способ подъема затонувшего объекта и комплекс для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ подъема затонувшего объекта, включающий опускание с находящегося над затонувшим объектом базового судна посредством подъемного механизма секционных элементов с грузозахватным приспособлением, его соединение с затонувшим объектом, подъем секционных элементов с их фиксацией на базовом судне и фиксацию поднятого затонувшего объекта на базовом судне, отличающийся тем, что предварительно собранные из отрезков стальных проволочных канатов секционные элементы фиксируют на базовом судне и опускают сразу на всю глубину водоема, после чего размещенные у базового судна понтоны наполняют водой, опускают понтоны по направляющим секционных элементов на предельную глубину, соответствующую прочности оболочек понтонов, а глубину их погружения контролируют за счет кинематической связи понтонов с базовым судном с помощью гибких элементов, после чего понтоны продувают сжатым воздухом, сцепляют их с поперечными балками на секционных элементах и с помощью понтонов поднимают секционные элементы вместе с затонувшим объектом на высоту, равную предварительной глубине погружения понтонов, одновременно, после продувки понтонов сжатым воздухом, освобождают от фиксации секционные элементы на базовом судне, а после завершения подъема понтонов в исходное положение у базового судна секционные элементы снова фиксируют на базовом судне, далее описанный цикл повторяют до полного подъема затонувшего объекта.

2. Комплекс для подъема затонувшего объекта, содержащий базовое судно, грузозахватное приспособление, подъемный механизм, соединенные между собой секционные элементы, связывающие базовое судно с затонувшим объектом, при этом нижний конец секционных элементов соединен с грузозахватным приспособлением, механизм фиксации секционных элементов, отличающийся тем, что подъемный механизм выполнен в виде двух рядов ориентированных вдоль базового судна и соединенных между собой в каждом ряду понтонов с возможностью их заполнения водой и продувки сжатым воздухом, понтоны каждого ряда расположены с зазором относительно друг друга и попарно жестко соединены между собой балками, секционные элементы выполнены в виде параллельно размещенных отрезков стальных проволочных канатов, размещенных в зазоре между рядами понтонов, свободные концы канатов соединены между собой с помощью горизонтально ориентированных балок круглого поперечного сечения с возможностью их взаимодействия с шарнирно установленными на понтонах одного из рядов двурогими крюками с остроугольными нижними кромками, свободные концы стальных проволочных канатов верхней части секционных элементов размещены с возможностью огибания ими установленных на базовом судне отклоняющих барабанов и соединены с противовесами с возможностью фиксации канатов на базовом судне и спуска противовесов в водоем по криволинейной направляющей на базовом судне, при этом длина отрезков канатов принята равной максимально возможной глубине погружения понтонов, параллельно отрезкам канатов секционных элементов со стороны торцов крайних понтонов и с возможностью взаимодействия с закрепленными на поперечных балках понтонов проушинами размещены направляющие канаты, свободные концы которых также подсоединены к грузозахватному приспособлению и противовесам, при этом понтоны с базовым судном связаны гибкими элементами, длина которых принята равной длине отрезков стальных проволочных канатов.

3. Комплекс по п.2, отличающийся тем, что фиксация канатов на базовом судне осуществлена с помощью снабженных приводами нажимных элементов и закрепленных на палубе базового судна плит, между которыми размещены канаты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области проведения работ по подъему затонувших объектов.

Известен механизм подъема, который может быть использован для подъема затонувшего объекта, содержащий грузозахватное приспособление, полиспастную систему, состоящую из сдвоенных кратных полиспастов, включающих огибаемые стальными проволочными канатами отклоняющие блоки, объединенные в подвижную и неподвижную обоймы, и кинематически связанный с приводом барабан, установленный на тележке с возможностью ее перемещения по направляющим рельсам, при этом барабан кинематически связан с приводным двигателем (Александров М.П., Колобов Л.Н., Лобов Н.А. и др. Грузоподъемные машины. М.: Машиностроение, с.33-35, рис.1.18, 1986).

Недостатком известного механизма подъема является большое смещение в горизонтальной плоскости ветвей канатов, набегающих на барабан механизма подъема, при значительной канатоемкости барабана, определяемой большой глубиной водоема в месте нахождения затонувшего объекта и большим значением кратности полиспастной системы, что делает невозможным использование устройства для подъема на поверхность водоема затонувшего объекта большого веса при значительной глубине водоема.

Известен способ подъема затонувшего объекта (прототип), включающий в себя опускание с находящегося над затонувшим объектом базового судна посредством подъемного механизма секционной последовательно наращиваемой штанги нулевой плавучести с фиксацией этой штанги на базовом судне при монтаже очередной секции, соединение секционной штанги с затонувшим объектом посредством захвата, посекционный подъем штанги с фиксацией ее на базовом судне при демонтаже очередной верхней секции и фиксацию поднятого затонувшего объекта на базовом судне. Этот способ реализуется при работе комплекса для подъема затонувшего объекта, содержащего базовое судно-катамаран с штангой, выполненной из связанных между собой посредством разъемных замков секций с нулевой плавучестью, связанную со штангой траверсу, выполненную с грузозахватным приспособлением, а также установленный на базовом судне подъемный механизм и механизм фиксации упомянутой штанги (А.с. СССР №885101. Кл. В63С 7/02, 1977 г.).

Однако известный способ и реализующий его комплекс характеризуются значительными нагрузками на подъемный механизм, что ограничивает возможности его использования подъемом затонувших объектов небольшого веса при малой скорости подъема, связанной с необходимостью проведения достаточно трудоемких монтажных работ по наращиванию штанги.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности подъема затонувшего объекта большого веса при значительной глубине водоема при минимальной трудоемкости и продолжительности монтажных работ.

Технический результат достигается тем, что в способе подъема затонувшего объекта, включающем опускание с находящегося над затонувшим объектом базового судна посредством подъемного механизма секционных элементов с грузозахватным приспособлением, его соединение с затонувшим объектом, подъем секционных элементов с их фиксацией на базовом судне и фиксацию поднятого затонувшего объекта на базовом судне, согласно изобретению предварительно собранные из отрезков стальных проволочных канатов секционные элементы фиксируют на базовом судне и опускают сразу на всю глубину водоема, после чего размещенные у базового судна понтоны наполняют водой, опускают понтоны по направляющим секционных элементов на предельную глубину, соответствующую прочности оболочек понтонов, а глубину их погружения контролируют за счет кинематической связи понтонов с базовым судном с помощью гибких элементов, после чего понтоны продувают сжатым воздухом, сцепляют их с поперечными балками на секционных элементах и с помощью понтонов поднимают секционные элементы вместе с затонувшим объектом на высоту, равную предварительной глубине погружения понтонов, одновременно, после продувки понтонов сжатым воздухом, освобождают от фиксации секционные элементы на базовом судне, а после завершения подъема понтонов в исходное положение у базового судна секционные элементы снова фиксируют на базовом судне, далее описанный цикл повторяют до полного подъема затонувшего объекта. Для осуществления указанного способа в комплексе для подъема затонувшего объекта, содержащем базовое судно, грузозахватное приспособление, подъемный механизм, соединенные между собой секционные элементы, связывающие базовое судно с затонувшим объектом, при этом нижний конец секционных элементов соединен с грузозахватным приспособлением, механизм фиксации секционных элементов, согласно изобретению, подъемный механизм выполнен в виде двух рядов ориентированных вдоль базового судна и соединенных между собой в каждом ряду понтонов с возможностью их заполнения водой и продувки сжатым воздухом, понтоны каждого ряда расположены с зазором друг относительно друга и попарно жестко соединены между собой балками, секционные элементы выполнены в виде параллельно размещенных отрезков стальных проволочных канатов, размещенных в зазоре между рядами понтонов, свободные концы канатов соединены между собой с помощью горизонтально ориентированных балок круглого поперечного сечения с возможностью их взаимодействия с шарнирно установленными на понтонах одного из рядов двурогими крюками с остроугольными нижними кромками, свободные концы стальных проволочных канатов верхней части секционных элементов размещены с возможностью огибания ими установленных на базовом судне отклоняющих барабанов и соединены с противовесами с возможностью фиксации канатов на базовом судне и спуска противовесов в водоем по криволинейной направляющей на базовом судне, при этом длина отрезков канатов принята равной максимально возможной глубине погружения понтонов, параллельно отрезкам канатов секционных элементов со стороны торцов крайних понтонов и с возможностью взаимодействия с закрепленными на поперечных балках понтонов проушинами размещены направляющие канаты, свободные концы которых также подсоединены к грузозахватному приспособлению и противовесам, при этом понтоны с базовым судном связаны гибкими элементами, длина которых принята равной длине отрезков стальных проволочных канатов. Фиксация канатов на базовом судне может быть осуществлена с помощью снабженных приводами нажимных элементов и закрепленных на палубе базового судна плит, между которыми размещены канаты.

Комплекс для подъема затонувшего объекта представлен на фиг.1 - поперечный разрез по базовому судну, на фиг.2 - разрез А-А по фиг.1, на фиг.3 - соединение стальных проволочных канатов, на фиг.4 - узел взаимодействия крюков с горизонтально ориентированными балками секционных элементов, на фиг.5 - узел фиксации канатов на базовом судне.

Комплекс для подъема затонувшего объекта содержит базовое судно-катамаран, состоящее из двух корпусов 1 и 2, грузозахватное приспособление 3, подъемный механизм, выполненный в виде ориентированных вдоль базового судна 1, 2 двух рядов понтонов 4 и 5, соединенных между собой в каждом ряду, с возможностью заполнения понтонов 4, 5 водой и их продувки сжатым воздухом. Понтоны 4 и 5 каждого ряда расположены с зазором друг относительно друга и попарно жестко соединены между собой поперечными балками 6. Секционные элементы выполнены в виде отрезков параллельно размещенных стальных проволочных канатов 7, размещенных в зазоре между рядами понтонов 4 и 5. Свободные концы каждого отрезка канатов 7 соединены между собой с помощью горизонтально ориентированных балок 8 круглого поперечного сечения с возможностью их взаимодействия с шарнирно (9) установленными на понтонах 4 одного из рядов двурогими крюками 10 с остроугольными нижними кромками. Свободные концы стальных проволочных канатов 7 верхней части секционных элементов размещены с возможностью огибания ими установленных на корпусе 1 базового судна отклоняющих барабанов 11 и соединены с противовесами 12. При этом канаты 7 размещены с возможностью их фиксации на корпусе 1 базового судна и спуска противовесов 12 в водоем 13 по криволинейной направляющей 14 на корпусе 1 базового судна. Причем длина Н ₀ отрезков канатов 7 принята равной максимально возможной глубине погружения понтонов 4, 5, исходя из допустимой прочности их оболочек. Фиксация канатов 7 на корпусе 1 базового судна может быть осуществлена с помощью снабженных приводами (не показаны) нажимных элементов 15 и закрепленных на палубе корпуса 1 базового судна плит 16, между которыми размещены канаты 7. Свободные концы канатов 7 нижней части секционных элементов соединены с грузозахватным приспособлением 3, которое может быть снабжено стабилизирующим устройством (не показано). Параллельно последовательно размещенным отрезкам канатов 7 секционных элементов со стороны торцов крайних понтонов 4,5 размещены направляющие канаты 17, свободные концы которых также подсоединены к грузозахватному приспособлению 3 и противовесам 12. Направляющие канаты 17 размещены с возможностью их взаимодействия с проушинами 18, закрепленными на поперечных балках 6, связывающих попарно понтоны 4 и 5. Сами понтоны 4, 5 с базовым судном 1, 2 связаны гибкими элементами 19, длина которых принята равной длине отрезков стальных проволочных канатов 7, т.е. длина равна H₀. 20 - затонувший объект, Н - глубина водоема 13 в месте нахождения затонувшего объекта 20. 21 - вспомогательное грузоподъемное средство для спуска в водоем 13 секционных элементов с грузозахватным приспособлением 3 на конце. 22 - стопорное приспособление для противовесов 12.

Комплекс для подъема затонувшего объекта действует следующим образом. Свободные концы канатов 7 верхней части секционных элементов фиксируют на корпусе 1 базового судна, зажимая канаты 7 между плитами 16 и нажимными элементами 15. Противовесы 12 на криволинейной направляющей 14 фиксируют стопорным приспособлением 22. После размещения базового судна 1, 2 над затонувшим объектом 20 с помощью вспомогательного грузоподъемного средства 21 между рядами находящихся на плаву понтонов 4 и 5 (предварительно продутых сжатым воздухом) в водоем 13 опускают секционные элементы, предварительно собранные и размещенные на базовом судне 1, 2. Под понтонами 4 и 5 к ним подсоединяют грузозахватное приспособление 3 и опускают до затонувшего объекта 20. После соединения грузозахватного приспособления 3 с затонувшим объектом 20 понтоны 4 и 5 заполняют водой, в результате чего они погружаются вдоль направляющих канатов 17, скользя по ним своими проушинами 18, на глубину Н₀ , равную длине отрезков канатов 7 и длине гибких элементов 19. При этом благодаря остроугольным нижним кромкам двурогих крюков 10 они опускаются несколько ниже горизонтально ориентированных балок 8, свободно проходя мимо них с отклонением относительно шарниров 9. После этого понтоны 4 и 5 продуваются сжатым воздухом. За счет создаваемой понтонами 4, 5 подъемной силы они начинают подниматься вверх, благодаря чему происходит захват двурогими крюками 10 горизонтально ориентированных балок 8. Одновременно растормаживают свободные концы отрезков канатов 7 верхней части секционных элементов, отводя нажимные элементы 15 от плит 16, и отключают стопорное приспособление 22. Вместе с понтонами 4, 5 начинают двигаться вверх секционные элементы, состоящие из отрезков канатов 7, и грузозахватное приспособление 3 с затонувшим объектом 20. При этом противовесы 12 соскальзывают по криволинейной направляющей 14 и погружаются в водоем 13. Подъем происходит на высоту Н₀ с размещением понтонов 4, 5 между корпусами 1, 2 базового судна на поверхности водоема 13. Далее свободные концы канатов 7 снова фиксируют на корпусе 1 базового судна с помощью нажимных элементов 15, а понтоны 4, 5 заполняют водой. При погружении понтонов 4, 5 секционные элементы с грузозахватным приспособлением 3 и затонувшим объектом 20 удерживаются в поднятом на высоту Н₀ положении нажимными элементами 15. Частично усилие компенсируется весом опускающихся в водоем 13 противовесов 12. Далее циклы подъема повторяются до полного подъема затонувшего объекта 20. Когда затонувший объект 20 оказывается у базового судна, противовесы 12 достигнут дна водоема 13. Количество циклов зависит от глубины Н нахождения затонувшего объекта 20 и равно Н/Н₀. После подъема затонувшего объекта 20 и его фиксации на базовом судне 1, 2, секционные элементы с помощью вспомогательного грузоподъемного средства 21 поднимают на борт базового судна или на вспомогательное судно.

Отличительные признаки изобретения обеспечивают подъем затонувшего объекта значительного веса с большой глубины с использованием в качестве механизма подъема понтонов стандартной конструкции при цикличном их погружении на глубину, соответствующую прочности оболочек понтонов, продутых сжатым воздухом, при предельном на них давлении воды, с минимальной трудоемкостью и продолжительностью монтажных работ.