JPS60205091A - 油井管用管継手 - Google Patents

油井管用管継手

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JPS60205091A
JPS60205091A JP59062629A JP6262984A JPS60205091A JP S60205091 A JPS60205091 A JP S60205091A JP 59062629 A JP59062629 A JP 59062629A JP 6262984 A JP6262984 A JP 6262984A JP S60205091 A JPS60205091 A JP S60205091A
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JP
Japan
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pipe
metal
seizure
circumferential surface
tube
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JP59062629A
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English (en)
Inventor
国博 福井
西原　實
間瀬　俊朗
森田　喜保
河嶋　寿一
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
    • F16L15/001—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02—Couplings; joints
    • E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/042—Threaded
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L58/00—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
    • F16L58/18—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation specially adapted for pipe fittings
    • F16L58/182—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation specially adapted for pipe fittings for screw-threaded joints

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、地下から産出される天然ガスや原油を採取す
るために、地中深く竪で込まれる油井管の管継手に関す
るものである。
原油を産出する井戸の深さは、数１０００ｍに及び、近
イ「その深さば更に増大して１００００ｍにも達する＋
１Ｊｉ向にある。このような井戸に竪て込まれる油井管
は真人な数にのぼるが、これらは総て管継手によっ°Ｃ
一連にｔｌｉｉｔされる。かかる管継手に対しては、各
種の苛酷な力が作用する。まず第１に管や管継手自体の
Ｉｎ量が集積された軸方向の引張力、第２に土庄による
外周面への圧縮力、第３に内部流体による内周面への押
圧力その他である。これらの力は、井戸の深化に伴って
一層苛酷なものとなることはいうまでもない、このよう
に次第に増大する苛酷な条件下で使用し得る管継手にあ
っては、強大な引張荷重に耐え得ること及び確実な気密
的シール性を保持できることが非常に重要である。それ
で、従来からこれらの要求に応ずべく多くの提案がなさ
れてきた０例えば特開昭５６−１０９９７５号公報及び
実開昭５７−１２２８８４号公報に記載された管継手の
技術がそれである。
特開昭５６−１０９９７５号公報のものは、第１図に示
す如く、管１の端部２及び肩部３に軟質全屈又は合金４
．５を溶射などの手段により付着させている。また管ｌ
の端部２とカップリング６の肩部９との２辺のなす角度
θを１５度以内としている。管１とカップリング６との
接続は、管ｌの雄ねじ７とカンプリング６の雌ねじ８と
を螺合させることで行っている。螺合された状態にあっ
て、管ｌの端部２とカンプリング６の肩部９とは、軟質
金属又は合金４が塑性変形して間隙のある外周面側へ流
動し、該部分に軟質金属又は合金４が充填されて気密性
が保持される。また管１の肩部３とカンプリング６の端
部ｌＯとの間にあっては、軟質金属又は合金５が間隙の
ある方へ流動して該部分が充Ｊ＋７ｉされ、気密性が保
持される。
この特開昭５６−１０９９７５号公報のものは、上述の
ようにして管継手の気密性を確保するものである。
然しなから、この管継手の技術は管ｌとカンプリング６
とを締結するときの焼付（ゴーリング）の問題を考慮し
ておらず、締結時の摩擦熱によって軟質金属又は合金４
．５が摩耗し、焼付が起こって気密性が損なわれるとい
う欠点があった。すなわち、管１とカップリング６との
気密性は、主として管ｌの端部２及び肩部３とカンプリ
ング６の肩部９及び端部１０との間で行っており、雄ね
じ７と雌ねじ８との間における気密性の信頼はそれほど
高いものではない。このため、上述の如く、主ｖＩ剣部
の気密性が締結時の焼付によって失われると、管継手全
体としての気密性に対する信頼が失われ、原油若しくは
ガス漏れ等の事故に至ることがあった。またこの管継手
の技術は締結時の焼付の問題を考慮してないので、管ｌ
を士数回にわたって繰り返して使用することは不可能で
あった。
なお、この特開昭５６−１０９９７５号公報のものは、
管１の端部２．肩部３とカンプリング６の肩部９゜端部
１０のいずれか一方または双方に、軟質金属又は合金４
．５を付着させることも可能である。それに、継手の形
式としては管１どうじを直接接続するいわゆるインテグ
ラル継手であってもよい。
然しなから、いずれの場合も前述した焼付の問題がある
ものである。
これに対して、実開昭５７−１２２８８４号公報の管継
手は、管１１．１１とカンプリング１２との一方又は双
方のねじ部１３．１３及び管１１．１１どうしの突合せ
部１４に、例えばフッ素系樹脂などの耐熱、耐圧、耐摩
性の樹脂を塗布して継手部の気密性、耐蝕性を確保せん
とするものである。ところが、この管継手にあっても締
結時の焼付については、何等考慮しておらず、焼付によ
って樹脂が摩耗し、やはり気密性がｔｉなわれるという
欠点があった。
それに、上述の特開昭５６−１０９９７５号公報の管継
手にあっては、管１側に軟質金属又は合金４．５を溶射
などにより付着させてもよい旨の技術開示がなされてい
る。また実開昭５７−１２２８８４号公報の管継手にあ
っては、管１１．１１側に樹脂を塗布してもよい旨の技
術開示がなされている。然しなから、管１．１１．１１
側に上述の処理をすることは、管１゜１１、１１自体が
長尺であり、困難であった。しかも、カンプリング式継
手の場合は雄ねじ、雌ねじのど１、）らかに上述の処理
がなされていれば十分であるというふうに考えられてい
た。それで、カップリング式継手では、通常カンプリン
グに処理することが行われていた。またインテグラル式
継手では、上述のような管ｌ側に処理することは、現実
には行われていなかった。
本発明は従来の油井管用管継手の上記欠点に鑑みてこれ
を改良除去したものであって、管継手の雄ねじを有する
管端側に形成したリップ部での焼付の発４Ｌ度合が、該
リップ部と対応する相手方ねじ無し部分での焼付の発生
度合よりもｔＩＩ端に少なくなるという焼付発生のメカ
ニズムを解明し、雄ねじを刻設した管の少な（とも雄ね
じが形成されていないリップ部の外周面に、耐焼付性に
優れた金属メッキ又は樹脂コーティングを施すことによ
り、締付時における上記金属メッキ又は樹脂コーティン
グ材料の摩耗を少なくし、金属と金属の接触で得られる
主密封部の気密性を保持し、士数回におよぶ使用を可能
ならしめんとするものである。
以下に本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて説明
すると次の通りである。
第３図は本発明に係るカンプリング式継手の実施例を示
すものである。この場合、管１５には雄ねじ１Ｂが刻設
され、雄ねじ１８が切止められた先にリップ部１７が形
成され、その先は端面１６となっている。これに対応し
てカップリング１９には、雌ねじ２１が刻設され、雌ね
じ２１が切止められたところより内奥に、リップ部１７
の外周面１７ａに対応するねじ無し内周面２２が形成さ
れ、その先は肩部側面３４となっている。上記リップ部
外周面１７ａ及びねじ無し内周面２２は、適宜のテーパ
ーになされた平坦面である。このリップ部外周面１７ａ
とねじ無し内周面２２との接触面が、主密封部（メタル
対メタルシール部）として機能している。
次に、本発明の前提となる焼付発生のメカニズムについ
て説明する。第４図に示す如く、管１５とカップリング
１９との締付時にあって、カップリング１９のａ点は、
管１５のリップ部外周面１７ａの端縁部側であるｂ点と
接触を始め、最高面圧発生点であるリップ部外周面１７
ａの終端Ｃで接触を完了する。つまり、カンプリング１
９のａ点は、管１５のリップ部外周面１７ａの全長にわ
たっ°にれと接触する。このため、焼付が最も激しく起
こり、該カンプリング１９のねじ無し内周面２２に金属
メッキ若しくは樹脂コーティングを施した場合には、す
ぐにａ点部分の金属メッキ若しくは樹脂コーテイング材
ｔ’ｔが摩耗し、焼付が発生する。それで、結果として
全体の気密性が１ｎなわれるものである。
それで、本発明にあっては、管１５のリップ部外周面１
７ａにｔＬ錫、亜鉛又はこれらを含む合金などの金属メ
ッキか、或いは耐熱、耐摩性に優れた樹脂材料をコーテ
ィングしている。なお、泪メッキをする場合、その厚み
は０．５〜３０μ網が最）０である。その理由は、０．
５　μｍ以下であると、後述する焼付防止の効果が少な
く、３０μ−以上であると、リップ部外周面１７ａ、ね
じ無し内周面２２どうしの主密封部での寸法が狂い、締
付トルクが上昇するなどの弊杏があるためである。
上述の如く、管１５のリップ部外周面１７ａに金属メッ
キ若しくは樹脂コーティングを施すことは、該管１５の
リップ部外周面１７８が、焼付による影響を最も受け難
＜、十分な気密性を保持することができるためである。
即ち、管１５に形成されたリップ部外周面１７ａのｂ点
は、カンプリング１９に形成されたねじ無し内周面２２
の全長にわたってこれと接触するが、このｂ点とねじ無
し内周面２２との接触面圧はねじ無し内周面２２の全体
にわたって低く、焼付の発生はない、またリップ部外周
面１７ａのＣ点は、カップリング１９のａ点部分とのみ
接触し、接触機会が非常に少ない、それに、前述のカン
プリング１９のａ点と接触するリップ部外周面１７ａの
各部は、スパイラル状に移動し、常に新しい面がｉｆｆ
　ｆｉｔ！するので、摩擦熱が最も多く発生するａ点と
のｔｆｆ　Ｆｄｉ　ｔｆｆｌ会が一時的であり、焼付は
非常に発生し難いものである。たとえ発生したとしても
それは分散しており且つ軽微である。このため、金属メ
ブキ若しくは樹脂コーティング材料（焼付防止膜）の摩
耗ｍが少なく、一度の締付だけによる焼付の発生は皆無
であり、十数回の締付に耐えることが可能である。
従って、本実施例のカップリング式管継手にあっては、
焼付発生のメカニズムを解明し、焼付の発生し難い管１
５のリップ部外周面１７ａに金属メッキ若しくは樹脂コ
ーティングを施しており、締付時の焼付を防止すること
が可能である。つまり、カップリング１９のねじ無し内
周面２２と、管１５のリップ部外周面１７ａとによる主
密封部（メタル対メタルシール部）の気密性を保持する
ことが可能である。
次に上述の如く、リップ部外周面１７ａに金属メッキ又
は樹脂コーティングされる管１５の具体的な製造方法を
、第５図乃至第７図を参照して説明する。
第５図に示す製造方法は、キャンプセル２３を管１５の
リップ部外周面１７ａ　、雄ねじ１８部分に被・ｌて金
属メンキする場合のものである。キャップセル２３は、
その命日側にシール用のスリーブ２４を有瞳内部は空洞
である。管１５の端面１６と接触する部分には、管内部
へのメッキ液の流出を防止する膨隆部２５が形成されて
いる。２６は環状のｆｆ１ｌＬ　２７はメッキ液の流入
口、２８は流出口、２９はタンク１　Ｐはポンプである
。メッキ方法自体については、１Ｊｌｉ常の電気メッキ
の場合と同じであるので、ここでの説明は省略する。
これであれば、従来のように大掛りな処理１りを必要と
せず、長尺な管１５を水平状態で金属メッキすることが
可能である。なお、この場合は、管１５の端面１６部分
にも金属メッキが施されてカンプリング１９の肩部３４
（第４図参照）との間の副密封部（メタル対メタルシー
ル部）において、焼付の防Ｉｈを図っている。
第６図は、絶縁物の海綿体３０を利用して金属メッキす
る場合のものである。海綿体３０の下方には電４ｆｉ　
３１が設置されている。メッキ液はタンク３２から海綿
体３０ヘボンプＰで圧送される。この場合は管１５を回
転させながらメッキすることが必要である。その他のメ
ッキ自体の方法及び効果については前記実施例の場合と
同じである。
！ＴＳＶ図は、樹脂コーティングの場合を示すものであ
る。この場合は、管１５を回転させながら樹脂液をノズ
ル３３から噴射して、管１５のリップ部外周面１７ａ及
び雄ねじ１８部分に塗布し、図示しないオーブン等で乾
燥させればよい、この場合も管１５を水平状態にして作
業を行うことが可能である。
次に示す表は、上述のようにして製造された本発明に係
る管継手と、従来技術の管継手とを比較したものである
。なお、試験の方法は、パワータイト試験（焼付発生ま
での締付−締戻し回数を計測した試験）の例である。試
験に供した管の材質は２５Ｃｒ−５ＯＮＩ　綱、外径は
６Ｂ、４２１１Ｌ　肉厚はｎ、リップ部外周面１７ａ、
ねじ無し内周部２２のテーパーは１　／１０．パワータ
イト試験機の回転ｊ１度は０．５ｒ、ｐ、ｍである。
但し、　加工精度と処理厚みの単位はμ硝シ；ショツト
ブラスト 樹；樹脂コーティング（エポキシ＋１ 脂） 複；複合メッキ（テフロン粒大） のことである。
（以下余白、第１３頁へ続く） 一表一 上記表を分析してみるに、本発明に係る管８１手は、士
数回以上の締付−締戻しではじめて焼（−１が発生し、
なかには２０回以上締付−締戻ししてもなお焼付が発生
しないものもあるという好成績であり、従来の場合より
も飛躍的な焼付防止が実現できたことは明らかである。
すなわち、十数回以上の繰り返し使用が可能であり、そ
れまで十分なシール効果を保持できるものである。なお
、４ＩＩｈ目の試験から銅メッキの場合は、その厚みを
少なくとも０．５ｒ鴎以上としなければならないことが
明らかである。それに、？、　１０．１３番目の各試験
にあっては、規定トルクの３倍以」二である１０００１
００Ｏでも焼付の発生はなかった。
ところで、上述の実施例では、カップリング式継手の場
合を説明したが、本発明の技術は管どうしを直接接続す
るインテグラル式継手の場合でも同じ効果が得られるこ
とは当然である。
以上説明したように本発明にあっては、管１１１手部分
における焼付の発生メカニズムを解明し、少なくとも管
のリップ部外周面に金属メッキ又は樹脂コーティングを
施したので、焼付防止のための上記金属メッキ又は樹脂
コーティング材料の摩耗が少なり、十敞回にわたる繰り
返し使用が可能である。またその間十分なシール効果を
確保することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のカンプリング式継手を示す縦断Ｕｉｉ　
ｒＥ、Ｉ、第２図は従来の他のカップリング式継手を示
ずＩｔ断面図、第３図は本発明に係るカップリング式事
手を示す縦断面図で、第４図はその分解図、第５図乃至
第７図はそれぞれ本発明に係る管の製造人θ：を示す図
面である。 １５・・・管　１７・・・リップ部 １７ａ・・・リップ部外周面 １８・・・椎ねし ’Ｉ！ｒ　？ｌ′Ｆ出願人　住友金属工業株式会社代　
理　人　弁理士　内田敏彦 第１図 第２図 第３図 第４図 第６図 第７図 １５　１８　丁１ａ 第１頁の続き Ｏ発明者　河嶋　寿− 尼崎市西長洲本通１丁目３番地　住友金属工業株式会社
中央技術研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、油井管用の管継手であって、雄ねじを刻設した管の
    少なくとも雄ねじが形成されていないリップ部の外周面
    に、耐焼付性に優れた金属メッキ又は樹脂コーティング
    を施してなる油井管用１ｒＴｍ手。
JP59062629A 1984-03-29 1984-03-29 油井管用管継手 Pending JPS60205091A (ja)

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JP59062629A JPS60205091A (ja) 1984-03-29 1984-03-29 油井管用管継手
CA000477362A CA1238352A (en) 1984-03-29 1985-03-25 Oil well pipe joint
EP85302118A EP0157587B1 (en) 1984-03-29 1985-03-26 Oil well pipe joint
DE8585302118T DE3569598D1 (en) 1984-03-29 1985-03-26 Oil well pipe joint
US06/716,765 US4630849A (en) 1984-03-29 1985-03-27 Oil well pipe joint

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