CN114473874B - 水力切割装置及救援车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及切割领域，提供一种水力切割装置及救援车，其中，一种水力切割装置，包括：机架，机架的一端设置有连接件，连接件适于与救援车臂架可拆卸连接；切割组件，切割组件安装在机架的另一端，切割组件用于水力切割作业；支撑组件，支撑组件一端安装在机架上，支撑组件的另一端用于支撑在地面。用以解决现有技术中远程切割时稳定性较差，使得井口切割效果不理想的缺陷。本发明提供的水力切割装置，通过机架的连接件与远程遥控的臂架连接，在机架靠近连接件的一侧设置支撑组件，实现机架另一侧切割组件在切割过程中的稳定，避免臂架的晃动，影响切割组件的切割断面。

Description

水力切割装置及救援车

技术领域

本发明涉及切割技术领域，尤其涉及一种水力切割装置及救援车。

背景技术

水力切割技术的基本员是利用高速水柱作为能量载体，工作时，通过某种增压过程产生超高压的水，然后使其从一个较细的喷嘴喷射出去，形成高速水柱，速度高达518到914m/s。载有巨大动能的水柱喷射到被切割表面时，将产生强大的冲击力，而当冲击力超过被切割材料的强度极限时，材料就被分割开来。通过在高压水中掺入一定的磨料例如砂，提高高压水柱的动能，可以产生更大的剪切力，能够完成更高强度材料的切割。

水力切割技术在切割过程中不易产生火花等造成二次危害的情况，因此常被应用在井喷事故的救援中。井喷事故极易引起失控着火、爆炸或喷出有毒硫化氢气体而造成人员伤亡；井喷会使油气无控制地喷出井口进入空中，造成环境污染；井喷事故还会严重伤害油气层、破坏地下油气资源；井喷会严重打乱正常工作秩序，影响全局生产；井喷失控涉及面广，也会在国际、国内造成不良的社会影响。因此，发生井喷事故时，采取有效的控制救援方案极其重要。

井喷救援过程主要包括现场清障建立作业环境，使用切割设备对失效的旧井口进行切割，安装新的防喷器以重置井口。其中对失效旧井口切除是救援过程中至关重要的一环，而采用火力切割存在着重大安全隐患，井口用火稍有不慎就会造成更严重的安全事故，因此目前井口切割一般采用水力喷砂切割方式。

由于在对井口进行切割时，失控的火、爆炸或喷出有毒硫化氢气体对操作人员具有较高的危险，因此需要进行远程水力切割，而现有的水力切割装置无法进行远程切割，使得井口切割效果不理想。

发明内容

本发明提供一种水力切割装置及救援车，用以解决现有技术中远程切割时稳定性较差，使得井口切割效果不理想的缺陷，采用机架将切割组件与远程操控的臂架连接，在机架下方设置支撑组件，实现远程切割更加稳定，切割效果好。

本发明提供一种水力切割装置，包括：

机架，所述机架的一端设置有连接件，所述连接件适于与救援车臂架可拆卸连接；

切割组件，所述切割组件安装在所述机架的另一端，所述切割组件用于水力切割作业；

支撑组件，所述支撑组件一端安装在所述机架上，所述支撑组件的另一端用于支撑在地面。

根据本发明提供的水力切割装置，所述支撑组件包括第一伸缩件，所述第一伸缩件的一端与所述机架连接，所述第一伸缩件适于在切割作业时调整所述切割组件的切割高度。

根据本发明提供的水力切割装置，所述支撑组件还包括第二伸缩件，所述第二伸缩件的一端与所述第一伸缩件铰接，所述第二伸缩件的另一端与所述机架铰接；

其中，所述第一伸缩件与所述机架可转动连接。

根据本发明提供的水力切割装置，所述切割组件包括平移机构和喷头机构，所述喷头机构安装在所述平移机构上，所述平移机构可带动所述喷头机构横向移动；

所述平移机构安装在所述机架上，所述喷头机构用于喷出切割介质。

根据本发明提供的水力切割装置，所述平移机构包括驱动件、滑台和滑块，所述滑块安装在所述滑台上，所述驱动件用于使所述滑块沿所述滑台移动；

其中，所述喷头机构安装在所述滑块上。

根据本发明提供的水力切割装置，所述滑台包括丝杠，所述滑块开设有内螺纹孔，所述丝杠贯穿所述内螺纹孔并与所述内螺纹孔配合；

其中，所述驱动件包括马达和齿轮传动箱，所述马达与所述齿轮传动箱连接，所述齿轮传动箱与所述丝杠连接。

根据本发明提供的水力切割装置，所述喷头机构包括喷头、调节杆和限位件，所述喷头安装在所述调节杆的一端，所述调节杆安装在所述限位件上，所述限位件用于调节喷头与被救援装置的距离；

其中，所述限位件安装在所述平移机构上。

本发明还提供了一种救援车，包括臂架和上述的水力切割装置，所述臂架的连接部与所述机架的所述连接件可拆卸连接。

根据本发明提供的救援车，还包括介质输送管和连接管，所述介质输送管设于所述臂架上，所述连接管用于连接所述介质输送管与所述切割组件。

根据本发明提供的救援车，还包括水炮组件，所述水炮组件与所述水力切割装置可切换的安装于所述臂架上，在所述水炮组件安装在所述臂架上的状态下，所述水炮组件与所述介质输送管连接，用于喷射消防介质。

本发明提供的水力切割装置，通过机架的连接件与远程遥控的臂架连接，在机架靠近连接件的一侧设置支撑组件，实现机架另一侧切割组件在切割过程中的稳定，避免臂架的晃动，影响切割组件的切割断面。

进一步，在本发明提供的救援车中，由于具备如上所述的水力切割装置，因此同样具备如上所述的各种优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的水力切割装置支撑状态示意图；

图2是本发明提供的水力切割装置收拢状态示意图；

图3是本发明提供的水力切割装置的平移机构示意图；

图4是本发明提供的救援车切割工作状态示意图。

附图标记：

100：机架；101：连接件；200：支撑组件；201：第一伸缩件；202：第二伸缩件；300：切割组件；301：平移机构；302：喷头机构；310：驱动件；311：马达；312：齿轮传动箱；320：滑台：321：丝杠；330：滑块；313：喷头；314：限位件；315：调节杆；400：车体；401：臂架；402：水力切割装置；403：被救援装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1至图4，对本发明的实施例进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本发明的示意性实施方式，并不对本发明构成限定。

如图1所示，本发明提供了一种水力切割装置402，包括：机架100、切割组件300和支撑组件200，其中，机架100的一端设置有连接件101，连接件101适于与救援车臂架401可拆卸连接；切割组件300安装在机架100的另一端，切割组件300用于对被救援装置403进行水力切割作业；支撑组件200一端安装在机架100上，支撑组件200的另一端用于支撑在地面。其中，支撑组件200靠近机架100的连接件101一侧，更好的提供支撑力。

换句话说，切割组件300通过机架100与救援车的臂架401可拆卸连接，便于切割组件300与不同救援车的匹配，例如，对于井喷进行切割的救援车，需要将车体400与井保持足够远的距离，保证安全，因此，车体400与水力切割装置402的距离较远。为了保障在远距离状态下使用本申请的切割组件300，设置有支撑组件200，提供稳定的支撑作用。支撑组件200能够避免远距离的救援车的臂架401造成的晃动使切割组件300晃动和偏移，影响切割断面的平整度，保证切割组件300在切割井的过程中保持平稳。支撑组件200用于提供臂架401稳定支点，减小臂架401晃动对水利喷砂切割精度的影响。

在本发明的一些实施例中，连接件101可以为法兰盘结构，救援车臂架401与机架100通过法兰盘连接，受力稳定，可便捷的与不同类型臂架401末端进行固定连接。当然，连接件101还可以是卡接，销连接等。

继续参考图1，在本发明的一个实施例中，支撑组件200包括第一伸缩件201，第一伸缩件201用于调整切割组件300的切割高度；基于被救援装置403的切割位置，第一伸缩件201对切割组件300进行高度调节，以满足不同的切割高度的需求。第一伸缩件201的一端与机架100连接，第一伸缩件201的另一端支撑在地面上。其中，第一伸缩件201可以液压缸、气弹簧、千斤顶等可伸缩的结构。

当然，第一伸缩件201还可以是手动调节结构，例如，第一伸缩件201包括第一筒体、第二筒体和插销，第一筒体的一端与机架100连接，第二筒体的一端支撑在地面上，第一筒体的另一端与第二筒体的另一端开设有多个插孔，插销穿过第一筒体和第二筒体的插孔实现第一筒体和第二筒体的连接，根据插销插入不同位置的插孔实现高度调节。在井喷事故中，手动调节结构需要事先调整好，不便于现场实时调节。

如图1和图2所示，在本发明的另一个实施例中，支撑组件200还包括第二伸缩件202，第二伸缩件202的一端与第一伸缩件201铰接，第二伸缩件202的另一端与机架100铰接；其中，第一伸缩件201与机架100可转动连接。

也就是说，支撑组件200包括第一工作状态和第二工作状态，如图1所示，第一工作状态下，第二伸缩件202带动第一伸缩件201支出，使第一伸缩件201与机架100垂直。在此状态下，第二伸缩件202具有对第一伸缩件201限位和辅助支撑的作用，提高第一伸缩件201的受力。如图2所示，在第二工作状态，第二伸缩件202带动第一伸缩件201收缩，使第一伸缩件201收缩在机架100下方，第一伸缩件201趋近于与机架100平行。

在本发明的一些实施例中，第一伸缩件201与第二伸缩件202均为液压缸，第一伸缩件201的缸体与机架100铰接，第二伸缩件202的伸缩杆与第一伸缩件201的缸体铰接，第二伸缩件202的缸体与机架100铰接。

此外，针对本发明的第二伸缩件202而言，第二伸缩件202还可以是其它具有伸缩功能的结构，例如，第二连接件101为钢丝绳与卷扬的结构，钢丝绳的一端与第一伸缩件201连接，钢丝绳的另一端缠绕在卷扬上，卷扬设置在机架100上。通过收放卷扬实现第一伸缩件201的伸出与缩回。

如图3所示，在本发明的一个可选实施例中，切割组件300包括平移机构301和喷头机构302，喷头机构302安装在平移机构301上，平移机构301带动喷头机构302横向移动；平移机构301安装在机架100上，喷头机构302用于喷出能够切割的介质。其中，喷头机构302的横向移动是相对于第一伸缩件201的高度调节方向而言，第一伸缩件201的高度调节方向是纵向，喷头机构302的移动方向是横向。例如，切割组件300对井进行切割时，喷头机构302沿着井的横截面进行切割，

例如，喷头机构302采用砂液对被救援装置403进行切割，喷头机构302在不断平移的过程中喷出砂液，使切割过程高效便捷，切口平整，完全切割效果好没有黏连。

进一步地，在本发明的另一个可选实施例中，平移机构301包括驱动件310、滑台320和滑块330，滑块330安装在滑台320上，驱动件310用于使滑块330沿滑台320移动；其中，喷头机构302安装在滑块330上。换句话说，驱动件310实现喷头机构302沿滑台320横向移动。其中，驱动件310可以与滑台320连接，驱动件310驱动滑台320，使滑块330在滑台320上移动；或者，驱动件310可以与滑块330连接，驱动件310驱动滑块330在滑台320上移动。

在本发明的其它实施例中，针对本发明的滑台320和滑块330而言，滑台320包括丝杠321，滑块330开设有内螺纹孔，丝杠321贯穿内螺纹孔并与内螺纹孔配合，驱动件310用于驱动丝杠321转动。具体来说，驱动件310驱动丝杠321正转或反转实现滑块330在丝杠321上的左右移动。

此外，为了保证滑块330稳定的横向移动，在丝杠321的下方设置有导轨，滑块330的下端与导轨配合，丝杠321与滑块330的内螺纹配合，在丝杠321转动过程中会带动滑块330转动，而滑块330与导轨配合限制滑块330的转动。因此丝杠321会带动滑块330横向移动，导轨在横向移动过程中起到导向的作用。

当然，导轨也可以设置在丝杠321的两侧等与丝杠321长度方向平行的位置与滑块330配合，实现滑块330进行横向移动时的导向。

在本发明的其它可选实施例中，驱动件310包括马达311和齿轮传动箱312，马达311与齿轮传动箱312连接，齿轮传动箱312与丝杠321连接。马达311驱动齿轮传动箱312内的齿轮转动，齿轮将力传递给丝杠321，实现丝杠321的转动。当然，驱动件310也可以为电机。其中，齿轮传动箱312可以为锥齿轮传动。

继续参考图3，在本发明的一个具体实施例中，喷头机构302包括喷头313、调节杆315和限位件314，喷头313安装在调节杆315的一端，调节杆315安装在限位件314上，限位件314用于调节喷头313与被救援装置403的距离；其中，限位件314安装在平移机构301上。调节杆315内部中空，用于输送切割用介质到喷头313，调节件远离喷头313的一端用于输入切割用介质。

换言之，限位件314上开设有限位孔，调节杆315贯穿限位孔，调节杆315与丝杠321垂直，限位件314设置有限位螺栓，调整喷头313与被救援装置403的合适距离后，通过拧紧限位螺栓将调节杆315限位在限位件314的指定位置上。需要重新调整喷头313位置时，可以旋动限位螺栓进行调节。其中，在调节杆315的一端设置有喷头313，在调节杆315的另一端设置有可拆卸的堵头，堵头用于限位。

其中，针对本发明的喷头313和调节杆315而言，喷头313的入口端与调节杆315的一端连接，调节杆315的另一端设置有快插接头，砂液输送管道通过软管与快插接头连接，便于快速拆装。实现在喷头313切割的横向移动状态下，软管能够进行一定程度的弯曲和伸展；同时，软管的长度满足调节杆315横向移动最大距离。

如图4所示，本发明还提供了一种救援车，包括臂架401和上述实施例的水力切割装置402，臂架401的连接部与机架100的连接件101可拆卸连接。其中，救援车可以为消防车或旋挖钻等，其中，臂架401可以为举高喷射消防车臂架401末端、旋挖钻桅杆末端、钢架末端等大跨度延伸臂。

具体来说，救援车包括车体400、臂架401和水力切割装置402，臂架401的一端连接在车体400上，臂架401的连接部与水力切割装置402连接，臂架401实现车体400与水力切割装置402的远程操控，使车体400与被救援装置403的距离足够远，保证操作人员的安全。由于臂架401需要保证足够的长度，因此水力切割装置402通过支撑组件200保证稳定的支撑，实现稳定的切割。

在本发明的另一个具体实施例中，救援车还包括介质输送管和连接管，介质输送管设于臂架401上，连接管用于连接介质输送管与切割组件。具体地，连接管将介质输送管与喷头313连接。

进一步地，针对本发明的救援车而言，救援车还包括水炮组件，还包括水炮组件，水炮组件与水力切割装置402可切换的安装于臂架401上，在水炮组件安装在臂架401上的状态下，水炮组件与介质输送管连接，用于喷射消防介质。

也就是说，水炮组件与水力切割装置402切换使用，在需要进行切割时，将水力切割装置402与臂架401连接，介质输送管与水力切割装置402的喷头313连接，进行切割作业。在需要灭火时，将水炮组件与臂架401连接，介质输送管与水炮组件连接，喷射消防介质进行灭火。

换句话说，本发明的救援车是两用车，车体400为带臂架401的举高喷射消防车，臂架401上的管路可以两用，在搭载水力切割装置时，可以向水力切割装置输送切割介质；在用于灭火时，可以用于举高喷射水或者泡沫，来实现灭火，降低成本。

针对大跨度高喷消防车安装使用而言，将车体400上的臂架401展开，使臂架401末端靠近地面，便于地面安装作业，将臂架401末端原水炮进行拆除，利用升降工装或吊装设备将本发明的水力切割装置402固定在臂架401末端进行法兰连接，并将液压油管和砂液输送管连接，至此水力切割装置402安装工作完成。

遥控操作高喷车臂架401，调整切割组件300的喷头313对准远处井口切割处，并调整喷头313与井口切割处的距离，换句话说，可以事先调整喷头313距离丝杠321的距离。使末节的臂架401保持水平，遥控启动第一伸缩件201和第二伸缩件202，使第一伸缩件201和第二伸缩件202伸出，直至，第一伸缩件201与机架垂直，再次调节第一伸缩件201伸出高度，使第一伸缩件与地面接触保持机架100与地面水平，最后利用高喷车管道进行输送砂液切割。

在喷头313喷出砂液后，遥控操作驱动件310控制喷头机构302横向移动，实现喷头313沿井口的径向切割进给，喷头313横向移动的距离大于等于井口的直径，以保证井口被完全切割。切割完成后，驱动第一伸缩件201缩回，并收拢第二伸缩件202，第二伸缩件202带动第一伸缩件201收回到机架100下方。依次收回各节臂架401，高喷消防车撤出现场，完成远程切割作业。

另外，在本发明的一些实施例中，针对发明的救援车而言，在救援车的臂架末端为反折臂，反折臂可以减小展开切割组件的占地面积，增加跨越障碍的能力。

更进一步地，针对本发明的臂架而言，臂架可以带自喷淋的系统，增加在恶劣环境的使用能力。一般现有的切割设备在极度恶劣的环境下，难以进入作业范围，在作业范围内的高温火场中难以使用。臂架上设置有水路、液压快捷接口用于将切割组件与臂架所在的救援车系统连接。

本发明提供的水力切割装置402，通过机架100的连接件101与远程遥控的臂架401连接，在机架100靠近连接件101的一侧设置支撑组件200，实现机架100另一侧切割组件300在切割过程中的稳定，避免臂架401的晃动，影响切割组件300的切割断面。

进一步，在本发明提供的救援车中，由于具备如上所述的水力切割装置402，因此同样具备如上所述的各种优势。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种水力切割装置，其特征在于，包括：

机架，所述机架的一端设置有连接件，所述连接件适于与救援车臂架可拆卸连接；

切割组件，所述切割组件安装在所述机架的另一端，所述切割组件用于水力切割作业；

支撑组件，所述支撑组件一端安装在所述机架上，所述支撑组件的另一端用于支撑在地面；

所述支撑组件包括第一伸缩件，所述第一伸缩件的一端与所述机架连接，且所述第一伸缩件与所述机架垂直，所述第一伸缩件的另一端支撑在地面上，所述第一伸缩件适于在切割作业时调整所述切割组件的切割高度。

2.根据权利要求1所述的水力切割装置，其特征在于，所述支撑组件还包括第二伸缩件，所述第二伸缩件的一端与所述第一伸缩件铰接，所述第二伸缩件的另一端与所述机架铰接；

其中，所述第一伸缩件与所述机架可转动连接。

3.根据权利要求1或2所述的水力切割装置，其特征在于，所述切割组件包括平移机构和喷头机构，所述喷头机构安装在所述平移机构上，所述平移机构可带动所述喷头机构横向移动；

所述平移机构安装在所述机架上，所述喷头机构用于喷出切割介质。

4.根据权利要求3所述的水力切割装置，其特征在于，所述平移机构包括驱动件、滑台和滑块，所述滑块安装在所述滑台上，所述驱动件用于使所述滑块沿所述滑台移动；

其中，所述喷头机构安装在所述滑块上。

5.根据权利要求4所述的水力切割装置，其特征在于，所述滑台包括丝杠，所述滑块开设有内螺纹孔，所述丝杠贯穿所述内螺纹孔并与所述内螺纹孔配合；

其中，所述驱动件包括马达和齿轮传动箱，所述马达与所述齿轮传动箱连接，所述齿轮传动箱与所述丝杠连接。

6.根据权利要求3所述的水力切割装置，其特征在于，所述喷头机构包括喷头、调节杆和限位件，所述喷头安装在所述调节杆的一端，所述调节杆安装在所述限位件上，所述限位件用于调节喷头与被救援装置的距离；

其中，所述限位件安装在所述平移机构上。

7.一种救援车，其特征在于，包括臂架和权利要求1至6中任一项所述的水力切割装置，所述臂架的连接部与所述机架的所述连接件可拆卸连接。

8.根据权利要求7所述的救援车，其特征在于，还包括介质输送管和连接管，所述介质输送管设于所述臂架上，所述连接管用于连接所述介质输送管与所述切割组件。

9.根据权利要求8所述的救援车，其特征在于，还包括水炮组件，所述水炮组件与所述水力切割装置可切换的安装于所述臂架上，在所述水炮组件安装在所述臂架上的状态下，所述水炮组件与所述介质输送管连接，用于喷射消防介质。

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