CN108383020A - 一种超深井大载重高速复绕式摩擦提升装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超深井大载重高速复绕式摩擦提升装置，包括提升滚筒、导向轮、复绕用滚筒和钢丝绳，钢丝绳通过提升滚筒驱动，钢丝绳的一端依次经复绕用滚筒和辅助导向轮后与第二容器连接；若导向轮的位置高于提升滚筒，则钢丝绳的另一端绕经导向轮后与第一容器连接，导向轮的位置高于辅助导向轮的位置；否则，钢丝绳的另一端直接与第一容器连接。每根钢丝绳通过多次绕经复绕用滚筒来增大系统的围包角，以实现该系统的复绕式摩擦提升，且复绕用滚筒相对于提升滚筒轴线偏转一定的角度，以保证滚筒绳槽中缠绕的钢丝绳平行于环形绳槽，不会产生横向作用力。

Description

一种超深井大载重高速复绕式摩擦提升装置
技术领域
本发明涉及一种适用于超深井大载重高速复绕式摩擦提升系统，属于超深立井提升技术。
背景技术
现在的超深立井提升系统几乎不适用于高速大载重提升，对于高速大载重的提升系统，系统的应力波动较大，为了减小系统的应力波动，可以采取减轻尾绳重量的措施。相比于一般的立井提升系统，在提升钢丝绳重量恒定的情况下，可以通过增大系统的摩擦牵引能力，减小提升系统中所需要的尾绳直径以及所需的钢丝绳根数，从而降低系统的应力波动，提高系统运行的安全性。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种安全性高、成本低、应力波动小且适用于大载重高速的超深立井摩擦提升系统。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种超深井大载重高速复绕式摩擦提升装置，包括提升滚筒、导向轮、复绕用滚筒和钢丝绳，钢丝绳通过提升滚筒驱动，钢丝绳的一端依次经复绕用滚筒和辅助导向轮后与第二容器连接；若导向轮的位置高于提升滚筒(落地式)，则钢丝绳的另一端绕经导向轮后与第一容器连接，导向轮的位置高于辅助导向轮的位置；否则(井塔式)，钢丝绳的另一端直接与第一容器连接。
优选的，所述第一容器的下端和第二容器的下端通过张力可调节的尾绳连接。
优选的，所述提升滚筒和复绕用滚筒的绳槽个数均为钢丝绳根数的整数倍，比如2～5倍；每个绳槽最多走一股钢丝绳。
优选的，所述提升滚筒的转轴线与复绕用滚筒的转轴线在竖直面上投影存在夹角α：
其中：s为提升滚筒上相邻两个绳槽的间距，D为提升滚筒绳槽缠绕上钢丝绳后的直径，即提升滚筒绳槽直径与两倍的钢丝绳直径之和。
优选的，为了保证滚筒绳槽里的钢丝绳与环形绳槽平行，避免产生横向作用力，所述复绕用滚筒绳槽直径D'设置为D'＝D；复绕用滚筒上相邻两个绳槽的间距有三种：①复绕用滚筒上相邻两个绳槽的间距恒定为s1'；②复绕用滚筒上相邻两个绳槽的间距恒定为s2'；③复绕用滚筒上相邻两个绳槽的间距为s1'和s2'的交替；
具体的，对于导向轮的位置高于提升滚筒的情况，钢丝绳的缠绕方法为：
若复绕用滚筒位置高于提升滚筒，任意一根钢丝绳两端之间的缠绕走向为：第一容器→导向轮→提升滚筒→复绕用滚筒→提升滚筒→辅助导向轮→第二容器；若需增大围包角，任意一根钢丝绳两端之间的缠绕走向为：第一容器→导向轮→提升滚筒→复绕用滚筒→提升滚筒→复绕用滚筒→提升滚筒→辅助导向轮→第二容器；
若复绕用滚筒位置与提升滚筒齐平，任意一根钢丝绳两端之间的缠绕走向为：第一容器→导向轮→提升滚筒→复绕用滚筒→提升滚筒→复绕用滚筒→辅助导向轮→第二容器；若需增大围包角，任意一根钢丝绳两端之间的缠绕走向为：第一容器→导向轮→提升滚筒→复绕用滚筒→→提升滚筒→复绕用滚筒→提升滚筒→复绕用滚筒→辅助导向轮→第二容器。
具体的，对于导向轮的位置低于提升滚筒的情况，钢丝绳的缠绕方法为：任意一根钢丝绳两端之间的缠绕走向为：第一容器→提升滚筒→复绕用滚筒→提升滚筒→复绕用滚筒→导向轮→第二容器；若需增大围包角，任意一根钢丝绳两端之间的缠绕走向为：第一容器→提升滚筒→复绕用滚筒→提升滚筒→复绕用滚筒→提升滚筒→复绕用滚筒→导向轮→第二容器。
有益效果：本发明提供的超深井大载重高速复绕式摩擦提升装置，相对于现有技术，具有如下优势：1、复绕用滚筒独立安装，结构方便，增大了系统的围包角，减小了系统的应力波动；2、延长了钢丝绳的使用寿命，提高了系统的安全性。
附图说明
图1为本发明在落地式结构中复绕滚筒与提升滚筒在同一水平面时的整体示意图；
图2为实施例一的落地式结构示意图；
图3为实施例一的钢丝绳缠绕结构示意图；
图4为实施例二的落地式结构示意图；
图5为实施例二的钢丝绳缠绕结构示意图；
图6为实施例三的落地式结构示意图；
图7为实施例三的钢丝绳缠绕结构示意图；
图8为实施例四的落地式结构示意图；
图9为实施例四的钢丝绳缠绕结构示意图；
图10为实施例五的落井塔结构示意图；
图11为实施例六的落井塔结构示意图；
图12为实施例五、六的钢丝绳缠绕结构示意图；
图中包括：1-提升滚筒，2-导向轮，3-复绕用滚筒，4-钢丝绳，5-第一容器，6-尾绳，7-第二容器，8-辅助导向轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，为一种超深井大载重高速复绕式摩擦提升装置，包括提升滚筒1、导向轮2、复绕用滚筒3和钢丝绳4，钢丝绳4通过提升滚筒1驱动，钢丝绳4的一端依次经复绕用滚筒3和辅助导向轮8后与第二容器7连接；若导向轮2的位置高于提升滚筒1，则钢丝绳4的另一端绕经导向轮2后与第一容器5连接，导向轮2的位置高于辅助导向轮8的位置；否则，钢丝绳4的另一端直接与第一容器5连接。
本发明在现有的系统的基础上，增设了一个复绕用滚筒3，每根钢丝绳4通过多次绕经复绕用滚筒3来增大系统的围包角，以实现复绕式摩擦提升，且复绕用滚筒3相对于提升滚筒1的轴线偏转一定的角度，以保证复绕用滚筒3绳槽中缠绕的钢丝绳4平行于环形绳槽，不会产生横向作用力。本发明的复绕用滚筒3与导向轮2均采用独立设置，安装简单方便，提高了提升系统的安全性。
摩擦提升系统整体分为机房和井架两大部分；根据导向轮2和提升滚筒1的位置关系，可以将摩擦提升系统分为落地式和井塔式两种；落地式摩擦提升系统有两个导向机构，即上导向轮(图中为导向轮2)和下导向轮(图中为辅助导向轮8)，根据相对于提升滚筒1的距离，复绕用滚筒3可以设置在机房中或是井架内；井塔式摩擦提升系统只有一个导向机构，即上导向轮(图中为导向轮2)。下面结合几个具体实施例进行说明。
实施例一
如图2所示为一种落地式摩擦提升系统，提升滚筒1位于地面，辅助导向轮8和导向轮2设置在井架内，提升滚筒1和复绕用滚筒3位于机房内。
该案中，提升滚筒1与复绕用滚筒3距离较近，且不在同一水平面内，任意一根钢丝绳4自一侧依次沿A—B—C—D—E—F方向绕经导向轮2、提升滚筒1、复绕用滚筒3以及辅助导向轮8，最后绕至另一侧。
如图3所示，该案中，钢丝绳4绕经复绕用滚筒3一次，复绕用滚筒3的绳槽间距为恒定值
实施例二
如图4所示为一种落地式摩擦提升系统，提升滚筒1位于地面，辅助导向轮8、导向轮2和复绕用滚筒3设置在井架内，提升滚筒1位于机房内。
该案中，提升滚筒1与复绕用滚筒3距离较远，且不在同一水平面内，任意一根钢丝绳4自一侧依次沿A—B—C—D—E—F—G—H方向绕经导向轮2、提升滚筒1、复绕用滚筒3以及辅助导向轮8，最后绕至另一侧。为了增大围包角，重复缠绕了提升滚筒1和复绕用滚筒3。
如图5所示，该案中，钢丝绳4绕经复绕用滚筒3两次，所形成的围包角为实施例一的2倍，复绕用滚筒3的绳槽间距有两个值：
实施例三
如图6所示为一种落地式摩擦提升系统，提升滚筒1位于地面，导向轮2辅助导向轮8和设置在井架内，提升滚筒1和复绕用滚筒3位于机房内。
该案中，提升滚筒1与复绕用滚筒3距离较近，且在同一水平面内，任意一根钢丝绳4自一侧依次沿A—B—C—D—E—F—G方向绕经导向轮2，提升滚筒1、复绕用滚筒3以及辅助导向轮8，最后绕至另一侧。
如图7所示，该案中，钢丝绳4绕经复绕用滚筒3一次，复绕用滚筒3的绳槽间距为恒定值：
实施例四
如图8所示为一种落地式摩擦提升系统，提升滚筒1位于地面，辅助导向轮8和导向轮2设置在井架内，提升滚筒1和复绕用滚筒3位于机房内。
该案中，提升滚筒1与复绕用滚筒3距离较近，且不在同一水平面内，任意一根钢丝绳4自一侧依次沿A—B—C—D—E—F—G—H—I方向绕经导向轮2、提升滚筒1、复绕用滚筒3以及辅助导向轮8，最后绕至另一侧。为了增大围包角，重复缠绕了提升滚筒1和复绕用滚筒3。
如图9所示，该案中，钢丝绳4绕经复绕用滚筒3两次，复绕用滚筒3的绳槽间距为恒定值：
实施例五、实施例六
如图10所示为一种井塔式摩擦提升系统，提升滚筒1位于井塔的最上方，整个摩擦提升系统均包含在井架内，任意一根钢丝绳4自一侧依次沿A—B—C—D—E—F方向绕经提升滚筒1、复绕用滚筒3、导向轮2，最后绕至另一侧。为了增大围包角，重复缠绕了提升滚筒1和复绕用滚筒3。
如图11所示为一种井塔式摩擦提升系统，提升滚筒1位于井塔的最上方，整个摩擦提升系统均包含在井架内，任意一根钢丝绳4自一侧依次沿A—B—C—D—E—F方向绕经提升滚筒1、复绕用滚筒3、导向轮2，最后绕至另一侧。为了增大围包角，重复缠绕了提升滚筒1和复绕用滚筒3。
如图12所示，该两案中，钢丝绳4绕经复绕用滚筒3两次，复绕用滚筒3的绳槽间距为恒定值：
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种超深井大载重高速复绕式摩擦提升装置，其特征在于：包括提升滚筒(1)、导向轮(2)、复绕用滚筒(3)和钢丝绳(4)，钢丝绳(4)通过提升滚筒(1)驱动，钢丝绳(4)的一端依次经复绕用滚筒(3)和辅助导向轮(8)后与第二容器(7)连接；若导向轮(2)的位置高于提升滚筒(1)，则钢丝绳(4)的另一端绕经导向轮(2)后与第一容器(5)连接，导向轮(2)的位置高于辅助导向轮(8)的位置；否则，钢丝绳(4)的另一端直接与第一容器(5)连接。
2.根据权利要求1所述的超深井大载重高速复绕式摩擦提升装置，其特征在于：所述第一容器(5)的下端和第二容器(7)的下端通过张力可调节的尾绳(6)连接。
3.根据权利要求1所述的超深井大载重高速复绕式摩擦提升装置，其特征在于：所述提升滚筒(1)和复绕用滚筒(3)的绳槽个数均为钢丝绳(4)根数的整数倍，每个绳槽最多走一股钢丝绳(4)。
4.根据权利要求1所述的超深井大载重高速复绕式摩擦提升装置，其特征在于：所述提升滚筒(1)和复绕用滚筒(3)的绳槽个数均为钢丝绳(4)根数的2～5个整数倍，每个绳槽最多走一股钢丝绳(4)。
5.根据权利要求1所述的超深井大载重高速复绕式摩擦提升装置，其特征在于：所述提升滚筒(1)的转轴线与复绕用滚筒(3)的转轴线在竖直面上投影存在夹角α：
其中：s为提升滚筒(1)上相邻两个绳槽的间距，D为提升滚筒(1)绳槽缠绕上钢丝绳(4)后的直径，即提升滚筒(1)绳槽直径与两倍的钢丝绳(4)直径之和。
6.根据权利要求5所述的超深井大载重高速复绕式摩擦提升装置，其特征在于：所述复绕用滚筒(3)绳槽直径D'设置为D'＝D；复绕用滚筒(3)上相邻两个绳槽的间距有三种：①复绕用滚筒(3)上相邻两个绳槽的间距恒定为s1'；②复绕用滚筒(3)上相邻两个绳槽的间距恒定为s2'；③复绕用滚筒(3)上相邻两个绳槽的间距为s1'和s2'的交替；
7.根据权利要求1所述的超深井大载重高速复绕式摩擦提升装置，其特征在于：对于导向轮(2)的位置高于提升滚筒(1)的情况，钢丝绳(4)的缠绕方法为：
若复绕用滚筒(3)位置高于提升滚筒(1)，任意一根钢丝绳(4)两端之间的缠绕走向为：第一容器(5)→导向轮(2)→提升滚筒(1)→复绕用滚筒(3)→提升滚筒(1)→辅助导向轮(8)→第二容器(7)；若需增大围包角，任意一根钢丝绳(4)两端之间的缠绕走向为：第一容器(5)→导向轮(2)→提升滚筒(1)→复绕用滚筒(3)→提升滚筒(1)→复绕用滚筒(3)→提升滚筒(1)→辅助导向轮(8)→第二容器(7)；
若复绕用滚筒(3)位置与提升滚筒(1)齐平，任意一根钢丝绳(4)两端之间的缠绕走向为：第一容器(5)→导向轮(2)→提升滚筒(1)→复绕用滚筒(3)→提升滚筒(1)→复绕用滚筒(3)→辅助导向轮(8)→第二容器(7)；若需增大围包角，任意一根钢丝绳(4)两端之间的缠绕走向为：第一容器(5)→导向轮(2)→提升滚筒(1)→复绕用滚筒(3)→提升滚筒(1)→复绕用滚筒(3)→提升滚筒(1)→复绕用滚筒(3)→辅助导向轮(8)→第二容器(7)。
8.根据权利要求1所述的超深井大载重高速复绕式摩擦提升装置，其特征在于：对于导向轮(2)的位置低于提升滚筒(1)的情况，钢丝绳(4)的缠绕方法为：任意一根钢丝绳(4)两端之间的缠绕走向为：第一容器(5)→提升滚筒(1)→复绕用滚筒(3)→提升滚筒(1)→复绕用滚筒(3)→导向轮(2)→第二容器(7)；若需增大围包角，任意一根钢丝绳(4)两端之间的缠绕走向为：第一容器(5)→提升滚筒(1)→复绕用滚筒(3)→提升滚筒(1)→复绕用滚筒(3)→提升滚筒(1)→复绕用滚筒(3)→导向轮(2)→第二容器(7)。
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