随着海洋石油开发向远海、深海海域发展，原油的储存也由陆上储油发展到海上储油。采用水下储油技术则可以在海况恶劣时保证油井连续生产，减少开采和基建的费用，而且储油罐容量不受限制，具有巨大的储油能力。而高含砂量会引起设备磨损、阻塞并充满管线和储油罐等问题，造成不必要的经济损失，因而固相污物的清理是水下储油罐设计研究时需要特别关注的一个问题。本文主要开展以下几个方面工作：1、通过对海底砂处理措施的分析对比，优选出合理的海底砂处理方法，设计出适合海底储油罐罐内沉砂的清理系统方案，主要分为储油罐自动清砂系统和水力输砂系统两部分，通过理论分析和参数计算，验证海底储油罐罐内清污系统的可行性；2、针对常规储油罐清砂设备对储油罐死角处清理不干净的问题，设计出一种适用于海底储油罐的自动清砂装置，对主要结构进行计算和选型；3、利用CFD软件对冲砂喷嘴的水力冲砂过程进行了模拟，确定了冲砂喷嘴的冲砂角、喷嘴到储油罐罐底的射流距离和射流速度；4、根据水力输砂系统，对外输设备中存砂罐、文丘里管和射流喷管进行了设计，确定合理的水泵。利用CFD软件对外输设备内部流场进行了模拟，分析了外输设备参数对砂粒体积输送浓度的影响，确定了合理的喷管直径及喷管到存砂罐底的距离。