[01651833]大吨位沉船打捞水下作业关键技术研究与应用

1、课题来源与背景 本项目依托交通科技重点建设项目“大吨位沉船整体打捞探测、起浮技术及装备（14CNIC03-8115）”,面对我国海上应急救援能力与国际水平的差距,围绕《公路水路交通中长期科技发展规划纲要（2006-2020）》、《交通运输安全生产和应急体系“十二五”发展规划》和《公路水路交通“十二五”科技发展规划》的发展要求和规划方向,针对大吨位沉船打捞中大吨位沉船水下位姿信息缺乏,水下作业环境恶劣,缺乏适用的水下作业方法和工具;现有装备难以实现超大负载与波浪冲击条件下的沉船起浮等技术难点,开展大吨位沉船整体打捞探测、起浮技术及装备关键技术研究,打破国外在沉船打捞关键技术上的封锁,满足国家建设便捷、通畅、高效、安全的综合交通运输体系的要求,整体提升我国打捞行业的技术水平和竞争力。 2、技术原理与性能指标 项目开展了包括沉船精准定位、水下作业技术和大吨位沉船起浮方法等多项关键技术攻关,整体技术达到国内领先水平、部分技术达到国际先进水平,取得显著的经济效益和社会效益。 关键技术内容一：大吨位沉船水下姿态探测关键技术 利用船载多波束声呐和三维扫描声呐建立三维点云,获取沉船的水下姿态。通过数据快速处理技术,还原沉船实际场景,达到高精度姿态探测的目标,耐压深度优于300m;分辨率为 512×512,帧频为25帧/秒;定位精度优于0.5×斜距,艏向精度优于1°。 关键技术内容二：打捞专用作业工具 开发出水下高压磨料射流切割沉船方法与装备,研制了多种水下大深度吊点连接和抓取作业工具,切割船用钢板厚度30mm;设计起吊重量1吨。最大抓取力1KN,冲泥流量50L/min。 关键技术内容三：双驳抬撬液压提升大吨位沉船打捞技术 利用链条与夹持器装置连接沉船、千斤顶,利用千斤顶、夹持器交替动作的相对运动使沉船起浮。单台链式牵引车牵引力达到450吨,采用多台组合作用可达到8万吨,满足于5级海况下作业。 3、技术的创造性与先进性 技术上攻克了大吨位沉船水下精准定位与姿态探测关键难题,实现了水下沉船整体结构的全方位探测和局部结构的精细成像,发明了大吨位沉船水下作业方法和专用作业工具,形成面向大吨位沉船打捞的水下施工作业技术突破。 项目实现了测深数据和三维扫描声呐数据的融合,水上水下协同定位,这在国内尚属首次,并且使用低照度高清成像相同生成的沉船表面损伤图像自动渲染三维扫描成像声呐生成的点云数据,得到水下目标的三维复合图形从而更加直观的观测水下目标的状态,这在国内亦尚属首次,处于国际领先水平。 项目实现了水下冷态磨料快速水下切割,安全性优于其他水下热切割方式,最大工作深度达到100m,切割船用钢板厚度超过30mm,与国家先进水平持平。所研制的水下吊点连接工具能够遥控实现4500m水深条件下,夹取和张开连接两种模式;强力抓取工具在太平洋 2000m深海底成功抓取至今最大最终单体打捞物,作业能力处于国际领先水平。 项目首创了双驳抬撬液压同步提升大吨位沉船整体起浮技术,解决了大吨位沉船的高效打捞难题。基于液压驱动系统载荷范围大、过程控制精确等优点,形成独具特色的双驳抬撬液压同步提升大吨位沉船整体起浮技术。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性 本项目成套技术的应用对象是影响国家海运安全的大吨位探测打捞成套技术,面向海上大吨位沉船救助打捞作业存在的施工环境恶劣、水下作业环境复杂、船体位姿不确定、打捞条件不明确、大吨位船体起浮困难等诸多行业公认难题。本技术的应用适用于辅助解决大吨位沉船的快速、安全救助打捞面临的挑战和难题,在“辽河一号”“碧海行动”打捞工程中安全应用,获得用户一致好评。 5、应用情况及存在的问题 本项目提出的大吨位探测打捞成套技术对于交通运输部打捞局打捞工程行动规程与工艺产生指导作用,在“辽河一号”难船救助工程中,我方应用大吨位沉船打捞水下探测、作业与起浮技术及应用项目组的多项技术完成了难船的救助,应用浮箱抬浮难船技术为“辽河一号”难船艏段提供了3000吨的抬浮力,使难船艏段成功起浮,应用大吨位沉船探测技术为难船方案的制定和实施提供支持。在“碧海行动”沉船清除打捞工程中,我方应用“大吨位沉船打捞水下探测、作业与起浮技术及应用”项目组研发的多项技术对我国北部海域60余艘沉船进行了打捞。我方应用项目组的水下探测技术先后对60余艘沉船进行了精确定位,并测量了其姿态及破损情况,为打捞方案的制定提供了重要依据。我方应用液压同步提升技术对“枣庄888”、“利通19”、“融航机6988”、“姜顺机1888”等沉船进行了整体打捞。 应用推广措施方面,本项目上述技术与装备不仅在如“碧海行动”等沉船项目上实现高效精确打捞,提高安全性及作业效率,显著缩短潜水施工周期,节约成本,更推广至特殊环境、大型设备特种工艺当中,如列车表面除漆工作以及海底锰结核科考工作当中,拓展了本项目成套技术的应用范围,产生更加广泛的社会经济影响。 6、历年获奖情况 无。