CN121111271A - 一种超深立井履带式凿井吊盘系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种超深立井履带式凿井吊盘系统及其使用方法，系统：履带爬升机构设置在凿井吊盘上的履带安装空间中；支撑支座安装在履带支撑盘的外圆面上；履带油缸和摆动连接板连接在支撑支座上，并通过车体连接架与履带小车连接；防滑撑紧机构设置在凿井吊盘上的撑靴安装空间中；防滑撑紧机构包括导向支撑和伸缩撑靴组件；导向支撑组件包括垫高支座和内导向支撑板；撑靴油缸通过导向连接板与防滑撑靴连接，内导向支撑板为外导向连接板的移动提供导向。方法：利用履带爬升和防滑撑紧机构共同撑紧井壁进行施工位置的固定；利用履带爬升机构驱动凿井吊盘整体进行井内升降移动。本发明能实现凿井吊盘在井内的连续移动，升降效率较迈步式凿井吊盘有显著提高。

Description

一种超深立井履带式凿井吊盘系统及其使用方法

技术领域

本发明属于矿山立井井筒施工装备技术领域，具体涉及一种超深立井履带式凿井吊盘系统及其使用方法。

背景技术

凿井吊盘是立井井筒井内凿井施工的工作平台，传统凿井吊盘采用地面绞车钢丝绳悬吊，随着凿井深度的不断增加，钢丝绳自重不断增加，终端荷载不变的条件下悬吊安全系数不断降低，造成目前超深立井凿井悬吊钢丝绳、稳车等选型困难。为解决这一问题，目前出现了梁窝或撑靴迈步式凿井吊盘井内固定方法，这类方法主要依靠井壁梁窝或撑靴井壁摩擦来实现井壁固定，在梁窝或撑靴盘面之间设置竖向迈步油缸，通过梁窝或撑靴盘面的交替支撑，结合迈步油缸伸缩实现凿井吊盘的井内升降，交替支撑转换以及迈步液压油缸的严格同步需求，使得这种迈步升降的方式具有非连续特性，因而升降的速度较低。按目前凿井施工安全规定，井下工作面在掘进和砌壁作业过程中，凿井吊盘距离工作面大约12m，工作面爆破时为保证施工安全需要上提约40m，随着凿井施工工序的转换，凿井吊盘需要在井筒频繁升降，迈步升降方式的低速效率无法满足现阶段的施工需要。

为此，亟需提供一种超深立井履带式凿井吊盘系统及使用方法，以能有效适应凿井吊盘因工序转换面临的频繁升降需求。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种超深立井履带式凿井吊盘系统及使用方法，该系统结构紧凑、稳定性高、爬升驱动力强、径向定位效果理想，其能有效适应凿井吊盘因工序转换面临的频繁升降及快速连续升降需求，同时，可有效确保井内凿井作业的安全性，能有效满足现阶段的井内施工需要。该方法实施过程简单、安全性理想，其能实现凿井吊盘的连续爬升及下降作业方式，能显著提高升降的效率，并能实现井内任意施工位置的可靠悬空固定，解决了超深立井施工凿井吊盘悬吊难题。

为了实现上述目的，本发明提供一种超深立井履带式凿井吊盘系统，包括凿井吊盘、履带爬升机构和防滑撑紧机构；

所述凿井吊盘包括履带支撑盘和撑靴支撑盘，所述撑靴支撑盘同轴地设置在履带支撑盘的下方；凿井吊盘沿周向上设置有多对履带安装空间及一对或多对撑靴安装空间；每对履带安装空间和每对撑靴安装空间均相对的分布在凿井吊盘径向上的两端；

多对履带爬升机构分别设置在多对履带安装空间中；所述履带爬升机构包括支撑支座、履带小车、车体连接架、履带油缸和摆动连接板；所述支撑支座竖向地固定安装在履带支撑盘上；所述履带小车竖向设置在支撑支座的外侧，其内部驱动机构为液压马达；所述车体连接架设置在支撑支座和履带小车之间，其外侧一端与履带小车的底盘固定连接；所述履带油缸的两端分别与支撑支座的下端和车体连接架内侧的一端铰接；所述摆动连接板的两端分别与支撑支座的上端和车体连接架内侧的一端铰接；

一对或多对防滑撑紧机构分别对应设置在一对或多对撑靴安装空间中；所述防滑撑紧机构包括周向上依次间隔分布的两个防滑撑紧单元，所述防滑撑紧单元包括包括导向支撑组件和伸缩撑靴组件；所述导向支撑组件包括垫高支座和内导向支撑板，所述垫高支座位于履带支撑盘的外侧，其呈弧形结构，其下端固定连接在撑靴支撑盘的上端面上；多块内导向支撑板沿环向均匀分布在垫高支座的外弧面上，内导向支撑板的长度方向沿径向方向延伸，其里侧端沿与垫高支座的上端固定连接，其外侧端沿为外高里低的斜边结构，且其外侧端沿的中心开设有外高里低倾斜延伸的导向斜槽；所述伸缩撑靴组件包括防滑撑靴、外导向连接板和撑靴油缸；所述防滑撑靴呈弧形板状结构，且对应设置在垫高支座上端的外侧；多块外导向连接板分别与多块内导向支撑板一一相对应分布，外导向连接板的外侧端沿固定连接在防滑撑靴的内弧面上，其里侧端沿为外高里低的斜边结构，且其里侧端沿可滑动地插装于导向斜槽中；多个撑靴油缸一一对应设置在多块外导向连接板的下方，撑靴油缸外高里低倾斜设置，其缸筒的端部固定安装在撑靴支撑盘的上端面上，其活塞杆的端部与外导向连接板的下端铰接。

进一步，为了进行动力源可靠的供应，还包括液压泵站；所述液压泵站安装在履带支撑盘上，且通过多根高压油管分别与撑靴油缸、履带油缸和履带小车上的液压马达连接。

进一步，为了满足立井凿井施工作业的需求，还包括上工作盘；所述上工作盘设置在撑靴支撑盘的下方，且通过多根上连接立柱与撑靴支撑盘固定连接。

进一步，为了满足立井凿井施工作业的需求，还包括下工作盘；所述下工作盘设置在上工作盘的下方，且通过多根下连接立柱与上工作盘固定连接。

作为一种优选，所述履带支撑盘包括圈梁和内部支撑架；所述内部支撑架固定连接在圈梁的内部，且内部支撑架上设置有多个悬吊点。

作为进一步优选，所述内部支撑架包括主横梁、纵梁、辅横梁一和辅横梁二；两根主横梁前后相对地设置在圈梁的内部，且每根主横梁的两端分别与圈梁的两侧内壁固定连接；两根纵梁相间隔地设置在两根主横梁之间，且每根纵梁的两端分别与两根主横梁固定连接；多根辅横梁一前后相间隔地分布在两根主横梁之间，且每根辅横梁一的左端与圈梁的内侧壁固定连接，每根辅横梁一的右端与左侧的纵梁固定连接；多根辅横梁二前后相间隔地分布在两根主横梁之间，且每根辅横梁二的左端与右侧的纵梁固定连接，每根辅横梁二的右端与圈梁的内侧壁固定连接。

作为一种优选，所述凿井吊盘还包括多根短立柱和圆盖板；多根短立柱设置在履带支撑盘和撑靴支撑盘之间，且多根短立柱的上下两端分别与履带支撑盘和撑靴支撑盘固定连接；所述圆盖板的外径大于圈梁的外径，且同轴地固定连接在圈梁的上端，圆盖板在对应两个撑靴安装空间的部分开设有两个撑靴安装缺口，在对应多对履带安装空间的部分开设有开设有多个履带安装缺口。

进一步，为了实现及时检测到失速下滑的工况，同时，为了能自动实时地采取锁紧定位措施，还包括加速度传感器和控制器；所述加速度传感器安装在凿井吊盘上，所述控制器分别与加速度传感器和液压泵站连接。

本发明中，使凿井吊盘的主体由上下间隔分布的履带支撑盘和撑靴支撑盘组成，可以便于利用履带支撑盘作为履带爬升机构的安装基础，利用撑靴支撑盘作为防滑撑紧机构的安装基础。对于防滑撑紧机构，在靠内的一侧于撑靴支撑盘上固定安装垫高支座，可以为内导向支撑板提供一个高位安装基础。在内导向支撑板的外端沿开设导向斜槽，可以为安装在防滑撑靴内侧的外导向连接板提供导向轨道。在此基础上，在垫高支座上端的外侧固定安装有多块内导向支撑板，并在防滑撑靴的内侧固定安装有多块外导向连接板，再使倾斜安装在撑靴支撑盘上的多个撑靴油缸与多块外导向连接板的下端铰接，便能通过多个撑靴油缸活塞杆的伸出动作来推动多块外导向连接板沿着多块内导向支撑板上的导向斜槽斜向外侧快速滑出，进而能使防滑撑靴稳定高效地作用于井壁，同时，能利用多块内导向支撑板为撑紧井壁的防滑撑靴提供稳定的支撑力，从而能通过多块内导向支撑板和多块撑靴油缸的共同配合下，使防滑撑靴能稳定的作用于井壁，以能提供较大的摩擦力。这种配合可以在升降过程中出现打滑工况时，通过快速径向锁紧的方式来实现闭锁功能，进而能有效防止凿井吊盘发生失速下滑的情况。对于履带爬升机构，在履带支撑盘的外圆面上安装支撑支座，可以为摆连接板的里端和履带油缸的缸筒端提供活动连接支撑基础；使车体连接架外侧一端与履带小车的底盘固定连接，再使摆连接板的外端和履带油缸的活塞杆端与车体连接架的里侧一端连接，便能利用履带油缸活塞杆的伸出动作来驱动履带小车向井壁方向移动，并达到抵紧井壁的状态；在此基础上，一方面能在悬空固定过程中，使多个履带爬升机构处于周向抵紧井壁状态，以配合周向撑紧井壁的多个防滑撑紧机构来提供可靠的悬空固定支撑力，实现了凿井吊盘的井内悬空固定；另一方面，使履带小车由液压马达驱动，便可以利用液压马达来驱动履带小车在爬升过程中连续性移动，从而可以显著提高下降或上升效率，能有效满足凿井吊盘高效安全升降的需要。本发明能利用液压马达驱动履带小车进行连续移动，进而能通过多对履带爬升机构实现凿井吊盘的井内连续升降作业，同时，能利用撑靴油缸为防滑撑紧机构施加径向压力，由此，能在升降过程中出现打滑时利用多个防滑撑紧机构提供安全闭锁功能，能有效防止出现凿井吊盘失速下滑的情况，此外，本发明还能利用履带油缸为履带爬升机构施加径向压力，使履带小车上的履带能够紧贴井壁，进而能确保爬升效率，同时，还有助于通过多对履带爬升机构和多个防滑撑靴机构实现凿井吊盘的井内悬空固定，为超深立井凿井吊盘悬吊难、升降效率低问题提供了可靠的解决方案。

该系统结构紧凑、稳定性高、爬升驱动力强、径向定位效果理想，且具有自主连续升降能力, 其通过液压驱动履带行走实现凿井吊盘的井内长降，革新了传统凿井吊盘钢丝绳悬吊升降方式，能有效适应凿井吊盘因工序转换面临的频繁升降及快速连续升降需求，同时，可有效确保井内凿井作业的安全性，能有效满足现阶段的井内施工需要。

本发明还提供了一种超深立井履带式凿井吊盘系统的使用方法，采用一种超深立井履带式凿井吊盘系统，包括以下步骤：

步骤一：在井口位置，利用悬吊系统通过稳绳吊装并完成超深立井履带式凿井吊盘系统组装；

步骤二：井筒进入正常施工循环，凿井吊盘到达预定施工位置时，同步控制多个防滑撑紧机构中的多个撑靴油缸伸出设定长度，驱动多个防滑撑靴在周向上撑紧井壁，同时，控制多个履带爬升机构中的多个履带油缸伸出设定长度，驱动多个履带小车上的履带在周向上紧贴井壁，利用多个防滑撑靴和多个履带小车上履带与井壁的摩擦力将凿井吊盘悬空固定在井内的预定施工位置处；在凿井吊盘位置固定后收紧稳绳，并保持要求的张紧状态；

步骤三：在完成上一预定施工位置的施工后，同步控制多个防滑撑紧机构中的多个撑靴油缸回缩设定长度，使多个防滑撑靴与井壁呈间隙分布状态，同时，在保持多个履带小车上履带紧贴井壁的状态基础上，同步控制多个履带爬升机构中的多个液压马达启动工作；当需要向下移动凿井吊盘时，驱动多个履带小车沿着井壁向下移动，同时，在凿井吊盘向下移动过程中，同步下放稳绳；当需要向上移动凿井吊盘时，驱动多个履带小车沿着井壁向上爬行，同时，在凿井吊盘向上移动过程中，同步提升稳绳；

步骤四：在到达下一预定施工位置时，控制多个液压马达停止工作，同时，同步控制多个防滑撑紧机构中的多个撑靴油缸伸出设定长度，驱动多个防滑撑靴在周向上撑紧井壁，同时，控制多个履带爬升机构中的多个履带油缸伸出设定长度，驱动多个履带小车上的履带在周向上紧贴井壁，利用多个防滑撑靴和多个履带小车上履带与井壁的摩擦力将凿井吊盘固定在井内的预定施工位置处；在凿井吊盘位置固定后收紧稳绳，并保持要求的张紧状态；

步骤五：多次重复执行步骤三和步骤四，直至完成所有预定施工位置的施工。

进一步，为了能在升降过程中发生失速下滑的工况时，自动及时地采取定位锁紧的安全措施，在步骤三和步骤五中，利用加速度传感器实时采集凿井吊盘的加速度信号；控制器根据加速度信号的变化判断是否发生失速下滑时，当发生失速下滑时，控制液压泵站动作，同步驱动多个防滑撑紧机构中的多个撑靴油缸伸出设定长度，驱动多个防滑撑靴在周向上撑紧井壁，实现当前高度位置的快速锁紧定位。

本发明提供了一种超深立井履带式凿井吊盘系统的使用方法，其采用多个防滑撑紧机构配合多个履带爬升机构实现凿井吊盘井内的悬空固定，有效确保了凿井吊盘定位的可靠性，同时，显著降低了对传统悬吊钢丝绳、稳车张力的依赖。同时，其采用多个履带爬升机构实现了连续式升降，大幅度地提高了升降效率，可有效适应凿井吊盘井内频率升降的需求，解决了传统液压油缸迈步方式的升降效率低不能满足立井快速施工需要的难题。

该方法实现了凿井吊盘的连续爬升及下降作业方式，提高了升降的效率，能实现井内任意施工位置的可靠悬空固定，解决了超深立井施工凿井吊盘悬吊难题。

附图说明

图1是本发明中吊盘系统在井壁内的装配示意图；

图2是图1中A-A向的剖视图；

图3是图1中B-B向的剖视图；

图4是图3中1-1向的剖视图；

图5是图3中2-2向的剖视图；

图6是本发明中伸缩撑靴组件与撑靴油缸的装配示意图；

图7是本发明中伸缩撑靴组件与导向支撑组件的装配示意图；

图8是本发明中控制部分的原理框图。

图中：1、凿井吊盘，2、履带支撑盘，3、短立柱，4、撑靴支撑盘，5、履带爬升机构，6、防滑撑紧机构，7、撑靴油缸，8、防滑撑靴，9、垫高支座，10、外导向连接板，11、撑靴安装空间，12、履带安装空间，13、内导向支撑板，14、导向滑槽，15、导向支撑组件，16、伸缩撑靴组件，17、支撑支座，18、履带小车，19、履带油缸，20、车体连接架，21、摆动连接板，22、上工作盘，23、下工作盘，24、上连接立柱，25、下连接立柱，26、液压泵站，27、圈梁，28、主横梁，29、纵梁，30、辅横梁一，31、辅横梁二，32、内部支撑架，33、悬吊点，34、稳绳，35、井壁，36、圆盖板。

具体实施方式

下面将对本发明作进一步说明。

如图1至图8所示，本发明提供一种超深立井履带式凿井吊盘系统，包括凿井吊盘1、履带爬升机构5和防滑撑紧机构6；

所述凿井吊盘1包括履带支撑盘2和撑靴支撑盘4，所述撑靴支撑盘4同轴地设置在履带支撑盘2的下方；作为一种优选，为了提高凿井吊盘整体的承载强度和连接强度，撑靴支撑盘还通过多块筋板与履带支撑盘固定连接；凿井吊盘1沿周向上设置有多对履带安装空间12及一对或多对撑靴安装空间11；每对履带安装空间12和每对撑靴安装空间11均相对的分布在凿井吊盘1径向上的两端；

多对履带爬升机构5分别设置在多对履带安装空间12中；所述履带爬升机构5包括支撑支座17、履带小车18、车体连接架20、履带油缸19和摆动连接板21；所述支撑支座17竖向地固定安装在履带支撑盘2上；所述履带小车18竖向设置在支撑支座17的外侧，其内部驱动机构为液压马达；所述车体连接架20设置在支撑支座17和履带小车18之间，其外侧一端与履带小车18的底盘固定连接；所述履带油缸19的两端分别与支撑支座17的下端和车体连接架20内侧的一端铰接；所述摆动连接板21的两端分别与支撑支座17的上端和车体连接架20内侧的一端铰接；具体地，所述履带油缸19缸筒的端部通过下铰接座与支撑支座17的下端连接，其活塞杆的端部与车体连接架20内侧一端铰接；所述摆动连接板21的里端与支撑支座17的上端铰接，其外端与车体连接架20内侧一端铰接；

一对或多对防滑撑紧机构6分别对应设置在一对或多对撑靴安装空间11中；所述防滑撑紧机构6包括周向上依次间隔分布的两个防滑撑紧单元，所述防滑撑紧单元包括导向支撑组件15和伸缩撑靴组件16；所述导向支撑组件15包括垫高支座9和内导向支撑板13，所述垫高支座9位于履带支撑盘2的外侧，其呈弧形结构，其下端固定连接在撑靴支撑盘4的上端面上；多块内导向支撑板13沿环向均匀分布在垫高支座9的外弧面上，内导向支撑板13的长度方向沿径向方向延伸，其里侧端沿与垫高支座9的上端固定连接，其外侧端沿为外高里低的斜边结构，且其外侧端沿的中心开设有外高里低倾斜延伸的导向斜槽14；所述伸缩撑靴组件16包括防滑撑靴8、外导向连接板10和撑靴油缸7；所述防滑撑靴8呈弧形板状结构，且对应设置在垫高支座9上端的外侧，作为一种优选，防滑撑靴8的外弧面设置有若干防滑纹，作为一种替代方式，还可以在防滑撑靴8的外弧面装配橡胶防滑垫；多块外导向连接板10分别与多块内导向支撑板13一一相对应分布，外导向连接板10的外侧端沿固定连接在防滑撑靴8的内弧面上，其里侧端沿为外高里低的斜边结构，且其里侧端沿可滑动地插装于导向斜槽14中；多个撑靴油缸7一一对应设置在多块外导向连接板10的下方，撑靴油缸7外高里低倾斜设置，其缸筒的端部固定安装在撑靴支撑盘4的上端面上，其活塞杆的端部与外导向连接板10的下端铰接。

为了便于对撑靴油缸7、履带油缸9及履带小车18上的液压马达进行动力源的供应，还包括液压泵站26；所述液压泵站26安装在履带支撑盘2上，且通过多根高压油管分别与撑靴油缸7、履带油缸19和履带小车18上的液压马达连接。

作为一种优选，还包括施工作业所需要的水箱、卧泵等凿井设备，这些凿井设备可以装配在履带支撑盘2上，也可以装配在撑靴支撑盘4上，当然，也可以装配在上工作盘22和下工作盘23上。

为了满足立井凿井施工作业的需求，还包括上工作盘22；所述上工作盘22设置在撑靴支撑盘4的下方，且通过多根上连接立柱24与撑靴支撑盘4固定连接。

为了满足立井凿井施工作业的需求，还包括下工作盘23；所述下工作盘23设置在上工作盘22的下方，且通过多根下连接立柱25与上工作盘22固定连接。

当然为了满足不同的作业需要还可以在上工作盘22和下工作盘23的基础上，再于下工作盘23的下方设置附加工作盘。

作为一种优选，所述履带支撑盘2包括圈梁27和内部支撑架32；所述内部支撑架32固定连接在圈梁27的内部，且内部支撑架32上设置有多个悬吊点33，多个悬吊点33与稳绳悬吊系统连接。

作为进一步优选，所述内部支撑架32包括主横梁28、纵梁29、辅横梁一30和辅横梁二31；两根主横梁28前后相对地设置在圈梁27的内部，且每根主横梁28的两端分别与圈梁27的两侧内壁固定连接；两根纵梁29相间隔地设置在两根主横梁28之间，且每根纵梁29的两端分别与两根主横梁28固定连接；多根辅横梁一30前后相间隔地分布在两根主横梁28之间，且每根辅横梁一3的左端与圈梁27的内侧壁固定连接，每根辅横梁一3的右端与左侧的纵梁29固定连接；多根辅横梁二31前后相间隔地分布在两根主横梁28之间，且每根辅横梁二31的左端与右侧的纵梁29固定连接，每根辅横梁二31的右端与圈梁27的内侧壁固定连接。

作为一种优选，所述凿井吊盘1还包括多根短立柱3和圆盖板36；多根短立柱3设置在履带支撑盘2和撑靴支撑盘4之间，且多根短立柱3的上下两端分别与履带支撑盘2和撑靴支撑盘4固定连接；所述圆盖板36的外径大于圈梁27的外径，且同轴地固定连接在圈梁27的上端，圆盖板36在对应两个撑靴安装空间11的部分开设有两个撑靴安装缺口，在对应多对履带安装空间12的部分开设有开设有多个履带安装缺口。

作为一种优选，所述履带爬升机构5为两对，即履带爬升机构5的数量为四个，同时，防滑撑紧机构6的数量也为四个。

当然，为了保护履带爬升所具有的驱动力，履带爬升机构5的数量可以根据凿井吊盘上布置的设备和悬吊荷载进行确定，也可以设置履带爬升机构5为三对或四对或五对；作为一种优选，防滑撑紧机构6可以设置为三组或四组，这样，可以有效防止整个装置的坠落而发生安全事故，能为履带爬行失效以及凿井吊盘井内固定时的安全提供可靠的安全保障。

为了实现及时检测到失速下滑的工况，同时，为了能自动实时地采取锁紧定位措施，还包括加速度传感器和控制器；所述加速度传感器安装在凿井吊盘1上，所述控制器分别与加速度传感器和液压泵站连接。

作为一种优选，撑靴支撑盘4、上工作盘22 和下工作盘23都可以采用和履带支撑盘2相类似的结构梁格式结构，以满足提升吊盘、小型挖掘机、伞钻等凿井设备升降需求。

本发明中，使凿井吊盘的主体由上下间隔分布的履带支撑盘和撑靴支撑盘组成，可以便于利用履带支撑盘作为履带爬升机构的安装基础，利用撑靴支撑盘作为防滑撑紧机构的安装基础。对于防滑撑紧机构，在靠内的一侧于撑靴支撑盘上固定安装垫高支座，可以为内导向支撑板提供一个高位安装基础。在内导向支撑板的外端沿开设导向斜槽，可以为安装在防滑撑靴内侧的外导向连接板提供导向轨道。在此基础上，在垫高支座上端的外侧固定安装有多块内导向支撑板，并在防滑撑靴的内侧固定安装有多块外导向连接板，再使倾斜安装在撑靴支撑盘上的多个撑靴油缸与多块外导向连接板的下端铰接，便能通过多个撑靴油缸活塞杆的伸出动作来推动多块外导向连接板沿着多块内导向支撑板上的导向斜槽斜向外侧快速滑出，进而能使防滑撑靴稳定高效地作用于井壁，同时，能利用多块内导向支撑板为撑紧井壁的防滑撑靴提供稳定的支撑力，从而能通过多块内导向支撑板和多块撑靴油缸的共同配合下，使防滑撑靴能稳定的作用于井壁，以能提供较大的摩擦力。这种配合可以在升降过程中出现打滑工况时，通过快速径向锁紧的方式来实现闭锁功能，进而能有效防止凿井吊盘发生失速下滑的情况。对于履带爬升机构，在履带支撑盘的外圆面上安装支撑支座，可以为摆连接板的里端和履带油缸的缸筒端提供活动连接支撑基础；使车体连接架外侧一端与履带小车的底盘固定连接，再使摆连接板的外端和履带油缸的活塞杆端与车体连接架的里侧一端连接，便能利用履带油缸活塞杆的伸出动作来驱动履带小车向井壁方向移动，并达到抵紧井壁的状态；在此基础上，一方面能在悬空固定过程中，使多个履带爬升机构处于周向抵紧井壁状态，以配合周向撑紧井壁的多个防滑撑紧机构来提供可靠的悬空固定支撑力，实现了凿井吊盘的井内悬空固定；另一方面，使履带小车由液压马达驱动，便可以利用液压马达来驱动履带小车在爬升过程中连续性移动，从而可以显著提高下降或上升效率，能有效满足凿井吊盘高效安全升降的需要。本发明能利用液压马达驱动履带小车进行连续移动，进而能通过多对履带爬升机构实现凿井吊盘的井内连续升降作业，同时，能利用撑靴油缸为防滑撑紧机构施加径向压力，由此，能在升降过程中出现打滑时利用多个防滑撑紧机构提供安全闭锁功能，能有效防止出现凿井吊盘失速下滑的情况，此外，本发明还能利用履带油缸为履带爬升机构施加径向压力，使履带小车上的履带能够紧贴井壁，进而能确保爬升效率，同时，还有助于通过多对履带爬升机构和多个防滑撑靴机构实现凿井吊盘的井内悬空固定，为超深立井凿井吊盘悬吊难、升降效率低问题提供了可靠的解决方案。

该系统结构紧凑、稳定性高、爬升驱动力强、径向定位效果理想，且具有自主连续升降能力, 其通过液压驱动履带行走实现凿井吊盘的井内长降，革新了传统凿井吊盘钢丝绳悬吊升降方式，能有效适应凿井吊盘因工序转换面临的频繁升降及快速连续升降需求，同时，可有效确保井内凿井作业的安全性，能有效满足现阶段的井内施工需要。

本发明还提供了一种超深立井履带式凿井吊盘系统的使用方法，采用一种超深立井履带式凿井吊盘系统，包括以下步骤：

步骤一：在井口位置，利用悬吊系统通过稳绳34吊装并完成超深立井履带式凿井吊盘系统组装；

步骤二：井筒进入正常施工循环，凿井吊盘1到达预定施工位置时，同步控制多个防滑撑紧机构6中的多个撑靴油缸7伸出设定长度，驱动多个防滑撑靴8在周向上撑紧井壁35，同时，控制多个履带爬升机构5中的多个履带油缸19伸出设定长度，驱动多个履带小车18上的履带在周向上紧贴井壁35，利用多个防滑撑靴8和多个履带小车18上履带与井壁35的摩擦力将凿井吊盘1悬空固定在井内的预定施工位置处；在凿井吊盘1位置固定后收紧稳绳34，并保持要求的张紧状态；

步骤三：在完成上一预定施工位置的施工后，同步控制多个防滑撑紧机构6中的多个撑靴油缸7回缩设定长度，使多个防滑撑靴8与井壁35呈间隙分布状态，同时，在保持多个履带小车18上履带紧贴井壁35的状态基础上，同步控制多个履带爬升机构5中的多个液压马达启动工作；当需要向下移动凿井吊盘1时，驱动多个履带小车18沿着井壁34向下移动，同时，在凿井吊盘1向下移动过程中，同步下放稳绳34；当需要向上移动凿井吊盘1时，驱动多个履带小车18沿着井壁34向上爬行，同时，在凿井吊盘1向上移动过程中，同步提升稳绳34；

步骤四：在到达下一预定施工位置时，控制多个液压马达停止工作，同时，同步控制多个防滑撑紧机构6中的多个撑靴油缸7伸出设定长度，驱动多个防滑撑靴8在周向上撑紧井壁35，同时，控制多个履带爬升机构5中的多个履带油缸19伸出设定长度，驱动多个履带小车18上的履带在周向上紧贴井壁35，利用多个防滑撑靴8和多个履带小车18上履带与井壁35的摩擦力将凿井吊盘1固定在井内的预定施工位置处；在凿井吊盘1位置固定后收紧稳绳34，并保持要求的张紧状态；

步骤五：多次重复执行步骤三和步骤四，直至完成所有预定施工位置的施工。

为了能在升降过程中发生失速下滑的工况时，自动及时地采取定位锁紧的安全措施，在步骤三和步骤五中，利用加速度传感器实时采集凿井吊盘1的加速度信号；控制器根据加速度信号的变化判断是否发生失速下滑时，当发生失速下滑时，控制液压泵站26动作，同步驱动多个防滑撑紧机构6中的多个撑靴油缸7伸出设定长度，驱动多个防滑撑靴8在周向上撑紧井壁35，实现当前高度位置的快速锁紧定位。

本发明提供了一种超深立井履带式凿井吊盘系统的使用方法，其采用多个防滑撑紧机构配合多个履带爬升机构实现凿井吊盘井内的悬空固定，有效确保了凿井吊盘定位的可靠性，同时，显著降低了对传统悬吊钢丝绳、稳车张力的依赖。同时，其采用多个履带爬升机构实现了连续式升降，大幅度地提高了升降效率，可有效适应凿井吊盘井内频率升降的需求，解决了传统液压油缸迈步方式的升降效率太低不能满足立井快速施工需要的难题。

该方法实现了凿井吊盘的连续爬升及下降作业方式，提高了升降的效率，能实现井内任意施工位置的可靠悬空固定，解决了超深立井施工凿井吊盘悬吊难题。

Claims (10)

1.一种超深立井履带式凿井吊盘系统，包括凿井吊盘（1），其特征在于，还包括履带爬升机构（5）和防滑撑紧机构（6）；所述凿井吊盘（1）包括履带支撑盘（2）和撑靴支撑盘（4），所述撑靴支撑盘（4）同轴地设置在履带支撑盘（2）的下方；凿井吊盘（1）沿周向上设置有多对履带安装空间（12）及一对或多对撑靴安装空间（11）；每对履带安装空间（12）和每对撑靴安装空间（11）均相对的分布在凿井吊盘（1）径向上的两端；

多对履带爬升机构（5）分别设置在多对履带安装空间（12）中；所述履带爬升机构（5）包括支撑支座（17）、履带小车（18）、车体连接架（20）、履带油缸（19）和摆动连接板（21）；所述支撑支座（17）竖向地固定安装在履带支撑盘（2）上；所述履带小车（18）竖向设置在支撑支座（17）的外侧，其内部驱动机构为液压马达；所述车体连接架（20）设置在支撑支座（17）和履带小车（18）之间，其外侧一端与履带小车（18）的底盘固定连接；所述履带油缸（19）的两端分别与支撑支座（17）的下端和车体连接架（20）内侧的一端铰接；所述摆动连接板（21）的两端分别与支撑支座（17）的上端和车体连接架（20）内侧的一端铰接；

一对或多对防滑撑紧机构（6）分别对应设置在一对或多对撑靴安装空间（11）中；所述防滑撑紧机构（6）包括周向上依次间隔分布的两个防滑撑紧单元，所述防滑撑紧单元包括导向支撑组件（15)和伸缩撑靴组件（16)；所述导向支撑组件（15)包括垫高支座（9）和内导向支撑板（13)，所述垫高支座（9）位于履带支撑盘（2）的外侧，其呈弧形结构，其下端固定连接在撑靴支撑盘（4）的上端面上；多块内导向支撑板（13)沿环向均匀分布在垫高支座（9）的外弧面上，内导向支撑板（13)的长度方向沿径向方向延伸，其里侧端沿与垫高支座（9）的上端固定连接，其外侧端沿为外高里低的斜边结构，且其外侧端沿的中心开设有外高里低倾斜延伸的导向斜槽（14）；所述伸缩撑靴组件（16)包括防滑撑靴（8）、外导向连接板（10）和撑靴油缸（7）；所述防滑撑靴（8）呈弧形板状结构，且对应设置在垫高支座（9）上端的外侧；多块外导向连接板（10）分别与多块内导向支撑板（13)一一相对应分布，外导向连接板（10）的外侧端沿固定连接在防滑撑靴（8）的内弧面上，其里侧端沿为外高里低的斜边结构，且其里侧端沿可滑动地插装于导向斜槽（14）中；多个撑靴油缸（7）一一对应设置在多块外导向连接板（10）的下方，撑靴油缸（7）外高里低倾斜设置，其缸筒的端部固定安装在撑靴支撑盘（4）的上端面上，其活塞杆的端部与外导向连接板（10）的下端铰接。

2.根据权利要求1 所述的一种超深立井履带式凿井吊盘系统，其特征在于，还包括液压泵站（26）；所述液压泵站（26）安装在履带支撑盘（2）上，且通过多根高压油管分别与撑靴油缸（7）、履带油缸（19）和履带小车（18）上的液压马达连接。

3.根据权利要求1或2 所述的一种超深立井履带式凿井吊盘系统，其特征在于，还包括上工作盘（22）；所述上工作盘（22）设置在撑靴支撑盘（4）的下方，且通过多根上连接立柱（24）与撑靴支撑盘（4）固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种超深立井履带式凿井吊盘系统，其特征在于，还包括下工作盘（23）；所述下工作盘（23）设置在上工作盘（22）的下方，且通过多根下连接立柱（25）与上工作盘（22）固定连接。

5.根据权利要求4 所述的一种超深立井履带式凿井吊盘系统，其特征在于，所述履带支撑盘（2）包括圈梁（27）和内部支撑架（32）；所述内部支撑架（32）固定连接在圈梁（27）的内部，且内部支撑架（32）上设置有多个悬吊点（33）。

6.根据权利要求5所述的一种超深立井履带式凿井吊盘系统，其特征在于，所述内部支撑架（32）包括主横梁（28）、纵梁（29）、辅横梁一（30）和辅横梁二（31）；两根主横梁（28）前后相对地设置在圈梁（27）的内部，且每根主横梁（28）的两端分别与圈梁（27）的两侧内壁固定连接；两根纵梁（29）相间隔地设置在两根主横梁（28）之间，且每根纵梁（29）的两端分别与两根主横梁（28)固定连接；多根辅横梁一（30）前后相间隔地分布在两根主横梁（28）之间，且每根辅横梁一（3）的左端与圈梁（27）的内侧壁固定连接，每根辅横梁一（3）的右端与左侧的纵梁（29）固定连接；多根辅横梁二（31）前后相间隔地分布在两根主横梁（28）之间，且每根辅横梁二（31）的左端与右侧的纵梁（29）固定连接，每根辅横梁二（31）的右端与圈梁（27）的内侧壁固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种超深立井履带式凿井吊盘系统，其特征在于，所述凿井吊盘（1）还包括多根短立柱（3）和圆盖板（36）；多根短立柱（3）设置在履带支撑盘（2）和撑靴支撑盘（4）之间，且多根短立柱（3）的上下两端分别与履带支撑盘（2）和撑靴支撑盘（4）固定连接；所述圆盖板（36）的外径大于圈梁（27）的外径，且同轴地固定连接在圈梁（27）的上端，圆盖板（36）在对应两个撑靴安装空间（11）的部分开设有两个撑靴安装缺口，在对应多对履带安装空间（12）的部分开设有开设有多个履带安装缺口。

8.根据权利要求4所述的一种超深立井履带式凿井吊盘系统，其特征在于， 还包括加速度传感器和控制器；所述加速度传感器安装在凿井吊盘（1）上，所述控制器分别与加速度传感器和液压泵站连接。

9.一种超深立井履带式凿井吊盘系统的使用方法，采用如权利要求1至8任一项所述的一种超深立井履带式凿井吊盘系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在井口位置，利用悬吊系统通过稳绳（34）吊装并完成超深立井履带式凿井吊盘系统组装；

步骤二：井筒进入正常施工循环，凿井吊盘（1）到达预定施工位置时，同步控制多个防滑撑紧机构（6）中的多个撑靴油缸（7）伸出设定长度，驱动多个防滑撑靴（8）在周向上撑紧井壁（35），同时，控制多个履带爬升机构（5）中的多个履带油缸（19）伸出设定长度，驱动多个履带小车（18）上的履带在周向上紧贴井壁（35），利用多个防滑撑靴（8）和多个履带小车（18）上履带与井壁（35）的摩擦力将凿井吊盘（1）悬空固定在井内的预定施工位置处；在凿井吊盘（1）位置固定后收紧稳绳（34），并保持要求的张紧状态；

步骤三：在完成上一预定施工位置的施工后，同步控制多个防滑撑紧机构（6）中的多个撑靴油缸（7）回缩设定长度，使多个防滑撑靴（8）与井壁（35）呈间隙分布状态，同时，在保持多个履带小车（18）上履带紧贴井壁（35）的状态基础上，同步控制多个履带爬升机构（5）中的多个液压马达启动工作；当需要向下移动凿井吊盘（1）时，驱动多个履带小车（18）沿着井壁（34）向下移动，同时，在凿井吊盘（1）向下移动过程中，同步下放稳绳（34）；当需要向上移动凿井吊盘（1）时，驱动多个履带小车（18）沿着井壁（34）向上爬行，同时，在凿井吊盘（1）向上移动过程中，同步提升稳绳（34）；

步骤四：在到达下一预定施工位置时，控制多个液压马达停止工作，同时，同步控制多个防滑撑紧机构（6）中的多个撑靴油缸（7）伸出设定长度，驱动多个防滑撑靴（8）在周向上撑紧井壁（35），同时，控制多个履带爬升机构（5）中的多个履带油缸（19）伸出设定长度，驱动多个履带小车（18）上的履带在周向上紧贴井壁（35），利用多个防滑撑靴（8）和多个履带小车（18）上履带与井壁（35）的摩擦力将凿井吊盘（1）固定在井内的预定施工位置处；在凿井吊盘（1）位置固定后收紧稳绳（34），并保持要求的张紧状态；

步骤五：多次重复执行步骤三和步骤四，直至完成所有预定施工位置的施工。

10.根据权利要求9所述的一种超深立井履带式凿井吊盘系统的使用方法，其特征在于，在步骤三和步骤五中，利用加速度传感器实时采集凿井吊盘（1）的加速度信号；控制器根据加速度信号的变化判断是否发生失速下滑时，当发生失速下滑时，控制液压泵站（26）动作，同步驱动多个防滑撑紧机构（6）中的多个撑靴油缸（7）伸出设定长度，驱动多个防滑撑靴（8）在周向上撑紧井壁（35），实现当前高度位置的快速锁紧定位。