CN117566271A - 一种用于水下的浮式油气产品储罐 - Google Patents

Abstract

本专利发明是一种用于水下的浮式油气产品储罐，提供了一种漂浮液体储罐，其被浸没地支撑在水体的底板上。储罐由两艘单个平台组成，这两个平台都有助于提供浮力和控制储罐在所需位置的浸没程度。

Description

一种用于水下的浮式油气产品储罐

技术领域

本发明公开了一种用于水下的浮式油气产品储罐，具体涉及到一种用于水下的液体储罐，其可以漂浮到工作现场并自动浸没。

背景技术

许多石油产品是从距离最近海岸线数英里的近海油井中获得的。油井的位置使得将石油直接输送到岸上的储罐是不可行的。尽管石油可以直接从油井输送到等待的油轮，但这种方法通常不够经济，因为从油井泵出足够的石油来填充油轮需要时间。在大多数情况下，人们已经认识到处理石油最实用的方法是将其储存在油井附近的储罐中，然后在供应量足够大时将其转移到油轮上。

由于海上石油生产中遇到的水深、地表和水下洋流以及风暴条件，在现场建设储罐有许多工程问题。为了经济利益最大化，储罐的体积必须足够大，将储罐运输到现场通常需要将其浮起，这涉及到浮力、稳定性和结构完整性的所有问题。到达现场后，储罐在工作现场沉没，直到它们被海床支撑。随着浮力的降低，漂浮物的稳定性不断变化，倾覆危险是一个持续的威胁。经验表明海上储油罐可以以稳定的浮力漂浮到现场，然后充分浸没，由水体底部提供支撑，同时保持对储油罐的控制，防止不稳定的危险倾斜，并完全控制下降速率。

发明内容

本发明提供了一种水下储油罐，其可漂浮到用于定位在水体底部的位置，其设计和形状使得在漂浮期间和下降到底部时具有异常稳定的浮力。该结构还允许根据被认为最适合特定位置的容量建造分级尺寸的储罐。抵抗水下湍流和压力的强度也是本发明提供的储罐结构的特征。

本发明所述的水下储罐有一个带顶外壳，外壳下面有一个足够容积的储存空间，底部或附近有一个开口，水可以通过这个开口从外壳下面流入或流出。这意味着外壳的整个底部可以打开，也可以部分打开或关闭，但底部或附近的一个开口除外，水可以从底部流入或流出外壳可以是任何合适的形状，其将在其下方限定体积。在水平截面中，它可以是圆形或多边形，也可以是直线段和弧形段的组合。壳体可以具有任何合适的形状，例如通过绕垂直轴旋转线以获得圆锥形、球形或椭圆形而获得的形状，或者它可以是金字塔形或一些类似的形状。外壳的外围边缘最好位于水平面内。

当压载物至少部分高于水位时，有顶壳体的周边被适当地重型压载至一定高度，以提供抵抗储罐显著倾斜的实质性扶正力矩。压载物使储罐的重心远低于储罐的稳心高度，因此在最小吃水深度下具有良好的稳定性。

本发明还提供了从带顶的外壳中去除空气并在浸没储罐时向其供应液体的装置。与顶壳相连并构成储罐一部分的是至少一个中空容器，其尺寸使得该容器的浮力将使顶壳静态漂浮在部分或完全浸没的水体的底部上方，并从顶壳下方去除所有空气。

中空容器优选地包括竖管，该竖管与中空容器连通并且当水箱由水体的底部支撑时延伸到水体的水平面上方。当没有储存的油液时，顶壳体和中空容器的主要部分被浸没时，立管为储罐提供了实质性的浮力来源。当以最小吃水漂浮时，储罐的重心在浮力中心上方，稳中心在重心上方。在浸没期间，储罐保持这种固有稳定性以防止倾覆的关系，直到储罐的浸没和有顶壳体的压载周边的降低导致储罐的重心低于浮力中心，从而在继续浸没时进一步提供固有稳定条件以防倾翻。换言之，在储罐浸没期间，直到重心移动到浮力中心以下，公式GM=KB+BM-KG中的值GM必须是稳定性的正值，其中GM是重心到稳心的距离。

中空容器的位移体积应合理，以便在浮力中心从重心下方转移到重心上方之前和期间支撑整个储罐的重要部分。这通常要求中空容器的底部位于与有根壳的底部大致成一直线的位置，并且中空容器的顶部排出足够大体积的水以提供所需的浮力。

附图说明

图1示出了本发明的储油罐轴线的垂直剖面图。

图2示出了部分剖面的等轴测图，显示了有外壳的内部结构。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明的该实施例中所示的水下油箱具有一个封闭的中空第一容器10，该容器连接有顶盖11，该顶盖11实质上包括一个第二容器。容器10其具有比主体13更小尺寸的颈缩部分或竖管17。容器10有一个垂直的圆柱形壳体14，其上连接有一个凹底壳体15。在壳体14的顶部连接着一个圆锥形截面的壳体16。容器10包括竖管17，竖管17连接壳体16并终止于临时帽18。立管17在浸没期间提供浮力，并且一旦储罐在底部，如果储罐要在完全浸没的情况下操作，则立管17可以被移除。立管17可以具有所需的高度，但当储罐位于水体底部时，立管17通常会延伸到足够高的海平面以上，以引起其中的油的静水压力，迫使水离开储罐。如果储罐要在完全浸没的情况下操作，而没有延伸到水上方，并且在足以排出水中的水的正压下向储罐供油，则不需要使用立管17。因此，在浸没之后，可以移除竖管17并施加合适的覆盖物。

形成罐的第二容器的壳体11从容器10轴向向外和向下辐射。壳体11的上边缘牢固地连接到容器10上，如图1所示，在锥形部分16连接圆柱形壳体14的位置附近。由于集中在该接头处的力，大的内部刚性环19被定位在容器10内的接头处。容器10的主体，不包括竖管17，可以具有大约100英尺的高度。容器10的主要体积明显在壳体11下方。构成储罐的第二容器的有根部的壳体11可以是所需的形状，但为了在浸没时抵抗水流，最好是凸起的球形段。

如图2所示，其从带顶壳体11与容器10的接合处26轴向辐射到带顶壳体11中使用的板22的外边缘25，并通过圆形肋24。有顶外壳11的外围部分由垂直圆形混凝土墙27进行重型压载，该墙在内侧具有金属外壳28，在外侧具有金属外壳29。壁27的顶部由金属板30覆盖，底部由板31覆盖。壁27的重量必须缝合以基本上降低重心并提供远高于重心的稳心高度。壁27在底部具有一个凸缘32，该凸缘横向向外突出。凸缘32由混凝土制成并且由金属板覆盖。多个大的金属管状套筒33定位在凸缘32中并且完全延伸穿过凸缘32。套筒33的上部向外张开，用于在储罐要锚定到水体的底部时将桩引导到套筒中。壁27的总高度对于500000桶的储存能力的储罐来说可以是大约30英尺，并且有顶壳体11的球形部分可以是大约45英尺高。并且壁27可以具有大约250英尺的直径。

Claims (8)

1.一种用于水下的浮式油气产品储罐，其特征在于：包括一个凸顶壳，其下部拥有固定容积，所述凸顶壳在底部是敞开的，并且在其外围边缘有一个圆形垂直压载壁，以在壁至少部分高于水位时提供一个防止储罐显著倾斜的大的扶正力矩；还包括从凸顶外壳中去除空气并在浸没储罐时向其供水的装置；还包括中空容器，所述中空容器具有竖直定位的圆柱形主体和竖直立管，所述竖直定位的圆柱体在水平截面中为圆形，所述圆柱形主体具有凹形底部和大致凸形顶部，所述垂直立管通过所述凸形顶部与所述容器的内部连通并且当所述储罐由所述水体的底部支撑时从竖直立管向上延伸到水面上方。

2.根据权利要求1所述的一种用于水下的浮式油气产品储罐，包括中空的第一容器，所述第一容器具有垂直管，垂直管与所述容器的顶部内部连通，并且当储罐位于水体的底部上时，所述竖直管从容器向上延伸到水面上方，以及第二容器，所述第二容器包括与所述第一容器的外部上部同心地连接并且从所述外部上部径向向外和向下突出并且终止于圆形周边的带顶壳体，所述圆形周边的下边缘与所述第一容器的底部在大致相同的水平面内或者在所述底部下方短距离处并且与第一容器等距，所述有顶壳体在其底部附近具有通向水体的开口，并且第一平台的尺寸使得平台的浮力将使壳体静态地漂浮在水体的底部上方。

3.根据权利要求2所述的一种用于水下的浮式油气产品储罐，其特征在于：所述第二平台的带顶壳体具有围绕其圆形周边的下垂的竖直壁，并且所述壁的底部适于由所述水体的底部支撑。

4.根据权利要求2所述的一种用于水下的浮式油气产品储罐，其特征在于：其中所述第一容器具有水平截面为圆形的竖直定位的圆柱体、碟形底部和大致凸起的顶部，竖直管从所述顶部向上突出，并且第二容器的所述带顶壳体轴向连接到圆柱体。

5.根据权利要求2所述的一种用于水下的浮式油气产品储罐，其特征在于：其中所述壁底部具有用于将其固定到打入水体底部的桩上的装置，以固定储罐并防止横向和垂直移动。

6.根据权利要求1所述的一种用于水下的浮式油气产品储罐，所述第一平台中具有在第二平台的带顶壳体下方的端口，所述端口在打开时允许在端口之间交换产品流体。

7.根据权利要求1所述的一种用于水下的浮式油气产品储罐，其特征在于，所述带顶壳体具有外围边缘，所述外围边缘具有将带盖壳体锚定到水体的底部的装置。

8.根据权利要求1所述的一种用于水下的浮式油气产品储罐，其特征在于，所述储罐具有竖管，竖管是中空容器的一部分并且当所述储罐支撑在所述水体的底部上时延伸到储罐水平面上方。