随着海洋石油开采事业的发展,适用性、综合化和简单化的海上储油设备越来越多的受到石油人的关注。水下储油罐有多种方式,其中尤以油水置换方式最为经济高效。但在置换过程中会有少量原油随水排放到海水中,累积造成环境污染。由于能源危机及各个国家对海上原油的开采的迫切需求,采用水下储油技术在一定程度上可以简化石油开发系统。水下储油罐的优势和特点决定了其发展的总趋势。鉴于此,本文提出设计一容积为16万立方米的水下储油罐及新的油水隔层,它可以避免油水接触,既保留了油水置换储油的主要优点,又避免了环境污染。通过综合运用Gambit软件、ANSYS Workbench软件和ANSYS CFX软件,对储油罐进行流固耦合分析。模拟出储油罐在渤海某海域水深20m的海域条件下罐体周围的流场速度、压强分布、以及罐体的受力情况和坐底稳性分析。为此种新型水下储油开采模式的可行性进行验证。通过上述工作验证了本文设计的水下储油罐既满足规范关于储罐的稳性要求,同时满足水下储油开采模式与油水隔层的使用要求,验证了此种水下储油开发模式的可行性。综上,本论文为我国海洋石油开发提供了一种全新的开发模式。