Плавучий подводный резервуар для сбора и хранения нефти и нефтепродуктов

 

Использование: изобретение относится к эксплуатации подводных нефтяных месторождений в северных морях и может быть использовано для обеспечения круглогодичного обслуживания подводных добывающих объектов независимо от ледовой обстановки, с наименьшими затратами. Сущность изобретения: резервуар включает корпус, представляющий собой балластную цистерну, в рабочем (погруженном) положении заполненную нефтью (с вытеснением из нее воды). Для стабилизации плавучести корпуса при заполнении его нефтью в центре балластной цистерны расположена уравнительная цистерна с клапаном заполнения забортной водой, соединенным через упругоподатливый элемент со средством прикрепления корпуса к грунту. При этом упругоподатливый элемент установлен по усилию срабатывания, превышающему величину плавучести корпуса до его заполнения нефтью. 1 ил.

Изобретение относится к эксплуатации подводных нефтяных месторождений, преимущественно в северных морях, где в зимнее время года из-за наличия ледового покрова эксплуатация пробуренных скважин практически прекращается.

Использование же для транспортировки добытой в ледовых условиях нефти подводного танкера нерационально из-за высокой его стоимости и опасно при малых глубинах разрабатываемого шельфа.

Наиболее близким из известного уровня техники к изобретению является техническое решение, включающее корпус для сбора и хранения нефтепродуктов в море, узел крепления его к грунту [1].

Недостатком известного технического решения является невозможность круглогодичной его эксплуатации на морских шельфах в ледовой обстановке.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей за счет круглогодичной его эксплуатации на морском шельфе в ледовых условиях и обеспечение автоматической стабилизации его плавучести на заданной глубине в процессе сбора.

Это достигается тем, что корпус резервуара выполнен разгруженным от гидростатического давления, а в центре (в районе центров масс) размещена прочностная уравнительная цистерна с клапаном заполнения забортной водой. Этот клапан соединен через упругоподатливый элемент (пружину) со средством закрепления корпуса к грунту и установлен с усилием срабатывания, превышающим плавучесть корпуса до его заполнения нефтью.

На чертеже изображена схема плавучего подводного резервуара для сбора и хранения нефти и нефтепродуктов, прикрепленного к грунту.

Резервуар для сбора и хранения нефти и нефтепродуктов содержит корпус 1 в виде балластной цистерны, разгруженной от внешнего гидростатического давления (в нижней части она сообщена с забортной водой), вертикального или горизонтального исполнения. В центре корпуса 1 расположена герметичная прочная уравнительная цистерна 2 с клапанами 3 и 4 заполнения и вентиляции соответственно. Вверху корпуса 1 расположены цистерны постоянной 5 переменной 6 плавучести.

Для прикрепления к грунту корпус имеет средство, состоящее из якоря 7, троса (цепи) 8, который соединен с клапаном 3 заполнения. Пружиненный или другого типа привод (пружина) 9 клапана 3 (его упругоподатливый элемент) выполнен, исходя из усилия срабатывания, превышающего величину плавучести погруженного корпуса без нефти (балластная цистерна заполнена водой).

Плавучий подводный резервуар для сбора и хранения нефти и нефтепродуктов эксплуатируется следующим образом.

Корпус с заполненными водой цистернами 1, 6 погружают вблизи нефтедобывающего объекта путем сброса (или опускания лебедкой) якоря 7 на заданную глубину его погружения, что соответствует длине и натяжению якорного троса 8, клапан 3 заполнения закрыт.

Водолаз присоединяет к корпусу от нефтедобывающего объекта шланг для перекачки нефти в его балластную цистерну с вытеснением находящейся в ней воды.

В процессе заполнения нефтью плавучесть корпуса увеличивается на величину разности плотностей воды и нефти (на ≈ 0,1 т/м³), и соответственно увеличивается натяжение якорного троса 8, который, воздействуя на клапан 3, разжимает пружину 9, открывает доступ воды в уравнительную цистерну 2.

Заполнение уравнительной цистерны 2 происходит до момента погашения дополнительно приобретенной плавучести от приема нефти, после чего клапан 3 заполнения закрывается, пружина 9 сжимается, плавучесть корпуса по величине меньше усилия срабатывания клапана 3. Таким образом, плавучесть корпуса автоматически стабилизируется, балластная цистерна заполнена нефтью, корпус может находиться в подводном положении до освобождения акватории ото льда.

При всплытии корпуса цистерны 6 переменной плавучести продувают, отрывая якорь 7 от грунта, и нефть из него перекачивают на транспортное судно.

Использование предложенного изобретения позволяет обеспечить разработку нефтяных скважин круглогодично независимо от внешних условий.

Формула изобретения

ПЛАВУЧИЙ ПОДВОДНЫЙ РЕЗЕРВУАР ДЛЯ СБОРА И ХРАНЕНИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ, включающий корпус с распределительным узлом и средством его крепления к грунту, содержащим гибкий элемент, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет круглогодичной его эксплуатации на морском шельфе в ледовых условиях и обеспечения автоматической стабилизации его плавучести на заданной глубине в процессе сбора, он снабжен установленными в корпусе герметичной уравнительной цистерной с клапанами заполнения забортной жидкой средой и вентиляции и цистернами постоянной и переменной плавучести, при этом корпус выполнен разгруженным от внешнего гидростатического давления, а гибкий элемент - упругим по усилию срабатывания, превышающему величину плавучести погруженного корпуса без нефти, и соединен с клапаном заполнения забортной жидкой средой.

РИСУНКИ

Рисунок 1