JPS5837111B2 - パワ−トング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパワーレンチに関するものであり、そして特に
、隣り合う管状部材の間のねじ式接続具のメイクアップ
作業およびブレイクアウト作業に使用するためのパヮー
トングに関する。

特に本発明は、トングを管にかけたり管からはずしたり
することを目的としてトング部品を適切に位置決めしや
すいように、トングのケージ板と回転歯車とを結合して
、両者を一緒に回転させるのに使用される新しい装置に
関する。

この新しい装置は、トングの管把握機構が種々の要因、
たとえばジョーが小さ過ぎたり管が大き過ぎたりという
ような要因のために管を把握できない、いわゆる“オー
バヵミング（ ｏｖｅｒｃａｍｍｉｎｇ ）”状態を防
止するという新しい機能も有している。

油田で使用される管状部材、たとえばドリルパイプやケ
ーシングは、断片状のものをねじ式接続具を用いて端部
で互いに結合するという形で利用されている。

ここに説明するパヮートングはこれらのねじ式接続具の
メイクアップ作業およびブレイクアウト作業に利用され
るものであって、一方の管状部材をしっかりと把握して
、この部材を隣接する部材に対して回転駆動するもので
ある。

産業界でこのような機能を有しているトングは米国特許
第２８７９６８０号、第３１８０１８６号、第３２６１
２４１号および第４０８４４５３号に記載されている。

管片を把握して回転させるのにパヮートングを使用する
ときに、たとえば米国特許第２８７９６８０号に記載さ
れている管把握機構は一対のジョーを管に接触させるよ
うになっている。

ジョーはジョーを貫通するボルトによって揺動可能なよ
うに取付けられている。

ボルトの両端部はいわゆる“上部および下部ケージ板″
に固定されている。

ケージ板は全体的に孤状の板であって、管がしっかりと
把握された後ではジョーと一緒に回転するようになって
いる。

回転駆動される回転歯車の加工されたカム面上を走行す
るジョーローラ（カム従節）によって生じるカム作用に
よってジョーは管に接触および離反するように移動でき
る。

管把握作業では、ジョー（またはジョーの上に支持され
たダイス）は種々の要因のために管をしっかりと把握で
きないことがある。

そのような場合には、カム作用が失敗に終った後も回転
歯車が回転し続ける危険なオーバヵミング状態を避ける
ために、回転歯車とケージ板のそれ以上の相対運動を抑
えることが望ましい。

本発明で取り上げているトング作業の第２の問題点は、
トングを管にかけたり管からはずしたりする前にトング
部品を位置合わせする問題である。

ここに説明する開口型のトングでは、トングを管にかげ
たり管からはずしたりする前に３つの開口、すなわちト
ングスロートと、回転歯車の口と、ケージ板の口とを位
置合わせしなければならない。

第７図および第８図に図示した従来の方式では、この位
置合わせ機能はパッキング／パッキングピン装置によっ
て達威されていた。

この従来の方式では、′パッキングラグ” ２ ０ ０
がファスナ２０２によって回転歯車２３０の内面に固定
されて、トングの中心に向かって突き出ている。

パッキングラグ２００は上部ケージ板２２５に設げられ
た２個の開口（第７図の開口２０５）のうちのイスれか
一方の中に置かれたパッキングピン２１０と協働する。

このよく知られた従来の装置を用いてメイクアップ作業
を行なう際には、ケーシングが所望のトルクに達した後
、ジョーをはずすために回転歯車が逆方向に駆動されて
、パッキングラグ２００がパッキングピン２１０に接触
するまでその方向に回転する。

この接触時点で回転歯車およびケージ板の口は位置が合
致し、そして回転歯車とケージ板が引き続いて回転し続
けることによって、これらの合致した口はトングのスロ
ートとも位置が合致する点まで回転する。

このとき３個の開口はすべて位置が合致し、トングを管
からはずすことができる。

ブレークアウト作業後にトングをはずす場合には逆の操
作が利用される。

上述した従来の方式に付随する問題は、回転歯車が相当
高速度（たとえばトングの調子が良く、スロットル弁が
全開している場合）で回転している場合に、パッキング
ラグがパッキングピンに接触する瞬間に生じる力のため
にパッキングピンまたはパッキングラグ、あるいはその
両方が剪断される可能性があることである。

このような状況になると、パッキングラグの交換のため
にトングの一部を分解しなげればならないので、また折
れたピンが中に落ちて整備員を要するという事態になる
こともあるので、交換および修理の時間という点で高価
なものにつく。

上述した位置合わせ方式は実際にはかなりうまくいくも
のであったが、信頼性とトングの休止期間の点で顕著な
問題を生じた。

本発明の目的は従来のこの方式および他の方式に付随す
る欠点を克服して、高価で危険なオーバカミング状態を
防止するための手段を提供することである。

本発明に従えば、隣接する管状部材の間の接続具のメイ
クアツプ作業とブレイクアウト作業に使用するためのパ
ソートングが提供される。

明確にＳえば、本発明は、カム作用が実質的に完了した
後にもトングの把握要素が管を把握できていない場合の
危険な“オーバカミング″状態を防止するための、そし
てトング管にかげたり管からはずしたりしたいときにト
ング部品の位置合わせをしやすくするための新しい機構
を有しているパヮートングを提供する。

ある実施例では、本発明のパヮートングは、管を受ける
ためのスロートが付いていてケージ板が取付けられてい
る枠と、枠の内部で回転できるように取付けられている
回転歯車と、回転歯車を回転駆動するための手段と、回
転歯車の内面上のカム面と、杷握取素とカム面に係合し
て把握要素を管に接触するように押し付けるカム従節と
を有している管把握手段と、回転歯車の上面に形成され
た一対の孤状溝と、回転歯車の上方に位置する上部ケー
ジ板に形成された一対の開口と、該開口のいずれか一方
を通り抜けて対応する溝の中に入るような寸法のピン部
材で、回転歯車の回転中にピンが溝の端部に接触したと
きに枠と回転歯車とを一緒に回転するように結合するよ
うになっているピン部材とから成る。

図面、特に第１図〜第３図について説明すると、ここに
は本発明の好ましい実施例に従って構威された開口型パ
ヮートング１０が図示されている。

トング１０は側壁によって接続された上面および下面か
ら成る枠１２を有する。

上面を形成している本体板は上部ケージ板２５を支持し
ている。

上部ケージ板２５は管片を把握するのに利用されるジＥ
−４４，４６を揺動可能なように支持している。

下部ケージ板４０は上部ケージ板２５と一緒に回転する
ように接続されていて、やはりジョーを支持している。

ケージ板は第２図および第３図に図示したスペーサ３１
のような適当なスペーサによって結合されている。

枠１２は管片を受けるための前部スロート１８を形或し
ている。

作業の際に管片が枠の内部の中心部に位置すると、当業
者にはよく知られているように揺動可能なように取付け
られているドア部材２０，２２によってスロート１８が
閉じられる。

トングの管把握機構について主に第１，４および５図を
参照しながら説明しよう。

枠１２の内部には回転歯車３０が枠に対して相対的に回
転できるように取付けられている。

回転歯車３０はその外周部に歯３２（第４図）を有して
いるので、当業者にはよく知られているように、たとえ
ば複数個のピニオン歯車によって駆動できる。

ピニオン歯車は油圧駆動装置または他の駆動装置によっ
て駆動される。

回転歯車３ｏの内面は実質的に円形であって、管把握要
素を管に接触するように押し付けるための曲面状カム面
７０，７１，７２，７３から成るカム手段を有している
。

図示した実施例では、管把握要素は一対の揺動可能なよ
うに取付けられたジョー４４，４６上に取付けられたダ
イス３６，３７，３８，３９を有する。

ピン５６，５８によってジョー上に回転可能なように取
付けられたジョーローラ５０．５２から成るカム従節に
よってジョーは管Ｐの方に押される。

ジョー４４，４６はジョーピポットボルト６６，６８に
よってケージ板２５と４０の間に揺動可能なように取付
けられている。

ローラ５０，５２は回転歯車３０の内面上のカム面７０
，７１ ，７２，７３上を走行するようになっている。

通常の“メイクアップ（ ｍａｋｅ ｕｐ ） ”作業
の際には、回転歯車３０が時計方向に駆動され、ダイス
カ管片に接触するまでジョーローラ５０，５２がそれぞ
れカム面７０，７３に沿って走行する。

把握状態が生じると、ケージ板に固定されたジョーピボ
ットボル｝６６，６８のためにケージ板はその後の回転
歯車の回転とともに回転し始める。

この回転はトルクゲージ上に所望のトルク読取値が現わ
れるまで続《。

しかし管の寸法が小さ過ぎたり、ジョーローラが摩耗し
ているか寸法が小さ過ぎたり、これらの両方の状態が存
在する場合は、ジョーダイスが管に接触しないままにジ
ョーローラ５０，５２がカム面７０，７３０全長に沿っ
て走行する可能性がある。

このような状況になると、ジョーローラがカム面の端部
な通り越して、回転歯車はケージ板に対して相対的に回
転し続ける。

コノヨうな状況を当業者たちは“オーバヵミング（ ｏ
ｖｅｒｃａｍｍｉｎｇ ）”と呼んでいる。

本発明に従えば、回転歯車の上面に２個の半径方向溝ま
たはくぼみ１００，１０２が加工されている（第４，５
図参照）。

以下に説明するように、メイクアツプ用くぼみ１００は
メイクアップ作業に使用され、ブレイクアウト用くぼみ
１０２はブレイクアウト作業に使用される。

手で触れることのできるノブ１１２の付いた細長いピン
１１０がピン取付具１１６によって上部ケージ板に動き
得るように取付けられている。

取付具１１６によってピン１１０は上部ケージ板上の第
１メイクアップ用開口１２０にも第２ブレイクアップ用
開口１２２にも移動させることができる。

第５図および第６図は本発明をメイクアップ作業に利用
する場合を図示したものであるが、ここではピン１１０
は上部ケージ板２５のメイクアップ用開口１２０を貫通
してメイクアップ用溝１００の中に入るようになってい
る。

最初にピン１１０が開口１２０を通り抜けてくぼみ１０
０の中に挿入されるように回転歯車がケージ板に対して
位置決めされる。

回転歯車が回転すると、ピン１１０が溝１００の内部を
孤状に移動し、このときジョーカム作用は前述の通りに
生じる。

管の寸法が小さ過ぎたり、ジョーローラの寸法が小さ過
ぎるか摩耗していたり、あるいは両方の状態が併存して
いるためにローラがカム面の端部に達する前にジョーが
管を把握できないような場合には、半径方向溝の計算さ
れた長さによってオーバカミング状態は避けられる。

このような場合にはピン１１０が溝１００の遠い方の端
部１４０まで移動し、このときまでにジョーが管を把握
していなくてもケージ板は回転歯車と一緒に回転し始め
る。

第５図を見ると、ローラ５０が回転歯車の口から安全距
離“Ｄ ｊｔの点で停止していることがわかるであろう
。

管の把握が生じなかった場合は、作業者はたとえばジョ
ー５０．５２をもつと大きいローラと交換するなどの方
策を選択できる。

上述の装置の第２の機能は、最初にトングを管にかけた
り、トングを管からはずしたりするために、回転歯車の
口とケージ板の口とを位置合わせする必要があるときに
これを実行することである。

前述したように、トングの枠はスロート１８を有してい
る。

トングを管にかげたり管からはずしたりするときには、
位置合わせしなげればならない開口は３個一すなわちス
ロート１８、回転歯車の口およびケージ板の口である。

本発明の装置はこの機能を実行するための信頼性のある
、簡単な手段を提供する。

たとえばメイクアップ作業が完了し、トングを管からは
ずしたいときには、回転歯車の回転方向を逆に反時計方
向にすればピン１１０が溝１００の中の通路を逆に戻る
。

ピン１１０が溝１００の近い方の端部１４１に達すると
、回転歯車の口とケージ板の口とが一致し、そしてピン
が近い方の端部１４１に接触しているためにケージ板と
回転歯車とが一緒に回転し始める。

この回転は回転歯車とケージ板の一致している口がトン
グのスロート１８と一致するようになるまで続く。

この時点で、トングは管から取りはずせる状態になる。

以上の説明はメイクアツプ作業におげるオーバカミング
状態の防止と、回転歯車およびケージ板の口とトングの
スロートとの位置合わせとに関する説明である。

同じ機能はブレイクアップ作業の場合にも実行される。

この場合はピン１１０が開口１２２を通り抜けて溝１０
２（近い方の端部１５１と遠い方の端部１５０とを有す
る）の中に挿入され、回転歯車の回転方向が逆になる。

このようなわけで、パワートングの作業における危険で
高価なオーバカミング状況を回避し、従来はパッキング
ラグとパッキングピンの組合わせによって行なわれてい
た回転歯車／ケージ板の位置合わせ機能を実行するため
の比較的簡単で、安全で、信頼性のおける手段が提供さ
れることになったことがわかる。

本発明を一例として図示した実施例に関連させて説明し
てきたが、本発明の精神と範囲から離れることなしに多
くの修正形が可能である。

たとえば回転歯車をケージ板に接続するための手段は細
長いピン１１０の形で示したが、他の剛体部材を使用し
てケージ板の開口に通し、溝の中に挿入することもでき
る。

また回転歯車上のくぼみは孤状溝の形で示したが、“端
部″が適当な時にピンまたは剛体部材に係合するように
なっていさえすれば他の形状のくほみを使用してもよい
ことは理解されるであろう。

さらにくぼみの遠い方の境界とピンの係合はローラ（カ
ム従節）がカム面の端部に達したときに生じるのが好ま
しいように説明してきたが、ローラがまだカム面上にあ
るとき、あるいはローラがカム面を離れてしまってから
この係合状態が生じるようになっていてもよいことも理
解されるであろう。

最後に、オーバカミング防止機能だけを達戒すればよい
場合はただ１つの連続したくぼみまたは溝を設ければよ
いことも理解されるであろう。

この場合は、ただ１つの溝の長さを適切に選ぶことによ
って、ケージ板上にピンのための開口を１個だけ設けれ
ばよい。

これらの、そして他の変形は本発明の真の精神と範囲に
属する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って構戒された開口型パワートング
の透視図である。 第２図は第１図の線２２に沿って眺めた長さ方向断面図
である。 第３図は第１図の線３−３に沿って眺めた横方向断面図
である。 第４図は本発明の溝またはくぼみを有する回転歯車の上
面図である。 第５図は第４図と同様な図であって、メイクアツプ作業
の際に本発明のピン／くぽみ機構がオーバカミングを防
止するときの回転歯車と、ケージ板と、ジョーと、ピン
の作動位置を示している。 回転歯車の初期位置および中間位置は鎖線で示してある
。 第６図は第５図の線６−６に沿って眺めた断面図であっ
て、ピンがケージ板上の２個の開口のうちの一方を通り
抜けて回転歯車上の一方の溝の中に入っている様子を示
している。 第７図は従来の方式に従って構或された“パッキングラ
グ／パッキングピン”装置の上面図である。 第８図は第７図の線８−８に沿って眺めた垂直断面図で
あって、従来の装置を示していろ。 １０・・・・・・開口型パワートング、１２・・・・・
一枠、１８・・・・・・スロート、２５・・・・・・上
部ケージ板、３０・・・・・・回転歯車、３６，３７，
３８および３９・・・・・・ダイス、４０・・・・・・
下部ケージ板、４４および４６・・・・・・ジョー ５
０および５２・・・・・・ジョーローラ、７０，７１，
７２および７３・・・・・・カム面、１００および１０
２・・・・・・孤状溝、１１０・・・・・・ピン、１２
０および１２２・・・・・・開口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管を受けるためのスロートを有し、回転可能な部分
   が取付けられている枠、枠の内部で回転できるように取
   付けられている回転歯車、回転歯車を回転駆動するため
   の手段、該回転歯車の内面上のカム手段、及び把握要素
   と該カム手段に係合して該把握要素を管片に接触するよ
   うに押し付けるカム従節手段とを有する管把握手段を有
   する型式のパワートングにおいて、該回転歯車の表面に
   形成された少なくとも１つの孤状溝と、枠の回転可能な
   部分内で該溝の近くに位置するように設けられた開口と
   、管の把握作業の際にカム従節がカム手段の端部近くに
   来たときに該枠回転部分と該回転歯車を一緒に回転する
   ように結合するための、該開口を通り該溝の中に入るよ
   うな寸法の手段とを具備することを特徴とするパワート
   ング。 ２ 該開口を通り抜ける寸法の該手段がピン部材である
   特許請求の範囲第１項記載のパワートング。 ３ 該回転歯車が向かい合わせのカム面の対の中間で該
   回転歯車上に対称的に位置する一対の孤状溝、すなわち
   メイクアツプ作業の際に使用するための第１溝とブレイ
   クアウト作業の際に使用するための第２溝とを有してお
   り、各溝がトングの位置合わせのために該寸法手段と係
   合する、近い方の端部とオーバカミングを防止するため
   に該寸法手段と係合する、遠い方の端部とを有している
   特許請求の範囲第１項記載のパワートング。 ４ 該開口を通り抜ける寸法の該手段が枠の回転可能な
   部分に設けられた一対の開口のどちらか一方を通り抜け
   て該第１溝または該第２溝のどちらか一方の内部に選択
   的に位置決めできるようになっているピン部材から戒る
   特許請求の範囲第３項記載のパワートング。 ５ 該枠回転部分がケージ板から成る特許請求の範囲第
   ４項記載のパワートング。 ６ パワートングにして、 管を受けるためのスロートを有する枠で、一緒に回転す
   るように結合されている上部および下部ケージ板を支持
   しており、該上部ケージ板が剛体部材を貫通させるため
   の少なくとも１個の開口を有している枠と、 該粋の内部で回転できるように取付けられている回転歯
   車で、その実質的に円形の内面が管片を実質上囲むよう
   にケージ板の同様な開口と一致する開口を形戒している
   回転歯車と、 該回転歯車を回転駆動するための手段と、該回転歯車の
   円形内面上に形成されたカム手段と、 把握要素と該カム手段に係合するカム従節手段とを有し
   ていて、該回転歯車が該ケージ板に対して相対的に回転
   駆動されるときに該把握要素を管片に接触するように押
   し付けるようになっている管把握手段と、 該回転歯車の上面に形成された少なくとも１つのくぼみ
   と、 該上部ケージ板の開口を通り抜けるような寸法であって
   、該回転歯車のくぼみの中に収まるような寸法の下端部
   を有している剛体部材とを具備し、該くぼみが、管把握
   作業の際に該カム従節手段が該カムの端部近くの点に達
   したときに該剛体部材端部と係合する遠い方の端部を有
   していて、このために該くぼみと剛体部材とが協働して
   該回転歯車とケージ板とを一緒に回転させ、オーバヵミ
   ング状態を防止するようになっていることを特徴とする
   パヮートング。 ７ 該くぼみが孤状溝から成り、該剛体部材が細長いピ
   ンから戒る特許請求の範囲第６項記載のパワートング。 ８ 一対の《ぼみを有していて、各くぼみがオーバカミ
   ング防止とトング部品の位置合ゎせを目的として近い方
   の端部と遠い方の端部とを形成している特許請求の範囲
   第６項記載のパヮートング。 ９ 該くぼみが互いに隔てられた孤状溝であって、回転
   歯車の中心線の両側に分かれて位置している特許請求の
   範囲第８項記載のパヮートング。 １０ 該剛体部材が該上部ケージ板によって取付けら
   れるピンであって、該上部ケージ板に形成された第１お
   よび第２開口を通り抜けて該第１または第２孤状溝のい
   ずれかの中に選択的に位置決めされるようになっており
   、該第１溝および開口は協働してメイクアップ作業に使
   用され、該第２溝および開口は協働してブレイクアウト
   作業に使用されるようになっている特許請求の範囲第９
   項記載のパワートング。