JPH0641076B2 - 管状部材を回転しないように確保するバックアップ・トング・確保方法、および動力トング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、パイプ部材を連結または分離するために使用
される動力トングに係り、特にパイプ部材を回転しない
ように確保するのに用いられるバックアップ・トングに
関するものである。また、本発明は、はさみ型のトング
であって、上本体部分が下本体部分に対して相対回転し
て、ドリルパイプに通常必要とされる、連結または分離
のための高いトルクを得るトングに関するものである。

従来技術、および発明が解決しようとする課題 動力回転トングは、通常、上管状部材（例えば、ケーシ
ング、ドリルパイプまたは管）を、固定した下管状部材
に対して相対回転させ、それによってそのような部材を
ねじ回し関係で連結または分離するために用いられる。
そのような動力回転トングを使用するときには、一般に
下管状部材の回転を積極的に防止することが望ましい。
さもなければ、最初の分離動作または最終の連結動作の
間に高トルクが動力回転トングによって上管状部材に加
えられるとき、下管状部材の回転が生じ得る。

下パイプを把持してその回転を防止するために、従来、
手動または動力式のバックアップ・トングが使用されて
いる。一般に、トング操作者は、手動バックアップ・ト
ングよりも動力バックアップ・トングを好む。手動バッ
クアップ・トングの例は、米国特許第２６６８６８９号
および第３３８０３２３号に説明されている。そのよう
な手動トングは、通常、作業者の追加作業を必要とし、
上パイプが高トルクを受ける際に、下パイプを回転しな
いように完全に把持することは不可能である。

動力バックアップ・トングは、米国特許第２５４４６３
９号、第４４０２２３９号、英国特許第１３４８９５４
号に開示されている。しかし、そのようなバックアップ
・トングの欠点は、回転を阻止するため適切にパイプを
把持するために用いられる外力が、パイプを押し潰すほ
どに大きな把持力が印加されることである。さらに、米
国特許第３５１８９０３号に示されるごとき閉喉型バッ
クアップ・トングは、多くの現場調整を必要とし、従っ
て、高価な石油回収作業を遅れさせる傾向があるととも
に、パイプセクション（パイプの結合部分）に対して横
方向から配置できず、また横方向に取外すことができな
い。

米国特許第４２９０３０４号には改良されたバックアッ
プ・トングが開示されている。該米国特許には、複数の
ヘッドを担持する、油圧モータによって回転されるケー
ジプレート組立体が示されている。ケージプレート組立
体が回転するにしたがって、ヘッドが内方へ駆動され、
トング本体に固定されたカムリングのカム面によってパ
イプと係合する。トングは、トング本体に固定された支
持突起と、ケージプレートに取付けた支持ピンとを使用
してケージプレート開口をトング本体の開口に対して自
動的に整合させ、したがってパイプに横方向からトング
が脱着され得る。

先行技術による動力トングは、一般にはさみ型トングと
呼ばれるトングであって、上トング本体が上パイプセク
ションを把持し、下トング本体が下パイプセクションを
把持し、次いでこれらトング本体が互いに相対的に回転
されて、パイプのねじ回し連結またはねじ回し分離を行
うようにされたものを含む。一般的に、僅かに１０゜〜
２０゜の回転が単一はさみまたはラチェット運動によっ
て得られるに過ぎないから、通常、はさみ型トングは、
或るドリルパイプ作業に必要とされる最終連結トルクお
よび分離トルクを供給するためにのみ使用される。従っ
て、ドリルパイプ・セクションをたがいにねじ回し関係
で結合（螺合）するために、往々にしてスピンナが利用
され、はさみトルクは、極度に大きいトルクを必要とす
る最後の３０゜角度の連結回転または最初の３０゜角度
の分離回転のためにのみ使用される。スピンナとはさみ
型トングは、その結合によって単一装置にすることがで
きるが、そのような例が、米国特許第２７０５６１４
号、第３６２９９２７号、第３７９９００９号に示され
ている。

はさみ型トングの初期実施例は、米国特許第２７３７８
３９号および第２８７１７４３号に開示されており、そ
こでは、揺動可能なレバーが各パイプ・セクションを係
合させるように作用する。米国特許第２７６０３９２号
に示されるはさみ型トングの一変形例では、上下のヨー
ク部材が相対的に回転する。

前記はさみ型トングの多くの欠点は、連結または分離作
業を遂行するため極度に多大の作業が要求されることで
ある。また、はさみ型トングは、或るバックアップ・ト
ングに関連して既に指摘されたいくつかの欠点をも有す
る。すなわち、ヘッドとパイプとの間の回転を防ぐため
に、パイプの完全把持用動力装置は、ヘッドがパイプを
押し潰すか、または損傷する程度に強烈である。さら
に、はさみ型トングは、典型的に、トングの開喉部分を
互いに整合させる補助装置を使用するが、そのような補
助装置はさらに作業者の作業量を増し、あるいは信頼性
を欠き、したがって、トングは横方向への運動によっ
て、パイプに対して容易かつ信頼性をもって着脱するこ
とは不可能である。

さらに、在来のはさみ型トングが、米国特許第３９２１
４７３号および第４０８２０１７号に図示説明されてい
る。後者に開示される在来形のはさみ型トングにおいて
は、上下のトング部分が、上パイプ・セクションと下パ
イプ・セクションをそれぞれ把持するように働く。米国
特許第４０８２０１７号に示されるように、上下のトン
グ・セクションは、両者の間に連結介装されたシリンダ
によって回転される。

課題を解決するための手段、および作用 本発明によれば、トング本体内に結合されたカケリング
と、該カムリングに対して相対回転し得るケージプレー
ト組立体であって複数のヘッドを担持するものと、トン
グ本体に揺動可能に結合されたピボット棒に各一端にお
いて結合された１対の油圧シリンダとを含むバックアッ
プ・トングが設けられる。油圧シリンダの１つは、その
他端において前記トング本体に結合され、他方の油圧シ
リンダは、その他端において前記回転し得るケージプレ
ート組立体に結合される。

本発明の一特徴によれば、トング本体とケージプレート
組立体は、それぞれ、開喉部（全周辺のある開喉ではな
く、周辺の一部が開放された形状の開喉部分を意味す
る）を有し、従ってトングはパイプに対して横方向から
着脱可能である。前記油圧シリンダの１つが完全に伸長
され、一方、前記他方の油圧シリンダが完全に後退せし
められることによって、開喉ケージプレート組立体がト
ング本体に対して整合され、それによってパイプに対し
て容易にトングが着脱可能である。

本発明の他の特徴によれば、各油圧シリンダのシリンダ
端がピボット棒に揺動自在に結合され、一方、各油圧シ
リンダのロッド端が、トング本体またはケージプレート
組立体に揺動自在に結合される。前記シリンダは、両シ
リンダが伸長されるときまたは両シリンダが後退せしめ
られるとき、概ね同じ最大出力を供給するように寸法を
選ばれており、ピボット棒の枢支点は、揺動自在の油圧
シリンダとピボット棒との２つの結合点間の概ね中央に
位置づけられる。２つのシリンダは、ピボット棒と協働
して、両シリンダの伸長または後退動作によるケージプ
レート組立体の連結または分離回転を可能にする。

本発明の他の一特徴によれば、一方の油圧シリンダが、
ピボット棒を回転させるように作動し、他方の油圧シリ
ンダが、シリンダのロッド端とケージプレートとの結合
点と、ピボット棒端との間の距離を長くし、または短く
するように作動する。ケージプレート組立体は、２つの
シリンダとピボット棒との組合せによって、該シリンダ
の１つのみによって可能にされる回転角度よりも大きい
角度に亘って回転され得る。換言すれば、前記特徴によ
ってトングをより小型化することが可能である。なぜな
らば、前記各油圧シリンダは、単一行程の間に前記と同
一角度範囲で前記ケージプレート組立体を回転させ得る
単一シリンダと同一長さである必要がないからである。

本発明のさらに他の特徴によれば、各シリンダは、パイ
プ分離動作の間、後退位置にあり、したがって、分離動
作が完了した後、パイプからヘッドを離すために、各シ
リンダを伸長するように油圧を供給することによって最
大のケージプレート回転力が得られる。

本発明の他の一特徴によれば、本明細書で説明されるバ
ックアップ・トングが、上下のパイプ・セクションをそ
れぞれ掴持するための上下のトング本体を有するはさみ
型トングを構成するために利用され得る。他の１つの油
圧シリンダが、上下のトング本体間に結合され、そして
パイプ連結または分離のための高トルクを供給するよう
に、上トング本体を下トング本体に対して相対回転させ
るように作用する。

本発明の前記特徴および他の特徴、目的、利点は、一実
施例に関して以下述べる詳細な説明から明らかになるで
あろう。

実施例 第１図は、石油回収作業において通常使用されるケーシ
ング、ドリルパイプおよびチュービングの如きねじ切り
された管状部材の連結及び分離のため本発明に基づくバ
ックアップ・トング２２と共に使用される動力回転トン
グ１０の概略側面図である。動力回転トング１０は、本
体１２と、パイプの接続部を連結しまたは分離するべく
前記本体に対してケージプレート組立体１６を回転させ
るための制御器１４とを有する。動力回転トング１０は
開喉型であり、ドア１８を有し、従って動力回転トング
１０は横方向からパイプに着脱可能である。米国特許第
３２６１２４１号、第３３８０３２３号、第３５５０４
８５号には好適な動力回転トングが開示されている。米
国特許第４０８４４５３号には、本発明のバックアップ
・トングとともに使用する上で特に適する動力回転トン
グが開示されており、該特許を本明細書に援用する。

以下においてより詳細に説明されるように、バックアッ
プ・トング２２は、トング本体２４と、ケージプレート
組立体２８を回転させるためにトング本体２４に取付け
られた１対の油圧シリンダとを有する（第１図にシリン
ダ２６が示されている）。さらに、トング本体２４は開
喉部分を有し、該開喉部分がドア３０によって開閉可能
であり、従って動力回転トング１０とバックアップ・ト
ング２２は同時に横方向からパイプに対して着脱可能で
ある。動力回転トング本体１２とバックアップ・トング
本体２４は、動力回転トング１０に結合され、バックア
ップ・トング２２に形成された複数の穴を通って伸長す
る複数の脚２０によって、実質的に相対回転を阻止され
ている。バックアップ・トング２２はばね３６上に支持
される。ばね３６は脚２０に取付けられた好適な調整自
在のばね止め３８によって保持される。さらに、動力回
転トング１０に取付けられた下延部材３８は、連結トル
クの直接読出しを提供するためバックアップ・トング２
２上に配されたロード・セル３４と係合し、連結作動時
において上下のトング本体１２，２４の回転を阻止す
る。脚２０とロード・セル３４に関する詳細事項は、米
国特許第４４０２２３９号に開示されており、該米国特
許を本明細書に採用する。

第２図は、第１図に示されたバックアップ・トング２２
の上面図であり、同じ番号が既に説明された装置に対し
て用いられている。トング本体２４は、頂板４０と、該
頂板と実質的に同等の底板と、両板間の側壁部分とから
成っている。ケージプレート組立体２８は、ケージプレ
ートボルト４２によって確保された複数のローラによっ
てトング本体２４に回転自在に取付けられている。好適
な開閉扉部材（ドア）３０は、高トルク作用下での開喉
トング本体の拡開を最小にするためのラッチ装置４４を
有するものとして示されている。

本発明に基づくケージプレート組立体２８を回転させる
駆動装置は、シリンダ２６，４６を含み、これらシリン
ダは、ピボットジョイント６０，５８においてそれぞれ
剛性の大きなピボット棒５４に揺動自在に結合されてい
る。シリンダ４６のロッド６２は、上方へ突出したピン
６６によって頂板４０に揺動自在に結合されている。シ
リンダ２６のロッド６４は、ケージプレート組立体２８
に取付けられた耳片６８に７０において揺動自在に結合
されている。ピボット棒５４は、頂板４０から上方へ突
出するピン５６を中心として揺動する。ピン５６は、横
方向からパイプを受入れるために、トング本体２４の開
喉部分の中心に対して整合されることが好都合である。
後で説明されるごとく、ピボット棒５４、シリンダ４６
およびシリンダ２６は、トング本体２４に相対してケー
ジプレート組立体２８を回転させるとともに、トング本
体２４の開喉に対してケージプレート組立体２８の開喉
部分を自動的に整合させるように協働する。

また、第２図は下方へ延びる脚２０を受け入れるためト
ング本体２４の頂板と底板との双方に貫設された好適な
穴４８，５０を示している。トング本体２４の後部から
延びるアーム５２は、ロード・セル３４を支持する。ケ
ージプレート組立体２８は１対の揺動可能のヘッド７２
を有し、各ヘッドはトング本体２４に結合されたカムリ
ング７６のカム作用面と係合するカムローラ７４を担持
する。各ヘッド７２のカム作用面は、分離カム面７８、
連結カム面８０および中立カム面８２を含む。トング本
体２４の頂底両板に結合された好適なカムリングと、摺
動ヘッドを使用する好適なケージプレート組立体との細
部は、米国特許第４０８２０１７号にさらに詳細に説明
されており、そして好適なカムリングのカム作用面およ
びケージプレート組立体の他の好適な一実施例に関する
一そうの細部が米国特許第４０８４４５３号に説明され
ている。

第３図を参照すると、第２図に示された装置の簡略上面
図が描かれている。ケージプレート組立体２８Ａは、シ
リンダ４６Ａが完全に伸長動作せしめられそしてシリン
ダ４６Ｂが完全に後退動作せしめられたとき、中立位置
に保たれることは理解されるであろう。ピボット・ピン
５６，５６Ａはトング本体２４に相対して固定され、し
たがって、ピボット棒５４Ａの位置とピホット・ピン６
０Ａの位置は、シリンダ４６Ａの伸長または後退動作に
よって決定される。

上パイプが動力回転トングによって連結されつつある時
に下パイプの回転を阻止する位置へ、本発明のバックア
ップ・トング２２をその中立位置から移すためには、シ
リンダ２６Ｂは第４図に示されるごとく伸長動作せしめ
られる。シリンダ２６からのロッド６４の伸長は、図示
のごとくケージプレート組立体２８Ｂを回転させ、した
がって各カムローラ７４が固定カムリング７６の中立位
置から偏位した連結カム面８０と係合し、ヘッド７２に
よる下パイプのつかみ力が得られることになる。

上パイプが動力回転トングによって分離されつつあると
き、下パイプの回転を阻止する位置へ、前記バックアッ
プ・トング２２をその中立位置から移すためには、シリ
ンダ４６Ｃは第５図に示されるごとく後退せしめられ
る。シリンダ４６内へのロッド６２の後退はピン５６を
中心とするピボット棒５４の回転を生じさせ、それによ
って図示のごとくケージプレート組立体２８Ｃの回転を
生じさせる。したがって、カムローラ７４のおのおの
は、固定カムリング７６の分離カム面７８に沿って相対
的に動き、分離動作の間における下パイプの実質的回転
を阻止する。

好ましくは各シリンダ２６，４６の行程は、カムローラ
７４が、中立位置からカム面７８または８０上の位置
（すなわちヘッド７２の把持爪部分（ダイス）によって
パイプが把持される関係になる位置）まで十分移動でき
るように選ばれており、もし必要ならば、各シリンダ２
６，４６の最大行程は、各カムローラがカム面の末端に
まで到達し得る大きさにすることが好ましい。典型的に
は、中立カム面が連結カム面または分離カム面に連なる
点から約６．３５mm（１／４インチ）〜１９mm（３／４
インチ）の距離だけ、各カムローラがカム面に沿って動
いた後にヘッド７２の把持爪部分（ダイス）がパイプを
つかむことになる。したがって、ヘッド７２がパイプに
対しつかみ係合関係に入った後、ケージプレート組立体
が回転し続けてカム面に添ってさらにカムローラを相対
移動させ得るように各シリンダの最大行程が設定され
る。また、シリンダ２６，４６への油圧管に調節自在の
調圧弁を設け、従って、各シリンダへの最高圧力はパイ
プに対するヘッド７２の強いつかみ係合を保証するため
に必要な値、例えば約１０５kg／cm²（１５００psi
）、に設定され得ることが望ましい。動力トングにお
ける標準的な慣行に従って、本発明のバックアップ・ト
ング２２と組合わされるヘッド７２は、容易に互換可能
であり、従ってバックアップ・トング２２と共に使用さ
れる特定ヘッド寸法は、つかみ係合さるべきパイプの直
径に応じて決定される。各シリンダ２６，４６への圧力
を調節する制御器１５はバックアップ・トング本体に位
置されるか、または、第１図に示されるごとく、回転ト
ング即ち動力回転トング１０の制御器１４に隣接して位
置される。また、第１図には前述した方式でシリンダ２
６，４６への流体圧力を制御するための代表的な調圧弁
１７が描かれている。動力回転トングおよびバックアッ
プ・トングのための標準的可撓流体管も、スキッド装架
油圧動力装置も第１図には示されていない。

シリンダ２６，４６がパイプに対してヘッド７２をつか
み係合関係になした後、シリンダ２６，４６は、第４図
および第５図に示されるごとく、概ね後退動作せしめら
れ、または伸長動作せしめられる。これらシリンダに対
する油圧は、実際の連結または分離作動間は中断される
か、または、この作動の間前記シリンダへの圧力は維持
される。当業者であれば理解できるだろうが、上位の動
力回転トングが上パイプを回転させるに伴なって、下パ
イプにトルクが伝達される。したがって、下パイプに伝
達されるトルクは、ケージプレート組立体２８をバック
アップ・トング本体２４に対してさらに回転させるが、
この回転によると、カム面に添ってさらにカムローラを
動かす、すなわち中立カム面からさらに離れてカムロー
ラを動かすことになる。したがって、実際のパイプ連結
またはパイプ分離作業の間、ヘッド７２の把持爪部分
（ダイス）によって下パイプの回転を阻止可能にするた
めに十分大きな力を、シリンダ２６，４６からヘッド７
２に付与する必要がない。これらシリンダは、ヘッドの
把持爪部分（ダイス）がパイプをつかむために十分な力
を与えることを要するに過ぎず、その後、ヘット７２か
らパイプへの把持力が、回転動力トング１０からパイプ
に対して伝達され、同方向へケージプレート組立体が運
動せしめられ、ヘッド７２のカムローラがさらにカム面
に沿って相対移動し、それによって、ヘッド７２からパ
イプへ伝達される把持力がさらに増大可能である。

バックアップ・トングにおける前記のごとき固定カムリ
ング・回転ケージプレート方式の利点の一つは、バック
アップ・トングが下パイプを回転しないように確保する
ために必要とされる以上に不必要な把持力が下パイプに
伝達されないことである、換言すると、シリンダ２６ま
たは４６の作動は、ヘッド７２のカムローラを、カム面
に添って概ね６．３５mm（１／２インチ）だけ中立カム
面の端位置から相対移動させ、その位置において、ヘッ
ド７２はパイプに対してつかみ係合関係になる。その
後、シリンダにおける圧力が解除され、ヘッド７２のカ
ムローラは、回転動力トングによって上パイプに最初に
トルクが印加されたそのままの位置に留まることができ
る。さらに、追加のトルグが上パイプに供給されると、
下パイプも同じ方向へ（おそらく２゜〜５゜だけ）回転
する傾向を示し、それによって、カム面に添ってさらに
カムローラが相対移動し得る。かくして、最終的な連結
トルクが回転動力トングによって供給されるとき、バッ
クアップ・トングからパイプへ追加の把持力が与えら
れ、下パイプを保持してその実質的な回転を防ぐが、バ
ックアップ・トングのヘッド７２によって下パイプへ伝
達される力は、下パイプがバックアップ・トングによっ
て潰されるほど不必要に大きくはない。斯様に、バック
アップ・トングによって供給される把持力は、回転動力
トングによって生じるトルクに対して自動的かつ直接的
に反応する。かくのごとき特色によって、シリンダ２
６，４６が比較的軽量化されしかも信頼性を維持し得る
ことは明らかである。なぜならば、シリンダは回転動力
トングによってパイプに供給されるトルクに対し反作用
しようとしないからである。

既に述べたごとく、両シリンダ２６，４６が、第５図に
示されるごとく、分離操作の間概ね後退動作せしめられ
ることが、本発明の特色の一つである。この特色の利点
は、各シリンダ２６，４６から提供される最大量の力
が、（各シリンダ・ピストンの最大空間を利用すること
によって）これらシリンダの伸長動作の間に発生される
ことである。一般に、シリンダ２６，４６からの最大所
望力は、パイプ分離動作が実行された後、ケージプレー
ト組立体をその中立位置へ復帰するように回転させるた
めに必要であろう。換言すると、シリンダ２６，４６か
らの大きな力は、前述のごとく、ダイスをパイプに対し
てつかみ係合関係に入らしめ、そしてその状態に保つた
めケージプレート組立体をその中立位置から何れかの方
向へ回転させるには発生されることを要しない。しか
し、ケージプレート組立体をそのロックされた把持位置
から中立位置へ強力に回転復帰させるためにはシリンダ
からの比較的大きな力が要求される。この問題すなわち
ロックされた把持位置から中立位置へ復帰するようにケ
ージプレート組立体を回転させるため摩擦に打勝つ問題
は、「バック・バイティング」（復帰時咬着）問題と呼
ばれることが多い。分離トルクは連結トルクよりも大き
いことが多い。バック・バイティング問題は、仮にそれ
が少しでもあるとすれば、最大トルクがバックアップ・
トングによって抵抗されることに直接的に関係するか
ら、シリンダ２６，４６からの最大所望力は分離動作後
に存在して、シリンダが前記バック・バイティング問題
に打勝ってケージプレート組立体を中立位置へ復帰する
ように運動させることを可能ならしめることが好ましい
と考えられる。もしも、摺動ヘッドがバックアップ・ト
ングのケージプレート組立体内に設けられるならば、ケ
ージプレート組立体が中立位置まで回転されて復帰する
と同時に、摺動ヘッドを後退させるため付勢装置（例え
ば、ばね）が利用され得る。好適な摺動ヘッドおよび付
勢装置の一構成が、米国特許第４２９０３０４号に開示
されており、該特許は本明細書に採用される。

第６図は本発明に基づく好適なはさみトング８４の背面
図である。該はさみトング８４は、上本体組立体８６と
下本体組立体８７とを有し、これら組立体の各々は既に
説明されたバックアップ・トングと構造的にそして作用
的に同様である。すなわち、上本体８６が１対のシリン
ダ９０，９２を有し、各シリンダが、一端においてケー
ジプレート組立体を該本体に対して回転させるためのピ
ボット棒８８に結合されている。下本体８７は、１対の
シリンダ９１，９３を有し、各シリンダは一端において
ケージプレート組立体を該本体に相対して回転させるた
めピボット棒８６に結合されている。上本体８６と下本
体８７とが物理的近接関係（ドリル・パイプの連結に特
に望ましい）にあることを可能にするため、前記シリン
ダ９１，９３およびピボット棒８９は下本体８７の下ト
ング板の下方に配設される。第６図に示されるはさみる
トングと第１図に示されるトング組立体との間の主な相
違点は、上本体８６と下本８７が相互にはさみのように
回転するように構成されていることである。この回転
は、油圧シリンダ９６によって生じさせることが好都合
である。該油圧シリンダ９６はそのシリンダ部分におい
て下本体８７に揺動自在に結合され、そしてそのロッド
端９８において部材９４に揺動自在に結合されている。
部材９４は上本体８６に固定結合されている。好適なは
さみトングの作動と、好適な油圧シリンダ９６の取付け
に関するさらに詳しいことは米国特許第４０８４４１７
号に開示されており、該発明は本明細書に援用される。

パイプ連結動作の間、油圧シリンダ９６が先ず伸長動作
せしめられ、従ってトングが開き、すなわちトング組立
体８７を上から見た状態で、上本体８６は下本体に対し
て相対的に反時計回りの方向に１５゜回転される。その
後、上本体８６および下本体８７のシリンダ９０〜９３
が作動され、それによって上本体及び下本体の把持爪部
分（ダイス）はパイプに対してつかみ係合関係になされ
る。次いで、シリンダ９６が後退せしめられ、上シリン
ダは（トング組立体を再び上から見たとき）、下シリン
ダに対して相対的に時計方向に動かされ、かくして上パ
イプを下パイプに対し螺進させる。シリンダ９６が後退
動作せしめられたならば、シリンダ９０，９２が再び作
動されて上本体８６のヘッドをパイプとの係合から解除
し、そのあと、この過程が、シリンダ９１，９３が下本
体のダイスを下パイプに係合状態に保って、反復され
る。パイプ分離動作のときは、上下のトング本体が、先
ず互いに整合され、シリンダ９０〜９３がヘッドが上下
のパイプをつかむように作動され、そしてシリンダ９６
が伸長動作せしめられて上トング本体を下トング本体に
対して相対的に反時計回り方向に回転させる。既に述べ
たごとく、従来、はさみトング８４は最終所望連結トル
クを生じさせるとき、またはねじ結合を最初に分離する
ときのみに用いられている。従って、別個のスピンナ装
置（図示せず）がねじ結合部の連結または分離のため従
来通りに設けられ、これとともに、はさみトングが最終
連結トルク、または最初の分離トルクを提供するための
みに使用される、 第７図は中立位置におけるシリンダ９０，９１，９２，
９３の位置を示し、破線は下トング本体８７のためのシ
リンダとピボット棒を表わし、実線は上トング本体８６
のためのシリンダとピボット棒を表わす。上トング本体
８６および下トング本体８７のケージプレート組立体
は、パイプ連結動作または分離動作の間、同一方向に回
転しなければならないことは明らかである。これは、連
結動作においては、上トング本体８６のシリンダ９２を
延伸することと、下トング本体８７のシリンダ９２を伸
長動作せしめることとによって達成される。分離動作に
おいては、全４つのシリンダ９０，９１，９２，９３が
後退動作せしめられる。それは、やはり、分離動作の完
了後にシリンダを中立位置へ戻すように「バック・バイ
ティング」すなわち復帰時咬着に打勝つために、シリン
ダからの最大の力を考慮に入れる。本例においては、シ
リンダ９６の作動が下本体８７と上本体８６との相対回
転を生じさせることによって、所望トルクで接続部を連
結または分離する仕事が達成される。好ましくはシリン
ダ９６は第６図に示されるごとく形成され、したがっ
て、シリンダ９６が伸長動作せしめられるときに得られ
る該シリンダからの最大の力は、連結動作の間ではなく
分離動作の間に発生される。シリンダ９６の作動間、上
トング本体８６と下トング本体８７とのケージプレート
組立体は、パイプにおける把持力を増すため数度（゜）
回転し、この回転は、ヘッドのカムローラが、パイプと
係合するため中立位置から初めに回転されたときの方向
と同じである。

用語「上」および「下」は、ドリル使用現場における構
成部品の在来配列を説明する相対的用語である。本発明
の装置は、水平位置においてパイプの接続部を連結また
は分離するために使用することができ、この場合、該装
置は、バッキング（bucking ）機械と呼ばれるのが普通
である。

以上の複数の実施例は、本発明の原理を単に例示説明す
るものである。本明細書で説明されたバックアップ・ト
ング及びはさみトングは、摺動ヘッドまたは蝶番ヘッド
を使用可能である。また、そのような装置のケージプレ
ート組立体は、部分的リング部材またはトング板もしく
はこれら両方と係合する好適なケージプレートローラに
よって支持され、それによって回転可能に案内される。
第６図に示されるごとく、トング本体に対して相対的に
ケージプレート組立体を回転させるための油圧シリンダ
が上板上にまたは下板の下に設けられる。また、シリン
ダとケージプレート組立体との接触を防ぐためにトング
本体の幅が増加されなくてはならないが、これら油圧シ
リンダ及び揺動棒を上下トング板間に設けることが望ま
しい。多くの修正及び変更が、本発明の範囲内で施され
得る。上に説明された修正及び当業者には明らかなその
他の修正は、本発明の精神および範囲内にあることが意
図される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、上トング本体と、本発明に基づく動力バック
アップ・トングの単純化された側面図；第２図は、第１
図に描かれた下バックアップ・トングの上面図であり、
内部の構成要素を明示するためケージプレート組立体の
一部分が除去されている図面；第３図、第４図および第
５図は、それぞれ、中立態様、連結態様および分離態様
におけるケージプレート組立体、油圧シリンダおよびピ
ボット棒の相関位置を示す簡略上面図；第６図は、本発
明に基づく好適なはさみ型トングの端面図；第７図は、
中立位置にある本発明はさみ型トングの上及び下ケージ
プレート回転シリンダ及びピボット棒の相関位置を示す
簡略上面図である。 １０：動力回転トング、２２：バックアップ・トング、
２４：トング本体、２６，４６：油圧シリンダ、２８：
ケージプレート組立体、４０：頂板、５４：ピボット
棒、７６：カムリング、７８：分離カム面、８０：連結
カム面、８２：中立カム面、７４：カムローラ、７２：
ヘッド。

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パイプ回転装置による第２の管状部材の回
   転に反応して軸線回りで回転しないように第１の管状部
   材を確保するためのバックアップ・トングにおいて： 前記第１の管状部材を受け入れる第１の開口を有す
   るフレーム部材と； 複数のカム面を有し、前記フレーム部材と互いに結
   合固定されたリング部材と； 前記リング部材に対して回転可能のケージプレート
   組立体であって、前記第１の管状部材を受け入れる前記
   第１の開口に対し整合された第２の開口を有する該ケー
   ジプレート組立体と； 前記ケージプレート組立体の回転にともなって前記
   カム面によって前記第１の管状部材と係合するように押
   圧される、前記ケージプレート組立体によって担持され
   る複数のヘッドと； 前記ケージプレート組立体に相対回転可能に装架さ
   れたピボット棒と； 一端において前記ピボット棒に結合され、他端にお
   いて前記フレーム部材に結合された第１の油圧シリンダ
   と； 一端において前記ピボット棒に結合され、他端にお
   いて前記回転可能のケージプレート組立体に結合された
   第２の油圧シリンダとを含むバックアップ・トング。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載のバックアップ
   ・トングにおいて： 前記フレーム部材が、前記第１の管状部材を横方向
   から受入れるための第１の開喉部を有し； 前記ケージプレート組立体が、前記第１の管状部材
   を横方向から受入れるための第２の開喉部を有し；かつ 前記第１または第２の油圧シリンダーの一方が完全
   に伸長され、かつ前記油圧シリンダの他方が完全に後退
   せしめられることによって、前記ケージプレート組立体
   の前記開喉部が前記フレーム部材の前記開喉部に対して
   自動的に整合して前記第１の管状部材を受入れるように
   構成されたバックアップ・トング。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項記載のバックアップ
   ・トングにおいて： 前記第１及び第２の油圧シリンダの両伸長動作によ
   って前記ケージプレート組立体が一方向に回転せしめら
   れ；かつ 前記第１及び前記第２の油圧シリンダの両後退動作
   によって前記ケージプレート組立体が反対方向に回転せ
   しめられるように構成されたバックアップ・トング。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項記載のバックアップ
   ・トングにおいて： 前記第２の管状部材が前記第１の管状部材にねじ回
   し連結されつつある間、前記第１および前記第２の油圧
   シリンダの両伸長動作によって、前記第１の管状部材の
   回転を阻止する方向に前記ケージプレート組立体が回転
   せしめられ； 前記第２の管状部材が前記第１の管状部材からねじ
   回し分離されつつある間、前記第１および前記第２の油
   圧シリンダの両後退動作によって前記第１の管状部材の
   回転を阻止する他方向に前記ケージプレート組立体が回
   転せしめられるように構成されたバックアップ・トン
   グ。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第１項記載のバックアップ
   ・トングにおいて： 前記ピボット棒のピボット点が、前記第１の油圧シ
   リンダと前記ピボット棒との結合点と、前記第２の油圧
   シリンダと前記ピボット棒との結合点との間における概
   ね中央に位置し； 伸長されたときの前記第１の油圧シリンダの最大限
   の力が、伸長されたときの前記第２の油圧シリンダの最
   大限の力と近似するように構成されたバックアップ・ト
   ング。
6. 【請求項６】特許請求の範囲第１項記載のバックアップ
   ・トングにおいて、前記パイプ回転装置に対して実質的
   に相対回転しないように、前記バックアップ・トングの
   前記フレーム部材を固定する装置をさらに含むバックア
   ップ・トング。
7. 【請求項７】特許請求の範囲第１項記載のバックアップ
   ・トングにおいて： 前記フレーム部材が上トング本体板と下トング本体
   板を有し； 前記リング部材が、前記上トング本体板と下トング
   本体板との間において前記フレーム部材に固着され；か
   つ 前記第１および第２の油圧シリンダが、前記上トン
   グ本体板の上に装架されている前記バックアップ・トン
   グ。
8. 【請求項８】特許請求の範囲第１項記載のバックアップ
   ・トングにおいて： 前記カムリングが、第１および第２のカム面を有し
   ており、該両カム面の各々が連結カム面、分離カム面お
   よび中立カム面を有し； 前記第１および第２のカム面が前記第１の管状部材
   と係合するために第１および第２のヘッドと協働するよ
   うに構成されたバックアップ・トング。
9. 【請求項９】特許請求の範囲第１項記載のバックアップ
   ・トングにおいて、 前記第１および第２の油圧シリンダが、前記複数のヘッ
   ドを前記第１の管状部材との係合から解除するための中
   立位置へ復帰させるべく、前記ケージプレート組立体を
   強制的に回転させるように動作せしめられるバックアッ
   プ・トング。
10. 【請求項１０】軸線回りで回転しないように第１の管状
    部材を確保する方法において： 複数のカム面を有する開喉フレーム部材を設けるこ
    と； 前記フレーム部材に沿って回転することができる開
    喉型のケージプレート組立体であって、前記管状部材に
    対してつかみ係合するための複数のヘッドを担持する該
    ケージプレート組立体を設けること； 前記フレーム部材上において揺動し得るピボット棒
    を設けること； 前記ピボット棒を回転させるために、一端において
    前記フレーム部材に結合され、他端において前記ピボッ
    ト棒に結合された第１の油圧シリンダを作動させるこ
    と；および 前記複数のヘッドを前記管状部材に対してつかみ係
    合関係になし、また該つかみ係合関係を解除するように
    前記ケージプレート組立体を回転させるために、一端に
    おいて前記ピボット棒に結合され、他端において前記ケ
    ージプレート組立体に結合された第２の油圧シリンダを
    作動させること、以上の各操作を含むことを特徴とする
    第１の管状部材を軸線回りで回転しないように確保する
    方法。
11. 【請求項１１】特許請求の範囲第１０項記載の方法にお
    いて、 前記ケージプレート組立体の前記開喉部分を前記フレー
    ム部材の開喉部分に対して自動的に整合させるために前
    記第１または第２の油圧シリンダの一方を完全に伸長さ
    せ、同時に前記第１または第２の油圧シリンダの他方を
    完全に後退させる操作をさらに含む第１の管状部材を軸
    線回りで回転しないように確保する方法。
12. 【請求項１２】特許請求の範囲第１０項記載の方法にお
    いて： 前記ケージプレート組立体を一方向に回転させるた
    めに、前記第１および第２の油圧シリンダを伸長させる
    こと；および 前記ケージプレート組立体を逆方向に回転させるた
    めに、前記第１および第２の油圧シリンダを後退させる
    ことをさらに含む第１の管状部材を軸線回りで回転しな
    いように確保する方法。
13. 【請求項１３】特許請求の範囲第１０項記載の方法にお
    いて： 前記第１の油圧シリンダと前記ピボット棒との結合
    点と、前記第２の油圧シリンダと前記ピボット棒との結
    合点との間の中央に、前記ピボット棒のピボット点を位
    置させること；および 伸長されたときに、前記第１および第２の油圧シリ
    ンダから概ね同じ最大限の力を供給するように前記第１
    および第２の油圧シリンダの寸法を決定することをさら
    に含む前記第１の管状部材を軸線回りで回転しないよう
    に確保する方法。
14. 【請求項１４】特許請求の範囲第１０項記載の方法にお
    いて、前記第１の管状部材に対する前記複数のヘッドの
    係合を解除するように前記ケージプレート組立体を回転
    させるために、前記第１または前記第２の油圧シリンダ
    の一方を後退させつつ、同時に前記第１または前記第２
    の油圧シリンダの他方を伸長させることをさらに含む第
    １の管状部材を軸線回りで回転しないように確保する方
    法。
15. 【請求項１５】第１の管状部材を第２の管状部材に対し
    て相対的に回転させるための動力トングにおいて： 複数の第１のカム面を設けられた第１の開喉トング
    のフレーム部材と； 複数の第２のカム面を設けられた第２の開喉トング
    のフレーム部材と； 前記第１および第２のフレーム部材に添って各々回
    転することができ、それぞれ、前記第１および第２の管
    状部材に対してそれぞれつかみ係合する複数のヘッド
    を、各々担持する第１と第２のケージプレート組立体
    と； 前記第１および第２のフレーム部材に添って各々揺
    動し得る第１および第２のピボット棒と； 前記第１のケージプレート組立体を回転させるため
    に、各部において前記第１のピボット棒に結合された一
    対の第１の油圧シリンダと、前記第２のケージプレート
    組立体を回転させるために、各端部において前記第２の
    ピボット棒に結合された一対の第２の油圧シリンダと； 前記第１のフレーム部材を前記第２のフレーム部材
    に対して相対的に回転させ、それによって、前記第１の
    パイプを前記第２のパイプに対して相対的に回転させる
    ために、前記第１および第２のフレーム部材の間に結合
    されたトルクシリンダとを含む動力トング。
16. 【請求項１６】特許請求の範囲第１５項記載の動力トン
    グにおいて、 前記一対の第１の油圧シリンダの一方および前記一対の
    第２の油圧シリンダの一方が完全に伸長され、同時に、
    前記一対の第１の油圧シリンダの他方および前記一対の
    第２の油圧シリンダの他方が完全に後退せしめられ、そ
    れによって、前記第１および第２のケージプレート組立
    体が、前記第１および第２のフレーム部材の開喉部分と
    自動的に整合されるようになされた動力トング。
17. 【請求項１７】特許請求の範囲第１５項記載の動力トン
    グにおいて：前記各一対の第１と第２の油圧シリンダ
    が、それぞれ 他端において前記第１または第２のフレーム部材に
    それぞれ結合されたトング本体シリンダと； 他端において前記第１または第２のケージプレート
    組立体に結合されたケージプレート・シリンダとを含む
    動力トング。
18. 【請求項１８】特許請求の範囲第１５項記載の動力トン
    グにおいて、前記第１および第２のフレーム部材の各々
    が、前記第１または第２のフレーム部材にそれぞれ固着
    されたリング部材であって、前記複数のヘッドと係合す
    る複数のカム面を有する該リング部材を含む動力トン
    グ。
19. 【請求項１９】特許請求の範囲第１８項記載の動力トン
    グにおいて、それぞれ対をなす前記第１および第２の油
    圧シリンダが共に、前記第１および第２のケージプレー
    ト組立体をそれぞれ強制回転させて、前記複数のヘッド
    を前記第１および第２の管状部材との係合から解除する
    中立位置へ復帰するように、動作せしめられる構成にな
    された動力トング。