ЯКОРНАЯ СИСТЕМА Российский патент 2014 года по МПК B63B21/50 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к якорной системе для полупогружной внебереговой конструкции, такой как платформа, специально разработанной для эксплуатации в условиях Арктики.

Уровень техники

Операции в водах Арктики, в силу сурового климата, предъявляют высокие требования к экипажу и оборудованию. Крупные айсберги, дрейфующие в открытом море, или дрейфующие многолетние ледяные торосы значительной массы и плотности с поверхностным льдом могут представлять угрозу поставленным на якорь плавучим установкам. Поэтому необходимо иметь возможность, при получении уведомления, в короткий срок отстыковываться и уводить установки из опасной зоны, а также иметь возможность вновь стыковаться с якорной системой эффективным образом.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения состоит в создании якорной системы, которая позволяет отстыковывать поставленную на якорь конструкцию и быстро перемещать ее в другое место в случае опасности.

Это достигается якорной системой, соответствующей пунктам прилагаемой формулы изобретения. В частности, якорной системой для полупогружной внебереговой конструкции, у которой имеется наружный корпус с нижней и верхней ватерлиниями, при этом указанная якорная система содержит якорную оттяжку, идущую от фиксированного места на морском дне к устройству крепления на указанной внебереговой конструкции, причем по меньшей мере часть якорной оттяжки, ближайшая к устройству крепления, представляет собой цепь, а устройство крепления содержит клюз и цепной стопор, расположенные ниже указанной нижней ватерлинии. Якорная система отличается тем, что цепной стопор расположен в сухом объеме внутри наружного корпуса, при этом цепной стопор герметично соединен с одной стороны с клюзом, а с противоположной стороны с клюзовой трубой, которая проходит внутри корпуса на расстояние выше указанной верхней ватерлинии, а клюз отходит от цепного стопора в направлении отверстия в наружном корпусе и герметично соединен с последним.

Преимущество соответствующей настоящему изобретению якорной системы заключается в возможности быстрого и надежного освобождения якорных оттяжек. Система также позволяет простым образом доставать якорную оттяжку со дна, присоединять оттяжку и проводить техническое обслуживание якорной системы. Освобождение якорных оттяжек можно производить при их полном натяжении, вплоть до уровня разрывной нагрузки. Якорная система позволяет просто выполнять процедуры присоединения и технического обслуживания. В конструкции якорной системы приняты разумные меры против истирания цепи и для снижения усталостных нагрузок на цепь. Якорную систему можно приводить в действие за счет источников накопленной энергии независимо от энергоснабжения платформы.

Краткое описание чертежей

Варианты выполнения настоящего изобретения будут подробнее описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 изображает в целом плавучую платформу, поставленную на якорь согласно системе, соответствующей настоящему изобретению,

фиг.2 изображает части якорной системы, расположенные внутри корпуса,

фиг.3 изображает фрагмент механизма цепного стопора,

фиг.4 изображает платформу, освобожденную от якорной оттяжки,

фиг.5 изображает, как камеру цепного стопора можно герметизировать для технического обслуживания,

фиг.6 подробно изображает устройство клюза,

фиг.7 и 8 изображают механизм цепного стопора в положении удержания цепи,

фиг.9 и 10 изображают механизм цепного стопора, когда производится освобождение цепи,

фиг.11 и 12 изображают механизм цепного стопора, когда произошло полное освобождение цепи,

фиг.13 и 14 изображают механизм цепного стопора, когда производится затягивание якорной оттяжки в стопор,

фиг.15 и 16 изображают цепной стопор, когда он снова удерживает цепь,

фиг.17 подробно изображает поисковый буй.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показана плавающая в море полупогружная платформа 7. Платформа 7 пришвартована к морскому дну 8 некоторым числом якорных оттяжек 4. Якорные оттяжки 4 входят в корпус платформы 7 через направляющие раструбы клюзов достаточно глубоко под ватерлинией 1, 2 (зимней и летней ватерлиниями соответственно). Каждая якорная оттяжка 4 фиксируется быстроосвобождаемым цепным стопором 22, расположенным ближе к оси платформы непосредственно за клюзом 10.

Якорные оттяжки 4 оснащены коренными цепными участками 23. Остальная часть якорной оттяжки 4 может состоять из нескольких тросов различных типов, а также соединительных устройств. Якорная оттяжка 4 может быть оснащена поисковым буем 3, который оборудован рукояткой захвата для облегчения подъема якорной оттяжки 4 с морского дна 8 после ее освобождения. Якорная оттяжка 4 может быть также оснащена промежуточным всплывающим буем 5, который во время освобождения оттяжки тянет коренной цепной участок и коренную часть якорной оттяжки 4 горизонтально в направлении места, где находится якорь 6. Это снижает вероятность спутывания якорных оттяжек 4 и защищает расположенные на морском дне установки. Это показано на фиг.4, где изображена ситуация, когда произошло освобождение якорной оттяжки. Якорная оттяжка 4 лежит на морском дне 8 за исключением средней части оттяжки, которая подтянута вверх всплывающим буем 5, который также приподнимает и поисковый буй 3 на небольшую высоту над морским дном 8.

На фиг.2 показана якорная система на платформе 7. Якорная оттяжка 4 входит в корпус платформы 7 через клюз и фиксируется цепным стопором, который содержит затопляемую внутреннюю камеру и водонепроницаемый корпус. Клюз и цепной стопор соединены между собой герметично. Все механические функциональные элементы и электрические датчики находятся на сухой стороне водонепроницаемого корпуса и легкодоступны изнутри корпуса платформы 7. В цепном стопоре имеются сквозное отверстие и отверстие в верхней части, к которому присоединена J-образная клюзовая труба 9, поднимающаяся вертикально выше ватерлинии. Цепной стопор и клюзовая труба 9 соединены между собой герметично. Натяжение якорных оттяжек 4 создается натяжными лебедками 24, которые действуют на некоторой высоте над верхним краем клюзовых труб.

На фиг.6 клюз изображен подробно. Коренной цепной участок якорной оттяжки 4 входит в корпус через подводный клюз с направляющим раструбом 16, чтобы предотвратить контакт цепи с боковыми стенками в нормальных рабочих условиях. Внутренние края направляющего раструба приварены к наружной поверхности опорной плиты 15.

На фиг.3 еще более подробно показан механизм цепного стопора 22. Направляющий раструб 10 клюза обеспечивает наличие достаточных зазоров вокруг коренной цепи вне цепного стопора, так чтобы не возникало никакого контакта цепи с другими поверхностями, вызванного движением при нормальных рабочих условиях. В камере 25 цепного стопора цепь удерживается между направляющей 11 цепи и палом 26. Пал 26 представляет собой удлиненный элемент, у которого первый конец закреплен на поворотной оси 27 стопора. Второй конец 20 удерживается в неподвижном состоянии (т.е. как показано на чертеже) в освобождаемом запирающем устройстве. Запирающее устройство включает в себя поворотную запирающую ось 28 с полукруглым вырезом (фактически, угол выреза составляет немного более 180°). Благодаря вырезу образована фиксирующая поверхность, на которую должен опираться второй конец 20 пала, когда пал находится в запертом положении, как показано на чертеже. При повороте запирающей оси 28 происходит освобождение пала 26. Указанные оси проходят сквозь водонепроницаемый корпус 12 цепного стопора. Уплотнения обеспечивают то, что механизм, приводящий в действие пал, и запирающее устройство внутри камеры цепного стопора могут быть смонтированы в сухом пространстве внутри корпуса.

На фиг.7 и 8 показан цепной стопор снаружи (фиг.7) и изнутри (фиг.8) герметизированной камеры 25, когда стопор находится в зафиксированном положении готовности (для быстрого освобождения). Механизм снаружи камеры включает в себя коромысло 29 стопора, установленное на оси 27 стопора. На дальнем конце коромысла 29 находится вилка 30 с пальцем 31, который скользит в пазу продолговатой кулисы 32, установленной на одной стороне гидравлического цилиндра 33 пала. Гидравлический цилиндр пала своей другой стороной шарнирно закреплен на корпусе камеры. Запирающий механизм включает в себя запирающее коромысло 34, установленное на запирающей оси 28. Запирающее коромысло 34 своим дальним концом шарнирно соединено с первым концом первой соединительной тяги 35. Первая соединительная тяга 35 далее своим вторым концом соединена с первым концом второй соединительной тяги 36. Вторая соединительная тяга 36 своим вторым концом шарнирно закреплена на корпусе камеры. В середине второй соединительной тяги 36 находится палец 37, который скользит в пазу продолговатой кулисы 38, установленной на одной стороне гидравлического цилиндра 39 запирающего устройства. Своей другой стороной цилиндр запирающего устройства шарнирно закреплен на корпусе 12 камеры.

На фиг.9 и 10 показан механизм внутри и снаружи корпуса камеры, когда произведено освобождение цепи. Освобождение находящейся под натяжением цепи осуществляется цилиндром 39 запирающего устройства, который втягивает шток, устанавливая соединительные тяги 35, 36 запирающего устройства под углом друг к другу и давая возможность оси 28 запирающего устройства повернуться и освободить конец 20 пала 26. Натяжение цепи заставляет пал повернуться. Кулиса 32 на гидравлическом цилиндре пала дает возможность совершить такое вращение без выпуска штока цилиндра.

На фиг.11 и 12 цепной стопор показан в состоянии полного освобождения цепи. После освобождения цепь быстро выпадает через клюз и остается лежать на морском дне 8.

Следующая операция заключается в вылавливании цепи из моря. Это выполняют путем захвата поискового буя, выведения его на поверхность и присоединения втягивающего троса к концу коренного участка цепи. Затем цепь можно протащить через клюз и вверх до лебедки. Это показано на фиг.13 и 14. Цилиндр 33 пала активно используется для удержания устройства в открытом положении, когда производится втягивание якорной оттяжки 4 в стопор.

Цилиндр пала также используется для удержания пала в положении запирания цепи с момента времени, когда цепь завели в стопор, и до момента, когда будет включено запирающее устройство, см. фиг.15 и 16. Последней операцией будет поворот оси запирающего устройства, чтобы запереть пал.

Элементы механизма цепного стопора, поисковый буй и промежуточный всплывающий буй

Для облегчения подъема якорной оттяжки 4 с морского дна между коренной цепью 23 и коренным участком троса якорной оттяжки 4 может быть установлен поисковый буй 3. Данный буй имеет достаточный запас плавучести, чтобы он в состоянии покоя мог зависнуть над морским дном. Буй оснащен рукояткой 40 захвата, которая ориентирована удобным образом для облегчения подъема, см. фиг.4 и 17.

На фиг.5 показан вариант герметизации камеры цепного стопора для технического обслуживания. Места соединения цепного стопора с клюзовой трубой и направляющим раструбом клюза содержат уплотнения, а герметизация самого раструба клюза осуществляется специальной клинообразной заглушкой 13.

Доступ к полости камеры цепного стопора или демонтаж всего цепного стопора осуществляют согласно следующей методике:

1. Герметизируют направляющий раструб клюза специальной клинообразной заглушкой 13.

2. Сливают 14 морскую воду из камеры цепного стопора и клюзовой трубы.

3. Снимают боковую панель цепного стопора, или

4. Снимают нижнюю секцию клюзовой трубы.

5. Снимают цепной стопор.

6. Глушат отверстие опорной плиты закрывающей накладкой.

Функция промежуточного всплывающего буя 5 заключается в том, чтобы во время быстрого освобождения цепи оттянуть коренную цепь 23 и коренной участок якорной оттяжки 4 горизонтально в направлении того места, где располагается якорь, и снизить вероятность спутывания якорных оттяжек 4, а также защитить расположенные на морском дне установки.

Для обеспечения функционирования буя он должен быть конструктивно выполнен с достаточной плавучестью, чтобы поддерживать участок якорной оттяжки 4, идущий от самого буя и вниз до поискового буя 3, и должен быть размещен на якорной оттяжке 4.

Изобретение относится к якорной системе для полупогружной внебереговой конструкции, у которой имеется корпус с нижней и верхней ватерлиниями (2, 1), при этом указанная якорная система содержит якорную оттяжку (4), идущую от фиксированного места на морском дне (8) к устройству крепления на указанной внебереговой конструкции, причем по меньшей мере часть якорной оттяжки, ближайшая к устройству крепления, представляет собой цепь. Устройство крепления содержит клюз (10) и цепной стопор (22), расположенные ниже указанной нижней ватерлинии. Цепной стопор (22) расположен в сухом объеме внутри наружного корпуса, при этом цепной стопор герметично соединен с одной стороны с клюзом, а с противоположной стороны с клюзовой трубой (9), которая проходит внутри корпуса на расстояние выше указанной верхней ватерлинии. Клюз отходит от цепного стопора в направлении наружного корпуса и герметично соединен с последним. Реализация изобретения позволит отстыковать поставленную на якорь конструкцию и быстро перемещать ее в другое место в случае опасности. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Якорная система для полупогружной внебереговой конструкции, имеющей наружный корпус с нижней и верхней ватерлиниями, содержащая якорную оттяжку (4), проходящую от фиксированного места на морском дне (8) к устройству крепления на внебереговой конструкции, причем по меньшей мере часть якорной оттяжки (4), ближайшая к устройству крепления, представляет собой цепь, а устройство крепления содержит клюз и цепной стопор, расположенные ниже указанной нижней ватерлинии, отличающаяся тем, что цепной стопор расположен в сухом объеме внутри наружного корпуса, при этом цепной стопор герметично соединен с одной стороны с клюзом, а с противоположной стороны с клюзовой трубой, которая проходит внутри корпуса на расстояние выше указанной верхней ватерлинии, а клюз отходит от цепного стопора в направлении отверстия в наружном корпусе и герметично соединен с последним.

2. Якорная система по п.1, отличающаяся тем, что клюз представляет собой раструб, поперечное сечение которого предпочтительно имеет форму многоугольника, в оптимальном случае - шестиугольника.

3. Якорная система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что на определенном расстоянии от клюза к якорной оттяжке (4) прикреплен буй, предпочтительно оснащенный рукояткой захвата.

4. Якорная система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что цепной стопор содержит водонепроницаемый корпус, к которому прикреплены клюз и клюзовая труба и в котором на отдельных поворотных осях шарнирно установлены пал и связанное с ним освобождаемое запирающее устройство, причем указанные оси через уплотнения проходят сквозь боковую стенку корпуса наружу, при этом снаружи с указанными осями соединены средства привода с целью перемещения пала и запирающего устройства между запертым и отпущенным положениями.

5. Якорная система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что предусмотрена возможность введения заглушки в клюз через указанное отверстие в наружном корпусе с целью закрывания клюза, что позволяет слить воду из цепного стопора и клюзовой трубы и обеспечивает возможность ремонта, технического обслуживания или замены цепного стопора в сухих условиях.

6. Якорная система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что при нормальной работе цепь удерживается в цепном стопоре одним звеном, расположенным на расстоянии 2-6 звеньев от внутреннего конца цепи.

7. Якорная система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что при нормальной работе в контакт с поверхностями клюза могут входить менее десяти звеньев цепи, при этом всякое поперечное перемещение цепи относительно цепного стопора гасится между двумя определенными звеньями цепи, причем звено, ближайшее к точке фиксации в цепном стопоре, удерживается в неподвижном состоянии.

8. Система якорной оттяжки (4), содержащая основную якорную оттяжку (4), которая прикреплена одним концом к якорю на морском дне (8), а на своем другом конце содержит коренную цепь для присоединения к плавучему средству, отличающаяся тем, что к коренной цепи прикреплен поисковый буй в месте соединения коренной цепи с основной якорной оттяжкой (4), при этом указанный буй предпочтительно обладает плавучестью, достаточной для подъема по меньшей мере небольшой части коренной цепи с морского дна (8), когда указанная цепь легла на морское дно (8) после освобождения от плавучего средства.

9. Система по п.8, отличающаяся тем, что буй оснащен рукояткой захвата для подъема якорной оттяжки.

10. Система по п.8 или 9, отличающаяся тем, что к основной якорной оттяжке (4) на определенном расстоянии от поискового буя прикреплен всплывающий буй, при этом указанное расстояние предпочтительно составляет более половины, но менее трех четвертей глубины моря, оптимально - около двух третей глубины моря.