深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺油水置換小型試驗裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺油水置換小型試驗裝置，包括主罐體，與該主罐體通過管路連通的儲油罐、注油罐、集水罐、注水池及儲水罐；所述主罐體包括：自下而上依次為水沉箱、粗罐體、油沉箱和細罐體，所述水沉箱形成在所述粗罐體的底部，所述油沉箱形成在所述粗罐體的頂部，所述粗罐體的徑向尺寸大于所述細罐體的徑向尺寸，所述細罐體下部有一水密隔板，將該罐體由下至上分為油水第一次分離的油水置換區(qū)和油水第二次分離的儲水區(qū)。本實用新型的深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺油水置換小型試驗裝置，主罐體被水密隔板分成上下兩個空間，下罐體較大，主要實現(xiàn)油水的第一次分離，上罐體較小，油水在此完成第二次分離，進一步降低排出水中油含量。
【專利說明】
深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺油水置換小型試驗裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及海上石油鉆井平臺技術領域，具體而言，特別涉及一種深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺的油水置換小型試驗裝置。
【背景技術】
[0002]SPAR深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺(SDPSO)是集“鉆-采-儲-運”為一體的多功能平臺，在其儲油系統(tǒng)中，可以將生產(chǎn)出的原油貯存置于SPAR儲油系統(tǒng)中，從而避開風浪和雷電襲擊，避免“油氣呼吸”現(xiàn)象，降低空氣污染、節(jié)約儲油成本和作業(yè)風險，可以保證SPAR深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺(SDPSO)在儲油過程中的安全。
[0003]將原油貯存于水下，采用的是油水置換方式，原油儲存通過對充滿同一儲油艙內的水進行置換來實現(xiàn)，油的比重比水輕，浮在水上面，自然形成一個油水界面層。利用濕式儲油方法的優(yōu)點是儲油艙外部壓力和內部水壓力基本上是平衡的，這樣可以使儲油艙殼體結構的設計更經(jīng)濟，并且不需要大量的壓載水艙來保持平臺的恒定設計吃水。缺點是如果油水置換過程中的油水界面含油混合水體不經(jīng)過分離處理直接排放入海水中，可能造成環(huán)境污染。
[0004]傳統(tǒng)觀點認為沒有昂貴的專業(yè)設備，是難以完全將大量的排出的含油混合水進行分離，同時大量設備的安放也將顯著增加平臺上部設施的重量。
[0005]本實用新型通過SPAR深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺油水置換小型模擬實驗驗證油水置換儲油技術的可行性。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型旨在通過自主研究發(fā)明了新型SDPSO平臺立式儲油二次分離油水置換技術，能夠在理論上實現(xiàn)油水置換零污染排放。
[0007]本實用新型的技術方案在于:一種深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺油水置換小型試驗裝置，包括主罐體，與該主罐體通過管路連通的儲油罐、注油罐、集水罐、注水池及儲水罐;所述主罐體包括:自下而上依次為水沉箱、粗罐體、油沉箱和細罐體，所述水沉箱形成在所述粗罐體的底部，所述油沉箱形成在所述粗罐體的頂部，所述粗罐體的徑向尺寸大于所述細罐體的徑向尺寸，所述細罐體的下部有一水密隔板，將該罐體由下至上分為油水第一次分離的油水置換區(qū)和油水第二次分離的儲水區(qū)。
[0008]進一步，所述置換區(qū)與所述儲水區(qū)通過內水管連通;該內水管的上、下端分別位于所述細罐體的頂部和所述粗罐體的底部。
[0009]進一步，還包括有外水管，外水管的頂端略高于所述水密隔板，其底部與所述集水罐連通。
[0010]進一步，在所述油沉箱且靠近所述水密隔板位置處設有注油口和排油口。
[0011 ]進一步，所述水沉箱和所述油沉箱的徑向尺寸與所述細罐體的內徑尺寸相同。
[0012]進一步，所述主罐體材質為有機玻璃材質。
[0013]進一步，所述注水池和儲水罐的管路上設有加熱裝置和調節(jié)注水流量的回流裝置。
[0014]進一步，所述注油罐連接有油品加熱裝置。
[0015]進一步，所述油品加熱裝置包括水浴箱、加熱棒、循環(huán)加熱器和控制箱，注油罐容置于水浴箱內，頂部齊平，底部固定在水浴箱底，加熱棒懸浮于水浴箱的水中，循環(huán)加熱器由控制箱進行溫度控制將水浴箱中的淡水加熱器中加熱后再排回水浴箱中。
[0016]進一步，所述注油罐和主罐體的注油管路設有油栗、氣閥和注油流量表。
[0017]本實用新型的技術效果在于:本實用新型用于深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺的油水置換小型試驗裝置，主罐體被水密隔板分成上下兩個空間，下罐體較大，主要實現(xiàn)油水的第一次分離，上罐體較小，油水在此完成第二次分離，進一步降低排出水的水中油含量。通過兩次油水分離后水中含油量和油中含水量測定，確定SDPSO在滿足儲油功能的同時，置換出的海水達到排放標準且不致油中含水量過高。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型一種用于深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺的油水置換小型試驗裝置的布置示意圖。
[0019]圖2為圖1中主罐體的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0021]如圖1-圖2所示，為本實用新型一種深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺油水置換小型試驗裝置，包括主罐體1，與該主罐體I通過管路連通的儲油罐2、注油罐3、集水罐4、注水池6及儲水罐5;主罐體I包括:自下而上依次為水沉箱108、粗罐體102、油沉箱107和細罐體101，水沉箱108形成在所述粗罐體102的底部，油沉箱107形成在所述粗罐體102的頂部，粗罐體102的徑向尺寸大于細罐體101的徑向尺寸，水沉箱和油沉箱的徑向尺寸與所述細罐體101的內徑尺寸相同。細罐體101下部有一水密隔板，將該罐體由下至上分為油水第一次分離的油水置換區(qū)和油水第二次分離的儲水區(qū)。主罐體I材質為有機玻璃材質，上端敞口，在油沉箱107且靠近所述水密隔板17位置處設有兩個相對的注油口 15和排油口 14，小口徑開孔為注油口15，大口徑開孔為排油口 14。
[0022]整個主罐體I被水密隔板17分為兩個區(qū)，水密隔板17的上方為儲水區(qū)105，水密隔板17的下方106為置換區(qū)，儲水區(qū)105與置換區(qū)106通過內水管103連通;該內水管103的上、下端分別位于細罐體101的頂部和粗罐體102的底部。外水管104的頂端略高于水密隔板17。水密隔板17上有兩個開孔，內水管103通過開口 13，外水管104通過開口 16。
[0023]這里采用外置管路是出于避免水密隔板開孔保證強度的考慮，同時，可通過管路上的閥門控制上下水的流量，以保證細罐體101內水位高于內水管上端，避免空氣進入管路和粗罐體102擾亂油水界面，影響置換效果。
[0024]水沉箱有兩個開孔，小口徑孔為油水置換第一次分離取樣口，大口徑孔18為連接儲水區(qū)和油水置換區(qū)的外置管路的下端接口。
[0025]管路系統(tǒng)按功能分類，可以大致分為蓄水管路、注水管路、排油管路、注油管路和排水管路。
[0026]蓄水管路最為簡單，主要是將儲水罐5中的海水抽取注入注水池6中，包括水栗、管線以及儲水罐5。儲水罐5中的蓄水孔加裝過濾網(wǎng)以過濾水中固體雜質。
[0027 ]注水管路則是將注水池6中的海水注入到置換系統(tǒng)的細罐體1I儲水區(qū)中，包括水栗、流量表、過渡水桶、管線和閥門。
[0028]排油管路連接儲油罐2和排油口14，主要包括控制閥門、流量表和出油管線。
[0029]注油管路連通注油口 15和注油罐3，包括油栗，通過氣閥和數(shù)顯流量計組成的流量控制系統(tǒng)則可精確控制注油流量，以實現(xiàn)恒定注油流量的目標。
[0030]注油罐3連接有油品加熱裝置，油品加熱裝置包括水浴箱、加熱棒、循環(huán)加熱器和控制箱，儲油箱容置于水浴箱內，頂部齊平，底部固定在水浴箱底，加熱棒懸浮于水浴箱的水中，循環(huán)加熱器由控制箱進行溫度控制將水浴箱中的淡水加熱器中加熱后再排回水浴箱中。
[0031]本實用新型，油水置換試驗包括注水、注油排水和排油注水三個主要流程。
[0032](I)注水
[0033]注水流程，即將10°C的海水注入主罐體I的過程。首先，利用水栗將海水從海水池導入儲水罐5中，并用加熱器加熱。由于冬季試驗場地氣溫較低，罐體容積較大，加熱海水時間略長，需提前準備。
[0034]考慮到海水沿管線流動會有一定的熱量損失，所以一般將海水加熱到20°C左右，再通過水栗抽到試驗臺架上的注水池6中。其中為控制注水流量，在水栗處加一三通回流裝置調節(jié)注水流量。
[0035](2)注油排水
[0036]注油排水流程是將50°C的原油注入主罐體I并排出海水的過程。加熱后的原油經(jīng)油栗、控制閥門緩慢注入主罐體I中，同時關閉注水管路和出油管路，主罐體I內的海水會從粗罐體102經(jīng)內水管103自下而上排入細罐體101中，并沿外水管104進入集水罐4中。當油水界面下降到安全高度后即可停止注油。
[0037]在此過程中，可在粗罐體102下部出水口取樣，測量I次油水分離的水中含油量，在集水罐4桶中取樣測量2次油水分離的水中含油量。同時可以讀取罐體內不同高度處的溫度T，以及油水界面下降速率V。
[0038](3)排油注水
[0039]排油注水流程是將主罐體I內的原油通過排油口排入儲油罐2中，同時向主罐體I注入海水的過程。該過程中可采樣測量排出原油中的油中含水量。當油水界面升到安全高度后，停止排油。主罐體I內則為海水，以及上部少量的原油。
[0040](4)循環(huán)步驟(2)和步驟(3)。
[0041]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1.一種深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺油水置換小型試驗裝置，包括主罐體，與該主罐體通過管路連通的儲油罐、注油罐、集水罐、注水池及儲水罐;其特征在于，所述主罐體包括:自下而上依次為水沉箱、粗罐體、油沉箱和細罐體，所述水沉箱形成在所述粗罐體的底部，所述油沉箱形成在所述粗罐體的頂部，所述粗罐體的徑向尺寸大于所述細罐體的徑向尺寸，所述細罐體下部有一水密隔板，將該罐體由下至上分為油水第一次分離的油水置換區(qū)和油水第二次分離的儲水區(qū)。2.如權利要求1所述的深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺油水置換小型試驗裝置，其特征在于，所述置換區(qū)與所述儲水區(qū)通過內水管連通;該內水管的上、下端分別位于所述細罐體的頂部和所述粗罐體的底部。3.如權利要求1所述的深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺油水置換小型試驗裝置，其特征在于，還包括有外水管，外水管的頂端略高于水密隔板，其底部與所述集水罐連通。4.如權利要求1所述的深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺油水置換小型試驗裝置，其特征在于，在所述粗罐體的頂端且靠近所述水密隔板位置處設有注油口和排油口。5.如權利要求1所述的深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺油水置換小型試驗裝置，其特征在于，所述水沉箱和油沉箱的徑向尺寸與所述細罐體的內徑尺寸相同。6.如權利要求1所述的深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺油水置換小型試驗裝置，其特征在于，所述主罐體材質為有機玻璃材質。7.如權利要求1所述的深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺油水置換小型試驗裝置，其特征在于，所述注水池和儲水罐的管路上設有加熱裝置和調節(jié)注水流量的回流裝置。8.如權利要求1所述的深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺油水置換小型試驗裝置，其特征在于，所述注油罐連接有油品加熱裝置。9.如權利要求8所述的深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺油水置換小型試驗裝置，其特征在于，所述油品加熱裝置包括水浴箱、加熱棒、循環(huán)加熱器和控制箱，儲油箱容置于水浴箱內，頂部齊平，底部固定在水浴箱底，加熱棒懸浮于水浴箱的水中，循環(huán)加熱器由控制箱進行溫度控制將水浴箱中的淡水加熱器中加熱后再排回水浴箱中。10.如權利要求1所述的深水鉆井生產(chǎn)儲卸油平臺油水置換小型試驗裝置，其特征在于，所述注油罐和主罐體的注油管路設有油栗、氣閥和注油流量表。
【文檔編號】G09B25/02GK205487085SQ201620019054
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月11日
【發(fā)明人】李志剛, 王晉, 劉巍巍, 許鑫, 張益公, 段夢蘭, 顧繼俊, 王德禹, 蔡忠華
【申請人】中國海洋石油總公司, 海洋石油工程股份有限公司, 北京高泰深海技術有限公司, 中國石油大學(北京), 上海交通大學