[发明专利]一种浮式油水置换储卸油平台水池试验装置及操作方法

权利要求书

1.一种浮式油水置换储卸油平台水池试验装置，包括：水池、试验模型和油水置换系统，其特征在于，所述试验模型通过系泊组件悬浮设于所述水池内的海水中，所述油水置换系统位于所述水池的外侧并与所述试验模型通过注油管线和卸油管线连接，所述试验模型的上顶面设有油水界面位置在线监测仪，所述试验模型的内部设有水下摄像系统，还包括与所述试验模型底部相连，且与所述试验模型内部连通的水中含油在线测量系统，所述水池中还设有用于检测所述试验模型实时温度的温度测量系统。

2.根据权利要求1所述的一种浮式油水置换储卸油平台水池试验装置，其特征在于，所述试验模型包括储油舱、油沉箱、水缓冲舱、浮舱、内水管和外水管，所述储油舱与所述油沉箱连通，所述外水管贯通所述储油舱且其两端分别与所述水缓冲舱和所述水池连通，所述内水管连通所述储油舱和所述水缓冲舱，所述内水管的顶端所处高度位置高于所述外水管的顶端，所述内水管的底端与所述储油舱的底部间隔预定距离设置，所述油水界面位置在线监测仪设在所述油沉箱的顶面上。

3.根据权利要求2所述的一种浮式油水置换储卸油平台水池试验装置，其特征在于，所述油水置换系统包括原油储罐、原油加热器、制氮机、注油泵和卸油泵，所述原油储罐内通过隔板分为顶部连通的第一隔间和第二隔间，且所述第一隔间和所述第二隔间的底部通过带有阀门的连通管道连接，所述制氮机与所述第一隔间连通，所述第一隔间与所述油沉箱通过所述注油管线连通，所述第二隔间与所述油沉箱通过所述卸油管线连通，所述卸油管线伸入所述油沉箱内部的距离大于所述注油管线伸入所述油沉箱内部的距离，所述注油泵设在所述注油管线上，所述卸油泵设在所述卸油管线上，所述原油加热器通过分支管路设在所述卸油泵和所述第二隔间之间。

4.根据权利要求1项所述的一种浮式油水置换储卸油平台水池试验装置，其特征在于，进一步包括滑动廊桥，所述滑动廊桥位于所述水池的上方，且包括廊桥通道和移动导轨，所述移动导轨固定在所述水池两侧的地面上，所述廊桥通道两侧底部设有与所述移动导轨配合使用的滑轮。

5.根据权利要求1所述的一种浮式油水置换储卸油平台水池试验装置，其特征在于，所述系泊组件包括固定在所述水池底部的多个系泊环、设在所述试验模型外壁上的多个系泊板以及连接所述系泊环和所述系泊板的系泊缆。

6.根据权利要求2所述的一种浮式油水置换储卸油平台水池试验装置，其特征在于，所述水下摄像系统包括固定在所述储油舱底部的水下摄像机和光源，所述光源为多个且均匀设在所述水下摄像机的周围。

7.根据权利要求2所述的一种浮式油水置换储卸油平台水池试验装置，其特征在于，所述水中含油在线测量系统包括水中含油在线分析仪、第一取样管道和第二取样管道，所述第一取样管道的两端分别与所述水中含油在线分析仪和所述内水管的底端相连，所述第二取样管道的两端分别与所述水中含油在线分析仪和所述外水管的底端相连。

8.根据权利要求2所述的一种浮式油水置换储卸油平台水池试验装置，其特征在于，所述温度测量系统包括支架、设在支架上的多个温度传感器以及与所述温度传感器连接的温度记录仪，所述支架设在所述水池内部以及所述储油舱内部。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种浮式油水置换储卸油平台水池试验装置，其特征在于，还包括配电设备和中控设备，所述配电设备包括依次连接的配电柜和输电缆，以满足试验装置所需的供电需求；所述中控设备包括用于控制试验装置各部件动作的操控台以及用于数据测量设备的计算机采集软件和硬件。

10.一种浮式油水置换储卸油平台水池试验装置的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将原油储罐中的原油加热到设定温度：打开原油储罐和原油加热器之间的加热管线阀门，并关闭其他管线中的阀门，启动卸油泵和原油加热器，当原油储罐中的温度计检测到原油温度达到设定温度时，原油加热器、卸油泵和原油加热管线阀门自动关闭；

S2、注油排水流程：打开注油管线上的阀门，启动注油泵并调节注油泵流量，原油从注油管线进入油沉箱，储油舱底部海水受挤压后从内水管进入水缓冲舱，同时，水缓冲舱底部海水受压后从外水管流出，进入水池，当油水界面位置在线监测仪显示储油舱已注满时，注油泵自动关闭，该流程结束；

S3、卸油注水流程：打开卸油管线上的阀门，启动卸油泵，调节卸油泵流量，原油从油沉箱进入卸油管线，储油舱外部海水受静水压力的作用从外水管进入水缓冲舱，同时，水缓冲舱顶部海水从内水管进入储油舱底部，当油水界面位置在线监测仪显示储油舱已排空时，卸油泵自动关闭，该流程结束；

S4、数据采集及检测：注油排水流程和卸油注水流程中，全程开启水下摄像机和光源，记录储油舱内油水界面的上下移动过程导致的油水界面形状变化，全程开启各种数据测量设备，采集流量、温度、油水界面位置、水中含油量等信号。