一种适用于外海岛礁的顶棚式柔性储油结构制造技术

一种适用于外海岛礁的顶棚式柔性储油结构，包括柔性油囊、绑带、混凝土顶棚、水平锚链、地锚、输油管、输油管路以及防波堤，防波堤设置在外海，用于减小海浪带来的动力荷载以保证结构的安全稳定；地锚竖直设置于防波堤与岛礁之间的海底，混凝土顶棚的框架与海底的地锚锚固连接，绑带固定设置在柔性油囊的表面，柔性油囊通过绑带和水平锚链固定设置在混凝土顶棚下方的海水中；柔性油囊的上方设置一出油口，出油口与输油管连接，输油管与设置在岛礁内的输油管路连接，输油管路的上方伸出岛礁表面并设置注油口及排油阀门。本发明专利技术柔性油囊节约大量陆地空间，充分发挥水下防火、防雷、防爆、防蒸发等优势，极大减少配套储油设施建设的经济成本。成本。成本。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于外海岛礁的顶棚式柔性储油结构


[0001]本专利技术涉及石油存储领域，具体涉及一种适用于外海岛礁的顶棚式柔性储油结构。

技术介绍

[0002]现如今我国大部分油品都采用油罐进行存储。从存储地域来划分主要包括陆上油罐和水下油罐。陆上油罐投资少、施工快，管理和维修都很方便，但是在城市地表修建石油储藏油罐需要占用大量土地，对陆地空间要求高，油罐造价高、寿命短，并且运营费用高、危险性很大。同时因为油罐需要依靠自身刚度来抵抗其内部的油压，所以在注油排油时也需要外加动力才能实现，十分费时费力；油罐对材料的要求很高，成本十分昂贵，并且存在着易燃易爆的危险，受环境影响极大，不利于维护。陆上油罐的基础有可能发生不均匀沉陷，导致油罐破坏，大量油品瞬时泄出，且油罐体发生脆性破裂；而且即使油罐采取了防腐措施，但不能根治油罐的腐蚀；最重要的是，陆上油罐易受军事打击，不具备战略性储油意义。
[0003]水下油罐和众多海洋结构建筑物一样，也是在岸上建造，然后拖运到预定的罐位充水下沉。目前发展了主要包括带环形底盘的储罐、倒盘形储罐、双圆筒混凝土水下储罐、带防波墙的立式钢筋混凝土水下储罐、椭球抛物面形、钟形水下混凝土油罐、带浮顶的立式圆柱形海中储罐、水下软体油罐七种形式。由于海岸空间开发潜力巨大，海岸、海底储存原油因具有占地少、安全、环保、储量大、寿命长、符合战备等优势而受到发达国家的重视而被广泛修建。相比陆上油罐，水下油罐相对更加安全，不仅避免了火灾和雷暴的发生，还大量节约了陆地空间。我国有着高达470万平方公里的领海，具有天然的水文地质条件，并且技术上已经成熟。因此，修建以海岸、海底石油库为主的国家石油战略储备已经完全可行。
[0004]尽管现有的水下储油系统形式各异，种类众多，但绝大部分仍为刚性油罐。水下刚性油罐排完油后，油罐将受到的巨大浮力和外在压力，为克服这两个问题，目前水下刚性油罐多需采用油水置换、油水隔离置换、油气置换、油水等流量代换等水下储油方式，其中以油水置换方式最为普遍，即在收发油时通过引入水到储罐，利用水的连通原理来调节储罐的浮力和内外压力，平衡出油和注油时油罐内外的压力。油水置换和油气置换的过程中容易出现渗水、渗油等现象，外来的离子会污染原油致使纯度降低；渗出的石油会扩散到海水中造成污染。除此之外，刚性油罐还存在工程造价昂贵，罐体的耐腐蚀、强度刚度、耐久性要求高、施工及维护管理复杂等问题。
[0005]目前水下储油关键技术研究主要集中在水下刚性储油方式、储罐形式及结构设计、载荷作用下储油装置的安全性和稳定性问题、油液渗透及环保问题等，而关于内陆江河湖海的水下柔性储油装置的研究尚缺少系统性和深入性的研究。水下软体储油的发展前景十分广阔，对水下柔性储油装置及其关键技术的研究具有重要的战略意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是，针对现有水下储油存在的上述不足，提供一种适用
于外海岛礁的顶棚式柔性储油结构，不仅拥有水下刚性储油罐防火防爆、安全隐蔽、节省占地面积的优点，还能弥补刚性储油罐承受压力大、造价昂贵，罐体的耐腐蚀、强度刚度、耐久性要求高、施工及维护管理复杂的问题，还能够实现无动力自动注油排油，极大减少配套储油设施建设的经济成本。
[0007]本专利技术为解决上述技术问题采用的技术方案是：
[0008]一种适用于外海岛礁的顶棚式柔性储油结构，包括柔性油囊、绑带、混凝土顶棚、水平锚链、地锚、输油管、输油管路以及防波堤，所述防波堤设置在外海，用于减小海浪带来的动力荷载以保证结构的安全稳定；所述地锚竖直设置于防波堤与岛礁之间的海底，所述混凝土顶棚的框架与海底的地锚锚固连接，所述绑带固定设置在柔性油囊的表面，所述柔性油囊通过绑带和水平锚链固定设置在混凝土顶棚下方的海水中；所述柔性油囊的上方设置一出油口，出油口与输油管连接，输油管与设置在岛礁内的输油管路连接，输油管路的上方伸出岛礁表面并设置注油口及排油阀门。
[0009]按上述方案，所述混凝土顶棚为框架拱结构，包括混凝土拱、混凝土柱与横梁，混凝土柱设置若干，横梁连接各个混凝土柱，混凝土拱与横梁及混凝土柱连接形成网格状结构。
[0010]按上述方案，所述混凝土拱、混凝土柱与横梁之间布置的疏密度根据柔性油囊的容量及混凝土顶棚在水中实际需要的浮力要求设计，输油管从混凝土顶棚的开口间隔处穿出，使柔性油囊的出油口通过输油管与输油管路相连。
[0011]按上述方案，所述柔性油囊通过绑带和多个水平锚链与混凝土顶棚多处相连接。
[0012]按上述方案，所述输油管的管壁分为内壁和外壁两层，内壁起隔离作用，具有足够的隔水抗渗能力以及抗腐蚀性；外壁起保护作用，具有足够的强度和韧性以及耐腐蚀能力；内壁选用丁腈耐油橡胶管。
[0013]按上述方案，所述柔性油囊为双层结构，包括外膜和内膜，内膜起隔离作用，具有足够的隔水抗渗能力以及抗腐蚀性；外膜起保护作用，具有足够的强度和韧性以及耐腐蚀能力。
[0014]按上述方案，所述内膜采用HDPE防渗膜。
[0015]按上述方案，注油口的高度、排油阀门的位置与柔性油囊的水下放置深度相关联，储油时将注油口升高至足够高度，利用注油口与柔性油囊间的水头差，实现无动力自动注油；排油时将注油口放下，此时由于油与海水的比重差异，致使柔性油囊内外压力不同，油在柔性油囊外水的压力作里下被自动压送到岛礁地面上沿输油管路排出，实现不用泵而用水的静压自动排油。
[0016]本专利技术与现有技术相比较，具有如下有益效果：
[0017]1、本专利技术利用液压平衡原理，在水中布置柔性油囊，借助地锚和防波堤及岛礁结构实现储油，与现有的刚性油罐相比，节省了钢材的使用以及大量的陆地空间，降低了储油罐的成本和施工复杂程度，同时避免了钢材在海岛环境下出现腐蚀以及大型材料运输不便的问题，水中柔性油囊储油的价格比其余储油方式要低的多，充分展现了其经济性；相对于水下刚体油罐而言，软体油罐受波浪影响较小，抗腐蚀能力较强，配套设施建设难度低，经济性相对更高，不仅可以用于存储海洋岛礁石油，亦可在内陆水体用于燃油存放；
[0018]2、与传统的陆上储油相比，水中柔性油囊除了具备一般水下储油装置的优点外，
还不必考虑整体耐压问题，还可以利用柔体的静压通过控制液压差实现无动力注油及排油，节约能源消耗；注油效率高，结构强度要求低，造价低、易于施工维护；而且水下的储油环境不仅可以节约大量陆地空间，更可充分发挥其防火、防雷、防爆、防蒸发等优势，极大减少配套储油设施建设的经济成本，同时更加安全隐蔽；囊体耐腐蚀，抗渗性好，油液不易外溢渗透，环保性好；借助液压和浮力，囊体和基础负荷小，囊体耐压需求低，而且海洋幅员辽阔，巨大的水下储油能力，储油量潜力极高；
[0019]3、本专利技术在柔性油囊的表面设置了绑带，与一般的柔性薄膜相比，可以通过绑带实现柔性油囊与锚索直接的连接，增大了薄膜的受力面积，避免了柔性薄膜连接处出现应力集中而导致损坏；
[0020]4、混凝土顶棚的优点是可以利用其自重抵消柔性油囊受到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于外海岛礁的顶棚式柔性储油结构，其特征在于：包括柔性油囊、绑带、混凝土顶棚、水平锚链、地锚、输油管、输油管路以及防波堤，所述防波堤设置在外海，用于减小海浪带来的动力荷载以保证结构的安全稳定；所述地锚竖直设置于防波堤与岛礁之间的海底，所述混凝土顶棚的框架与海底的地锚锚固连接，所述绑带固定设置在柔性油囊的表面，所述柔性油囊通过绑带和水平锚链固定设置在混凝土顶棚下方的海水中；所述柔性油囊的上方设置一出油口，出油口与输油管连接，输油管与设置在岛礁内的输油管路连接，输油管路的上方伸出岛礁表面并设置注油口及排油阀门。2.根据权利要求1所述的一种适用于外海岛礁的顶棚式柔性储油结构，其特征在于：所述混凝土顶棚为框架拱结构，包括混凝土拱、混凝土柱与横梁，混凝土柱设置若干，横梁连接各个混凝土柱，混凝土拱与横梁及混凝土柱连接形成网格状结构。3.根据权利要求1所述的一种适用于外海岛礁的顶棚式柔性储油结构，其特征在于：所述混凝土拱、混凝土柱与横梁之间布置的疏密度根据柔性油囊的容量及混凝土顶棚在水中实际需要的浮力要求设计，输油管从混凝土顶棚的开口间隔处穿出，使柔性油囊的出油口通过输油管与输油管路相连。4.根据权利要求1所述的一种适用于外海岛礁的顶棚式...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅国雄，李子亨，巫志文，吴文兵，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：