Технологический комплекс для поиска и подъема затонувших объектов в глубоководных акваториях
Использование: оборудование судов, предназначенных для специальных целей и включающих устройства для обнаружения затонувших объектов и их подъема на поверхность глубоководной акватории. Сущность: контейнер забортного носителя аппаратуры имеет дополнительный аварийный отсек с размещенным в нем аварийным буем, контейнер снабжен дугообразными элементами для сцепления с захватным механизмом грузонесущего троса обеспечивающего судна, цилиндрическая втулка захватного механизма надевается на конец каната-буйрепа, освобожденного от всплывшего аварийного буя, и перемещается по канату-буйрепу до контейнера и сцепления захватного механизма с дугообразными элементами. Технический результат: обеспечение синергии достоверного поиска точного места затонувшего объекта в глубоководных акваториях и высокой надежности его подъема при одноразовой операции посредством несложных устройств, снижение трудоемкости и стоимости работ. 1 с. и 6 з. пп. ф-лы, 2 фиг.
Техническое решение относится к конструктивному выполнению оборудования судов, предназначенных для специальных целей и включающих устройства для обнаружения затонувших объектов и их подъема на поверхность глубоководной акватории, преимущественно - для обнаружения и подъема затонувших объектов при производстве морских геолого-геофизических работ.
Поиск и подъем затонувших объектов является сложным, длительным и дорогостоящим процессом [3, 4, 17]. Предназначенные для подъема затонувших объектов большой массы (например, подводных лодок), выполненные в виде специальных оболочек-понтонов [3, 17] или трубчатых грузонесущих связей в виде труб с клещевыми захватами [3], установки сложны, громоздки и дороги, при этом их эффективность, в первую очередь, определяется достоверностью и надежностью поиска места затонувшего объекта.
Технология по подъему затонувших объектов, оторвавшихся при буксировке (либо при опускании на дно) при производстве морских геолого-геофизических работ, требует ряда специфических операций, включающих два основных этапа: 1) поиск (обнаружение) затонувших объектов и 2) их
подъем на поверхность акватории с дальнейшим размещением на борту обеспечивающего судна.
Запатентованные в последнее время технологии и устройства [1, 2, 4-8], как правило, разделяются по двум этапам и решают отдельно задачи поиска или подъема затонувших объектов. Так, поиск затонувших объектов традиционно реализуется [2, 5-8] путем обнаружения буя (всплывающего буя), например для донных станций [5-8], а подъем находящегося на дне объекта осуществляется посредством буйрепа всплывающего буя [1, 2, 5].
Технология [2] поиска затонувшего объекта включает фиксирование местоположения затонувшего объекта по всплывшему аварийному бую, который всплывает по гидроакустическому командному сигналу с обеспечивающего судна, и является модернизацией устройств [6, 7]. Однако устройство [2] не раскрывает операции подъема затонувшего объекта и не учитывает специфики морских геолого-геофизических работ.
Устройство [1] подъема объекта с морского дна, принятое за прототип, содержит бортовой модуль на обеспечивающем судне (ОС) и забортный подводный носитель оборудования и/или аппаратуры (НОА), расположенный на дне акватории, причем бортовой модуль включает спуско-подъемное устройство в виде лебедки или крана с грузонесущим тросом, блок гидроакустической связи с забортным носителем НОА, блок поиска и обнаружения аварийных всплывающих буев, а забортный НОА выполнен в виде контейнера, включающего функциональный рабочий блок, при этом устройство [1] снабжено всплывающим буем для фиксирования местоположения НОА, который снабжен блоком гидроакустической связи с ОС и устройством всплытия по командному сигналу с ОС.
Причем буй в устройстве [1] выполнен автономным с собственным якорем, что требует последовательно подъема установленного на дне объекта, а затем и буя с его якорем, поскольку буйреп буя связан с постановочным (грузоподъемным) тросом.
Устройство [1], однако, не предназначено для подъема затонувших объектов в глубоководных акваториях (от 4 до 6 тыс. м), а буйреп, в ряде случаев, не обладает достаточной прочностью для подъема объектов с таких глубин, что снижает надежность и эффективность производства работ.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в создании технологического комплекса для поиска и подъема затонувших объектов в глубоководных акваториях, который позволил бы с учетом специфики морских геолого-геофизических работ осуществлять надежное обнаружение затонувшего объекта и последующий подъем его на поверхность (на борт ОС).
Основной технический результат предлагаемого комплекса - обеспечение синергии достоверного поиска точного места затонувшего объекта в глубоководных акваториях и высокой надежности его подъема при одноразовой операции посредством относительно несложных устройств, реализующих оптимальный критерий производства «сложность - стоимость - эффективность», т.е. достижение максимальной эффективности работ при их приемлемой сложности и стоимости. Рациональная конструкция предложенного комплекса позволяет по сравнению с известной технологией аналогов и прототипа сократить сроки по подъему затонувших объектов при снижении трудоемкости и стоимости работ.
Технический результат достигается следующим образом.
Технологический комплекс для поиска и подъема затонувших объектов в глубоководных акваториях содержит бортовой модуль на обеспечивающем судне (ОС) и забортный подводный носитель оборудования и/или аппаратуры (НОА), расположенный на дне акватории, причем бортовой модуль включает спуско-подъемное устройство в виде лебедки или крана с грузонесущим тросом, блок гидроакустической связи с забортным носителем НОА, блок поиска и обнаружения аварийных всплывающих буев, а забортный НОА выполнен в виде контейнера, включающего функциональный рабочий блок, при этом технологический комплекс
снабжен всплывающим буем для фиксирования местоположения НОА, который снабжен блоком гидроакустической связи с ОС и устройством всплытия по командному сигналу с ОС.
Отличительной особенностью комплекса является то, что контейнер забортного носителя НОА имеет дополнительный аварийный отсек с размещенным в нем аварийным буем и запасом соединительного каната-буйрепа, в верхней части контейнер снабжен дугообразными элементами для сцепления с захватным механизмом грузонесущего троса ОС, который выполнен в виде грузоподъемного кабель-троса, аварийный буй посредством размыкателя закреплен к контейнеру забортного НОА, на аварийном буе закреплен один конец соединительного каната-буйрепа, другой конец которого закреплен за дугообразные элементы сцепления, а грузоподъемный кабель-трос на опускаемом под воду конце снабжен цилиндрической втулкой с жестко соединенным с ней кулисно-рычажным захватным механизмом и закрепленными на нем видеокамерой и осветителем. Причем цилиндрическая втулка выполнена с возможностью ее надевания на конец каната-буйрепа после отсоединения его от всплывшего аварийного буя и возможностью последующего перемещения к дугообразным элементам контейнера по канату-буйрепу, закрепленному на борту ОС, до захвата дугообразных элементов сцепления захватным механизмом грузоподъемного кабель-троса.
Комплекс также отличается тем, что в качестве блоков гидроакустической связи между забортным носителем НОА и бортовым модулем ОС использованы блоки гидроакустической навигации, а в качестве разъединителя аварийного буя от контейнера НОА использован гидроакустический размыкатель.
Кроме того, отличием комплекса является то, что блок поиска и обнаружения бортового модуля снабжен устройством управления работой видеокамеры, осветителя и спуско-подъемного устройства с грузоподъемным кабель-тросом.
Канат-буйреп выполнен из полипропилена с канатоемкостью, соответствующей глубине акватории.
При этом комплекс отличается тем, что грузоподъемный кабель-трос обладает грузоподъемностью и механической прочностью, определяемыми массой затонувшего объекта и глубиной акватории, и снабжен стабилизаторами крутящего момента, например, подруливающими устройствами.
Дугообразные элементы сцепления выполнены в виде, по крайней мере, одной пары взаимно перпендикулярных дуг для захвата их захватным механизмом грузоподъемного кабель-троса.
В конкретных случаях использования функциональный рабочий блок контейнера НОА представляет собой глубоководную буровую установку, или подводные аппараты типа «МАК», «НЕПТУН», «КРОТ», или другое оборудование и аппаратуру массой до 3000÷5000 кг, а глубина акватории в районе затонувшего объекта составляет 4000÷6000 м.
Фиг.1 иллюстрирует общую конструктивную схему технологического комплекса и его работу при поиске (фиг.1, а), при всплытии аварийного буя (фиг.1, б) и при подъеме (фиг.1, в) затонувшего объекта; на фиг.2 представлена укрупненная конструктивная схема комплекса при его функционировании (пример подъема затонувшей глубоководной буровой установки).
Технологический комплекс для поиска и подъема затонувших объектов в глубоководных акваториях включает обеспечивающее судно (ОС) 1, бортовой модуль 2 ОС в составе спуско-подъемного устройства 2(3), блока 2(4) гидроакустической связи с забортным НОА и блока 2(5) поиска и обнаружения аварийных буев (с устройствами управления видеокамерой, осветителем и спуско-подъемным устройством), а также забортный подводный носитель 6, содержащий контейнер 7 подводного носителя НОА, аварийный отсек 9 контейнера НОА, аварийный буй 10 с запасом соединительного каната-буйрепа, канат-буйреп 11, блок 12
гидроакустической связи буя 10 с ОС, размыкатель 13 аварийного буя, дугообразные элементы 14 сцепления контейнера с грузоподъемным кабель-тросом, грузоподъемный кабель-трос 15, захватный механизм 16 кабель-троса 15, цилиндрическую втулку 17 с захватным механизмом, видеокамеру 18 и осветитель 19.
Работа комплекса по поиску и подъему затонувших объектов заключается в следующем (фиг.1, 2).
По командному сигналу с блока 2(4) гидроакустической связи ОС 1 с забортным носителем 6 блок 12 аварийного буя 10 подает сигнал на размыкатель 13, и буй 10 всплывает на поверхность акватории (фиг.1, а, б). Канат-буйреп 11 нижним концом закреплен за дугообразные элементы 14 контейнера 7 НОА 6 и ограничивает перемещение аварийного буя 10 на поверхности акватории. Буй 10 обнаруживается известными устройствами, включенными в состав блока 2(5) поиска и обнаружения (например, описанными в [5-8]), поднимается спуско-подъемным устройством 2(3) на борт судна 1 и отсоединяется от каната-буйрепа 11. Затем на освобожденный от буя 10 буйреп 11 надевается цилиндрическая втулка 17 захватного механизма 16, закрепленного на опускаемом под воду конце грузоподъемного кабель-троса 15. Далее, захватный механизм 16, закрепленный на кабель-тросе 15, посредством спуско-подъемного устройства 2(3) перемещается по канату-буйрену 11 к дугообразным элементам 14 сцепления контейнера 7 НОА 6 до захвата дугообразных элементов 14 механизмом 16. Процесс захвата контролируется видеокамерой 18 при освещении места захвата осветителем 19. Управление видеокамерой 18 и осветителем 19 производится посредством блока 2(5) по кабель-тросу 15. Спуско-подъемным устройством 2(3) захваченный за дугообразные элементы 14 затонувший носитель НОА 6(8) поднимается на борт ОС 1 (фиг.1, в; 2).
В качестве блоков 2(4) и 12 гидроакустической связи между забортным носителем НОА 6 и бортовым модулем 2(4) ОС 1 в
предложенном технологическом комплексе могут быть использованы блоки гидроакустической навигации (например, аналогичные описанным в [9, 10], а в качестве размыкателя 13 аварийного буя 10 от контейнера НОА 7 -механический (гидроакустический) размыкатель, известные по [11, 12]. Блок 2(5) поиска и обнаружения бортового модуля 2 обеспечивает работу спуско-подъемного устройства 2(3), выполненного в виде лебедки или крана с грузонесущим кабель-тросом 15, а также работу видеокамеры 18 и осветителя 19. Для адекватного обеспечения работ канат-буйреп 11 выполнен из полипропилена с канатоемкостью, соответствующей глубине акватории. При этом грузоподъемный кабель трос 15 обладает грузоподъемностью и механической прочностью, определяемыми заданными массой и глубиной акватории, и снабжен стабилизаторами (например, подруливающими устройствами). Для повышения надежности захвата затонувшего объекта 7 захватным механизмом 16 дугообразные элементы 14 сцепления выполнены в виде, по крайней мере, одной пары взаимно перпендикулярных металлических дуг.
Предлагаемый технологический комплекс обеспечивает обнаружение и подъем преимущественно затонувших объектов при производстве морских глубоководных геолого-геофизических работ, например глубоководных буровых установок, или подводных аппаратов типа «МАК», «НЕПТУН», «КРОТ» [14-16], или другого оборудования и/или аппаратуры, размещенных в функциональном рабочем блоке 6(8) НОА 6, массой до 3000-5000 кг, при этом глубина акватории в районе затонувшего объекта составляет от 4000 до 6000 м.
Таким образом, новые признаки технологического комплекса, в отличие от известных прототипа и аналогов, обеспечивают комплексную синергию достоверного поиска затонувшего объекта в глубоководных районах с высокой надежностью его подъема (одноразовая операция) посредством несложных устройств, реализующих оптимальный критерий производства «сложность-стоимость-эффектность». Новая рациональная
конструкция предложенного комплекса позволяет сократить сроки по подъему затонувших объектов при снижении трудоемкости и стоимости работ (стоимость затонувшей глубоководной буровой установки (фиг.2) составляет до 10 млн. руб. в ценах 2006 г.).
ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИ
I. Прототип и аналоги:
1. RU 2189331 С1, 20.09.2002 (прототип).
2. RU 2299446 С1, 20.05.2007 (аналог).
3. Морской энциклопедический справочник: В двух томах. Том 2 / Под ред. Н.Н.Исаниа. - Л.: Судостроение, 1987, 520 с. (аналог с.114, 110-111).
4. RU 2301759 С1, 27.06.2007 (аналог).
II. Дополнительные источники по уровню техники:
5. RU 2297939 С2, 27.04.2007.
6. RU2229146 C1, 20.05.2004.
7. RU 28778 U1, 10.04.2003.
8. RU 2294000 С1, 20.02.2007.
9. RU2058567 C1, 20.04.1996.
10. RU 33442 U1, 20.10.2003.
11. RU38154 U1, 27.05.2004.
12. RU 2168184 С1, 27.01.2001.
13. Аварийно-спасательные и судоподъемные средства / А.И.Фигичев и др. - Л.: Судостроение, 1979, 218 с.
14. RU38233 U1, 27.05.2004.
15. RU 64587 U1, 10.07.2007.
16. RU 60136 U1, 10.01.2007.
17. RU47319 U1, 27.08.2005.
1. Технологический комплекс для поиска и подъема затонувших объектов в глубоководных акваториях, содержащий бортовой модуль на обеспечивающем судне (ОС) и забортный подводный носитель оборудования и/или аппаратуры (НОА), расположенный на дне акватории, причем бортовой модуль включает спуско-подъемное устройство в виде лебедки или крана с грузонесущим тросом, блок гидроакустической связи с забортным носителем НОА, блок поиска и обнаружения аварийных всплывающих буев, а забортный НОА выполнен в виде контейнера, включающего функциональный рабочий блок, при этом технологический комплекс снабжен всплывающим буем для фиксирования местоположения НОА, который снабжен блоком гидроакустической связи с ОС и устройством всплытия по командному сигналу с ОС, отличающийся тем, что контейнер забортного носителя НОА имеет дополнительный аварийный отсек с размещенным в нем аварийным буем и запасом соединительного каната-буйрепа, в верхней части контейнер снабжен дугообразными элементами для сцепления с захватным механизмом грузонесущего троса ОС, который выполнен в виде грузоподъемного кабель-троса, аварийный буй посредством размыкателя закреплен к контейнеру забортного НОА, на аварийном буе закреплен один конец соединительного каната-буйрепа, другой конец которого закреплен за дугообразные элементы сцепления, а грузоподъемный кабель-трос на опускаемом под воду конце снабжен цилиндрической втулкой с жестко соединенным с ней кулисно-рычажным захватным механизмом и закрепленными на нем видеокамерой и осветителем, причем цилиндрическая втулка выполнена с возможностью ее надевания на конец каната-буйрепа после отсоединения его от всплывшего аварийного буя и возможностью последующего перемещения к дугообразным элементам контейнера по канату-буйрепу, закрепленному на борту ОС, до захвата дугообразных элементов сцепления захватным механизмом грузоподъемного кабель-троса.
2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что в качестве блоков гидроакустической связи между забортным носителем НОА и бортовым модулем ОС использованы блоки гидроакустической навигации, а в качестве разъединителя аварийного буя от контейнера НОА использован гидроакустический размыкатель.
3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что блок поиска и обнаружения бортового модуля снабжен устройством управления работой видеокамеры, осветителя и спуско-подъемного устройства с грузоподъемным кабель-тросом.
4. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что канат-буйреп выполнен из полипропилена с канатоемкостью, соответствующей глубине акватории.
5. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что грузоподъемный кабель-трос обладает грузоподъемностью и механической прочностью, определяемыми массой затонувшего объекта и глубиной акватории, и снабжен стабилизаторами крутящего момента, например, подруливающими устройствами.
6. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что дугообразные элементы сцепления выполнены в виде, по крайней мере, одной пары взаимно перпендикулярных дуг для захвата их захватным механизмом грузоподъемного кабель-троса.
7. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что функциональный рабочий блок контейнера НОА представляет собой глубоководную буровую установку, или подводные аппараты типа «МАК», «НЕПТУН», «КРОТ», или другое оборудование и аппаратуру массой до 3000÷5000 кг, а глубина акватории в районе затонувшего объекта составляет 4000÷6000 м.
