(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプの内部のセグメントを隔離し、上流端と下流端を有するアセンブリーであって、
第１のボスおよび該第１のボスより下流側に配置された第２のボスと、
該第１のボスと該第２のボスとの間に配置された環状本体と、
該環状本体の一方端と該第１のボスとの間に配置された環状の第１の弾性シール部材、および該環状本体の他方端と該第２のボスとの間に配置された環状の第２の弾性シール部材と、
該第２のボスの下流側に配置されたプレートと、
該第２のボスと該プレートとの間に配置され、周方向に離間した湾曲構造のシューと、
該第１のボスから該第２のボスへ向けて延びる複数のタイロッドであって、該環状本体、該第２のボスおよび該プレートを通って延びるように構成される複数のタイロッドと、
該プレートの下流側で、該タイロッドと係合するように設けられるナットと、
該環状本体に接続されているポートとを備え、
該第１のボス、該第２のボス、該環状本体および該プレートが、同軸上に配置され、
該環状本体、該第１のボスおよび該第２のボスが、該環状本体と該第１のボスおよび第２のボスとを互いへ向かう方向に付勢された際に、該第１の弾性シール部材および第２の弾性シール部材を半径方向外方へ方向付けるように構成され、
該プレートが、該シューと係合するベベル状の外縁を含み、
該シューが、該プレートのベベル状の外縁と係合するベベルを有する内側表面を含み、
該アセンブリーをパイプの内部で用いる際、
該ナットが、該プレートを上流側から付勢するように締め付けられて、
該シューが、該パイプの内壁に対して半径方向外方に付勢され、
該環状本体と該第１のボスおよび第２のボスとが、同時に、互いへ向かう方向に付勢されて、該第１の弾性シール部材および第２の弾性シール部材が、パイプとのシールを形成するように変形し、
該環状本体の環状外側表面と、該パイプの内側表面と、第１の弾性シール部材と、第２の弾性シール部材とが、シールされた環状空間を形成し、
該ポートが、加圧流体を該ポートから環状空間に導入するように働く、
アセンブリー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプ内部に固着（ａｎｃｈｏｒ）又はクランプすることができるクランプ装置又は拘束装置に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本願は、２００８年８月２８日に出願された米国特許出願第６１／０９２，７１５号（該出願の全内容は参照により本明細書に援用される）からの優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００３】
パイプ又はパイプに設けられる溶接部の完全性を検査するために使用される検査ツールが一般に知られている。加えて、パイプの特定のセクションを別のセクションから隔離するのに使用される種々の隔離ツールが既知である。そのようなツールの例は、特許文献１及び特許文献２（これらの特許の全内容は参照により本明細書に援用される）において提供されている。これらのようなツールは、使用時に、パイプ内に挿入されてパイプの内壁に対して固着される。上記特許のツールを用いる場合、固着するステップは、弾性の環状リングがパイプ壁に対して半径方向外方に変形するように該リングを変形させるボルト等によって達成される。ツールは、位置決めされて固着されると、高い変位圧に耐えることができる。
【０００４】
上記ツール自体によって提供される固着力にもかかわらず、さらなる安全性のために、パイプ内にさらなるクランプ又は拘束装置を設けて、ツールに隣接して圧力が増大する場合にツールを拘束することが望ましい場合がある。当業者には理解されるように、圧力がツールの固着力を超える状態では、ツールはパイプから乱暴に押し出される可能性がある。したがって、そのような状況では拘束装置がさらなる支持を与えることになる。
【０００５】
当該技術分野では、２つのパイプを共に溶接したままそのようなパイプの軸方向整合を維持する内部クランプを提供することも知られている。そのような内部クランプの例が特許文献３、特許文献４及び特許文献５において提供されている（これらの特許の全内容は参照により本明細書に援用される）。これらの特許に記載されている装置は、隣接するパイプの内壁に対して固着され、そのようなパイプを当接構成で保持するように設計される複雑な機械的機構を備える。この場合、溶接工程を適用してパイプ同士の端を共に接合することができる。
【０００６】
既知の内部クランプ装置が抱える別の問題は、内部クランプ装置によって、これらが中で使用されるパイプの内壁に損傷を与えてしまう場合が多いことである。すなわち、既知のクランプの多くは、パイプ内壁に対してバイアスをかけられると共にそのような壁と噛み合う歯が設けられるシューを使用する。歯は、パイプ内の装置の並進運動を防止するさらなる固着力を提供する。しかし、理解されるように、装置を取り外すと、そのような歯によって残される跡によりパイプ内部に損傷を与えることになり、場合によっては脆弱な領域につながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５，８４４，１２７号
【特許文献２】米国特許第６，１３１，４４１号
【特許文献３】米国特許第４，４６３，９３８号
【特許文献４】米国特許第５，８１６，４７５号
【特許文献５】米国特許第５，８７５，９５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
当該技術分野において既知の装置は、扱いにくくかつ／若しくは複雑な機構を備えるか、又は検査ツールまたは隔離ツールとの使用に容易に適合可能ではないか、又はパイプに損傷を与える。したがって、改善された内部パイプクランプ又は拘束装置が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一態様では、本発明は、パイプ内部に固着されるように構成される拘束装置を提供する。
【００１０】
一態様では、本発明は、所定の内径を有するパイプ内に固着される拘束装置であって、
使用時に同軸上に整合されるように構成される第１の端部プレート及び第２の端部プレートと、
前記端部プレートの一方又は両方に設けられて該端部プレートを共に付勢する付勢手段と、
前記端部プレート間に設けられる複数のシューと、
を備え、前記シューは、前記端部プレートが共に付勢されると半径方向外方に移動されるように構成される、拘束装置を提供する。
【００１１】
別の態様では、本発明は、本発明の装置の１つ又は複数を備える拘束システムであって、前記１つ又は複数の装置はパイプ内にパイププラグ又は隔離ツールに隣接して位置決めされる、拘束システムを提供する。
【００１２】
別の態様では、本発明は、パイププラグ又は隔離ツールを拘束する方法であって、
前記パイププラグ又は隔離ツールをパイプ内の所望の位置に固定すること、及び
前述の拘束装置を前記パイプ内に前記プラグ又はツールに隣接して固定すること、
を含む、方法を提供する。
【００１３】
さらなる態様では、本発明は、パイプの内部セグメントを隔離するアセンブリーであって、
第１の端及び第２の端を有するシャフトと、
前記シャフトの前記第１の端に接続されている第１のボスと、
前記シャフトを覆うように摺動可能に同軸上に設けられるスリーブであって、第１の端及び第２の端を有し、該スリーブの該第１の端は前記シャフトの前記第１の端に方向付けられる、スリーブと、
前記スリーブの前記第１の端に固定されている第２のボスと、
前記第１のボスと前記第２のボスとの間に設けられる第１の環状本体及び第２の環状本体であって、該第１の環状本体は前記第１のボスに隣接して位置決めされ、該第２の環状本体は前記第２のボスに隣接して位置決めされる、第１の環状本体及び第２の環状本体と、
前記第１のボスと前記第１の環状本体との間に位置決めされる第１の弾性シール部材、及び前記第２のボスと前記第２の環状本体との間に位置決めされる第２の弾性シール部材と、
前記第１の環状本体と前記第２の環状本体との間に設けられる複数のシューであって、前記装置の使用時に半径方向外方へ付勢されるように構成される、複数のシューと、
前記シャフトの前記第２の端に設けられ、前記スリーブを前記シャフトの前記第１の端へ向けて付勢するナットと、
を備える、アセンブリーを提供する。
【００１４】
別の態様では、本発明は、パイプの内部セグメントを隔離するアセンブリーであって、
第１のボス及び第２のボスと、
前記第１のボスと前記第２のボスとの間に設けられる環状本体と、
前記環状本体の両端と、前記第１のボス又は前記第２のボスそれぞれとの間に位置決めされる第１の弾性シール部材及び第２の弾性シール部材と、
前記第１のボスから前記第２のボスへ向けて延びる複数のタイロッドであって、前記環状本体の内径及び前記第２のボスに設けられる複数のボルト穴を通って延びるように構成される複数のタイロッドと、
前記第２のボスに隣接して前記環状本体とは反対の側に設けられるプレートであって、前記タイロッドが通って延びることができる複数のボルト穴を含む、プレートと、
前記第２のボスと前記プレートとの間に設けられる複数のシューと、
前記プレートの、前記シューとは反対の側において前記タイロッドと係合するように設けられ、前記プレートを前記第１のボスへ向かう方向へ付勢する複数の第１のナットと、
を備える、アセンブリーを提供する。
【００１５】
本発明のこれら及び他の特徴は、添付の図面を参照してなされる以下の詳細な説明においてより明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】パイプ内に位置決めされる、本発明の一態様による拘束装置の断面図である。
【図２】線２−２に沿った図１の装置の端面図である。
【図３】パイプ内に位置決めされる、本発明の一態様による拘束装置の断面図であり、当該技術分野において既知である隔離ツールと共に使用されるところを示す。
【図４】パイプ内で直列に使用される図１の２つの拘束装置の断面図である。
【図５】パイプ内に位置決めされる、本発明の別の態様による拘束装置の断面図である。
【図６】線６−６に沿った図５の装置の端面図である。
【図７】パイプ内に位置決めされる、本発明の一態様による拘束装置の断面図であり、当該技術分野において既知であるパイププラグと共に使用されるところを示す。
【図８】パイプ隔離・把持機構を組み込む本発明の別の実施形態の部分断面図である。
【図９】パイプ隔離・把持機構を組み込む本発明の別の実施形態の部分断面図である。
【図１０】パイプ隔離・把持機構を組み込む本発明の別の実施形態の部分断面図である。
【図１１】図１０の装置の分解図である。
【図１２】線１２−１２に沿った図１０の装置の端面図である。
【図１３】パイプ隔離・把持機構を組み込む本発明の別の実施形態の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本明細書において使用する場合、「クランプ」又は「拘束装置（“ｒｅｓｔｒａｉｎｔ  ｄｅｖｉｃｅ”  ｏｒ  “ｒｅｓｔｒａｉｎｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ”）」という用語は、同じ意味を有するものとして理解される。すなわち、これらの用語を用いて本発明に言及するが、クランプ又は拘束装置は、パイプ内に挿入され、そのようなパイプの内部でその内壁に対して摩擦によって固着されるように適合可能である。本発明は、その様々な実施形態を参照して説明される。装置のサイズに関して装置の多くの変更が可能であり、この変更はさらに装置が中で使用されるパイプのサイズに関するものであることが理解されるであろう。
【００１８】
本発明の一態様が図１に示される。図示されるように、本発明の装置１０はパイプ１２内に設けられる。装置１０は係合位置で示されており、この場合、装置１０はパイプの内壁に対して固着している。装置は、実質的に円形の第１の端部プレート１４及び第２の端部プレート１６を備える。装置を使用する場合、図１に示されるように、端部プレート１４及び１６はパイプ１２の長手方向軸と同軸上に整合して配置される。端部プレート１４及び１６は、互いに向かい合った内面１８ａ及び１８ｂそれぞれと、反対向きの外面２０ａ及び２０ｂそれぞれとを有する。端部プレート１４及び１６には外縁２２ａ及び２２ｂがそれぞれ設けられる。外縁２２ａ及び２２ｂは（図２に示されるような）端面図では実質的に円形である。図１に示されるように、内面１８ａ及び１８ｂの直径は外面２０ａ及び２０ｂの直径よりも小さい。これは、外縁２２ａ及び２２ｂの各々に、外面２０ａ及び２０ｂから又はこの付近から内面１８ａ及び１８ｂに向かってそれぞれ延びるベベル２１ａ及び２１ｂをそれぞれ設けることによって達成される。
【００１９】
理解されるように、また図１に示されるように、装置１０の端部プレート１４及び１６は、検査対象であるパイプ１２内に摺動可能に導入されるようなサイズである。すなわち、端部プレートの最大径はパイプ１２の内径よりも小さい。
【００２０】
本発明の装置１０は、複数の周方向に離間したシュー又は「グリッパープレート」２４をさらに含む。図１及び図２に示される本発明の実施形態では、６つのそのようなシュー２４ａ〜２４ｆが示されている。しかし、当業者には、任意の数のそのようなシューを設けることができること、及びそのような数はシューのサイズ及び装置自体の外周のサイズに関連し得ることが理解されるであろう。例えば、場合によっては、必要に応じて２つ又は３つのシュー又はグリッパープレートを使用してもよい。例えば、理解されるように、より大径の装置であればより小径の装置と比べて多くの数のシューを必要とし得る。そのようなより大径の装置では、サイズはより大きいが同じ数のシューを使用することができることも理解されるであろう。本発明がいかなる数のシューにも限定されないことが理解されるであろう。
【００２１】
図１及び図２に示されるように、シュー２４は、パイプ１２の内壁に当接するように構成される外側表面２６と、パイプ１２の内側を向く、反対向きの内側表面２８とを有する実質的に湾曲した構造である。シュー２４はまた、ベベルを備えると共に、端部プレート１４及び１６に設けられるベベル２１ａ及び２１ｂと相補的であるか又はこれらと協働するように構成される対向する外側縁３０を含む。シューにあるベベル状の縁３０によって、外側表面２６が、内側表面２８よりも大きい幅（すなわち、使用時に装置の長手方向軸に沿って測定した一方の縁から対向する縁までの測定値）を有することになる。
【００２２】
一態様では、シュー２４の外側表面２６には、図１に示されるような溝３２を設けることができる。当業者には認識されるように、そのような溝３２は、以下でさらに説明するように、パイプの内壁に対する装置の摩擦係合を助ける働きをする。同様に本明細書を検討すれば当業者には認識されるように、シュー２４の外側表面２６には、装置が使用時にパイプ内で係合するときにパイプの内壁とのシューの摩擦係合を強化するのを助ける任意のタイプのコーティング、添加剤、カバー等を設けることができる。一例では、上記溝３２のいくつか又は全てに、Ｏリング又は他のタイプの機構（ｄｅｖｉｃｅ）若しくは材料を設けることができる。加えて、摩擦接触の程度を、シュー２４の外側表面２６の表面積を増大させることによって増大させることもできることが理解されるであろう。
【００２３】
シュー又はグリッパープレート２４は任意の材料から作製することができる。一例では、シュー２４は、装置の重量を減らすためにアルミニウムから作製される。プレート１４及び１６は好ましくはより高い強度の材料から形成することができる。シュー２４を形成する材料としてアルミニウムを使用することは、シューによるチューブ１２の内壁への跡又は損傷が最小限になるであろうため、同様に好ましい。本発明は、シュー２４並びに／又はプレート１４及び１６を形成する種々の材料を包含するように理解されるであろう。例えば、拘束装置がプラスチックパイプ内で使用される場合、それに伴う固着力の量が金属パイプの場合に直面する固着力の量よりも実質的に小さいであろうため、より軽量の材料を使用することができる。したがって、例えば拘束装置１０をプラスチックパイプと共に使用する場合、装置全体をアルミニウムから形成することができる。
【００２４】
図１及び図２に示されるように、装置１０は複数のボルト３４をさらに含む。一態様では、ボルト３４は、装置の外周（例えば端部プレート１６の周り）に実質的に外周方向に離間している。ボルトは、第２の端部プレート１６に設けられるボルト穴３６を通して設けられ、第１の端部プレート１４に設けられるねじ山付き孔３８に延在する。図示の実施形態では、孔３８は、ボルト３４に設けられるねじ山と相補的なねじ山を含み、それによってボルト３４を孔３８と係合させることによって締め付けることができる。孔３８のねじ山の代わりに、プレート１４の反対の面２０ａにある固定ナット（図示せず）を用いてもよいことが理解されるであろう。別の実施形態では、ボルト３４の代わりに、プレート１４に永久的に固定されるねじ山付きシャフト（図示せず）を用いてもよく、そのようなシャフトのねじ山付き端がプレート１６にあるボルト穴に挿通され、この場合、シャフトと係合するのに別個のナットが使用される。これらの例のいずれかにおいて、ボルトの目的は、２つのプレート１４及び１６を互いに向けて付勢することであることが理解されるであろう。したがって、本発明は、これを達成する任意の１つの手段に限定されない。加えて、種々のそのような付勢手段を設けてもよいことが理解されるであろう。図示のように、第２の端部プレート１６内のボルト穴３６は、ボルト３４の頭部を受け入れるウェルを含むことができる。そのような場合、端部プレート１６の外面２０ｂは平面を有する。以下でさらに説明するように、そのような平面は、検査又は隔離ツールが当接することになる箇所に好ましいであろう。
【００２５】
ここで、図１及び図２に示される本発明の態様に関して装置を使用する方法を説明する。使用時に、装置の構成要素、すなわち端部プレート１４及び１６、シュー２４並びにボルト３４を、パイプに個別に挿入して後に接合することができる。しかし、好ましい態様では、最初にそのような構成要素をパイプの外で緩く組み合わせるか又は接合する。そのような構成では、端部プレート１４及び１６は互いから比較的離間している。理解されるように、そのような緩んだ構成では、シュー２４は半径方向に移動可能であるため、装置１０の最大外径はパイプ１２の内径よりも小さい。このように、装置１０をパイプ１２内に摺動可能に導入し、その中の所望の位置に位置決めすることができる。適所にくると、ボルト３４が締め付けられ、それによって端部プレート１４及び１６が互いに向けて付勢される。理解されるように、また図１に示されるように、この工程によって、シュー２４が装置１０から半径方向外方に、パイプ１２の内側表面に向けて押しやられる。そのような半径方向外向きの力は、端部プレート及びシューにある、協働すると共に対向する向きのベベルに起因する。理解されるように、プレート１４及び１６が互いに向けて付勢されると、プレートのそれぞれのベベル状の縁２１ａ、２１ｂは、シュー２４ａ〜２４ｄの対向するべべル状の縁３０に当接する。ベベルの向きが対向しているため、プレート１４及び１６を互いに向けて付勢すること（ボルト３４によって達成される）によって、シュー２４ａ〜２４ｄが半径方向外方へ付勢される。ボルト３４をさらに締め付けると、シューはパイプ内壁に対してきつくバイアスをかけられることによりそれらの間に密接な摩擦接触を形成する。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態では、ボルト３４は、プレート１４、１６の周りに実質的に等しく周方向に離間して設けられる。この構成は、端部プレート１４及び１６に加えられる付勢力を均一に分散する働きをし、それによって、シューが半径方向外方方向に均一に変位される。本発明の方法のさらに好ましい実施形態では、端部プレートに加えられる力を周方向に均一に分散するために、ボルト３４は周方向に対向する対となって締め付けられる。このように、プレート１４及び１６は共に均一に付勢されることによって一方又は両方のプレートがパイプ内で「傾く」ことが防止される。すなわち、プレート１４及び１６は、パイプ１２の長手方向軸に対して実質的に垂直な構成で維持される。この構成は本発明の限定ではなく単に好ましいものであることが理解されるであろう。また、正確に垂直な構成から少なくともいくらかのずれが生じることが理解されるであろう。
【００２７】
理解されるように、ボルト３４は、プレート１４及び１６を互いに向けて付勢する手段を提供する。したがって、ボルト３４がそのような付勢手段の単純で効率的な実施形態を提供するが、本発明はこの１つの実施形態によって限定されるものではないことが認識されるであろう。例えば、別の実施形態では、ボルト３４の代わりに同様に同じ目的で働く油圧又は空気圧式の機構を用いてもよい。一例では、油圧ラム又はジャッキを使用してプレートを互いに押しやることができる。別の例では、磁気機構を使用してプレートを共に付勢することができる。後者の場合では、プレート１４、１６の一方又は両方に、装置１０が適所にあるときに作動することができる電磁石等の磁気機構を設けることができる。そのような磁気機構（図示せず）によってプレート１４及び１６がボルト３４と同じやり方で互いに押しやられる。さらなる実施形態では、ねじ付きロッド又はシャフトを第１の端部プレート等の端部プレートの一方に固定することができ、そのようなロッドは第２の端部プレートを貫通してこれを超えて延びることができる。この場合、支持プレートを有するか又は有しない協働ナットを使用して端部プレートを共に付勢することができる。本発明は、本明細書に開示される特定の付勢手段に限定されない。そのような付勢手段の特徴は、プレート１４及び１６、すなわち装置１０の対向端を共に付勢し、それによってシュー又はグリッパープレート２４を半径方向外方へ変位させることができることである。
【００２８】
図１は、第１の端部プレート１４を、実質的に環状のリング形状を有するものとして示している。すなわち、第１の端部プレート１４は中心開口３１を含む。同様に、第２の端部プレート１６も環状リングの形状で設けられ得る。理解されるように、そのようなリングの使用は装置の全体的な重量を減らし、これは、装置１０がより大径のパイプと共に使用されるように設計される場合に特に望ましい。
【００２９】
図２に示されるように、端部プレート１４及び１６の一方又は両方には、検査又は隔離ツール等に設けられるボルトを受け入れて保持するように構成される１つ又は複数のスロット４０を設けることができる。一態様では、スロット４０は鍵穴形状で設けられ、それによって、１つ又は複数のボルト（図示せず）の頭部をスロット４０の大きい方の部分に挿入することができ、装置１０の軸を中心に周方向に回転させると、頭部はスロット４０の小さい方の部分内に受け入れられる。このように、ボルトはスロット４０内に保持され、そこから軸方向に離れることが防止される。したがって、ボルトに取り付けられるあらゆるツール又は他のそのような器具（ａｐｐａｒａｔｕｓ）は、拘束装置から軸方向に離れることが防止される。理解されるように、このタイプの係合は一般的であり、この係合の様々な変更が当業者には明らかであろう。また、拘束装置と他の器具とのそのような連結は本発明の１つの態様にすぎないこと、及び本発明はいかなるそのような連結構成にも限定されないことが理解されるであろう。
【００３０】
図３は、１つの使用に従った拘束装置１０を示す。図示のように、拘束装置１０はパイプ１２内に位置決めされ、上述したやり方でパイプ１２内に固着される。例として、米国特許第６，１３１，４４１号（その全内容は参照により本明細書に援用される）において教示されているような検査又は隔離ツールが５０で示されている。図３に示される例では、ツール５０を使用してパイプ１２の内部セクションをその端５２から隔離し、端５２には溶接部５７によってフランジ５４が取り付けられている。何らかの様々な他の理由からパイプの所与のセクション又はセグメントを隔離することが望ましいか又は必要である場合があることが理解されるであろう。主に、５０で示すような隔離ツールを用いて、パイプ１２内に含まれるか又はパイプ１２内で発生する煙、可燃性蒸気等が、溶接手順による熱によってそのような煙に着火し爆発を引き起こす可能性がある溶接領域に到達することを防止することができる。別の態様では、隔離ツール５０は同様に又は代替的に、溶接工程によって発生する熱がパイプ１２の長さにわたって伝導することを防止できる。例えば、米国特許第６，１３１，４４１号において教示されているように、隔離ツールには、断熱層として作用する冷却水流を設けることができる。操作者、作業員及び周囲の機器への安全性を高めるために、拘束装置１０をそのような検査又は隔離ツールと共に使用してパイプ内で固着させ、そのような検査又は隔離ツールを定位置に維持することができる。例えば、いくつかの場合では、検査又は隔離ツール５０の使用中に、パイプ１２内の煙が加圧されて危険なレベルになる可能性があり、この理由から、本発明の拘束装置１０は、ツール５０をさらに固着又は拘束するものとして提供することができる。換言すると、装置１０は、ツール５０がパイプ内で軸方向に変位しないように拘束するように働く。
【００３１】
本発明の拘束装置１０を、当業者に既知である任意のタイプの隔離又は検査ツールと共に使用してもよいことが理解されるであろう。特定のツール（例えば米国特許第６，１３１，４４１号のツール）を示す本明細書中の例は単に、本発明を使用することができる方法を示す目的で提供される。本発明の方法の器具は、いかなる隔離又は検査ツールにも限定されない。明らかに、理解されるように、本発明は、一態様ではそのような検査又は隔離ツールを使用する上でのさらなる安全性を提供するように働く。
【００３２】
理解されるように、検査又は隔離ツール５０の上流（すなわちパイプ開口とは反対）に拘束装置を設けることは、ツール５０が上流方向へ軸方向に変位することを防止するように働く。いくつかの場合では、検査又は隔離ツール５０は拘束装置１０に接続することができ、それによって、ツール５０の下流方向への軸方向の移動も防止する。例えば、一態様では、図３に示されるように、検査又は隔離ツール５０には、ツールからパイプの内部へ向かって延びるロックプレート５６を設けることができる。ロックプレートには軸方向に延びるボルト５１を設けることができ、ボルト５１の頭部５３は、装置１０の端部プレートに設けられる上述のスロット４０内に受け入れてロックすることができる。前述したように、この構成では、ツール５０及び拘束装置１０は共に連結又はロックされ、それによって軸方向に離れるのが防止される。前述したように、ボルトの頭部５３のスロット４０への連結は、最初に拘束装置１０をパイプ内に位置決め及び固定して、その後、ロックプレート５６が取り付けられているツール５０を挿入することによって達成される。次いで、ロックプレート５６のボルトの頭部５３を、スロット４０の幅広の部分へ挿入し、ツール５０及びロックプレート５６を周方向に回転させ、ボルト５１をスロット４０の狭い部分内に受け入れることによってツール５０を拘束装置１０へロックする。この場合、この時点で、検査又は隔離ツール５０を、通常のやり方でパイプへ固定してもよい。任意の他の手段を使用してツール５０を拘束装置１０へ固定することができることが認識されるであろう。例えば、２つの装置は、単純にチェーン、フック、ケーブル等によって共に接続することができる。いずれの場合も、そのような接続手段は、ツール５０及び拘束装置１０がパイプ１２内に設置されるときにこの両方が軸方向に離れるのを防止するように働くことが理解されるであろう。
【００３３】
図４は、２つの装置１０及び１１０が直列に用いられている、本発明のさらなる態様を示す。便宜上、装置１１０の、装置１０と共通である要素を、接頭文字「１」によって特定する。したがって、図示のように、両方の装置１０及び１１０は第１の端部プレート１４及び１１４それぞれと、第２の端部プレート１６及び１１６それぞれとを含む。理解されるように、１０及び１１０のような２つの拘束装置の使用によって、パイプ１２内で提供される固着力が二倍になる。上述のように、シューとパイプの内側表面との間の接触表面積を増大させるために、より大きい幅のシュー２４を有する装置を使用することによって同様の結果を達成することができる。しかし、２つの装置１０及び１１０の使用は同じ結果を達成するが、構成要素の各々の重量を最小限に抑える。換言すると、例えばより大きいシューのセットを有するよりも、２つの装置の使用によって、数は多いがより小さいシューの使用が可能になる。図４に示される装置を使用する際、装置の一方１０を最初にパイプ内に設置し、これに続いて第２の装置１１０を同様に設置することが容易に理解されるであろう。また、追加的な固着力を提供するために任意の数のそのような装置を使用してもよいことが理解されるであろう。さらに、装置１０、１１０（又は適切であれば他の数）の各々をぞれぞれ異なるサイズにしてもよいことが理解されるであろう。
【００３４】
図５及び図６は、別の態様による本発明の装置を示す。これらの図では、同様の要素は、図１に関して上記で用いた参照符号によって、但し分かりやすくするために接頭文字として数字「２」を加えて言及する。図示のように、装置２１０は、上述の装置１０と本質的に同様に構築されている。しかし、図５に示されるように、装置２１０が組み立てられた状態にあるときに、装置２１０には、端部プレート２１４及び２１６と同軸上に整合されていると共に、端部プレート２１４及び２１６間に位置決めされるボス３００が設けられる。一例では、図５に示されるように、ボス３００は、パイプ１２の内径よりも小さい外径を有する実質的に環状形状の本体を備えるため、端部プレート２１４及び２１６と同様に、パイプの内部で同軸上に整合されると共にパイプ内の所望の位置に摺動可能に位置決めすることができる。ボス３００のより大きい直径を形成する外側端３０２には、それぞれ各面２９７及び２９９に隣接する対向する向きのベベル状の縁３０１及び３０３が設けられることによって、ボス３００のその外面の外径は、ボス３００の中心部分における直径よりも小さい。図５に示されるように、装置２１０は、対で設けられるシュー２２４を含み、その対のうちの一方を「’」によって特定している。したがって、第１の対のシューを２２４ａ及び２２４ａ’で示し、第２の対のシューを２２４ｄ及び２２４ｄ’で示す。ボス３００に設けられるベベル状の縁３０１及び３０３は、ボス３００の対向する側に設けられるシューのベベルと相補的であるように構成される。例えば、図５に示されるように、ボス３００のベベル３０１及び３０３は、ベベル３０５及び３０７それぞれに相補的であるように構成される。図示のように、ベベル３０５はシュー２２４ａに設けられ、ベベル３０７はシュー２２４ａ’に設けられる。シュー２２４ａ及び２２４ａ’等は各々、ボス３００とは反対の縁に、端部プレート２１４及び２１６それぞれと係合するためのさらなるベベルを有することが理解されるであろう。
【００３５】
理解されるように、図５及び図６に示される拘束装置２１０は、上述のものと同様のやり方でパイプ１２内に設置される。すなわち、装置２１０は端部プレート２１４及び２１６を共に付勢するいくつかの手段を含む。一実施形態では、そのような手段は、端部プレートの一方（例えば２１６）から、端部プレートの他方（例えば２１４）に設けられる協働するねじ山付きボルト穴２３８へ延びるボルト２３４を備える。理解されるように、ボルト２３４を締め付けると、プレート２１４及び２１６が互いに向けて軸方向へ付勢される。この工程を助けるためにボルトを順に締め付けることができるが、一方のプレートがパイプ内で傾くことを防止するために互いに周方向に対向するボルトを締め付ける。ボルト２３４を締め付けると、端部プレート２１４及び２１６が、種々のシュー２２４及び２２４’を互いに付勢されるように押しやり、それによってボス３００を「挟む」。この工程において、上述した対向する向きの相補的なベベルによってシュー２２４及び２２４’が半径方向外方に押しやられ、それによってパイプ１２の内壁に当接する。ボルト２３４の締め付けは、拘束装置２１０とパイプ１２の壁との間で所望の固着力が達成されるまで続けることができる。上述のように、付勢手段としてのボルト２３４の使用は本発明の１つの実施形態にすぎず、油圧ラム又はジャッキ、磁気機構等の種々の他のそのような付勢手段を使用することができる。
【００３６】
理解されるように、図５の装置２１０は、シュー又はグリッパープレートの接触面積を増大させること、すなわち２倍にすることによって、パイプの内側表面に対するさらなる固着力を提供するように働く。したがって、「２倍の」装置２１０によって与えられる有効力は、図１に示される「単一の」装置１０によって与えられる有効力よりも大きい。同様の結果を達成するために本発明の装置の様々な他の変更が可能であり得ることが理解されるであろう。例えば、「３倍の」装置を提供することが可能である。代替的には、必要な固着力に応じて、上述の本発明の種々の形態の任意の組み合わせを行うことができる。
【００３７】
別の態様では、図面には示していないが、図５に示される装置を、前述の特許に記載される方法に従って、隣接するパイプセグメントを共に突合せ溶接する際に使用してもよい。例えば、図５の拘束装置２１０を２つのパイプの交点に設けることができ、ここで、装置を各パイプ部分の内部に位置決めする。パイプは、共に溶接されるために軸方向に整合されることが理解されるであろう。拘束装置２１０は、パイプ間の接合部がボス３００上にあることを可能にするように位置決めされる。拘束装置２１０が適所にくると、ボルト２３４を締め付けて装置２１０を各パイプセグメント内で固着することができる。装置２１０がそのように固着されると、溶接作業を行ってパイプ同士の当接端を共に接合することができる。したがって、この例では、装置２１０は、溶接工程が完了するまでパイプセグメントを所望の向きで維持するように働く。そのような時点で、装置を緩めて取り外すことができる。
【００３８】
図７は、本発明の拘束装置の別の使用を示す。図示のように、拘束装置１０は前述のようにパイプ１２内に設けられる。示されるように、拘束装置１０は、複数のシュー又はグリッパープレート２４が間に設けられている１対の対向する端部プレート１４及び１６を備える、図１に示されているものと同様の構造を含む。複数のボルト３４等の付勢手段が、プレート１４及び１６を互いに向けて軸方向に付勢するように働く。図７に示される一態様は、シュー２４の細長いバージョンである。理解されるように、また上述したように、本発明は装置の要素のいかなるサイズにも限定されない。図７では、より長いシュー又はグリッパープレート２４を収容するために、ボルト３４も同様により長く作製されることが分かるであろう。
【００３９】
図３に関して上述した方法と同様の方法で、図７に示される拘束装置１０を他のパイプ検査又は隔離ツールと組み合わせて使用する。図示のように、図７は、当該技術分野において既知であるようなパイププラグ５１を有する拘束装置１０の使用を示す。そのようなプラグは例えば、先に説明した隔離ツールと同じであり得る。プラグ５１は、パイプの一部をパイプの残りの部分からシールするのに使用される任意のツール又は装置であり得る。図７に示される例では、プラグ５１は、パイプの端部をその残りから密封するように働く。この目的で、適切な手順に従ってプラグ５１をパイプ内へ或る特定の距離だけ挿入し、定位置に固定する。そのような配置によってパイプ１２の密封されたセクション６０が形成される。図示のように、パイプ１２は、その場合には典型的であるようにフランジ６２を含む。次いで、ブラインドフランジ６４がフランジ６２の開口に対向して設けられ、一般的に既知であるボルト等を使用してそこに固定される。ブラインドフランジ６４は本質的に、フランジ６２の開口を覆うのに使用されるプレートである。既知であるように、ガスケット等を使用して、パイプ１２内に、ブラインドフランジ６４からプラグ５１へ延びるシールされた容積６３を形成することができる。ブラインドフランジ６４は好ましくは、ブラインドフランジ６４を貫通してシールされた容積６３内へ延びるポート６６ａ及び６６ｂ等の１つ又は複数のポートを含む。ポートは、シールされた容積６３を加圧するために使用され、それによって、フランジ６２をパイプ１２へ固定する溶接部６８の完全性を評価するために圧力の監視を行う。理解されるように、そのような溶接部の検査を行う際にシールされた容積６３が晒される圧力は概して高い。したがって、プラグ５１が軸方向に変位する危険性を、本明細書中に記載の拘束装置１０を使用することによって最小限に抑えることができる。さらなる強化として、プラグ５１を、テザー６９等を使用してブラインドフランジ６４に固定することができる。一例では、テザー６９は、ブラインドフランジ６４及びプラグ５１に取り付けられるチェーンからなる（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）。しかし、テザーの任意の他のバージョンを使用してもよいことが理解されるであろう。シールされた容積６３に形成される圧力に起因して、プラグ５１は専らパイプ１２内で軸方向上流へ移動するように押しやられることが理解されるであろう。この理由から、プラグ５１が拘束装置１０の下流へ移動するようには付勢されないため、図３を参照して説明したロックプレートの使用は必須ではない。
【００４０】
本発明のさらなる態様が図８及び図９に示され、ここでは、上述の特徴を有する把持機構が検査又は隔離ツールと組み合わせられる。図８に示されるように、検査又は隔離アセンブリー３００が検査又は隔離ツール３０２を備える。以下、これらの２つの用語を、専ら便宜上、「隔離アセンブリー」及び「隔離ツール」と称する。この命名の使用は、本発明を１つのツール又は別のツールに限定することは決して意図しない。隔離アセンブリー３００は拘束機構３０４も含み、アセンブリー全体がパイプ１２内に挿入されるように構成される。隔離アセンブリーはシャフト３０６を備え、その第１の又は上流端３０５が第１のボス３０８に接続される。シャフト３０６は、溶接、ねじ留め等の任意の既知の手段によって第１のボス３０８に固定することができる。第２のボス３１０が、シャフト３０６上に摺動可能に同軸上に設けられて、シャフト３０６下流に、すなわち第１のボス３０８から離れて位置決めされる。理解されるように、第１のボス３０８及び第２のボス３１０は、円筒形パイプ１２内に挿入することができるように実質的に円形の外側表面を有する。一態様では、ボス３０８及び３１０は環状形状である。次いで、スリーブ３１２をシャフト３０６上に同軸上に摺動可能に設け、この場合、スリーブ３１２は第２のボス３１０の下流に設けられる。好ましい実施形態では、図８に示されるように、第２のボス３１０はスリーブ３１２の上流端に固定される。一実施形態では、ボス３１０は溶接によってスリーブに固定される。隔離アセンブリーは、スリーブ３１２の下流に設けられるナット３１４をさらに含む。ナットは、シャフト３０６の第２の又は下流端３０７と係合するように構成されており、この端には、ナット３１４にあるねじ山と相補的なねじ山が設けられる。一実施形態では、ナット３１４とスリーブ３１２との間にカラー３１５も設けることができる。カラーは、スリーブ３１２自体の一部を形成し得ることが理解されるであろう。
【００４１】
隔離アセンブリーは、第１の環状本体３１６及び第２の環状本体３１８を含む２つの実質的に環状形状の本体をさらに含む。第１の環状本体３１６は、第１のボス３０８に隣接してその下流に位置決めされ、第２の環状本体３１８は、第１の環状本体３１６と第２のボス３１０との間に位置決めされる。図８に示されるように、環状本体３１６及び３１８は、シャフト３０６上に摺動可能に設けられる。
【００４２】
隔離アセンブリー３００は、例えばＯリングからなり得る１対の弾性シール部材３１９及び３２０をさらに含む。図８に示されるように、第１のシール部材３１９は、シャフト３０６上に同軸上に設けられ、第１のボス３０８と第１の環状本体３１６との間に位置決めされる。第２のシール部材３２０は、シャフト３０６上に同軸上に設けられ、第１の環状本体３１６と第２のボス３１０との間に位置決めされる。シール部材３１９及び３２０は、パイプ１２の内径よりも小さい外径を有するようなサイズである。しかし、シール部材３１９及び３２０は、それらが弾性であることから、使用時にパイプ１２の内壁に対して押しやられるように膨張可能であるように設計されるか又は膨張可能であるように構成される。この態様は以下でさらに説明する。
【００４３】
上記の説明及び図８から理解されるように、ナット３１４は、シャフト３０６上に締め付けられると、スリーブ３１２に当接するように押しやられ、それによってスリーブ３１２がシャフト３０６上で上流方向へ軸方向に付勢される。第２のボス３１０は、スリーブ３１２に接続されているため、同様に第１のボス３０８へ向かう方向に付勢される。ボス３０８及び３１０がこのように互いに向けて付勢されるため、それらの間に位置決めされる要素であるシール部材３１９及び３２０並びに環状本体３１６及び３１８も共に付勢されることになることが理解されるであろう。アセンブリー３００の個々の要素が接触すると、ナット３１４をさらに締め付けることによって圧縮され、したがって弾性シール部材３１９及び３２０が半径方向外方に変形する。詳細には、第１のシール部材３１９は第１のボス３０８と第１の環状本体３１６との間で圧縮され、第２のシール部材３２０は第２の環状本体３１８と第２のボス３１０との間で圧縮されることに気付くであろう。アセンブリー３００の要素は、アセンブリー３００がパイプ１２内で軸方向に変位することを防止するために、シール部材３１９及び３２０がパイプ１２の内壁に対して所望の量のシール力を形成することを可能にするように構成されることが理解されるであろう。理解されるように、シール部材３１９及び３２０は、パイプ内に、アセンブリー３００の上流セクションと下流セクションとを分離する分離部（ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）を形成する。好ましい実施形態では、第１のボス３０８には、シャフト３０６を軸方向に通って設けられるボア（図示せず）へ開いている中心孔（同様に図示せず）を設けることができる。このように、パイプ１２の上流セクションにおいて含有されるか又は蓄積されるいかなる煙等も、アセンブリー３００を通して安全に排気することができる。さらに、図示されていないが、シャフト３０６の下流端３０７は、パイプ１２の上流部分の圧力を測定するための、ボアに接続される計測器を含んでもよい。このように、臨界圧に達したときにのみいかなる煙等も排気することが可能である。理解されるように、この特徴は、煙が有害である場合に操作者にさらなる安全性を与える。上述した隔離アセンブリー３００の使用のさらなる詳細は、本出願人の以前の特許である米国特許第６，１３１，４４１号を鑑みて当業者には明らかであろう。
【００４４】
隔離アセンブリー３００は、同様に米国特許第６，１３１，４４１号に教示されているように加圧流体を使用してさらなるシールを形成するように構成されていてもよい。これに関して、スリーブ３１２には、シャフト３０６の外壁とスリーブ３１２の内壁との間に形成される環状空間３２４に開いている１つ又は複数のポート３２１及び３２２を設けることができる。このために、シャフト及びスリーブはそれに従って環状空間３２４の必要な分離及び容積を提供するサイズとなることが理解されるであろう。第２のボス３１０にも、環状空間３２４をパイプ１２内の２つのボス３０８及び３１０によって制約される（ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ）容積３２３と流体連通させる内径を設けることができる。この構成では、加圧流体は、アセンブリー３００がパイプ１２内で使用されるときに、環状空間３２４及びボス３０８とボス３１０との間の容積３２３を満たすようにポート３２１又は３２２の一方に導入することができる。認識されるように、このために、最初の充填動作中にいかなる空気も排気させるために２つのポートを使用することが好ましい。動作時に、アセンブリー３００はパイプ１２内の所望の位置に位置決めされ、シール部材３１９及び３２０はパイプ１２との必要なシールを形成するように変形する。ボス間の容積３２３が、続いて（前述した）流体で充填され、その内部の圧力が必要なレベルまで上昇する。理解されるように、パイプ１２内で使用するときに、加圧流体はそれによってさらなるシールを形成し、いかなる煙もアセンブリー３００の一方の側から他方の側へ通過することを防止する。例えば米国特許第６，１３１，４４１号から、当該技術分野において既知であるように、加圧された容積３２３を用いてパイプ１２上の溶接部又は他のそのような特徴部の圧力検査を行うこともできる。そのような場合、アセンブリー３００は、容積３２３を形成するセクションを検査対象の溶接部の領域に位置決めした状態でパイプ内に位置決めされる。容積３２３内の圧力を監視することによって、当該技術分野において既知の方法で溶接部のいかなる欠陥も示される。
【００４５】
ここで、隔離アセンブリー３００の拘束ツール３０４を説明する。図８に示されるように、環状本体３１６及び３１８には、ベベル状の外径３２６及び３２８がそれぞれ設けられるのが好ましい。この実施形態では、第１の環状本体３１６のベベル３２６は、第１の環状本体３１６の下流端の縮小外径によって形成され、下流方向ほど縮径する（すなわち、環状本体３１６の下流端は最も小さい外径を有する）。第２の環状本体３１８のベベル３２８は、上流方向への縮径によって形成される（すなわち、環状本体３１８の上流端は最も小さい外径を有する）。シール部材３１９及び３２０に当接する環状本体３１６及び３１８の端は、シール部材と係合するのに十分な表面積を有することになることが理解されるであろう。これに関して、図８に示されるように、シール部材に隣接する環状本体の端には、少なくともその外径がベベルになっていない部分を設けることができる。
【００４６】
アセンブリー３００は好ましくは、環状本体３１６及び３１８間に設けられる複数のシュー又はグリッパープレート３３０をさらに含む。前述の開示において説明したように、シュー３３０は、パイプ１２の内壁に対して半径方向外方に付勢されることができるようにアセンブリーに設けられる。シューをこのように、所望の力まで付勢することによって、シューにパイプ１２の内壁を「把持」させる。図８に示される実施形態から理解されるように、シュー３３０は、ベベル３２６及び３２８によって半径方向外方へ押しやられる。より詳細には、ナット３１４を締め付けると、上述したようにボス３０８及び３１０が互いへ向けて付勢され、同様に環状本体３１６及び３１８が互いへ向けて付勢される。この工程では、ベベル３２６及び３２８の向きによって、シュー３３０が半径方向外方へ付勢され、それによってパイプ１２の内壁に対して押しやられる。この工程をさらに助けるために、また図８に示されるように、シュー３３０の半径方向内向きの表面に、環状本体３１６及び３１８に設けられるベベル３２６及び３２８と係合する、協働するベベルを設けることができる。理解されるように、必要性及び重量制限等に応じて任意の数のシュー又はグリッパープレート３３０を設けることができる。換言すると、より大きな把持力が必要である場合、又は操作を容易にするためにシューのサイズを小さくする必要がある場合は、より多くのシューを含めることができる。一例では、それぞれが好ましくはアセンブリー３００の周囲にわたって等しい距離だけ離間している３つのシューを設けることができる。
【００４７】
シュー又はグリッパープレート３３０を容積３２３の加圧と組み合わせて使用する状況では、加圧流体もシューを半径方向外方へ押しやる助けとなることが理解されるであろう。
【００４８】
図８では、ベベル３２６及び３２８の角度は異なるものとして示されている。したがって、シュー３３０にある対応するベベルも異なる。そのような構成は本発明の一実施形態にすぎず、限定するものではないことが理解されるであろう。可変のベベル角度によって、シュー３３０により異なる摩擦力が加えられることになる。したがって、シューの一端を対向端よりもさらにパイプ壁に対して押しやる必要がある場合、異なる「上向き（ｌｉｆｔ）」角を使用することができる。
【００４９】
同様に図８に示されるように、シュー又はグリッパープレート３３０には１つ又は複数の周方向溝３３２を設けることができ、該溝３３２内にＯリング３３３等のシール部材を組み込むことができる。前述したように、そのようなシール部材を設けることによってさらなる把持力をシューが提供することが可能になる。
【００５０】
図９は、図８のものと同じアセンブリーを示すが、いくつかの他の可能な実施形態を示すためにわずかに変更されている。図９では、図８に示されるものと同一の要素は同様の参照符号によって特定する。同様であるが異なる要素は、同じ参照符号によって、但し接尾文字「ａ」を付けて特定する。
【００５１】
図９に示されるように、ボス３０８ａ及び３１０ａには、一実施形態では、それぞれのシール部材３１９及び３２０の位置に対応するベベル状の外縁を設けることができる。このように、シール部材は変形中に適所に維持され、半径方向外方へ方向付けられる。同様のベベルを環状本体３１６ａ及び３１８ａの外縁に設けることができることが理解されるであろう。図９はまた、環状本体３１６ａ及び３１８ａに設けられるベベル３２６ａ及び３２８ａが同じ角度を有する実施形態を示す。さらなる実施形態では、図９は、図８に示される協働するベベル状の内径を有していないシュー又はグリッパープレート３３０ａを示す。この場合、シュー３３０ａの内側表面は、前述した実施形態と同様に実質的に平坦である。しかし、シュー３３０ａの機能は、ベベルが環状本体にあるため依然として同じであることが理解されるであろう。
【００５２】
図１０〜図１３は、より大径のパイプに好適な本発明のさらなる実施形態を示す。特に、図１０〜図１３は、図８及び図９に示される検査／隔離ツールと及びグリッパーアセンブリーとの組み合わせに対する変形を示す。図１０及び図１２に示されるように、アセンブリー４００は、第１の上流ボス４０２及び第２の下流ボス４０４を含む。上記のように、用語「上流」及び「下流」は、パイプ内に設置されて使用されるときのアセンブリーに関して便宜上使用される。アセンブリー４００は、２つのボス４０２及び４０４間に位置付けられる環状本体４０６をさらに含む。図１０に示されるように、ボス４０２、４０４及び環状本体４０６は軸方向に整合される。第１の弾性シール部材４０８及び第２の弾性シール部材４１０が同軸上に設けられ、この場合、第１のシール部材４０８は第１のボス４０２と環状本体との間に設けられ、第２のシール部材４１０は環状本体４０６と第２のボス４０４との間に設けられる。図１０に示される実施形態では、環状本体４０６の両端には、その外縁に、それぞれの弾性シール部材を受け入れると共に（以下でさらに説明するように）その変形を半径方向外方へ方向付けるベベルが設けられるのが好ましい。同様に、ベベルは、同じ結果を達成するためにそれぞれのボスの外周縁に沿って設けることができる。そのようなベベルは、ボスと環状本体との対向面の一方又は両方に設けることができることが理解されるであろう。
【００５３】
第２のボス４０４の下流側（すなわち環状本体とは反対の側）には、複数のシュー又はグリッパープレートが設けられる。図１０〜図１３に示す実施形態では、２つのシュー４１２及び４１４が示されている。任意の数のそのようなシュー又はグリッパープレートを使用することができることが理解されるであろう。シュー４１２及び４１４の下流には、前方プレート４１６がアセンブリー４００に同軸上に設けられる。図１０〜図１３に示される１つの好ましい実施形態では、シュー４１２及び４１４にベベル状の内径４１８及び４２０がそれぞれ設けられ、この場合、シューの薄い方の縁が、第２のボス４０４から離れて下流に面する。加えて、一実施形態によると、前方プレート４１６にはベベル状の外径が設けられ、この場合、上流側（すなわちシュー４１２及び４１４に隣接する）の外径が最も小さい。特に図１０に示されるように、シュー４１２、４１４及び前方プレート４１６にあるベベルのこの構成は、好ましくは、前方プレートがシューの下流部分上で摺動することを可能にする。特に、図１０に示されるように、前方プレート４１６のベベルは、シュー４１２、４１４のベベル状の部分上を通ることができるため、シューのそのような部分は前方プレート４１６の外径とパイプ１２の内壁との間に挟まれる。
【００５４】
第１のボス４０２には、実質的に外周方向に等しい距離だけ離間している複数のタイロッド４２２を設けることができる。タイロッド４２２は、シール部材４０８、４１０及び環状本体４０６の内径を貫通するサイズであると共に貫通するように位置決めされる。第２のボス４０４及び前方プレート４１６には、ロッドを貫通させて受け入れるように構成される複数のボルト穴を設けられる。ロッド４２２の下流端４２４には、協働するナット４２６を受け入れるように構成されるねじ山付きセクションが設けられる。
【００５５】
図１３は、ナット４２７のさらなるセットがロッド４２２に設けられるさらなる実施形態を示し、この場合、そのようなナット４２７は第２のボス４０４に当接するように位置決めされる。
【００５６】
動作時に、アセンブリー４００は好ましくは、予め緩く組み立てられてパイプ１２内へ挿入される。所望の位置に位置決めすると、ナット４２６を締め付けることによってアセンブリーの全ての要素を共に付勢する。その結果、シール部材４０８及び４１０がパイプ１２の内壁に対して半径方向外方に変形する。これに関して、シール部材４０８及び４１０によって形成されるシールをまず確立するには図１３に示されるさらなるナット４２８が好ましいことが認識されるであろう。
【００５７】
理解されるように、図１０又は図１３の実施形態のいずれかにおいてナット４２６を締め付ける結果として、前方プレート４１６がシュー４１２及び４１４をパイプ１２の内壁に対して半径方向外方に付勢する。前述したように、そのような付勢はシュー４１２、４１４とパイプ内壁との間に把持力を形成するため、アセンブリー４００をパイプ内に固着するように働く。
【００５８】
アセンブリー４００には、環状本体４０６に接続されている少なくとも１つのポートも設けられる。好ましい実施形態では、前述したように、アセンブリー４００には４２８及び４３０として示される２つのポートが設けられる。これらのポートは、図１１に示されるような環状本体４０６を通る半径方向に延びる開口４３２、４３３に流体接続されている。環状本体４０６には、パイプ１２の内径よりも小さい外径を有する少なくとも１つの部分が設けられる。このように、アセンブリー４００を定位置に位置決めして固定する場合、２つのシール部材４０８、４１０、パイプ内壁及び環状本体４０６の外径によって境界を定められる環状空間が形成される。そのような環状空間は図１０及び図１４に４３４で示される。理解されるように、そのような構成では、ポート４２８及び４３０は、開口４３２及び４３３をそれぞれ介して環状空間４３４に流体接続されている。
【００５９】
動作時に、少なくとも弾性シール部材４０８及び４１０が定位置に固定されると、また好ましくはシュー又は把持プレート４１２、４１４も固定された後で、加圧流体がポート４２８、４３０の一方に導入される。それらのポートの他方は充填工程中に空気を排気するように働く。そのような流体は続いて環状空間４３４に入ってこれを充填する。次いで、環状空間４３４内の圧力が（流体圧力の上昇によって）上昇するため、上述のようにパイプ内にさらなるシールが形成される。
【００６０】
好ましい実施形態では、上述と同じ理由から、すなわちパイプ内のアセンブリー４００の上流側にあるいかなる煙等も逃がすことができるように、アセンブリー４００内が排気される。図１１及び図１２に示されるように、そのような排気を達成するために、第１のボス４０２の好ましくは軸中心に、孔４３６を設けることができる。第２のボス４０４及び前方プレート４１６は好ましくは環状形状であり、それによっていかなる排気穴等の必要性も回避する。図示されていないが、アセンブリー４００は、いかなる排気されたガス、煙等もアセンブリー及びその近くの操作者から離してさらに下流へ方向付ける、孔４３６に接続されている排気パイプをさらに含み得る。上述したように、そのような排気パイプには弁も設けることができ、それによってパイプ１２内の上流の圧力が閾値に達したときにのみ一切の排気が行われる。
【００６１】
図１０〜図１３に示されるアセンブリー４００の「グリッパー」部分を、任意の既知のプラグ、当該技術分野において既知の検査又は隔離ツールと共に使用することができることが理解されるであろう。換言すると、「グリッパー」機構は複数のシュー又はグリッパープレート４１２、４１４、及びシューをパイプ壁に対して押しやる付勢手段を形成する前方プレートを備えるため、これらの要素は、例えば米国特許第５，８８４，１２７号及び米国特許第６，１３１，４４１号に記載される隔離ツールと併用することができる。そのような場合、必要であるのはシュー４１２、４１４及び前方プレート４１６及びナット４２６のみである。本発明のこの特徴は図１３において分かる。この場合、隔離ツールは、ボス４０２、４０４、シール部材４０８、４１０、環状本体４９６及びナット４２８によって形成されることを観察することができる。そのような場合、グリッパー機構は、そのような隔離ツールに、シュー４１２、４１４、前方プレート４１６及びナット４２６を加えることによって形成される。このように、グリッパー機構は既存の隔離ツールに「据え付けられる」。
【００６２】
同様に、グリッパー機構を、任意の他のプラグ又は隔離アセンブリーに組み込むことができる。前方プレート４１６及びナット４２６を受け入れるのにタイロッドが利用可能ではない場合、プラグの下流部分に必要なロッドを一時的に又は永久的に設けることができる。例えば、そのようなロッドは任意の既知のプラグ又は隔離ツールの面に溶接することができる。
【００６３】
上述の「据え付け」とは別に、例えば図１〜図７に示される拘束装置を使用して必要な「把持」特徴部を提供することが同様に可能であることも理解されるであろう。
【００６４】
本発明を特定の実施形態を参照して説明したが、添付の特許請求の範囲に記載される本発明の目的及び範囲から逸脱することなく、上記実施形態の種々の変更が当業者には明らかであろう。本明細書において提供される全ての例は単に本発明を説明する目的で含まれており、本発明を限定することは決して意図されない。本明細書中で提供される全ての図面は単に本発明の種々の態様を説明するためのものであり、一定の縮尺で描かれることも、本発明を限定することも決して意図されない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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