Суда — носители подводных обитаемых аппаратов

Первые обеспечивающие работу подводных обитаемых аппаратов специализированные суда-носители «Лулу» аппарата «Элвин», «Транс квест» — аппарата «Дип квест» и другие имели ограниченную мореходность, невысокую обитаемость и использовались в хороших гидрометеорологических условиях от случая к случаю, главным образом, для обеспечения научно-исследовательских работ. Лишь в последнее время появились специализированные суда неограниченного района плавания, дающие возможность эксплуатировать подводные аппараты в достаточно широком диапазоне волнений надежно и экономически эффективно.

Таблица 18
Краткие технические данные судов — носителей подводных аппаратов

Как правило, это переоборудованные траулеры или плавучие рыбоперерабатывающие заводы. Подобных специализированных судов-носителей насчитывается уже более 30 ед., и большинство из них сосредоточено в Северном море (табл. 18).

Рассмотрим более подробно отдельные системы и устройства, специфичные для судов-носителей подводных аппаратов.

Спуско-подъемные устройства судов обеспечения. Существуют устройства трех типов.

Они могут представлять кормовую П-об-разную раму, кормовой кран-манипулятор или боковые выдвижные траверсы с тельферами.

Вне зависимости от типа спуско-подъемные устройства:
– имеют достаточную грузоподъемность для принятия аппарата на борт и спуска на воду;
– снабжены устройством для гашения рывков при спуске и подъеме аппарата в условиях волнующегося моря;
– обеспечивают отведение аппарата на достаточное расстояние от корпуса судна с тем, чтобы избежать ударов;
– ограничивают амплитуду раскачки висящего в воздухе аппарата.

В качестве примеров рассмотрим спуско-подъемные устройства судов «Викерс вояджер» фирмы «Викерс ошеаник» (Англия), «Бол-дер дайвер» фирмы КОМЕКС и «Ихтиандр» (СССР).

Основу спуско-подъемного устройства судна «Викерс вояджер» составляют установленные на корме судна П-образная рама и лебедка (рис. 33). Аппарат поднимается и опускается на одноточечной подвеске на нейлоновом тросе, что облегчает и ускоряет стыковку троса с аппаратом. Трос проходит через блок в верхушке П-образной рамы и через укрепленный в верхней части рамы ограничитель бортовой и килевой качки, предотвращающий раскачку висящего на тросе аппарата. Лебедка спуско-подъемного устройства имеет два привода на барабан с тросом, один из них — силовой, сравнительно тихоходный, с его помощью, собственно, и производится спуск или подъем аппарата. Второй привод высокоскоростной, но маломощный, предназначен для быстрого выбирания слабины троса, образующейся при качке судна и аппарата на волнении. Опыт эксплуатации однотипного спуско-подъемного устройства фирмы «Викерс ошеаник» показал, что оно обеспечивает нормальный спуск аппарата на воду с кормы судна водоизмещением около 4,5 тыс. т при волнении 5 баллов и подъем аппарата на борт судна при волнении 6 баллов.

На палубе судна «Болдер дайвер» для спуска и подъема подводных аппаратов предусмотрен кормовой кран-манипулятор с углом разворота стрелы в горизонтальной плоскости относительно диаметральной плоскости судна ± 45°. Стрела крана раздвижная, ее длина может увеличиваться с 3 до 6 м. В состав спуско-подъемного устройства входят две лебедки: с гидроприводом с тяговым усилием 0,0294 МН (3 тс) для подборки направляющего конца и с тяговым усилием 0,1569МН (16 тс) для спуска и подъема аппарата.

Таблица 19
Краткие технические характеристики некоторых водолазных судов

Оно предназначено для обеспечения подводно-технических и водолазных работ на глубинах до 500 м, борьбы с пожарами на море, контроля за состоянием среды, транспортировки тяжелых грузов и аварийной эвакуации людей с терпящих бедствие судов и платформ. Краткие технические характеристики судна «Арктик сил» представлены в табл. 19.

Судно оборудовано четырьмя дизель-агрегатами, работающими на два четырехлопастных гребных винта регулируемого шага. Управление работой двигателей и винтов производится централизованно с мостика судна. В качестве подруливающих устройств на судне использованы туннельные электрогидравлические агрегаты типа «Брунволл 250» мощностью по 757 кВт.

Электроэнергия на борту судна вырабатывается шестью дизель-генераторами суммарной мощностью 6420 кВт. В качестве аварийного источника энергии предусмотрен генератор мощностью 300 кВт.

Система динамического позиционирования судна работает в диапазоне глубин моря 30—457 м и обеспечивает точность удержания судна от 2 до 7% от глубины моря при постоянном ветре скоростью до 45 уз, порывами до 65 уз и течении 2 уз. В качестве базовых опорных точек системы служат бортовые гирокомпасы судна, бортовая радиолокационная станция, датчики скорости и направления ветра и два подводных гидроакустических маяка. Все расчеты по динамическому позиционированию выполняют на цифровой вычислительной машине «Хонейвелл Х-316».

Водолазный комплекс, установленный в трюме, включает шлю-зовый, жилой, декомпрессионный отсеки (одновременно под давлением до 3,923 МПа (40 кгс/см2) могут находиться двенадцать водолазов) и отсек аварийной эвакуации. Все отсеки имеют диаметр 2,2 м, длину от 3,2 до 7,9 м, суммарную массу 50 т и суммарный объем 60 м3. Водолазный колокол судна обеспечивает погружение трех водолазов на глубину до 400 м с выходом водолазов в воду и до 500 м при сохранении в колоколе нормального атмосферного давления. Спуск и подъем колокола производят с помощью 12-тонной электрогидравлической лебедки через сквозную шахту в центральной части судна.

Бортовое грузоподъемное оборудование судна включает кран с грузоподъемной силой 1,569 МН (160 тс) при длине двойного троса 250 м и 0,784 МН (80 тс) при длине одинарного троса до 500 м. Кроме того, судно имеет кран грузоподъемной силой 0,981 МН (100 тс) при стреле 27 м, два гидравлических крана-манипулятора грузоподъемностью по 0,0490 МН (5 тс) на стреле 8 м, якорные и грузовые лебедки. По левому борту установлены четыре сварочных поста и три кран-балки, позволяющие собирать и опускать под воду секции трубопроводов длиной до 65 м и массой до 150 т.

Для размещения грузов на судне предусмотрены носовая рабочая площадка площадью 100 м2 и кормовая площадка площадью 630 м2. Кроме того, судно имеет посадочную площадку для вертолетов диаметром 20 м, оборудованную для заправки вертолетов топливом.

Интересно проследить историю развития водолазных судов. Первые водолазные суда имели целевое назначение и традиционную компоновку. Однако острая потребность в судах этого рода вынудила начать переоборудование существующих судов различного назначения под водолазные. В общий перечень специализированных судов, служащих для обеспечения водолазных работ, входят переоборудованные баржи, рудовозы, танкеры, траулеры, трубовозы и даже самоходные паромы. Однако на работу всех этих судов значительно влияют гидрометеорологические условия.

По-видимому, именно этим объясняется появление полупогружных самоходных платформ, используемых для обеспечения монтажных и водолазных работ. Прототипом для двух таких уже вошедших в эксплуатацию платформ (см. табл. 19) послужила полупогружная платформа «АКЕРХ-3».

Судно «Сиуэй сван» предназначено для проведения подводных монтажных работ, обслуживания подводного оборудования, проведения водолазных работ и борьбы с пожарами. Основу судна составляют два притопленных корпуса-понтона, на которых на колоннах, выходящих над уровнем моря, размещена палуба судна.

Движение и управление судном обеспечивают два поворотных движительных комплекса в кормовой части понтонов с упором по 0,889 МН (90 тс) каждый, два носовых поворотных подруливающих устройства с упором по 0,588 МН (60 тс) каждое и два кормовых поворотных подруливающих устройства с упором по 0,3138 МН (32 тс). В целом движители судна могут обеспечить ему упор в любом направлении порядка 0,981 МН (100 тс).

Водолазный комплекс судна обеспечивает работу водолазов на глубинах до 475 м. Комплекс включает в себя 8-местный жилой декомпрессионный, шлюзовый отсеки и отсек аварийной эвакуации водолазов. В состав комплекса входят также два трехместных водолазных колокола, один из них рассчитан только на внутреннее давление, другой выдерживает полное рабочее давление как изнутри, так и снаружи.

Высокая остойчивость платформы на волнении позволила отказаться от специальных устройств стабилизации стволов противопожарных гидромониторов.

Для приема и размещения грузов весом до 14,71 МН (1500 тс) на судне предусмотрена свободная рабочая палуба площадью 1393 м2 и два подъемных крана. Основной кран имеет грузоподъемную силу 1,961 МН (200 тс) при вылете стрелы 25 м и 0,981 МН (100 тс) при вылете 60 м. Грузоподъемные операции можно производить при волнении до 6 баллов, максимальный крен при подъеме грузов не должен превышать 5°.

Рассмотрим более подробно основные устройства водолазных судов.

Спуско-подъемные устройства. Задачей спуско-подъемного устройства является перенос водолазного колокола от камеры, к которой он был пристыкован, к поверхности воды, спуск колокола под воду на объект работ, его подъем и стыковка с камерой судна.

В настоящее время существует три способа вывода колокола к поверхности воды: кормовой, бортовой спуски и спуск колокола через сквозную шахту в середине корпуса судна.

В первом случае водолазный колокол опускается в воду с кормы судна в диаметральной его плоскости. Колокол, перемещаясь в продольной плоскости судна, не оказывает влияния на кренящие моменты и не изменяет остойчивости судна. Однако повышенная амплитуда вертикальных перемещений кормы при килевой качке и опасная близость колокола при его спуске и подъеме к винтору-левому комплексу судна затрудняют эти операции. Спуск колокола с кормы был распространен на малотоннажных судах и в настоящее время практически не осуществляется.

При спуске и подъеме колокола через борт в центральной части судна непосредственно у подветренного борта образуется своеобразное «озерко» спокойной воды, которое значительно облегчает все операции с колоколом. Бортовой спуск и подъем колокола в настоящее время распространены весьма широко, особенно если отнести к нему и спуск водолазных колоколов с борта плавучих полупогружных платформ, крановых судов, трубоукладочных барж и пр.

Спуск водолазного колокола через сквозную шахту в центре судна стал применяться сравнительно недавно и главным образом на специализированных судах обеспечения подводно-технических работ. Герметичные боковые стенки шахты поднимаются выше ватерлинии судна, так что вода в ней остается на уровне ватерлинии, и при этом на ее поверхность почти не оказывают влияния волнение и ветер. Малая зависимость работ от гидрометеорологических условий расширяет возможности использования водолазного комплекса и в конечном счете повышает экономическую эффективность эксплуатации судна, несмотря на более высокие начальные капиталовложения.

Собственно спуско-подъемные устройства, несущие на подвеске водолазные колокола, обычно выполнены в виде подвижной П-об-разной рамы, поворотной кран-балки или тельфера.

П-образная рама представляет собой конструкцию, нижняя часть которой шарнирно укреплена на палубе судна, а на поперечине в верхней ее части установлены блоки для тросов подвески колокола, кабель-шланга и направляющих колокол тросов. Рама имеет два крайних положения: первое — колокол выведен к узлу стыковки его с камерой, второе — рама вывалена за борт, и колокол находится над водой. Первое положение рамы считается походным, второе — рабочим. Переход рамы из одного положения в другое обеспечивается обычно гидравлическими цилиндрами, в обоих крайних положениях рама опирается на специальные упоры.

При перемещениях рамы из одного положения в другое водолазный колокол висит на ее поперечине на специальной жесткой подвеске, которая не только снимает нагрузку с несущего троса и кабель-шланга колокола, но фиксирует его положение, ограничивая амплитуду раскачивания при качке судна на волнении.

Поворотная кран-балка представляет собой Г-образную конструкцию, поворачивающуюся вокруг вертикальной оси. Водолазный колокол подвешен на оконечности балки на тросе. В целом кран-балка работает так же, как и рама. Она имеет два положения — походное и рабочее, перевод кран-балки из одного положения в другое обеспечивается гидравлическим приводом, колокол при этом висит на жесткой подвеске.

Рис. 34. Спуск водолазного колокола в воду с помощью тельферного спуско-подъемного устройства

Спуск и подъем колокола с помощью тельфера производятся следующим образом. Над водолазным колоколом установлена стационарно направленная в сторону борта балка, на которой с помощью тросового привода перемещается каретка тельфера. Оконечность балки выходит за борт на расстояние, необходимое для обеспечения спуска и подъема колокола. При перемещении тельфера колокол также висит на жесткой подвеске (рис. 34).

Спуско-подъемные устройства всех трех типов достаточно широко распространены в водолазной практике, однако сферы их применения различны.

П-образные рамы имеют ряд достоинств. Они сравнительно малогабаритны, позволяют принять водолазный колокол на жесткую сцепку практически с поверхности воды. Однако ручной, аварийный перевод рамы из одного положения в другое труден, а также сравнительно мала дальность перемещения колокола, что требует расположения водолазного колокола непосредственно у борта. Спуско-подъемные устройства с П-образной рамой применяются главным образом на водолазных судах с бортовым расположением водолазного комплекса.

Спуско-подъемные устройства с кран-балкой и тельфером используются главным образом на свайных и плавучих буровых основаниях и платформах, а также на крановых судах. Это вызвано тем, что расстояние от блока троса подвески колокола до палубы судна-носителя не меняется при работе и может достигать 6 м и более. Если к этому расстоянию прибавить высоту надводного борта, то длина свободного троса, на котором может раскачиваться колокол при волнении, достигает 10 м и более, и колокол в горизонтальной плоскости может перемещаться на несколько метров.

Несущие элементы спуско-подъемных устройств водолазных судов со спуском колокола через центральную сквозную шахту по сложности намного превосходят уже рассмотренные устройства. В качестве примера рассмотрим схему грузонесущих устройств водолазного комплекса судна обеспечения подводно-технических работ «Сиуэй фалкон».

Водолазный комплекс судна расположен в трюме. Ближе к корме в диаметральной плоскости судна размещена сквозная шахта с герметичными стенками, предназначенная для спуска и подъема водолазного колокола. На верхней палубе находится эллинг, покрывающий как верхний срез сквозной шахты, так и колодец, в палубе для перехода колокола к узлу стыковки с жилыми камерами в трюме. Верхний срез колодца в нерабочем положении герметично закрывается откидной крышкой. В эллинге размещены лебедка, вьюшки шланг-кабеля и пост управления спуско-подъемным устройством.

Система перемещения колокола смонтирована в эллинге на двух несущих балках, закрепленных под крышей эллинга параллельно диаметральной плоскости судна. По этим балкам на роликах перемещается каретка, на которой укреплены две вертикально расположенные направляющие балки. Перемещение каретки из одного крайнего положения в другое обеспечивают гидромоторы с цепной передачей. В одном из крайних положений вертикальные направляющие каретки совмещаются с вертикальными направляющими колодца для стыковки с камерами комплекса.

На вертикальных направляющих каретки укреплено сдвоенное подвижное кольцо-ловитель, оборудованное тремя гидравлическими фиксаторами и перемещающееся с помощью собственной лебедки, смонтированной на каретке.

Установка работает следующим образом. При спуске водолазного колокола крышка колодца открывается, каретка перемещается в крайнее носовое положение, подвижное кольцо-ловитель по вертикальным направляющим каретки и колодца опускается и фиксируется на колоколе. Затем колокол, закрепленный в фиксирующем кольце, отстыковывается от шлюзового отсека и поднимается на 4 м под крышу эллинга. По окончании подъема колокол в кольце перемещается в сторону кормы на 9 м во второе крайнее положение, а крышка колодца закрывается. Затем колокол в кольце опускается по направляющим каретки и продолжающим их направляющим шахты на 4 м, после чего автоматически расстыковывается с кольцом и продолжает самостоятельно спуск под воду. Подъем колокола и стыковка его с камерами комплекса производятся в обратном порядке.

Подобным образом устроены спуско-подъемные устройства и на других водолазных судах со спуском колокола через шахту. Основной их особенностью является жесткая фиксация колокола в направляющих и ловителях на всем пути его перемещения внутри судна.

Неотъемлемым и весьма важным элементом спуско-подъемных устройств является лебедочно-амортизационный агрегат, с помощью которого осуществляют собственно спуск и подъем колокола путем намотки несущего троса на барабан лебедки или сматывания его с барабана и амортизацию — гашение возможных рывков, вызванных качкой судна, воздействием волн на колокол и изменением нагрузки на трос при выходе его из воды.

Лебедочно-амортизационный агрегат может состоять из тяговой лебедки и амортизаторов или из лебедки с переменным тянущим моментом, обеспечивающей одновременно и перемещение колокола, и амортизацию рывков троса.

Вариант раздельного использования лебедок и амортизаторов до недавнего времени был основным и, практически, единственным конструктивным вариантом. Одной из последних, весьма характерных в этом роде конструкций является лебедочно-амортизационный агрегат водолазного судна ОСА-С2 «Каттентурм», разработанный фирмой «Ханнес Келлер АГ».

Лебедка для спуска и подъема колокола на судне «Каттентурн» обеспечивает постоянный тянущий момент. Рывки, относительные перемещения колокола и судна, вызванные воздействием на них волн высотой до 6 м, компенсируются специальным амортизирующим устройством, размещенным в решетчатой мачте судна. Подобные же амортизаторы компенсируют рывки тросов якорного устройства колокола.

На водолазных комплексах последних конструкций все большее применение находят двухскоростные лебедки с переменным тяговым усилием, амортизирующие рывки троса. Эти лебедки работают следующим образом.

При спуске и подъеме колокола лебедки автоматически поддерживают установленную скорость его перемещения. В случае рывка колокола на волне, вызывающего усилие на тросе больше заданного, барабан лебедки останавливается или проворачивается вне зависимости от направления первоначального вращения так, чтобы потравить трос и уменьшить тем самым силу рывка, а следовательно, усилие на тросе до заданного. Если же в результате воздействия волны на судно и колокол трос провиснет, лебедка автоматически переключается на вращение с большой скоростью и малым моментом и выбирает слабину троса, не давая ему провиснуть. При появлении на тросе нагрузки лебедка вновь автоматически переходит на рабочий режим. Такая система слежения за усилием на тросе позволяет избежать перегрузки механизмов и троса и, в конечном счете, увеличивает безопасность работ.

Рис. 35. Схема сечения шланга-кабеля водолазных колоколов фирмы КОМЕ КС.
1 — кабель датчика температуры; 2 — кабель подачи электропитания на светильники и побудитель расхода блока поглощения углекислого газа; 3 — шланг подачи дыхательной смеси для водолазов; 4 — шланги пневмосистем и забора проб дыхательной смеси из- колокола; 5 — кабель силового питания для шести забортных светильников; 6 — кабель силового питания энергоблока; 7 — кабель переносной телевизионной камеры; 8 — кабели систем связи; 9 — шланг подачи горячей водыгдля обогрева .водолазов; 10 — кабель телевизионной камеры

При работе с водолазными колоколами могут использоваться грузонесущие тросы, кабель-тросы и шланг-кабели, причем шланг-кабели обычно работают в паре с грузонесущим тросом (рис. 35).

Примером кабель-троса может служить использованный в водолазном комплексе ДДС-МК1 трос фирмы «Симплекс корпорейшен» (США). Он представляет собой группу электрических проводников, заключенных в наружную двойную грузонесущую броню. Диаметр кабеля 50,8 мм, разрывное усилие 0,627 МН (64 тс), длина 427 м. Внутри кабель-троса размещены девять токонесущих силовых жил, три коаксиальных кабеля, по двенадцати экранированных одножильных и двухжильных фидеров.

Грузонесущие тросы используются в паре со шланг-кабелем (см. рис. 35), причем сам колокол висит на несущем тросе, а шланг-кабель вытравливают с отдельной лебедки и на быстросъемных захватах вручную или автоматически крепят к несущему тросу.

Несущие тросы, как правило, представляют собой обычные стальные нескручивающиеся тросы повышенной гибкости диаметром около 25 мм.

Позиционирование водолазных судов. Существенным элементом оборудования водолазных судов является система удержания судна над объектом работ. В водолазной практике используют два метода фиксации положения судна: якорный и динамический.

В первом случае на грунт укладывают три или четыре якоря, которые и удерживают судно. Метод динамического позиционирования заключается в постоянном измерении положения судна относительно донных или иных фиксированных маяков и управлении работой бортовых пропульсивных’ установок таким образом, чтобы положение судна относительно маяков не изменялось. Нередко обе системы монтируют на одном судне, примером чего может служить судно ОСА-С2 «Каттентурм», постройки фирмы «Ганза» (ФРГ).

Система динамического позиционирования АСК, разработанная фирмой «Хонейвелл», включает бортовую ЭВМ Ш-316 той же фирмы, два подруливающих устройства фирмы «Жастрам» и главную пропульсивную установку.

Подруливающие устройства имеют винты регулируемого шага, установленные в насадках Корта. Мощность каждого устройства 377,3 кВт. Управление подруливающими устройствами может быть автоматическим и ручным, вектор тяги устройства изменяется на 360° в горизонтальной плоскости.

Суммарная мощность пропульсивных установок в режиме динамического позиционирования достигает 3177 кВт. В качестве опорных сигналов используют как ультразвуковые донные маяки, так и специальный стабилизирующий якорь-датчик отклонений судна от точки постановки.

Современные системы позиционирования водолазных судов обладают высокой эффективностью. Так, водолазное судно «Ойл эн-девуор», имеющее водоизмещение 1500 т, может удерживаться в заданной точке с точностью + 3 м при ветре 7 баллов (порывами до 8 баллов) и волне высотой до 5,5 м.

Система четырехточечной якорной постановки судна включает четыре якорные лебедки с регулируемым усилием на тросе и четыре якоря по 2000 кг каждый. На борту судна находятся три якорных троса по 600 м каждый и три по 1000 м каждый.

Аналогичной якорной системой оборудовано водолазное судно «Сифорс клансмен». Оно имеет четыре якоря массой 1000 кг каждый, обслуживаемые 30-тонными лебедками с канатоемкостью по 1830 м при диаметре якорного троса 36 мм.

Следует отметить, что вопреки установившейся практике аварийно-спасательных служб на морском нефтегазопромысле не используется для фиксации судна в точке работ рейдовое оборудование, обеспечивающее постановку судна на заранее выставляемые бочки.

Опубликовано:
4.04.12


Категория -

     

© Ilovediving.ru