комплекс для подъема затонувшего объекта с морского дна

Формула изобретения

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 поперечными 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 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 понтонами 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, каждый понтон снабжен герметизированными оболочками цилиндрической формы, размещенными внутри его корпуса с зазорами между собой с образованием замкнутых полостей, оболочки соединены между собой жесткими перемычками, каждая полость между оболочками патрубком с запорным приспособлением связана с водяным насосом с возможностью регулирования давления воды в этой полости и патрубком с запорным приспособлением - для ее продувки сжатым воздухом, а 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.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области проведения работ по подъему затонувших объектов с морского дна.

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.В., 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 и комплекс для его осуществления (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, комплекс для подъема затонувшего объекта содержит 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. В63C 7/02, 1977 г.).

Однако известный комплекс характеризуется 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 комплексе для подъема затонувшего объекта с морского дна, 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 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 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 понтонах 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, каждый понтон снабжен герметизированными оболочками цилиндрической формы, размещенными внутри его корпуса с зазорами между собой с образованием замкнутых полостей, оболочки соединены между собой жесткими перемычками, каждая полость между оболочками патрубком с запорным приспособлением связана с водяным насосом с возможностью регулирования давления воды в этой полости и патрубком с запорным приспособлением для ее продувки сжатым воздухом, а 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 (продольный разрез по понтону).

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 относительно друг 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 H₀ отрезков канатов 7 принята равной максимально возможной глубине погружения понтонов 4, 5, исходя из допустимой их прочности. 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 (не показаны), свободные концы которых также подсоединены к грузозахватному приспособлению 3 и противовесам 12. Сами понтоны 4, 5 с базовым судном 1, 2 вязаны гибкими элементами 17 и 18, длина которых принята равной длине отрезков стальных проволочных канатов 7, т.е. их длина равна H₀. Каждый понтон 4 и 5 (фиг.2) снабжен герметизированными оболочками 19 цилиндрической формы, размещенными внутри его корпуса 20 с образованием замкнутых полостей 21 между собой. Оболочки 19 соединены между собой жесткими перемычками 22. Каждая полость 21 между оболочками 19 патрубком 23 с запорным приспособлением 24 связана с водяным насосом (не показан) с возможностью регулирования давления воды в этой полости 21 и патрубком 25 с запорным приспособлением 26 для продувки внутренней полости 27 сжатым воздухом. 28 - затонувший объект, Н - глубина водоема 13 в месте нахождения затонувшего объекта 28. 29 - вспомогательное грузоподъемное средство для спуска в водоем 13 секционных элементов с грузозахватным приспособлением 3 на конце. 30 - 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 30. После размещения базового судна 1, 2 над затонувшим объектом 28 с помощью вспомогательного грузоподъемного средства 29 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 его до затонувшего объекта 28. Процесс его подъема осуществляется следующим образом. После соединения грузозахватного приспособления 3 с затонувшим объектом 28 все полости 21 и внутренние полости 27 понтонов 4 и 5 заполняют водой через патрубки 23, в результате чего понтоны 4, 5 погружаются на глубину Н₀, определяемую длиной отрезков канатов 7 и длиной гибких элементов 17, 18, фиксирующих положение понтонов 4, 5 на предельной для них глубине. 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 внутренние полости 27 понтонов 4, 5 продувают сжатым воздухом через патрубки 25, вытесняя из них воду, а в полостях 21 обеспечивают давление воды со ступенчатым повышением давления воды в каждой полости, начиная с внутренней полости 27 в сторону полости 21, примыкающей к корпусу 20. При этом перепад давления воды между смежными полостями 21, полостью 21, примыкающей к внутренней полости 27 и полостью 21, примыкающей к корпусу 20, принят равным максимально возможному давлению из условия обеспечения прочности оболочек 19 и корпуса 20. В результате этого понтоны 4 и 5 вместе с затонувшим объектом 28 поднимаются вдоль направляющих канатов, скользя по ним на высоту H₀, равную длине отрезков канатов 7 и длине гибких элементов 17 и 18, фиксирующих положение понтонов 4, 5 на предельной для них глубине. Подъем понтонов 4, 5 вместе с затонувшим объектом 28 обеспечивается за счет создаваемой понтонами 4, 5 подъемной силы, определяемой суммарным объемом внутренних полостей 27 понтонов 4, 5. При этом при подъеме понтонов 4, 5 происходит захват двурогими крюками 10 горизонтально ориентированных балок 8, благодаря чему и обеспечивается подъем канатов 7 с грузозахватным приспособлением 3 и затонувшим объектом 28. Одновременно с продувкой внутренних полостей 27 понтонов 4, 5 растормаживают свободные концы отрезков канатов 7 верхней части секционных элементов, отводя нажимные элементы 15 от плит 16, и отключают стопорное приспособление 30. При этом противовесы 12 соскальзывают по криволинейной направляющей 14 и погружаются в водоем 13. Подъем происходит на высоту H ₀ 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 все полости понтонов 4, 5 заполняют водой. При повторном погружении понтонов 4,5 секционные элементы с грузозахватным приспособлением 3 и затонувшим объектом 28 удерживаются в поднятом на высоту H₀ положении нажимными элементами 15. Частично это усилие компенсируется весом опускающихся в водоем 13 противовесов 12. Далее циклы подъема повторяются до полного подъема затонувшего объекта 28. Когда затонувший объект 28 оказывается у базового судна, противовесы 12 достигнут дна водоема 13. Количество циклов зависит от глубины Н нахождения затонувшего объекта 28 и равно Н/H₀. При этом глубина погружения самих понтонов H₀ определяется количеством оболочек 19 внутри корпуса 20 каждого из понтонов 4, 5. После подъема затонувшего объекта 28 и его фиксации на базовом судне 1, 2 секционные элементы с помощью вспомогательного грузоподъемного средства 29 поднимают на борт базового судна или на вспомогательное судно. Предлагаемая система подъема затонувшего объекта 28 позволяет при ограниченном количестве герметизированных оболочек 19 внутри корпуса 20 каждого из понтонов 4, 5 обеспечить подъем затонувшего объекта со значительной глубины Н.

Отличительные признаки изобретения обеспечивают подъем затонувшего объекта значительного веса с большой глубины с использованием в качестве механизма подъема понтонов с внутренними герметизированными оболочками при цикличном их погружении на глубину, соответствующую прочности оболочек и корпусов понтонов, при предельном на них давлении, с минимальной трудоемкостью и продолжительностью монтажных работ.