RU2424152C1 - Method of lifting objects from sea bottom in sea motions and device to this end - Google Patents
Method of lifting objects from sea bottom in sea motions and device to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2424152C1 RU2424152C1 RU2009149457/11A RU2009149457A RU2424152C1 RU 2424152 C1 RU2424152 C1 RU 2424152C1 RU 2009149457/11 A RU2009149457/11 A RU 2009149457/11A RU 2009149457 A RU2009149457 A RU 2009149457A RU 2424152 C1 RU2424152 C1 RU 2424152C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lifting
- platform
- ballast
- links
- piston
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области судостроения и касается вопросов создания способа и технических средств для осуществления в условиях морского волнения подъемных операций с объектами, расположенными на дне, в том числе с затонувшими подводными лодками (ПЛ), и транспортировки этих объектов в назначенный пункт.The invention relates to the field of shipbuilding and relates to the creation of a method and technical means for carrying out lifting operations with objects located at the bottom, including sunken submarines (PL), under sea conditions, and transporting these objects to a designated point.
Известен способ и комплекс технических средств для подъема затонувших морских объектов, который впервые был применен для подъема затонувшей ПЛ. Способ основан на использовании двух видов сил. Сила плавучести платформы используется для отрыва, подъема и поддержания во взвешенном состоянии поднимаемого объекта. Сила реакции донного грунта, используемого в качестве опоры для покоящегося объекта, используется для фиксации положения объекта, которое достигается после его подъема на некоторую ограниченную высоту. Поочередный перенос веса объекта на плавучее основание и на донный грунт обеспечивает шаговое перемещение объекта вверх и в направлении убывания глубины (В.А. Молчанов, «Возвращение из глубины», Л., «Судостроение», с.156).There is a method and a set of technical means for lifting sunken offshore objects, which was first used to lift a sunken submarine. The method is based on the use of two types of forces. The buoyancy power of the platform is used to lift, lift and maintain the suspended object in suspension. The reaction force of the bottom soil, used as a support for a stationary object, is used to fix the position of the object, which is achieved after its rise to a certain limited height. The alternate transfer of the weight of the object to the floating base and to the bottom soil provides step-by-step movement of the object up and in the direction of decreasing depth (V. A. Molchanov, “Return from the Depth”, L., “Shipbuilding”, p.156).
В известном способе для отрыва и подъема объекта над грунтом используют плавучую платформу с отсеками и устройствами для загрузки и выгрузки балласта. В качестве балласта используют забортную воду. Загрузку балласта производят через кингстоны платформы, выгрузку осуществляют путем вытеснения воды из цистерн сжатым воздухом или откачки с помощью насосов. Платформу оснащают гибкими подъемными связями (цепями, тросами и т.п.) и средствами их подъема, спуска и жесткого закрепления связей на платформе (Фиг.1, 2, 3). Перед подъемом под объект заводят подъемные стропы, так чтобы они охватывали поперечное сечение объекта целиком, проходя в грунте по границе контакта с объектом. Далее, когда в состоянии максимальной загрузки балластом платформа располагается над объектом, стропы соединяют с подъемными связями. После этого выбирают слабину и жестко закрепляют подъемные связи на платформе. Разгружая платформу от балласта, прикладывают к объекту подъемную силу и переводят его во взвешенное состояние, поднимая его на высоту, равную разности между осадкой платформы при полной балластной нагрузке и осадкой под действием веса объекта соответственно при выгруженном балласте. После отрыва и подъема объект вместе с платформой перемещают ближе к месту назначения объекта в направлении уменьшения глубины вплоть до касания объекта с донным грунтом. Затем переносят вес объекта на грунт, вновь переводя платформу в состоянии максимальной загрузки балластом. После приема балласта на более мелком месте при максимальной осадке платформы подъемные связи приобретают слабину, которую в случае необходимости дальнейшего движения вновь выбирают и затем повторяют указанные операции вплоть до касания с грунтом в месте назначения объекта (Фиг.3).In the known method for tearing and lifting an object above the ground using a floating platform with compartments and devices for loading and unloading ballast. Outboard water is used as ballast. Ballast loading is carried out through the platform’s kingstones, unloading is carried out by displacing water from tanks with compressed air or pumping out using pumps. The platform is equipped with flexible lifting links (chains, cables, etc.) and means of lifting, lowering and rigidly securing the connections on the platform (Figs. 1, 2, 3). Before lifting under the object, lifting slings are started so that they cover the entire cross section of the object, passing in the ground along the border of contact with the object. Further, when in a state of maximum ballast loading, the platform is located above the object, the slings are connected with lifting ties. After that, select the slack and rigidly fix the lifting link on the platform. Unloading the platform from the ballast, apply lifting force to the object and translate it into suspension, raising it to a height equal to the difference between the draft of the platform at full ballast load and the draft under the influence of the weight of the object, respectively, when the ballast is unloaded. After lifting and lifting, the object together with the platform is moved closer to the destination of the object in the direction of decreasing depth until it touches the object with bottom soil. Then the weight of the object is transferred to the ground, again transferring the platform in a state of maximum load with ballast. After receiving the ballast in a smaller place with a maximum draft of the platform, the lifting links become slack, which, if necessary, further movement is again chosen and then these operations are repeated until they touch the ground at the destination of the object (Figure 3).
Указанные способ и комплекс технических средств имеют ряд недостатков, основные из которых состоят в следующем.The specified method and complex of technical means have a number of disadvantages, the main of which are as follows.
- Процессы подъема и транспортировки в этом случае не могут быть разделены в принципе.- The lifting and transporting processes in this case cannot be separated in principle.
- Ход выполнения подъемно-транспортной операции, помимо всего прочего, существенно зависит от профиля морского дна в области, охватывающей место проведения операции и место назначения объекта.- The progress of the lifting and transport operation, among other things, significantly depends on the profile of the seabed in the area covering the location of the operation and the destination of the object.
- Способ предполагает многократную покладку объекта на грунт в различных местах акватории, поэтому на параметры технических средств и технологии в целом существенно влияют свойства донного грунта по маршруту следования объекта. Этот фактор принципиально неустраним, поэтому техническая реализация способа априори предполагает усложнение и удорожание подъемной операции за счет привлечения дополнительных технических средств, нейтрализующих его.- The method involves the multiple laying of the object on the ground in various places in the water area, therefore, the parameters of technical equipment and technology as a whole are significantly affected by the properties of the bottom soil along the route of the object. This factor is fundamentally unremovable, therefore, the technical implementation of the method a priori involves the complication and cost of lifting operations by attracting additional technical equipment to neutralize it.
- Использование для подъема охватывающих подъемных строп увеличивает продолжительность, риски и стоимость выполнения подъемной операции также за счет привлечения дополнительных технических средств. Например, для установки подъемных строп способом протаскивания тросов-проводников («подрезка») необходимо как минимум два буксирных судна и водолазный комплекс или осмотровый подводный аппарат для контроля положения проводников относительно корпуса объекта. Если «подрезка» невозможна, например, из-за выступающих частей на корпусе объекта, погруженных в грунт, или из-за недоступности объекта для водолазов, необходимо использовать глубоководные аппараты, средства ведения подводных земляных и проходческих работ и т.п. Сложность и трудоемкость заведения строп существенно увеличиваются с ростом глубины.- The use of lifting hoisting slings for lifting increases the duration, risks and cost of performing the lifting operation also by attracting additional technical means. For example, to install lifting slings by pulling wire ropes-conductors (“trimming”), at least two towing vessels and a diving complex or inspection underwater vehicle are needed to control the position of the conductors relative to the body of the object. If “pruning” is not possible, for example, due to protruding parts on the object’s body immersed in the ground, or due to the inaccessibility of the object for divers, it is necessary to use deep-sea vehicles, means of conducting underwater excavation and tunneling, etc. The complexity and complexity of the establishment of slings significantly increase with increasing depth.
- Жесткое закрепление подъемных связей на плавучей платформе приводит к тому, что колебательные движения системы «платформа - объект» при волнении моря и неравновесный процесс отрыва объекта от грунта в начале каждого цикла подъема приводят к дополнительным нагрузкам на подъемные связи. При этом суммарное растяжение связей может весьма существенно превышать значения, отвечающие статическому равновесию объекта в подвешенном состоянии. Жесткость закрепления может приводить к перенапряжению связей также на стадии отрыва объекта от грунта. «Отрывной вес» объекта может существенно превышать его собственный вес в воде. Известно, что при первой же попытке реализации способа произошел к обрыв подъемных связей.- Rigid fastening of the lifting links to the floating platform leads to the fact that the vibrational movements of the platform-object system during sea waves and the nonequilibrium process of separation of the object from the ground at the beginning of each lifting cycle lead to additional loads on the lifting links. In this case, the total stretching of the bonds can very significantly exceed the values corresponding to the static equilibrium of the object in a suspended state. The rigidity of the fastening can lead to overstrain of the bonds also at the stage of separation of the object from the ground. The "detachable weight" of an object can significantly exceed its own weight in water. It is known that at the first attempt to implement the method there was a break in lifting links.
- Большая продолжительность подготовительных работ и подъемно-транспортной операции в целом увеличивает риск выхода параметров волнения моря за жестко ограниченные допустимые пределы. Обеспечение безопасности в этом случае возможно лишь за счет прерывания подъема и принятия необходимых мер безопасности, вплоть до отсоединения подъемного комплекса от подъемных строп и перехода платформы в безопасный район.- The long duration of the preparatory work and the lifting and transport operation as a whole increases the risk of the sea waves exceeding the strictly limited permissible limits. Safety in this case is possible only by interrupting the lift and taking the necessary safety measures, up to disconnecting the lifting complex from the lifting slings and moving the platform to a safe area.
- Эффективность способа убывает пропорционально произведению глубины операции и массы объекта. В частности, увеличение массы объекта непосредственно в прямой пропорции уменьшает шаг подъема по высоте. Соответственно, увеличивается общее число шагов процесса, что в прямой пропорции увеличивает затраты энергии и времени на перекачку балласта и т.д. Дополнительное снижение эффективности способа обусловлено увеличением веса грузонесущей системы - подъемных связей и захватных устройств, по мере увеличения глубины моря и массы объекта. Увеличение массы грузонесущей системы также уменьшает шаг подъема.- The effectiveness of the method decreases in proportion to the product of the depth of operation and the mass of the object. In particular, an increase in the mass of an object directly in direct proportion reduces the step of ascent in height. Accordingly, the total number of process steps increases, which in direct proportion increases the energy and time spent on ballast pumping, etc. An additional decrease in the efficiency of the method is due to an increase in the weight of the load-bearing system — lifting links and grippers, as the depth of the sea and the mass of the object increase. An increase in the weight of the load-bearing system also reduces the pitch.
- Увеличение числа промежуточных покладок объекта на грунт и/или их продолжительности увеличивает риски подъемно-транспортной операции, за счет суммирования вкладов в общий риск, рисков, обусловленных каждой покладкой, и/или в результате увеличения импульса неуравновешенных сил в процессе преодоления присоса, величина которых зависит от времени контакта объекта с грунтом.- An increase in the number of intermediate layings of the object on the ground and / or their duration increases the risks of the hoisting-and-transport operation, by summing up the contributions to the overall risk, the risks associated with each laying, and / or as a result of an increase in the impulse of unbalanced forces in the process of overcoming the suction depends on the contact time of the object with the ground.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение безопасности подъема подводных объектов в условиях морского волнения, сокращение временных затрат и увеличение эффективности подъемных операций, уменьшение трудозатрат и исключение необходимости применения технологий, связанных с непосредственным взаимодействием подъемных связей с донным грунтом, а также расширение области допустимых параметров волнения моря при проведении подъемной операции.The objective of the invention is to ensure the safety of lifting underwater objects in sea waves, reducing time costs and increasing the efficiency of lifting operations, reducing labor costs and eliminating the need for technologies related to the direct interaction of lifting links with bottom soil, as well as expanding the range of permissible parameters of sea waves at carrying out a lifting operation.
Для достижения указанного технического результата в известном способе подъема в морских условиях объектов, расположенных на дне, при котором используют плавающую платформу с отсеками и устройствами для загрузки и выгрузки балласта и оснащенную средствами подъема, включающими подъемные связи и устройства для их функционирования, которую в состоянии максимальной загрузки балластом располагают над объектом и при помощи подъемных связей соединяют с ним и, выбирая слабину связей, жестко закрепляют их на платформе, а затем, разгружая платформу от балласта, переводят объект во взвешенное состояние, поднимая его на высоту, равную разности между осадкой платформы при полной балластной нагрузке и осадкой под действием веса объекта, но при полностью выгруженном балласте, и перемещают платформу вместе с объектом ближе к месту назначения объекта в направлении уменьшения глубины моря до касания объекта с донным грунтом, после чего платформу вновь переводят в состояние максимальной загрузки балластом и повторяют указанные операции и весь указанный цикл вплоть до касания объекта с грунтом в месте назначения объекта, соединение подъемных связей с объектом осуществляют через прочные элементы силового набора корпуса объекта, расположенные преимущественно в верхней его части, а силу натяжения каждой подъемной связи на всех стадиях движения объекта настраивают и стабилизируют с помощью пневматических устройств на величину, необходимую для сохранения устойчивого равновесия и пространственного положения объекта независимо от параметров волнения водной поверхности.To achieve the specified technical result in the known method of lifting in marine conditions of objects located on the bottom, in which they use a floating platform with compartments and devices for loading and unloading ballast and equipped with lifting means, including lifting links and devices for their functioning, which is in a state of maximum ballast loading is placed over the object and is connected with it using lifting links and, choosing the weakness of the links, rigidly fix them on the platform, and then, unloading the platform rmu from the ballast, translate the object into suspension, lifting it to a height equal to the difference between the draft of the platform at full ballast load and the draft under the influence of the weight of the object, but with the ballast completely unloaded, and move the platform together with the object closer to the destination of the object in the direction reducing the depth of the sea before touching the object with bottom soil, after which the platform is again transferred to the state of maximum ballast loading and the indicated operations and the entire specified cycle are repeated until the object is touched soil at the destination of the object, the connection of the lifting links with the object is carried out through durable elements of the power set of the body of the object, located mainly in its upper part, and the tension force of each lifting link at all stages of the movement of the object is adjusted and stabilized by pneumatic devices by the amount necessary for maintaining a stable equilibrium and spatial position of the object, regardless of the parameters of the waves of the water surface.
В комплексе для осуществления в условиях морского волнения подъема объектов, расположенных на дне, включающем плавучую платформу с отсеками и устройствами для загрузки и выгрузки балласта, преимущественно жидкого, подъемные связи и устройства подъема, спуска, натяжения и прочной фиксации подъемных связей, по изобретению платформа оснащена датчиками скорости, крена и дифферента и регулируемыми источниками сжатого газа с управляемым запорным клапаном и пневмогидравлическим устройством, а в ее корпусе выполняют, по меньшей мере, один сквозной вертикальный проем удлиненной формы, ориентированный по диаметральной плоскости платформы, относительно плоскости симметрии которых размещают устройства подъема, которые выполнены в виде отдельных модулей, установленных на горизонтальных направляющих с возможностью перемещения модулей по ним, при этом модули имеют в своем корпусе вертикальную шахту, расположенную внутри проема, ось которой лежит в плоскости симметрии проема, при этом в нижней части шахты установлен ограничитель боковых смещений подъемной связи и распорные устройства, а в верхней части расположен пневматический цилиндр с поршнем, имеющим шток, на нижнем конце которого закреплен фиксатор подъемной связи с гидравлическим зажимом, установленный внутри шахты с возможностью скольжения, при этом в шахте над фиксатором подъемной связи и под ним установлены поглотители энергии удара фиксатора о корпус поглотителя, причем пневматический цилиндр оснащен датчиком положения поршня, а его полости над и под поршнем сообщены через управляемые клапаны с окружающей атмосферой и далее через запорный клапан - с источником сжатого газа, причем пневмогидравлическое устройство связано с одной стороны с гидравлическим зажимом фиксатора подъемной связи, а с другой, через клапан, управляемый по сигналам датчиков скорости, крена и дифферента, и через управляемый запорный клапан - с источником сжатого газа, при этом подъемная связь модулей имеет на нижнем конце захватное устройство, а ее верхний конец пропущен через устройство подъема, спуска, натяжения и фиксации подъемной связи, которым оснащены подъемные модули.In a complex for carrying out under sea waves the lifting of objects located on the bottom, including a floating platform with compartments and devices for loading and unloading ballast, mainly liquid, lifting ties and lifting, lowering, tensioning and firmly fixing lifting ties, according to the invention, the platform is equipped sensors of speed, roll and trim and adjustable sources of compressed gas with a controlled shut-off valve and pneumohydraulic device, and at least one SLE is made in its body ozny vertical aperture of an elongated shape, oriented along the diametrical plane of the platform, with respect to the plane of symmetry of which the lifting devices are placed, which are made in the form of separate modules mounted on horizontal rails with the ability to move the modules along them, while the modules have a vertical shaft located inside aperture, the axis of which lies in the plane of symmetry of the aperture, while in the lower part of the shaft is installed a limiter of lateral displacements of the lifting connection and spacers of the device, and in the upper part there is a pneumatic cylinder with a piston having a rod, on the lower end of which there is fixed a clamp for lifting connection with a hydraulic clamp, mounted inside the shaft with the possibility of sliding, while in the shaft above the locking device for lifting communication and underneath are installed absorbers of impact energy of the clamp about the case of the absorber, and the pneumatic cylinder is equipped with a piston position sensor, and its cavities above and below the piston are communicated through controlled valves with the surrounding atmosphere and then through the shutoff valve - with a source of compressed gas, and the pneumohydraulic device is connected on one side with a hydraulic clamp of the clamp of the lifting connection, and on the other hand, through a valve controlled by signals from speed sensors, roll and trim, and through a controlled shut-off valve with a source of compressed gas, while lifting the connection of the modules has a gripping device at the lower end, and its upper end is passed through the lifting, lowering, tensioning and fixing device of the lifting connection with which the lifting modules are equipped.
Кроме того, подъемные модули оснащены резервуаром с унитарным топливом, преимущественно с гидразином. Резервуар разделен плавающей перегородкой на две полости, верхняя из которых сообщена с источником сжатого газа, а нижняя, через дозатор, управляемый по сигналам датчика положения поршня, сообщена с полостью пневматического цилиндра, расположенной под поршнем. Поршень оснащен предохранительным клапаном, сообщающим верхнюю и нижнюю полость цилиндра.In addition, the lifting modules are equipped with a unitary fuel tank, mainly with hydrazine. The tank is divided by a floating partition into two cavities, the upper of which is connected to a source of compressed gas, and the lower, through a dispenser controlled by the signals of the piston position sensor, communicates with the cavity of the pneumatic cylinder located under the piston. The piston is equipped with a safety valve that communicates the upper and lower cavity of the cylinder.
При этом для повышения надежности подъемного комплекса и расширения допустимого диапазона амплитуды колебаний платформы при волнении моря у подъемного комплекса его подъемные модули дополнены промежуточной гибкой связью, соединенной с фиксатором подъемной связи, другой конец которой закреплен на корпусе подъемного модуля, а тело промежуточной гибкой связи опирается при этом на ролики, которыми оснащен подъемный модуль, и, по меньшей мере, один ролик через цилиндрический шарнир опирается на шток поршня пневматического цилиндра.At the same time, to increase the reliability of the lifting complex and expand the permissible range of the amplitude of the platform’s oscillations during sea waves at the lifting complex, its lifting modules are supplemented by an intermediate flexible connection connected to the locking of the lifting connection, the other end of which is fixed to the housing of the lifting module, and the body of the intermediate flexible connection is supported by this on the rollers, which is equipped with a lifting module, and at least one roller through a cylindrical hinge rests on the piston rod of the pneumatic cylinder.
Преимущества, которые обеспечивает новый комплекс, в основном состоят в следующем.The advantages provided by the new complex are mainly as follows.
- Оснащение платформы датчиками скорости, крена и дифферента позволяет оптимально выбрать момент фиксации подъемных связей, когда углы крена и дифферента имеют минимальные значения.- Equipping the platform with sensors of speed, roll and trim allows you to optimally choose the moment of fixation of lifting links, when the angles of heel and trim have minimal values.
- Наличие в корпусе сквозных проемов и модульное построение подъемного комплекса обеспечивают возможность оптимального расположения подъемных модулей по длине платформы в соответствии с распределением весовой нагрузки от объекта, что позволяет минимизировать статическую составляющую нагрузки, действующей на подъемные модули, связи и элементы корпуса объекта и т.д.- The presence of through openings in the body and the modular construction of the lifting complex provide the possibility of the optimal location of the lifting modules along the length of the platform in accordance with the distribution of the weight load from the object, which minimizes the static component of the load acting on the lifting modules, communications and elements of the body of the object, etc. .
- Оснащение подъемных модулей пневматическими устройствами позволяет минимизировать динамическую составляющую нагрузки на подъемные модули, связи и элементы корпуса объекта и т.д.- Equipping the lifting modules with pneumatic devices allows you to minimize the dynamic component of the load on the lifting modules, communications and body elements of the object, etc.
- Оснащение пневматических цилиндров датчиками положения поршня позволяет оптимальным образом выбрать начальный момент и интенсивность увеличения натяжения при активации подъемных связей при отрыве объекта от грунта в стадии перехода объекта из состояния покоя во взвешенное состояние в каждом цикле подъема.- Equipping the pneumatic cylinders with piston position sensors allows you to optimally select the initial moment and intensity of tension increase when lifting links are activated when the object is separated from the ground during the transition of the object from the rest state to the suspended state in each lifting cycle.
- Оснащение подъемных модулей поглотителями энергии удара позволяет снизить риск разрушения подъемных связей при внезапном выходе колебаний системы «платформа - объект» за пределы допустимого диапазона.- Equipping the lifting modules with shock energy absorbers reduces the risk of failure of the lifting links when the oscillations of the platform-object system suddenly go beyond the permissible range.
- Использование регулируемых источников сжатого газа позволяет настраивать усилия натяжения связей на всех стадиях движения объекта в процессе подъемно-транспортной операции и т.д.- The use of controlled sources of compressed gas allows you to configure the efforts of tension ties at all stages of the movement of the object in the process of lifting and transport operations, etc.
- Оснащение подъемного модуля резервуаром с унитарным топливом-энергоносителем позволяет, путем каталитического разложения топлива, создать импульс давления в нижней полости цилиндра, при возникновении угрозы соударения поршня с нижней стенкой пневматического цилиндра.- Equipping the lifting module with a tank with a unitary fuel-energy carrier allows, by catalytic decomposition of the fuel, to create a pressure impulse in the lower cavity of the cylinder, in the event of a threat of collision of the piston with the bottom wall of the pneumatic cylinder.
- Сообщение верхней полости резервуара с источником сжатого газа позволяет создать в резервуаре давление, необходимое для работы дозатора и впрыска топлива в нижнюю полость цилиндра.- Communication of the upper cavity of the tank with a source of compressed gas allows you to create in the tank the pressure necessary for the dispenser and fuel injection into the lower cavity of the cylinder.
- Оснащение пневматического цилиндра датчиком перемещения поршня обеспечивает необходимые данные для своевременного срабатывания дозатора предохранительного клапана поршня.- Equipping the pneumatic cylinder with a piston displacement sensor provides the necessary data for the timely operation of the piston of the piston safety valve.
- Установка на поршне предохранительного клапана позволяет не допустить минимизирование импульса последействия давления продуктов разложения топлива и рывка подъемной связи при обратном ходе поршня из его крайнего нижнего положения после срабатывания компенсирующего импульса давления.- Installation of a safety valve on the piston allows to prevent minimization of the impulse of the pressure aftereffect of the decomposition products of the fuel and the lifting link jerk during the reverse stroke of the piston from its lowermost position after the compensation pressure pulse is triggered.
- Оснащение подъемного модуля промежуточной гибкой связь и роликами позволяет существенно увеличивать ход фиксатора подъемной связи при том же ходе штока поршня. Это позволяет существенно увеличить амплитуду допустимых вертикальных перемещений платформы при качке и тем самым расширить область параметров и временной интервал безопасного проведения подъемно-транспортных операций. В случае необходимости, дополнительное увеличение безопасного хода фиксатора может быть достигнуто увеличением количества роликов на подвижных опорах в составе подъемного модуля. При использовании одного подвижного ролика и соответственно одного пневматического цилиндра рабочий ход фиксатора можно увеличить в 2 раза, при двух подвижных роликах - 4, при трех - в 8 раз и т.д. При использовании такого механизма критичным, с точки зрения условий подъемной операции, становится не волнение моря, а другие факторы, например скорость ветра и другие метеорологические условия на акватории.- Equipping the lifting module with an intermediate flexible link and rollers can significantly increase the stroke of the lifting link lock with the same stroke of the piston rod. This allows you to significantly increase the amplitude of the permissible vertical displacements of the platform during rolling, and thereby expand the range of parameters and the time interval for the safe handling and handling operations. If necessary, an additional increase in the safe stroke of the latch can be achieved by increasing the number of rollers on the movable supports in the lifting module. When using one movable roller and, accordingly, one pneumatic cylinder, the working stroke of the clamp can be increased by 2 times, with two movable rollers - 4, with three - by 8 times, etc. When using such a mechanism, it is critical, from the point of view of the conditions of the lifting operation, not sea waves, but other factors, such as wind speed and other meteorological conditions in the water area.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг.4 представлен общий вид комплекса для осуществления способа подъема в условиях морского волнения объектов, расположенных на дне моря, на Фиг.5 - общий вид указанного комплекса (Фиг.4), оснащенного резервуаром с унитарным топливом, на Фиг.6 - общий вид комплекса (Фиг.4, 5) - с промежуточной гибкой связью, и на Фиг.7 - схема подъема по предлагаемому изобретению.The invention is illustrated by drawings, where Fig.4 shows a General view of the complex for implementing the method of lifting in conditions of sea waves of objects located on the bottom of the sea, Fig.5 is a General view of the complex (Fig.4), equipped with a tank with unitary fuel, Fig.6 is a General view of the complex (Fig.4, 5) with an intermediate flexible connection, and Fig.7 is a lifting diagram according to the invention.
Комплекс для осуществления в условиях морского волнения подъема объектов, расположенных на дне (Фиг.4), состоит из плавучей платформы 1 с отсеками и устройствами для загрузки и выгрузки балласта 2, подъемных связей 3 и устройства подъема, спуска, натяжения и прочной фиксации подъемных связей 4. Платформа 1 оснащена датчиками скорости, крена и дифферента 5 и регулируемыми источниками сжатого газа 6 с управляемыми запорными клапанами 7. Подача и регулирование давления в источники 6 могут быть осуществлены различными способами, например с помощью компрессорной станции, расположенной на платформе, или с помощью резервуаров со сжатым газом (на чертеже не показаны).The complex for the implementation of sea waves lifting objects located on the bottom (Figure 4), consists of a
В корпусе платформы выполнен, по меньшей мере, один сквозной вертикальный проем 8. Относительно плоскости симметрии проема размещены подъемные модули 9, которые установлены с возможностью перемещения на горизонтальных направляющих 10. Модули имеют в своем корпусе вертикальную шахту 11, в нижней части которой установлен ограничитель боковых смещений подъемной связи 12 и распорные устройства 13 (для фиксации положения модулей внутри проема 8). В верхней части шахты расположен пневматический цилиндр 14 с поршнем 15, имеющим шток 16. На нижнем конце штока закреплен фиксатор подъемной связи 17 с гидравлическим зажимом 18. Фиксатор 17 установлен внутри шахты 11 с возможностью скольжения. Пневматический цилиндр также оснащен датчиком положения поршня 19. В шахте над фиксатором подъемной связи и под ним установлены поглотители энергии удара 20 и 21. Полости пневматического цилиндра над и под поршнем сообщены через запорный клапан 7 источника сжатого газа и управляемые клапаны 22 и 23 с источником сжатого газа 6. Устройство клапанов 22 и 23 позволяет сообщать соответствующие полости с окружающей атмосферой. Параллельно клапанам 22 и 23 источник сжатого газа 6 через запорный клапан 7, трубопровод и клапан 24 (управляемый по сигналам датчиков 5) соединен с установленным на корпусе подъемного модуля пневмогидравлическим устройством 25, которое, с другой стороны, соединено с гидравлическим зажимом фиксатора подъемной связи 18. На нижнем конце связи 3 подъемных модулей закреплено захватное устройство 26, при этом верхний конец подъемной связи пропущен через устройство подъема, спуска, натяжения и фиксации связи 4.At least one through vertical aperture 8 is made in the platform casing. With respect to the symmetry plane of the aperture, lifting modules 9 are placed, which are mounted to move on horizontal guides 10. The modules have a vertical shaft 11 in their casing, in the lower part of which there is a lateral limiter displacements of the lifting
Кроме того, в указанном комплексе (см. Фиг.5) подъемные модули оснащены резервуаром с унитарным топливом (например, гидразином) 27. Резервуар разделен плавающей перегородкой 28 на две полости, верхняя из которых сообщена с источником сжатого газа 6, а нижняя сообщена через дозатор 29 с полостью пневматического цилиндра 14, расположенной под поршнем 15. Датчик положения 19 поршня 15 соединен с дозатором 29. Поршень 15 оснащен автоматическим предохранительным клапаном 30, через который нижняя полость пневматического цилиндра может сообщаться с его верхней полостью (и через клапан 22 - с окружающей атмосферой).In addition, in the indicated complex (see Figure 5), the lifting modules are equipped with a unitary fuel tank (for example, hydrazine) 27. The tank is divided by a floating
Наряду с этим подъемный комплекс (Фиг.6) оснащен промежуточной гибкой связью 31, к одному концу которой прикреплен фиксатор подъемной связи 17, а другой конец закреплен на корпусе 9 подъемного модуля 9. Промежуточная связь 31 пропущена через ролики 32. Ось, по меньше мере, одного ролика через цилиндрический шарнир 33 оперта на шток 16 поршня 15 пневматического цилиндра 14.In addition, the lifting complex (Fig. 6) is equipped with an intermediate
В предлагаемом способе при подъеме подводного объекта стадии заведения подъемных строп и соединения их с подъемными связями 3 (Фиг.4) объединены в одной стадии (Фиг.7) установки на конструкциях объекта присоединяемых захватов, которые через подъемные связи 3 и пневматические устройства передают подъемное усилие на корпус платформы. Каждый цикл подъема осуществляется в три операции (Фиг.7): отрыв объекта от грунта - А; перемещение объекта в направлении пункта назначения до касания с грунтом - Б; ослабление натяжения связей в точке касания объекта с грунтом до величины, обеспечивающей нормальное функционирование механизмов фиксации и выборки слабины подъемных связей - В. Цикл (А-Б-В) повторяется вплоть до касания объекта с грунтом в пункте назначения.In the proposed method, when lifting an underwater object, the stages of establishing the lifting slings and connecting them with the lifting links 3 (Figure 4) are combined in one stage (Figure 7) of the installation of attachable grippers on the structures of the object, which transmit the lifting force through the lifting
Функционирование подъемного комплекса осуществляется следующим образом (см. Фиг.4).The functioning of the lifting complex is as follows (see Figure 4).
На основании расчета сил, обеспечивающих статическое равновесие, и с учетом допустимых нагрузок на прочные элементы корпуса объекта, к которым будут приложены подъемные усилия, определяется давление в полостях пневмоцилинров и положение подъемных модулей вдоль плоскости симметрии проемов 8 в корпусе платформы 1.Based on the calculation of the forces providing static balance, and taking into account the permissible loads on the strong elements of the object’s body, to which the lifting forces will be applied, the pressure in the cavities of the pneumatic cylinders and the position of the lifting modules along the symmetry plane of the openings 8 in the
Перемещая подъемные модули 9 по направляющим 10, модули устанавливают на платформе и фиксируются на своих местах с помощью распорных устройств 13.Moving the lifting modules 9 along the guides 10, the modules are installed on the platform and fixed in
С учетом веса объекта, водоизмещения платформы, прогнозируемой амплитуды колебаний платформы и других существенных факторов устанавливают в требуемое положение поглотители энергии удара 20 и 21.Taking into account the weight of the object, the displacement of the platform, the predicted amplitude of the oscillations of the platform and other significant factors,
Доставляют платформу к месту проведения операции.Deliver the platform to the place of operation.
С помощью устройств балластировки 2 платформу переводят в состояние максимальной осадки и располагают над объектом.Using ballasting devices 2, the platform is brought into a state of maximum draft and placed above the object.
Создают необходимое давление в источниках сжатого газа 6.Create the necessary pressure in the sources of
При раскрытых гидравлических зажимах 18 опускают подъемные связи 3 с захватными устройствами 26 и закрепляют их на прочных элементах корпуса объекта (которые были назначены заранее на стадии инженерной подготовки операции).When the
Открывают запорный клапан 7 и клапаны 22 и 23 и заполняют сжатым газом верхнюю и нижнюю полости цилиндра 14. При этом сжатый газ может свободно перемещаться между полостями. Клапан 24 на трубопроводе, подающем газ в пневмогидравлическое устройство 25, закрыт.The shut-off
Выбирают слабину подъемных связей с помощью устройства подъема, спуска, натяжения и фиксации 4 и поддерживают это состояние (например, с помощью противовеса, входящего с состав устройства 4 (на Фиг.4 не показан)).The slack of the lifting links is selected using the lifting, lowering, pulling and fixing device 4 and maintain this state (for example, using the counterweight included with the device 4 (not shown in FIG. 4)).
По показаниям датчиков 5 выбирают момент времени, когда значения углов крена и дифферента платформы имеют минимальное значение, и, одновременно на всех подъемных модулях, открывают клапан 24, приводят в действие пневмогидравлическое устройство 25 и гидравлические зажимы 21 фиксатора подъемных связей 17, с помощью клапана 22 разобщают полости цилиндра над и под поршнем и сбрасывают часть газа из верхней полости цилиндра в атмосферу, снижая давление газа в верхней полости цилиндра до величины, обеспечивающей натяжение подъемных связей (избыточным давлением в нижней полости). При этом создают натяжение связей, достаточное лишь для преодоления сил трения между цилиндром и поршнем со штоком и поддержания связей в натянутом состоянии при качке платформы. Включение штоков и поршней подъемных модулей приводит к изменению параметров колебания платформы.According to the readings of the
На основании наблюдений параметров движения платформы (крена, дифферента и скорости) определяют момент завершения перехода платформы в новый режим колебаний. В момент оптимального сочетания углов крена и дифферента, а также направления и величины скорости вертикального движения платформы, на всех подъемных модулях клапан 22 устанавливают в положение, обеспечивающее постепенный сброс давления из верхней полости цилиндров 14. Одновременно с помощью устройств 2 производят разгрузку балласта из отсеков платформы. Сброс давления из верхних полостей пневматических цилиндров производят до тех пор, пока давление в нижней полости цилиндров всех подъемных модулей не создаст натяжение связей, соответствующее условиям равновесия объекта в подвешенном состоянии.Based on the observations of the platform motion parameters (roll, trim and speed), the moment of completion of the platform transition to the new oscillation mode is determined. At the time of the optimal combination of the roll and trim angles, as well as the direction and magnitude of the vertical speed of the platform, on all lifting modules, the
Если, после завершения дебалластировки, в течение приемлемого по условиям операции времени не происходит отрыва объекта от грунта, то для преодоления сил отрыва давление в источниках сжатого газа 6 всех подъемных модулей (одновременно или по заранее принятому алгоритму) увеличивается на некоторую величину. Увеличение давления производят ступенями с выдержкой на каждой ступени в течение некоторого времени.If, after de-ballasting is completed, the object does not detach from the soil for a period of time acceptable under the conditions of the operation, then in order to overcome the separation forces, the pressure in the compressed
В момент начала отрыва, по мере перехода объекта из состояния покоя во взвешенное состояние, для уменьшения натяжения подъемных связей клапаны 22 устанавливаются в положение, обеспечивающее сброс сжатого газа из нижней полости цилиндров в верхнюю. Натяжение подъемных связей, таким образом, доводят до расчетного, отвечающего статическому равновесию объекта в подвешенном состоянии. Если в процессе отрыва, из-за колебаний системы «платформа - объект», объект вновь пришел в соприкосновение с грунтом и усилие, необходимое для перевода объекта во взвешенное состояние, вновь увеличилось, клапан 22 вновь переводят в состояние, обеспечивающее сброс газа в атмосферу из верхней полости, тем самым понижая давление в верхней полости цилиндра и увеличивая натяжение подъемных связей. При всех этих действиях нижняя полость постоянно сообщается с источником 6 сжатого газа, что обеспечивает минимизацию динамической составляющей натяжения подъемных связей.At the beginning of the separation, as the object transitions from the rest state to the suspended state, to reduce the tension of the lifting links, the
После полного завершения отрыва объекта от грунта и освобождения платформы от балласта система «платформа - объект» приобретает минимально возможную осадку и в таком состоянии транспортируется в направлении уменьшения глубины, которое должно максимально совпадать с направлением на место назначения объекта.After the completion of the separation of the object from the ground and the release of the platform from the ballast, the platform-object system acquires the minimum possible draft and, in this state, is transported in the direction of decreasing depth, which should coincide as much as possible with the direction to the destination of the object.
После касания объекта с грунтом на более мелком месте с помощью устройств 2 платформу вновь загружают балластом. Одновременно закрывают запорный клапан 7, через клапан 23 сообщают нижнюю полость цилиндра с атмосферой, а после выравнивания давления в нижней и верхней полостях цилиндров открывают клапан 22 и сбрасывают давление газа в обеих полостях цилиндров на всех подъемных модулях.After touching the object with the soil in a smaller place using devices 2, the platform is again loaded with ballast. At the same time, the shut-off
Открывают гидравлические зажимы 18 всех подъемных модулей и приводят в действие механизмы 4 для сохранения натяжения подъемных связей без слабины.The hydraulic clamps 18 of all the lifting modules are opened and the mechanisms 4 are actuated to maintain the tension of the lifting links without slack.
После полной разгрузки подъемных связей и производят балластировку платформы.After complete unloading of the lifting links, the platform is ballasted.
При максимальной осадке платформы с помощью устройства 25 закрывают гидравлические зажимы 18 и повторяют все действия, следующие после этого, описанные выше.At the maximum draft of the platform using the
Отличия параметров операций на следующем цикле главным образом связаны с изменениями морского волнения и условиями взаимодействия объекта с грунтом.The differences in the parameters of operations in the next cycle are mainly associated with changes in sea waves and the conditions of interaction of the object with the ground.
Подъемный комплекс по п.3 формулы изобретения функционирует по описанному выше алгоритму, но имеет следующие отличия.The lifting complex according to
В момент открытия запорного клапана 7 (см. Фиг.5) сжатый газ попадает в верхнюю полость резервуара с унитарным топливом 27. При этом топливо, находящееся в нижней полости резервуара и трубопроводе, заканчивающемся дозатором 29, находится под давлением, равным давлению в нижней полости пневматического цилиндра на каждом подъемном модуле.At the time of opening the shut-off valve 7 (see Figure 5), compressed gas enters the upper cavity of the tank with
В случае опасного сближения поршня с нижней стенкой пневматического цилиндра, по сигналу от датчика положения поршня 19 дозатор 29 (например, с помощью гидроусилителя, который может быть включен в состав дозатора) производит впрыск топлива в полость цилиндра под поршнем. Быстрое экзотермическое разложение топлива приводит к возникновению дополнительного импульса давления, препятствующего движению поршня вниз. При соударении чувствительного элемента предохранительного клапана (на чертеже не показан) с нижней стенкой цилиндра предохранительный клапан открывается и в момент максимального давления под поршнем происходит сброс давления из нижней полости цилиндра в верхнюю. Откуда он через клапан 22 выходит в атмосферу.In the event of a dangerous approach of the piston to the bottom wall of the pneumatic cylinder, the signal 29 (for example, using a hydraulic booster that can be included in the metering device) injects fuel into the cylinder cavity under the piston by a signal from the
Если компенсирующее воздействие импульса давления продуктов разложения топлива оказалось избыточным и срабатывание клапана 30 не произошло, предохранительный клапан срабатывает по сигналу датчика 19 в момент изменения знака изменения положения поршня на противоположный, что соответствует движению поршня вверх. Сброс продуктов разложения в верхнюю полость пневматического цилиндра приводит к быстрому уменьшению натяжения подъемной связи. Приведение значения натяжения связи к расчетному значению происходит с помощью клапана 22 аналогично тому, как это происходит на стадии отрыва объекта от грунта (см. выше).If the compensating effect of the pressure pulse of the decomposition products of the fuel turned out to be excessive and the valve 30 does not operate, the safety valve is triggered by the signal of the
Если компенсирующее воздействие импульса давления продуктов разложения топлива оказалось недостаточным и, соответственно, торможение поршня оказалось неполным, остаточную энергию удара воспринимает поглотитель энергии удара 21 (см. Фиг.4). При этом в момент касания чувствительного элемента предохранительного клапана 32 с нижней стенкой пневматического цилиндра происходит сброс давления из нижней полости цилиндра и возврат давления в ней к расчетному происходит с помощью клапана 22 (см. выше).If the compensating effect of the pressure pulse of the decomposition products of the fuel was insufficient and, accordingly, the braking of the piston was incomplete, the residual impact energy is absorbed by the impact energy absorber 21 (see Figure 4). At the same time, when the sensitive element of the
Подъемный комплекс по п.4 формулы изобретения (см. Фиг.6) функционирует так же, как и комплексы по п.2 или 3 формулы изобретения. Отличие функционирования комплекса по п.4 состоит в том, что шток 16 пневматического цилиндра 14 взаимодействует с фиксатором подъемной связи 17 не непосредственно, а через промежуточную гибкую связь 31, пропущенную через систему жестко закрепленных на корпусе подъемного модуля роликов 32. При этом, по крайней мере, один из роликов через цилиндрический шарнир 33 опирается на шток 16 поршня 15.The lifting complex according to claim 4 of the claims (see Figure 6) functions in the same way as the complexes according to
Особенность функционирования комплекса по п.4 формулы изобретения состоит в том, что при той же амплитуде перемещения поршня 15 допустимое перемещение фиксатора подъемной связи 17 может быть увеличено, по меньшей мере, в два раза по сравнению с вариантом подъемного модуля по п.2 формулы изобретения.A feature of the functioning of the complex according to claim 4 is that with the same amplitude of movement of the
Увеличивая количество подвижных роликов и соответственно пневматических цилиндров до 2, 3 и т.д., можно увеличить допустимые перемещения фиксаторов подъемных связей и допустимую амплитуду колебаний платформы соответственно в 4, 6 и т.д. раз. Это позволяет существенно уменьшить объем цилиндров 14 по отношению к объему источника сжатого газа 6 и тем самым повысить степень амортизации динамических нагрузок на подъемные связи.By increasing the number of movable rollers and, accordingly, pneumatic cylinders to 2, 3, etc., it is possible to increase the permissible displacements of the clamps of the lifting links and the permissible vibration amplitude of the platform, respectively, 4, 6, etc. time. This allows you to significantly reduce the volume of the
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009149457/11A RU2424152C1 (en) | 2009-12-29 | 2009-12-29 | Method of lifting objects from sea bottom in sea motions and device to this end |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009149457/11A RU2424152C1 (en) | 2009-12-29 | 2009-12-29 | Method of lifting objects from sea bottom in sea motions and device to this end |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2424152C1 true RU2424152C1 (en) | 2011-07-20 |
Family
ID=44752448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009149457/11A RU2424152C1 (en) | 2009-12-29 | 2009-12-29 | Method of lifting objects from sea bottom in sea motions and device to this end |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2424152C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2479459C1 (en) * | 2011-08-19 | 2013-04-20 | Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Лазурит" | Method for lifting, moving and installing surface facilities of offshore fields of hydrocarbons in underwater-ice position |
| CN116280102A (en) * | 2023-05-11 | 2023-06-23 | 日照市海洋与渔业研究院(日照市海域使用动态监视监测中心、日照市水生野生动物救护站) | Marine underwater auxiliary rescue device |
-
2009
- 2009-12-29 RU RU2009149457/11A patent/RU2424152C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Молчанов В.А. Возвращение из глубины. - Л.: Судостроение, 1982, с.156. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2479459C1 (en) * | 2011-08-19 | 2013-04-20 | Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Лазурит" | Method for lifting, moving and installing surface facilities of offshore fields of hydrocarbons in underwater-ice position |
| CN116280102A (en) * | 2023-05-11 | 2023-06-23 | 日照市海洋与渔业研究院(日照市海域使用动态监视监测中心、日照市水生野生动物救护站) | Marine underwater auxiliary rescue device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8992127B2 (en) | Method and apparatus for subsea installations | |
| CN101492140A (en) | Sling apparatus for aluminum alloy catamaran and whole-boat set afloat process | |
| EP2326552B1 (en) | Method of locating a subsea structure for deployment | |
| CN107541732B (en) | It is a kind of marine to stretch anode system and its installation method | |
| CN1932160A (en) | Component assembling construction auxiliary apparatus in hydraulic engineering and using method thereof | |
| EP3186141B1 (en) | A multi-vessel process to install and recover subsea equipment packages | |
| WO2003074353A1 (en) | A method for underwater transportation and installation or removal of objects at sea | |
| CN106365036B (en) | Submarine pipeline briquetting discharges Combined hanging rack | |
| CN103883273A (en) | Method for utilizing two cranes on saturation diving support vessel to mount vertical pipe | |
| RU2424152C1 (en) | Method of lifting objects from sea bottom in sea motions and device to this end | |
| CN100535251C (en) | Earth pit for prefabricating members for use in hydraulic engineering, float transferring device therefore, and their using method | |
| CN100493988C (en) | Method of salvaging applying ship for loading and unloading, and its device | |
| US5577874A (en) | Method and apparatus for the transfer of loads from a floating vessel to another or to a fixed installation | |
| CN209872190U (en) | Heave compensation piston tensioner | |
| US5527132A (en) | Anti-surge method and apparatus for offshore structures | |
| RU2479460C1 (en) | Method of sunk ship surfacing and complex for surfacing and floating sunk submarines and other vessels | |
| CN109533209A (en) | Large-scale component lifting transport installation integrated ship and construction technology | |
| KR102055400B1 (en) | Method for mounting thruster of ship in dock | |
| CN201013017Y (en) | Auxiliary device for component installment construction in hydraulic engineering | |
| GB2564665A (en) | Subsea installation method | |
| CN105775074B (en) | Gradually the heavy erection of equipment method in deep-sea of buoyant mass is freely discharged | |
| NO347317B1 (en) | A load monitoring tension unit, and an installation tool and method for installing a load monitoring tension unit. | |
| KR101338917B1 (en) | Thruster on-ground mounting method for ship | |
| NO20160756A1 (en) | Semi active heave compensator | |
| NO343571B1 (en) | Horizontal wireline compensator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201230 |