JPS6257794B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパイプ、ケーシング、チユーブなどを
上げ下げするために石油及びガス井戸用デリツク
について用いられる形式の昇降装置に関し、特に
改良されたスリツプ式エレベータ及びそのロツク
機構に関する。

普通のデリツク構造に於て、移動ブロツクが、
デリツクのクラウンブロツクから一連のケーブル
によつて吊り下げられており、これらのケーブル
は、移動ブロツクをデリツクの垂直軸線に沿つて
上げ下げするべくデリツクの巻上げ装置によつて
駆動されるようになつている。移動ブロツクから
は普通のデリツクフツクが吊り下げられ、それに
より、リンクを介してデリツクエレベータが支持
される。デリツクエレベータは、上げ下げするべ
きパイプを、特にトウールジヨイントなどのパイ
プの外面の膨径加工された部分を以て支持するた
めの平坦な上面を有している。

特にエレベータースパイダと呼ばれる形式のも
のなどの或るエレベータの設計に於ては、エレベ
ータが、テーパの付けられた内面を有するボール
及び、取扱われるべきパイプの外面をボール内で
把持するべく上下方向に傾動可能にされたスリツ
プと呼ばれる一連の把持用ダイを有している。

ケーシングを井戸の孔の中に送り込むなどの通
常の運転状態に於ては、一対のエレベータースパ
イダがタンデムに用いられる。下側エレベーター
スパイダはデリツクの床面上に載置され、ケーシ
ングの外面を把持するべくセツトされたスリツプ
を以て井戸の孔の中のケーシング列を支持するよ
うになつている。ケーシングの新たなジヨイント
は補助エレベータを用いて井戸の孔の上の位置へ
と持上げられ、ケーシングジヨイントの下端が、
井戸の孔の中のケーシング列の上端に連結され
る。次いで上側のエレベータースパイダがケーシ
ングジヨイントの上に降ろされ、スリツプがケー
シングの外面を把持するようにされる。そして上
側エレベータスパイダがケーシング列を持上げる
と、下側エレベータスパイダのスリツプが解除さ
れ、ケーシングが井戸の孔の中に降ろされること
となる。

そして、下側エレベータスパイダのスリツプが
井戸の孔の中のケーシング列を支持するべくセツ
トされ、上側エレベータスパイダが解除され且新
たなケーシングジヨイントが配置され得るように
ケーシングから取り上げられる。この手順が、全
てのケーシングが井戸の孔の中に送り込まれるま
で繰返される。

スリツプ式エレベータは、普通「スリツプ
UP」位置と、「スリツプDOWN」即ちパイプの
外面を把持するセツト位置との間を傾動し得るよ
うにされたスリツプを用いる。スリツプは液体シ
リンダ機構によりこれらのUP及びDOWN位置の
間を移動する。普通の構造に於ては、ヨークが、
適当なリンケージを介してスリツプに連結されて
いる。

一対の液体シリンダの出力軸がヨークの一方に
連結され、ヨークの他方の側がスリツプのリンケ
ージに連結される。液体圧がこれらのシリンダに
加えられると、概ねヨークの中心に位置する支点
の周りをヨークが傾動する。スリツプを通常の条
件下で上げ下げする際に、液体シリンダは、スリ
ツプを持上げられた或いは押下げられた状態に維
持する働きをする。スリツプを上げ下げする速度
は、液体シリンダに接続された空気分配機構の調
節可能な空気流バルブを用いることにより制御さ
れる。

デリツクに於て上げ下げされるべきパイプ、ケ
ーシング或いはチユーブは大変重量が大きいため
にまたリグを操作する作業員の危険を防止するた
めに、液体圧が失われた時にスリツプをロツクす
るようなロツク機構が必要である。公知のロツク
機構は、リグの作業員により手動により操作され
るものであつた。このようなロツク機構は、液体
圧が失われた時に自動的に作動するものではない
ために、作業員が常時注意を集中し、スリツプが
開かなかつたり或いは好ましくない時期にセツト
することがないように監視する必要があつた。こ
のようなヒユーマンフアクタを除去することによ
つて、初めてエレベータの運転に於ける安全性及
び信頼性を高めることが可能となる。

本発明に基くテーパの付けられたボール内の一
連のスリツプと、これらスリツプを枢支するため
のスリツプ設定用ヨークとを有する形式のスリツ
プ式エレベータのためのロツク機構は、エレベー
タに部材を取付けるためのハウジングを備えてい
る。ロツクロツドは、スリツプ設定用ヨークに連
結されるべく構成された一端と、ボール内のスリ
ツプの運動方向に対して概ね平行をなし且ハウジ
ングの面内にある向きに沿つて延び出す遊端とを
有している。カムアームは、ハウジンングの支点
に枢支されている。カムアームは、ロツクロツド
の遊端を受容するべく構成された一端部にカムの
のど部を有している。カムアームは、ロツクロツ
ドと係合する上側及び下側位置ならびにロツク解
除中立位置の間を前記支点の周りに傾動し得るよ
うにされている。基端と他端とを有する付勢手段
が、カムアームをロツク解除中立位置に向けて付
勢するべく、その基端を以て前記ハウジングに枢
支され且その他端を以て前記カムアームの他端に
枢支されている。カムアームの、付勢手段が枢支
されている側とは反対側の端部にハンドルを取付
けて、カムアームを支点の周りに手動により傾動
し得るようにすることができる。

本発明の或る実施例に於ては、円筒形をなす基
端と出力軸とを有する液体シリンダが、カムアー
ムをロツク解除中立位置に向けて付勢するため
に、その基端を以て前記ハウジングに枢支され且
その出力軸を以て前記カムアームの他端に枢支さ
れている。液体シリンダの出力軸は、そのシリン
ダ内の液体の圧力が失われた時に、基端から離反
する向きにばね付勢されている。スリツプ設定用
ヨークに連結された一端を有するヨークロツド
は、カムアームの他端の面と交差する面内に於て
ロツクロツドに対して概ね平行をなす向きに延び
出す遊端を有している。ヨークロツドに取付けら
れた引張り手段は、液体シリンダ内の液体圧力が
失われた際に、ロツクロツド係合上側及び下側位
置の何れかに向けてカムアームを付勢する働きを
する。付勢用のシリンダ圧力源を、スリツプ駆動
用の液体作動装置に連結することにより、液体圧
が失われた際に自動的にロツクが行われるように
することができる。この場合、出力軸のばね及び
ヨークロツドに取付けられた引張り手段が、カム
アームを、ロツクロツド係合上側及び下側位置の
何れかに向けて付勢するための補助的な力を発揮
する。

以下、本発明の好適実施例を添付の図面につい
て説明する。

さて第１図に於て、テーパの付けられた内面を
有するボール１５を備える円筒体１３を有するエ
レベータの全体が符号１１により示されている。
デリツク内でエレベータ１１を昇降させるために
デリツクフツクから延び出すリンクを受容するた
めの一対の耳片１７が、エレベータに突設されて
いる。中心孔１９は、昇降されるべきパイプ、ケ
ーシング又はチユーブの区間を受容するためのも
のである。孔１９への半径方向のアクセスは、門
口２５の片側の支点２３の周りに回動可能にされ
た横ゲート２１により可能となり、この横ゲート
２１は門口２５の反対側のラツチ機構２７により
固定される。また、三つの互いに適合する形状を
有する把持用ダイ即ちスリツプ２９が、テーパの
付けられた内面を有するボール１５内に支承され
ている様子が示されている。スリツプ面３１は、
孔１９の中心を通る垂直軸線周りに円周方向に沿
つて等間隔に設けられている。

各スリツプは、傾動可能なように、ピン３０及
びリンク３２，３４，３６を以てヨーク３５の前
部３８に連結されている。第２図に示されている
ように、一対の同一な複動式液体シリンダ３７
が、ボール１５の外面に取付けられており、リン
ク３２の反対側のヨーク３５の後部４０に、支点
４２を以て連結されている。ヨーク３５は概ねそ
の中心に位置する支点４１を通る軸線の周りに傾
動でき、シリンダ軸３９が伸出した場合の第１図
及び第２図に示されているセツト位置即ち「スリ
ツプDOWN」位置と、シリンダ軸３９が液体シ
リンダ内に投入した場合の持上げられた位置即ち
「スリツプUP」位置との間を移動し得るようにさ
れている。スリツプ２９を昇降させる通常の過程
に於て、シリンダ出力軸３９は、スリツプを持上
げられた或いは押下げられた位置に保つ働きをす
る。シリンダ３７の液体圧が何らかの理由により
失われた場合、スリツプは、丁度持上げられ或い
は降ろされようとするパイプを把持することがで
きなかつたり或いは誤つたタイミングでそれを把
持してしまうことがあるからである。ハンドル３
３は、スリツプを手動により上げたり下げたりす
るために備えられている。

第３図はエレベータ１１の背面図であつて、本
発明に基くロツク機構４５がゲート２１の反対側
のエレベータの外面４６に取付けられている。ロ
ツク機構４５は、エレベータにボルト４９を以て
取付けるためのハウジング４７を有している。ロ
ツクロツド５１はクレビス５０及びピン５２によ
りスリツプ設定用ヨーク３５に連結するべく構成
された一端５３を有し、孔１９の垂直軸線に沿う
スリツプ２９の運動方向に対して概ね平行をなし
且ハウジング４７の面内にある方向に延び出す遊
端とを有している。

第５図に、ロツク機構４５がより詳細に示され
ている。カムアーム５７が、ハウジング４７の中
心支点５９に枢支されている。カムアーム５７
は、ロツクロツドの遊端５５を受容するべく構成
された一端にカムののど部６１を有すると共に、
他端６３を有している。カムアーム５７は、第４
図に示されているロツド係合上側位置と、第５図
に示されているロツク解除中立位置と、第６図に
示されているロツクロツド係合下側位置との間
を、支点支点５９の周りに回動し得るようにされ
ている。カムののど部６１は、カムアーム５７の
外面に形成されたスロツト６５を有しており、第
４図及び第６図に示されている上側及び下側位置
にあるロツクロツドを固定するべくカムをロツク
するための面を郭定する二つの互いに対向する側
壁６９、７１を有している。スロツト６５の側壁
７１は、なだらかに傾斜する凸面をなしており、
対向する側壁６９は、頂点７７に於て交差する上
側及び下側直線区間７３，７５を有している。ス
ロツト６５は、ボルト８３によりカムアーム５７
の外面に固着された交換可能なインサート７９，
８１からなるものとすることができる。ロツクロ
ツド５１は、ボルト８９によりハウジングに固着
された上側及び下側ブラケツト８５，８７により
スロツト６５に対して垂直方向に沿つて整合され
た位置に保たれる。

カムアームを支点５１の周りに手動により回動
し得るように、カムアーム５７にハンドル９１を
設けることができる。円筒形の基端９７及び出力
軸９９を有する液体シリンダ９５などからなる付
勢手段が、カムアームをロツク解除中立位置に向
けて付勢するべく、支点１０１に於てハウジング
４７に枢支されていると共に、支点１０３に於
て、出力軸９９を以てカムアームの他端６３に枢
支されている。液体シリンダの出力軸９９は、シ
リンダ９５の液体入口１０５から供給される液体
の圧力がない時には、コイルばね１００により基
端９７から離反する向きに即ち外向きにばね付勢
されている。

第３図に示されているように、クレビス１０８
及びピン１１０によりスリツプ設定用ヨーク３５
に連結された一端１０９と、カムアームの他端６
３の面に交差する面内に於てロツクロツドに対し
て概ね平行をなす向きに延び出す遊端１１１とを
有するヨークロツド１０７が用いられている。引
張りスリーブ１１３が、出力軸の支点１０３に於
てカムアームの他端６３に固着されている。第５
図に示されているように、引張りスリーブ１１３
はヨークロツド１０７の下側部分１１５を摺動可
能に受容している。液体シリンダ９５内の液体圧
力が失われた時に、カムアーム５７をロツクロツ
ド係合上側及び下側位置の何れかに向けて付勢す
るために、上側及び下側コイルばね１１７，１１
９が引張りスリーブ１１３の両端に配置されてい
る。引張りスリーブ１１３及びばね１１７，１１
９は、液体圧力が失われた際にカムアーム５７を
適切なロツク位置に向けて付勢するための引張り
手段を全体として構成している。シリンダ９５の
液体入口１０５に接続された液体圧力源はまた、
第３図に単純化されて示されているように管路１
０２，１０４を経てスリツプ作動用の液体シリン
ダ３７にも接続されているため、スリツプ作動用
の圧力が失われると、シリンダ９５に供給される
液体圧力も失われることとなる。

次に本発明に基くロツク機構の作動の要領につ
いて説明する。

スリツプ２９が上側及び下側位置の間を通常の
運動を行う際、ロツク機構４５は、第３図及び第
５図に示されているロツク解除位置即ち中立位置
にある。この位置にあるとき、ロツクロツド５１
はブラケツト８５，８７及びカムアーム５７のカ
ムののど部６１内に於て自由に上下に摺動するこ
とができる。ヨーク３５を第３図に示されている
伸出位置と没入位置との間で傾動させるために管
路１１６からシリンダ３７に加えられる液体圧力
は、シリンダ９５の液体入口１０５にも加えられ
る。この液体圧力は、軸９９のばね付勢力に打克
ち、軸９９をシリンダ９５内に没入させ、その結
果カムアーム５７が整合し、支点５９，１０３，
１０１が一直線上に整合することとなる。

さてエレベータが、昇降されるべきパイプ、ケ
ーシング若しくはチユーブの列に対して配置さ
れ、スリツプが、液体シリンダ３７の軸３９が完
全に没入し且ヨーク３５の後部４０が最も低い位
置にある「UP」位置にあるものとする。

液体シリンダ３７の片側に加えられた液体圧力
は、軸３９を没入位置に保持し、スリツプを上側
位置に保持する。液体圧力が何らかの理由により
失われると、軸３９が延び出そうとし、ロツク機
構がなければスリツプを下側位置即ちセツト位置
に移動させようとする。しかしながら、第４図に
示されているように、入口１０５に液体圧力が加
えられていないと、液体シリンダ９５内の圧縮コ
イルばね１００が軸９９を外側に向けて付勢す
る。スリツプの位置によつては、コイルばね１１
７、１１９がカムアームの他端６３を中心から外
れた適当なロツクロツド係合位置へと付勢しスリ
ツプを固定することとなる。例えば、第４図に示
されているように、ロツクロツド５１及びヨーク
ロツド１０７がその最も下側に伸出した位置にあ
る「UP」位置にあるものとする。そのとき、軸
９９が、入口１０５に於ける液体圧力のために内
側に向けて付勢されていないものとすれば、コイ
ルばね１１７が圧縮され、支点１０３を中心から
外れた下側位置に向けて付勢することとなる。液
体圧力が失われると、ばね１１７が支点１０３を
中心から外れた位置へ向けて付勢し、外向きにば
ね付勢された軸９９の作用を助けることとなり、
その結果カムアームの他端６３を下向きに駆動
し、スロツト６５の上側区分７３及び側壁７１に
対する楔作用を介してロツクロツド５１に作用さ
せることとなる。

液体の圧力が失われる前にスリツプが
「DOWN」即ちセツト位置にあつたものとする
と、コイルばね１１９が圧縮され、支点１０３を
上向きに付勢することとなる。第６図に示されて
いるように、入口１０５の液体圧力が失われる
と、コイルばね１００が支点１０３を中心から外
れた位置に向けて押すこととなり、軸９９が、カ
ムアームの他端６３を上向きに押し、側壁６９の
下側区分７５と側壁７１に対する楔作用を介して
ロツクロツド５１に作用する働きを助けることと
なる。このようにヨークロツド１０７、ばね１１
７，１１９及び液体シリンダ９５は、スリツプ２
９の位置に応じて、カムアーム５７を適当なロツ
クロツド係合上側及び下側位置の間で位置決めす
るための手段を構成していることが解る。

ヨークロツド１０７に取付けられた上側及び下
側カラー１２１，１２３は、ばね１１７，１１９
の張力を調節可能にするため、入口１０５に於て
液体圧力が存在する時は、通常の条件下に於て５
゜を越えて中心から外されることがない。このよ
うにばね１１７，１１９はそれぞれ独立に調節で
きるため、ヨークロツド１０７の垂直方向運動
は、軸９９を没入させる力に打克つことはない
が、液体圧力が失われた場合に支点１０３を最初
に中心から外れた位置に動かすのに充分な力を発
生することができる。

液体シリンダ９５に代えて機械的な圧縮コイル
ばねを用いた場合、ロツク機構は手動により操作
することが可能となる。この場合、ロツク機構
は、ロツク用のカムアーム５７をハンドル９１を
用いて手動により中心支点５９の周りに時計廻り
若しくは反時計廻りに回動させることにより操作
される。このロツク機構の手動操作の際、ヨーク
ロツド１０７及びコイルばね１１７，１１９は必
要でない。

本発明は幾つもの利点を有している。本発明に
基くロツク機構は、スリツプを積極的にロツクす
るに際して液体圧力の存在を必要としない。ロツ
ク機構は通常の作動条件下に於ては作動しない
が、液体圧力が失われた時にスリツプをそのまま
の状態にロツクする働きをする。ロツク機構が、
スリツプを駆動するシリンダの液体圧力が失われ
た時に作動するものであるために、スリツプが上
下位置の間を移動する度毎にロツク機構を手動に
よりリセツトする必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基くスリツプ式エレベータ
の平面図である。第２図はスリツプの作動要領を
示すために一部破断して示す第１図のエレベータ
の側面図である。第３図はロツク機構が取付けら
れている様子を示すために一部破断して示す第１
図のエレベータの背面図である。第４図は「スリ
ツプUP」位置にある第３図のロツク機構の拡大
図である。第５図は「中立」位置による第３図の
ロツク機構の拡大図である。第６図は「スリツプ
DOWN」位置にある第３図のロツク機構の拡大
図である。 １１……エレベータ、１３……円筒体、１５…
…ボール、１７……耳片、１９……孔、２１……
ゲート、２３……支点、２５……門口、２７……
ラツチ機構、２９……スリツプ、３０……ピン、
３１……スリツプ面、３２，３４，３６……リン
ク、３５……ヨーク、３７……液体シリンダ、３
８……前部、４０……後部、４１，４２……支
点、３３……ハンドル、４５……ロツク機構、４
６……外面、４７……ハウジング、４９……ボル
ト、５０……クレビス、５１……ロツクロツド、
５２……ピン、５３……一端、５５……遊端、５
７……カムアーム、５９……支点、６１……カム
ののど部、６３……他端、６５……スロツト、６
７……外面、６９，７１……側壁、７３……上側
区分、７５……下側区分、７７……頂点、７９，
８１……インサート、８３……ボルト、８５，８
７……ブラケツト、８９……ボルト、９１……ハ
ンドル、９５……液体シリンダ、９７……基端、
９９……出力軸、１０１，１０３……支点、１０
５……入口、１０７……ヨークロツド、１０８…
…クレビス、１０９……一端、１１０……ピン、
１１１……遊端、１１３……スリーブ、１１５…
…部分、１１７，１１９……コイルばね、１０
２，１０４……管路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ テーパを付されたボール１５内の一連のスリ
   ツプ２９とこれらのスリツプを枢支する為のスリ
   ツプ設定用ヨーク３５とを有する型式のスリツプ
   式エレベータのためのロツク機構にして、前記ス
   リツプ設定用ヨーク２９に連結されるべく構成さ
   れ前記ボール１５内の前記スリツプ２９の移動方
   向に実質的に平行に延在する遊端５５を含む一端
   部５３を有するロツクロツド５１と、エレベータ
   に中心支点にて装着されたカムアーム５７とを有
   し、前記カムアームは前記ロツクロツドの遊端５
   ５を受けるべく構成された一端にカムののど部６
   １を有しており、前記カムアーム５７は前記中心
   支点の周りに上側及び下側のロツクロツド係合位
   置（第４図、第６図）と中央のロツク解除位置の
   間に枢動可能であることを特徴とするロツク機
   構。 ２ 特許請求の範囲第１項のロツク機構にして、
   前記カムアーム５７は他端６３を有し、基端９７
   と他端９９とを有するバイアス装置９５が設けら
   れており、前記他端は前記基端９７にて前記エレ
   ベータ１１に枢動式に装着されまた前記他端にて
   前記カムアームの他端９３に枢動式に装着され、
   前記カムアーム５７を前記ロツク解除状態の中立
   位置に押しやるようになつていることを特徴とす
   るロツク機構。 ３ 特許請求の範囲第２項のロツク機構にして、
   前記カムアーム５７が前記中心支点の周りに前記
   ロツク解除状態の中立位置へ回動されていると
   き、前記バイアス装置の枢点１０１，１０３は前
   記中央支点５９と整合しており、前記カムアーム
   ５７が前記中心支点の周りに前記上側及び下側の
   ロツク係合位置に枢動されているとき前記枢点１
   ０１，１０３，５９は整合より外れていることを
   特徴とするロツク機構。 ４ 特許請求の範囲第１項〜第３項の何れかのロ
   ツク機構にして、前記カムのど部６１は前記カム
   アーム５７の外面に形成されたスロツト６５を有
   し、前記スロツトは前記ロツクロツド５１を前記
   の上側及び下側位置に固定する為のカム固定面を
   郭定する両側壁６９，７１を有していることを特
   徴とするロツク機構。 ５ 特許請求の範囲第１項〜第４項何れかのロツ
   ク機構にして、前記バイアス装置の枢動点１０３
   と反対側にある前記カムアームの端部には前記カ
   ムアーム５７を前記中心支点５９の周りに手にて
   枢動させるためのハンドル９１が設けられている
   ことを特徴とするロツク機構。 ６ 特許請求の範囲第１項〜第５項の何れかのロ
   ツク機構にして、前記バイアス装置９５は円筒状
   の基端９７と出力軸９９を有し、流体シリンダ
   は、前記エレベータ１１にその基端９７にて枢動
   式に装着されまた前記カムアームの他端９３に前
   記出力軸９９にて枢動式に装着されていることを
   特徴とするロツク機構。 ７ 特許請求の範囲第６項のロツク機構にして、
   前記流体シリンダの出力軸９９は前記流体シリン
   ダ９５に流体圧が作用していないときばねによる
   偏倚力によつて前記基端９７より離れる方向へ付
   勢されていることを特徴とするロツク機構。 ８ 特許請求の範囲第６項〜第７項のロツク機構
   にして、前記スリツプ設定用ヨーク３５に接続さ
   れた一端と前記ロツクロツド５１に実質的に平行
   に延在する遊端１１１とを有するヨークロツド１
   ０７が設けられており、前記ヨークロツド１０７
   には前記流体シリンダ９５に於ける流体圧が消失
   したとき前記カムアーム５７を前記上側及び下側
   ロツクロツド係合位置の選択された一つへ向けて
   押しやるばね手段１１７，１１９が設けられてい
   ることを特徴とするロツク機構。 ９ 特許請求の範囲第８項のロツク機構にして、
   前記ヨークロツド１０７上の出力軸ばね１００と
   前記ばね手段１１７，１１９は前記流体シリンダ
   ９５に於ける流体圧が消失したとき前記カムアー
   ムを前記上側及び下側ロツクロツド係合位置の選
   択された一つへ向けて押しやる反対方向の力を及
   ぼすことを特徴とするロツク機構。 １０ 特許請求の範囲第９項のロツク機構にし
   て、前記流体シリンダのための圧力源が前記スリ
   ツプを作動させる為の流体圧源に接続されている
   ことを特徴とするロツク機構。 １１ 特許請求の範囲第９項〜第１０項の何れか
   のロツク機構にして、前記カムアームの他端には
   前記出力軸枢動点１０３にテンシヨンスリーブ１
   １３が固定されており、前記テンシヨンスリーブ
   １１３は前記ヨークロツド１０７の遊端を摺動式
   に受けるよう構成されており、前記ばね手段１１
   ７，１１９は前記テンシヨンスリーブ１１３の両
   側に配置されたコイルばねを有することを特徴と
   するロツク機構。