CN212448979U

CN212448979U - 水下储油设施

Info

Publication number: CN212448979U
Application number: CN202020852474.XU
Authority: CN
Inventors: 李坤隆
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2021-02-02
Anticipated expiration: 2030-05-20

Abstract

本实用新型提供一种水下储油设施，包括储油罐体，储油罐体设置浮体单元；储油罐半潜在海中，可上下浮动；储油罐体的内腔，自上向下，依次包括顶部空气腔、中部储油腔以及下部储水腔；其中，顶部空气腔和中部储油腔之间设置可随油层上下浮动的亲油疏水隔氧膜；中部储油腔和下部储水腔之间为油水界面。优点为：(1)储油罐体顶部和大气联通，下部与自然水体联通，进出罐体的原油与自然水体交换体积，实现原油的装卸。罐内液体温度和压力变化小，罐体内顶部空气腔体积小并且基本保持在一个的恒定值，从而有效降低原油的挥发损耗。(2)亲油疏水隔氧膜紧贴油层上表面，随着储油罐体中原油液位变化而同步上下变化，降低了原油的挥发。

Description

水下储油设施

技术领域

本实用新型属于储油设施技术领域，具体涉及一种水下储油设施。

背景技术

原油一般储存在储油罐体内，并将储油罐体放置在陆地上。此种原油储存方法，主要具有以下问题：储油罐体设置与大气联通的呼吸阀，从而保证储油罐体内部不超压。但是，当储油罐体与大气联通时，由于地面温度高、昼夜温差大等原因，会加剧储油罐体内原油的挥发损耗；另外，在原油的装卸作业中，也会加剧罐内的原油损耗，造成能源的浪费。如何有效解决上述问题，是目前迫切需要解决的事情。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种水下储油设施，可有效解决上述问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种水下储油设施，包括：储油罐体(1)，所述储油罐体(1)设置浮体单元(2)；所述储油罐体(1)的底部与海底可上下浮动连接；所述储油罐体(1)的内腔，自上向下，依次包括顶部空气腔(1A)、中部储油腔(1B)以及下部储水腔(1C)；其中，所述顶部空气腔(1A)和所述中部储油腔(1B)之间设置可随油层上下浮动的亲油疏水隔氧膜(1D)，所述顶部空气腔(1A)可加载水形成储水腔；所述中部储油腔(1B)和所述下部储水腔(1C)之间为油水界面(1E)；

所述下部储水腔(1C)分别连通下部进水管线(3)和下部出水管线(4)；其中，所述下部进水管线(3)按进水方向，依次安装下部进水阀门(3A)和下部进水单向阀(3B)；所述下部出水管线(4)按出水方向，依次安装下部出水单向阀(4B)和下部出水阀门(4A)；所述顶部空气腔(1A)分别连通上部进水管线(5)和上部出水管线(6)；其中，所述上部进水管线(5)按进水方向，依次安装上部进水阀门(5A)和上部进水单向阀(5B)；所述上部出水管线(6)按出水方向，依次安装上部出水单向阀(6B)和上部出水阀门(6A)；此外，所述下部出水管线(4)的出水端通过下排水泵(4C)连接到水处理系统(11)；所述上部出水管线(6)的出水端通过上排水泵(6C)连接到水处理系统(11)；

进出油管线(7)通过导向机构(8)安装于储油罐体(1)的罐中心轴位置，并且，进出油管线(7)可沿罐中心轴进行上下升降调节；所述进出油管线(7)的吸油口(7A)与所述中部储油腔(1B)连通；所述进出油管线(7)的排油口(7B)位于所述储油罐体(1)的外部；

所述储油罐体(1)的顶部设置罐体通气管线(9)；所述罐体通气管线(9)的一端与所述顶部空气腔(1A)连接，所述罐体通气管线(9)的另一端安装罐体通气阀门(9A)。

优选的，所述浮体单元(2)为多套浮体；各套所述浮体固定套于所述储油罐体(1)的外部。

优选的，所述浮体为密闭腔体，具有浮体进出水管线(2A)和浮体通气管线(2B)；其中，所述浮体进出水管线(2A)安装浮体进出水水泵(2C)和浮体进出水阀门(2D)；所述浮体通气管线(2B)安装浮体通气阀门(2E)。

优选的，所述浮体单元(2)通过以下方式形成：所述储油罐体(1)为中空夹套式罐体，具有夹套内腔；所述夹套内腔具有进水管线、排水管线和排气管线。

优选的，所述浮体单元(2)为充气式浮体，与所述储油罐体(1)固定连接。

优选的，所述储油罐体(1)的底部与海底之间通过锚(10)或水平固定架实现可上下浮动连接。

优选的，所述进出油管线(7)为进油和出油共用的同一根管线；或者，所述进出油管线(7)包括分离设置的进油管线和出油管线。

优选的，所述储油罐体(1)的顶端还固定安装紧急备用浮体。

本实用新型提供的水下储油设施具有以下优点：

(1)储油罐体中油层的上部和下部均可与自然水体联通，实现罐体恒温、恒压的效果强，进而有效降低原油的挥发损耗。

(2)亲油疏水隔氧膜1D随着储油罐体中原油液位变化而同步变化，因此，进出油管线7为可升降结构，可以在任何状态时，通过调节进出油管线7的高度，进而调节吸油口7A的位置，保证吸油口7A与储油罐体中原油连通，实现随时向罐体内输送油或将罐体内原油抽出的效果，即：储油和卸油灵活方便。

附图说明

图1为本实用新型提供的水下储油设施的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种水下储油设施，可以放置到水面以下，完成储油、装卸油的功能。具体的，本实用新型提供的水下储油设施，储油罐体顶部和大气联通，下部与自然水体联通，进出罐体的原油与自然水体交换体积，实现原油的装卸。由于海水温度比陆地温度普遍低，并且几乎没有昼夜温差，因而可以大大降低原油的挥发损耗。另外，罐内液体温度和压力变化小，罐体内顶部空气腔体积小并且基本保持在一个的恒定值，从而有效降低原油的挥发损耗。并且，储油罐体具有在恶劣风浪海况下调节浮力下潜到安全深度的功能。因此，本实用新型极大改善储油罐体储油的原油挥发问题，具有零污染排放，使用安全，可抗恶劣自然天气影响的优点。

参考图1，本实用新型提供的水下储油设施，包括：储油罐体1，储油罐体1可以是圆柱形或方形或其他形状，本实用新型对储油罐体1的形状并不限制。储油罐体1设置浮体单元2；浮体单元2用于使储油罐体1漂浮在水面，并且，通过对浮体单元2的调节控制，可调节储油罐体1漂浮在水面的深度。本实用新型对浮体单元2的具体结构并不限制，例如，可采用以下三种结构之一：(1)浮体单元2为多套浮体；各套浮体固定套于储油罐体1的外部。浮体为密闭腔体，具有浮体进出水管线2A和浮体通气管线2B；其中，浮体进出水管线2A安装浮体进出水水泵2C和浮体进出水阀门2D；浮体通气管线2B安装浮体通气阀门2E。因此，通过控制向浮体内充入的水量，可调节浮力，进而实现储油罐体在自然水体里的浮潜高度和深度的调节。(2)浮体单元2通过以下方式形成：储油罐体1为中空夹套式罐体，具有夹套内腔；夹套内腔具有进水管线、排水管线和排气管线。因此，通过控制向夹套内腔充入的水量，可调节浮力。(3)浮体单元2为充气式浮体，与储油罐体1固定连接。因此，通过控制向浮体单元内的充气量，可调节浮力。

储油罐体1的底部与海底可上下浮动连接，即：储油罐半潜在海中，可上下浮动；例如，储油罐体1的底部与海底之间通过锚10或水平固定架实现可上下浮动连接。采用此种结构方式，可控制储油罐体1在一个较为狭窄的活动空间内实现上下浮动。

储油罐体1的内腔，自上向下，依次包括顶部空气腔1A、中部储油腔1B以及下部储水腔1C；其中，顶部空气腔1A和中部储油腔1B之间设置可随油层上下浮动的亲油疏水隔氧膜1D，具体的，当中部储油腔1B储存原油时，原油层表面密闭覆盖亲油疏水隔氧膜1D，顶部空气腔1A可加载水形成储水腔；因此，当原油层液位发生变化时，亲油疏水隔氧膜1D同步发生高度的变化。中部储油腔1B和下部储水腔1C之间为油水界面1E；

下部储水腔1C分别连通下部进水管线3和下部出水管线4；其中，下部进水管线3按进水方向，依次安装下部进水阀门3A和下部进水单向阀3B；当下部进水阀门3A打开时，实现下部储水腔1C内水与罐外自然水体的连通。

下部出水管线4按出水方向，依次安装下部出水单向阀4B和下部出水阀门4A；顶部空气腔1A分别连通上部进水管线5和上部出水管线6；其中，上部进水管线5按进水方向，依次安装上部进水阀门5A和上部进水单向阀5B；当上部进水阀门5A打开时，实现下部储水腔1C内水与罐外自然水体的连通。

上部出水管线6按出水方向，依次安装上部出水单向阀6B和上部出水阀门6A；此外，下部出水管线4的出水端通过下排水泵4C连接到水处理系统11；上部出水管线6的出水端通过上排水泵6C连接到水处理系统11；水处理系统11将汇聚的水处理后，达到排放标准，并外排。

本实用新型中，进出油管线7为进油和出油共用的同一根管线；或者，进出油管线7包括分离设置的进油管线和出油管线。通过进出油管线7，实现向罐体内进油，或将罐体内油抽出的卸油功能。

进出油管线7通过导向机构8安装于储油罐体1的罐中心轴位置，并且，进出油管线7可沿罐中心轴进行上下升降调节；进出油管线7的吸油口7A与中部储油腔1B连通；进出油管线7的排油口7B位于储油罐体1的外部；当罐体内油层或水层厚度发生变化时，通过调节进出油管线7的高度，使进出油管线7的吸油口7A始终与罐体内油层连通。

储油罐体1的顶部设置罐体通气管线9；罐体通气管线9的一端与顶部空气腔1A连接，罐体通气管线9的另一端安装罐体通气阀门9A。通过设置罐体通气管线9，平常状态时，打开罐体通气阀门9A，实现储油罐体内部联通大气。

储油罐体1的顶端还固定安装紧急备用浮体。实际应用中，罐体上还可以安装液位计、温度计、有毒气体报警等仪器仪表，实现对罐体状态的监测功能。

本实用新型提供的水下储油方法，包括以下步骤：

步骤1，储油罐体1内腔为空腔体时，打开下部进水阀门3A，关闭下部出水阀门4A、上部进水阀门5A和上部出水阀门6A，打开罐体通气阀门9A；然后，使储油罐体1下潜，在下潜过程中，罐外自然水通过下部进水管线3流入到储油罐体1内部，罐体内水体始终与罐外自然水体等压，随着罐外自然水不断流入到储油罐体1内部，使亲油疏水隔氧膜1D逐渐上浮，直到将储油罐体1内部罐满水，此时，亲油疏水隔氧膜1D上浮到储油罐体1内腔的顶部；同时，在储油罐体1下潜过程中，调整浮体单元2，最终使储油罐体1立浮于水体合适高度；

步骤2，然后，关闭下部进水阀门3A；打开进出油管线7的进油阀，同时打开下部出水阀门4A，并启动下排水泵4C；因此，下排水泵4C将储油罐体1内部的水从下方逐渐抽出，并泵送到水处理系统11，使储油罐体1内部的水位逐渐下移，同时，需要储存的原油通过进出油管线7被泵送到储油罐体1内部，并位于亲油疏水隔氧膜1D的下方，储油罐体1内部水位的上方，当泵送的原油厚度达到要求时，关闭下部出水阀门4A和进油阀，此时，由于海水和油密度的差异，使储油罐体1内部的下方为海水层；海水层的上方为油层，海水层和油层之间形成油水界面；油层的表面漂浮亲油疏水隔氧膜1D，亲油疏水隔氧膜1D的上方为空腔；

步骤3，然后，打开下部进水阀门3A，当环境温度正常时，通过储油罐体1实现水下储油；其中，在储油过程中，由于罐体内水体始终与罐外自然水体等压，因此，罐体内水体和罐外自然水体之间为连通形式，可进行自然循环流动，实现罐体恒温恒压，降低罐体内原油的挥发损耗；

步骤4，当环境温度高需要特别降温保护时，打开上部进水阀门5A，用泵将水引入到罐体油层上部空间，即：位于亲油疏水隔氧膜1D的上部空间，形成对罐体油层的降温保护层；

当环境温度恢复正常，不需要特别降温保护时，打开上部出水阀门6A，启动上排水泵6C，将罐体油层上部空间的水体抽出，并送到水处理系统11中处理外排。

还包括：当遇恶劣海况时，关闭罐体通气阀门9A，通过浮体单元2调节浮力，使储油罐体1的整体全部下潜到海面以下安全的深度，同时启动紧急备用浮体，使整个储油罐体1悬吊于自然水体适宜深度。

本实用新型提供的水下储油方法，具有以下特点：

(1)储油罐体顶部和大气联通，下部与自然水体联通，进出罐体的原油与自然水体交换体积，实现原油的装卸。罐内液体温度和压力变化小，罐体内顶部空气腔体积小并且基本保持在一个的恒定值，从而有效降低原油的挥发损耗。

(2)亲油疏水隔氧膜紧贴油层上表面，随着储油罐体中原油液位变化而同步上下变化，亲油疏水隔氧膜上可以加载水形成储水腔，进一步降低了原油的挥发。

(3)吸油口与储油罐体中原油连通，并且可以随油层厚度的变化上下移动，调整最佳吸油位置，实现随时向罐体内输送油或将罐体内原油抽出的效果，即：储油和卸油灵活方便。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种水下储油设施，其特征在于，包括：储油罐体(1)，所述储油罐体(1)设置浮体单元(2)；所述储油罐体(1)的底部与海底可上下浮动连接；所述储油罐体(1)的内腔，自上向下，依次包括顶部空气腔(1A)、中部储油腔(1B)以及下部储水腔(1C)；其中，所述顶部空气腔(1A)和所述中部储油腔(1B)之间设置可随油层上下浮动的亲油疏水隔氧膜(1D)，所述顶部空气腔(1A)可加载水形成储水腔；所述中部储油腔(1B)和所述下部储水腔(1C)之间为油水界面(1E)；

2.根据权利要求1所述的水下储油设施，其特征在于，所述浮体单元(2)为多套浮体；各套所述浮体固定套于所述储油罐体(1)的外部。

3.根据权利要求2所述的水下储油设施，其特征在于，所述浮体为密闭腔体，具有浮体进出水管线(2A)和浮体通气管线(2B)；其中，所述浮体进出水管线(2A)安装浮体进出水水泵(2C)和浮体进出水阀门(2D)；所述浮体通气管线(2B)安装浮体通气阀门(2E)。

4.根据权利要求1所述的水下储油设施，其特征在于，所述浮体单元(2)通过以下方式形成：所述储油罐体(1)为中空夹套式罐体，具有夹套内腔；所述夹套内腔具有进水管线、排水管线和排气管线。

5.根据权利要求1所述的水下储油设施，其特征在于，所述浮体单元(2)为充气式浮体，与所述储油罐体(1)固定连接。

6.根据权利要求1所述的水下储油设施，其特征在于，所述储油罐体(1)的底部与海底之间通过锚(10)或水平固定架实现可上下浮动连接。

7.根据权利要求1所述的水下储油设施，其特征在于，所述进出油管线(7)为进油和出油共用的同一根管线；或者，所述进出油管线(7)包括分离设置的进油管线和出油管线。

8.根据权利要求1所述的水下储油设施，其特征在于，所述储油罐体(1)的顶端还固定安装紧急备用浮体。