[发明专利]一种规模化水下天然气存储系统及方法

权利要求书

1.一种规模化水下天然气存储系统，其特征在于，包括水下储气装置、立管应力监测系统、钢悬链线充气立管系统和钢悬链线排气立管系统；

所述水下储气装置包括气囊、腱组和压载装置；所述腱组用于连接所述气囊的上下两端；所述气囊与所述腱组固定连接，所述压载装置用于将所述气囊与所述腱组固定于海床上；所述水下储气装置还包括安装于所述气囊顶部的压力表，用于测量所述气囊中压缩天然气的压力；

所述立管应力监测系统，包括应变仪、位于海水上部的ADCPⅠ、位于水中的ADCPⅡ和位于海床的ADCPⅢ；所述ADCPⅠ用于监测海水上部的海流轮廓；所述ADCPⅡ用于监测水中部的海流轮廓；所述ADCPⅢ用于监测水底部的海流轮廓；

所述钢悬链线充气立管系统，包括柔性接头Ⅰ、螺旋导板Ⅰ、钢悬链线充气立管、阀站Ⅰ和截止阀Ⅰ；输送天然气的供气设备通过所述柔性接头Ⅰ与所述钢悬链线充气立管的进口端相连通；所述螺旋导板Ⅰ套设于所述钢悬链线充气立管外侧；所述钢悬链线充气立管的出口端通过所述截止阀Ⅰ与所述阀站Ⅰ相连通，所述阀站Ⅰ与所述气囊相连通；

所述钢悬链线排气立管系统，包括柔性接头Ⅱ、螺旋导板Ⅱ、钢悬链线排气立管、阀站Ⅱ和截止阀Ⅱ；所述阀站Ⅱ与所述气囊相连通；所述钢悬链线排气立管的进口端通过所述截止阀Ⅱ与所述阀站Ⅱ相连通；所述螺旋导板Ⅱ套设于所述钢悬链线排气立管外侧；所述钢悬链线排气立管的出口端通过所述柔性接头Ⅱ与用于配送天然气至用户的配气设备相连通；

所述钢悬链线充气立管的进口端和所述钢悬链线排气立管的出口端分别设置一台用于监测立管顶部张力的所述应变仪。

2.根据权利要求1所述的规模化水下天然气存储系统，其特征在于，所述天然气存储系统还包括用于将所述水下储气装置布置到指定位置的水下机器人Ⅰ。

3.根据权利要求1所述的规模化水下天然气存储系统，其特征在于，所述立管应力监测系统还包括用于布置所述ADCPⅡ和所述ADCPⅢ的水下机器人Ⅱ。

4.根据权利要求1所述的规模化水下天然气存储系统，其特征在于，所述供气设备包括配气站和压气站，所述压气站内设置天然气压缩机，所述配气站的进口端外接天然气输运干线，出口端与所述天然气压缩机相连通，所述配气站与所述天然气压缩机之间设置调节阀；所述天然气压缩机的出口端与所述钢悬链线充气立管相连通；所述天然气输运干线上设置干线截断阀室，所述配气站的进口端设置安全阀Ⅰ；所述配气站内设置天然气处理及调压装置。

5.根据权利要求4所述的规模化水下天然气存储系统，其特征在于，所述配气设备包括调压站，所述调压站内设置调压器，所述钢悬链线排气立管的出口端通过所述柔性接头Ⅱ与所述调压站的进口端相连通，所述调压站的进口端设置安全阀Ⅱ。

6.根据权利要求1所述的规模化水下天然气存储系统，其特征在于，所述供气设备包括钢悬链线开采立管系统和可移动的海上天然气处理压缩平台；

所述可移动的海上天然气处理压缩平台上安装有依次连通的相分离处理系统、甜化处理系统、压缩机Ⅰ、脱水系统、低温分离系统和压缩机Ⅱ，所述甜化处理系统与所述压缩机Ⅰ之间设置调节阀Ⅰ，所述低温分离系统与所述压缩机Ⅱ之间设置调节阀Ⅱ；所述压缩平台上还安装有与所述甜化处理系统相连通的管线硫回收系统；所述压缩机Ⅱ与所述钢悬链线充气立管相连通；

所述钢悬链线开采立管系统包括截止阀Ⅲ、钢悬链线开采立管、螺旋导板Ⅲ和柔性接头Ⅲ；开采出的初生天然气通过所述截止阀Ⅲ输运到所述钢悬链线开采立管；所述螺旋导板Ⅲ套设于所述钢悬链线开采立管外侧；所述钢悬链线开采立管的出口端通过所述柔性接头Ⅲ与所述相分离处理系统相连通；所述钢悬链线开采立管的出口端设置一台所述应变仪。

7.根据权利要求6所述的规模化水下天然气存储系统，其特征在于，所述配气设备包括集气站，所述集气站内设置调压器，所述钢悬链线排气立管的出口端通过所述柔性接头Ⅱ与所述集气站的进口端相连通，所述集气站的进口端设置安全阀Ⅲ。

8.一种规模化水下天然气存储方法，采用权利要求1所述的规模化水下天然气存储系统，其特征在于，包括以下步骤：

(1)铺设钢悬链线充气立管、钢悬链线排气立管和水下储气装置；

(2)将ADCPⅠ、ADCPⅡ和ADCPⅢ分别布置到指定位置；

(3)通过供气设备对水下储气装置进行充气，直至压力表显示达到设定压力；

(4)当用户有用气需求时，天然气经钢悬链线排气立管进入配气设备，配气设备调节天然气压力，将压力降至用户所需压力的天然气输送给用户。