Способ эвакуации из буровой платформы и устройство его реализации

Способ эвакуации из буровой платформы и устройство его реализации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к способам и устройствам для аварийной эвакуации людей при возникновении пожарной опасности на буровых платформах, когда отсутствует энергопитание и доступ по воздуху сверху отрезан огнем, а специальные средства (раздвижные лестницы и коленчатые подъемники) не могут быть использованы из-за ограниченности своих возможностей.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен способ эвакуации людей из многоэтажных зданий, высотных сооружений и буровых платформ, который позволяет быстро спустить людей с крыши на грунт. Это достигается тем, что эвакуация осуществляется вертикально вниз по тросам с торможением на спуске. Для этого на крыше многоэтажного здания установлен опорный узел для тросов, на которые нанизаны кольца для крепления спасаемых людей (в книге Н.В. Гулиа. «Инерция». - М: Наука, 1982. - 152 с. Патент RU 2056877 [1]).

Известный способ эвакуации [1] производится путем вертикального управляемого спуска и торможения с потерями энергии, которые используются для регулирования скорости спуска. Очередной спасаемый подсоединяется к кольцу и производится его спуск. Усилие торможения регулируют разведением спасателями двух тросов между собой.

Таким образом, известен способ эвакуации из буровой платформы, заключающийся в управляемом вручную спасателями спуске контейнера или кабины при потере энергии торможения по вертикали с торможением при помощи тросов или ленты.

Недостатками известного способа для эвакуации людей можно считать следующие: процесс спуска не автоматизирован, конструктивная сложность и необходимость энергопитания привода перемещения тормозных тросов; относительно большое время на осуществление цикла спуска.

Известно спасательное устройство для эвакуации людей из высотных зданий и сооружений при пожарах, содержащее маховичный накопитель энергии (Гулиа Н.В., Очан М.Ю., Юдовский И.Д. А.с. СССР №827082. Спасательное устройство. БИ №17. 1982 г. [2]). Известное спасательное устройство [2] содержит спускаемую кабину, соединенную с тросом или лентой, навитой в рулон на барабан, который жестко связан валом с маховиком. Механизмы рекуперации энергии в виде барабана и маховика установлены на крыше многоэтажного здания или на буровой платформе. Спускаемая кабина крепится к концу ленты или троса. Передаточным механизмом к маховику является навитый на барабан рулон ленты, служащий одновременно грузонесущим элементом. За счет изменения в процессе сматывания радиуса намотки ленты и передаточного отношения передаточного механизма происходит кинематическое торможение кабины при переходе ее потенциальной энергии в кинетическую энергию маховика.

Таким образом известно спасательное устройство, включающее буровую платформу с установленными на ней узлом крепления троса или ленты и с механизмом рекуперации энергии торможения в виде соединенных между собой передаточного механизма - барабана с намотанной лентой или тросом, и маховика, а также контейнера или кабины с корпусом и люком для размещения людей, соединенным тросом или лентой с барабаном.

Недостатками известного спасательного устройства для эвакуации людей из высотных зданий и буровых платформ можно считать следующие: процесс спуска не автоматизирован, конструктивная сложность установки спасательного, устройства на крыше высотного здания или платформы и необходимость энергопитания привода перематывания ленты на барабан; относительно большое время на осуществление цикла спуска.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель изобретения способа эвакуации из буровой платформы и устройства его реализации заключается в автоматизации спуска, комфортной посадки и спуска людей в герметичном контейнере, повышении безопасности с одновременным сокращением времени эвакуации.

В аварийной ситуации эвакуации людей при возникновении пожарной опасности на буровых платформах, когда отсутствует энергопитание и доступ по воздуху сверху буровой платформы отрезан огнем, установка энергосберегающего оборудования на крыше в зоне огня не имеет смысла. Поэтому энергосберегающее оборудование необходимо установить внутри спускаемого контейнера.

Предлагаемый способ эвакуации из буровой платформы отличается тем, что с целью автоматизации спуска, комфортной посадки и спуска людей в герметичном контейнере, повышение безопасности с одновременным сокращением времени эвакуации, что управляемый автоматически спуск контейнера по вертикали производится с запасением энергии торможения внутри спасательного устройства с помощью маховичного аккумулятора, которая после окончания спуска используется для последующего горизонтального перемещения и удаления контейнера от места катастрофы буровой платформы.

1. Способ эвакуации из буровой платформы, заключающийся в управляемом вручную спасателями спуске контейнера или кабины при потере энергии торможения по вертикали с торможением при помощи тросов или ленты, отличающийся тем, что с целью автоматизации спуска, комфортной посадки и спуске людей в герметичном контейнере, повышение безопасности с одновременным сокращением времени эвакуации, управляемый автоматически спуск контейнера по вертикали осуществляется с запасением энергии торможения внутри спасательного устройства с помощью маховичного аккумулятора, которая после окончания спуска используется для последующего горизонтального перемещения и удаления контейнера от места катастрофы буровой платформы.

Общим признаком известного и предлагаемого способа эвакуации является то, что эвакуация осуществляется в контейнере или кабине, производится вертикально вниз по двум тросам с торможением на спуске, но это совпадение признаков наблюдается у всех способов спасения из высотных сооружений и буровых платформ.

Существенное отличие предлагаемого способа от известного заключается в том, что управляемый автоматически спуск контейнера по вертикали осуществляется с запасением энергии торможения внутри контейнера спасательного устройства, которая после окончания спуска используется для последующего горизонтального перемещения и удаления людей от места катастрофы.

С целью автоматизации спуска, комфортной посадки и спуска людей в герметичном контейнере, повышение безопасности с одновременным сокращением времени эвакуации, предлагается спасательное устройство эвакуации из буровой платформы, отличающееся тем, что механизм рекуперации энергии торможения размещен внутри корпуса контейнера или кабины.

2. Спасательное устройство, включающее буровую платформу с установленными на ней узлом крепления троса или ленты и с механизмом рекуперации энергии торможения в виде соединенных между собой передаточного механизма - барабана с намотанной лентой или тросом, и маховика, а также контейнера или кабины с корпусом и люком для размещения людей, соединенным тросом или лентой с барабаном, отличающееся тем, что с целью автоматизации спуска, комфортной посадки и спуске людей в герметичном контейнере, повышение безопасности с одновременным сокращением времени эвакуации, механизм рекуперации энергии торможения размещен внутри корпуса контейнера или кабины.

Общим признаком известного и предлагаемого спасательного устройства является то, что эвакуация осуществляется в контейнере или кабине, подвешенной на тросах, но это совпадение признаков наблюдается у всех способов спасения из высотных сооружений и морских буровых платформ.

Существенное отличие предлагаемого спасательного устройства от известного заключается в том, что управляемый автоматически спуск контейнера по вертикали осуществляется с запасением энергии торможения внутри контейнера маховичным аккумулятором, которая после окончания спуска используется для последующего горизонтального перемещения и удаления людей от места катастрофы.

Существенное отличие предлагаемого способа эвакуации из буровой платформы и спасательного устройства поясняется структурной схемой, изображенной на фиг. 1. Спасательное устройство выгодно отличается от известных тем, что позволяет рекуперировать часть энергии торможения в маховичном аккумуляторе энергии, расположенном в спускаемом контейнере, и использовать накопленную энергию на другие цели, например, для горизонтального перемещения спасательного устройства и удаления его от места аварии или пожара буровой платформы. С этой целью под буровой платформой 1 размещается узел крепления троса 2, который прикреплен автоматическим разъемом к барабану 4, находящемуся внутри контейнера 3, оборудованного люком 19 для посадки людей. Барабан 4 с намотанным тросом 2 соединен входным валом с муфтой 6, управляемой рычагом управления 7. С другой стороны муфта 6 соединена с механизмом рекуперации энергии торможения, включающим мультипликатор 8, имеющим в своем составе планетарный механизм 18, и маховиком 9. Муфта, в зависимости от положения рычага управления 7, соединяет тягой 20 входной вал 5 или выходной вал 15 с корпусом контейнера 3. В начальном положении рычага управления контейнер удерживается в неподвижном состоянии. Операции спуска контейнера 3 и его горизонтального перемещения в воде вызываются перемещением рычага управления 7. Начальное перемещение рычага управления 7 вызывает опускание контейнера 3, вращение барабана 4 и маховика 9, запасающего энергию торможения и снижающего скорость спуска. Планетарный механизм 18 имеет число степеней свободы w=2 и три входа, описание его общеизвестно [3]. Он кинематически соединен с муфтой 6, с маховиком 9 и выходным валом 15 с винтом 10. Конечное перемещение рычага управления 7 вызывает горизонтальное перемещение контейнера с помощью энергии, запасенной в маховике при торможении на спуске.

Дополнительные отличия предлагаемого спасательного устройства от известного заключаются в том, что механизм рекуперации энергии торможения дополнительно оснащен мультипликатором, состоящим из двух зубчатых передач с неподвижными осями и планетарным механизмом, соединенных с маховиком и с механизмом управления рекуперации энергии и винтом, соединенными между собой входным и выходным валами, а также тем, что механизм управления рекуперации энергии торможения в виде муфты, соединяющей попеременно входной и выходной валы с корпусом оснащен рычагом управления, имеющего три последовательных положения: посадки людей в контейнер, спуска контейнера по вертикали и горизонтального перемещения, а соединение троса и барабана дополнительно оснащено автоматическим разъемом.

Дополнительные отличия предлагаемого спасательного устройства от известного заключаются также в том, что:

3. механизм рекуперации энергии торможения дополнительно оснащен мультипликатором, состоящим из двух зубчатых передач с неподвижными осями и планетарным механизмом, соединенных с маховиком и с механизмом управления рекуперации энергии и винтом, соединенными между собой входным и выходным валами.

Дополнительные отличия предлагаемого спасательного устройства от известного заключаются также в том, что:

4. что механизм управления рекуперации энергии торможения в виде муфты с рычагом управления, соединяющей попеременно входной и выходной валы с корпусом, оснащен рычагом управления, имеющего три последовательных положения: посадки людей в контейнер, спуска контейнера по вертикали и горизонтального перемещения.

Дополнительные отличия предлагаемого спасательного устройства от известного заключаются также в том, что:

5. соединение троса и барабана дополнительно оснащено автоматическим разъемом. Дополнительные отличия предлагаемого спасательного устройства от известного заключаются также в том, что:

6. дополнительно оснащено устройством выдвижения контейнера из-под буровой платформы, имеющим в своем составе кривошипно-шарнирный механизм с узлом крепления троса, противовесом и его фиксатором.

Целью предложенного способа эвакуации и устройства его реализации - спасательного устройства является устранение указанных недостатков известных, возможность автоматизации спуска, комфортной посадки и спуска людей в герметичном контейнере, повышение безопасности с одновременным сокращением времени эвакуации за счет удобства посадки и автоматизации спуска, последующее удаление людей от места катастрофы по горизонтали за счет автономного источника энергии внутри контейнера - маховичного накопителя энергии, являющегося одновременно тормозным устройством при спуске.

Дополнительные отличия предлагаемого спасательного устройства от известного заключаются в том, что эти признаки отсутствуют у известного устройства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 2 представлена кинематическая схема спасательного устройства. Под буровой платформой 1 размещается узел крепления двух тросов 2, которые прикреплены автоматическими разъемами к барабанам 4, находящимися внутри контейнера 3, оборудованного люком 19 (фиг. 1) для посадки людей. Наличие двух тросов требуется для обеспечения устойчивости контейнера при посадке людей. Барабаны 4 с намотанным тросом 2 соединены между собой входным валом 5 с муфтой 6, управляемой рычагом управления 7. Рычаг управления 7 имеет два положения, в которых входной 5 или выходной вал 15 соединяются с корпусом контейнера 3 тягой 20. Устройство муфты 6 общеизвестно, аналогичное устройство имеют муфты переключения передач коробок скоростей автомобилей [3]. С другой стороны муфта 6 соединена с мультипликатором 8, имеющим в своем составе планетарный механизм 18, и маховиком 9. Муфта 6, в зависимости от положения рычага управления 7, соединяет тягой 20 входной вал 5 или выходной вал 15 с корпусом контейнера 3, рычагом управления, имеющего три последовательных положения: посадки людей в контейнер, спуска контейнера по вертикали и горизонтального перемещения. В начальном положении рычага управления 7 в рабочем состоянии посадки людей в контейнер осуществляется соединение входного вала 5 с корпусом контейнера 3 и удержание контейнера в неподвижном состоянии. Перемещение рычага управления 7 из начального положения удержания контейнера для посадки людей в контейнер вызывает разъединение входного вала 5 от корпуса контейнера 3, кинематическое соединение входного вала 5 зубчатой передачей 17 с коронным колесом 13, сателлитом 12 и солнчным колесом 11 и зубчатой передачей 16 маховика 9 обеспечивает спуск кнтейнера с передачей энергии торможения в маховик 9. При неподвижном положении водила 14, вызванном переключением муфты 6 на спуск, происходит опускание контейнера 3, вращение барабана 4 и маховика 9, запасающего энергию торможения и снижающего скорость спуска. Перемещение рычага управления 7 в обратном направлении соединяет кинематически через зубчатую передачу 16 винт 10 с маховиком 9 и вызывает горизонтальное перемещение контейнера в воде.

Планетарный механизм 18 имеет число степеней свободы w=2 и три входа, описание его общеизвестно [3]. Он включает солнечную шестерню 11, сателлит 12, коронное колесо 13 и водило 14. Планетарный механизм 18 кинематически соединен с муфтой 6, с маховиком 9 и выходным валом 15 с винтом 10, осуществляющим горизонтальное перемещение контейнера с помощью запасенной в маховике энергии при торможении на спуске. Операции спуска контейнера 3 и его горизонтального перемещения в воде вызываются перемещением рычага управления 7.

На фиг. 3 представлена кинематическая схема устройства выдвижения контейнера 3 в рабочее положение посадки людей. Корпус контейнера 3 тросами 2 подсоединен к кривошипно-шарнирному механизму 21, соединенному с противовесом 22, который при посадке людей удерживается фиксатором 23 в неподвижном состоянии. Выдвижение корпуса контейнера 3 в рабочее состояние посадки людей вызывается отсоединением фиксатора 23 от кривошипно-шарнирного механизма 21.

Работа по способу эвакуации из буровых платформ и спасательного устройства

На фиг. 3 представлена кинематическая схема устройства выдвижения контейнера 3 в рабочее положение посадки людей. Корпус контейнера 3 тросами 2 подсоединен к кривошипно-шарнирному механизму 21, соединенному с противовесом 22, который при посадке людей удерживается фиксатором 23 в неподвижном состоянии. Выдвижение корпуса контейнера 3 в рабочее состояние посадки людей вызывается отсоединением фиксатора 23 от кривошипно-шарнирного механизма 21.

Под буровой платформой 1 размещается спасательное устройство. Корпус контейнера 3 тросами 2 подсоединен к кривошипно-шарнирному механизму 21, соединенному с противовесом 22, который при посадке людей удерживается фиксатором 23 в неподвижном состоянии. В нормальных условиях спасательное устройство не требует энергопитания и технического обслуживания. При возникновении аварийной ситуации производится выдвижение корпуса контейнера 3 из-под платформы в рабочее состояние посадки людей с отсоединением фиксатора 23 от кривошипно-шарнирного механизма 21. При этом противовес 23 опускается и перемещает корпус контейнера 3 из-под платформы и вверх на уровень платформы. После открытия люка производится посадка людей и люк закрывается изнутри. Перемещая рычаг управления 7 из начального положения вправо, производится освобождение входного вала от корпуса контейнера и под действием силы тяжести контейнера с людьми осуществляется спуск до касания контейнера с водой. При этом часть энергии торможения за счет вращения барабанов 4 со сматываемыми тросами 2 переходит в маховик 9, привод которого при неподвижном вале 15 производится через зубчатую передачу 17 к коронному колесу 13 планетарного редуктора. При неподвижном водиле 14 вращение передается через сателлит 12, солнечное колесо 11 и зубчатой передачей 16 маховику 9.

После перемещения рычага управления 7 обратно в начальное левое положение муфта 6 освобождает вал 15 и стопорит входной вал 5. Барабаны 4 останавливаются и тросы с помощью быстросъемного зажима автоматически отсоединяются.

Вращающийся маховик 9 через зубчатую передачу 16 передает вращение винту 10 и спасательное устройство удаляется от места аварии.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Заявляемые способ работы и устройство его реализации позволяют повысить безопасность аварийно-спасательных работ на морских буровых платформах тем, что спасательное устройство не требует обслуживания и энергообеспечения при его эксплуатации [4] и всегда находится в состоянии, готовом к его аварийному запуску.

Повышение безопасности обеспечивается наличием управляющих и энергозапасающих устройств внутри спасательного контейнера.

Литература

1. Н.В. Гулиа. «Инерция». - М.: Наука, 1982. - 152 с.

2. Гулиа Н.В., Очан М.Ю., Юдовский И.Д. А.с. СССР №827082. Устройство спуска людей из зданий. БИ №17. 1982 г.

3. Леонов И.В., Д.И. Леонов. Теория механизмов и машин. Учеб. пособие для втузов. - М.: Высшее образование, 2014, - 239 с.

4. Леонов И.В. Барбашов Н.Н. «Энергетическая модель передаточного механизма с маховичным аккумулятором энергии». Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. №4. - 2010.

1. Способ эвакуации из буровой платформы, заключающийся в управляемом вручную спасателями спуске контейнера или кабины при потере энергии торможения по вертикали с торможением при помощи тросов или ленты, отличающийся тем, что с целью автоматизации спуска, комфортной посадки и спуска людей в герметичном контейнере, повышения безопасности с одновременным сокращением времени эвакуации, управляемый автоматически спуск контейнера по вертикали осуществляется с запасением энергии торможения внутри спасательного устройства с помощью маховичного аккумулятора, которая после окончания спуска используется для последующего горизонтального перемещения и удаления контейнера от места катастрофы буровой платформы.

2. Спасательное устройство, включающее буровую платформу с установленными на ней узлом крепления троса или ленты и с механизмом рекуперации энергии торможения в виде соединенных между собой передаточного механизма - барабана с намотанной лентой или тросом, и маховика, а также контейнера или кабины с корпусом и люком для размещения людей, соединенным тросом или лентой с барабаном, отличающееся тем, что с целью автоматизации спуска, комфортной посадки и спуске людей в герметичном контейнере, повышение безопасности с одновременным сокращением времени эвакуации, механизм рекуперации энергии торможения размещен внутри корпуса контейнера или кабины.

3. Спасательное устройство по п. 2, отличающееся тем, что механизм рекуперации энергии торможения дополнительно оснащен муфтой, винтом и мультипликатором, состоящим из двух зубчатых передач с неподвижными осями и планетарным механизмом, соединенных входным и выходным валами с маховиком и с механизмом управления рекуперации энергии и винтом.

4. Спасательное устройство по п. 3, отличающееся тем, что механизм управления рекуперации энергии торможения в виде муфты, соединяющей попеременно входной и выходной валы с корпусом контейнера, оснащен рычагом управления, имеющего три последовательных положения: посадки людей в контейнер, спуска контейнера по вертикали и горизонтального перемещения.

5. Спасательное устройство по п. 4, отличающееся тем, что соединение троса и барабана дополнительно оснащено автоматическим разъемом.

6. Спасательное устройство по п. 5, отличающееся тем, что дополнительно оснащено устройством выдвижения контейнера из-под буровой платформы, имеющим в своем составе кривошипно-шарнирный механизм с узлом крепления троса, противовесом и его фиксатором.