RU2186282C2 - Устройство для воздействия направленной вверх силы на тело, монтажная рама, способ монтажа устройства и способ транспортировки отрезка трубопровода - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении и ремонте подводных трубопроводов. На трубопроводе закрепляют посредством захватов устройства, содержащие рамы с понтонами, регулирующими общую плавучесть транспортируемой под водой трубопроводной плети. Устройство снабжено треугольным крылом, создающим дополнительную подъемную силу. Натяжение трубопроводной плети осуществляют буксиры по команде вычислительного устройства. Оно же управляет гашением колебаний трубопроводной плети и ее размещением в заранее заданном положении. Повышает надежность трубопроводной плети при ее транспортировании и укладке. 4 с. и 10 з.п. ф-лы, 13 ил.

Description

Изобретение относится к устройству, предназначенному для воздействия направленной вверх силы на тело, находящееся в той или иной среде, причем упомянутое устройство имеет один или более соединительных элементов, посредством которых данное устройство может быть подсоединено к телу.

В частности, настоящее изобретение относится к устройству, предназначенному для воздействия направленной вверх силы на тело, находящееся на дне под водой, как например на трубопровод или его часть, с конечной целью обеспечить возможность буксировки этого тела под водой.

В сущности само по себе известно осуществление буксировки сравнительно коротких отрезков трубопровода, которые предстоит заново уложить, но при этом всегда речь идет о трубе, обладающей достаточной собственной полной плавучестью, если она герметизирована и полностью заполнена воздухом. В большинстве случаев такие отрезки трубы перед буксировкой дополнительно снабжают буксировочными грузами, при помощи которых труба может удерживаться на предварительно заданном расстоянии от дна.

Целью настоящего изобретения является создание устройства и разработка способа, при помощи которых возможно осуществление буксировки нового трубопровода, а также уложенного и уже находившегося в эксплуатации трубопровода на новое его местоположение либо всего его сразу, либо отдельными отрезками большой протяженности. Это имеет особенно важное значение для трубопровода, эксплуатировавшегося в течение сравнительно короткого периода времени, что будет все чаще и чаще происходить в связи с расширением в последнее время разработки малопродуктивных нефтеносных и газоносных пластов, потому что такой трубопровод зачастую сохраняется в достаточно хорошем состоянии для того, чтобы его можно было заново ввести в эксплуатацию.

Специалистам в данной области должно быть очевидно, что с экономической точки зрения оправдана будет в этом случае лишь буксировка на новое место отрезков трубопровода, имеющих большую протяженность. Первое условие, позволяющее обеспечить возможность буксировки находящихся на дне отрезков трубопровода, имеющих большую протяженность, состоит в том, чтобы как можно лучше согласовать совокупную полную плавучесть трубопровода и подсоединяемого к нему устройства или устройств.

Соответственно, согласно настоящему изобретению, предусматривается, чтобы такое устройство было снабжено первым средством, предназначенным для регулирования полной плавучести данного устройства, и вторым средством, которое обеспечивало бы получение дополнительной, направленной вверх силы в зависимости от скорости относительно окружающей среды, которая прикладывалась бы к устройству в сборе с присоединенным к нему телом.

При помощи первого средства можно будет регулировать полную плавучесть устройства таким образом, чтобы общая полная плавучесть этого устройства и той части трубопровода, которая входит в зацепление с этим устройством, на соответствующей глубине над дном была меньше в предварительно задаваемой степени, чем все устройства вместе с находящейся в зацеплении с этим устройством частью трубопровода. Затем при помощи второго средства обеспечивают, чтобы уже при наличии некоторой скорости движения трубопровода с присоединенными к нему устройствами относительно воды или морской воды суммарная полная плавучесть имела достаточно большую величину для обеспечения возможности отрыва трубопровода от дна.

В этом состоит существенное преимущество, заключающееся в том, что трубопровод отойдет от дна моря только в момент, когда начинается буксировка, а затем трубопровод по доставке его на место назначения можно просто погрузить, уменьшив до нуля скорость относительно морской воды. Помимо этого, дополнительное преимущество состоит еще в том, что, например, при изменении погодных условий во время буксировки трубопровод можно будет опустить на более безопасную глубину, просто уменьшив скорость буксировки.

Следующая разработка, проведенная в рамках настоящего изобретения, заключается в том, чтобы снабдить первое средство по меньшей мере одним плавучим элементом, имеющим впускное отверстие и выпускное отверстие, которые предназначаются соответственно для подачи внутрь него среды, имеющей первую плотность, и выпуска из него среды, имеющей вторую плотность, причем плотность второй среды выше, чем плотность первой среды, и упомянутая вторая среда вытесняется первой средой.

Поскольку устройство должно будет подсоединяться к телу, находящемуся под водой, важно при этом обеспечить, чтобы полная плавучесть этого устройства была настолько мала, чтобы устройство могло легко погружаться и быть приведено в правильное положение по отношению к телу, прежде чем будет произведена соответствующая регулировка с целью получения желаемой полной плавучести в состоянии покоя. В соответствии с еще одной разработкой по данному изобретению плавучий элемент или плавучие элементы наполняются прежде чем погрузиться (морской) водой, и как только устройство подсоединено будет к телу, осуществляется вытеснение воды сжатым воздухом.

Второе средство, смонтированное на рассматриваемом устройстве, в сущности представляет собой выполненную в виде крыла конструкцию, соединенную с плавучим элементом, причем конструкция содержит опорную раму для крыла с закрепленной на ней парусиной, а также дополнительные средства, предназначенные для удерживания частей крыла в рабочем положении или нерабочем положении.

В предпочтительном варианте исполнения устройство в соответствии с настоящим изобретением имеет опорную раму для крыла с центральным стержнем, шарнирно смонтированным в продольном направлении на верху плавучего элемента, причем по обе стороны вблизи от его наружного конца на центральном стержне закреплены поворотные рычаги, к которым крепятся раскладные рычаги, состоящие из одной или более частей и предназначенные для приведения поворотных рычагов из нерабочего положения в рабочее положение, и наоборот, при этом раскладные рычаги находятся в зацеплении с поворотными рычагами на одном своем наружном конце, а также находятся в зацеплении со скользящим элементом, имеющим возможность перемещения по центральному стержню, на другом своем наружном конце, а для блокировки раскладных рычагов в предварительно заданном положении на центральном стержне предусмотрены блокировочные средства.

Такая конструкция рассматриваемого устройства имеет соответствующее преимущество, заключающееся в том, что данное устройство со своим крылом занимает сравнительно мало места, находясь в нерабочем состоянии, благодаря чему на одном транспортном средстве можно разместить большое число таких устройств, например, в трюме или на палубе судна. Кроме того, такое шарнирное крыло позволяет в значительной мере облегчить маневрирование устройства при установке его в соответствующем положении под водой, потому что при этом не возникает необходимости в компенсировании направленной вверх силы, воздействующей на крыло при наличии течения или в результате перемещения.

Центральный стержень выполненной в виде крыла конструкции смонтирован шарнирно, благодаря чему крыло может регулироваться независимо от положения плавучего элемента рассматриваемого устройства, которое подсоединяется к транспортируемому трубопроводу. Таким образом, крылья расположенных последовательно в ряд друг за другом устройств, подсоединенных к трубопроводу, могут быть приведены в одинаковое положение, и при этом направленные вверх силы, прикладываемые в нескольких местах, будут согласованы между собой.

Второй вариант исполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что опорная рама для крыла содержит кольцо, имеющее возможность вращаться вокруг плавучего элемента, часть, по существу, П-образной формы, простирающуюся в продольном направлении на протяжении по меньшей мере части плавучего элемента и подсоединенную своими наружными концами к способному вращаться кольцу и имеющую шарнирное соединение с задней стороной плавучего элемента, причем вблизи от наружных концов ножек части, имеющей П-образную форму, смонтированы поворотные рычаги, к которым крепятся раскладные рычаги, состоящие из одной или более частей и предназначенные для приведения поворотных рычагов из нерабочего положения в рабочее положение, и наоборот, при этом раскладные рычаги на одном своем конце находятся в зацеплении с поворотными рычагами, а на другом конце находятся в зацеплении со скользящим элементом, имеющим возможность перемещения по ножке части, имеющей П-образную форму, и для блокировки раскладных рычагов в предварительно заданном положении на ножке части, имеющей П-образную форму, предусмотрены блокировочные средства.

В этом варианте осуществления настоящего изобретения крыло разделено на две половины, расположенные рядом с плавучим элементом или плавучими элементами, благодаря чему предотвращается возможное неучастие в создании направленной вверх силы, воздействующей на крыло, той части поверхности крыла, под которой при этом располагается плавучий элемент. Этот вариант осуществления настоящего изобретения предназначается, в частности, для таких случаев применения, в которых плавучие элементы должны будут обеспечивать получение сравнительно большой, направленной вверх силы, а также иметь значительную площадь поверхности.

В данном случае крыло может изменять свое положение по отношению к плавучему элементу или плавучим элементам, а именно, при помощи кольца, смонтированного с возможностью его вращения. В связи с тем, что для такого более масштабного варианта осуществления настоящего изобретения особо важное значение может иметь обеспечение возможности регулировать направленную вверх силу с повышенной точностью, принимая во внимание крайнее значение скорости перемещения относительно воды, предусматривается в соответствии с еще одной разработкой, проведенной в рамках настоящего изобретения, чтобы имеющая П-образную форму часть была шарнирно соединена с вращающимся кольцом и чтобы обеспечивающее возможность вращения соединение части, имеющей П-образную форму, могло регулироваться относительно задней стороны плавучего элемента таким образом, чтобы имеющая П-образную форму часть могла занимать различные угловые положения по отношению к плоскости, в которой расположено вращающееся кольцо.

По существу, такая мера может быть предусмотрена применительно также и к первому варианту осуществления настоящего изобретения; была выбрана наиболее экономичная из возможных конструкций, которая может найти применение в пределах предварительно заданного диапазона условий эксплуатации и в отношении которой могут, следовательно, не учитываться возможности дополнительного регулирования.

Предлагаемое устройство предназначается для установки его в соответствующее положение непосредственно над трубопроводом, транспортировку которого предполагается осуществить, а затем подсоединяется к нему. Для того чтобы иметь возможность установить его в правильное положение относительно трубопровода и дна /моря/, данное устройство снабжается опорной рамой, соединенной с одним или более плавучими элементами и установленной по меньшей мере на двух параллельных скользящих опорах, которые образуют острый угол по отношению к центральному стержню или имеющей П-образную форму части опорной рамы для крыла, дополнительно к которым предусматривается также наличие по меньшей мере двух зажимных элементов, расположенных между скользящими опорами на соответствующем расстоянии друг от друга, причем точки приложения оказываемого ими воздействия находятся на одинаковой высоте по отношению к скользящим опорам.

Для того чтобы переместить устройство, выполненное в соответствии с настоящим изобретением, например, с палубы судна в зону непосредственной близости по отношению к трубопроводу, который предстоит транспортировать, предусматривается наличие монтажной рамы, которая предназначается для подсоединения ее к рассматриваемому устройству с одной своей стороны и которая имеет точки крепления с другой своей стороны, предназначенные для подсоединения к ним тросов подъемного крана или лебедки, при помощи которых монтажная рама и устройство могут быть опущены на желаемую глубину.

Монтажная рама дополнительно снабжается по меньшей мере тремя соединительными элементами, которые предназначаются для совместного использования с дополняющими их соединительными элементами на рассматриваемом устройстве, при этом рабочая система труб и/или кабелей имеет по меньшей мере точки подсоединения, для которых предусматриваются дополняющие их точки подсоединения, смонтированные на рассматриваемом устройстве, а также предусматривается наличие по меньшей мере одного гидравлического цилиндра, один конец которого предназначен для введения его в зацепление напрямую с наружным концом /либо в непосредственной близости от него/ или концами раскладных рычагов и с блокировочными средствами для них, смонтированными на устройстве.

Для обеспечения точной установки в соответствующее положение, подсоединения и регулировки рассматриваемого устройства после того, как это устройство было остановлено на предварительно заданном расстоянии от дна /моря/ вместе с монтажной рамой, используется соответствующий аппарат предпочтительно с дистанционным управлением. Такой аппарат оснащается средствами для привода его в движение и управления им и может подсоединяться к монтажной раме таким образом, чтобы данный аппарат и эта рама находились в фиксированном положении относительно друг друга, в котором имеющаяся на монтажной раме рабочая система труб и кабелей подсоединяется к соответствующей системе, имеющейся на аппарате, либо непосредственно к рабочей системе труб и кабелей, которая входит в систему управления, расположенную на борту судна, с которого ведутся монтажные работы.

После того, как управляемый аппарат подсоединен будет к монтажной раме и рассматриваемому устройству, с помощью этого управляемого аппарата осуществляют установку устройства в соответствующее положение относительно трубопровода, после чего охватывают трубопровод зажимными элементами, полностью или частично вытесняют из плавучего элемента находящуюся в нем жидкую среду, с помощью гидравлического цилиндра, расположенного на монтажной раме, приводят опорную раму для крыла в ее рабочее положение, разблокируют соединение монтажной рамы с устройством и отсоединяют управляемый аппарат от монтажной рамы на предварительно заданной высоте.

В большинстве случаев трубопровод будет скрыт под поверхностью дна (моря) для того, чтобы пригрузить трубопровод и/или предотвратить повреждение трубопровода траловыми сетями, применяемыми при ловле рыбы, и не допустить повреждения траловых сетей трубопроводом. Расчистка трубопровода, находящегося, например, в водном пространстве Северного моря, производится выдуванием песка, лежащего поверх трубопровода и находящегося в непосредственной близости от него. Расчищаемые участки дна, находящиеся в непосредственной близости от трубопровода, не всегда будут располагаться в горизонтальной плоскости, вследствие чего рассматриваемое устройство, которое обопрется на негоризонтальную плоскость своими подвижными стойками, будет составлять небольшой угол с вертикалью. Это обстоятельство не представляет собой никакой проблемы, потому что крыло способно наклоняться по отношению к устройству. Благодаря вхождению двух зажимных элементов, расположенных на рассматриваемом устройстве с промежутком между ними, в зацепление с этим устройством, положение данного устройства в целом по отношению к продольному направлению трубопровода будет всегда соответствовать предварительно задаваемому углу.

Кроме того, настоящим изобретением предусматривается также осуществление способа транспортировки отрезка трубопровода. Предварительно перед транспортировкой отсоединяют от трубопровода тот его отрезок, который предстоит транспортировать, плотно закрывают концы и частично или полностью опорожняют, после чего монтируют на нем рассматриваемые здесь устройства, располагая их на предварительно заданном расстоянии друг от друга, и производят их регулировку. Соответствующее расстояние между этими устройствами определяется, помимо всего прочего, суммарным значением направленных вверх сил, создаваемых каждым из этих устройств, жесткостью и весом трубопровода, а также сопротивлением, которое предположительно будут оказывать трубопровод и подсоединенные к нему устройства во время их транспортировки, осуществляемой под водой.

Для проведения транспортировки предусматривается подсоединение буксиров по меньшей мере к концам отрезка трубопровода, причем управление этими буксирами осуществляется таким образом, чтобы обеспечивалось как можно более равномерное распределение сил, воздействующих на трубопровод. С этой целью, в соответствии с настоящим изобретением, для обеспечения управления буксирами соответствующим образом используют сигналы, подаваемые сигнализационными элементами, смонтированными по меньшей мере на каждом из рассматриваемых устройств, причем эти сигналы указывают на абсолютное положение или на положение по отношению к определенной точке по меньшей мере отдельных устройств, при этом сигналы воспринимаются и обрабатываются процессором, предназначенным для обработки сигналов, который располагается на некотором расстоянии от буксируемого отрезка трубопровода, либо перемещается одновременно с ним. Процессор, предназначенный для обработки сигналов, посылает соответствующие управляющие сигналы, предназначающиеся для буксиров.

Поскольку трубопроводы, которые предстоит транспортировать, могут иметь протяженность, насчитывающую многие километры. Очень важно, чтобы помимо горизонтального положения было также известно и вертикальное положение каждого на рассматриваемых устройств, благодаря чему можно было бы распознавать колебательные движения, совершаемые трубопроводом во всех направлениях, и обеспечена была бы возможность учесть их при проведении соответствующих регулировок. Очевидно это означает, что при возникновении неблагоприятных погодных условий весь этот комплекс может быть погружен в ожидании перемены погодных условий на более благоприятные или же, например, что к трубопроводу где-то на его протяженности могут быть подсоединены еще один или несколько буксиров.

Помимо транспортировки отрезков трубопровода, имеющих большую протяженность, устройство, выполненное в соответствии с настоящим изобретением, может быть также использовано и для отрыва других объектов от дна моря с последующей транспортировкой их под водой. И здесь можно упомянуть, например, о возможности поднятия затонувших судов, к которым следует, в зависимости от размера находящегося под водой объекта, подсоединять по одному или несколько рассматриваемых устройств.

В нижеследующем описании настоящее изобретение будет рассмотрена более подробна со ссылками на чертежи.

Фиг. 1 представляет собой изображение первого варианта исполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением, а также монтажной рамы и аппарата, имеющего дистанционное управление.

Фиг. 2А представляет собой изображенный схематично вид сверху в плане на первый вариант исполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 2В представляет собой изображенный схематично вид спереди на первый вариант исполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 2С представляет собой изображенный схематично вид сбоку на первый вариант исполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.3 представляет собой вид спереди на устройство, показанное на фиг.1, когда крыло его находится в нерабочем состоянии.

Фиг. 4 представляет собой вид спереди, аналогичный показанному на фиг.3, но с изображением крыла, когда оно приведено в свое рабочее состояние.

Фиг. 5 представляет собой изображение второго варианта исполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением, а также монтажной рамы.

Фиг. 6 представляет собой изображенный схематично вид сверху в плане на второй вариант осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 7А, В, С, D, Е представляет собой изображения последовательных стадий установки в соответствующее положение и регулировки устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.1 первый вариант исполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением обозначен позицией 1, монтажная рама позицией 2, а аппарат, требующийся для точной установки в соответствующее положение и регулировки данного устройства, - позицией 3. Устройство 1 имеет плавучий элемент 4, снабженный опорной рамой 5 и выполненной в виде крыла конструкцией 6.

Плавучий элемент 4 имеет впускное отверстие 7 и выпускное отверстие 8, причем впускное отверстие подсоединяется к патрубку монтажной рамы 2 тем или иным способом, который далее подробно не рассматривается. Предпочтительно, чтобы впускное отверстие 7 оборудовано было клапаном с гидравлическим приводом, который нормально находился бы в закрытом положении. Выпускное отверстие 8 может быть просто оснащено предохранительным клапаном.

С верхней стороны плавучего элемента 4 смонтирован ряд штырей 9, в данном примере их насчитывается три, которые предназначаются для взаимодействия со стойками 10 монтажной рамы 2. У своих концов стойки 10 выполнены на конус, благодаря чему упрощается установка монтажной рамы на рассматриваемом устройстве. Предусматривается наличие блокировочных элементов 11 с гидравлическим приводом, которые монтируются на стойках 10, причем предпочтительно было бы, чтобы элементы имели выступ, входящий в отверстия или углубления, выполненные на штырях 9.

Кроме того, монтажная рама дополнительно оснащается гидравлическим цилиндром 12, который в случае крепления монтажной рамы на рассматриваемом устройстве вводится в зацепление с рабочим элементом 13, при помощи которого выполненная в виде крыла конструкция 6 может приводиться из нерабочего состояния в свое рабочее состояние.

Опорная рама 5 снабжена двумя парами стоек 14, 15 с соединительными деталями 16, имеющими арочную часть 17 и смонтированными между стойками каждой пары. Арочные части 17 предназначаются для того, чтобы ими можно было бы оседлать трубопровод 18, который предстоит транспортировать, что облегчает установку рассматриваемого устройства в соответствующее положение по отношению к трубопроводу. Помимо этого, пары стоек 14, 15 соединяются друг с другом при помощи скользящих опор 19, расположенных по обе стороны от арочных частей 17. Передние концы скользящих опор немного отогнуты вверх для того, чтобы предотвратить втыкание их в дно в начальный момент транспортировки отрезка трубопровода.

Между парными стойками 14, 15 смонтированы зажимные элементы 20, 21, при помощи которых может быть зажат трубопровод. Эти зажимные элементы могут приводиться в действие при помощи гидравлических цилиндров 22 /см. фиг.3/. Предпочтительно, чтобы на зажимных элементах 20, 21 имелись с их внутренней стороны упругие прокладки 23, которые могут изготавливаться из резины или пластического материала, а также могут выполняться таким образом, чтобы в них предусматривалось наличие ячеек, обладающих большей или меньшей упругостью, либо воздушных камер.

Такие прокладки служат для того, чтобы предотвратить повреждение трубопровода, а также второстепенных труб, которые могут здесь иметься. Несмотря на то, что такие второстепенные трубы, применение которых возможно и которые имеют значительно меньший диаметр, чем основная труба, в большинстве случаев монтируются на верху основной трубы, они могут тем не менее оказаться и сбоку от основной трубы вследствие проворачивания основной трубы, либо может произойти отрыв второстепенной трубы от основной.

Предлагаемое устройство снабжено трубами (на чертежах подробно не показаны), которые предназначены для обеспечения гидравлического привода цилиндров 22, приводящих в действие зажимные элементы 20, 21, а также клапанов, имеющихся на впускном отверстии 7, а возможно и на выпускном отверстии 8, и еще воздухопроводом, предназначенным для подачи сжатого воздуха и подсоединенным к впускному отверстию 7. При установке монтажной рамы 2 в соответствующем положении на устройстве 1 эти трубы подсоединяются к системе труб, имеющейся на монтажной раме 2. Такое подсоединение может осуществляться при помощи, например, системы быстродействующих соединительных муфт, в которой гидравлические средства, предназначенные для подсоединения и отсоединения, расположены на монтажной раме.

Система труб, находящихся на монтажной раме, может иметь непосредственное соединение с судном, с борта которого ведутся монтажные работы. Однако предпочтительно было бы использовать аппарат 3 с дистанционным управлением, который находится на определенной глубине вблизи от трубопровода во время последовательного проведения монтажных работ по установке ряда рассматриваемых устройств, и осуществлять подсоединение труб к судну, ведущему монтажные работы, через аппарат.

С этой целью монтируется вторая система 24 соединительных муфт, служащая для подсоединения труб, находящихся на монтажной раме 2, к соответствующим трубам аппарата 3. Трубопроводы гидравлического привода цилиндра 12 и блокировочных элементов 11, смонтированные на монтажной раме, также подсоединяются к системе 24 соединительных муфт.

Помимо системы соединительных муфт, предназначенных для подсоединения труб, монтажная рама дополнительно оснащается также механической муфтой 25, при помощи которой монтажная рама 2 и аппарат 3 могут быть закреплены относительно друг друга.

Кроме трубопроводов гидравлической системы и воздухопроводов, предназначенных для подачи сжатого воздуха, в любом случае рассматриваемое устройство может быть также оснащено кабельной системой, предназначенной для временного подсоединения смонтированных на рассматриваемом устройстве электрических приборов к судну, с которого ведутся монтажные работы.

Фиг. 2А представляет собой вид сверху в плане на предлагаемое устройство с показом различных частей конструкции 6, выполненной в виде крыла. Эта конструкция имеет центральную трубу, смонтированную так, чтобы иметь возможность вращаться вокруг продольной оси на ведущем элементе 4. На переднем конце смонтирована поперечина 27, к которой крепятся поворотные рычаги 28, 29. Кроме того, поворотные рычаги 28, 29 дополнительно соединяются с раскладными рычагами 30, 31, а раскладные рычаги 30, 31 в свою очередь соединяются со скользящим элементом 32, имеющим возможность скользить по центральной трубе 26.

На виде, представленном на фиг.2В, дополнительно показаны оттяжные тросы 34, 35, которые соединяют раскладные рычаги 28, 29 друг с другом и для которых имеются одна или более направляющих 36, смонтированных снизу ведущего элемента. Таким образом, поворотные рычаги 28, 29 и центральная труба 26 могут всегда оставаться в одной плоскости в течение всего времени, пока на крыло воздействует нагрузка.

На фиг. 2С показан скользящий элемент 32, имеющий возможность скользить по трубе 26. На скользящем элементе смонтирована выступающая часть 33, служащая в качестве точки вхождения в зацепление для взаимодействующей с ней частью на наружном конце гидравлического цилиндра 12, установленного на монтажной раме 2. Кроме того, этот скользящий элемент снабжен также блокировочными средствами, предназначенными для блокировки скользящего элемента 32 на центральной трубе 26 в двух крайних положениях: в рабочем положении и нерабочем положении. Управление блокировочными средствами может быть осуществлено простым способом, а именно введением в зацепление или отводом взаимодействующей со скользящим элементом части гидравлического цилиндра от выступающей части 33 скользящего элемента 32.

Парусина 37 /см. фиг. 3, 4/, которую несет на себе выполненная в виде крыла конструкция 6, закреплена на поворотных рычагах 28, 29 и поперечине 27. Помимо этого парусина закреплена при помощи двух тросов, проложенных вдоль центральной трубы, а для скользящего элемента 32 с выступающей частью 33 выполнено между тросами углубление.

Парусина 37 смонтирована таким образом, чтобы из нее в рабочем состоянии образовано было треугольное крыло. Благодаря этому обеспечивается получение не только очень устойчивого крыла, но также и очень хорошо управляемого крыла.

На фиг. 3 и 4 показано устройство 1 с монтажной рамой 2, причем этот комплекс размещается только поверх трубы 18, как показано на фиг.3, после чего зажимными элементами 20, 21 труба 18 зажимается, как показано на фиг.4, а затем крыло приводится в свое рабочее состояние, и производится отсоединение монтажной рамы. В этот момент происходит полное или частичное вытеснение воды, набранной в плавучий элемент перед началом проведения монтажных работ, за счет подачи в него сжатого воздуха, что может быть осуществлено после зажимания трубы в рассматриваемом устройстве и либо перед приведением, либо после приведения крыла в свое рабочее состояние.

На фиг.5 и 6 показан второй вариант исполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением, который отличается от первого варианта его исполнения тем, что конструкция, выполненная в виде крыла, имеет две составляющие это крыло части, смонтированные по обе стороны плавучего элемента.

При этом выполненная в виде крыла конструкция состоит из кольца 38, смонтированного таким образом, чтобы иметь возможность вращения вокруг плавучего элемента 4, с которым шарнирно соединяется имеющая П-образную форму часть 39, простирающаяся вокруг той части ведущего элемента, которая расположена позади вращающегося кольца. Со своей задней стороны часть 39, имеющая П-образную форму, соединена с ведущим элементом при помощи регулируемой соединительной части 40, наличие которой обеспечивает возможность регулировки угла расположения крыла по отношению к горизонтали.

Имеются поворотные рычаги 41, 42, смонтированные на наружных концах части 39, имеющей П-образную форму, в непосредственной близости от вращающегося кольца 38. С помощью раскладных рычагов 43, 44 и скользящих элементов 45, 46, смонтированных на части, имеющей П-образную форму, поворотные рычаги могут быть приведены в рабочее или нерабочее положение. Предусматривается взаимное соединение скользящих элементов 45, 46 с соединительной частью 47, которая снабжена выступающей частью 48, предназначенной для совместной работы с взаимодействующей с ней частью 49, закрепленной на гидравлическом цилиндре 12, установленном на монтажной раме.

Хотя это и не показано на чертежах, в данном варианте осуществления настоящего изобретения также предусматривается соединять поворотные рычаги 41, 42 с одним или более оттяжными тросами, протянутыми снизу плавучего элемента.

На фиг.7А-7Е показаны последовательные стадии установки устройства, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 7А показано погружение аппарата с дистанционным управлением на желаемую глубину с судна 51. К аппарату подсоединена трубопроводно-кабельная питающая система 50, необходимая для управления аппаратом и установки устройства. В то же самое время с помощью подъемного крана 52 подсоединяют монтажную раму 2 к устройству 1, после чего устройство подают таким образом, чтобы оно расположилось на предварительно заданном расстоянии от дна моря /фиг.7В/.

Как видно из фиг.7С, аппарат 3 и необходимые трубы подсоединяются к монтажной раме 2. Затем при помощи имеющейся на аппарате 3 телекамерно-гидроакустической системы отслеживают трубопровод и, используя имеющиеся на аппарате 3 средства для привода его в движение, устанавливают устройство так, чтобы оно оседлало трубопровод 18 /фиг.7D/.

После того, как устройство 1 установлено будет в соответствующем положении на трубопроводе 18, последовательно зажимают трубопровод при помощи зажимных элементов, вытесняют воду из плавучего элемента и приводят крыло в рабочее состояние. После этого отсоединяют монтажную раму 2 с аппаратом 3 от устройства, расцепляя блокировочные элементы 11, и при помощи имеющихся на этом аппарате средств для привода его в движение поднимают весь монтажный комплекс таким образом, чтобы он расположился на предварительно заданном расстоянии от дна моря /фиг.7Е/.

И наконец, отсоединяют аппарат 3 от монтажной рамы 2, после чего монтажная рама может быть поднята на поверхность и подсоединена к очередному из рассматриваемых здесь устройств. Этим способом может быть произведен монтаж и всех остальных устройств одного за другим, причем аппарат с дистанционным управлением может при этом в течение всего времени проведения монтажных работ оставаться в непосредственной близости от трубопровода.

Claims (14)

1. Устройство для воздействия направленной вверх силы на тело, находящееся в той или иной среде, имеющее один или более соединительных элементов, посредством которых данное устройство может быть подсоединено к телу, отличающееся тем, что включает первое средство, предназначенное для регулирования полной плавучести данного устройства, и второе средство, предназначенное для получения дополнительной направленной вверх силы в зависимости от скорости относительно данной среды, которая должна быть приложена к устройству в сборе с присоединенным к нему телом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первое средство представляет собой по меньшей мере один плавучий элемент, имеющий впускное и выпускное отверстия, которые предназначаются соответственно для подачи внутрь него среды, имеющей первую плотность, и выпуска из него среды, имеющей вторую плотность, причем плотность второй среды выше, чем плотность первой среды, и вторая среда вытесняется при этом первой средой.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что второе средство, в сущности, представляет собой выполненную в виде крыла конструкцию, соединенную с плавучим элементом.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что конструкция, выполненная в виде крыла, содержит опорную раму для крыла с закрепленной на ней парусиной, а также средства, предназначенные для удерживания частей крыла в рабочем или нерабочем положении.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что опорная рама для крыла имеет центральный стержень, шарнирно смонтированный в продольном направлении наверху плавучего элемента, причем по обе стороны вблизи от его наружного конца на центральном стержне закреплены поворотные рычаги, к которым крепятся раскладные рычаги, состоящие из одной или более частей и предназначенные для приведения поворотных рычагов из нерабочего положения в рабочее положение, и наоборот, при этом раскладные рычаги находятся в зацеплении с поворотными рычагами на одном своем наружном конце, а также находятся в зацеплении со скользящим элементом, имеющим возможность перемещения по. центральному стержню, на другом своем конце, а для блокировки раскладных рычагов в предварительно заданном положении на центральном стержне предусмотрены блокировочные средства.

6. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что опорная рама для крыла содержит кольцо, имеющее возможность вращаться вокруг плавучего элемента, часть, по существу, П-образной формы, простирающуюся в продольном направлении на протяжении по меньшей мере части плавучего элемента, присоединенную своими наружными концами к вращающемуся кольцу и имеющую шарнирное соединение с задней стороной плавучего элемента, причем вблизи от наружных концов ножек части, имеющей П-образную форму, смонтированы поворотные рычаги, к которым крепятся раскладные рычаги, состоящие из одной или более частей и предназначенные для приведения поворотных рычагов из нерабочего положения в рабочее положение, и наоборот, при этом раскладные рычаги на одном свеем конце находятся в зацеплении с поворотными рычагами, а на другом своем конце находятся в зацеплении со скользящим элементом, имеющим возможность перемещения по ножке части, имеющей П-образную форму, и для блокировки раскладных рычагов в предварительно заданном положении на ножке части, имеющей П-образную форму, предусмотрены блокировочные средства.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что часть, имеющая П-образную форму, шарнирно соединена с вращающимся кольцом, а также тем, что обеспечивающее возможность вращения соединение части, имеющей П-образную форму, имеет возможность регулировки относительно задней стороны плавучего элемента таким образом, чтобы часть, имеющая П-образную форму, имела возможность занимать различные угловые положения по отношению к плоскости, в которой расположено вращающееся кольцо.

8. Устройство по любому из пп. 2-7, отличающееся тем, что с нижней стороны устройство оборудовано опорной рамой, соединенной с одним или более плавучими элементами и установленной по меньшей мере на двух параллельных скользящих опорах, которые образуют острый угол по отношению к центральному стержню или имеющей П-образную форму части опорной рамы для крыла, дополнительно к которым предусматривается также наличие по меньшей мере двух зажимных элементов, расположенных между скользящими опорами на соответствующем расстоянии друг от друга, причем точки приложения оказываемого ими воздействия находятся на одинаковой высоте по отношению к скользящим опорам.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что зажимные элементы состоят из двух одинаковых частей, причем внутри их смонтированы упругие резиновые или пластмассовые детали.

10. Монтажная рама к устройству, выполненному в соответствии с одним или более пп. 1-9, отличающаяся тем, что она оборудована по меньшей мере тремя соединительными элементами, которые предназначены для совместного использования с дополняющими их соединительными элементами, имеющимися на устройстве, при этом система труб и/или кабелей имеет по меньшей мере точки подсоединения, для которых предусмотрены дополняющие их точки подсоединения, смонтированные на устройстве, а также тем, что имеется по меньшей мере один гидравлический цилиндр, один конец которого предназначен для введения его в зацепление напрямую с наружным концом (либо в непосредственной близости от него) или концами раскладных рычагов и с блокировочными средствами для них, смонтированными на устройстве.

11. Монтажная рама по п. 10, которая предназначена по меньше мере частично для работы с ней при помощи управляемого аппарата, отличающаяся тем, что она имеет соединительные средства, дополняющие собой соединительные средства, смонтированные на управляемом аппарате, при помощи которых данный аппарат и рама могут быть соединены друг с другом с возможностью нахождения в фиксированном положении относительно друг друга, и в составе которой для системы труб и кабелей предусматривается общая точка подсоединения, дополняющая собой общую точку подсоединения, имеющуюся на указанном управляемом аппарате.

12. Способ монтажа устройства, выполненного в соответствии с пп. 1-9, на отрезке трубопровода, проложенного по дну моря, с использованием при этом монтажной рамы, выполненной в соответствии с пп. 10 и 11, и управляемого аппарата, отличающийся тем, что осуществляют следующие стадии: подсоединяют монтажную раму к устройству и опускают их в сборе друг с другом на предварительно заданную высоту по отношению ко дну моря, подсоединяют управляемый аппарат к монтажной раме на предварительно заданной высоте, устанавливают устройство на трубопроводе при помощи управляемого аппарата в соответствующее положение, зажимают трубопровод при помощи зажимных элементов, полностью или частично вытесняют находящуюся в плавучем элементе жидкую среду при помощи сжатого воздуха, приводят в действие гидравлический цилиндр, находящийся на монтажной раме, и приводят опорную конструкцию для крыла в рабочее положение, разблокируют соединение монтажной рамы с устройством и, наконец, отсоединяют управляемый аппарат от монтажной рамы на предварительно заданной высоте.

13. Способ транспортировки отрезка трубопровода, расположенного на дне моря с помощью целого ряда устройств, выполненных в соответствии с пп. 1-9, отличающийся тем, что осуществляют следующие стадии: плотно закрывают отрезок трубопровода на его наружных концах и полностью или частично его опорожняют, размещают устройства с предварительно заданными интервалами между ними на трубопроводе и осуществляет регулировку устройств, подсоединяют буксиры по меньшей мере к наружным концам отрезка трубопровода и, наконец, осуществляют скоординированное управление этими буксирами.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что для обеспечения скоординированного управления буксирами используют сигналы, подаваемые сигнализационными элементами смонтированными по меньшей мере на каждом из устройств, причем сигналы указывают на абсолютное положение или на положение по отношению к определенной точке по меньшей мере отдельных из этих устройств, при этом сигналы воспринимаются и обрабатываются процессором, предназначенным для обработки сигналов, который располагают на некотором расстоянии от буксируемого отрезка трубопровода либо перемещают одновременно с ним, и процессор, предназначенный для обработки сигналов, посылает соответствующие управляющие сигналы, предназначающиеся для буксиров.

Images