斜井施工装置及方法与流程

1.本发明涉及工程施工技术领域。更具体地说，本发明涉及一种斜井施工装置及方法。


背景技术：

2.斜井是指在钻井工程中，具有倾斜角度的井。井口与设计目标点不在一条铅垂线上而是按照人为的需要，在一个给定的方向上与井口垂线偏离一定距离的井。
3.在施工的时候需要在斜井里布置运输工具，用于运输施工人员、材料以及设备等。目前的运输工具包括沿斜井长度方向倾斜设置的轨道，轨道靠近斜井井口的端部设有提升工具，斜井上设有小车，小车通过绳索与提升工具连接，通过操纵提升工具控制小车沿轨道行驶。
4.由于轨道是倾斜设置的，当绳索在运输的过程中发生断裂，则位于小车上的工作人员会随着小车一起发生坠落，发生危险。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
6.本发明还有一个目的是提供一种斜井施工装置及方法，当绳索断裂后，急刹机构可以对小车进行急刹车，避免人员受伤或者物品受损。
7.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种斜井施工装置，包括：
8.轨道，其设于斜井内，且沿所述斜井的长度方向倾斜设置；
9.提升机构，其设于所述轨道靠近所述斜井井口的端部；
10.小车，其包括车轮，所述车轮设于所述轨道上，所述小车与所述提升机构之间通过绳索连接；
11.急刹机构，其包括：
12.限位杆，其与所述轨道平行，且长度不小于所述轨道，所述限位杆位于所述车轮的外侧；
13.驱动件，其驱动所述限位杆远离所述车轮或与所述车轮抵接。
14.优选的是，所述轨道包括两条平行设置的滑轨；
15.所述小车包括两个工字型的车轮，两个车轮与所述两个滑轨一一对应设置，每个车轮卡设在对应滑轨上，每个车轮可以在对应的滑轨上滚动。
16.优选的是，所述提升机构设置在支撑架上，所述提升机构包括设于所述支撑架上的水平管，其与所述轨道垂直，所述水平管通过伺服电机驱动旋转，所述绳索远离所述小车的端部与所述水平管连接。
17.优选的是，所述限位杆的个数为两个，两个限位杆夹设在所述两个滑轨的外侧。
18.优选的是，所述驱动件包括：
19.第一螺杆，其包括三个水平同轴设置的第一光滑杆，每相邻两个第一光滑杆之间
水平设有第一螺纹杆，所述第一螺杆的一端与所述伺服电机的输出端连接，所述第一螺杆的另一端与所述水平管连接，所述水平管靠近所述第一螺杆的一端与所述第一螺杆卡接，远离所述第一螺杆的一端与所述支撑架卡接；
20.第一套管，其套设在所述第一螺杆的位于中间的第一光滑杆上，且内部设有与所述第一螺纹杆相适配的内螺纹，所述第一套管与所述支撑架沿所述第一螺杆的长度方向滑动卡接，所述第一套管与所述两个限位杆的靠近所述第一套管的端部连接；
21.第一弹性杆，其与所述水平管垂直设置，且设于所述水平管远离所述轨道的一侧，所述水平管上套设有套环，所述第一弹性杆的一端与所述套环连接，另一端与所述支撑架连接，在所述小车运行的过程中，由于所述水平管卡接在所述支撑架和所述第一螺杆之间，同时受到了所述第一弹性杆朝向远离小车方向的拉力，以及小车给与的拉力，以使所述水平管保持受力平衡；
22.第一电磁铁，其设于所述支撑架上，且位于所述第一套管和远离所述水平管的一侧，所述第一套管靠近所述第一电磁铁的一侧为与所述第一电磁铁对应的磁铁材质；
23.第二电磁铁，其设于所述水平管上，所述第一套管靠近所述第二电磁铁的一侧为与所述第二电磁铁对应的磁铁材质；
24.两个第二螺杆，其水平设于所述轨道远离所述斜井井口的一端，所述两个第二螺杆与所述伺服电机的输出杆之间通过皮带传动，每个第二螺杆包括三个水平同轴设置的第二光滑杆，每相邻两个第二光滑杆之间水平设有第二螺纹杆；
25.两个第二套管，其与所述两个第二螺杆一一对应套设，每个第二套管套设在位于对应第二螺杆上的中间的第二光滑杆上，所述两个第二套管与所述两个限位杆一一对应设置，每个第二套管与对应的限位杆的端部连接，所述第二套管与所述支撑架之间沿所述第二螺杆的长度方向滑动卡接，所述第二套管内设有与所述第二螺杆螺合的内螺纹。
26.优选的是，所述第一螺杆和所述第二螺杆的每端向外侧凸起形成环状限位块。
27.优选的是，所述水平管每端的侧壁贯穿设有穿孔，所述穿孔贯穿所述水平管的边缘，所述水平管与所述穿孔相对的内侧壁向内凹陷形成卡槽，所述卡槽贯穿所述水平管的边缘；
28.所述第一螺杆和所述支撑架上设置有与所述卡槽相对应的卡块，每个卡块穿过对应的穿孔与对应的卡槽卡接。
29.优选的是，所述水平管的外侧壁设有两个凸块，所述两个凸块与每端的所述穿孔以及所述卡槽沿所述水平管的周向均匀间隔设置；
30.每个凸块上水平设有第一施力杆，所述第一施力杆的一端与所述凸块连接，另一端朝向所述第一套管设置，所述第二电磁铁设置在所述第一施力杆靠近所述第一套管的端部。
31.优选的是，所述第一套管远离所述第一施力杆的端部设有一对第二施力杆，每个第二施力杆的一端与所述支撑架连接，另一端设有第一电磁铁。
32.提供一种斜井施工装置的使用方法，包括以下步骤：
33.s1、将需要运输的东西放置在小车里，通过操纵提升机构拉动或者放出绳索以驱动小车运输；
34.s2、如果在运输的过程中发生绳索断裂，所述驱动件驱动所述限位杆抵接所述小
车的车轮，以减缓甚至逼停所述小车。
35.本发明至少包括以下有益效果：
36.将需要运输的东西放置在小车里，通过操纵提升机构拉动或者放出绳索以驱动小车运输，当绳索断裂后，小车会加速向下滑动，此时驱动件驱动限位杆与小车的车轮抵接以减缓甚至截停小车，避免人员受伤或者物品受损。
37.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
38.图1为本发明的其中一种技术方案所述斜井施工装置的结构示意图；
39.图2为本发明的其中一种技术方案所述小车和轨道的结构示意图；
40.图3为本发明的其中一种技术方案所述水平管的结构示意图。
41.附图标记：轨道1、小车2、车轮3、绳索4、限位杆5、滑轨6、支撑架7、水平管8、伺服电机9、第一螺杆10、第一光滑杆11、第一螺纹杆12、第一套管13、第一弹性杆14、套环15、第二螺杆16、第二光滑杆17、第二螺纹杆18、第二套管19、限位块20、穿孔21、卡槽22、凸块23、第一施力杆24、第二施力杆25。
具体实施方式
42.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
43.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
44.如图1-3所示，本发明提供一种斜井施工装置，包括：
45.轨道1，其设于斜井内，且沿所述斜井的长度方向倾斜设置；
46.提升机构，其设于所述轨道1靠近所述斜井井口的端部；
47.小车2，其包括车轮3，所述车轮3设于所述轨道1上，所述小车2与所述提升机构之间通过绳索4连接；
48.急刹机构，其包括：
49.限位杆5，其与所述轨道1平行，且长度不小于所述轨道1，所述限位杆5位于所述车轮3的外侧；
50.驱动件，其驱动所述限位杆5远离所述车轮3或与所述车轮3抵接。
51.在上述技术方案中，斜井一般是进口的位置高，井底的位置低，所以轨道1位于井口的端部为高端，位于井底的位置为低端。本技术并不限制提升机构，提升机构主要是用于拉扯小车2上的绳索4，通过拉扯绳索4能够使小车2沿轨道1前进或者后退；急刹机构包括限位杆5，限位杆5通过驱动件驱动能够沿垂直轨道1长度的方向平移，当需要对小车2进行刹车时，驱动件驱动限位杆5平移至与车轮3抵接，进而使小车2刹车，当小车2正常行驶的时候，限位杆5位于小车2的外侧，不与车轮3接触。
52.使用过程中，将需要运输的东西放置在小车2里，通过操纵提升机构拉动或者放出绳索4以驱动小车2运输，当绳索4断裂后，小车2会加速向下滑动，此时驱动件驱动限位杆5
与小车2的车轮3抵接以减缓甚至截停小车2，避免人员受伤或者物品受损。
53.在另一种技术方案中，所述轨道1包括两条平行设置的滑轨6；所述小车2包括两个工字型的车轮3，两个车轮3与所述两个滑轨6一一对应设置，每个车轮3卡设在对应滑轨6上，每个车轮3可以在对应的滑轨6上滚动，将车轮3设计成工字型的主要目的是，避免限位杆5在抵接车轮3时出现车轮3脱轨。
54.在另一种技术方案中，所述提升机构设置在支撑架7上，所述提升机构包括设于所述支撑架7上的水平管8，其与所述轨道1垂直，所述水平管8通过伺服电机9驱动旋转，所述绳索4远离所述小车2的端部与所述水平管8连接，本技术的支撑架7并不涉及具体的结构，可以是一种牢固的刚性结构，主要是用于固定提升机构等其他结构，通过伺服电机9驱动使水平管8旋转，水平管8旋转就能够把绳索4卷起来或者放出去，以实现控制小车2的运行。
55.在另一种技术方案中，所述限位杆5的个数为两个，两个限位杆5夹设在所述两个滑轨6的外侧，限位杆5的具体设计如图1所示。
56.在另一种技术方案中，所述驱动件包括：
57.第一螺杆10，其包括三个水平同轴设置的第一光滑杆11，每相邻两个第一光滑杆11之间水平设有第一螺纹杆12，所述第一螺杆10的一端与所述伺服电机9的输出端连接，所述第一螺杆10的另一端与所述水平管8连接，所述水平管8靠近所述第一螺杆10的一端与所述第一螺杆10卡接，远离所述第一螺杆10的一端与所述支撑架7卡接，设计成卡接的目的是，当绳索4断裂时，水平管8受力失去平衡，水平管8可以脱离第一螺杆10和支撑架7；
58.第一套管13，其套设在所述第一螺杆10的位于中间的第一光滑杆11上，且内部设有与所述第一螺纹杆12相适配的内螺纹，所述第一套管13与所述支撑架7沿所述第一螺杆10的长度方向滑动卡接，本技术并不限制第一套管13与支撑架7的具体滑动卡接结构，其可以是支撑架7向内凹陷形成与第一螺杆10长度方向平行的滑槽，第一套管13的侧壁设有卡接块，通过卡接块与滑槽滑动卡接，所述第一套管13与所述两个限位杆5的靠近所述第一套管13的端部连接，从而控制限位杆5的移动；
59.第一弹性杆14，其与所述水平管8垂直设置，且设于所述水平管8远离所述轨道1的一侧，所述水平管8上套设有套环15，所述第一弹性杆14的一端与所述套环15连接，设计套环15的目的是水平管8旋转的时候，第一弹性杆14依然可以给水平管8带来远离轨道1方向的拉力，另一端与所述支撑架7连接，在所述小车2运行的过程中，由于所述水平管8卡接在所述支撑架7和所述第一螺杆10之间，同时受到了所述第一弹性杆14朝向远离小车2方向的拉力，以及小车2给与的拉力，以使所述水平管8保持受力平衡；
60.第一电磁铁，其设于所述支撑架7上，且位于所述第一套管13和远离所述水平管8的一侧，所述第一套管13靠近所述第一电磁铁的一侧为与所述第一电磁铁对应的磁铁材质；
61.第二电磁铁，其设于所述水平管8上，所述第一套管13靠近所述第二电磁铁的一侧为与所述第二电磁铁对应的磁铁材质；
62.两个第二螺杆16，其水平设于所述轨道1远离所述斜井井口的一端，所述两个第二螺杆16与所述伺服电机9的输出杆之间通过皮带传动，每个第二螺杆16包括三个水平同轴设置的第二光滑杆17，每相邻两个第二光滑杆17之间水平设有第二螺纹杆18，第二螺杆16的具体结构如图1所示，两个第二螺杆16的最优放置方式也如图1所示，类似于将两个第二
螺杆16通过连接杆串联起来，则伺服电机9的输出杆只需要与连接杆通过皮带传动即可；
63.两个第二套管19，其与所述两个第二螺杆16一一对应套设，每个第二套管19套设在位于对应第二螺杆16上的中间的第二光滑杆17上，所述两个第二套管19与所述两个限位杆5一一对应设置，每个第二套管19与对应的限位杆5的端部连接，所述第二套管19与所述支撑架7之间沿所述第二螺杆16的长度方向滑动卡接，所述第二套管19内设有与所述第二螺杆16螺合的内螺纹；本技术也没有将每个第二螺杆16与支撑架7之间的具体滑动卡接结构展示出来，即本技术并不限制其具体结构，其中一种滑动卡接的结构为，支撑架7上设有与第二螺杆16平行的滑槽，第二套管19上设有卡接块，卡接块与滑槽滑动卡接；
64.所述驱动件设置为：
65.当所述伺服电机9旋转时，带动所述水平管8旋转，以带动所述小车2运输；当所述小车2在朝下运行时，所述第一电磁铁与所述第一套管13之间以及所述第二电磁铁与所述第一套管13之间为斥力，当此时所述绳索4发生断裂，所述水平管8旋转至与所述第一螺杆10和所述支撑架7分开，且在所述第一弹性杆14的拉力下朝向远离所述轨道1的方向离开，所述第一套管13在所述第一电磁铁斥力的作用下与远离所述伺服电机9方向的第一螺纹杆12螺合，并带动所述两个限位杆5一起移动，所述两个限位杆5移动带动对应的第二套管19与第二螺杆16螺合，直至其中一个限位杆5与所述小车2的车轮3抵接以减缓甚至截停所述小车2时，所述第一套管13与所述第一螺杆10以及第二套管19与所述第二螺杆16解螺合，即此时第一套管13移动至了第一螺杆10的最外端的第一光滑杆11上，停止了移动；第二套管19也移动至了第二螺杆16的最外端的第二光滑杆17上，停止了移动，从而使限位杆5也停止了移动，使其中一个限位杆5一直处于抵接车轮3的状态；
66.当所述小车2在朝上运输的过程中，所述第一电磁铁与所述第一套管13之间以及所述第二电磁铁与所述第一套管13之间吸引，当此时所述绳索4发生断裂，所述驱动件运行的过程与所述小车2向下运输时的相同，除了所述第一套管13朝向靠近所述伺服电机9方向与所述第一螺杆10螺合，第二套管19也是同样的朝向靠近所述伺服电机9方向与所述第二螺杆16螺合。
67.在另一种技术方案中，所述第一螺杆10和所述第二螺杆16的每端向外侧凸起形成环状限位块20，起到了对第一套管13以及第二套管19限位的作用。
68.在另一种技术方案中，所述水平管8每端的侧壁贯穿设有穿孔21，所述穿孔21贯穿所述水平管8的边缘，所述水平管8与所述穿孔21相对的内侧壁向内凹陷形成卡槽22，所述卡槽22贯穿所述水平管8的边缘；所述第一螺杆10和所述支撑架7上设置有与所述卡槽22相对应的卡块，每个卡块穿过对应的穿孔21与对应的卡槽22卡接，水平管8的具体结构如图3所示，当绳索4断裂后，水平管8转动至穿孔21朝向轨道1的时候，此时水平管8没有了绳索4给出的拉力处于受力不均的状态，水平管8就瞬间脱离了第一螺杆10。
69.在另一种技术方案中，所述水平管8的外侧壁设有两个凸块23，所述两个凸块23与每端的所述穿孔21以及所述卡槽22沿所述水平管8的周向均匀间隔设置；每个凸块23上水平设有第一施力杆24，所述第一施力杆24的一端与所述凸块23连接，另一端朝向所述第一套管13设置，所述第二电磁铁设置在所述第一施力杆24靠近所述第一套管13的端部，采用此种方式设置第一施力杆24、穿孔21以及卡槽22的目的是，当水平管8需要脱离第一螺杆10的时候，第一施力杆24与第一螺杆10处于平行的状态，并不会阻挡水平管8的离开，同时第
一施力杆24也可以离开，第二，两个第一施力杆24相对设置，能够给第一套管13一个平衡的力，避免其受力不均。
70.在另一种技术方案中，所述第一套管13远离所述第一施力杆24的端部设有一对第二施力杆25，每个第二施力杆25的一端与所述支撑架7连接，另一端设有第一电磁铁，最优的方案为，一对第二施力杆25相对设置，并且两个第二施力杆25与两个第一施力杆24一一对应设置，使第一套管13受力均匀。
71.提供一种斜井施工装置的使用方法，包括以下步骤：
72.s1、将需要运输的东西放置在小车2里，通过操纵提升机构拉动或者放出绳索4以驱动小车2运输；
73.s2、如果在运输的过程中发生绳索4断裂，所述驱动件驱动所述限位杆5抵接所述小车2的车轮3，以减缓甚至逼停所述小车2。
74.这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明斜井施工装置及方法的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
75.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

技术特征：
1.斜井施工装置，其特征在于，包括：轨道，其设于斜井内，且沿所述斜井的长度方向倾斜设置；提升机构，其设于所述轨道靠近所述斜井井口的端部；小车，其包括车轮，所述车轮设于所述轨道上，所述小车与所述提升机构之间通过绳索连接；急刹机构，其包括：限位杆，其与所述轨道平行，且长度不小于所述轨道，所述限位杆位于所述车轮的外侧；驱动件，其驱动所述限位杆远离所述车轮或与所述车轮抵接。2.如权利要求1所述的斜井施工装置，其特征在于，所述轨道包括两条平行设置的滑轨；所述小车包括两个工字型的车轮，两个车轮与所述两个滑轨一一对应设置，每个车轮卡设在对应滑轨上，每个车轮可以在对应的滑轨上滚动。3.如权利要求2所述的斜井施工装置，其特征在于，所述提升机构设置在支撑架上，所述提升机构包括设于所述支撑架上的水平管，其与所述轨道垂直，所述水平管通过伺服电机驱动旋转，所述绳索远离所述小车的端部与所述水平管连接。4.如权利要求3所述的斜井施工装置，其特征在于，所述限位杆的个数为两个，两个限位杆夹设在所述两个滑轨的外侧。5.如权利要求4所述的斜井施工装置，其特征在于，所述驱动件包括：第一螺杆，其包括三个水平同轴设置的第一光滑杆，每相邻两个第一光滑杆之间水平设有第一螺纹杆，所述第一螺杆的一端与所述伺服电机的输出端连接，所述第一螺杆的另一端与所述水平管连接，所述水平管靠近所述第一螺杆的一端与所述第一螺杆卡接，远离所述第一螺杆的一端与所述支撑架卡接；第一套管，其套设在所述第一螺杆的位于中间的第一光滑杆上，且内部设有与所述第一螺纹杆相适配的内螺纹，所述第一套管与所述支撑架沿所述第一螺杆的长度方向滑动卡接，所述第一套管与所述两个限位杆的靠近所述第一套管的端部连接；第一弹性杆，其与所述水平管垂直设置，且设于所述水平管远离所述轨道的一侧，所述水平管上套设有套环，所述第一弹性杆的一端与所述套环连接，另一端与所述支撑架连接，在所述小车运行的过程中，由于所述水平管卡接在所述支撑架和所述第一螺杆之间，同时受到了所述第一弹性杆朝向远离小车方向的拉力，以及小车给与的拉力，以使所述水平管保持受力平衡；第一电磁铁，其设于所述支撑架上，且位于所述第一套管和远离所述水平管的一侧，所述第一套管靠近所述第一电磁铁的一侧为与所述第一电磁铁对应的磁铁材质；第二电磁铁，其设于所述水平管上，所述第一套管靠近所述第二电磁铁的一侧为与所述第二电磁铁对应的磁铁材质；两个第二螺杆，其水平设于所述轨道远离所述斜井井口的一端，所述两个第二螺杆与所述伺服电机的输出杆之间通过皮带传动，每个第二螺杆包括三个水平同轴设置的第二光滑杆，每相邻两个第二光滑杆之间水平设有第二螺纹杆；两个第二套管，其与所述两个第二螺杆一一对应套设，每个第二套管套设在位于对应
第二螺杆上的中间的第二光滑杆上，所述两个第二套管与所述两个限位杆一一对应设置，每个第二套管与对应的限位杆的端部连接，所述第二套管与所述支撑架之间沿所述第二螺杆的长度方向滑动卡接，所述第二套管内设有与所述第二螺杆螺合的内螺纹。6.如权利要求5所述的斜井施工装置，其特征在于，所述第一螺杆和所述第二螺杆的每端向外侧凸起形成环状限位块。7.如权利要求5所述的斜井施工装置，其特征在于，所述水平管每端的侧壁贯穿设有穿孔，所述穿孔贯穿所述水平管的边缘，所述水平管与所述穿孔相对的内侧壁向内凹陷形成卡槽，所述卡槽贯穿所述水平管的边缘；所述第一螺杆和所述支撑架上设置有与所述卡槽相对应的卡块，每个卡块穿过对应的穿孔与对应的卡槽卡接。8.如权利要求7所述的斜井施工装置，其特征在于，所述水平管的外侧壁设有两个凸块，所述两个凸块与每端的所述穿孔以及所述卡槽沿所述水平管的周向均匀间隔设置；每个凸块上水平设有第一施力杆，所述第一施力杆的一端与所述凸块连接，另一端朝向所述第一套管设置，所述第二电磁铁设置在所述第一施力杆靠近所述第一套管的端部。9.如权利要求8所述的斜井施工装置，其特征在于，所述第一套管远离所述第一施力杆的端部设有一对第二施力杆，每个第二施力杆的一端与所述支撑架连接，另一端设有第一电磁铁。10.如权利要求1-9任一所述的斜井施工装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将需要运输的东西放置在小车里，通过操纵提升机构拉动或者放出绳索以驱动小车运输；s2、如果在运输的过程中发生绳索断裂，所述驱动件驱动所述限位杆抵接所述小车的车轮，以减缓甚至逼停所述小车。

技术总结
本发明公开了一种斜井施工装置，包括：轨道，其设于斜井内，且沿斜井的长度方向倾斜设置；提升机构，其设于轨道靠近斜井井口的端部；小车，其包括车轮，车轮设于轨道上，小车与提升机构之间通过绳索连接；急刹机构，其包括：限位杆，其与轨道平行，且长度不小于轨道，限位杆位于车轮的外侧；驱动件，其驱动限位杆远离车轮或与车轮抵接。本发明当绳索断裂后，急刹机构可以对小车进行急刹车，避免人员受伤或者物品受损。受损。受损。


技术研发人员：叶明 李雷 李海 孟庆廷 邵宏魁 宫立伟
受保护的技术使用者：中国水利水电第六工程局有限公司
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/7/11