一种适用于海洋石油开发的水下大型油水置换储卸油方法与流程

本发明涉及海洋石油开发大型油水置换储卸油方法技术领域，具体为一种适用于海洋石油开发的水下大型油水置换储卸油方法。

背景技术：

海上原油储存方法可分为干式和湿式两种模式，干式储油系统采用与陆地储油罐类似的存储方式，原油上部空间充满惰性保护气体以消除燃爆的风险，湿式储油结构内部始终充满油和水，基于油水置换技术实现进油排水和进水排油操作，海上石油存储是海洋石油开发的重要环节，目前海上应用的储油设施主要有：浮式储卸油船、浮式生产储卸油船、重力式储油平台和海底储油舱等，与干式储油装置相比，由于湿式储油装置位于水下，储卸油设计工艺要求较高，现场操作难度较大，不能准确模拟注油流程中储油舱内部海水被挤压出储油舱的过程以及卸油流程中水池内海水受静水压力作用自动流入储油舱内的过程，对于储油量测量不准确，为此，我们提出一种适用于海洋石油开发的水下大型油水置换储卸油方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种适用于海洋石油开发的水下大型油水置换储卸油方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用于海洋石油开发的水下大型油水置换储卸油方法，包括油水置换储卸油装置，装置包括设置在海床上的储油罐，所述储油罐的左侧壁上固定装配有原油导油管，且所述原油导油管一端延伸入储油罐内腔顶部后固定装配有第一过滤头，且所述原油导油管上固定装配有第一控制阀，所述原油导油管的另一端延伸出海面后固定装配有原油泵，所述储油罐的左侧壁上固定装配有泄水管，且所述泄水管的另一端延伸出海面后固定装配有排水泵，且所述泄水管上固定装配有第二控制阀，所述储油罐的顶部固定装配有换水管，且所述换水管的底端延伸入储油罐内腔底部后固定装配有配重块，所述换水管的顶端延伸出海面后固定装配有换水箱，且所述换水箱的输入端通过水管固定装配有流量计，所述储油罐的内腔横向装配有密封升降板，所述储油罐的右侧壁上固定装配有换油管，所述换油管的一端延伸入储油罐内腔顶部后固定装配有第二过滤头，所述换油管的另一端延伸出海面后和设置在海面上的运油船固定装配，且所述储油罐的内腔右侧壁上固定有和密封升降板相适配的行程开关。

优选的，所述密封升降板的尺寸和储油罐的内腔尺寸相适配，且所述原油导油管和换油管均从上至下贯穿密封升降板，所述换水管从下至上贯穿密封升降板。

优选的，所述密封升降板的外侧壁上均固定装配有环形密封囊，所述环形密封囊的外侧壁上固定装配有密封胶圈，所述密封升降板上分别开设有和原油导油管、换水管、换油管相适配的第一装配通孔、第二装配通孔、第三装配通孔。

优选的，所述行程开关通过导线和外接控制器电性连接，所述换水箱上固定装配有水泵，且所述原油泵、排水泵、水泵、流量计、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀均和外接控制器电性连接。

优选的，所述换油管的顶端固定装配有连接法兰，且所述换油管通过连接法兰和运油船固定装配连接。

油水置换储卸油的方法步骤为：

s1：在平台进行原油生产时，平台产生的原油在原油泵工作且第一控制阀打开时通过原油导油管导入到储油罐中密封升降板的上方，这样通过密封升降板和储油罐的内腔之间对原油进行储存，随着原油量的增加，密封升降板受到向下的挤压力促使密封升降板对其下方的水进行挤压，排水泵工作时促使水在第二控制阀打开后通过泄水管排出；

s2：随着原油量的增加密封升降板会不断地向下移动，同时密封升降板上的第一装配通孔、第二装配通孔、第三装配通孔内均嵌套装配有密封环，这样能够防止水通过第一装配通孔、第二装配通孔、第三装配通孔渗透到密封升降板上方，这样在通过原油导油管导入原油时，通过第一过滤头对原油进行过滤，保证原油的纯净度，在密封升降板触碰到行程开关时，外接控制器控制原油泵和排水泵同时停止工作，同时控制换水箱上的水泵工作；

s3：将换油管和运油船固定连接，然后开启第三控制阀，在换水箱上的水泵工作时，能够将水通过换水管导入到密封升降板下方，同时流量计能够对导入水量进行测量，从而能够对换水箱换水量进行监测，同时运油船将密封升降板上方的原油通过第二过滤头过滤后通过换油管进行汲取，这样随着换水箱内水的导入原油的导出，促使密封升降板不断地上移，从而将密封升降板上的原油导出，这样能够实现水和原油的同等体积置换；

s4：通过换油管将原油导出后，密封升降板复位到原位，这样可以重复s1、s2、s3步骤，即可实现石油开发的油水置换操作，原油储油罐采用氮封，安全性高，装置可自动进行油水置换，且通过流量计检测储油罐和水等体积置换的原油量，测量精度高，行程开关可准确测量密封升降板的位置，从而可实现注油排水和注水排油过程自动切换，操作便捷。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设计合理，通过密封升降板和储油罐的内腔之间对原油进行储存，随着原油量的增加，密封升降板受到向下的挤压力促使密封升降板对其下方的水进行挤压，排水泵工作时促使水在第二控制阀打开后通过泄水管排出，随着原油量的增加密封升降板会不断地向下移动，同时密封升降板上的第一装配通孔、第二装配通孔、第三装配通孔内均嵌套装配有密封环，这样能够防止水通过第一装配通孔、第二装配通孔、第三装配通孔渗透到密封升降板上方，这样在通过原油导油管导入原油时，通过第一过滤头对原油进行过滤，保证原油的纯净度，同时流量计能够对导入水量进行测量，从而能够对换水箱换水量进行监测，同时运油船将密封升降板上方的原油通过第二过滤头过滤后通过换油管进行汲取，这样随着换水箱内水的导入原油的导出，促使密封升降板不断地上移，从而将密封升降板上的原油导出，这样能够实现水和原油的同等体积置换，可实现石油开发的油水置换操作，原油储油罐采用氮封，安全性高，装置可自动进行油水置换，且通过流量计检测储油罐和水等体积置换的原油量，测量精度高，行程开关可准确测量密封升降板的位置，从而可实现注油排水和注水排油过程自动切换，操作便捷。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明密封升降结构示意图。

图中：1、储油罐；2、原油导油管；3、第一过滤头；4、第一控制阀；5、原油泵；6、泄水管；7、第二控制阀；8、排水泵；9、换水管；10、配重块；11、换水箱；12、流量计；13、密封升降板；131、环形密封囊；132、密封胶圈；133、第一装配通孔；134、第二装配通孔；135、第三装配通孔；14、换油管；15、第二过滤头；16、第三控制阀；17、运油船；18、行程开关。

具体实施方式

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和图2，本发明提供一种技术方案：一种适用于海洋石油开发的水下大型油水置换储卸油方法，包括油水置换储卸油装置，装置包括设置在海床上的储油罐1，储油罐1的左侧壁上固定装配有原油导油管2，且原油导油管2一端延伸入储油罐1内腔顶部后固定装配有第一过滤头3，且原油导油管2上固定装配有第一控制阀4，原油导油管2的另一端延伸出海面后固定装配有原油泵5，储油罐1的左侧壁上固定装配有泄水管6，且泄水管6的另一端延伸出海面后固定装配有排水泵8，且泄水管6上固定装配有第二控制阀7，储油罐1的顶部固定装配有换水管9，且换水管9的底端延伸入储油罐1内腔底部后固定装配有配重块10，换水管9的顶端延伸出海面后固定装配有换水箱11，且换水箱11的输入端通过水管固定装配有流量计12，储油罐1的内腔横向装配有密封升降板13，储油罐1的右侧壁上固定装配有换油管14，换油管14的一端延伸入储油罐1内腔顶部后固定装配有第二过滤头15，换油管14的另一端延伸出海面后和设置在海面上的运油船17固定装配，且储油罐1的内腔右侧壁上固定有和密封升降板13相适配的行程开关18。

请参阅图1，密封升降板13的尺寸和储油罐1的内腔尺寸相适配，且原油导油管2和换油管14均从上至下贯穿密封升降板13，换水管9从下至上贯穿密封升降板13；

请参阅图1和图2，密封升降板13的外侧壁上均固定装配有环形密封囊131，环形密封囊131的外侧壁上固定装配有密封胶圈132，密封升降板13上分别开设有和原油导油管2、换水管9、换油管14相适配的第一装配通孔133、第二装配通孔134、第三装配通孔135，密封升降板13上的第一装配通孔133、第二装配通孔134、第三装配通孔135内均嵌套装配有密封环，这样能够防止水通过第一装配通孔133、第二装配通孔134、第三装配通孔135渗透到密封升降板13上方；

行程开关18通过导线和外接控制器电性连接，换水箱11上固定装配有水泵，且原油泵5、排水泵8、水泵、流量计12、第一控制阀4、第二控制阀7、第三控制阀16均和外接控制器电性连接；

换油管14的顶端固定装配有连接法兰，且换油管14通过连接法兰和运油船17固定装配连接；

油水置换储卸油的方法步骤为：

s1：在平台进行原油生产时，平台产生的原油在原油泵5工作且第一控制阀4打开时通过原油导油管2导入到储油罐1中密封升降板13的上方，这样通过密封升降板13和储油罐1的内腔之间对原油进行储存，随着原油量的增加，密封升降板13受到向下的挤压力促使密封升降板13对其下方的水进行挤压，排水泵8工作时促使水在第二控制阀7打开后通过泄水管6排出；

s2：随着原油量的增加密封升降板13会不断地向下移动，同时密封升降板13上的第一装配通孔133、第二装配通孔134、第三装配通孔135内均嵌套装配有密封环，这样能够防止水通过第一装配通孔133、第二装配通孔134、第三装配通孔135渗透到密封升降板13上方，这样在通过原油导油管2导入原油时，通过第一过滤头3对原油进行过滤，保证原油的纯净度，在密封升降板13触碰到行程开关18时，外接控制器控制原油泵5和排水泵8同时停止工作，同时控制换水箱11上的水泵工作；

s3：将换油管14和运油船17固定连接，然后开启第三控制阀16，在换水箱11上的水泵工作时，能够将水通过换水管9导入到密封升降板13下方，同时流量计12能够对导入水量进行测量，从而能够对换水箱11换水量进行监测，同时运油船17将密封升降板13上方的原油通过第二过滤头15过滤后通过换油管14进行汲取，这样随着换水箱11内水的导入原油的导出，促使密封升降板13不断地上移，从而将密封升降板13上的原油导出，这样能够实现水和原油的同等体积置换；

s4：通过换油管14将原油导出后，密封升降板13复位到原位，这样可以重复s1、s2、s3步骤，即可实现石油开发的油水置换操作，原油储油罐1采用氮封，安全性高，装置可自动进行油水置换，且通过流量计12检测储油罐1和水等体积置换的原油量，测量精度高，行程开关18可准确测量密封升降板13的位置，从而可实现注油排水和注水排油过程自动切换，操作便捷。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。