УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЯКОРЕЙ
ANCHORS HANDLING DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для безопасного перемещения тяжелого груза, поднимаемого из морской глубины на палубу судна или опускаемого с палубы в море. Более конкретно, изобретение относится к способу и устройству для перемещения якорей, при этом особое внимание уделяется безопасности и оборудованию.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Плавучая морская установка для разведки и разработки месторождений нефти и газа удерживается на месте якорями. Якоря устанавливают на морском дне, передвигают и поднимают с помощью судов обеспечения и судов для установки якорей.
Якоря поднимают и опускают тросами лебедок, находящихся на горизонтальной палубе судна обеспечения или судна для установки якорей. Трос, используемый для подъема якоря, обычно приводят в движение лебедкой, находящейся вблизи переднего конца грузовой палубы. Трос проходит по палубе и по направляющему телу или ролику на заднем конце грузовой палубы. Наиболее критичными операциями при манипуляциях с якорем являются его подъем из моря на борт судна и опускание с палубы судна в море. Во время этих операций силы, действующие на якорь и трос, больше, чем во время других операций.
Поэтому размер троса выбирается исходя из силы, необходимой при выполнении указанных критичных операций. Кроме того, существует опасность разрыва троса. Трос, разорванный из-за такой нагрузки, представляет большую опасность для судна, оборудования и персонала. Кроме того, якорь может серьезно повредить подводное оборудование, расположенное под судном.
В NO 20041314 описана аппарель для перемещения якорей буровой установки по судну обеспечения. Аппарель имеет два ролика, нижний и верхний, и может поворачиваться вокруг оси нижнего ролика между верхним положением, когда она расположена под углом примерно 60° к горизонтальной плоскости, и нижним положением, когда этот угол равен примерно 30°. Хотя силы, создаваемые якорем во время указанных операций, значительно меньше, чем в способе, упомянутом ранее, они все же достаточно большие, и опасности, обусловленные большими силами, все еще имеют место.
В WO 2006/073316 описаны безопасное устройство для установки якорей и безопасный способ опускания якоря с судна в море и подъема якоря на судно. Устройство содержит аппарель, имеющую опорную поверхность для якоря и способную перемещаться из положения на судне, когда опорная поверхность расположена по существу горизонтально, в положение за бортом судна, когда опорная поверхность расположена по существу вертикально. Эта аппарель позволяет избежать указанной выше проблемы, связанной с перемещением якоря из моря на судно и с судна в море. Однако аппарель не нашла широкого применения и была установлена только на одном судне. Главные проблемы заключались в том, что когда аппарель находится в вертикальном положении, возникает опасная ситуация, поскольку она закрывает вид на корму с палубы и мостика, препятствуя визуальному контролю за работой, и в том, что значительно уменьшается плавучесть кормовой части судна. Кроме того, уменьшается рабочая поверхность грузовой палубы судна, что ограничивает возможности его использования для других целей.
Кроме того, устройство согласно WO 2006/073316 является конструктивно сложным и тяжелым. Поэтому желательно иметь более простую и легкую конструкцию.
Следовательно, существует потребность в способе и устройстве, которые позволяют избежать указанных выше проблем, связанных с операциями подъема якоря на судно и его опускания с судна в море.
Таким образом, целью изобретения является создание устройства для перемещения якорей, которое не имеет указанных недостатков.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Эта цель достигается путем создания устройства для перемещения якорей для судна, предназначенного для установки якорей, причем устройство приспособлено для перемещения якоря из по существу горизонтального положения, когда он лежит на кормовой палубе судна, в по существу вертикальное положение, когда он висит за кормой судна, и содержит два плеча, установленных первыми концами с возможностью поворота вокруг по существу горизонтальной оси, по существу перпендикулярной к продольной оси судна и по существу совпадающей с осью вращения кормового ролика, расположенного на кормовом конце грузовой палубы судна, и несущих на своих вторых концах якорный ролик, ось вращения которого по существу параллельна оси поворота плеч.
Наличие поворотных плеч, несущих якорный ролик, позволяет поднимать якорь на судно или опускать его с грузовой палубы судна в море без помощи извне, с платформы или судна, имеющих кран, не подвергая оборудование действию чрезмерно больших сил, упомянутых выше. Кроме того, устройство имеет простую конструкцию и небольшой вес и не мешает обзору кормы с грузовой палубы и мостика судна.
Согласно одному варианту осуществления изобретения плечи и якорный ролик установлены с возможностью поворота из убранного положения, когда плечи и якорный ролик находятся в желобах на грузовой палубе, в рабочее положение, когда дальняя относительно кормы вертикальная касательная к якорному ролику совпадает с дальней относительно кормы вертикальной касательной к кормовому ролику или находится за кормой дальше этой касательной. Когда устройство находится в убранном положении, оно не ограничивает использование грузовой палубы, и судно может служить для других целей.
В другом варианте осуществления плечи поворачиваются гидроприводом (гидроприводами). Использование гидроприводов предпочтительно из-за их простоты и надежности.
В еще одном варианте осуществления плечи прикреплены к поворотному валу. В этом случае плечи будут перемещаться параллельно друг другу. При отказе привода одного плеча оба плеча могут перемещаться приводом другого плеча. Кроме того, полная сила, необходимая для поворота плеч, распределяется поворотными средствами, делая ненужным использование сложных систем управления положением каждого плеча.
В еще одном варианте осуществления изобретения плечи соединены с возможностью поворота с поворотным валом.
Кормовой ролик установлен предпочтительно с возможностью вращения на поворотном валу.
В убранном положении устройство может размещаться в одном или в нескольких углублениях на грузовой палубе. Это позволяет убирать устройство, так что, когда оно не используется, оно не мешает выполнять другие операции. Это позволяет использовать судно для различных целей, поскольку оно предоставляет в распоряжение грузовую палубу, функционально пригодную для других работ, которые могут быть назначены судну. Это также важно в отношении техники безопасности, так как устройства, находящиеся на палубе, могут мешать работающему на палубе персоналу.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
фиг.1 изображает вид в аксонометрии грузовой палубы судна, предназначенного для установки якорей, иллюстрирующий вариант выполнения предлагаемого устройства,
фиг.2 - устройство, представленное на фиг.1, в другом ракурсе,
фиг.3 - вид, соответствующий фиг.2, когда предлагаемое устройство находится в убранном положении,
фиг.4 - вид в аксонометрии устройства в рабочем или поднятом положении,
фиг.5 - вид сбоку устройства, изображенного на фиг.4,
фиг.6 - вид в аксонометрии устройства в убранном положении и
фиг.7 - разрез по В-В на фиг.6.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже подробно описан предпочтительный вариант выполнения устройства для перемещения якорей.
На фиг.1 показана в аксонометрии кормовая часть судна 1 для установки якорей, оборудованного устройством 6 для перемещения якорей согласно изобретению. Судно 1 имеет открытую грузовую палубу 2, ограниченную по обоим бортам грузовыми перилами 3 и по корме кормовым роликом 4, вращающимся вокруг по существу горизонтальной оси, перпендикулярной к продольной оси судна. На грузовой палубе 2 находится якорь 5 для плавучей морской установки.
Устройство для перемещения якорей содержит два плеча 7, 7', 15, несущих якорный ролик 8. Плечи 7, 7', 15 могут поворачиваться вокруг оси, по существу параллельной оси 4 вращения кормового ролика или совпадающей с ней. Оба плеча 7, 7' предпочтительно прикреплены к валу 15. Вал 15 предпочтительно является полым и установлен с возможностью поворота на корме судна, например на дейдвудном валу (не показан). Кормовой ролик предпочтительно соединен с возможностью вращения с валом 15.
Управление плечами 7, 7', 15 осуществляется с помощью приводов 9, 9', которые поворачивают плечи 7, 7' между рабочим или поднятым положением, показанным на фиг.4 и 5, и убранным положением, показанным на фиг.3, 6 и 7, когда устройство для перемещения якорей хранится ниже грузовой палубы. Поскольку плечи 7, 7' и вал 15 прикреплены друг к другу, то плечи 7, 7', якорный ролик и вал 15 образуют единый узел, который поворачивается как одно целое. Поэтому силы, которые требуются для поворота и удерживания плеч в нужном положении, распределяются между приводами 9, 9', и если один из них выйдет из строя из-за падения гидравлического давления, рама все еще может поворачиваться другим приводом.
На грузовой палубе 2 имеются желоба 10, 10' и 10'' для приема рамы 7, 7' и якорного ролика 8, когда они находятся в убранном положении. Плечи 7, 7' параллельны друг другу. Соответственно, желоба 10 и 10', предназначенные для приема плеч 7, 7' рамы, параллельны друг другу и продольной оси судна. Третий желоб 10'' соединяет желоба 10 и 10' и служит для приема якорного ролика 8. Для закрывания желоба 10'' предпочтительно предусмотрена крышка 11.
На фиг.7 крышка в верхнем положении, в котором она закрывает желоб 10'', обозначена позицией 11, а в нижнем положении обозначена позицией 11'. При перемещении из нижнего положения в верхнее крышка 11 направляется направляющими колесиками 14, установленными в направляющих канавках.
Плечи 7, 7' предпочтительно выполнены так, что когда они находятся в убранном положении, их верхние стороны расположены на одном уровне с грузовой палубой, образуя крышку для желобов 10, 10'.
Как упоминалось выше, плечи 7, 7' и, следовательно, устройство 6 для перемещения якорей приводятся в действие двумя приводами 9, 9', соединенными с плечами 7, 7' и скобами 12 в желобах 10, 10' и/или 10''. В рабочем или поднятом положении устройства 6 вертикальная касательная к якорному ролику 8 предпочтительно совпадает с вертикальной касательной к кормовому ролику или находится за кормой дальше нее. Указанная касательная к якорному ролику 8 предпочтительно находится дальше за кормой, чем касательная к кормовому ролику. Когда якорный ролик 8 находится дальше за кормой, чем кормовой ролик 4, якорь, висящий на тросе, проходящем по якорному ролику, не будет лежать на кормовом ролике. Расстояние между кормовым роликом и вертикальной касательной к якорному ролику обеспечивает пространство для манипулирования якорем, в частности для его поворота, до его подъема к якорному ролику. Если нижняя часть якоря находится ниже уровня моря и он свободно висит своей верхней частью на кормовом ролике, то якорь может поворачиваться струей от гребных винтов судна. Поэтому предпочтительно, чтобы расстояние по горизонтали до дальней относительно кормы вертикальной касательной к якорному ролику было как можно больше.
Когда якорь висит на тросе, проходящем по якорному ролику, на устройство действуют две силы - вертикальная сила тяжести и по существу горизонтальная сила, создаваемая лебедкой. Направление силы, создаваемой тросом, может не находиться в горизонтальной плоскости в зависимости от высоты расположения якорного ролика над палубой, от расстояния между ним и лебедкой и от высоты расположения над палубой лебедки. Две силы будут уравновешивать друг друга, если рама наклонена к горизонтальной плоскости наружу под углом около 45°, что соответствует углу, обращенному внутрь относительно по существу горизонтальной грузовой палубы, равному примерно 135°. Для предлагаемого устройства, в котором рама перемещается гидроприводами, предпочтительно, чтобы под нагрузкой штоки приводов всегда выдвигались. Соответственно, максимальный угол, открытый в сторону грузовой палубы, равен примерно 135°.
Когда устройство для перемещения якорей находится в убранном положении, якорь может быть размещен на кормовом ролике и якорном ролике. После съема крышки 11 устройство можно перевести в рабочее или поднятое положение, описанное выше, т.е. можно привести в действие гидроприводы для подъема свободных концов плеч 7, 7' вместе с якорным роликом из убранного положения в рабочее. При повороте устройства из убранного в рабочее положение якорь удерживается от соскальзывания с устройства прикрепленным к верхнему концу якоря тросом, который проходит по якорному ролику 8 и натянут лебедкой (не показана). Когда устройство находится в рабочем или поднятом, якорь можно опустить с помощью троса и лебедки, не вызывая появления каких-либо разрушающих сил. Как только якорь окажется ниже кормового ролика, устройство можно опустить в убранное положение.
Устройство 6 для перемещения якорей может быть застопорено в любом промежуточном положении между описанными выше рабочим и убранным положениями. Предпочтительным является промежуточное положение или положение намотки, когда угол между грузовой палубой и плечами находится в диапазоне от 10° до 90°, например от 15° до 45° или от 20° до 30°. В этом положении намотки желоба 10, 10' и 10'' могут быть закрыты крышками, такими как крышка 11, чтобы можно было безопасно работать на кормовой палубе. В положении намотки якорный ролик 8 может быть использован как направляющий ролик для изменения направления каната, троса или т.п. От лебедки, находящейся в передней части грузовой палубы, поверх якорного ролика к якорю, находящемуся на палубе, может быть протянут канат или трос для его перемещения к корме. Если размеры якоря позволяют ему пройти между плечами 7, 7' и под якорным роликом 8, то его можно передвигать без помощи других механизмов. Тот факт, что для перемещения якоря указанным образом не требуются дополнительные инструменты на борту судна, является дополнительным преимуществом предлагаемого устройства.
Подъем якоря на судно выполняется в обратном порядке, т.е. он поднимается тросом, проходящим к лебедке по кормовому ролику. Когда якорь приближается к поверхности, устройство переводится из убранного положения в рабочее или поднятое положение, и трос проходит по якорному ролику. Затем якорь можно поднять в положение, в котором его часть опирается на кормовой ролик, а его верхняя часть опирается на якорный ролик. Чтобы при возврате устройства в убранное положение надежно удерживать на нем якорь, обеспечивается натяжение троса. Когда устройство возвратится в убранное положение, якорь при необходимости можно разместить на грузовой палубе.
При выполнении описанных операций якорь может быть соединен с цепью, помимо его соединения с одним или несколькими тросами. Работа тросов и цепи не описана, не имеет значения для понимания сущности изобретения. Специалистам должно быть понятно, какие регулировки могут потребоваться для работы с цепью и канатами при использовании настоящего изобретения.
Специалистам должно быть понятно, что описанный вариант осуществления изобретения приведен в качестве примера и не является единственно возможным и что допускаются другие варианты в пределах объема изобретения, определяемого его формулой. Рама, показанная на чертежах, содержит два параллельных плеча, которые могут быть интегрированы с палубой судна. Плечи 7, 7' в описанном варианте осуществления параллельны друг другу, но это необязательно. Изображенный на чертежах якорный ролик имеет такую же длину, что и кормовой ролик, но может быть короче и даже длиннее последнего. Таким образом, конструкция устройства и соотношение длин роликов зависят от фактических условий и предпочтений для конкретного судна. Описанное устройство укладывается в выполненные на палубе желоба, но его можно опускать в нишу в палубе и закрывать, если это требуется.
Специалистам также должно быть понятно, что раму можно перемещать не только гидроприводами, хотя это предпочтительно, но и электродвигателем, например, через зубчатую или цепную передачу. Кроме того, предлагаемое устройство в рамках объема изобретения можно использовать для опускания и подъема не только якоря, но и других тяжелых предметов.