СПОСОБ ПОДЪЕМА ЗАТОНУВШЕГО ОБЪЕКТА Российский патент 2003 года по МПК B63C7/02 

Изобретение относится к области эксплуатации морских и речных судов, в частности к способам подъема судов, и может быть использовано при подъеме иных затонувших объектов.

Известен способ подъема затонувших объектов, реализованный в системе (а. с. 2051837 кл. 6 В 63 С 7/02), содержащий операции заводки подъемных тросов надводного судна под понтоны регулируемой плавучести. Подъемные тросы заводят таким образом, что они контактируют со стропами, расположенными на судне и понтоне. При этом подъемные тросы пропускают последовательно через стропы судна и понтона, в качестве которых используют судовые кнехты и лебедки с тормозами. Известный способ подъема затонувших объектов технологически сложен, конструктивно громоздок и требует значительных затрат при реализации.

Известен способ подъема затонувшего объекта (а.с. СССР 1823851 кл. 5 В 63 С 7/00), заключающийся в придании затонувшему объекту поступательного движения путем его отвода на мель за счет тягового усилия судна - буксировщика, связанного тросом с затонувшим объектом. При этом для создания во время буксировки подъемной силы на корпусе затонувшего объекта в районе его центра тяжести устанавливают крыло под определенным углом к продольной оси.

Недостатками известного способа являются: его технологическая сложность и ограниченность применения, обусловленные размещениями, водоизмещением и ориентацией (под водой) затонувшего объекта относительно водной поверхности и грунта, а также скоростью его буксировки.

Известен способ подъема затонувшего объекта, заключающийся в придании последнему вращательного движения в ходе выполнения подготовительной операции спрямления объекта за счет усилия расположенного вблизи него судоподъемного модуля, соединенного гибкими связями с надпалубными конструкциями затонувшего объекта, а затем придания этому объекту вертикально-поступательного движения модулем в ходе операции подъема, являющийся наиболее близким к заявляемому (см. Н.Ю. Аврамов. Судоподъем. Л.- М.: Водный транспорт, 1938, с. 196).

Недостатками известного способа являются его технологическая сложность и ограниченность применения, в связи с этим обусловленные водоизмещением затонувшего объекта высокие затраты трудоемкости и времени его проведения; значительная стоимость самого судоподъема.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является устранение указанных недостатков, а именно упрощение способа подъема затонувшего объекта, сокращение затрат и стоимости его проведения.

Решение указанной задачи достигается тем, что в известном способе подъема затонувшего объекта, включающем придание последнему вращательного движения в ходе выполнения подготовительной операции спрямления объекта за счет усилия расположенного вблизи него судоподъемного модуля, соединенного гибкими связями с надпалубными конструкциями затонувшего объекта, а затем придания этому объекту вертикально-поступательного движения указанным модулем в ходе операции подъема, в отличие от него в заявляемом способе перед операцией спрямления затонувшего объекта судоподъемный модуль в виде водоизмещающего плавучего сооружения закрепляют неподвижно относительно грунта.

Накреняют в сторону затонувшего объекта, а указанные гибкие связи соединяют с верхними частями корпусных конструкций судоподъемного модуля, ближайшими к затонувшему объекту, и обтягивают их втугую.

Усилие судоподъемного модуля создают его спрямлением до установки затонувшего объекта днищем на грунт акватории.

Затем при проведении операции подъема накреняют судоподъемный модуль в сторону затонувшего объекта и после перекрепления концов гибких связей и их обтяжки втугую последний спрямляют.

Причем при невыходе корпусных конструкций затонувшего объекта над поверхностью воды его буксируют на меньшую глубину до посадки на грунт акватории и повторяют упомянутые операции по подъему.

Заявляемые признаки предлагаемого технического решения обеспечивают ему достижение поставленной технической задачи, а именно упрощение подъема затонувшего объекта, сокращение затрат и стоимости его проведения.

Предлагаемый способ подъема затонувшего объекта обеспечивает по сравнению с известным прежде всего снижение затрат времени за счет возможности выполнения простых однотипных операций, имеющих меньшую продолжительность, вне зависимости от водоизмещения затонувшего объекта. Так, например, при выполнении подготовительной операции спрямления судоподъемный модуль располагают вблизи затонувшего объекта, чтобы после соединения судоподъемного модуля с затонувшим объектом гибкими связями, утяжки их спрямлением судоподъемного модуля, затонувший объект совершал только вращательное движение, так как при этом сокращается путь (длина траектории), по которому перемещается центр тяжести затонувшего объекта и, следовательно, увеличивается скорость выполнения самой операции спрямления. Одновременно обеспечивается равномерное натяжение гибких связей, что позволяет предотвратить перегрузку, скольжение и обрыв отдельных связей и повысить их надежность. Предварительное наклонение судоподъемного модуля в сторону затонувшего объекта позволяет сократить длительность выполнения подготовительной операции спрямления, так как при этом за счет достигаемого от этого увеличения диапазона угловых перемещений судоподъемного модуля появляется возможность выполнения подготовительной операции спрямления в течение одного цикла наклонений судоподъемного модуля, без перестропки гибких связей. При подъеме затонувшего объекта с большой глубины, когда невозможно обеспечить оголение над водой корпусных конструкций затонувшего объекта за один цикл, его осуществляют многократно, чередуя выполнение однотипной операции спрямления и подъема с буксировкой и посадкой на грунт объекта на меньшие глубины.

Использование в качестве судоподъемного модуля водоизмещающего накреняемого плавучего сооружения позволяет отказаться от судоподъемных средств на нем (стрелы, краны и т.д.), что упрощает процесс подъема и расширяется область его применения.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими графическими материалами
На примере подъема затонувшего судна посредством судоподъемного судна (в качестве судоподъемного модуля). На фиг.1 изображено исходное положение затонувшего судна на грунте и судоподъемного судна перед началом спрямления объекта. На фиг. 2 показана стадия спрямления затонувшего судна. На фиг.3 показано положение затонувшего судна после завершения операции спрямления. На фиг. 4 изображено взаимное положение затонувшего и судоподъемного судов перед началом операции подъема. На фиг.5 показано положение затонувшего судна после его подъема до выхода из воды надпалубных конструкций. На фиг.6 изображено взаимное положение судоподъемного и затонувшего судов с частичным оголением корпуса последнего. На фиг.7 показано крепление гибких связей на судоподъемном судне с помощью тросовых зажимов. Фиг.8 - то же самое, вид в разрезах.

Перед началом судоподъема (фиг. 1) производят необходимые подготовительные работы (водолазные, сварочные и т.п.), располагают в исходном положении судоподъемное судно 1 вблизи затонувшего судна 2 и ориентируют их относительно друг друга с использованием принципа равноудаленности таким образом, чтобы, в частности, диаметральная плоскость судоподъемного судна была параллельна основной плоскости затонувшего в том случае, если оно лежит на борту, или корпуса затонувшего и судоподъемного судов в пределах прямостенности обводов должны быть расположены на одинаковом расстоянии друг от друга и т.п. При этом применяют необходимое вспомогательное оборудование, устройства и технические средства, в частности буксиры судоподъемного судна (не показано) и т. п. и закрепляют судоподъемное судно неподвижно относительно грунта акватории.

Подают плавучим краном (не показан) расчетное количество спрямляющих 3 и подъемных 4 тросов и закрепляют их с помощью водолазов в расчетных местах надпалубных конструкций на затонувшем судне, а противоположные концы указанных тросов этим же краном подают на судоподъемное судно.

Приступают к подготовительной операции спрямления затонувшего судна (фиг. 2). Балластируют, например забортной водой, бортовые отсеки 5 судоподъемного судна, ближайшие к затонувшему судну. При этом расположение бортовых отсеков 5, их количество и масса жидкого балласта в отсеках одного борта обеспечивают спрямление затонувшего судна в течение одного цикла наклонения судоподъемного судна при условии соблюдения соотношения

где λ>1,0 - коэффициент соответствия;
Δ₁ - массовое водоизмещение судоподъемного судна, т, Δ₁=3130;
Δ₂ - массовое водоизмещение затонувшего судна, т, Δ₂=854;
Р - коэффициент, учитывающий массу жидкого балласта, принятого в бортовые отсеки 5 одного борта, Р=0,340;
К - коэффициент, учитывающий увеличение подъемной силы затонувшего судна за счет присоса грунта, К=1,175, принят для случая илистого грунта;
l(ϕ) - плечо опрокидывающего момента затонувшего судна (см. фиг.1), где
ϕ - угол спрямления (угол наклона диаметральной плоскости затонувшего судна к плоскости уровня спокойной воды на акватории (см. фиг.2), рад. В начальный период спрямления ϕ = ϕ₀ = 10^°; в конечный ϕ = ϕ_m = 45^°; l(l0^o)= 4,7 M., l(45^o)=0;
θ - угол крена судоподъемного судна, рад.

При наклонении (в начальный период спрямления) судоподъемного судна в сторону затонувшего θ = -θ₀ = -12^°. Максимальный угол крена судоподъемного судна на противоположный борт θ = θ_k = 12^°;
l(θ) - плечо восстанавливающего момента статической остойчивости судоподъемного судна (не показано), м, l(θ₀)=1,91м.

При таком используемом численном значении символов данного соотношения левая часть неравенства, т.е. λ, равна 4,18, а правая - 1,79, что и обеспечивает спрямление затонувшего судна за один цикл.

Проводят концы спрямляющих тросов 3 через направляющие 6, расположенные в верхней части корпусных надпалубных конструкций 7 судоподъемного судна, ближайших к затонувшему, в частности ограждений борта, и жестко, без возможности какого-либо перемещения закрепляют их в блоках 8 и сгруппированных на них тросовых зажимах 9 (фиг.7 и 8), и палубных обухах 10 судоподъемного судна. Причем предварительную набивку в этих узлах втугую спрямляющих тросов 3 производят с помощью лебедок (не показано) буксирных тросов, а обжатие указанных тросов производят вручную непосредственно в тросовых зажимах 9, расположенных к тому же еще в две линии (фиг.8) и жестко связанных с основанием (не показано) блоков 8, которые в свою очередь также жестко соединены (не показано) с надпалубными конструкциями 7 судоподъемного судна.

Затем начинают спрямление затонувшего судна 2, находящегося на грунте акватории с креном 10^o, в следующей последовательности: производят перекачку жидкого балласта из бортовых отсеков 5, ближайших к затонувшему судну, в аналогичные отсеки противоположного борта судоподъемного судна, принимающего крен в сторону затонувшего - 12^o, при этом процесс балластировки бортовых отсеков ведут управляемо (плавно и поочередно); производят контроль, в частности, с помощью водолазов или аппаратуры подводного телевидения (не показано), за положением затонувшего судна и положением и состоянием спрямляющих тросов 3 в местах их закрепления на указанном блоке и полного обжатия; при удовлетворительных результатах контроля производят дальнейшую перекатку жидкого балласта в бортовые отсеки 5 противоположного борта судоподъемного судна до спрямления затонувшего (фиг.2) и посадки его днищем на грунт акватории (фиг.3).

Затонувшее судно спрямляется до положения днищем на грунте (см. фиг.3) (ϕ = 90^°), проходя через положение максимального угла сил спрямления ϕ_m = 45^°.

Судоподъемное судно по окончании этой операции спрямления получает крен на борт, противоположный затонувшему, θ_k = 12^°.

При определенных условиях, в частности, небольшая глубина акватории, размерения затонувшего судна и судоподъемного, исходное положение последнего может быть установлено (за счет соответствующей балластировки бортовых отсеков) с креном в сторону затонувшего судна до взаимного контакта их корпусов через кранцевую защиту (не показано), а при наличии близко расположенных сторонних конструкций, например причальная стенка, и уклона дна (не показано) и характеристик грунта (глина, глинисто-песчаный и т.п.), содействующих некоторому соскальзыванию затонувшего судна при его спрямлении, могут быть установлены подкильные тросы (фиг.2), соединяющие затонувшее судно с причальной стенкой.

В случае необходимости производят увеличение опрокидывающего момента для затонувшего судна за счет включения в работу буксирных лебедок (не показано) вспомогательного судна до постановки затонувшего объекта днищем на грунт акватории (фиг.3). На этом подготовительную операцию спрямления заканчивают.

Для выполнения следующей операции - подъема (фиг.4) водолазами обследуют состояние и положение затонувшего судна и спрямляющих 3 и подъемных тросов 4 в местах их закрепления на нем. Буксируют судоподъемное судно в сторону затонувшего судна и ориентируют их относительно друг друга на расчетном расстоянии с использованием принципа равноудаленности и закрепляют судоподъемное неподвижно относительно грунта акватории аналогично операции спрямления (не показано). Отсоединяют спрямляющие тросы 3 из тросовых зажимов 9 блоков 8. Перекатывают жидкий балласт в бортовые отсеки 5, ближайшие к затонувшему судну, таким образом, чтобы судоподъемное судно имело бы угол крена θ = -θ. Производят набивку втугую спрямляющих тросов 3 (при использовании их для целей подъема) с помощью лебедок буксирного судна и грузовых скоб (не показано), а обжатие указанных тросов производят вручную непосредственно в тросовых зажимах 9. Подают концы подъемных тросов 4, в частности подъемным краном (не показано), к верхним частям надпалубных конструкций 7 судоподъемного судна и проводят концы подъемных тросов через направляющие 6. Набивают концы указанных тросов аналогично описанным выше спрямляющим тросам 3, обжимают и жестко закрепляют вручную подъемные тросы 4 последовательно в тросовых зажимах 9, сгруппированных на блоках 8 (фиг.7, 8). Закрепление выполняют тщательно, чтобы избежать каких-либо перемещений в процессе операции подъема спрямляющих и подъемных тросов, аналогично операции спрямления.

При благоприятных обстоятельствах, в частности близко расположены сторонние конструкции (причальная стенка и т.п.), для дополнительной ориентации судоподъемного судна перед началом операции подъема целесообразно использовать швартовные канаты (фиг.4).

Операцию подъема спрямленного затонувшего судна (фиг.4) осуществляют в следующей последовательности: производят перекатку жидкого балласта из бортовых отсеков 5, ближайших к затонувшему судну, в соответствующие бортовые отсеки противоположного борта. Создаваемые при этом усилия на судоподъемном судне позволяют произвести подъем затонувшего судна на расчетную высоту. При благоприятных условиях, в частности небольшая глубина акватории в месте нахождения затонувшего судна, может оказаться, что только за одну ступень операции подъема из воды выйдут его надпалубные конструкции (надстройки, комингсы грузовых люков и т. п. ), способные участвовать в обеспечении положительной плавучести поднятому судну при откатке забортной воды, в частности погружными насосами (не показано), из его затопленных помещений (машинное отделение, грузовые трюмы и т.д. не показаны) (фиг.5). Затем производят транспортировку, в частности, вспомогательными судами (не показано) системы поднятое судно - судоподъемное судно в удобное место стоянки, например к причальной стенке, для завершающих работ по обеспечению безопасности поднятого судна (дальнейшая откатка забортной воды, удаление груза из трюмов, заделка пробоин и т.п.).

При необходимости описанную выше ступень операции подъема затонувшего судна повторяют, если глубина акватории в месте кораблекрушения (аварии) больше максимальной высоты подъема судна имеемым судоподъемным судном. При этом операцию подъема выполняют ступенчато и осуществляют в следующей последовательности: выполняют первую ступень операции и систему затонувшее судно - судоподъемное судно, с одновременным потравливанием канатов собственных 11 и мертвых 12 якорей (фиг.1), перемещают вспомогательными судами (не показано), в частности буксирами, на меньшую глубину до посадки затонувшего судна днищем на грунт акватории; отсоединяют концы спрямляющих и подъемных тросов в местах их закрепления на блоках тросовых зажимов и палубных обухах судоподъемного судна. Затем подготавливают судоподъемное судно, как было описано выше, и выполняют вторую ступень операции подъема: перекатывают жидкий балласт из бортовых отсеков противоположного борта в бортовые отсеки судоподъемного судна, ближайшие к затонувшему (фиг.4); производят укладку концов спрямляющих и подъемных тросов в направляющие; производят поочередную набивку, обтяжку и закрепление концов указанных тросов в тросовых зажимах и палубных обухах судоподъемного судна, как указано выше для выполнения операции подъема. Производят откатку жидкого балласта из бортовых отсеков накрененного в сторону затонувшего объекта судоподъемного судна и поднимают затонувшее судно на расчетную высоту. На этом вторую ступень операции подъема заканчивают.

В случае получения ожидаемого результата за вторую ступень операции подъема (выход из воды надстроек, комингсов грузовых люков и т.п.) дальнейшую работу выполняют аналогично описанной для мелководья (откатка забортной воды, буксировка системы поднятое судно - судоподъемное судно и т.д.). В случае неполучения ожидаемого результата ступени подъема повторяют до выхода из воды надпалубных конструкций затонувшего судна с последующим выполнением завершающих работ.

Для преодоления локального выступа на грунте акватории, в частности скала, целесообразно до ее прохождения буксируемой системой поднятое судно - судоподъемное судно произвести наклонение последнего на противоположный борт за счет принятия жидкого балласта в свободные бортовые отсеки (фиг.6). Увеличение высоты подъема можно получить и при некотором заполнении жидким балластом центральных отсеков (не показано) судоподъемного судна. При этом произойдут изменение сил плавучести, кренящего момента и метацентрической высоты судоподъемного судна.

Осуществление способа показало, что жесткое закрепление спрямляющих и подъемных тросов без каких-либо перемещений в блоках тросовых зажимов обеспечивает фиксированную длину указанных тросов в процессе управляемых операций спрямления и подъема и позволяет в качестве модуля 1 эффективно использовать водоизмещающие плавучие сооружения, содержащие балластную систему и бортовые отсеки и не имеющие собственных грузоподъемных средств (лебедки, краны и т. д. ), что намного упрощает процесс подъема затонувшего объекта. Причем наличие блоков с жестко закрепленными на них в две линии сгруппированных тросовых зажимов позволяет безопасно, просто и легко производить замену дефектных тросов.

Способ подъема затонувшего объекта предназначен преимущественно для подъема затонувших судов и заключается в том, что затонувший объект за счет усилия судоподъемного модуля спрямляют, устанавливая днищем на грунт, а затем начинают подъем. Для этого располагают модуль вблизи объекта и закрепляют неподвижно относительно грунта. Накреняют модуль в сторону объекта, соединяют надпалубные места объекта с верхними частями корпуса модуля, ближайшими к объекту, гибкими связями и обтягивают их втугую. Спрямляют модуль до установки объекта днищем на грунт. Накреняют модуль в сторону объекта, перекрепляют концы связей на модуле, обтягивают их втугую и спрямляют модуль до оголения объекта над уровнем воды. При необходимости подъем с его подготовкой повторяют, буксируя объект на меньшую глубину до посадки его на грунт акватории. Такое выполнение способа обеспечивает упрощение подъема и снижение затрат. 8 ил.

Способ подъема затонувшего объекта, заключающийся в придании последнему вращательного движения в ходе выполнения подготовительной операции спрямления этого объекта за счет усилия расположенного вблизи него судоподъемного модуля, соединенного гибкими связями с надпалубными конструкциями затонувшего объекта, а затем придания этому объекту вертикально-поступательного движения указанным модулем в ходе операции подъема, отличающийся тем, что перед операцией спрямления затонувшего объекта судоподъемный модуль в виде водоизмещающего плавучего сооружения закрепляют неподвижно относительно грунта, накреняют его в сторону затонувшего объекта, указанные гибкие связи соединяют с верхними частями корпусных конструкций судоподъемного модуля, ближайшими к затонувшему объекту, и обтягивают втугую, а усилие судоподъемного модуля создают его спрямлением до установки затонувшего объекта днищем на грунт акватории, затем при проведении операции подъема накреняют судоподъемный модуль в сторону затонувшего объекта и после перекрепления концов гибких связей и их обтяжки втугую последний спрямляют, причем при невыходе корпусных конструкций затонувшего объекта над поверхностью воды его буксируют на меньшую глубину до посадки на грунт акватории и повторяют упомянутые операции по подъему.