用于组装或拆分管道的附接装置的制作方法

本公开涉及一种管道处理附接装置，其可附接到原动机(primemover)，例如挖掘机、起重机、钳式装载机、挖土机、反铲挖土机，或者其他重型施工设备的臂部的端部，用于在管道的装配或拆开过程中组装或拆分管道。

背景技术：

当组装(即连接)或拆分(即分离)钻杆、套管、油管、或其他管道时，使用钳子。手动钳，作为高效的大扳手，用来在管道的组装或拆分过程中手动旋转管道是已知的。动力钳或动力扳手作为气压或液压操作的工具也是已知的，其被操作以在组装或拆分的过程中旋转管道。

在美国专利8490519和美国公开文本第2014/0151124号中描述了可附接到用于组装或拆分管道的原动机的附接装置的示例。

技术实现要素：

描述的管道处理附接装置被配置为附接到重型施工设备，即原动机，例如挖掘机、起重机、钳式装载机、挖土机、反铲挖土机等的臂部。该附接装置被配置为在从另一管道段拆分(即分离或拆开)和/或与另一管道段组装(即连接或装配)的过程中，旋转管道段。

在一种实施方式中，管道处理附接装置包括至少一个管辊夹持组件，在另一种实施方式中，包括两个以上管辊夹持组件。管辊夹持组件被配置为夹持管道并且围绕管道的纵向轴线旋转管道。管辊夹持组件可在降低位置与升高位置之间以任何合适的方式(例如，枢转)移动。这允许管辊夹持组件在某些管道处理操作中被移走。例如，在组装或拆分管道配件，例如铰刀(reamer)/扩孔器、转换接头/螺纹接头或带有阀门的管道段时，可以移走管辊夹持组件，以避免在使用附接装置的夹钳组件组装或拆分管道配件与相邻段管道时干扰管道配件。管辊夹持组件的降低位置也可以称为使用位置或收缩位置。管辊夹持组件的升高位置也可称为非使用位置或延伸位置。

如在本说明书和权利要求书中通篇所使用的，除非另有指明，术语管道意在包括钻杆、套管、油管或其它设计为通过螺纹与其它管道段连接的管道。管道是中空的。管道可以由任何类型的材料制成，包括但不限于金属或塑料。术语管道还包括管道配件，包括但不限于铰刀/扩孔器、转换接头/螺纹接头、阀门或任何通过螺纹与管道段连接的其它配件。

另外，管道在本文被描述为具有工具接头，其被限定为钻杆的扩大的和有螺纹的接头端部。但是，所述附接装置可与除钻杆以外的管道一起使用，只要该管道被设计为通过管道的旋转来与管道段连接。

如本文所使用的，连接/分离一个管道段与另一个管道段包括连接/分离单个管道段或多个管道段。例如，可以同时将两个以上的管道段与管柱的端部连接或分离。

在一种实施方式中，所描述的附接装置被配置为执行至少三个主要功能。在要将第一管道段与第二管道段连接的组装操作过程中，附接装置可提起第一管道段，相对于第二管道段定位第一管道段以便于连接，相对于第二管道段旋转第一管道段，以将管道段拧紧到一起，然后扭转管道段之间的接头以完成连接。在要将第一管道段与第二管道段分离的拆分操作过程中，执行类似的功能，但是以相反的顺序。也就是，在拆分过程中，附接装置被配置为拆分两个管道段之间的接头，相对于第二管道段旋转第一管道段以使第一管道段从第二管道段处旋开，提升刚被分离的第一管道段并且将第一管道段放置在另一个位置，例如地面或拖车的管堆中。

这些功能中的两个涉及通过附接装置旋转管道，为启动管道拆分以开始管道段的分离，或扭转接头以完成连接所发生的一次旋转，以及为将第一管道段从第二管道段处旋开或将第一管道段拧紧到第二管道段中所发生的另一次旋转。因此，需要理解的是，除非另有说明，涉及的通过附接装置旋转管道段包括管道拆分/接头扭转旋转和管道段旋开/拧紧旋转中的其中一个或两个。

还需要理解的是，除非另有说明，涉及的通过附接装置旋转管道段包括在拆分过程中和在组装过程中的旋转中的其中一个或两个。

在一种实施方式中，配置为附接到原动机上的管道处理附接装置包括：头部组件，其被配置为附接到原动机的臂部；主梁组件，其可枢转地安装到头部组件上以使主梁组件可围绕第一枢转轴线枢转；至少一个倾斜致动器，其与头部组件和主梁组件连接以使主梁组件围绕第一枢转轴线枢转；以及夹钳组件，其安装在主梁组件上。夹钳组件包括固定式夹钳和可相对于固定式夹钳旋转的组装/拆分夹钳。另外，至少一个(例如两个)管辊夹持组件安装在主梁组件上。管辊夹持组件被配置为夹持管道并且围绕管道的纵向轴线旋转由至少两个管辊夹持组件夹持的管道。每个管辊夹持组件可在降低位置和升高位置之间相对于夹钳组件和主梁组件移动，其中在降低位置处，每个管辊夹持组件被设置在第一枢转轴线的一侧，而在升高位置处，每个管辊夹持组件被设置在第一枢转轴线的相对侧。

在另一种实施方式中，配置为用于附接到原动机的管道处理附接装置包括：上头部组件，其被配置为被附接装置到原动机的臂部；下头部组件，其可旋转地附接到上头部组件以允许下头部组件围绕旋转轴线相对于上头部组件旋转；主梁组件，其可枢转地安装到下头部组件上以使主梁组件可围绕第一枢转轴线枢转；至少一个倾斜致动器，其与下头部组件和主梁组件连接以使主梁组件围绕第一枢转轴线枢转；以及夹钳组件，其安装在主梁组件上。夹钳组件包括固定式夹钳和可相对于固定式夹钳旋转的组装/拆分夹钳。至少两个鸥梁(gull-beam)组件可枢转地安装在主梁组件上，用于围绕第二枢转轴线在降低位置和升高位置之间相对于主梁组件上下枢转移动，每个第二枢转轴线与第一枢转轴线平行。枢转致动器与主梁组件和鸥梁组件连接，以使鸥梁组件围绕第二枢转轴线枢转。另外，每个鸥梁组件包括安装在鸥梁组件上的管辊夹持组件。

在又一种实施方式中，配置为用于附接到原动机上的管道处理附接装置包括：头部组件，其被配置为附接到原动机的臂部；支撑组件，其可枢转地安装到头部组件上以使支撑组件可围绕第一枢转轴线枢转；至少一个倾斜致动器，其与头部组件以及支撑组件连接以使支撑组件围绕第一枢转轴线枢转；以及夹钳组件，其安装在支撑组件上。管辊夹持组件安装在支撑组件上，其被配置为夹持管道并且围绕管道的纵向轴线旋转由管辊夹持组件夹持的管道，并且可在降低位置和升高位置之间相对于夹钳组件和支撑组件移动。

本文所述的管辊夹持组件可以配置为没有头部组件和/或没有一个或多个鸥梁组件。换句话，管道处理附接装置可以仅包括安装在主梁组件上的夹钳组件/可以附接到任何支撑结构上(包括但不限于原动机的臂部)的支撑组件。

另外，本文所述的管道处理附接装置可以相对于地面水平取向、相对于地面垂直取向或成在水平与垂直之间任何角度。

附图说明

图1是鸥梁组件位于降低位置处的管道处理附接装置的一种实施方式的侧视图。

图2是图1的管道处理附接装置在鸥梁组件向上枢转到升高位置情况下的侧视图。

图3a是管道处理附接装置在鸥梁组件向上枢转到升高位置情况下的仰视立体图。

图3b是管道处理附接装置的分解视图，示出了从壳体上卸下的组装/拆分夹钳和固定式夹钳。

图4是管道处理附接装置的侧视图，其中示出了夹持两个管道段并且夹钳组件准备好启动管道拆分以开始管道段的分离或扭转接头以完成连接。

图5a和图5b分别是一种管辊夹持组件和夹钳组件的端视图，其中抓取臂处于打开位置以便接合管道。

图6a和图6b是与图5a和图5b类似的端视图，但是移动到管道的上方的位置，并且管辊夹持组件的抓取臂围绕管道闭合。

图7a和图7b是夹钳组件的端视图，示出了在组装/拆分连接过程中组装/拆分夹钳相对于固定式夹钳的不同旋转位置。

图8是管道处理附接装置的仰视立体图，其中管辊夹持组件的抓取臂围绕管道闭合，而夹钳组件的抓取臂是打开的。

图9是管辊夹持组件的仰视立体图，其中管辊夹持组件的夹持臂围绕管道闭合，并且夹钳组件的抓取臂是闭合的，以进行组装/拆分连接。

图10是包含在图8的圈10中的部分的特写视图，图示了管辊夹持组件的抓取臂之间的横向偏移。

图11是包含在图9的圈10中的部分的特写视图，示出了围绕管道接头夹紧的夹钳组件的抓取臂。

图12表示倾斜一定角度用于处理成一定角度的管道段的管道处理附接装置。

图13表示附接到原动机的臂部并且处理管道段到铰刀/扩孔器的附接的管道处理附接装置。

图14是图13的与铰刀/扩孔器和管道段接合的管道处理附接装置的侧视图。

图15a和图15b分别是可用在管道处理附接装置上的鸥梁组件的一种实施方式的立体图和剖视图。

图16a和图16b分别是可用在管道处理附接装置上的鸥梁组件的另一种实施方式的立体图和剖视图。

图17a、图17b和图17c分别是可用在管道处理附接装置上的管辊夹持组件的一种实施方式的立体图、端视图和俯视图，在图17b中，臂壳体的一个板被移走以示出夹持组件的内部构造。

图18是可用在管道处理附接装置上的管辊夹持组件的另一种实施方式的端视图。

图19是可用在管道处理附接装置上的管辊夹持组件的另一种实施方式的端视图。

图20是可用在管道处理附接装置上的管辊夹持组件的另一种实施方式的端视图。

图21是可用在管道处理附接装置上的管辊夹持组件的另一种实施方式的端视图。

图22a、图22b和图22c分别是可用在管道处理附接装置上的管辊夹持组件的另一种实施方式的立体图、第一剖面端视图和第二剖面端视图。

图23a和图23b分别是夹持组件的固定式夹钳的立体图和端视图。

图24a和图24b分别是夹钳组件的组装/拆分夹钳的立体图和端视图。

图25a和图25b分别是可用于组装/拆分夹钳和固定式夹钳中的其中一个或两个的夹钳块组件的一种实施方式的立体图和端部剖视图。

图26是可用于组装/拆分夹钳和固定式夹钳中的其中一个或两个的夹钳块组件的另一种实施方式的端部剖视图。

图26a是可用于组装/拆分夹钳和固定式夹钳中的其中一个或两个的夹钳块组件的另一种实施方式的端部剖视图。

图27a和图27b分别是可用于组装/拆分夹钳和固定式夹钳中的其中一个或两个的夹钳块组件的另一种实施方式的立体图和端部剖视图。

图28a、图28b和图28c图示了可用于组装/拆分夹钳和固定式夹钳中的其中一个或两个的臂组件的一种实施方式。

图29a和图29b图示了可用于组装/拆分夹钳和固定式夹钳中的其中一个或两个的臂组件的另一种实施方式。

图30a、图30b和图30c图示了可用于组装/拆分夹钳和固定式夹钳中的其中一个或两个的臂组件的另一种实施方式。

图31a和图31b图示了可用于组装/拆分夹钳和固定式夹钳中的其中一个或两个的臂组件的另一种实施方式。

图32a、图32b和图32c图示了可用于组装/拆分夹钳和固定式夹钳中的其中一个或两个的臂组件的另一种实施方式。

图33a和图33b图示了可用于组装/拆分夹钳和固定式夹钳中的其中一个或两个的臂组件的另一种实施方式。

图34a和图34b图示了可用于组装/拆分夹钳和固定式夹钳中的其中一个或两个的臂组件的另一种实施方式。

图35图示了可用于组装/拆分夹钳和固定式夹钳中的其中一个或两个的臂组件的另一种实施方式。

图36a和图36b图示了可用于组装/拆分夹钳和固定式夹钳中的其中一个或两个的臂组件的另一种实施方式。

图37a和图37b图示了可用于组装/拆分夹钳和固定式夹钳中的其中一个或两个的臂组件的另一种实施方式。

图38图示了可用于图25至图37中的夹钳块组件或臂组件上的牙板(die)的一种实施方式。

图39图示了可用于图25至图37中的夹钳块组件或臂组件上的牙板的另一种实施方式。

图40图示本文描述的管道处理附接装置的另一种实施方式。

图41a、图41b和图41c图示了本文描述的将管道提升到组装/拆分夹钳和固定式夹钳的臂部的管道处理附接装置。

图42a、图42b和图42c是本文描述的保持管道段并且使管道朝向或远离另一管道段移动的管道处理附接装置的立体图。

图43图示了本文描述的垂直取向用于处理垂直管道的管道处理附接装置。

图44图示了本文描述的管道处理附接装置的另一种实施方式。

图45图示了可用在管道处理附接装置上的管辊夹持组件的又一种实施方式。

具体实施方式

参照本申请的所有附图，当表示附接装置的“a”侧或“b”侧时，如在整个申请的附图所示，“a”或“b”分别接在附图标记后。除非本文另有说明或者根据附图是显而易见的，附接装置的“a”和“b”侧基本上在构造、操作和功能上基本相同。

另外，可以使用方向性术语，例如右、左、上或向上、下或向下、向前、向后、升高、降低等。所有这些方向性术语将基于图1理解，在图1中，右和左通常在x方向上；上、下、升高、降低等通常在y方向或者在x-y平面上；向前和向后等通常在z方向上进入图1的x-y平面或从x-y平面出来。

在一些实施方式中，本文描述的附接装置附接到施工设备或原动机(例如，挖掘机、挖土机、反铲挖土机)或类似的原动机或重型施工设备的单个臂部。

在一些实施方式中，附接装置在本文中定义为可移动地安装到施工设备或原动机的臂部的端部并且在安装时，改装施工设备或原动机以执行与也可以安装到臂部的端部的不同类型的附接装置相比全新的工作范围的工具。该附接装置可从施工设备或原动机的臂部移除，并安装到不同施工设备或原动机的臂部。

参照图1-3a、图3b，图示了附接装置10，该附接装置10被配置为在与另一管道段拆分(即分离或拆开)和/或组装(即连接或装配)的过程中旋转管道段。这两种操作一起可以称为“组装/拆分”操作。在一种实施方式中，附接装置10被适当地配置为安装到重型施工设备或原动机的部件上，该重型施工设备或原动机的一部分在图13中可见。在所图示的实施方式中，附接装置10的上端部包括上头部10，其被配置为安装到挖掘机动臂14的端部。然而，上头部12可以配置为允许附接装置10与其它施工设备或原动机连接。

如在图13中最清楚地看出，上头部12包括连接点16和连接点18，连接点16通过枢轴销与动臂14可枢转地连接到动臂24，以允许附接装置10围绕枢轴销的轴(即，围绕x轴方向)相对于动臂14枢转，连接点18通过枢轴销与动臂连接件20可枢转地连接，以使上头部12可以相对于连接件20枢转。原动机的液压致动缸22与连接件20连接，以使附接装置10围绕连接点16的枢转销枢转。

回到图1至图3a、图3b，上头部12适当地可旋转地连接至下头部24，以使下头部24可相对于上头部12围绕轴a旋转，即围绕y轴方向旋转。上头部12和下头部24一起形成头部组件。优选地，下头部24能够相对于上头部12在任一方向上连续旋转，即360°。美国专利8,490,519描述了可旋转地连接上头部和下头部的一个示例，该专利通过引用以其整体并入本文。

主梁26通过枢轴销28与下头部24可枢转地连接，以允许主梁26围绕枢轴销28(即，围绕z轴方向，该方向垂直于x轴方向和y轴方向)相对于下头部24枢转。设置至少一个倾斜致动器30，用于引起主梁26倾斜。在所图示的实施方式中，提供单个倾斜致动器30，其通过枢轴销32可枢转地安装在下头部24内，以在致动器30的相对端34通过枢转销36固定到主梁26上的情况下，允许倾斜致动器30围绕销32的轴线枢转。倾斜致动器30可以为，例如可以延伸和收缩以使主梁26相对于下头部24枢转的液压致动器、气动致动器、电动致动器或机械致动器。枢轴销32的轴线基本上平行于枢轴销28的轴线，以使主梁26和倾斜致动器30可以围绕平行轴线枢转。

在另一种实施方式中，可以如美国专利8490519中所述的设置两个倾斜致动器。

可以在us2009/0057019和us2010/0308609中找到关于可附接到挖掘机臂部并具有枢转主梁、下头部、倾斜致动器及其它结构的管道处理附接装置的另外的信息，us2009/0057019和us2010/0308609通过引用以它们的整体并入本文。

继续参照图1至图3a、图3b，组装/拆分夹钳组件40和管辊夹持组件42a、42b通过鸥梁组件46a、46b安装在主梁26上，并随主梁倾斜。如下面将进一步描述的，组装/拆分夹钳组件40被配置为设置在两个管道段的接头上方，并且配置为夹紧一个管道段，同时夹紧并旋转第二管道段，以在管道拆分的情况下启动拆分接头，或在管道组装的情况下启动扭转两个管道段之间的接头。如在下面还将进一步所描述的，管辊夹持组件42a、42b被配置为夹持管道段，并且在管道拆分的情况下旋转管道段以将该管道段从另一管道段处松开，或在管道组装的情况下旋转管道段以将该管道段拧紧到另一管道段上。管辊夹持组件42a、42b还被配置为牢固地夹持管道段，以使附接装置10在原动机的动力下能够将管道段从一点移动到另一点并提起管道段，如从管堆或从地面提起管道段

在所图示的实施方式中，管辊夹持组件42a、42b在构造上相同，并且如下面进一步讨论的，安装在鸥梁组件46a、46b上，以使每个组件42a、42b可以相对于主梁26在x轴方向上(彼此独立地或彼此同步地)轴向移动。另外，如下面进一步讨论的，每个管辊夹持组件42a、42b还安装为使得可在y轴方向上(彼此独立地或彼此同步地)移动。管辊夹持组件42a、42b不必构造相同，可以在相同的附接装置10上使用不同的管辊夹持组件构造。

另外，每个管辊夹持组件42a、42b安装在相应的鸥梁组件46a、46b上，并且它们一起形成组件44a、44b。鸥梁组件46a、46b可枢转地附接到枢轴28的相对侧上的主梁26上，以允许鸥梁组件46a、46b在图1所述的降低位置和图2所示的升高位置之间在x-y平面上枢转。在主梁26内设置一对致动器48a、48b(在图1-3a、图3b中部分可见)，用于在降低位置(图1中所示)和升高位置(图2和图3a、图3b中所示)之间致动鸥梁组件46a、46b。

鸥梁组件46a、46b可以单独被致动器48a、48b致动，或者鸥梁组件46a、46b可以同时被致动。因此，鸥梁组件46a、46b中的一个鸥梁组件可以枢转到升高位置，而另一个鸥梁组件保持在降低位置，如图13和图14中所示。或者，两个鸥梁组件可以同时枢转到升高位置，如图2和图3a、图3b中所示。致动器48a、48b可以为，例如液压致动器、气动致动器、电动致动器或机械致动器，这些致动器可以延伸和收缩使得鸥梁组件46a、46b相对于主梁26枢转，从而在降低位置和升高位置之间升高和降低鸥梁组件以及安装在其上的夹持组件42a、42b。

鸥梁组件46a、46b移动到升高位置允许管辊夹持组件42a、42b在某些情况下向上移走，从而避免干扰管道配件。例如，在组装或拆分管道配件，例如图13和14中所示的铰刀/扩孔器49、转换接头或带有阀门的管道段时，可以将管辊夹持组件42a、42b中的其中一个或两个移走，以避免在使用附接装置10的组装/拆分夹钳组件40来组装或拆分管道配件与相邻管道段时干扰管道配件。

鸥梁组件46a、46b可以向上枢转任何距离到升高位置，该距离适于避免干扰管道配件，例如铰刀、转换接头或阀门。参照图2，鸥梁组件46a、46b可以向上枢转到至少l-l高度，以使管辊夹持组件42a、42b设置在l-l高度上方。在该位置处，管辊夹持组件42a、42b会被认为完全或基本设置在枢轴28上方、完全或基本设置在组装/拆分夹钳组件40上方或近似地或基本上与主梁26一样高。另外，在该位置处，由管辊夹持组件42a、42b的抓取臂限定的、其中夹持管道的开口一般会朝向x轴方向。

如下面进一步讨论的，组装/拆分夹钳组件40包括固定式夹钳50和组装/拆分夹钳52。夹钳50、52各自被设计为夹持和牢固地保持位于两个管道段之间的接头的相对侧上的管道段，同时组装/拆分夹钳52被配置为可相对于固定式夹钳50旋转，以旋转其夹持的管道段，从而在拆分/分离的过程中拆分接头，或者在组装或连接过程中扭转接头。

下面将提供组装/拆分夹钳组件40和鸥梁组件46a、46b的构造和操作的具体细节。然而，将参照图4-14来说明一般总体操作。

首先，将说明组装或连接两个管道段5a、5b。类似地说明拆分或分离两个管道段5a、5b，但是基本上以相反的顺序。

最初使两个管道段5a、5b一起端对端靠近，如图1和图2中所示。这可以使用附接装置10将一个管道段5a搬运并定位到另一个管道段5b附近来进行，如图42a和图42b所示。在一种实施方式中，然后可以使用附接装置10来启动将新管道段拧紧到另一个管道段的端部，并且一旦启动，附接装置10可以重新定位到图4所示的位置，从而使固定式夹钳50设置在管道段5a的端部上方，并且管辊夹持组件42a也设置到管道段5a的上方，而组装/拆分夹钳52设置在管道段5b的端部上方并且管辊夹持组件42b设置到管道段5b的上方。在另一种实施方式中，一旦使新管道段靠近另一管道段，附接装置10可以重新定位到图4所示的位置。

如图5a和图5b所示，在管辊夹持组件42a、42b的抓取臂组件54a、54b和夹钳50、52的夹钳臂组件56a、56b初始打开的情况下，使附接装置10朝向管道段5a、5b降低，以允许抓取臂组件54a、54b和夹钳臂组件56a、56b套在它们相应的管道段5a、5b上。

参照图6a、图6b和图8，一旦附接装置10在管道段5a、5b上方降低到位，然后如图6a和图10所示闭合管辊夹持组件42a、42b的抓取臂组件54a、54b，而夹钳50、52的夹钳臂组件56a、56b仍保持打开。

然后，通过管辊夹持组件42b使一个管道段，例如管道段5b，围绕其纵向轴线旋转，以将管道段5b的端部拧入或拧紧到管道段5a上，或完成该拧入或拧紧。

在下面针对图41a-c进一步讨论的一种实施方式中，管辊夹持组件42a、42b可以相对于鸥梁组件46a、46b垂直向上致动，以便能够向上提升管道段5a、5b并且提升到夹钳50、52的臂组件中。

一旦管道段5a、5b被拧紧到一起，然后致动闭合夹钳臂组件56a、56b，以如图9和图11中所示地夹持位于接头的相对侧上的各管道段5a、5b，从而扭动接头以完成组装或连接过程。然后，相对于固定式夹钳50旋转组装/拆分夹钳52。由于组装/拆分夹钳52的夹钳臂组件56b夹持着管道5b，因此旋转组装/拆分夹钳52来旋转管道5b以完成连接。图7a示出了组装/拆分夹钳52可以从其原位置逆时针方向旋转(在看图7a时)角度α。该逆时针旋转方向适于实现扭转接头来完成组装过程。组装/拆分夹钳52也可以从其原位置顺时针旋转(在看图7b时)角度α。该顺时针旋转方向适于在拆分过程中启动拆分或分离接头。

参照图12，可以将两个管道段5a、5b设置为成角度。在这种情况下，可以通过倾斜致动器30使附接装置10围绕枢轴28枢转，从而使其设置为与水平成对应的角度β。

在图43所图示的另一种实施方式中，管道段5a、5b可以垂直取向，在这种情况下，附接装置10也可以垂直取向。在这种实施方式中，附接装置10可以以任何合适的方式垂直取向，包括但不限于伴随原动机的臂部14的任何合适的操纵相对于上头部12旋转下头部24，或者通过将附接装置10以垂直取向安装在合适的安装结构上而不是原动机的臂部14上。

图44图示了附接装置10的另一种实施方式，其中移动上头部12和下头部24。而在图44中图示了一般安装结构600以表示附接装置10可以以水平取向、垂直取向以及水平与垂直之间的任何角度以任何合适的方式附接到任何合适的安装结构上。图44还图示了可以使用无鸥梁组件46a、46b和管辊夹持组件的附接装置10。因此，可以使用只有固定式夹钳50和组装/拆分夹钳52的附接装置10。

图13和图14图示了在铰刀49与管道段5a、5b中之一连接的情况下的附接装置10的操作。由于铰刀49的尺寸以及其与接头的接近度，在管辊夹持组件42a、42b处于降低位置的情况下，如果使附接装置10朝向铰刀49和管道段向下，则夹持组件42b会接触铰刀49并阻止正确地定位附接装置10。因此，使鸥梁组件46b离开而向上枢转到升高位置，以允许将组装/拆分夹钳组件40正确地定位到用于将铰刀49连接到管道段的接头上方。

鸥梁组件

现在将参照图15a和图15b描述鸥梁组件46a、46b的构造。组件46a、46b的构造相同，因此将仅详细描述组件46a。

鸥梁组件46a支撑管辊夹持组件42a。鸥梁组件46a包括上鸥梁60和下鸥梁62。在所图示的实施方式中，上鸥梁60以允许上鸥梁60和下鸥梁62在垂直或y轴方向彼此相对移动的方式嵌进下鸥梁62中。上鸥梁60的上端部63被配置为枢转地附接到主梁26，以允许整个鸥梁组件46a如上所述地进行枢转。另外，上鸥梁60限定用于附接到致动器48a上的附接位置65。

如图15b所示，致动器64被设置在上鸥梁60内，并且其一端66附接到上鸥梁60，另一端68附接到下鸥梁62。致动器64可以为例如可延伸和收缩的液压致动器、气动致动器、电动致动器或机械致动器。当致动器64延伸时，下鸥梁62被迫向下，从而使安装在下鸥梁62上的管辊夹持组件42a在垂直或y轴方向上降低。

下鸥梁62还包括设置在其内部的致动器70，该致动器70可以为，例如可延伸和收缩的液压致动器、气动致动器、电动致动器或机械致动器。致动器70的一端72附接到下鸥梁62，而致动器70的另一端76附接到销78。销78包括上端部78a，该上端部78a延伸穿过形成在下鸥梁62上的槽80并且在槽80中是可滑动的。同样地，销78的下端部78b延伸穿过形成在下鸥梁62上的第二槽84并且在第二槽84中是可滑动的。

如下面针对图17-22进一步讨论的，管辊夹持组件42a包括形成在其上的矩形开口，其允许管辊夹持组件42a可滑动地设置在下鸥梁62上。销78附接到管辊夹持组件42a上，以使当致动器70延伸和收缩时，管辊夹持组件42a相对于下鸥梁62水平地或在x轴方向上移动。

因此，鸥梁组件46a实现了管辊夹持组件42a的垂直或y轴移动和水平或x轴移动以及管辊夹持组件42a在升高和降低位置之间的枢转移动。

在另一种实施方式中，夹持组件42a可以在下鸥梁62上固定到位，但是下鸥梁可以在x轴方向上移动以改变夹持组件42a的位置。

图16a和图16b图示了鸥梁组件46a、46b的另一种实施方式，其由单梁结构86构成。在这种实施方式中，鸥梁组件46a不能使管辊夹持组件42a垂直地或在y轴方向上移动。然而，鸥梁组件46a可以使管辊夹持组件42a水平地或在x轴方向上移动，以及使管辊夹持组件42a在升高和降低位置之间枢转。

管辊夹持组件

现在将参照图17至图22描述管辊夹持组件42a、42b的实施方式。为了方便起见，将认为夹持组件彼此构造相同，因此将仅详细描述组件42a。要理解的是，组件42b可能与组件42a的构造和操作相同。可替代地，组件42a、42b可能具有彼此不同的构造，例如组件42a可能具有图17a至图17c描述的构造，而组件42b可能具有图18描述的构造。

无论具体构造如何，每个管辊夹持组件具有：臂壳体，其上具有允许臂壳体设置在相应的鸥梁组件上的开口；抓取臂组件，例如抓取臂组件54a、54b；用于在打开位置和闭合位置之间致动抓取臂组件以夹持管道段的装置；以及用于在通过抓取臂组件夹持管道段时引起管道段旋转的装置。

参照图17a至图17c，图示了管辊夹持组件42a的第一实施方式。在该实施方式中，组件42a包括由彼此平行设置的多个板形成的臂壳体90。这些板包括形成组合的矩形开口92的对齐的矩形开口，鸥梁组件46a的下鸥梁62延伸穿过该矩形开口92。

抓取臂组件54a包括一对抓取臂94、96，其中抓取臂94通过枢轴销98可枢转地安装在臂壳体90的两个板之间，并且抓取臂96通过枢轴销100可枢转地安装在臂壳体90的另外两个板之间，以使得如图1和图17a所看出的，抓取臂94、96在x轴方向上彼此水平偏离。致动器102附接到抓取臂94、96的端部，用于围绕枢转销的轴枢转抓取臂，以在打开位置(图17b中所示)和图17a所示的闭合的夹持位置之间移动抓取臂94、96。致动器102可以为例如可延伸和收缩的液压致动器、气动致动器、电动致动器或机械致动器。

每个抓取臂94、96均包括安装在其上的惰轮104。当管道段5a由夹持组件42a保持在抓取臂94、94中时，惰轮104允许管道段围绕管道段的纵向轴线相对于夹持组件42a旋转。

管道段的旋转由设置在管辊夹持组件42a上的管道驱动机构引起。特别地，如图17a至图17c所示，两个管道驱动轮106、108在高于管道段位置可旋转地安装在臂壳体90的板之间。当通过抓取臂94、96抓取管道段时，管道驱动轮106、108与管道段的上表面相接合。管道驱动轮106、108由设置在臂壳体90的相对侧上的相应的驱动马达110、112驱动。驱动马达110、112优选是可逆马达，以允许驱动轮106、108在各个方向上旋转。

可以使用驱动轮106、108与驱动马达110、112之间的任何形式的驱动连接。在图17a至图17c所图示的实施方式中，驱动马达110、112直接驱动驱动轮106、108。

当管道驱动轮106、108旋转时，驱动轮与管道段5a之间的相接合引起管道段5a围绕其纵向轴线旋转。由于惰轮104，管道段5a相对于抓取臂旋转。驱动轮106、108可以由高摩擦橡胶形成和/或可以设置有其它摩擦增强特征，以增大轮与管道表面之间的摩擦。

图18图示了管辊夹持组件的与图17a至图17c中的实施方式类似的实施方式，并且类似的元件用类似的附图标记表示。图18中的实施方式的不同之处在于，两个驱动马达110、112设置在抓取臂壳体90的同一侧。

图19图示了管辊夹持组件的与图17a至图17c和图18中的实施方式类似的实施方式，并且类似的元件使用类似的附图标记表示。图19中的实施方式的不同之处在于，替代惰轮或除了惰轮外，抓取臂94、96包括至少一个驱动轮114。每个驱动轮106、108包括连接到其上的链轮116，该链轮驱动第一环形驱动器118，例如链、带、缆线、绳等，该第一环形驱动器又驱动设置在抓取臂94、96上的中间链轮120。第二环形驱动器122，例如链、带、缆线、绳等，从中间链轮120延伸到与驱动轮114连接的链轮124。使用这种驱动链，驱动轮106、108的由驱动马达引起的旋转还引起驱动轮114的旋转。这样，管道段5a通过驱动轮106、108和抓取臂94、96上的驱动轮114来旋转。

图20图示了管辊夹持组件的与图17a至图17c、图18和图19中的实施方式类似的实施方式，并且类似的元件使用类似的附图标记表示。在该实施方式中，驱动马达110、112安装在抓取臂壳体的与图18中相同的一侧。图20中的实施方式的不同之处在于，抓取臂壳体130由一对板形成，并且每个抓取臂94、96设置在两个板之间，以使抓取臂94、96彼此对齐或定位为彼此相对。抓取臂94、96的末端被改变为在闭合抓取臂时允许所述末端重叠。例如，如图20所示，每个抓取臂94、96可以由一对抓取臂板132、134形成。抓取臂94的抓取臂板132具有延伸末端136，而抓取臂96的抓取臂板132具有截头末端138。抓取臂94的抓取臂板134具有截头末端138，而抓取臂96的抓取臂板134具有延伸末端136。在闭合抓取臂94、96时，延伸末端136与相对的截头末端138重叠，允许管道段基本被夹持组件环绕。

另外，驱动轮106、108设置在两个板之间，并且沿x轴方向彼此水平对齐。

图21图示了管辊夹持组件的与图20中的实施方式类似的实施方式，并且类似的元件使用类似的附图标记表示。在本实施方式中，使用单个驱动马达140通过传动系统来驱动驱动轮106、108，所述传动系统包括由马达140驱动的中心小齿轮142，该中心小齿轮142与从动齿轮144、146啮合，从动齿轮144、146又通过相应的轴与驱动轮106、108连接。

图22a至图22c图示了管辊夹持组件的与图20中的实施方式类似的实施方式，并且类似的元件使用类似的附图标记表示。在本实施方式中，使用环形驱动机构150代替使用旋转管道的驱动轮106、108来旋转管道5a。

如图22a中所示，环形驱动机构150安装到抓取臂壳体130的一侧，并且包括由驱动马达154驱动的第一从动轮152以及一对惰轮154、156。如在图22c中最清楚地看出，环形驱动件158绕轮152、154、156延伸，以使其能够通过从动轮152旋转。环形驱动件158可以是任何类型的适于驱动管道的环形件，例如带、链、缆线、绳等。在一种实施方式中，环形驱动件158可以是由高摩擦、防滑材料制成的带，高摩擦、防滑材料例如为橡胶或其它弹性材料。驱动件158足够长，以使得在轮154、156之间，驱动件158可以向上弯曲形成弯曲的驱动部160。使用中，如图22c所示，驱动部160接合管道5a的上表面，使得在驱动件158旋转时，其引起管道5a旋转。

如图20、图21和图22a-c中所图示的管辊夹持组件可以与图1所示的附接装置一起使用，在这种情况下，抓取臂壳体130可以包括如图20、图21、图22a-c中的虚线所图示的用于梁的矩形开口92。

图45图示了可以与图1所示的附接装置一起使用，或与本文所描述的和/或所图示的任何其它附接装置一起使用的管辊夹持组件的另一种实施方式。为了更好地图示管辊夹持组件的内部部件，没有图示管辊夹持组件的某些部分，例如具有允许管辊夹持组件可滑动地设置在附接装置的下鸥梁62上的开口(类似于开口92)的抓取臂壳体(类似于壳体130)。

在图45所图示的实施方式中，管辊夹持组件包括安装在抓取臂壳体(与图18和图20类似)的同一侧上的一对驱动马达110、112。然而，在该实施方式中，每个驱动马达110、112驱动一对驱动轮106a、106b、108a、108b。驱动轮106a、106b彼此间隔开并且围绕相同的轴线旋转。同样地，驱动轮108a、108b彼此间隔开并且围绕相同的轴线旋转。在所图示的示例中，驱动轮106a、106b与单个抓取臂94一起起作用，所述单个抓取臂94包括安装在其上的一个或多个惰轮104。驱动轮108a、108b与一对抓取臂96一起起作用，每个抓取臂包括安装在其上的一个或多个惰轮104。在一些情况下，使用间隔的驱动轮对106a、106b、108a、108b实现与管道的外侧表面的增强的驱动接合，以更好地旋转管道。使用驱动轮对106a、106b、108a、108b有助于减少或消除有时发生在使用单个驱动轮对的情况下的引起管道扭动的管道上的剪切作用或剪切力。

在一种实施方式中，图20、图21、图22a-c和图45所图示的管辊夹持组件或本文所描述的任何其它夹持组件可以与图40所图示的管道处理附接装置500一起使用。在附接装置500中，与管道处理附接装置10中的元件类似或相同的元件使用相同的附图标记表示。

附接装置500包括主梁502，其在功能上与主梁26类似并且可以可枢转地安装到下头部(未示出)上，下头部反过来能够可旋转地与上头部(未示出)连接，这可能与图1所示的情况类似。设置一对鸥梁组件504，每个鸥梁组件包括上鸥梁506和下鸥梁508。上鸥梁506可滑动地设置在主梁502的相对端。上鸥梁506各自通过致动器510在x轴方向上可滑动，致动器510的一端附接到主梁502上，另一端附接到上鸥梁506上。

每个下鸥梁508通过枢轴销512可枢转地附接到上鸥梁506上，枢轴销512允许下鸥梁508类似于上面讨论的鸥梁组件46a、46b在x-y平面上向上摆到升高位置。下鸥梁508的下端设置在两个板与形成臂壳体上的壳体514的两个交叉板之间。因此，管辊夹持组件可在下鸥梁508上并且相对于下鸥梁508在y轴方向上滑动。

在图40中用虚线部分地图示的致动器518设置在各下鸥梁508内，并且一端通过销519附接到下鸥梁508上，另一端通过销520附接到管辊夹持组件上。致动器518可以延伸和收缩，以使管辊夹持组件相对于下鸥梁508上下垂直或在y轴方向上滑动。致动器510的延伸和收缩使上鸥梁506与下鸥梁508以及安装在其上的管辊夹持组件一起水平地或在x轴方向上滑动。

在图40中部分可见的第三致动器522设置在主梁502内，并且固定在主梁502上，并通过销524固定在下鸥梁508上，以使下鸥梁508及安装在其上的管辊夹持组件类似于上面讨论的鸥梁组件46a、46b在x-y平面内向上摆到图40所示的升高位置，以及向下摆回到在图40的左侧所示的降低位置。

现在将描述管辊夹持组件的操作。将针对一个示例性组装操作来讨论该操作，在该示例性组装操作中，从一堆管道中卸下管道段，在将附接装置重新定位到图1所示的位置之前，通过附接装置启动将管道在管柱的尾部端拧紧到管道段上，一旦重新定位附接装置，附接装置完成拧紧操作，然后使用夹钳组件将接头扭转到适当值。要意识到的是，可以在组装操作中使用其它顺序，例如，将附接装置如图1所示进行定位来启动和完成管道段拧紧到管柱的尾部端上。另外，要意识到的是，在管道拆分操作中可以使用相反的操作顺序，在拆分操作中，在初始拆分接头后，管辊夹持组件松开管道段，然后将该管道段堆在管道架中。

使用动臂14(图13)将附接装置10朝向管道堆降低，以提起待拧紧到管柱上的管道段。如果有必要，可以通过上面讨论的附接装置10的各种调整能力来调整主梁26相对于管道的取向，包括使用原动机致动器22使附接装置10倾斜、围绕y轴旋转下头部24、使用倾斜致动器30使主梁26围绕如上所述的z轴倾斜以及调整管辊夹持组件的位置。

一旦主梁26与管道正确地对齐，进一步朝向管道降低附接装置10。一旦管道定位在抓取臂和管道驱动轮106、108之间的区域中，同时管道驱动轮稳固地定位为与管道相切，抓取臂被致动到闭合位置。

一旦管道被固定在管辊夹持组件中，提起管道。参照图1，然后管道5a由附接装置10搬运到与管道5b的工具接头172相邻的位置，该管道5b的工具接头172从地面伸出并且将与管道5a的工具接头170连接。然后，原动机操作者使用附接装置的各种调整能力使管道5a的工具接头170与管道5b的工具接头172对齐。预期的是，操作者通常会使用原动机将管道的工具接头定位为，例如，大约间隔1英寸。管辊夹持组件42a、42b可以相对于主梁26在x轴方向上左右移动，以允许夹持组件42a、42b在拧紧(或者在拆分过程中为松开)操作过程中轴向移动。

例如，参照图42a至图42c，图示了用于提起管道段5a，例如，从地面或从管道堆，并且操控管道段5a以使其靠近管道段5b以便拧紧的附接装置10的示例。在图42a中，管道段5a已经被附接装置10提起。然后，可以使该管道段朝向管道段5a待拧紧到的管道段5b移动。

图42b示出了附接装置10保持管道段5a靠近管道段5b以及管辊夹持组件42a、42b在下鸥梁62上向左移动，这使管道段5a在x方向上朝管道段5b的端部移动。使用如上所述的致动器70和销78使管辊夹持组件42a、42b在下鸥梁62上移动。

不使管道段5a向左移动，图42c图示了使用如上所述的致动器70和销78使管辊夹持组件42a、42b在下鸥梁62上向右移动，这使管道段5a在x方向上远离管道段5b的端部移动。

一旦工具接头170、172被对齐，夹持组件42a、42b然后在适当的方向上轴向移动，直到工具接头170、172上的螺纹刚好接合以确保拧紧。一旦工具接头170、172接触，管道旋转器马达被启动，其旋转管道驱动轮106、108，从而围绕管道5a的纵向轴线旋转管道5a。这样将管道5a的工具接头170拧紧到管道5b的工具接头172上，直到螺纹完全拧到位。然后，打开管道抓取臂，以允许将附接装置10重新定位到接头上方图1所述的位置。如果不需要管辊夹持组件42a、42b进一步旋转管道5a，则可以将鸥梁组件46a、46b向上枢转到图2所示的升高位置。或者，在不涉及诸如铰刀的管道配件的标准管道的情况下，鸥梁组件42a、42b及安装在其上的夹持组件42a、42b可以保持就位。

在拧紧和松开过程中，工具接头170、172上的螺纹将倾向于引起管道5a、5b中的一个或两个朝向彼此轴向移动。通常，在长管柱中，管道5b将不能轴向移动，在这种情况下，管道5a必须允许一些轴向移动。由于管道5a被组件42a、42b牢固地夹持，因此不允许管道5a相对于组件42a、42b轴向移动。反而认为许多原动机(例如挖掘机)上的动臂14在它们之中具有足够的活动量来以允许动臂14在某个方向移动，以使管道5a朝着管道5b轴向移动。在动臂14没有任何或足够活动量的情况下，将需要提供另外的调节轴向移动的装置。

例如，如上面在图15a至图15b和图16a至图16b中所讨论的，可以使用缸体70使夹持组件42a、42b轴向移动。在需要轴向移动管道5a的拧紧或松开过程中，可以使鸥梁组件46a、46b的缸体70进入浮动模式，允许组件42a、42b在鸥梁组件46a、46b上自由地轴向移动。这将允许管道5a在拧紧和松开过程中轴向移动。一旦完成拧紧或松开，可以将缸体70锁定以保持组件42a、42b的轴向位置。

然后，原动机从管道5a上卸下附接装置10，以应组装/拆分夹钳组件40的要求重新定位该附接装置。管道5a这时是自我支撑的，因为这时其被拧到了管道5b上。然后，使用组装/拆分组件40来扭转管道5a、5b之间的接头，并完成管道5a到管道5b上的拧紧。

通过组件42a、42b对管道5a的夹持足够以任何角度牢固地保持管道5a，包括垂直地保持管道5a以与伸出地面的垂直管道连接。

组装/拆分夹钳组件

现在将参照图23a至图23b、图24a至图24b和图25至图39来描述组装/拆分夹钳组件40。组装/拆分夹钳组件40用于扭转管道5a、5b之间的工具接头170、172并且完成管道的连接，或者用于启动两个管道之间的工具接头的拆分。

如上所述,组装/拆分夹钳组件40包括固定式夹钳50和组装/拆分夹钳52。固定式夹钳50被配置为使用夹钳臂组件56a在接头的一侧夹住并保持工具接头，而组装/拆分夹钳52被配置为使用夹钳臂组件56b在接头另一侧夹住第二管道的另一工具接头，并且相对于第一管道旋转第二管道。

固定式夹钳50和组装/拆分夹钳组件52的许多不同构造也是可能的。无论具体构造如何，固定式夹钳50和组装/拆分夹钳组件52各自包括用于牢固地夹住并保持相应的工具接头的夹钳臂组件。另外，组装/拆分夹钳组件52被配置为可相对于固定式夹钳50旋转，扭转两个管道之间的接头或拆分两个管道之间的接头。

要理解的是，固定式夹钳50可以反过来是组装/拆分夹钳，而组装/拆分夹钳52可以反过来是固定式夹钳。另外，要理解的是，固定式夹钳50还可以配置为组装/拆分夹钳52，从而使组装/拆分夹钳组件40包括两个组装/拆分夹钳，其中组装/拆分夹钳被配置为允许它们中之一被选择性地固定以起到固定式夹钳的作用。

固定式夹钳50和组装/拆分夹钳52各自被配置为如下针对图3b所进一步讨论的可移动/可替代。

参照图23a至图23b，在一种实施方式中，固定式夹钳50被配置为大体类似于具有一对间隔的侧板180、180和顶板184的盒子。如在图3a和图3b中最清楚地看出，固定式夹钳50通过被可移动地设置在壳体结构内而附接到主梁26上，该壳体结构由侧板185、侧板212和前后板187a、187b构成。板185、212、187a、187b固定到主梁26上，并且限定大体矩形壳体，其中接收固定式夹钳50。加固板186连接在主梁26和侧板185之间以帮助加强侧板185。

如图23a和图23b所示，对齐的垂直槽201形成在侧板180、182上。销218穿过槽201并且延伸穿过组装/拆分夹钳52，以将固定式夹钳50固定在壳体结构中。槽201允许固定式夹钳50在由板185、212、187a、187b形成的壳体结构内垂直移动，从而使固定式夹钳50可以自由地垂直地上下浮动由槽201中的销218决定的距离。

参照图23b，其中为了清楚移除板182，固定式夹钳50的夹钳臂组件56a可见。夹钳臂组件56a包括一对相对的相同臂组件190。每个臂组件190包括通过枢轴销193可枢转地安装到侧板180、182上的抓取臂192。抓取臂192的一端附接到致动器194上，致动器194可以为例如可以延伸和收缩以枢转抓取臂192的液压致动器、气动致动器、电动致动器或机械致动器。抓取臂192的另一端具有安装在其上的夹持牙板(grippingdie)196，该夹持牙板被配置为牢固地夹持和保持管道的外表面并且防止管道和夹持牙板196之间的滑动。图23a示出了致动器194收缩以使臂组件190枢转到打开位置以接收相应的工具接头。图23b示出了致动器194延伸以使臂组件枢转到闭合位置，牢固地夹持管道。

再参照图23b，为了进一步帮助稳固地保持管道，固定式夹钳50还包括在管道接收区域的上方安装在其中的夹钳块组件198。该夹钳块组件198包括一对固定的夹持牙板200，这对固定夹持牙板200相对于彼此设置为大体形成v形状，以在闭合臂组件190时帮助夹紧和保持管道。

参照图24a至图24b，在一种实施方式中，组装/拆分夹钳52包括一对间隔侧板202、204。每个板202、204包括其上形成的弯曲的导引槽206(板202上的导引槽206在图3b中可见)。每个板202、204还包括一对导引销208、210(板202上的导引销208、210在图3b中可见)。

如在图1、图3a、图3b、图4、图5b、图6b、图7a和图7b中最清楚地看出，侧板202、204可旋转地设置在板212与类似的板214之间。加固板216在板214和主梁26之间延伸。如在图1、图3b和图4中最清楚地看出，销218延伸穿过板212、214并且穿过导引槽206，以将组装/拆分夹钳52固定在板212、214之间。由于销218延伸穿过导引槽206，因此组装/拆分夹钳52可以相对于固定式夹钳50以及相对于板212、214旋转由导引槽206的长度决定的距离。如果销218如图3b中所示地移走，则固定式夹钳50和组装/拆分夹钳52可以从它们各自的壳体卸下以便移除。

另外，如在图5b、图6b、图7a和图7b中最清楚地看出，导引销208、210在板212、214的轮廓边缘220上运动，以在其旋转时帮助引导组装/拆分夹钳52的移动。

参照图1、图3a、图7a和图7b和图24a，使用一对致动器222实现组装/拆分夹钳52的旋转，这一对致动器222的一端附接到板212、214上，另一端附接到板202、204上的销224上。致动器222可以为例如液压致动器、气动致动器、电动致动器或机械致动器，它们可以延伸及收缩以在如图7a-b中所示的逆时针方向或顺时针方向上旋转组装/拆分夹钳52。

参照图24b，其中为了清楚移除了板204，组装/拆分夹钳52的夹钳臂组件56b可见。夹钳臂组件56b与固定式夹钳50的夹钳臂组件56a的构造和操作相同，并且类似元件使用相同的附图标记表示，因此文本不详细描述夹钳臂组件56b。组装/拆分夹钳52还包括夹钳块组件224，其与固定式夹钳50中的夹钳块组件198在构造和操作上基本上相同，并且类似元件使用相同的附图标记表示，因此本文不详细描述夹钳块组件224。

夹钳块组件

现在将描述夹钳块组件198和224的不同实施方式。如上所表明的，夹钳块组件198、224可以彼此构造相同，并且为了方便起见，夹钳块组件198、224将被描述为彼此相同。然而，夹钳块组件198、224的构造不必相同，以便夹钳块组件198的构造可以不同于夹钳块组件224的构造。

参照图25a至图25b，夹钳块组件的一种实施方式可以包括具有一个或多个紧固件232的牙板座230，所述紧固件232将牙板座230固定到固定式夹钳50或组装/拆分夹钳52上。牙板座230的朝向管道的表面大体为v形状，并且限定一对牙板保持区域，用于接收其上安装有钳牙板(tongdie)236的一对牙板保持架234。在该实施方式中，牙板保持区域是弯曲的，并且每个牙板保持架234的上侧238对应地是弯曲的。导引销240延伸穿过每个牙板保持架234并且进入形成在牙板座230的侧面上的槽242。

使用所描述的构造，钳牙板236大体以成θ角度的v形状取向。另外，每个钳牙板236可以通过在牙板座230中由导引销240引导旋转的牙板保持架234自我调整其位置。

每个钳牙板236包括朝向管道的表面244，该表面为锯齿状、滚花的或设置有其它夹持增强结构，以增强在管道表面上的夹持力。

图26图示了与图25a-b类似的实施方式，但是在每个牙板保持架上不是单个钳牙板236，每个牙板保持架234支撑一对钳牙板236。图26中的实施方式的构造和操作另外与图25a-b相同，并且类似元件使用相同的附图标记表示。

图26a图示了与图26类似的实施方式，但是使用可移动地安装在牙板座230上的单个连续圆化的钳牙板246。

图27a至图27b图示了钳牙板250在牙板座252上固定到位的实施方式。在该实施方式中，钳牙板250滑入形成在牙板座252上的通道254，并且通过一个或多个紧固件256在通道254中锁定到位，所述紧固件256设置在钳牙板250的、可通过形成在牙板座252上的背面上的一个或多个相应的孔258到达的背面。

臂组件

现在将描述固定式夹钳50和组装/拆分夹钳52的夹钳臂组件56a、56a的臂组件190的不同实施方式。如上所表明的，夹钳臂组件56a、56b中所使用的臂组件190可以彼此构造相同，并且出于方便起见，将臂组件190描述为彼此相同。然而，臂组件190的构造不必相同，以便固定式夹钳50的夹钳臂组件56a中使用的臂组件190的构造可以彼此不同，并且不同于组装/拆分夹钳52的夹钳臂组件56b中所使用的臂组件190。

参照图28a至图28c，臂组件190包括具有孔260的臂部192，所述孔260用于接收针对图23b所讨论的枢轴销193。臂部192的端部包括弯曲的安装部262，其接收支撑一个或多个钳牙板266的牙板保持架264。安装部262包括多个间隔的凹槽268，并且如在图28c中最清楚地看出，牙板保持架264的背面包括对应的多个舌状物270，其在组装时装配于凹槽268。凹槽268和舌状物270允许牙板保持架264相对于安装部262旋转，同时有助于保持牙板保持架264的边对边位置。

牙板保持架264包括接收销274的通孔272。端板276被固定到牙板保持架264上以闭合安装部262的端部。每个端板276包括弯曲槽278，其如图28b中所示地接收销274的端部。在装配时，端板276帮助将钳牙板266保持在牙板保持架264上，以及将牙板保持架264保持在安装部262上，同时允许牙板保持架264在端板276中的槽278的长度上相对于安装部旋转。牙板保持架264的旋转使牙板保持架自我调节到待被夹持的管道处，以保证钳牙板266在管道表面上的最佳夹持。

图29a至图29b图示了另一种实施方式，其中与图28a至图28c的元件类似的元件使用相同的附图标记表示。臂部192包括安装部280、保持一个或多个钳牙板284的牙板保持架282和端板286。在安装部280附近从臂部192突出一个或多个销288，并且在牙板保持架282的端部处形成有弯曲槽290。使用中，牙板保持架282设置在安装部280中，同时销288设置在弯曲槽290中。然后，端板286被固定到牙板保持架282的端部。牙板保持架282因此可以在槽290的长度上相对于安装部旋转。牙板保持架264的旋转使牙板保持架自我调节到待被夹持的管道处，以保证钳牙板284在管道表面上的最佳夹持。

图30a至图30c图示了另一种实施方式，其中与图28a至图28c中的元件类似的元件使用相同的附图标记表示。臂部192包括安装部300、保持一个或多个钳牙板304的牙板保持架302和端板306。安装部300形成有多个间隔的齿308，每个齿308设置有孔310，并且如图30c中所图示的，牙板保持架302的后部形成有多个齿312，每个齿312设置有孔314。在孔310、314彼此对齐的情况下，牙板保持架302上的齿312安装在安装部300上的齿308之间。然后，铰链销316延伸穿过对齐的孔310、314，以将牙板保持架302固定到臂部192上。然后，将板306固定到牙板保持架302的端部。因此，牙板保持架302可以相对于安装部旋转，这样使牙板保持架302自我调节到待被夹持的管道处，以保证钳牙板304在管道表面上的最佳夹持。

图31a至图31b图示了另一种实施方式，其中与图28a至图28c的元件类似的元件使用相同的附图标记表示。在本实施方式中，牙板不自我调节，而是在臂部192上固定到位。该臂部包括形成有通道322的安装部320，一个或多个钳牙板324可以滑入该通道322，以将钳牙板324安装到臂部192上。然后，端板326被固定到臂部192上，以覆盖通道322的端部，从而将钳牙板324锁定到位。

图32a至图32c图示了另一种实施方式，其中与图28a至图28c的元件类似的元件使用相同的附图标记表示。臂部192包括安装部330和形成有通道334的牙板保持架332，一个或多个钳牙板336可以滑入通道334，以将钳牙板336安装到牙板保持架332上。牙板保持架332包括孔338和通道334中的凹槽340。每个钳牙板336的底部包括凹槽342，其在使用中定位为与凹槽340相对并且对齐。牙板销344延伸穿过孔338并且进入对齐的凹槽340、342，以将钳牙板336锁定到牙板保持架332上。牙板保持架332还包括舌状物346，其伸入安装部330中的通道348，销350延伸穿过安装部330并且穿过形成在舌状物346中的曲线凹槽352，以将牙板保持架332固定到臂部192上。牙板保持架332因此可以相对于安装部330旋转，这样使牙板保持架332自我调节到待被夹持的管道处，以保证钳牙板336在管道表面上的最佳夹持。

图33a至图33c图示了另一种实施方式，其中与图28a至图28c的元件类似的元件使用相同的附图标记表示。在本实施方式中，在凸轮滚轮360被设置为有助于在牙板保持架自我调节到被夹紧的管道的轮廓处后，摩擦地保持或夹紧将一个或多个钳牙板364保持到位的牙板保持架362。凸轮滚轮360具有略微偏心的横截面轮廓，并且被设计为在管道被夹紧时与牙板保持架接合以将牙板保持架摩擦地保持就位。

臂部192包括安装部366，其如图33c中所示地接收牙板保持架362和凸轮滚轮360。特别地，安装部366包括一对弯曲部368，其接收凸轮滚轮360。牙板保持架362的前表面和后表面包括具有相对的轮廓表面370的突起，相对的轮廓表面370略微向内凹以接触凸轮滚轮360。牙板保持架362的突起还包括一个或多个销372，所述销在使用中被设置在形成在端板376中的凹槽374内。凸轮滚轮360可以是中空的或实心的，并且在所图示的实施方式中，滚轮销378延伸穿过凸轮滚轮360并且进入端板376。

使用中，牙板保持架362可以浮在臂部192上，并且可以围绕销372枢转。当管道被夹紧时，牙板364首先接触管道。在使管道与轮廓相符时，牙板364的任一末端可能最初接触管道，导致牙板保持架362在安装部366内旋转。当凸轮滚轮360和轮廓表面370略微接触时，通过致动臂部192所导致的夹紧导致牙板保持架362退回到安装部366。这又导致凸轮滚轮360旋转，造成在凸轮滚轮360上的偏心表面以及轮廓表面370减小间隙，事实上引起干扰。所产生的干扰导致产生垂直力，以将牙板保持架362夹紧就位。这样，牙板保持架362可在任何数量的无数个位置上进行调整，以均匀地将夹紧负荷施加到管道上，用于对管道范围施加力，而不是通过枢转或弯曲表面进行有限的调整。

销372放置在凹槽374内，以保持牙板保持架362不从安装部366脱出。可以部分地基于若干因素(包括具体的应用)使用任何数量的钳牙板364。

待夹紧的管道范围跨越大的直径范围，并且枢转或弯曲的配合表面具有有限的可调整性。然而，图33a至图33c中的设计对于夹紧到管道或任何其它数量的偏心表面上具有无限的可调整性，尤其当管道因多次扭转操作而变得不圆时。

图34a至图34b图示了另一种实施方式，其中与图28a至图28c的元件类似的元件使用相同的附图标记表示。臂部192包括安装部390和形成有通道394的牙板保持架392，一个或多个钳牙板396可以滑入该通道394，以将钳牙板396安装到牙板保持架392上。一个或多个牙板间隔件398在通道394的一端或两端滑入通道394，以帮助保持钳牙板396在牙板保持架392上的位置。销400延伸穿过牙板保持架392上的孔402并且进入形成在安装部390的端壁中的弯曲凹槽404中。端板406被固定到安装部390的端壁上，并且将销400保持在孔402和凹槽404中。

在图34a至图34b的实施方式中，牙板保持架392自我调节为保证钳牙板394在管道表面上的最佳夹紧。

图35图示了另一种实施方式，其中与图28a至图28c的元件类似的元件使用相同的附图标记表示。在本实施方式中，钳牙板410安装在自我调节或固定的牙板保持架412上。牙板保持架412可以是前述的任何牙板保持架。钳牙板410在锯齿的宽度w比前述牙板更窄的意义上比前述钳牙板更窄，因此钳牙板410接触更少的管道表面积。

图36a至图36b图示了另一种实施方式，其中与图28a至图28c的元件类似的元件使用相同的附图标记表示。臂部192包括安装部420和形成有一对通道424的牙板保持架422，钳牙板426可以滑入通道424中，以将钳牙板426安装到牙板保持架422上。端板428被固定到牙板保持架422的端部，以将钳牙板426锁定到通道424中。另外，销430延伸穿过牙板保持架422中的孔432，穿过端板428中的孔434，并且进入形成在安装部420的端壁中的弯曲凹槽436中。端板438被固定到安装部420的端壁上，并且将销430固定在孔432、434和凹槽436中。

在图36a至图36b的实施方式中，牙板保持架422自我调节为保证钳牙板426在管道表面上的最佳夹持。

图37a至图37b图示了另一种实施方式，其中与图28a至图28c的元件类似的元件使用相同的附图标记表示。臂部192包括安装部440和形成有一对通道的牙板保持架442，钳牙板444可以滑入该通道中，以将钳牙板444安装到牙板保持架442上，使得钳牙板朝着彼此成角度。销446延伸穿过牙板保持架442中的孔448并且进入形成在安装部440的端壁中的弯曲凹槽450中。端板452被固定到安装部440的端壁上，并且将销446保持在孔448和凹槽450中。在该实施方式中，牙板保持架442自我调节为保证钳牙板444在管道表面上的最佳夹持。

图38是可用在图25-37中的夹钳块组件或臂组件中任意一个上的钳牙板460的特写的详细视图。钳牙板460包括设置有夹持增强结构的朝向管道的表面。例如，朝向管道的表面可以包括多个锯齿462。然而，可以使用其它夹持增强结构，例如滚花等。

图39是可用在图25-37中的夹钳块组件或臂组件中任意一个上的钳牙板470的特写的详细视图。钳牙板470包括凹形或向内弯曲的朝向管道的表面，使得其具有半径r。朝向管道的表面还可以包括多个锯齿472、滚花或其它夹持增强结构。

参照图41a至图41c，图示了使用附接装置10的另一种实施方式。可以使用图40中所描述的附接装置500来实现类似的方法。在本实施方式中，附接装置10被用于提起管道段5a、5b并将管道段向上拉入固定式夹钳50和组装/拆分夹钳52中，以使用夹钳组件40扭转接头或启动拆分接头。

图41a示出了位于各自的降低位置的鸥梁组件46a、46b以及它们的在y方向上降低的下鸥梁62。这样将管辊夹持组件42a、42b定位为，当它们的抓取臂94、96如图17b所示为打开时，管辊夹持组件42a、42b能够设置在管道段周围。一旦具有打开的抓取臂的管辊夹持组件42a、42b相对于管道段恰当地定位，然后可以如图41a所示闭合抓取臂94、96，以夹持管道段。在图41a所示的位置处，管道段可以部分地或全部地位于夹钳组件40外部，使得管道段不能被固定式夹钳50和组装/拆分夹钳52夹持。

图41b图示了使用上面针对图15a至图15b所描述的致动器64将鸥梁组件46a、46b中的一个或两个的下鸥梁62在y方向上向上升高的位置。由于管辊夹持组件42a、42b安装在下鸥梁62上，因此管辊夹持组件42a、42b在y方向上被向上提升。另外，由于管道段通过管辊夹持组件42a、42b保持，因此管道段也在y方向上被向上提升直到如图41b所示，管道段之间的接头被设置在夹钳组件40内。

一旦管道段被向上升高到如图41b所示的位置，然后可以在管道段的相应工具接头周围闭合固定式夹钳50和组装/拆分夹钳52的夹持臂192(如图41c所图示的)，以使用如上所述的固定式夹钳50和组装/拆分夹钳52夹持管道并扭转接头或启动拆分。

本文所述的附接装置可以用于拆分或组装各种直径的管道，包括但不限于直径为4.5英寸至8.5英寸的管道。此外，附接装置的组装/拆分夹钳可以设计为使用各种扭矩值来操作，包括但不限于30000至60000lbs的扭矩。

本文所述的任何致动器可以配置为液压致动器、气动致动器、电动致动器和/或机械致动器。另外，文本描述的任何驱动马达可以被配置为电动马达、液压马达或气动马达。

本文所述的任何附接装置可以与本文所述的鸥梁组件、管辊夹持组件、夹钳块组件和臂组件中的任一种组合使用。另外，本文所述的任何鸥梁组件、管辊夹持组件、夹钳块组件和臂组件可以单独用于其他附接装置。

本申请中所公开的示例在各方面应该被认为是示例性的，而非限制性的。本发明的范围由随附的权利要求书表示，而不是由前述描述表示；所有在权利要求书等同的含义和范围内的改变都意在包含在其中。