幕35，空气幕35用于减小钢筒33的下沉侧面阻力。
筒体30下沉过程中，打开高压水设施34和空气幕35，高压水设施34用于减小水下土对筒体30的端阻力，空气幕35用于减小水下土对筒体30的侧阻力。
进一步地，筒体30上部安装GPS和/或倾斜仪，利用GPS和/或倾斜仪、高压水设施34和空气幕35调整筒体30的倾斜度。
例如：如图35所示，当筒体30下沉过程向右侧倾斜时，加大左侧高压水设施34和空气幕35的压力，或减小右侧高压水设施34和空气幕35的压力，通过调节桶底不同部位的减阻设施释放的压力，结合筒体30倾斜仪或GPS等监测数据反馈，即可动态调节筒体30下沉姿态。
如图35-38所示，消浪堤坝5通过试验验证，其消浪效果达到90％以上，远远大于浮式消浪堤坝30～40％的波浪透射率。
本实施例的有益效果：一种离岸储油装置，用于储油的储油模块6位于储油区域61内，在储油区域61外围围至少一圈消浪设施，消浪设施由至少一部分消浪堤坝5组成，从而有效地减小或消除了不利环境荷载(主要为风浪流环境荷载)对储油模块6的影响，使得储油模块6受风浪环境影响非常小，进而实现海上储油的目的，系统解决了原油储存用地、环保、环境荷载影响等难题。
实施例2
如图1-6所示，本实施例所述的一种离岸储油装置，实施例1的不同之处在于：所述浮箱单元1内还设置有压载舱13，所述压载舱13内存储有压载介质，通过调节所述压载舱13内压载介质的重量能够调整所述浮箱单元1浮力及倾斜程度，所述压载舱13设置在所述浮箱单元1的两侧或边角位置。
所述压载介质包括油，通过调节所述压载舱13内的储油量来调整所述浮箱单元1浮力及倾斜程度。压载介质包括油，即可以达到调整所述浮箱单元1浮力及倾斜程度的目的，又能够增加离岸储油装置的整体储油量。
实施例3
如图1-6所示，本实施例所述的一种离岸储油装置，实施例1或2的不同之处在于：所述储油模块6上设置有与储油腔11相连通的第一输油通道63，所述消浪堤坝5上设置有第二输油通道64，所述第二输油通道64与至少一个所述第一输油通道63通过第三输油通道66相连通，输油线路包括第一输油通道63、第二输油通道64和第三输油通道66，整个输油线路由油泵提供动力。
所述储油模块6与所述消浪堤坝5之间设置有悬浮隧道65或者浮栈桥，其中：
悬浮隧道65模式：所述储油模块6与所述消浪堤坝5之间设置有悬浮隧道65，所述第三输油通道66设置于所述悬浮隧道65上，通过设置悬浮隧道65实现储油模块6的监控维养的可达性和便利性，同时不阻碍水上船舶交通。
一般施工时，所述第三输油通道66位于所述悬浮隧道65内，使得第三输油通道66的维护、更换及安装受外界风浪流因素影响非常小，以方便第三输油通道66的维护、更换及安装。
在上述基础上，进一步优选的方式，所述悬浮隧道65内设置有重量调节腔651，所述重量调节腔651内存储有重量调节介质，通过调节所述重量调节腔651内重量调节介质的重量能够调整所述悬浮隧道65浮力及倾斜程度。
所述悬浮隧道65内设置有重量调节腔651，通过调节所述重量调节腔651内重量调节介质的重量，来控制悬浮隧道65浮力及倾斜程度，以方便第三输油通道66与第一输油通道63或第三输油通道66之间的连接，而且，在储油时，通过调节所述重量调节腔651内重量调节介质的重量，也能够使悬浮隧道65的浮力与所述储油模块6的使用浮力相匹配，以减小悬浮隧道65与储油模块6之间连接结构的内应力。
具体地，重量调节介质普遍为水，通过抽水泵泵送至重量调节腔651，或从重量调节腔651内抽出。
具体地，重量调节腔651位于所述悬浮隧道65的下部。
在上述基础上，进一步优选的方式，所述第一输油通道63位于所述储油模块6上部，所述悬浮隧道65包括相连通的横向通道653和竖向通道652，所述第三输油通道66从所述竖向通道652顶部伸出后与所述第一输油通道63相连通。
第三输油通道66从竖向通道652顶部导出，并与位于所述储油模块6上部的第一输油通道63相连接，来进行输油，该设计能够防止所述储油腔11内油太多导致倒灌第三输油通道66的情况发生。
所述悬浮隧道65内还设置有用于人/车行走的交通通道62。
所述竖向通道652内设置有与所述交通通道62相连通的升降电梯610，以实现交通通道62内人/车到达储油模块6顶部的目的。
第一输油通道63、第二输油通道64和第三输油通道66之间的连接可以使用刚性连接。
另一种优选的方式，所述第三输油通道66与所述第一输油通道63柔性连接；所述第三输油通道66与所述第二输油通道64柔性连接。
所述第三输油通道66与所述第一输油通道63通过柔性接头或者柔性管道进行连接；所述第三输油通道66与所述第二输油通道64通过柔性接头或者柔性管道进行连接。
还有一种优选的方式，如图26所示，所述消浪堤坝5上设置有固定体501和浮体502，所述固定体501与所述浮体502竖向滑动配合，所述第二输油通道64设置于所述浮体502上。
当遇到潮涨潮落时，浮体502随潮涨潮落相对固定体501竖向滑动，使得所述储油模块6、第一输油通道63、第二输油通道64和第三输油通道66均能够随着潮涨潮落上下位移，进而大大减小所述储油模块6、第一输油通道63、第二输油通道64和第三输油通道66之间连接部位的内应力，从而降低了储油模块6、第一输油通道63、第二输油通道64和第三输油通道66之间连接部位的连接要求及困难程度。
浮栈桥模式：所述储油模块6与所述消浪堤坝5之间搭接有浮栈桥，所述第三输油通道66设置于所述浮栈桥上。
实施例4
如图1-6所示，本实施例所述的一种离岸储油装置，实施例1或2或3的不同之处在于：所述储油模块6外侧一周设置有防溢油结构67，更优选地，所述防溢油结构67能够减小波浪幅度，所述防溢油结构67下部连接有缆绳611，缆绳611下部固定在水底。
所述防溢油结构67用于防止所述防溢油结构67围成区域内的油泄露至所述防溢油结构67围成区域外。
通过消浪设施围成一圈，有效地减小或消除了不利环境荷载(主要为风浪流环境荷载)对储油模块6的影响，在此基础上，所述防溢油结构67能够进一步减小波浪幅度，使得不利环境荷载对储油模块6的影响进一步地减小。
所述防溢油结构67一般选择浮力式，所述防溢油结构67包括环形设置的浮力组件671，所述浮力组件671上挂设有一圈防漏油布672，所述储油模块6位于所述防漏油布672围成的区域内。具体地，
优选方式一：所述浮力组件671包括环形设置的连接件673，所述连接件673上沿周向串联有至少两个浮筒674，所述防漏油布672连接于所述连接件673和/或所述浮筒674上。
环形设置的连接件673围成的环形可以是圆形、矩形、带圆倒角的矩形、圆形、椭圆等形状。
优选方式二：所述浮力组件671包括环形浮圈675，所述防漏油布672与所述环形浮圈675相连接。环形浮圈675可以是圆形、矩形、带圆倒角的矩形、圆形、椭圆等形状。
所述消浪堤坝5的被浪侧设置有港池；所述消浪堤坝5上设置有房间、停机坪或灯塔。
实施例5
如图1-3所示，本申请所述的一种离岸储油系统，包括实施例1或2或3或4所述的离岸储油装置，所述消浪堤坝5上设置有至少一个出入口，所述消浪堤坝5位于出入口处的部分设置有延伸部505，所述延伸部505朝向所述消浪堤坝5的被浪侧延伸。延伸部505能够使得至少一个出入口处达到在沿垂直于被浪侧方向上的消浪效果。所述出入口包括入口503和出口504
在上述基础上，进一步优选的方式，所述消浪堤坝5的被浪侧设置有港池；
在上述基础上，进一步优选的方式，所述消浪堤坝5上设置有房间、停机坪、风电设备或灯塔。
风电设备能够为本申请所述的一种离岸储油装置提供电力支持。
如图40所示，在上述基础上，进一步优选的方式，所述离岸储油装置有至少两个，其中，至少两个相邻所述离岸储油装置共用至少一段所述消浪堤坝5。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (30)
1.一种离岸储油装置，其特征在于，包括由至少一部分消浪堤坝(5)围成的储油区域(61)，所述储油区域(61)内设置有用于储油的储油模块(6)，所述消浪堤坝(5)用于减小波浪幅度。
2.根据权利要求1所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述储油模块(6)下部连接有锚索(68)。
3.根据权利要求1所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述储油模块(6)为若干个，所有所述储油模块(6)阵列布置。
4.根据权利要求1所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述储油模块(6)包括至少两个相连接的浮箱单元(1)，所述浮箱单元(1)预制成型，所述浮箱单元(1)内部设置有用于储油的储油腔(11)。
5.根据权利要求4所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述浮箱单元(1)的一部分能够浮于水面之上。
6.根据权利要求5所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述浮箱单元(1)浮体的水线面长30-800m，宽5-200m，高7-15m。
7.根据权利要求4所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述浮箱单元(1)内还设置有压载舱(13)，所述压载舱(13)内存储有压载介质，通过调节所述压载舱(13)内压载介质的重量能够调整所述浮箱单元(1)浮力及倾斜程度。
8.根据权利要求7所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述压载介质包括油，通过调节所述压载舱(13)内的储油量来调整所述浮箱单元(1)浮力及倾斜程度。
9.根据权利要求4所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述储油模块(6)上设置有与储油腔(11)相连通的第一输油通道(63)，所述消浪堤坝(5)上设置有第二输油通道(64)，所述第二输油通道(64)与至少一个所述第一输油通道(63)通过第三输油通道(66)相连通。
10.根据权利要求9所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述储油模块(6)与所述消浪堤坝(5)之间设置有悬浮隧道(65)，所述第三输油通道(66)设置于所述悬浮隧道(65)上。
11.根据权利要求10所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述第三输油通道(66)位于所述悬浮隧道(65)内。
12.根据权利要求10所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述悬浮隧道(65)内设置有重量调节腔(651)，所述重量调节腔(651)内存储有重量调节介质，通过调节所述重量调节腔(651)内重量调节介质的重量能够调整所述悬浮隧道(65)浮力及倾斜程度。
13.根据权利要求10所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述第一输油通道(63)位于所述储油模块(6)上部，所述悬浮隧道(65)包括相连通的横向通道(653)和竖向通道(652)，所述第三输油通道(66)从所述竖向通道(652)顶部伸出后与所述第一输油通道(63)相连通。
14.根据权利要求13所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述悬浮隧道(65)内还设置有用于人/车行走的交通通道(62)，所述竖向通道(652)内设置有与所述交通通道(62)相连通的升降电梯(610)。
15.根据权利要求9所述的一种离岸储油装置，其特征在于，
所述第三输油通道(66)与所述第一输油通道(63)柔性连接；
和/或，
所述第三输油通道(66)与所述第二输油通道(64)柔性连接。
16.根据权利要求9所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述消浪堤坝(5)上设置有固定体(501)和浮体(502)，所述固定体(501)与所述浮体(502)竖向滑动配合，所述第二输油通道(64)设置于所述浮体(502)上。
17.根据权利要求9所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述储油模块(6)与所述消浪堤坝(5)之间搭接有浮栈桥，所述第三输油通道(66)设置于所述浮栈桥上。
18.根据权利要求1-17任意一项所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述储油模块(6)外侧一周设置有防溢油结构(67)。
19.根据权利要求18所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述防溢油结构(67)能够减小波浪幅度。
20.根据权利要求19所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述防溢油结构(67)包括环形设置的浮力组件(671)，所述浮力组件(671)上挂设有一圈防漏油布(672)，所述储油模块(6)位于所述防漏油布(672)围成的区域内。
21.根据权利要求20所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述浮力组件(671)包括环形设置的连接件(673)，所述连接件(673)上沿周向串联有至少两个浮筒(674)，所述防漏油布(672)连接于所述连接件(673)和/或所述浮筒(674)上。
22.根据权利要求20所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述浮力组件(671)包括环形浮圈(675)，所述防漏油布(672)与所述环形浮圈(675)相连接。
23.根据权利要求18所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述防溢油结构(67)下部连接有缆绳(611)。
24.根据权利要求1-17任意一项所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述消浪堤坝(5)包括至少两个间隔设置的基础(3)，相邻所述基础(3)之间设置有第一消浪结构(41)，所述第一消浪结构(41)用于减小相邻所述基础(3)的通道的净流面积，相邻所述基础(3)顶部支撑设置有消浪箱体(54)。
25.根据权利要求24所述的一种离岸储油装置，其特征在于，相邻所述基础(3)之间的所有所述第一消浪结构(41)形成多弯通道。
26.根据权利要求24所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述基础(3)包括筒体(30)，所述筒体(30)内填充有填料(31)，所述筒体(30)包括沿所述筒体(30)长度方向依次设置的钢筋混凝土筒(32)和钢筒(33)，所述钢筋混凝土筒(32)位于所述钢筒(33)的上方，所述钢筋混凝土筒(32)与所述钢筒(33)之间封闭设置，所述第一消浪结构(41)连接于所述钢筋混凝土筒(32)上。
27.根据权利要求24所述的一种离岸储油装置，其特征在于，所述第一消浪结构(41)下部还设置有第二消浪结构(42)，所述第二消浪结构(42)与至少一个所述基础(3)柔性连接，所述基础(3)包括筒体(30)，所述筒体(30)内填充有填料(31)，所述筒体(30)包括沿所述筒体(30)长度方向依次设置的钢筋混凝土筒(32)和钢筒(33)，所述钢筋混凝土筒(32)位于所述钢筒(33)的上方，所述钢筋混凝土筒(32)与所述钢筒(33)之间封闭设置，所述第一消浪结构(41)连接于所述钢筋混凝土筒(32)上，所述第二消浪结构(42)与对应所述基础(3)上的所述钢筒(33)柔性连接。
28.一种离岸储油系统，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-27任意一项所述的离岸储油装置，所述消浪堤坝(5)上设置有至少一个出入口，所述消浪堤坝(5)位于出入口处的部分设置有延伸部(505)，所述延伸部(505)朝向所述消浪堤坝(5)的被浪侧延伸。
29.根据权利要求28所述的一种离岸储油系统，其特征在于，
所述消浪堤坝(5)的被浪侧设置有港池；
和/或；
所述消浪堤坝(5)上设置有房间、停机坪、风电设备或灯塔。
30.根据权利要求28或29所述的一种离岸储油系统，其特征在于，所述离岸储油装置有至少两个，其中，至少两个相邻所述离岸储油装置共用至少一段所述消浪堤坝(5)。
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| CN202210761609.5A CN115162262A (zh) | 2022-06-30 | 2022-06-30 | 一种离岸储油装置及离岸储油系统 |
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- 2022-06-30 CN CN202210761609.5A patent/CN115162262A/zh active Pending
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