本發明涉及海上油氣工程領域，尤其是利用鋼筋混凝土以及鋼圓板制作的用于近海岸的后封底鋼圓筒海上油氣存儲結構及其存儲單元的施工方法。

背景技術：

1、目前，常見的油氣儲存結構拱頂罐主要由罐底、罐壁以及罐頂三部分組成。罐體形狀主要為圓柱形，罐底由若干鋼板焊接而成，罐壁由多圈鋼板組對焊接而成，罐頂則是由多塊扇形鋼板組對焊接而成球冠狀。這一類油罐制作簡單、造價低廉，但處于內陸需要占用大量空間，也會給運輸帶來不便，并且一旦存儲不當發生爆炸會帶來非常大的損失。因此，近岸以及海上油氣開采量較大的城市對于一種近岸油氣存儲結構的需求愈發迫切。

2、目前，常見的油氣儲存結構是地上金屬管儲油、地下巖穴巖洞儲油和水下儲油。地上金屬管儲油利用金屬管道或儲油罐等地上設施來儲存原油或成品油。地下巖穴巖洞儲油是利用天然或人工開挖的地下洞穴來儲存油氣。水下儲油是一種將油氣儲存在水下設施中的方式，這種方式通常用于深海或遠海地區的油氣資源開發。

3、地上金屬管儲油以及地下巖穴儲油的油罐制作簡單、造價低廉，但需要占用大量的陸地空間，也會給運輸帶來不便，并且一旦存儲不當發生爆炸會帶來非常大的損失。cn117352154a公開了一種用于工業的油氣安全存儲裝置及方法，包括底座、支撐座，所述支撐座的頂部開設有凹槽用于搭接油罐，所述凹槽的內部設置有緩沖機構。通過承接座與空心筒同步下移對彈性件進行壓縮，從而減緩承接座下移的速度，便于油罐進行放置。

4、cn105501406a公開了一種使用水下柔性儲存裝置的深水浮式油氣平臺，在立柱上設有水下柔性儲存裝置，包括環形密閉儲罐和多個存儲單體，所述存儲單體設有一個柔性軟袋和一個開放式護套。這種水下油罐存在強度不夠的缺點。

5、綜上所述，尋求一種靠近海岸、油氣存儲和抽取方便、安全等級高、結構穩定性好、存儲規模可觀的油氣存儲結構勢在必行。

技術實現思路

1、為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本發明公開了一種后封底鋼圓筒海上油氣存儲結構及其存儲單元的施工方法，所述油氣存儲結構底部為鋼筋混凝土制成的餅型基礎，筒體由鋼板焊接而成，最后用鋼板對其封頂，筒體與筒體之間設置橫縱交錯的通道便于儲油工作者在不同罐體之間通行。該結構能夠大量、高效地儲存油氣，并且降低近海岸城市油氣儲存當中的交通運輸成本。

2、一種后封底鋼圓筒海上油氣存儲結構，包括多個呈陣列排布的存儲單元，所述存儲單元包括筒體、基礎結構和筒底板；所述筒體和筒底板卡接，所述筒體與所述基礎結構固定連接；所述筒體內壁上設置有至少一個楔形卡扣，且所述卡扣下方設置有能夠容納所述卡扣的凹槽；所述卡扣為可旋轉的且只允許單向通過的機構，其具有第一姿態和第二姿態，所述卡扣能夠在筒底板經過時從第一姿態轉為第二姿態以使筒底板通過，并在其通過后回彈至第一姿態，使其底面緊緊壓向筒底板上表面；

3、所述基礎結構為包含鋼筋籠的鋼筋混凝土基礎；所述鋼筋籠外徑與所述筒體的內徑適配，所述筒底板8的外徑與所述筒體1的內徑適配；

4、且所述鋼筋籠在沉入海床內后沿其外緣周向設置多個擴展鋼筋，以使所述基礎結構5的外輪廓大于所述筒體的外輪廓。

5、進一步的，所述第一姿態為卡扣的其中一直角面與筒體垂直，第二姿態為卡扣完全進入凹槽內。

6、進一步的，所述卡扣的一個直角面與與凹槽側壁上固定連接一彈簧，用于在筒底板8不壓迫卡扣時，使卡扣從第二姿態回復第一姿態。

7、進一步的，每兩個相鄰存儲單元之間連接縱橫向的過橋。

8、進一步的，所述凹槽接近所述筒體頂面的邊緣為第一位置，所述凹槽接近所述筒體底面的邊緣為第二位置。

9、在一種實施例中，所述卡扣數量為4-8個，且沿所述筒體內壁周向均勻布置。

10、在另一種實施例中，所述卡扣也可以是具有楔形面的環形結構，所述凹槽為環形槽。

11、進一步的，部分所述筒體位于海床面以下，部分所述罐頂位于水面以上。

12、所述后封底鋼圓筒海上油氣存儲結構的存儲單元的施工方法包括：

13、將預制好的所述筒體下沉安裝到預定的海床深度中并挖去所述筒體當中的土體；將預制鋼筋籠沿所述筒體的內壁沉入筒體底部的位于海床中；通過綁扎和焊接工藝固定筒體和鋼筋籠，使所述鋼筋籠的上緣與所述筒體的下緣對齊；并利用鋼筋綁扎機器人將鋼筋籠向筒體底部外側擴延出擴展鋼筋，使鋼筋籠外徑的明顯大于筒體的外徑；再向鋼筋籠內噴入混凝土以形成餅狀鋼筋混凝土基礎結構；

14、然后將預制好的筒底板由所述筒體頂部沿其內壁向下運動并下壓所述卡扣，使所述卡扣向凹槽內翻轉從從第一姿態轉為第二姿態以使筒底板通過，待筒底板通過后回彈至第一姿態，使其底面緊緊壓向筒底板上表面，從而對筒底板限位在基礎結構上表面；再焊接安裝帶有閥門的罐頂，從而完成單個存儲單元的制備。

15、進一步的，在完成單個存儲單元后對整體外部涂抹化學材料做防腐、防銹和防侵蝕處理。

16、與現有技術相比，本發明的技術方案所帶來的有益效果是：

17、1、結構穩定：本發明采用鋼材質的圓形筒體作為主要結構，底部基礎由鋼筋混凝土制成，整體結構穩定，能夠承受較大的荷載和惡劣的海洋環境；

18、2、施工速度快：采用標準化的構件和預制件，現場組裝方便，縮短了施工周期；

19、3、維護成本低：結構簡單，易于維護和檢修，降低了長期運營成本；

20、4、空間利用率高：相比于陸地上的拱頂罐，近岸鋼圓筒結構可以更有效地利用海洋空間，減少對陸地資源的占用；

21、5、運輸成本低：位于近海岸，便于與海上油氣開采平臺、海運油輪等直接對接，減少了油氣長距離運輸的成本和風險。

技術特征：

1.一種后封底鋼圓筒海上油氣存儲結構，其特征在于，包括多個呈陣列排布的存儲單元，所述存儲單元包括筒體(1)、基礎結構(5)和筒底板(8)；所述筒體(1)和筒底板(8)卡接，所述筒體與所述基礎結構固定連接；所述筒體(1)內壁上設置有至少一個楔形卡扣(9)，且所述卡扣(9)下方設置有能夠容納所述卡扣(9)的凹槽(10)；所述卡扣(9)為可旋轉的且只允許單向通過的機構，其具有第一姿態和第二姿態，所述卡扣能夠在筒底板經過時從第一姿態轉為第二姿態以使筒底板(8)通過，并在其通過后回彈至第一姿態，使其底面緊緊壓向筒底板(9)上表面；

2.根據權利要求1所述后封底鋼圓筒海上油氣存儲結構，其特征在于，所述第一姿態為卡扣(9)的其中一直角面與筒體垂直，第二姿態為卡扣(9)完全進入凹槽內。

3.根據權利要求2所述后封底鋼圓筒海上油氣存儲結構，其特征在于，所述卡扣(9)的一個直角面與與凹槽(10)側壁上固定連接一彈簧(10-1)，用于在筒底板(8)不壓迫卡扣時，使卡扣(9)從第二姿態回復第一姿態。

4.根據權利要求1所述后封底鋼圓筒海上油氣存儲結構，其特征在于，每兩個相鄰存儲單元之間連接縱橫向的過橋(13)。

5.根據權利要求1所述后封底鋼圓筒海上油氣存儲結構，其特征在于，所述凹槽(10)接近所述筒體(1)頂面的邊緣為第一位置(14)，所述凹槽(10)接近所述筒體(1)底面的邊緣為第二位置(15)。

6.根據權利要求1所述后封底鋼圓筒海上油氣存儲結構，其特征在于，所述卡扣(9)數量為4-8個，且沿所述筒體(1)內壁周向均勻布置，且所述凹槽(10)為環形槽。

7.根據權利要求1所述后封底鋼圓筒海上油氣存儲結構的存儲單元的施工方法，包括：

8.根據權利要求7所述的存儲單元的施工方法，其特征在于，在完成單個存儲單元后對整體外部涂抹化學材料做防腐、防銹和防侵蝕處理。

技術總結
本發明公開一種后封底鋼圓筒海上油氣存儲結構及其施工方法，包括多個呈陣列排布的存儲單元，所述存儲單元包括筒體、基礎結構和筒底板；筒體和筒底板卡接，所述筒體與所述基礎結構固定連接；所述筒體內壁上設置有至少一個楔形卡扣，卡扣下方設置有能夠容納所述卡扣的凹槽；所述卡扣為可旋轉的且只允許單向通過的機構，其能夠在筒底板經過時從第一姿態轉為第二姿態以使筒底板通過，并在其通過后回彈至第一姿態，使其底面緊緊壓向筒底板上表面；所述基礎結構的鋼筋籠在沉入海床內后沿其外緣周向設置多個擴展鋼筋，以使所述基礎結構的外輪廓大于所述筒體的外輪廓。

技術研發人員：任宇曉,梁文沁,郭偉,孫立強,王彥頔,王語辰,黃龍
受保護的技術使用者：天津大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28