УСТРОЙСТВО БЫСТРОЙ ЭВАКУАЦИИ ПЕРСОНАЛА С НАДВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ОКЕАНОТЕХНИКИ В ЛЕДОВЫХ УСЛОВИЯХ (ВАРИАНТЫ)
DEVICE OF FAST PERSONNEL EVACUATION FROM SURFACE OBJECTS OF OCEAN ENGINEERING UNDER ICE CONDITIONS (VERSIONS)

Изобретение относится к спасательным устройствам судов и морских платформ и может использоваться в качестве средства экстренного спасения персонала с надводных объектов океанотехники (стационарных и плавучих буровых установок, буровых судов) при возникновении на них пожаров или иных аварийных и катастрофических ситуаций.
Расширение работ по освоению природных ресурсов в морских районах с замерзающими акваториями (включая арктические регионы) обуславливает необходимость создания надежных и простых в обслуживании устройств для быстрой эвакуации персонала с надводных пожароопасных объектов океанотехники в ледовых условиях.
Известно устройство для эвакуации персонала с морских буровых сооружений (патент США "Система эвакуации с шельфовых буровых установок" №4. 781, 144, 1988), включающее:
- средство для спуска спасательной шлюпки на воду, состоящее из, по крайней мере, одной опорной балки, которая одним концом соединяется шарнирно с надстройкой платформы, а на другом конце несет одну опорную люльку для размещения шлюпки; балка способна поворачиваться и благодаря этому повороту ее конец с опорной люлькой переводится из верхнего положения в нижнее и наоборот;
- средство управления перехода этого устройства из верхнего положения в нижнее;
- герметически закрытый и соединенный со спасательной шлюпкой сходный трап от жилой зоны платформы к месту загрузки персонала в шлюпку;
- бортовой компьютер на шлюпке для мониторинга внешних условий, состояния платформы и управления процессом спуска шлюпки на воду.
Недостатками этого устройства эвакуации являются:
- большая продолжительность операции спасения персонала из высокорасположенных помещений объектов;
- высокая интенсивность удара спасательной шлюпки о поверхность льда и воды;
- большие силовые воздействия на конструкции шлюпки;
- высокая вероятность разрушения шлюпки при умеренной ее массе;
- высокие перегрузки, испытываемые спасаемым персоналом при ударах;
- высокая вероятность гибели персонала при попытке спасения из высокорасположенных помещений;
- невозможность функционирования системы спасения в условиях выхода из строя системы электроснабжения;
- невысокая надежность устройства при пожарах и авариях.
Известно устройство для экстренной эвакуации персонала с бурового судна в ледовых условиях, включающее установленные в кормовой оконечности судна лотки под углом к горизонту с расположенными на них спасательными шлюпками. Устройство расположено в судовом помещении, находящемся внутри корпуса судна выше ватерлинии. Высота, с которой спускаются шлюпки, выбирается из условия обеспечения безопасного съезда по лотку на ледовую поверхность спасательной шлюпки с персоналом через выполненный в судовом корпусе проем, а выход шлюпок из помещения на лоток осуществляется с помощью откидной аппарели - прототип (полезная модель, патент РФ "Устройство для экстренной эвакуации персонала с бурового судна в ледовых условиях", 122364 U1, 2012 г.). Недостатком такого устройства является возможность спасения персонала только при низком расположении помещения, поскольку его высокое расположение приводит к большим скоростям соударения шлюпки о лед, появлению больших нагрузок на ее конструкции, развитию высоких ускорений шлюпки и риску гибели спасаемого персонала. Применение устройства возможно только при условии создания дополнительной системы быстрой эвакуации персонала с высокорасположенных помещений в низкорасположенные в аварийных условиях, что ведет к существенному снижению скорости проведения спасательной операции и возможному ее срыву.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение перечисленных недостатков устройства.
Предлагаются два варианта конструкции устройства эвакуации, отличающиеся расположением амортизирующего устройства, обеспечивающего снижение интенсивности удара спасательной шлюпки о ледовую поверхность.
Для достижения указанных результатов по обоим вариантам исполнения предлагаются решения, поясняемые чертежами:
- схема устройства-прототипа, расположенного в проеме корпуса судна (фиг. 1),
- предлагаемое спусковое устройство, установленное на стационарной буровой платформе (фиг. 2) вид сбоку - а), вид сверху - б),
- спусковое устройство и спасательная шлюпка (сечения А-А и Б-Б) - фиг. 3,
- спасательная шлюпка с амортизатором (фиг. 4), вид сбоку - а), вид спереди - б), сечение В-В,
- спусковое устройство с установленным на нем амортизатором (фиг. 5), вид сбоку, сечение Г-Г.
В устройстве-прототипе для экстренной эвакуации персонала с бурового судна в ледовых условиях в кормовой оконечности судна 1 установлены параллельно друг другу лотки 2 с расположенными на них спасательными шлюпками 3. Устройство расположено в судовом помещении внутри корпуса судна, над ватерлинией, на высоте, обеспечивающей безопасный съезд по лотку на ледовую поверхность шлюпки с персоналом через проем в судовом корпусе. Выход шлюпок из помещения на лоток осуществляется с помощью откидной аппарели 4.
Предлагаемое устройство для быстрой эвакуации персонала с надводных объектов океанотехники в ледовых условиях ориентировано на обеспечение в аварийной ситуации безопасного спуска на лед (воду) нескольких спасательных шлюпок с одного спускового устройства в виде стрелы 5 ферменной конструкции, шарнирно закрепленной на морской платформе 6. С помощью шарнирных опор 7, трособлочной системы 8 и привода 9, установленного на платформе, стрела может поворачиваться в вертикальной плоскости. В рабочем положении она располагается над поверхностью льда (воды) и опирается на два выдвижных регулируемых упора 10, закрепленных на стене платформы. Стрела содержит два направляющих бруса 11, по которым скользят полозья 12 спасательной шлюпки. Шлюпка с обеих боковых сторон опирается полозьями на направляющие брусья спускового устройства.
Шлюпка снабжена амортизатором, расположенным со стороны днища и представляющим собой, по крайней мере, две гибкие оболочки 13 из полимерных материалов - тканей из полиамидных волокон, пропитанных эластомерами (резиной или полиуретаном). Внутри гибких оболочек содержится деформируемый пенополиуретановый заполнитель 14. Гибкие оболочки выполнены в виде соединенных между собой цилиндрических и конических частей, ориентированных вдоль днища шлюпки. В носовой части шлюпки гибкие оболочки закреплены на жестких конструкциях шлюпки с помощью прижимных планок 15. Перемещения гибких оболочек в поперечном направлении ограничены гибким кожухом 16 из таких же полимерных материалов, охватывающим гибкие оболочки с деформируемым заполнителем и закрепленным на корпусе шлюпки с помощью прижимных планок.
Спусковое устройство и спасательная шлюпка содержат элементы тормозной системы. Тормозная система состоит из расположенных в два ряда на каждом борту шлюпки в шахматном порядке упорных элементов 17 цилиндрической формы, неподвижно соединенных с полозьями спасательной шлюпки с помощью усиленной пластины 18, и двух изгибаемых полос 19, каждая из которых соединена с одним из направляющих брусов спускового устройства. Толщина изгибаемых полос является переменной как по длине, так и по ширине. Утолщенная (по ширине) часть изгибаемой полосы на большей части ее длины находится в контакте с упорными элементами движущейся шлюпки. Продольная кромка изгибаемой полосы, расположенная со стороны ее тонкой части, неподвижно соединена со стенкой бруса спускового устройства. Конец изгибаемой полосы в верхней части спускового устройства по всей ее ширине имеет одинаковую толщину, равную толщине тонкой части полосы в ее средней (по длине) части.
Уменьшение интенсивности удара спасательной шлюпки о ледовую поверхность достигается за счет торможения шлюпки, снижения скорости ее соударения, амортизации удара и увеличения площади действия нагрузок, возникающих при ударе шлюпки о лед. Такое увеличение площади достигается благодаря положению основной плоскости шлюпки в момент удара, близкому к горизонтальному. Это положение обеспечивается, если углы наклона полозьев спасательной шлюпки к ее основной плоскости отличаются от угла наклона направляющих плоскостей лотков к горизонту не более чем на 10°.
Для обеспечения сброса шлюпок в зоне, расположенной за пределами возможного нагромождения льда перед объектом океанотехники, подхода судов к этим объектам и снижения вероятности обледенения низкорасположенных частей спускового устройства, возможного при действии ветра и волнения в условиях низких температур и отсутствия ледового покрова, спусковое устройство выполняется в виде стрелы ферменной конструкции. Его фиксация в верхнем (нерабочем) положении, в котором вероятность обледенения мала, и поворот в вертикальной плоскости осуществляются с помощью трособлочной системы.
На начальном участке сброса шлюпки между опорными элементами располагается конец изгибаемой полосы с малой толщиной, равной толщине тонкой части изгибаемой полосы. При положении шлюпки на этом участке полоса не деформируется. При последующем продвижении шлюпки вниз в контакт с упорными элементами вступает утолщенная часть полосы. При этом происходит упругопластический изгиб утолщенной части полосы и упругое деформирование ее тонкой части. В процессе такого изгиба возникают силы сопротивления движению шлюпки, вызванные трением и пластическим деформированием материала полосы, снижающие скорость спуска шлюпки по спусковому устройству. В конце спуска шлюпки в контакт со льдом (водой) вступает ее амортизатор. Благодаря амортизатору и тормозному устройству, уменьшающему скорость спуска шлюпки, интенсивность удара ее о ледовую поверхность (поверхность воды) снижается, уменьшаются силы, действующие на конструкции шлюпки.
По второму варианту исполнения спусковое устройство в нижней части содержит съемный амортизатор для безопасного спуска шлюпок. Амортизатор устанавливается на стрелу только при наличии ледового покрова водной поверхности. При этом оснащение спасательных шлюпок амортизатором не требуется. В этом варианте для исключения забрызгивания амортизатора морской водой и покрытия его льдом стрела спускового устройства и амортизатор при отсутствии аварийной обстановки переводятся в верхнее положение, при возникновении аварийной ситуации - в нижнее положение, обеспечивающее спуск шлюпок.
В таком варианте спусковое устройство снабжено амортизатором, расположенным на опорной раме 20, закрепленной на спусковом устройстве. Этот амортизатор по своему конструктивному оформлению подобен амортизатору, используемому в первом варианте устройства для быстрой эвакуации персонала и содержит, по крайней мере, две гибкие оболочки 21 из полимерных материалов - тканей из полиамидных волокон, пропитанных эластомерами (резиной или полиуретаном). Внутри оболочек содержится деформируемый заполнитель 22, выполненный из пенополиуретана. Перемещения этих гибких оболочек в поперечном направлении ограничиваются гибким кожухом 23, охватывающим гибкие оболочки с заполнителем и закрепленным на опорной раме.
В конце спуска шлюпка вступает в контакт с амортизатором, происходит их ударное взаимодействие, приводящее к снижению вертикальной скорости шлюпки и ее движению по инерции в горизонтальном направлении с последующим мягким контактом с ледовой поверхностью и скольжением по льду.
Таким образом, предлагаемые варианты устройства для быстрой эвакуации персонала с надводных объектов океанотехники в ледовых условиях позволяют:
- существенно ускорить проведение операции спасения персонала из высокорасположенных помещений объектов,
- снизить интенсивность удара спасательной шлюпки о ледовую поверхность (поверхность воды),
- уменьшить силы, действующие на ее конструкции, снизить вероятность разрушения, а также уменьшить перегрузки, испытываемые спасаемым персоналом при ударе, и вероятность гибели людей,
- обеспечить возможность надежного функционирования системы в условиях выхода из строя системы электроснабжения, при пожарах и авариях.
Эти преимущества выгодно отличают предлагаемые варианты изобретения от прототипа.