УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМА ЗАТОНУВШЕГО СУДНА Российский патент 1994 года по МПК B63C7/00 

Изобретение относится к судоподъемным работам, а более конкретно - к подъему кораблей и различных объектов, затонувших на больших глубинах, в условиях илистых отложений на грунте.

Известны способы и устройства подъема объектов с различных глубин с помощью средств создания положительной плавучести, приложенной непосредственно к затонувшему объекту, или обеспечения достаточного тягового усилия от грузоподъемного устройства, находящегося на поверхности моря (Джозеф Н, Горз. Подъем затонувших кораблей. Л.: Судостроение, 1978). Однако подъем затонувших судов с глубин 500-1000 м и более с помощью объемных вытеснителей воды из самого судна и пристроенных понтонов встречает большие технические трудности. Кроме того, удержание поднятого судна на поверхности моря в период выхода его из толщи воды с определенным ускорением и последующая транспортировка его к месту базирования являются не менее сложной задачей, чем подъем затонувшего судна.

Наиболее успешно проведена операция по подъему подводной лодки с глубины 5500 м по проекту Дженнифайэр с помощью тяговых усилий, гидравлических захватов и плавучей платформы, циклически притапливаемой. Однако ненадежность работы захватов и неравномерность присоса лодки к грунту привели к тому, что удалось поднять лишь часть подводной лодки.

Предлагаемое изобретение учитывает недостатки известных технических решений и представляет собой комплекс устройств с использованием физических явлений, обеспечивающих преодоление сил присоса, надежный захват корпуса, подъем и удержание судна на поверхности в любых условиях волнения моря.

В качестве прототипа устройства принято устройство для подъема судна из воды, сущность которого заключается в том, что предусмотрены две пары рычагов, работающих по принципу кронциркуля. Пары рычагов опираются через шарниры на понтоны и путем сближения последних рычаги охватывают корпус судна или расходятся, освобождая его.

Недостатком прототипа является то, что устройство работает только в надводном положении, не имеет внешних силовых приводов и другого оборудования.

Цель изобретения - повышение надежности и безопасности подъема корабля с больших глубин.

Цель достигается в том, что устройство снабжено контейнером с подруливающими устройствами, внутри которого размещены электролизеры, компрессоры, сообщенные с понтонами, причем катод системы электролиза подключен к захватам. Понтоны снабжены выдвижными электродами, к которым подключен анод. Захваты снабжены установленными на концах дугообразных элементов фиксаторами с пироприводом, а также вкладными эластичными емкостями для хранения ингредиентов, участвующих в процессе электролиза воды.

На фиг.1 схематично показан комплекс судоподъемных средств от поверхности моря до грунта; на фиг.2 - рабочий момент отрыва поднимаемого судна от грунта; на фиг. 3 - комплекс судоподъемных средств и поднятого судна, готового к буксировке в базу, надводное положение.

В качестве судоподъемного сооружения 1 может быть использовано любое из известных конструктивных решений: монокорпусное судно с нишей в диаметральной плоскости для прохода тросов, кабелей, трубопроводов и др.; катамаран или два спаренных судна. Судоподъемное средство 2 с плавучестью на глубине моря, близкой к нейтральной, предназначенное для подъема объекта 3 с илистого грунта 4, состоит из дугообразных рычагов 5, спаренных через ось в овальном отверстии с захватами 6, установленными на определенном расстоянии друг от друга вдоль поднимаемого объекта 3. Рычаги 5 и захваты 6 соединены продольной рамой-платформой 7. В нижней части захватов 6 установлены фиксаторы с пироприводом 8 для механического крепления дугообразных элементов захватов 6 к наружному корпусу 9. Гидравлическое стопорное устройство 10 установлено в верхней части рычагов 5 и позволяет смещать захваты 6 в любую сторону на расчетное расстояние, определяемое овалом отверстия в рычагах 5, в процессе сцепления их с судном 3, а также стопорить их перед судоподъемом с рычагами противоположного борта. На раме 7 жестко закреплен прочный контейнер 11 рассчитанный на глубину судоподъема, включающий в себя электролизную установку, компрессоры, систему автономной гидравлики, электродвигатели подруливающих устройств, аппаратуру управления и наведения на затонувший объект (возможно и размещение рабочего места для акванавта). Снаружи контейнера 11 побортно размещены поворотные насадки с движителями 12, а в оконечностях - телевизионные камеры 13 с подсветкой. Контейнер 11 соединен с судоподъемником 1 трос-кабелем 14. Противоположные концы рычагов 5 через шарниры 15 соединены с понтонами 16 легкой конструкции из стали или другого материала с суммарным продуваемым объемом (применительно к надводному положению), несколько превышающим массу поднимаемого объекта и самих судоподъемных средств, например, на 5-10%. В понтонах 16 размещены эластичные емкости (не показаны) с водно-щелочными ингредиентами для осуществления процесса электролиза, а в середине понтонов 16 с шагом, равным установке захватов 6, смонтированы подвижные электроды-катоды для введения их в илистый грунт любым известным приводом (в условиях твердого грунта внешний электролиз морской воды не применяется). В качестве катода используются захваты 6 и корпус судна 3. Для обрезиненного корпуса используются его наружные обнаженные части и междубортное пространство. К осям шарниров 15 предусмотрено крепление скоб (не показаны) для заводки-отдачи грузовых тросов 18.

Судно 1 буксирует судоподъемное устройство 2 к месту подъема затонувшего объекта 3 в надводном положении. Понтоны 16 в этом случае продуты, за исключением объемов, занимаемых водно-щелочными ингредиентами. После определения точного места залегания объекта 3 на грунте 4 судоподъемное сооружение 1 фиксирует свое положение. С помощью личного состава заводят в скобы шарниров 15 текстропные блоки тросов 18, подключают кабель 14, затем заполняют понтоны 16 забортной водой, и устройство 2 с небольшой отрицательной плавучестью (1-2%) погружается в толщу воды, поддерживаемое тросами 18. Вблизи грунта 4 оно наводится на объект 3 с помощью телекамер 13 движителями 12. Рычаги 5 в этом положении разводят захваты 6 в стороны под воздействием силы тяжести понтонов 16. При касании грунта 4 захваты возвратно-поступательным движением с помощью гидравлического устройства 10 заглубляются в ил на не менее 2/3 высоты корпуса затонувшего судна 3. Последнее затем обжимается захватами 6 по всей длине рамы 7 с помощью устройства 10 и им же стопорится каждая пара рычагов 5 с противоположного борта. Одновременно с действием захватов 6 подается электропитание по кабелю 14 на оборудование системы электролиза в контейнере 11, на катод (захваты 6) и на анод (электроды 17) для снижения эффекта присоса и лучшему внедрению захватов в грунт.

Электролизная установка заданной производительности газа вырабатывает кислород и водород, раздельно подает их с помощью компрессоров в автономные емкости понтонов 16 по объему, достаточному для поддержания комплекса судоподъемных средств 2 с судном 3 в надводном положении. В данном случае вытесняемый объем воды из понтонов Δ v составит величину
Δ v = ( v˙ z_b ) / H₃ где v - суммарный объем понтонов, м³; Н_з - глубина моря до нижней части затонувшего судна, м; z_b - гидростатическое давление, равное 10 м водяного столба.

Время работы системы электролиза для снижения коэффициента сцепления судна 3 с грунтом 4, а также для наполнения понтонов 16 газами зависит от массы поднимаемого объекта и производительности электролизной установки. На базе существующего отечественного электролизного оборудования при подъеме объектов массой 5500 - 10000 т ориентировочно потребуется 6-10 сут. С использованием иностранных технологий указанное время может уменьшиться вдвое.

С заметным уменьшением силы присоса с сооружения 1 производится опробование отрыва судна 3 от грунта 4 путем поочередного обтягивания тросов 18 с кормы и носа. При отсутствии эффекта отрыва судна 3 от грунта электролиз продолжается до снижения присасывания. В фиксированный момент отрыва судна от грунта включаются пиротехнические фиксаторы 8, а захваты 6 под воздействием тягового усилия от тросов 18 через рычаги 5 дополнительно обжимают корпус поднимаемого судна 3, чем обеспечивается надежное удержание его в толще воды. С подходом к поверхности моря газы внутри понтонов 16 расширяются и вытесняют воду за борт через шпигатные отверстия.

Под влиянием положительной плавучести понтонов 16 последние поворачиваются в шарнирах 15 на определенный угол (например до 45^о) вверх, чем и обеспечивается силовое удержание судна 3 захватами 6 после снятия усилия с тросов 18. В процессе подъема судна 3 подруливающее устройство движителями 12 стабилизирует положение судоподъемного средства 2 в вертикальной плоскости с учетом воздействия внешних факторов морской среды (перепадов плотности воды, течения и др.).

В надводном положении устройство 2 с поднятым объектом 3 буксируется к месту базирования самим спасателем 1 или другим буксировщиком. Предварительно крепление буксирного троса может быть осуществлено к контейнеру 11. Понтоны 16 между собой стропятся любым известным способом.

Ориентировочные расчеты показывают, что для подъема объекта массой в воде 5500 т потребуется судоподъемные устройства (без тросов и кабелей) массой в воздухе около 800 т, включая массу прочного контейнера 200 т, понтонов 400 т, электролизного оборудования, компрессоров, подруливающих устройств и другой аппаратуры - 50 т, захватов и рычагов - 150 т. Отрицательная плавучесть составит до 10 т. На процесс электролиза потребуется работа дизель-генератора мощностью до 1000 кВт.

Заявляемое устройство расширяет технологические возможности глубоководного судоподъема, его надежность и безопасность, обеспечивает защиту окружающей среды и экипажа судна спасателя в случае возможной разгерметизации источников радиоактивного излучения на поднимаемом объекте. Предложение может быть использовано и при добыче полезных ископаемых со дна моря, а также для доставки и установки конструкций, локализующих распространение радиоактивного загрязнения моря от затопленных объектов с ядерной энергетической установкой.

Использование: для судоподъемных работ. Сущность изобретения: устройство содержит раму 7 с дугообразными элементами 6, шарнирно соединенными друг с другом и с рычагами 5 с понтонами 16, прочный контейнер 11 с подруливающими устройствами, электролизной установкой и компрессорами для наполнения понтонов газами. Предусмотрены также система электролиза морской воды между корпусом поднимаемого судна и грунтом для уменьшения эффекта присасывания и дополнительная фиксация захватов в их нижней части с помощью пиропривода. 3 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМА ЗАТОНУВШЕГО СУДНА, содержащее раму с захватом, включающим в себя дугообразные элементы, шарнирно соединенные между собой и кинематически связанные с шарнирно смонтированными на общей с дугообразными элементами оси рычагами, имеющими понтоны на их концах, причем рама подвешена к надводному судну, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и безопасности подъема, оно снабжено контейнером с электролизером и компрессорами, эластичными емкостями, размещенными в указанных понтонах и сообщенными с выходами компрессоров, а также фиксаторами с пироприводами для взаимодействия с затонувшим судном, смонтированными на концах упомянутых дугообразных элементов, и электродами, установленными в понтонах с возможностью выдвижения из них, причем катод электролизера подключен к захвату, а анод - к указанным электродам.