СПОСОБ ПОДЪЕМА ЗАТОНУВШЕГО ОБЪЕКТА
METHOD FOR LIFTING SUNKEN OBJECT

Изобретение относится к области работ по подъему затонувших крупногабаритных объектов, в частности, плавучих доков, танкеров, других кораблей и судов.
Известен способ подъема затонувшего объекта путем осушения его отсеков продувкой сжатым воздухом. Способ заключается в герметизации верхней части корпуса затонувшего объекта и делению его на группы раздельно продуваемых отсеков, подаче посредством воздушных рукавов сжатого воздуха в отсеки, который отжимает из них воду, выходящую через специальные водоотливные (отжимные) трубы, установленные в отсеках [1]. Данный способ принят за прототип.
Недостаток способа, взятого в качестве прототипа, заключается в невозможности регулировать величину продуваемого объема, а также определять степень продувки отсека и оценивать величину создаваемой подъемной силы. Этот недостаток особенно проявляется, когда по заранее определенному плану воздух нагнетается в отсеки, осушаемые в последнюю очередь, продувка которых ведет к началу всплытия поднимаемого объекта. В связи с тем, что подъемный вес объекта и величина отрывного сопротивления являются неопределенными величинами, значения которых известны приближенно, всплытие поднимаемого объекта всегда происходит неожиданно и при не полностью продутых отсеках, продуваемых в последнюю очередь. В результате отжимные трубы, установленные в них, не могут эффективно выполнить функцию сбрасывания расширяющегося воздуха и предотвратить разрушение продуваемых отсеков избыточным давлением из-за наличия в них гидрозатворов, когда между плоскостью разделения сред «вода - воздух» и нижней, открытой частью отжимных труб находится значительный по высоте столб воды. Эта вода не успевает выйти из продуваемого отсека по отжимной трубе и препятствует выходу расширяющегося воздуха, что ведет к нарастанию избыточного давления в отсеке при интенсивном падении внешнего гидростатического давления во время всплытия. Выходом из данной ситуации является наращивание количества отжимных труб и их диаметра с целью создания необходимого проходного сечения для выхода воды и стравливания избыточного воздуха. Это является трудоемким технологическим процессом и ведет к ослаблению общей прочности поднимаемого объекта из-за необходимости делать большое количество вырезов под установку отжимных труб. Увеличение количества устанавливаемых отжимных труб, кроме того, не выгодно также экономически и с точки зрения безопасности, так как водолазные работы по созданию вырезов с применением средств подводной резки относятся к категории работ с повышенной опасностью.
Задачей изобретения является обеспечение безопасности подъема затонувшего объекта и исключение дополнительных расходов при выполнении судоподъемных работ, связанных с авариями, вызванными разрушением продуваемых объемов избыточным внутренним давлением при всплытии поднимаемого объекта, или с необходимостью увеличения работ по предотвращению указанных аварий.
Задача решается тем, что в известном способе подъема затонувшего объекта, заключающемся в нагнетании в отсеки сжатого воздуха через воздушные рукавов и в отжиме из отсеков воды через специальные водоотливные (отжимные) трубы, для отжима воды из отсеков используют неподвижные и подвижные отжимные трубы, причем неподвижные отжимные трубы устанавливают в отсеки, которые согласно проекту подъема должны осушаться по заданный уровень в первую очередь, а подвижные - в продуваемые во вторую очередь отсеки, продувка которых согласно предварительно выполненным расчетам приводит к всплытию поднимаемого объекта.
Новыми отличительными признаками являются использование неподвижных и подвижных отжимных труб, а также установка неподвижных отжимных труб в отсеки, которые согласно проекта подъема должны осушаться по заданный уровень в первую очередь, а подвижных труб - в продуваемые во вторую очередь отсеки, частичная продувка которых, согласно расчетам, приводит к всплытию поднимаемого объекта.
Указанные отличительные признаки обеспечивают безопасность подъема затонувшего объекта и исключают дополнительные расходы при выполнении судоподъемных работ, связанные с авариями, вызванными разрушением продуваемых объемов избыточным внутренним давлением при всплытии поднимаемого объекта, когда происходит падение внешнего гидростатического давления снаружи продуваемых объемов, а также уменьшают дополнительные расходы на принятие мер, направленных на то, чтобы эти аварии предотвратить.
На фиг. 1 показана схема размещения неподвижных и подвижных водоотливных (отжимных) труб на поднимаемом объекте на виде сбоку.
На фиг. 2 показана схема размещения неподвижных водоотливных (отжимных) труб в поперечном сечении Б - Б поднимаемого объекта на виде сбоку.
На фиг. 3 показана схема размещения подвижных водоотливных (отжимных) труб в поперечном сечении А - А поднимаемого объекта.
Способ подъема затонувшего объекта осушением его отсеков с установкой подвижных и неподвижных водоотливных (отжимных) труб реализуется в следующей последовательности.
В исходном положении поднимаемый затонувший объект (фиг. 1) находится под водной поверхностью 1 на дне акватории 5 в устойчивом неподвижном положении. С помощью водолазов или телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов в верхней части продуваемых отсеков делают вырезы, в которые устанавливают неподвижные 4 и подвижные 6 водоотливные (отжимные) трубы. Длина неподвижных труб соответствует высоте продуваемого объема 3, нижняя часть которого - линия раздела сред «вода - воздух» 7 - проходит по нижнему краю неподвижных водоотливных (отжимных) труб, установленных в отсеках первой очереди. Высота продуваемого объема определяется расчетным путем исходя из определенной в техническом проекте подъема схемы создания подъемных усилий, координированных по величине и месту расположения. Расчетным путем убеждаются, что продувка отсеков первой очереди через неподвижные водоотливные (отжимные) трубы не приведет к всплытию поднимаемого объекта целиком или одной оконечностью. Исходную переменную длину подвижных водоотливных (отжимных) труб 6 выбирают минимальной с тем же расчетом, чтобы полная продувка отсеков с неподвижными водоотливными (отжимными) трубами и частичная продувка отсеков второй очереди с подвижными водоотливными (отжимными) трубами не привели к всплытию поднимаемого объекта целиком или одной оконечностью. Частичная продувка отсеков второй очереди с подвижными водоотливными (отжимными) трубами необходима с целью создания относительно равномерного распределения подъемных сил по длине поднимаемого объекта, что снижает напряжения в его корпусе, вызванные действием неравномерного приложения подъемных усилий, ведущего к возникновению значительных перерезывающих сил и изгибающих моментов при подъеме.
К каждому продуваемому отсеку подключают продувочные рукава 2, которые выведены выше поверхности акватории 1. С технологической точки зрения, штуцеры для подключения продувочных рукавов предпочтительно устанавливать рядом с водоотливными (отжимными) трубами, например, на фланцах, фиксирующих трубы над вырезами в верхней части продуваемых объемов.
Подъемные усилия создают в следующей последовательности.
Сначала полностью продувают отсеки первой очереди с неподвижными водоотливными (отжимными) трубами (фиг. 2). По мере нагнетания воздуха в отсеки в них создается продутый водоизмещающий объем 3, создающий подъемную силу. Замещаемая вода выдавливается наружу через водоотливные (отжимные) трубы. В итоге, линия раздела сред «вода - воздух» 7 внутри отсека, проходит по нижнему срезу неподвижных водоотливных (отжимных) труб 4. Признаком окончания продувки является выход нагнетаемого в отсеки сжатого воздуха через верхний срез водоотливных (отжимных) труб 4. Поднимаемый объект сохраняет свое исходное положение на грунте 5 и относительно поверхности акватории 1.
Продувку отсеков второй очереди с подвижными водоотливными (отжимными) трубами выполняют поэтапно. Трубы опускают внутрь отсеков и фиксируют в положении, соответствующем созданию минимальной расчетной подъемной силы (фиг. 3). Производят продувку отсеков, образуя в отсеках водоизмещающие объемы 8 с расположением линий раздела сред «вода - воздух» 9 по нижнему срезу подвижных водоотливных (отжимных) труб 6. В случае если положение поднимаемого объекта относительно дна 5 и поверхности 1 акватории не изменилось, производят дальнейшее каскадное заглубление подвижных водоотливных (отжимных) труб в отсеки.
Каскадное заглубление (фиг. 1) начинают с отсеков, расположенных ближе к оконечности, подъем которой согласно технического проекта и принятого плана должен произойти сначала. Подвижные водоотливные (отжимные) трубы, устанавливаемые в отсеках, расположенных ближе к оконечности, опускают на расстояние, равное максимально допустимой величине гидрозатвора, при которой не происходит разрушение отсеков в случае начала всплытия, так как вода успевает выйти из отсека и разблокировать беспрепятственный сброс расширяющегося сжатого воздуха при сопровождающем всплытие падении внешнего гидростатического давления. Затем производят продувку отсеков по нижний край установленных в нем подвижных водоотливных (отжимных) труб. Если всплытие снова не произошло, еще раз заглубляют подвижные водоотливные (отжимные) трубы на безопасную величину в тех же отсеках второй очереди и продувают их, создавая очередную порцию подъемных усилий. Следующими опускают подвижные водоотливные (отжимные) трубы в соседних отсеках, расположенных дальше от поднимаемой оконечности, и производят их продувку. В результате линии раздела сред «вода - воздух» в отсеках, оборудованных подвижными водоотливными (отжимными) трубами, находятся на различных уровнях, отличающихся от уровня в соседних отсеках на величину допускаемого гидрозатвора. Завершив построение каскада, снова приступают к заглублению подвижных водоотливных (отжимных) труб в отсеках, расположенных ближе к поднимаемой в первую очередь оконечности, и формируют следующую линию каскадного расположения до тех пор, пока не начнется всплытие поднимаемого объекта.
Всплытие поднимаемого объекта происходит одной оконечностью в период продувки одной из групп отсеков, оборудованных подвижными водоотливными (отжимными) трубами. Благодаря полной продувке отсеков, оборудованных неподвижными водоотливными (отжимными) трубами, и каскадному заглублению подвижных водоотливных (отжимных) труб гидрозатворы отсутствуют везде, за исключением продуваемой группы отсеков, но и здесь они имеют безопасную величину.
После всплытия поднимаемого объекта одной оконечностью продолжают продувку отсеков, оборудованных подвижными водоотливными (отжимными) трубами, в той же последовательности до момента всплытия второй оконечности, что ведет к полному подъему объекта с грунта. При этом снова начинают продувку отсеков, расположенных ближе к поднимаемой, имеющей опору на грунт оконечности.
Технико-экономическое преимущество заявляемого способа подъема затонувшего объекта осушением его отсеков по сравнению известным аналогом, принятым за прототип, см. способ подъема затонувших объектов, описанным в патенте РФ от 28.04.20 г. №2720299, заключается в обеспечении безопасности подъема затонувшего объекта и исключении дополнительных расходов при выполнении судоподъемных работ, связанных с авариями, вызванными разрушением продуваемых объемов избыточным внутренним давлением при всплытии поднимаемого объекта, или с необходимостью увеличения работ по предотвращению указанных аварий.
Литература
Патент Российской Федерации от 28.04.2020 г. №2720299, «Способ подъема затонувшего объекта».