Захватное устройство для непрерывных удлиненных элементов, средство передвижения, выполненное с возможностью перемещения вдоль непрерывного удлиненного элемента, и способ перемещения вперед средства передвижения

ЗАХВАТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНЫХ УДЛИНЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ,СРЕДСТВО ПЕРЕДВИЖЕНИЯ, ВЫПОЛНЕННОЕ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ВДОЛЬ НЕПРЕРЫВНОГО УДЛИНЕННОГО ЭЛЕМЕНТА, И СПОСОБ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ВПЕРЕД СРЕДСТВА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ Захватное устройство (9 А) для селективного захвата непрерывных удлиненных элементов (4) содержит трубчатую опорную структуру (24), продолжающуюся вдоль заданной оси (А) и приспособленную для окружения непрерывного удлиненного элемента (4); и по меньшей мере два надувных мешка (25; 35), размещенных внутри трубчатой структуры (24) и выполненных в форме дополняющих цилиндрических секторов. Область техники Настоящее изобретение относится к захватному устройству для селективного захвата непрерывных удлиненных элементов; средству передвижения, которое использует такое захватное устройство для перемещения вперед; и способу перемещения вперед средства передвижения. Предпосылки к созданию изобретения Термин непрерывный удлиненный элемент, используемый в настоящем изобретении, относится к трубопроводам и кабелям конечной длины, однако значительно длиннее захватного устройства. Непрерывные удлиненные элементы укладывают как на земле, так и на дне водоемов обычно для транспортировки ископаемого топлива и электроэнергии на расстояния, измеряемые в километрах; обычно заглубленные и круглые в поперечном сечении; и перемещаются при помощи захватных устройств, содержащих зажимные приспособления с поверхностями захвата, дополняющими относительно формы и размера непрерывного удлиненного элемента, как показано, например, в GB 2364758. При использовании захватного устройства данного типа зажимы должны быть приспособлены к непрерывным удлиненным элементам разных диаметров, чтобы обеспечить достаточную площадь поверхности захвата вдоль зажимных приспособлений. Захватное устройство другого типа, описанное в GB 2448829, используется для временного подсоединения оборудования к концу подводного трубопровода или к двум противостоящим концам двух отдельных участков подводного трубопровода и содержит трубчатую структуру и надувные кольца, которые размещают внутри трубчатой структуры и которые селективно приводят в контакт с внешней поверхностью трубопровода или участков трубопровода. Захватное устройство данного типа также не способно эффективно захватывать непрерывные удлиненные элементы, имеющие значительно отличающиеся диаметры, поскольку каждое кольцо рассчитано на трубопровод с круглым сечением, имеющим несколько меньший диаметр по сравнению с внутренним диаметром трубчатой структуры. К тому же данные кольца не способны обеспечить достаточно большую площадь поверхности захвата. Непрерывные удлиненные элементы могут иметь даже некруглые, нестандартные по форме поперечные сечения и фактически, как известно, образуются посредством нескольких расположенных рядом соединенных труб или пучков кабелей. Это означает, что поперечные сечения могут принимать самые разные формы, для которых известные захватные устройства не способны обеспечить достаточно большую площадь поверхности захвата. Сущность изобретения Целью настоящего изобретения является создание захватного устройства, которое предназначено для устранения упомянутых недостатков известного уровня техники и которое, в частности, обеспечивает достаточную площадь поверхности захвата даже вдоль непрерывных удлиненных элементов с очень нестандартными по форме поперечными сечениями. В соответствии с настоящим изобретением создано захватное устройство для селективного захвата непрерывных удлиненных элементов, причем упомянутое захватное устройство содержит трубчатую опорную структуру, продолжающуюся вдоль заданной оси и приспособленную для окружения непрерывного удлиненного элемента; причем упомянутое захватное устройство отличается содержанием по меньшей мере двух надувных мешков, которые прикреплены внутри трубчатой структуры к трубчатой структуре, имеют форму дополняющих цилиндрических секторов, являются удлиненными и продолжаются преимущественно параллельно упомянутой оси; и два приспособления для шлангов для селективного надувания надувных мешков, причем каждый надувной мешок выполнен из гибкого упругого листа. Другой целью настоящего изобретения является создание способа перемещения вперед средства передвижения вдоль непрерывного удлиненного элемента. В соответствии с настоящим изобретением создан способ перемещения вперед средства передвижения в первом направлении вдоль непрерывного удлиненного элемента, в частности непрерывного удлиненного элемента, продолжающегося вдоль заданной траектории на дне водоема; причем упомянутый способ включает этапы:a) сжатия непрерывного удлиненного элемента посредством захватного устройства, которое вмонтировано в корпус средства передвижения и которое содержит трубчатую опорную структуру, продолжающуюся вдоль заданной оси и приспособленную для окружения непрерывного удлиненного элемента;b) перемещения захватного устройства относительно корпуса во втором направлении, противоположном первому направлению, параллельном упомянутой траектории, и в то время как захватное устройство прижато к непрерывному удлиненному элементу с возможностью перемещения вперед корпуса относительно непрерывного удлиненного элемента вдоль заданной траектории;c) высвобождения захватного устройства от непрерывного удлиненного элемента;d) перемещения захватного устройства относительно корпуса и непрерывного удлиненного элемента в первом направлении, в то время как захватное устройство высвобождено от непрерывного удлиненного устройства; иe) повторения этапов a)-d) для пошагового перемещения средства передвижения вдоль непрерывного удлиненного элемента; причем упомянутый способ отличается тем, что захватное устройство содер-1 022151 жит по меньшей мере два надувных мешка, которые прикреплены внутри трубчатой структуры и к трубчатой структуре, имеют форму дополняющих цилиндрических секторов, являются удлиненными и продолжаются преимущественно параллельно упомянутой оси; и два приспособления для шлангов для селективного надувания надувных мешков; причем каждый надувной мешок выполнен из гибкого упругого листа. Краткое описание чертежей Несколько неограничивающих вариантов осуществления настоящего изобретения будут описаны в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 изображает вид сбоку с частичным разрезом с деталями, удаленными для упрощения, средства передвижения в соответствии с настоящим изобретением для заглубления подводного трубопровода в дно водоема; фиг. 2-7 изображают схемы с деталями, удаленными для упрощения, поперечных сечений непрерывных удлиненных элементов; фиг. 8 изображает вид в перспективе с деталями, удаленными для упрощения, и деталями в продольном разрезе захватного устройства в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 9 изображает схематичный вид спереди в уменьшенном масштабе с частичным разрезом захватного устройства в соответствии с фиг. 8; фиг. 10 изображает схематичный вид спереди с деталями, удаленными для упрощения, варианта осуществления захватного устройства в соответствии с фиг. 9. Предпочтительный вариант осуществления изобретения На фиг. 1 ссылочная позиция 1 обозначает, в целом, средство передвижения для заглубления непрерывных удлиненных элементов в дно 2 водоема 3. Применительно к настоящему описанию термин водоем обозначает любое водное пространство,такое как море, океан, озеро и др., а термин дно обозначает вогнутый слой земной коры, содержащий массу воды. Средство 1 передвижения выполнено с возможностью заглубления непрерывного удлиненного элемента 4 - в показанном примере подводного трубопровода - продолжающегося вдоль заданной траектории Р на дне 2 и предварительно уложенного на дно 2 посредством известного укладывающего судна (не показанного). Управление средством 1 передвижения осуществляется посредством вспомогательного судна (не показанного), причем средство 1 передвижения содержит корпус 5; два инструмента 6 - в показанном примере режущих инструмента - вмонтированных в корпус 5; два захватных блока 7 А, 7 В, вмонтированных в корпус 5; и блок 8 управления. Непрерывный удлиненный элемент 4 фактически направляет и закрепляет средство 1 передвижения, которое, когда оно перемещается вперед, врезается в слой дна 2, непосредственно под непрерывным удлиненным элементом 4, чтобы заглубить непрерывный удлиненный элемент 4 в дно 2 водоема 3. Захватные блоки 7 А, 7 В содержат соответствующие захватные устройства 9 А, 9 В и соответствующие приводы 10 А, 10 В для селективного соединения захватных устройств 9 А, 9 В в одно целое с непрерывным удлиненным элементом 4. В показанном примере захватные блоки 7 А, 7 В служат для перемещения вперед средства 1 передвижения, которое соответственно содержит две направляющие 11 А, 11 В и два дополнительных привода 12 А, 12 В; причем захватные устройства 9 А, 9 В выполнены с возможностью перемещения вдоль соответствующих направляющих 11 А, 11 В и в показанном примере содержат соответствующие тележки 13 А, 13 В. Направляющие 11 А, 11 В вмонтированы в корпус 5, выровнены друг с другом и при использовании, по существу, параллельны траектории Р. Каждый привод 10 А, 10 В содержит по меньшей мере один клапан 14 и по меньшей мере один шланг 15 (показан только один), продолжающийся между клапаном 14 и захватным устройством 9 А, 9 В для управления газом - в показанном примере сжатым воздухом. Клапан, в свою очередь, снабжается посредством компрессора (не показанного) на вспомогательном судне (не показанном). Каждый привод 12 А, 12 В содержит два гидроцилиндра 16 двойного действия (на фиг. 1 показан только один) на противоположных сторонах соответствующего захватного устройства 9 А, 9 В; клапан 17 для управления гидроцилиндрами 16 и шланги 18, продолжающиеся между клапаном 17 и гидроцилиндрами 16. Каждый гидроцилиндр 16 соединен с корпусом 5 и с соответствующим захватным устройством 9 А, 9 В с возможностью перемещения относительно корпуса 5. Каждый привод 12 А, 12 В соединен с гидравлическим насосом (не показанным), установленным на корпусе 5 или вспомогательном судне (не показанном). Приводы 12 А, 12 В выполнены с возможностью перемещения соответствующих захватных устройств 9 А, 9 В селективно между двумя заданными упорами в направлении D1 или направлении D2,противоположном направлению D1. Блок 8 управления снабжается сигналами управления, посредством которых осуществляется управление работой клапанов 14 и 17 и перемещение средства передвижения 1 вперед. Более конкретно, блок 8 управления управляет приводами 10 А, 10 В, 12 А, 12 В с возможностью прижатия захватного устройства 9 А к непрерывному удлиненному элементу 4; высвобождения захватного устройства 9 В от непрерывного удлиненного элемента 4; перемещения захватного устройства 9 А в направлении D2, при этом захватное устройство 9 А прижато к непрерывному удлиненному элементу 4, а захватное устройство 9 В высвобождено от непрерывного удлиненного элемента 4; и одновременного перемещения захватного устройства 9 В в направлении D1. Таким образом, средство 1 передвижения перемещается на один шаг вперед в направлении D1 на величину, по существу, равную перемещению захватного устройства 9 А относительно корпуса 5, при этом захватное устройство 9 В расположено с готовностью для осуществления следующего шага вперед средства 1 передвижения посредством повторения упомянутых операций с захватными устройствами 9 А и 9 В в обратном порядке. В непоказанном варианте осуществления средство передвижения содержит только одно захватное устройство, что означает, что после каждого шага вперед следует остановка для возвращения захватного устройства в исходное положение для следующего шага. В другом непоказанном варианте осуществления средство передвижения содержит несколько захватных устройств для обеспечения большей площади контактной поверхности. На фиг. 1 непрерывный удлиненный элемент 4 имеет круглое поперечное сечение, которое показано на фиг. 2, однако средство 1 передвижения приспособлено для заглубления непрерывных удлиненных элементов, имеющих любую форму поперечного сечения. Например, на фиг. 3 показано поперечное сечение непрерывного удлиненного элемента 19, содержащего две соединенные трубы с круглыми поперечными сечениями разных диаметров. На фиг. 4 показан непрерывный удлиненный элемент 20, имеющий, по существу, квадратное поперечное сечение. На фиг. 5 показан непрерывный удлиненный элемент 21, содержащий пучок кабелей, соединенных хомутами F. На фиг. 6 показан непрерывный удлиненный элемент 22, образованный кабелем с нестандартным поперечным сечением. На фиг. 7 показан непрерывный удлиненный элемент 23, образованный кабелем со сплющенным поперечным сечением. Со ссылкой на фиг. 8 захватное устройство 9 А (также как и захватное устройство 9 В) содержит трубчатую структуру 24, продолжающуюся вдоль оси А; два надувных мешка 25 внутри трубчатой структуры 24; два приспособления 26 для шлангов 15 (фиг. 1) и крепежные средства 27 для прикрепления надувных мешков 25 к трубчатой структуре 24. В показанном примере трубчатая структура 24, предпочтительно изготовленная из металла, имеет круглое поперечное сечение, при этом ее длина больше ее диаметра. Со ссылкой на фиг. 9 трубчатая структура 24 содержит две полуцилиндрические оболочки 28, которые соединены друг с другом посредством шарнира 29, прочно закреплены посредством крепежных средств 30 и выполнены с возможностью высвобождения для установки захватного устройства 9 А в любой точке вдоль непрерывного удлиненного элемента 4. Каждый мешок 25 продолжается, по существу, по всей длине трубчатой структуры 24 (фиг. 8) и вокруг цилиндрического сектора, по существу, равного по размеру соответствующей оболочке 28 (фиг. 9). Фактически, как показано на фиг. 9, надувные мешки 25 являются дополняющими. Со ссылкой на фиг. 8 каждый мешок 25 выполнен из трубчатого листа гибкого, упругого полимерного материала, содержащего внутреннюю поверхность 31, склеенную на концах для уплотнения трубчатого листа к мешку; и внешнюю поверхность 32, которая частично контактирует с внутренней поверхностью трубчатой структуры и приспособлена для частичного контактирования с непрерывным удлиненным элементом 4. Из вышеприведенного описания средства 1 передвижения (фиг. 1) использование захватного устройства 9 А очевидно, однако понятно, что данное захватное устройство также распространяется на другие применения в других областях техники. Надувные мешки 25 прижимают селективно к непрерывному удлиненному элементу 4, чтобы прижать захватное устройство 9 А к непрерывному удлиненному элементу 4, обеспечить перемещение непрерывного удлиненного элемента 4 посредством захватного устройства 9 А и максимизировать площадь контактной поверхности каждого надувного мешка 25 без повреждения непрерывного удлиненного элемента 4. На фиг. 10 ссылочная позиция 33 указывает захватное устройство, которое отличается от захватного устройства 9 А (фиг. 8 и 9) наличием четырех, вместо двух, надувных мешков 35, причем каждый надувной мешок 35 продолжается в окружном направлении, по существу, на 90, а не на 180. В данном случае контактные поверхности большего количества надувных мешков 35 более легко приспосабливаются к нестандартным по форме непрерывным удлиненным элементам, поэтому проявляется меньшее напряжение на деформируемость гибких упругих листов. Захватные устройства 9 А (9 В) и 33 в соответствии с настоящим изобретением, очевидно, могут быть использованы в других применениях, помимо применения, описанного в связи с средством 1 передвижения, показанным на фиг. 1, однако также предусматривающих манипулирование непрерывными удлиненными элементами. Очевидно, изменения могут быть выполнены в настоящем изобретении, которое описано в данном документе, но без отхода от объема прилагаемой формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Захватное устройство для селективного захвата непрерывных удлиненных элементов, причем захватное устройство (9 А; 9 В; 33) содержит трубчатую опорную структуру (24), продолжающуюся вдоль заданной оси (А) и приспособленную для окружения непрерывного удлиненного элемента (4, 19, 20, 21,22, 23); отличающееся тем, что содержит по меньшей мере два надувных и сдуваемых мешка (25; 35),которые прикреплены внутри трубчатой структуры (24) к трубчатой структуре (24), имеют форму дополняющих цилиндрических секторов, являются удлиненными и продолжаются преимущественно параллельно оси (А); и два приспособления (26) для шлангов (15) для селективного надувания надувных мешков (25; 35), причем надувные и сдуваемые мешки (25; 35) выполнены из гибкого упругого листа с возможностью селективного прижимания к непрерывному удлиненному элементу (4), чтобы прижать захватное устройство (9 А) к непрерывному удлиненному элементу (4), обеспечить перемещение непрерывного удлиненного элемента (4) посредством захватного устройства (9 А) и максимизировать площадь контактной поверхности каждого надувного мешка (25) без повреждения непрерывного удлиненного элемента (4). 2. Захватное устройство по п.1, в котором надувные мешки (25; 35) продолжаются, по существу, по всей длине трубчатой структуры (24), для того, чтобы закрывать внутреннюю поверхность трубчатой структуры (24). 3. Захватное устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором каждый надувной мешок(25; 35) прикреплен к противоположным концам трубчатой структуры (24) предпочтительно посредством крепежных средств (27). 4. Захватное устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором каждый надувной мешок(25; 35) выполнен из трубчатого листа. 5. Захватное устройство по п.4, в котором каждый лист выполнен из поливинилхлорида, предпочтительно с поперечными полиуретановыми элементами жесткости. 6. Захватное устройство по любому из предыдущих пунктов, в котором трубчатая структура (24) содержит оболочки (28), селективно отсоединяемые с возможностью размещения захватного устройства(9 А; 9 В, 33) вокруг непрерывного удлиненного элемента (4, 19, 20, 21, 22, 23); причем по меньшей мере один надувной мешок (25; 35) поддерживается соответствующей оболочкой (28). 7. Захватное устройство по любому из предыдущих пунктов, содержащее несколько надувных мешков (35). 8. Средство передвижения, выполненное с возможностью перемещения вдоль непрерывного удлиненного элемента, в частности, для заглубления непрерывного удлиненного элемента (4, 19, 20, 21, 22,23) в дно (2) водоема (3); причем непрерывный удлиненный элемент продолжается вдоль заданной траектории (Р) на дне (2); причем средство (1) передвижения содержит корпус (5); по меньшей мере одно захватное устройство (9 А; 9 А, 9 В; 33) в соответствии по меньшей мере с одним из предыдущих пунктов; по меньшей мере один привод (10 А; 10 А, 10 В) для селективного прижатия захватного устройства(9 А; 9 А, 9 В; 33) к непрерывному удлиненному элементу (4, 19, 20, 21, 22, 23); дополнительный привод (12 А; 12 А, 12 В) для возвратно-поступательного перемещения захватного устройства (9 А; 9 А, 9 В; 33) относительно корпуса (5) в двух противоположных направлениях (D1, D2),по существу, параллельных заданной оси (А); и блок (8) управления для управления приводом (10 А; 10 А, 10 В) и дополнительным приводом (12 А; 12 А, 12 В), для того, чтобы координировать прижатие, высвобождение и перемещение захватного устройства (9 А; 9 А, 9 В; 33) с возможностью пошагового перемещения средства (1) передвижения вперед. 9. Способ перемещения вперед средства передвижения в первом направлении (D1) вдоль непрерывного удлиненного элемента (4, 19, 20, 21, 22, 23), в частности непрерывного удлиненного элемента(4, 19, 20, 21, 22, 23), продолжающегося вдоль заданной траектории (Р) на дне (2) водоема (3); причем упомянутый способ включает этапы:a) прижатия непрерывного удлиненного элемента посредством захватного устройства (9 А; 9 А, 9 В; 33), которое вмонтировано в корпус (5) средства (1) передвижения по п.8 и которое содержит трубчатую опорную структуру (24), продолжающуюся вдоль заданной оси (А) и приспособленную для окружения непрерывного удлиненного элемента (4, 19, 20, 21, 22, 23);b) перемещения захватного устройства (9 А; 9 А, 9 В; 33) относительно корпуса (5) во втором направлении (D2), противоположном первому направлению (D1), параллельном траектории (Р), и в то время как захватное устройство (9 А; 9 А, 9 В; 33) прижато к непрерывному удлиненному элементу (4, 19, 20,21, 22, 23) с возможностью перемещения вперед корпуса (5) относительно непрерывного удлиненного элемента (4, 19, 20, 21, 22, 23) вдоль заданной траектории (Р);c) высвобождения захватного устройства (9 А; 9 А, 9 В; 33) от непрерывного удлиненного элементаd) перемещения захватного устройства (9 А; 9 А, 9 В; 33) относительно корпуса (5) и непрерывного удлиненного элемента (4, 19, 20, 21, 22, 23) в первом направлении (D1), в то время как захватное устройство (9 А; 9 А, 9 В; 33) высвобождено от непрерывного удлиненного элемента (4, 19, 20, 21, 22, 23); иe) повторения этапов а)-d) с возможностью пошагового перемещения средства (1) передвижения вдоль непрерывного удлиненного элемента (4, 19, 20, 21, 22, 23); причем упомянутый способ отличается тем, что захватное устройство (9 А; 9 А, 9 В; 33) содержит по меньшей мере два надувных мешка (25; 35),которые прикреплены внутри трубчатой структуры (24) и к трубчатой структуре (24), имеют форму дополняющих цилиндрических секторов, являются удлиненными и продолжаются преимущественно параллельно оси (А); и два приспособления (26) для шлангов (15) для селективного надувания надувных мешков (25; 35); причем каждый надувной мешок (25, 35) выполнен из гибкого упругого листа.