способ подъема затонувшего судна и комплекс для подъема и транспортирования затонувших подводных лодок и других судов

Формула изобретения

1. Способ подъема затонувшего судна, включающий прикрепление к корпусу затонувшего судна понтонов, регулирующих его плавучесть, отличающийся тем, что понтоны размещают в кассетах, установленных ярусами, при этом для освобождения затонувшего судна от ила заводят гибкое полотнище с балластом, оборудованным гидравлическими соплами, при отрыве корпуса затонувшего судна от грунта под его днище, посредством буксиров, заводят подводную волокушу.

2. Комплекс для подъема и транспортирования затонувшего судна, состоящий из судна обеспечения подводных работ с грузоподъемными устройствами, понтонов, которые крепятся к корпусу затонувшего судна, плавучей приставки, отличающийся тем, что комплекс для подъема и транспортирования затонувшего судна дополнительно содержит полотнище с балластом, оборудованное гидравлическими соплами, плавучая приставка выполнена в виде подводной волокуши, которая выполнена в виде цельнометаллической конструкции, в нижней части которой размещены полозья.

3. Комплекс для подъема и транспортирования затонувшего судна по п.2, включающий полотнище с балластом, оборудованное гидравлическими соплами, отличающийся тем, что полотнище с балластом, оборудованное гидравлическими соплами, снабжено обрамлением верхней кромки полотнища жесткой «шкаториной» - траверсой, к которой крепятся стропы.

4. Комплекс для подъема и транспортирования затонувшего судна по п.2, содержащий понтоны, отличающийся тем, что понтоны объединены в группы и размещены в кассетах, которые крепятся к корпусу затонувшего судна посредством строп-полотенец, кассеты в верхней своей части соединены между собой посредством облегченных балок и установлены ярусами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к проведению аварийно-спасательных работ на море, и может быть использовано при подъеме затонувших судов, подводных объектов, включая подводные лодки и аппараты, и морских платформ для добычи углеводородов.

На практике аварийно-спасательных работ применяются следующие известные способы подъема затонувших судов (Каталог комплектов водолазной техники аварийно-спасательного и судоподъемного имущества. / Гипроречтранс. - М.: 1989. - 125 с. [1], Э.Р.Гольдин, В.П.Козлов, Ф.П.Челышев. Подводно-технические и судоподъемные аварийно-спасательные работы. М.: Транспорт.- 1990. - 335 с. [2]):

- подъем с помощью сухоподъемных понтонов;

- осушение отсеков судна после их герметизации (восстановление плавучести);

- применение различных грузоподъемных средств;

- заполнение отсеков судна легкими материалами;

- заполнение отсеков судна пенопластмассовыми материалами;

- комбинированный метод, включающий восстановление плавучести и подъем на поверхность затонувшего судна посредством понтонов или грузоподъемных устройств.

Для подъема крупных затонувших судов на практике используют преимущественно судоподъемные понтоны (В.Н.Зорбиди. Аварийно-спасательные и судоподъемные операции. М.: Транспорт. - 1976. - 216 с. [3], Аврамов Н.Ю. Судоподъем. - Л. - М.: Водный транспорт, 1938, с.137 - 139 [4], RU 2063902 C1, 20.07.1996 [5], RU 2059519 C1, 10.05.1996 [6], RU 95103177 A1, 20.12.1996 [7], RU 2051067 C1, 27.12.1995 [8].

Известен также способ, который относится к аварийным работам по подъему затонувших судов, преимущественно подводных атомных лодок. Известный способ подъема затонувших судов с использованием понтонов (патент RU № 2198817, 20.02.2003 [9]) предусматривает перед заполнением понтонов воздухом проведение удаления воды из внутренних отсеков корпуса через клапаны в нижней его части под действием избыточного внутреннего давления, создаваемого сериями последовательных взрывов зарядов малой величины, установленных внутри корпуса. Реализация данного способа обеспечивает сокращение времени подготовительных операций и снижение финансовых затрат.

Заявленный технический результат известного способа [9], достигается тем, что в отсеках затонувшего судна создают избыточное давление относительно давления внешней морской среды, под действием которого вода из отсеков выталкивается во внешнюю морскую среду через клапаны, выполненные в корпусе судна, при этом избыточное давление в отсеках судна создается сериями последовательных взрывов зарядов малой величины, установленных в корпусе судна.

Недостатком известного способа является то, что при нахождении затонувшего судна под мощным слоем ила эффективность создания избыточного давления путем выполнения серий последовательных взрывов зарядами малой мощности может быть сведена к нулю, т.к. клапаны, выполненные в корпусе судна, могут быть забиты илом. Кроме того, существует вероятность непредвиденных разрушений элементов корпуса затонувшего судна под воздействием взрывов.

Общим недостатком известных способов и устройств для подъема затонувших судов или других крупных объектов является то, что они практически не обеспечивают подъем затонувших объектов, находящихся под мощным слоем ила, кроме того, известные способы и устройства являются весьма трудоемкими и небезопасными, что подтверждается теоретическими исследованиями динамики судоподъема, которые показывают, что в условиях волнения поднимаемое судно или иной затонувший крупногабаритный объект может оказаться в диапазоне параметрического резонанса. Данное обстоятельство может свести на нет проведение трудоемкой судоподъемной операции.

Известен также комплекс для подъема транспортирования затонувших подводных лодок и других судов, который относится к области средств, предназначенных для судоподъемных и аварийно-спасательных работ. Комплекс содержит два самоходных плавучих подъемных средства, оснащенных грузоподъемными устройствами с навешиваемым на них захватным устройством. Захватное устройство включает раму с поворотными приводными лапами, позволяющими охватить корпус затонувшего судна без его обжатия. При этом захватное устройство выполнено с возможностью изменения продольного и поперечного угла захвата для устранения «эффекта присоса» корпуса к грунту.

После подъема затонувшего судна к самоходным плавучим подъемным средствам присоединяются носовая и кормовая приставки-обтекатели и днищевые приставки, образуя осушаемое пространство в виде плавучего самоходного дока.

При этом достигается возможность подъема затонувшего судна с различных глубин и его последующее безопасное транспортирование (патент RU № 2390460, 27.05.2010 [10]) в отличие от известного комплекса для подъема затонувших судов, который содержит надводное судно катамаранного типа и погруженные аппараты с клещевыми захватами, соединенные грузовым силовым канатом с надводным судном с продольной фермой, несущей погруженные аппараты, перемещающиеся вдоль фермы с помощью лебедок и обслуживаемые двумя мостовыми кранами каждый (патент RU № 2205769 С2 [11]), а также в отличие от известного комплекса для подъема затонувших объектов, которое также содержит судно для подъема затонувших объектов, содержащее два корпуса и связывающие их поперечные балки, опирающиеся на корпуса по их диаметральной плоскости посредством фундамента, а также размещенные на балках грузоподъемные устройства (RU 2284277 С2 [12]).

Кроме того, известно также грузоподъемное судно катамаранного типа, содержащее корпуса со смонтированными на них силовой установкой и подъемным устройством, содержащие четыре колонны, установленные попарно со стороны внутренних бортов судна с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, и четыре несущие штанги с захватным механизмом (авторское свидетельство SU № 885101 [13]).

Известные устройства для подъема судов обладают общими существенными недостатками, присущими катамаранным судам, связанными с обеспечением жесткости и прочности в морских условиях, а также имеют ограниченную глубину погружения захватов, необходимость выполнения подводных работ по захвату судна, проблематичность безопасной транспортировки в морских условиях поднятого судна в подвешенном состоянии между корпусами катамарана; ограниченные функциональные возможности устройств.

В качестве прототипа предлагаемого способа выбран способ подъема затонувших судов с использованием понтонов [9], а в качестве устройства для его реализации выбран комплекс для подъема транспортирования затонувших подводных лодок и других судов [10].

Задачей заявляемого технического решения является расширение функциональных возможностей способа подъема затонувшего судна и устройства для подъема затонувшего судна, а также повышение безопасности проведения судоподъемных работ и уменьшение их трудоемкости.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе подъема затонувшего судна, включающем прикрепление к корпусу затонувшего судна понтонов, регулирующих его плавучесть, и подъем затонувшего судна сосредоточенной силой на поверхность воды, при этом поднимаемому судну придают нулевую плавучесть, в отличие от известных способов - понтоны размещают в кассетах, установленных ярусами, перед установкой понтонов выполняют освобождение поврежденного участка магистрального трубопровода от пластов подводного ила посредством гидравлического метода, при этом для освобождения затонувшего судна от ила заводят гибкое полотнище с балластом, оборудованным гидравлическими соплами, при отрыве корпуса затонувшего судна от грунта под его днище посредством буксиров заводят подводную волокушу.

Поставленная задача также решается за счет того, что комплекс для подъема и транспортирования затонувшего судна, состоящий из судна обеспечения подводных работ с грузоподъемными устройствами, понтонов, которые крепятся к корпусу затонувшего судна, плавучей приставки, дополнительно содержит полотнище с балластом, оборудованное гидравлическими соплами, плавучая приставка выполнена в виде подводной волокуши, которая выполнена в виде цельнометаллической конструкции, в нижней части которой размещены полозья. При этом полотнище с балластом, оборудованное гидравлическими соплами, снабжено обрамлением верхней кромки полотнища жесткой «шкаториной» - траверсой, к которой крепятся стропы, понтоны объединены в группы и размещены в кассетах, которые крепятся к корпусу затонувшего судна посредством строп-полотенец, кассеты, в верхней своей части соединены между собой посредством облегченных балок и установлены ярусами.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что к затонувшему судну или иному крупногабаритному объекту прикрепляют понтоны, обеспечивающие нулевую плавучесть. При этом понтоны формируют в группы, которые размещают в кассетах, установленных ярусами, перед установкой понтонов выполняют освобождение поврежденного участка магистрального трубопровода от пластов подводного ила посредством гидравлического метода. После этого подают в понтоны сжатый воздух через систему подачи сжатого воздуха и затопления понтонов, снабженную травящими и предохранительными клапанами. После отрыва затонувшего судна от грунта под его днище посредством буксиров заводят подводную волокушу, которая представляет собой цельнометаллическую конструкцию, состоящую из днища с полозьями с малым коэффициентом трения, элементами жесткости, отбойными устройствами и узлами крепления.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

Фиг.1. Схема подготовки затонувшего судна к подъему. Затонувшее судно 1, гибкое полотнище 2 с балластом 3, судно 4 для обеспечения работ с грузоподъемным механизмом 5. Верхняя кромка гибкого полотнища 2 обрамлена траверсой 6, к которой крепятся стропы 7, и прикреплена к якорю 8 посредством оттяжки 9, понтоны 10, размещенные в кассетах 11, посредством узлов 12 крепления соединяются с подводной волокушей 13.

Фиг.2. Конструкция подводной волокуши 13. Подводная волокуша 13 представляет собой цельнометаллическую конструкцию, состоящую из днища 14 с полозьями 15 с малым коэффициентом трения, элементов 16 жесткости, отбойных устройств 17, узлов 12 крепления кассет 11.

Фиг.3. Кассетное применение понтонов. Понтоны 10 объединяются в группы, которые укладываются в кассеты 11, которые крепятся к затонувшему судну 1 посредством строп-полотенец 18. Кассеты 11 в верхней своей части соединены между собой посредством облегченных балок 19.

Фиг.4. Схема крепления понтонов ярусами. Верхний ярус 20 кассет 11, нижний ярус 21 кассет 11. Для наведения верхнего яруса 20 на нижний ярус 21 используются конусные стаканы: нижний 22 и верхний 23. Верхний стакан 23 наводится на нижний стакан 22 по направляющему тросу 24. Верхний ярус 20 кассет 11 и нижний ярус 21 кассет 11 крепятся между собой посредством затворов 25.

Фиг.5. Конструкция затвора. Затвор 25 включает опорную конструкцию 26, которая устанавливается на верхнем ярусе 20 кассет 11, на которой подвешена серьга 27, выполненная в форме стакана и которая может вращаться вокруг вертикальной оси. На дне серьги 27 выполнено фигурное отверстие с прорезями - щелевыми вырезами. На нижнем ярусе 21 на консольной площадке устанавливается палец 28 с выступами. Когда верхний ярус 20 кассет 11 устанавливается на нижний ярус 21 кассет 11, палец 28 нижнего яруса 21 кассет 11 входит в фигурное отверстие так, что выступы пальца 28 входят в щелевые вырезы. При повороте серьги 27 вручную с помощью рычага, вставленного в отверстие стенок серьги 27, либо с помощью сервомотора выступы пальца 28 смещаются относительно щелевого выреза, обеспечивая надежное соединение верхнего яруса 20 кассет 11 и нижнего яруса 21 кассет 11.

Понтоны 10 оснащены системами продувки сжатого воздуха, затопления, травящими и предохранительными клапанами. Подача сжатого воздуха осуществляется с поверхности и под водой через баллоны-воздухохранители.

Способ реализуется следующим образом.

Производят подготовку затонувшего судна 1 к подъему на поверхность. При этом для освобождения затонувшего судна 1 от ила применено гибкое полотнище 2 с балластом 3, оборудованным гидравлическими соплами. При подаче под давлением воды через сопла илы размываются, балласт 3 погружается в глубину, увлекая за собой полотнища 2. Полотнище 2 может опускаться под воду с судна 4 посредством грузоподъемного механизма 5. Выстраивание полотнищ в линию достигается обрамлением верхней кромки полотнища жесткой «шкаториной» - траверсой 6, к которой крепятся стропы 7. После погружения полотнища 2 на расчетную глубину верхняя его кромка крепится к якорю 8 с помощью оттяжки 9 (либо оттяжка 9 подается на судно 4).

Уборка ила между участком затонувшего судна 1 и полотнищем 2 производится после закрепления на оттяжках 9 верхней кромки полотнища 2 на якоре 8 или на судне 4. Для обеспечения большей надежности работы полотнища 2 возможно его подкрепление забивкой шпунта с раскреплением на оттяжках.

После этого под затонувшее судно 1 заводят понтоны 10, регулирующие его плавучесть. Для снижения трудоемкости водолазных работ при установке и раскреплении каждого отдельного понтона 10 на корпусе затонувшего судна 1 понтоны 10 объединяют в группы и размещают их группами в кассетах 11, в которые укладываются понтоны 10. корпус затонувшего судна 1 крепится к кассетам посредством строп-полотенец 18. Кассеты 11 в верхней своей части соединены между собой посредством облегченных балок 19.

Кассеты 11 устанавливают ярусами. Для наведения верхнего яруса 20 на нижний ярус 21 используются конусные стаканы: нижний 22 и верхний 23. Верхний стакан 23 наводится на нижний стакан 22 по направляющему тросу 24. Верхний ярус 20 кассет 11 и нижний ярус 21 кассет 11 крепятся между собой посредством затворов 25.

Затвор 25 включает опорную конструкцию 26, которая устанавливается на верхнем ярусе 20 кассет 11, на которой подвешена серьга 27, выполненная в форме стакана, которая может вращаться вокруг вертикальной оси. На дне серьги 27 выполнено фигурное отверстие с прорезями - щелевыми вырезами. На нижнем ярусе 21 на консольной площадке устанавливается палец 28 с выступами. Когда верхний ярус 20 кассет 11 устанавливается на нижний ярус 21 кассет 11, палец 28 нижнего яруса 21 кассет 11 входит в фигурное отверстие так, что выступы пальца 28 входят в щелевые вырезы. При повороте серьги 27 вручную с помощью рычага, вставленного в отверстие стенок серьги 27, либо с помощью сервомотора, выступы пальца 28 смещаются относительно щелевого выреза, обеспечивая надежное соединение верхнего яруса 20 кассет 11 и нижнего яруса 21 кассет 11.

Установка понтонов в кассеты с размещением их ярусами позволяет более равномерно распределить нагрузку на поднимаемый затопленный объект.

При отрыве корпуса затонувшего судна 1 от грунта под его днище посредством буксиров заводят подводную волокушу 13, которая представляет собой цельнометаллическую конструкцию, состоящую из днища 14 с полозьями 15 с малым коэффициентом трения, элементами 16 жесткости, отбойными устройствами 17 и узлами 12 крепления кассет 11.

После заводки волокуши 13 под днище затонувшего судна 1 в понтоны 10 подают сжатый воздух для обеспечения подъема затонувшего судна 1 на расчетную глубину его транспортировки посредством буксиров к месту назначения.

Применение изобретения позволит повысить эффективность судоподъемных работ за счет снижения трудоемкости и обеспечения безопасности при проведении судоподъемных работ крупногабаритных затонувших объектов.

Источники информации

1. Каталог комплектов водолазной техники аварийно-спасательного и судоподъемного имущества. / Гипроречтранс. - М.: 1989. - 125 с.

2. Э.Р.Гольдин, В.П.Козлов, Ф.П.Челышев. Подводно-технические и судоподъемные аварийно-спасательные работы. М.: Транспорт. - 1990. - 335 с.

3. В.Н.Зорбиди. Аварийно-спасательные и судоподъемные операции. М.: Транспорт.- 1976. - 216 с.

4. Аврамов Н. Ю. Судоподъем. - Л. - М.: Водный транспорт, 1938, с.137-139.

5. Патент RU № 2063902 C1, 20.07.1996.

6. Патент RU № 2059519 C1, 10.05.1996.

7. Патент RU № 95103177 A1, 20.12.1996.

8. Патент RU № 2051067 C1, 27.12.1995.

9. Патент RU № 2198817, 20.02.2003.

10. Патент RU № 2390460, 27.05.2010.

11. Патент RU № 2205769 С2.

12. Патент RU 2284277 С2.

13. Авторское свидетельство SU № 885101.