JP2007263164A - 油井管ねじ継手用水圧水防止プロテクター - Google Patents

Abstract

【課題】管の端面と接触する端面の偏摩耗を防止して長期間の繰り返し使用を可能とする。
【解決手段】管Ｐの端部に形成された雄ねじＰｂと嵌合する雌ねじ１１ａを内周面に形成すると共に、この雌ねじ１１ａの奥部に管Ｐの端面Ｐａに当接する端面１１ｂを有する。管Ｐの端面Ｐａに当接する端面１１ｂは、管軸に対して垂直である。嵌合時における、雌ねじ１１ａの、雄ねじＰｂの管端側と管中央側の不完全ねじ部Ｐｂａ，Ｐｂｂと相対する部分には、ねじ部を形成しない。
【効果】管の端面と接触する端面の偏摩耗や雌ねじの局所摩耗が少なくなり、繰り返しの長期使用が可能になる。
【選択図】図２

Description

本発明は、端部にＡＰＩ規格ねじ継手や特殊ねじ継手を備えた油井管の水圧水試験時に、前記のねじ継手に装着されるに使用される油井管ねじ継手用の水圧水防止プロテクター（以下、単にプロテクターと言う。）に関するものである。

ＡＰＩ規格ねじ継手や特殊ねじ継手を備えた油井管の水圧水試験時には、鋼管の管端に設けたねじ継手が水圧水に触れて錆が発生するのを防止するべく、前記ねじ継手にプロテクターが装着される。

このプロテクターとして、図３に示すように、管Ｐの端面Ｐａと相対するプロテクター１の端面１ａの管軸方向の厚さｔが、管Ｐの軸心に向かうに従って直線的に厚くなるように、プロテクター１の前記端面１ａを截頭状の円錐体に形成したものが、特許文献１で開示されている。
特開平１１−２０１３７２号公報に使用される

しかしながら、特許文献１で開示された構成の場合、水圧水の浸入を防止している管端面の管内面側の角部とプロテクターとの接触面は、管軸に平行な断面から見た場合には「点接触」、プロテクターとの接触面から見た場合は「線接触」となっている。

なお、このような接触態様は、図３の（ａ）図に示すような管Ｐの端面Ｐａが管軸に垂直の場合も、（ｂ）図に示すような管Ｐの端面Ｐａが管軸と角度を有して内周側が截頭状の円錐体となるように凹ませた場合も同じである。

したがって、プロテクターを繰り返して使用した場合、この接触部が集中的に摩耗して凹み、数十回の使用後は水圧水の浸入を防げなくなる。水圧水が浸入すると、ねじ部が腐食したり、ねじ表面に形成された潤滑層や防食層がダメージを受ける。

本発明が解決しようとする問題点は、特許文献１で開示された構成では、数十回の使用後は水圧水の浸入を防げなくなる、すなわち繰り返しの使用には対応できないという点である。

本発明のプロテクターは、
管の端面と接触する端面の偏摩耗と管挿入側の雌ねじ部の局所摩耗を防止して長期間の繰り返し使用を可能とするために、
管の端部に形成された雄ねじと嵌合する雌ねじを内周面に形成すると共に、この雌ねじの奥部に管の端面に当接する端面を有し、
前記管の端面に当接する端面は、管軸に対して垂直で、
嵌合時における、前記雌ねじの、前記雄ねじの管中央側の不完全ねじ部と相対する部分は、該不完全ねじ部と接触しないことを最も主要な特徴としている。

本発明のプロテクターにおいて、嵌合時における、前記雌ねじの、前記雄ねじの管端側の不完全ねじ部と相対する部分も該不完全ねじ部と接触しないようにすれば、管の挿入奥部側の雌ねじ部の局所摩耗をも防止できるので、さらなる長期の繰り返し使用が可能になる。

本発明では、管の端面に当接する端面を、管軸に対して垂直で、かつ、嵌合時における、管の雄ねじの不完全ねじ部と相対する部分は、該不完全ねじ部と接触しないので、管の端面と接触する端面の偏摩耗や雌ねじの局所摩耗が少なくなり、繰り返しの長期使用が可能になる。

以下、本発明を実施するための形態と共に最良の形態について、図１及び図２を用いて詳細に説明する。

本発明のプロテクター１１は、たとえば金属製の芯の内外周部を樹脂で被覆したもので、接続する管Ｐの端部に形成した雄ねじＰｂと嵌合する雌ねじ１１ａを、その内周面に形成している。そして、この雌ねじ１１ａの奥部には、鋼管Ｐの端面Ｐａに当接する端面１１ｂを有している。

図１は本発明のプロテクターの第１の例を示す図である。
この図１に示した例では、管Ｐの端面Ｐａに当接する端面１１ｂは、管軸に対して垂直で、管軸方向の厚さｔが、管Ｐの半径方向に一定となされている。

従って、この図１に示したプロテクター１１では、図１（ａ）に示した管Ｐの端面Ｐａが垂直であるＡＰＩ（米国石油協会）規格ねじ継手の場合は、プロテクター１１の端面１１ｂと管Ｐの端面Ｐａとの接触は、管軸に平行な断面から見た場合は「線接触」、プロテクター１１の端面１１ｂから見た場合は「面接触」となる。

つまり、図１に示したプロテクター１１では、管Ｐとの接触面積が大きくなるので、摩耗が少なく、プロテクター１１は繰り返し使用できることになって、寿命が長くなる。また、同様の理由により、仮に接触面にプロテクター１１の摩耗等により発生するごみが噛み込まれても、シールを維持することが可能になる。

また、図１（ｂ）に示した管Ｐの端面Ｐａが管軸に対して垂直では無い（截頭状の円錐体となるように凹ました）特殊ねじ継手の場合も、一般的に管Ｐの端面Ｐａは機械加工により円形状に仕上げ加工されているので、プロテクター１１の接触面の偏摩耗が少なくなって、繰り返し長い寿命にて使用できる。さらに、管Ｐの端面Ｐａに当接する端面１１ｂは管軸方向の厚さｔが管Ｐの半径方向に一定となされているので、プロテクター１１の外面側の剛性が高い部分で管Ｐの端面Ｐａと接触して、強いトルクで締め付けることが可能となり、水圧水の浸入防止が効果的に行えることになる。

ところで、管Ｐの端面Ｐａとは反対側の、雄ねじＰｂの管中央側の不完全ねじ部Ｐｂａ（ねじ山頂部が切削されておらず、管Ｐの外面の黒皮が残存しているねじ部）は、ねじ切削時に発生するバリがねじ山頂部に形成される。また、テーパねじがパイプ外表面と公差することでねじの山が角張った形状になる。

従って、プロテクター１１は、この不完全ねじ部Ｐｂａに篏合される部分が局所摩耗する。そして、この摩耗により樹脂が変形し、プロテクター１１の挿入が難しくなる。また、摩耗により発生したごみが管Ｐの端面に噛み込まれて水圧水が浸入する場合もありうる。

そこで、図１に示したプロテクター１１は、管Ｐにねじ嵌合させた場合における、前記雌ねじ１１ａの、管Ｐの雄ねじＰｂの管中央側の不完全ねじ部Ｐｂａと相対する部分に、図１（ｃ）に示したように、ねじ部を形成しないようにしている。なお、この部分はまったくねじ山を形成しないようにしてもよいし、不完全ねじ部Ｐｂａと接触しない程度にねじ山を除去してもよい。

また、管Ｐの雄ねじＰｂの管端側の不完全ねじ部Ｐｂｂも、ねじ山形状が角張ったものになるので、摩耗が発生する。
そこで、この管端側の不完全ねじ部Ｐｂｂに嵌合する雌ねじ１１ａの摩耗を防止するために、図２に示す第２の例では、図１に示したプロテクター１１の構成に加えて、雌ねじ１１ａの、管Ｐとの嵌合時における、雄ねじＰｂの管端側の不完全ねじ部Ｐｂｂと相対する部分にもねじ部を形成しないようにしている。なお、この部分はまったくねじ山を形成しないようにしてもよいし、不完全ねじ部Ｐｂａと接触しない程度にねじ山を除去してもよい。

この図２に示したプロテクター１１では、滑らかに切削仕上げされた管Ｐの雄ねじＰｂの完全ねじ部のみが篏合し、不完全ねじ部Ｐｂａ，Ｐｂｂには雌ねじ１１ａが嵌合しないので、局所摩耗が発生せず、プロテクター１１は繰り返し長い寿命にて使用できる。

なお、本発明のプロテクター１１は、前記した金属製の芯の内外周部を樹脂で被覆したものに限らず、合成樹脂のみで製作したものでも、また金属製の外套の内周側を合成樹脂で覆ったものでも良い。また、管Ｐの端面Ｐａに当接する端面１１ａは管軸方向の厚さｔが管Ｐの半径方向に一定となされていてもよいし、管軸から離れるに従って厚くなってもよい。後者の場合には、図１（ｂ）のような場合にプロテクターの剛性をより高めることができ、水圧水の浸入をより防止することができる。

ちなみに、本発明のプロテクターの効果を確認するために、発明者が行った試験結果について説明する。

金属製の外套の内周側を合成樹脂で覆ったプロテクターを、外径が２４４．５０mmで、肉厚が１３．８４mmの炭素鋼鋼管の端部に形成した各種ねじ継手の両端に装着し、水圧試験を実施した。そして、対象となるねじ継手を変えながら試験を継続し、プロテクター内面の摩耗状況を観察した。比較として、特許文献１に記載のプロテクターについても同様の試験を行った。その結果を下記表１に示す。

表１より明らかなように、本発明品は共に、鋼管の端面と接触する端面の偏摩耗や雌ねじの局所摩耗が少なくなるので、繰り返しの長期使用が可能になった。また、図２に示した本発明品の場合は、更なる長期使用が可能であった。

一方、従来品の場合は、端面の凹摩耗と不完全ねじ部の摩耗によって繰り返しの長期使用は行えなかった。

本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範囲内で、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。

本発明のプロテクターは、先に説明した形状のねじ継手だけでなく、管Ｐの端面Ｐａが管軸と角度を有して内周側が截頭状の円錐体となるように、端面Ｐａを突出させた形状のものにも適用できる。

本発明のプロテクターの第１の例を示した図で、（ａ）は管の端面が垂直のＡＰＩねじ継手の場合、（ｂ）は管の端面が管軸に対して垂直では無い特殊ねじ継手の場合、（ｃ）は管の雄ねじの管中央側の不完全ねじ部（Ａ部）の拡大図である。 本発明のプロテクターの第２の例を示した図で、（ａ）は管の端面が垂直のＡＰＩねじ継手の場合、（ｂ）は管の雄ねじの管端側の不完全ねじ部（Ｂ部）の拡大図である。 従来のプロテクターの一例を示した図１と同様の図である。

符号の説明

１１ プロテクター
１１ａ 雌ねじ
１１ｂ 端面
Ｐ 管
Ｐａ 端面
Ｐｂ 雄ねじ
Ｐｂａ 管中央側の不完全ねじ部
Ｐｂｂ 管端側の不完全ねじ部

Claims (2)

1. 管の端部に形成された雄ねじと嵌合する雌ねじを内周面に形成すると共に、この雌ねじの奥部に管の端面に当接する端面を有し、
   前記管の端面に当接する端面は、管軸に対して垂直で、
   嵌合時における、前記雌ねじの、前記雄ねじの管中央側の不完全ねじ部と相対する部分は、該不完全ねじ部と接触しないことを特徴とする油井管ねじ継手用水圧水防止プロテクター。
2. 嵌合時における、前記雌ねじの、前記雄ねじの管端側の不完全ねじ部と相対する部分も該不完全ねじ部と接触しないことを特徴とする請求項１に記載の油井管ねじ継手用水圧水防止プロテクター。
   

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