RU2820362C1 - Mobile underwater storage for liquid oil products - Google Patents
Mobile underwater storage for liquid oil products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2820362C1 RU2820362C1 RU2023133566A RU2023133566A RU2820362C1 RU 2820362 C1 RU2820362 C1 RU 2820362C1 RU 2023133566 A RU2023133566 A RU 2023133566A RU 2023133566 A RU2023133566 A RU 2023133566A RU 2820362 C1 RU2820362 C1 RU 2820362C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- storage
- water
- compressed air
- platform
- oil
- Prior art date
Links
Abstract
Description
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION
Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности, для хранения и транспортировки нефти и других жидких углеводородов на шельфе арктических морей, и может быть использовано для накопления, перемещения, хранения и выдачи природных жидких углеводородов для их транспортировки потребителю [B65D 88/78, E21B 43/01].The invention relates to the field of oil production, in particular, for the storage and transportation of oil and other liquid hydrocarbons on the shelf of the Arctic seas, and can be used for the accumulation, movement, storage and delivery of natural liquid hydrocarbons for their transportation to the consumer [B65D 88/78, E21B 43 /01].
Из уровня техники известен ПЛАВУЧИЙ ПОДВОДНЫЙ РЕЗЕРВУАР ДЛЯ СБОРА И ХРАНЕНИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ [RU 2021959 C1, опубл.30.10.1994], включающий корпус с распределительным узлом и средством его крепления к грунту, содержащим гибкий элемент. Кроме того, резервуар 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.A FLOATING UNDERWATER TANK FOR COLLECTION AND STORAGE OF OIL AND PETROLEUM PRODUCTS [RU 2021959 C1, publ. 10.30.1994] is known from the prior art, including a housing with a distribution unit and a means for attaching it to the ground, containing a flexible element. In addition, the tank is equipped with a sealed equalization tank installed in the hull with valves for filling with outboard liquid medium and ventilation and tanks of constant and variable buoyancy, while the hull is unloaded from external hydrostatic pressure, and the flexible element is elastic in terms of actuation force exceeding the buoyancy value of the submerged hull without oil, and is connected to the sea liquid filling valve.
Недостатком данного решения является жесткая связь с грунтом, и как следствие, отсутствие возможности перемещения резервуара под водой.The disadvantage of this solution is the rigid connection to the ground, and as a result, the inability to move the tank under water.
Также из уровня техники известно ПОДВОДНОЕ ХРАНИЛИЩЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ [SU 1510290A1, опубл. 20.04.2000], содержащее выполненный в виде герметичной емкости понтон с патрубками, шарнирно закрепленные на понтоне три продуктопровода, центральный из которых сообщен с полостью понтона, и раздаточные рукава. Кроме того, хранилище снабжено цилиндрическими вставками, закрепленными внутри понтона с зазором относительно днища на двух патрубках для подключения раздаточных рукавов, а третий патрубок выполнен перфорированным на отрезке, размещенном внутри понтона, и снабжен элементами зацепления, закрепленными на внутренней стороне образующей патрубка, и подпружиненным поплавковым клапаном, на внешней образующей которого выполнены вертикальные направляющие для элементов зацепления, при этом каждый крайний продуктопровод соединен с раздаточным рукавом с внешней стороны понтона.Also known from the prior art is UNDERWATER STORAGE OF OIL PRODUCTS [SU 1510290A1, publ. 04/20/2000], containing a pontoon made in the form of a sealed container with branch pipes, three product pipelines hinged on the pontoon, the central one of which is connected to the pontoon cavity, and dispensing hoses. In addition, the storage is equipped with cylindrical inserts fixed inside the pontoon with a gap relative to the bottom on two pipes for connecting the dispensing hoses, and the third pipe is made perforated on a segment located inside the pontoon, and is equipped with engagement elements fixed on the inside of the pipe forming and a spring-loaded float a valve, on the outer generatrix of which there are vertical guides for the engagement elements, with each outer product pipeline connected to a dispensing hose on the outside of the pontoon.
Недостатком данного решения также является жесткая связь с грунтом, и как следствие, отсутствие возможности перемещения резервуара под водой.The disadvantage of this solution is also the rigid connection to the ground, and as a result, the inability to move the tank under water.
Наиболее близким по технической сущности заявленному решению является ГЛУБОКОВОДНОЕ ПОДВОДНОЕ НЕФТЕХРАНИЛИЩЕ ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ [CN101672176A, опубл. 2010-03-17], включающее в себя подводный устьевой модуль, модуль подводной подготовки, модуль подводного хранения нефти для замены воды, глубоководный стояк, понтон, челночный нефтяной танкер. При этом подводный устьевой модуль, модуль подводной подготовки и модуль подводного хранения нефти и воды расположены на морском дне и соединены последовательно трубопроводами. Один конец глубоководного стояка соединен с модулем подводного хранения нефти водонефтяного вытеснения, а другой конец соединен с понтоном. Челночный танкер пришвартовывается к понтону при погрузке нефти.The closest in technical essence to the claimed solution is DEEP-WATER UNDERWATER OIL STORAGE FOR OIL PRODUCTION [CN101672176A, publ. 2010-03-17], which includes an underwater wellhead module, an underwater treatment module, an underwater oil storage module for water replacement, a deep-sea riser, a pontoon, and a shuttle oil tanker. In this case, the underwater wellhead module, the underwater treatment module and the underwater oil and water storage module are located on the seabed and connected in series by pipelines. One end of the deep-sea riser is connected to the water-oil displacement subsea oil storage module, and the other end is connected to the pontoon. A shuttle tanker moored to a pontoon while loading oil.
Основной технической проблемой прототипа является отсутствие возможности перемещения резервуара под водой в горизонтальной плоскости.The main technical problem of the prototype is the inability to move the tank underwater in a horizontal plane.
Задача изобретения заключается в устранении недостатков прототипа.The objective of the invention is to eliminate the shortcomings of the prototype.
Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности автономного, или с участием специального буксира, перемещения подводного хранилища для жидких нефтепродуктов под водой. Кроме того, технический результат заключается в повышении экологической и пожарной безопасности транспортировки.The technical result of the invention is to provide the ability to autonomously, or with the participation of a special tug, move an underwater storage facility for liquid petroleum products under water. In addition, the technical result is to increase environmental and fire safety of transportation.
Технический результат изобретения достигается за счет того, что мобильное подводное хранилище для жидких нефтепродуктов содержит жесткую водопроницаемую платформу, выполняющую функцию каркаса, внутри которой размещены емкости для хранения жидких нефтепродуктов, на корме жесткой водопроницаемой платформы размещены водно-воздушные движители, сверху жесткой водопроницаемой платформы размещены емкости для хранения сжатого воздуха, предназначенного для работы водно-воздушных движителей, также на платформе размещена балластная система и компенсирующие баллоны для управления загрузкой мобильного подводного хранилища, средство для закачки сжатого воздуха в емкости для хранения сжатого воздуха и система управления мобильным подводным хранилищем.The technical result of the invention is achieved due to the fact that a mobile underwater storage facility for liquid petroleum products contains a rigid water-permeable platform that acts as a frame, inside of which tanks for storing liquid petroleum products are located, water-air propulsors are placed at the stern of the rigid water-permeable platform, and containers are placed on top of the rigid water-permeable platform for storing compressed air intended for the operation of water-air propulsors; also on the platform there is a ballast system and compensating cylinders for controlling the loading of the mobile underwater storage, a means for pumping compressed air into the compressed air storage tanks and a control system for the mobile underwater storage.
Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.
На фиг. 1 представлена общая схема работы хранилища для жидких нефтепродуктов.In fig. Figure 1 shows a general diagram of the operation of a storage facility for liquid petroleum products.
На фиг. 2 представлен общий вид хранилища для жидких нефтепродуктов.In fig. Figure 2 shows a general view of the storage facility for liquid petroleum products.
На фиг. 3 представлено хранилище для жидких нефтепродуктов в разрезе.In fig. Figure 3 shows a sectional view of a storage facility for liquid petroleum products.
На фигурах обозначено: 1 - жесткая водопроницаемая платформа, 2 - емкости для хранения сжатого воздуха, 3 - водно-воздушные движители, 4 - средство для закачки сжатого воздуха в емкости для хранения сжатого воздуха, 5 - труба для подачи воздуха и трос, 6 - система управления мобильным подводным хранилищем, 7 - емкости для хранения жидких нефтепродуктов, 8 - обслуживающее судно, 9 - компрессор.The figures indicate: 1 - rigid water-permeable platform, 2 - compressed air storage tanks, 3 - water-air propulsors, 4 - means for pumping compressed air into compressed air storage tanks, 5 - air supply pipe and cable, 6 - control system for mobile underwater storage, 7 - tanks for storing liquid petroleum products, 8 - service vessel, 9 - compressor.
Необходимость создания и использования подводных хранилищ стала особенно актуальной в последние десятилетия в связи с трудной логистикой доставки добытой нефти при освоении и эксплуатации арктических месторождений. Подводные хранилища в месте дислокации скважины позволяют отказаться от строительства подводных трубопроводов от месторождения до берегового терминала (стоимость таких трубопроводов весьма большая) и тем сократить себестоимость транспортировки и повысить безопасность работы системы на начальных этапах поставки нефти потребителю.The need to create and use underwater storage facilities has become especially urgent in recent decades due to the difficult logistics of delivering extracted oil during the development and exploitation of Arctic fields. Underwater storage facilities at the location of the well make it possible to avoid the construction of underwater pipelines from the field to the onshore terminal (the cost of such pipelines is very high) and thus reduce the cost of transportation and increase the safety of the system at the initial stages of supplying oil to the consumer.
Вместе с тем, создание и эксплуатация стационарных подводных хранилищ имеет специфические недостатки: строительство и содержание таких хранилищ с учетом их содержания делает их эксплуатацию и обслуживание довольно дорогим, а это означает, что создание их возле скважин с невысокими запасами нефти нерентабельно. И если учесть тот факт, что месторождения с низким дебитом встречаются чаще и больше рассеяны, то возможным решением является создание мобильных хранилищ, которые имеют объем, сопоставимый с недельной или месячной добычей (позволит эффективнее организовать добычу и отправку нефти на загрузку большого танкера или стационарного резервуара). Для полноценного обслуживания логистики большого месторождения, вероятно, потребуется целая флотилия подводных танкеров.At the same time, the creation and operation of stationary underwater storage facilities has specific disadvantages: the construction and maintenance of such storage facilities, taking into account their maintenance, makes their operation and maintenance quite expensive, which means that their creation near wells with low oil reserves is unprofitable. And if we take into account the fact that fields with low flow rates are more common and more scattered, then a possible solution is to create mobile storage facilities that have a volume comparable to weekly or monthly production (this will allow more efficient organization of oil production and shipment to load a large tanker or stationary tank ). To fully service the logistics of a large field, an entire fleet of underwater tankers will likely be required.
Мобильное подводное хранилище будет достаточно эффективно, если сможет совершать перевозку нефтепродуктов в локальном масштабе, и при необходимости продолжительное время сохранять груз в безопасном месте, т.е. на пути от скважины до комплексного сборного пункта. Поэтому для успешной работы подводного хранилища ключевым факторами является коррозийная устойчивость оболочек емкостей для нефти и высокие требования к безотказности и надежности движителей, их экологической и пожарной безопасности.A mobile underwater storage facility will be quite effective if it can transport petroleum products on a local scale and, if necessary, store the cargo in a safe place for a long time, i.e. on the way from the well to the complex collection point. Therefore, for the successful operation of an underwater storage facility, the key factors are the corrosion resistance of the shells of oil tanks and high requirements for the reliability and reliability of propulsors, their environmental and fire safety.
По сумме требований к подводному хранилищу наиболее адекватным источником движения являются водно-воздушные движители (см. патент RU 2799688 C1), а источником энергии - сжатый воздух.Based on the sum of the requirements for underwater storage, the most adequate source of movement is water-air propulsors (see patent RU 2799688 C1), and the source of energy is compressed air.
Конструктивно мобильное подводное хранилище для жидких нефтепродуктов содержит каркас - то есть жесткую водопроницаемую платформу 1, внутри которой размещены емкости для хранения жидких нефтепродуктов 7, на корме платформы 1 размещены водно-воздушные движители 3. Оптимальное число движителей 3 - до двенадцати штук.Structurally, a mobile underwater storage facility for liquid petroleum products contains a frame - that is, a rigid water-permeable platform 1, inside of which tanks for storing liquid petroleum products 7 are located; water-air propulsors 3 are located at the stern of the platform 1. The optimal number of propulsors 3 is up to twelve pieces.
Сверху жесткой водопроницаемой платформы 1 размещены емкости для хранения сжатого воздуха 2, который предназначен для работы водно-воздушных движителей 3.On top of the rigid water-permeable platform 1 there are containers for storing compressed air 2, which is intended for the operation of water-air propulsors 3.
Также на платформе 1 размещена балластная система и компенсирующие баллоны для управления загрузкой мобильного подводного хранилища (на фиг. не показано), средство для закачки сжатого воздуха 4 в емкости 2 для хранения сжатого воздуха и система управления мобильным подводным хранилищем 6.Also on the platform 1 there is a ballast system and compensating cylinders for controlling the loading of the mobile underwater storage (not shown in the figure), a means for pumping compressed air 4 into the tank 2 for storing compressed air, and a control system for the mobile underwater storage 6.
Для обслуживания и перемещения подводного хранилища может быть использовано судно 8, которое содержит компрессор 9.To service and move the underwater storage, a vessel 8 can be used, which contains a compressor 9.
Обслуживающее судно 1 подключено к подводному хранилищу посредством трубы для подачи воздуха и троса 5. Данное подключение необходимо для закачки сжатого воздуха в емкости для хранения сжатого воздуха 2, размещенных на платформе 1.The service vessel 1 is connected to the underwater storage facility via an air supply pipe and a cable 5. This connection is necessary for pumping compressed air into the compressed air storage tanks 2 located on the platform 1.
После закачки необходимого количества воздуха судно 1 отделяется, и хранилище переходит в режим автономного функционирования.After pumping the required amount of air, vessel 1 is separated and the storage facility switches to autonomous operation mode.
В режиме автономного функционирования в движители попадает сжатый воздух, вследствие чего вся конструкция получает непрерывный импульс тяги, достаточный для перемещения его под водой в горизонтальной плоскости, а система управления 6 регулирует распределение воздуха по отдельным и тем самым меняет направление суммарного импульса тяги в горизонтальной плоскости. При этом ввиду того, что для движения и управления хранилищем используется только сжатый воздух, полностью отсутствуют дополнительные механические системы и устройства, то высокая экологическая и пожарная безопасность обеспечивается естественным путем.In the autonomous operating mode, compressed air enters the propulsors, as a result of which the entire structure receives a continuous thrust impulse, sufficient to move it under water in a horizontal plane, and the control system 6 regulates the distribution of air among the individual ones and thereby changes the direction of the total thrust impulse in the horizontal plane. Moreover, due to the fact that only compressed air is used to move and control the storage facility, and there are no additional mechanical systems and devices, high environmental and fire safety is ensured naturally.
Система управления 6 является автономной и обеспечивающей координацию хранилища по маршруту на основе запрограммированных данных, спутниковых данных и/или с помощью специально установленных по маршруту движения акустических маяков. Кроме того, платформа может двигаться на буксире посредством тяговой многофункциональной трубе-тросе 5 длиной 600-900 метров, прикрепленной к обслуживающему судну 8, выполненному на базе буксира. Труба для подачи воздуха и трос 5 выполняют следующие функции: обеспечивает буксировку (т.е. выдерживают нагрузку на разрыв в несколько десятков тонн силы) и служат соединительной трубой, между компрессором 9, установленном на судне 8, и емкостями для хранения сжатого воздуха 2.The control system 6 is autonomous and ensures coordination of the storage along the route based on programmed data, satellite data and/or using acoustic beacons specially installed along the route. In addition, the platform can be towed by means of a traction multifunctional pipe-cable 5 with a length of 600-900 meters, attached to a service vessel 8, made on the basis of a tug. The air supply pipe and cable 5 perform the following functions: provide towing (i.e., withstand tens of tons of force) and serve as a connecting pipe between the compressor 9 installed on the vessel 8 and the compressed air storage tanks 2.
В режиме буксировки автономное управление отключается, и движители работают по командам буксира для поддержания тяги и коррекции направления движения.In towing mode, autonomous control is disabled, and the thrusters operate according to the tug's commands to maintain traction and correct the direction of movement.
Балластная система и компенсирующие баллоны предназначены для управления загрузкой. Ввиду того, что удельный вес нефтепродуктов заметно ниже воды, наполнение мягкой оболочки после откачки нефти, необходимо компенсировать балластом.The ballast system and compensating cylinders are designed to control loading. Due to the fact that the specific gravity of oil products is noticeably lower than water, the filling of the soft shell after pumping out the oil must be compensated for with ballast.
Из сложившейся практики и существующих природных условиях следует, что актуальные требования к общим техническим характеристикам подводного хранилища следующие: объем перевозимых нефтепродуктов: 5-10 тысяч тонн, глубина коридора для транспортного передвижения 50-80 метров, скорость (средняя для движения на локальном уровне) 3-8 км/час.From established practice and existing natural conditions, it follows that the current requirements for the general technical characteristics of an underwater storage facility are as follows: volume of transported petroleum products: 5-10 thousand tons, corridor depth for transport movement 50-80 meters, speed (average for movement at the local level) 3 -8 km/h.
Мобильные хранилища для жидких нефтепродуктов могут использоваться и для относительно продолжительного (10-20 месяцев) подводного хранения. При этом в неиспользуемых прибрежных заливах может быть организован склад нефтепродуктов в виде парковки для десятков подводных хранилищ, которые можно укладывать в несколько слоев. Это может быть особенно актуально для защиты нефти от террористических атак с воздуха.Mobile storage facilities for liquid petroleum products can also be used for relatively long-term (10-20 months) underwater storage. At the same time, in unused coastal bays, an oil products warehouse can be organized in the form of a parking lot for dozens of underwater storage facilities, which can be stacked in several layers. This may be especially relevant for protecting oil from terrorist attacks from the air.
Таким образом, за счет того, что мобильное подводное хранилище для жидких нефтепродуктов содержит жесткую водопроницаемую платформу, выполняющую функцию каркаса, внутри которой размещены: емкости для хранения жидких нефтепродуктов, на корме - водно-воздушные движители, сверху - размещены емкости для хранения сжатого воздуха предназначенного для работы водно-воздушных движителей и устройство для его закачки, а также система управления мобильным подводным хранилищем, внизу платформы - балластная система и компенсирующие баллоны для управления загрузкой мобильного подводного хранилища, то все это в комплексе обеспечиваются возможность управляемого автономного перемещения подводного хранилища для жидких нефтепродуктов под водой при соблюдении требований надежной экологической и пожарной безопасности.Thus, due to the fact that the mobile underwater storage facility for liquid petroleum products contains a rigid water-permeable platform that acts as a frame, inside of which are located: tanks for storing liquid petroleum products, at the stern - water-air propulsors, on top - tanks for storing compressed air intended for the operation of water-air propulsors and a device for its injection, as well as a control system for mobile underwater storage, at the bottom of the platform - a ballast system and compensating cylinders for controlling the loading of mobile underwater storage, then all this together provides the possibility of controlled autonomous movement of underwater storage for liquid petroleum products under water, subject to the requirements of reliable environmental and fire safety.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2820362C1 true RU2820362C1 (en) | 2024-06-03 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2210334A (en) * | 1987-10-02 | 1989-06-07 | Seaways Engineering | Floating production system and vessel for undersea oil well |
RU2341433C2 (en) * | 2002-10-23 | 2008-12-20 | Навион Аса | Sea floor storage |
RU2381137C1 (en) * | 2008-08-04 | 2010-02-10 | Юрий Алексеевич Берков | Fluid carrying appliance |
CN101672176A (en) * | 2008-09-09 | 2010-03-17 | 中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院 | Deepwater underwater oil-storage petroleum production device |
RU2799688C1 (en) * | 2023-04-10 | 2023-07-10 | Юрий Александрович Белецкий | Method of local movement and correction of floating craft position |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2210334A (en) * | 1987-10-02 | 1989-06-07 | Seaways Engineering | Floating production system and vessel for undersea oil well |
RU2341433C2 (en) * | 2002-10-23 | 2008-12-20 | Навион Аса | Sea floor storage |
RU2381137C1 (en) * | 2008-08-04 | 2010-02-10 | Юрий Алексеевич Берков | Fluid carrying appliance |
CN101672176A (en) * | 2008-09-09 | 2010-03-17 | 中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院 | Deepwater underwater oil-storage petroleum production device |
RU2799688C1 (en) * | 2023-04-10 | 2023-07-10 | Юрий Александрович Белецкий | Method of local movement and correction of floating craft position |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2020203153B2 (en) | Subsea storage tank, method of installing and recovering such a tank, system, method to retrofit a storage tank and method of refilling a subsea storage tank | |
RU2341433C2 (en) | Sea floor storage | |
EP2981485B1 (en) | Large volume subsea chemical storage and metering system | |
US6230809B1 (en) | Method and apparatus for producing and shipping hydrocarbons offshore | |
KR101449691B1 (en) | Offshore platform using guide pile and method of installing the same | |
US2731168A (en) | System for gathering and loading oil from underwater oil wells | |
RU2570790C2 (en) | Marine support structure with device for storage and direction of pipelines | |
EP2981455B1 (en) | Large subsea package deployment methods and devices | |
US4007700A (en) | Multiple seafloor storage and supply system | |
US5885028A (en) | Floating systems and method for storing produced fluids recovered from oil and gas wells | |
JPS593626B2 (en) | Semi-submerged housing unit station station | |
US3434442A (en) | Offloading moored production storage unit | |
WO2023022603A1 (en) | An underwater vehicle for transporting fluid | |
GB2499804A (en) | Collapsible fluid receptacle weighted to overcome buoyancy of contents | |
US8328465B2 (en) | Offshore petroleum discharge system | |
US5795103A (en) | Oil tanker and method for recovering oil from submerged oil tanker | |
DK202270326A1 (en) | Ultra-Large Marine Submersible Transport Boats and Arrangements for Transportation of Aqueous Bulk Liquids, Including Fresh Water | |
RU2820362C1 (en) | Mobile underwater storage for liquid oil products | |
US20070009329A1 (en) | Offshore petroleum discharge system | |
CA1211702A (en) | Method and system for producing natural gas from offshore wells | |
WO2021235941A1 (en) | Shuttle loading system | |
ITMI20131753A1 (en) | PROCEDURE FOR CARRYING EXTRACTION FLUIDS SUCH AS NATURAL GAS, OIL OR WATER, AND SUBMERSIBLE VEHICLE TO CARRY OUT THIS METHOD. | |
KR101665405B1 (en) | Natural flowing type crude oil loading and unloading apparatus | |
GB2128939A (en) | A submersible reservoir for storage and transportation of fluids | |
AU735485B2 (en) | Method and apparatus for producing and shipping hydrocarbons offshore |