JP7734764B2 - 油井用金属管 - Google Patents

Description

本開示は、金属管に関し、さらに詳しくは油井用金属管に関する。

油井やガス井（以下、油井及びガス井を総称して、単に「油井」という）には、油井用金属管が使用される。油井用金属管は、ねじ継手を有する。具体的には、油井採掘地において、油井の深さに応じて、複数の油井用金属管を連結して、ケーシングやチュービングに代表される油井管連結体を形成する。油井管連結体は、油井用金属管同士をねじ締めすることによって形成される。また、油井管連結体に対して検査を実施する場合がある。検査を実施する場合、油井管連結体は、引き上げられ、ねじ戻しされる。そして、ねじ戻しにより油井管連結体から油井用金属管が取り外され、検査される。検査後、油井用金属管同士が再びねじ締めされ、油井用金属管は油井管連結体の一部として再度利用される。

油井用金属管は、ピン及びボックスを備える。ピンは、油井用金属管の端部の外周面に、雄ねじ部を含むピン接触表面を有する。ボックスは、油井用金属管の端部の内周面に、雌ねじ部を含むボックス接触表面を有する。本明細書において、雄ねじ部と雌ねじ部とを総称して、「ねじ部」ともいう。なお、ピン接触表面はさらに、ピンシール面とピンショルダ面とを含む、ピンねじ無し金属接触部を含む場合がある。同様に、ボックス接触表面はさらに、ボックスシール面とボックスショルダ面とを含む、ボックスねじ無し金属接触部を含む場合がある。

油井用金属管のピン接触表面及びボックス接触表面は、ねじ締め及びねじ戻し時に強い摩擦を繰り返し受ける。そのため、ピン接触表面及びボックス接触表面は、ねじ締め及びねじ戻しを繰り返した時に、ゴーリング（修復不可能な焼付き）が発生しやすい。したがって、油井用金属管には、摩擦に対する十分な耐久性、すなわち、優れた耐焼付き性が要求される。

従来、油井用金属管の耐焼付き性を向上するために、ドープと呼ばれる重金属粉入りのコンパウンドグリスが使用されてきた。ピン接触表面及び／又はボックス接触表面にコンパウンドグリスを塗布することで、油井用金属管の耐焼付き性を改善できる。しかしながら、コンパウンドグリスに含まれるＰｂ、Ｚｎ及びＣｕ等の重金属粉は、環境に影響を与える可能性がある。このため、コンパウンドグリスを使用しなくても、耐焼付き性に優れる油井用金属管の開発が望まれている。

油井用金属管の耐焼付き性を高める技術が、たとえば、国際公開第２００６／１０４２５１号（特許文献１）、国際公開第２００８／１０８２６３号（特許文献２）、及び、国際公開第２０１６／１７００３１号（特許文献３）に提案されている。

特許文献１に開示される油井用金属管は、ねじ継手を有し、ピン及びボックスの少なくとも一方の接触表面に、粘稠液体又は半固体の潤滑被膜と、その上に形成された乾燥固体被膜とを有する。この油井用金属管によれば、コンパウンドグリスを使用しなくても、錆の発生を抑制し、かつ、耐焼付き性及び気密性を高められる、と特許文献１には開示されている。

特許文献２に開示される油井用金属管は、ねじ継手を有し、ピン及びボックスの少なくとも一方の接触表面に、Ｃｕ－Ｚｎ合金及びＣｕ－Ｚｎ－Ｍ１合金（Ｍ１はＳｎ、Ｂｉ及びＩｎからなる群から選択される１種以上の元素）からなる群から選択されるＣｕ合金めっき層を有する。この油井用金属管によれば、コンパウンドグリスを使用しなくても、隙間腐食の発生が防止でき、気密性及び耐焼付き性を高められる、と特許文献２には開示されている。

特許文献３に開示される油井用金属管は、ねじ継手を有し、ピン及びボックスの少なくとも一方の接触表面に、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層を有する。この油井用金属管によれば、コンパウンドグリスを使用しなくても、耐食性及び耐焼付き性を高められる、と特許文献３には開示されている。

国際公開第２００６／１０４２５１号 国際公開第２００８／１０８２６３号 国際公開第２０１６／１７００３１号

特許文献１に開示された技術によれば、ピン及びボックスの少なくとも一方の接触表面の上又は上方に潤滑被膜を形成することで、油井用金属管の耐焼付き性を高めることができる。特許文献２及び３に開示された技術によれば、ピン及びボックスの少なくとも一方の接触表面の上にめっき層を形成することで、油井用金属管の耐焼付き性を高めることができる。

ところで、油井用金属管では、生産性及び製造コストの観点から、ピン及びボックスの一方の接触表面の上又は上方にのみ、めっき層が形成される場合がある。たとえば、後述する油井用金属管の一形態であるＴ＆Ｃ（Ｔｈｒｅａｄｅｄ ａｎｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ）型の油井用金属管では、長尺の鋼管にピンが形成され、短尺の鋼管（カップリング）にボックスが形成される。ここで、カップリングの方が、長尺の鋼管と比較して特殊な装置等が必要なく、表面にめっき層を容易に形成できる。そのため、ボックス接触表面の上又は上方にのみ、めっき層が形成され、ピン接触表面の上又は上方には、めっき層が形成されない場合がある。

このように、工業的な生産性を考慮して、ピン及びボックスの一方の接触表面の上又は上方にのみめっき層が形成された場合であっても、優れた耐焼付き性を有する油井用金属管が求められてきている。しかしながら、上記特許文献２及び３では、ピン及びボックスのうち一方の接触表面の上又は上方にのみめっき層を形成する場合、めっき層が形成されない接触表面の構成と、油井用金属管の耐焼付き性との関係について、何ら検討されていない。

本開示の目的は、ピン及びボックスのうち一方の接触表面の上又は上方にのみめっき層が形成されても、優れた耐焼付き性を有する油井用金属管を提供することである。

本開示による油井用金属管は、
第１端部と第２端部とを含む管本体を備え、
前記管本体は、
前記第１端部に形成されているピンと、
前記第２端部に形成されているボックスとを含み、
前記ピンは、
雄ねじ部を含むピン接触表面を含み、
前記ボックスは、
雌ねじ部を含むボックス接触表面を含み、
前記油井用金属管はさらに、
前記ピン接触表面及び前記ボックス接触表面のうち、いずれか一方の上に形成される、酸化ジルコニウム被膜と、
前記酸化ジルコニウム被膜の上又は上方に形成される、第１樹脂被膜と、
前記ピン接触表面及び前記ボックス接触表面のうち、他方の上又は上方に形成される、めっき層と、
前記めっき層の上又は上方に形成される、第２樹脂被膜とを有する。

本開示による油井用金属管は、ピン及びボックスのうち一方の接触表面の上又は上方にのみめっき層が形成されても、優れた耐焼付き性を有する。

図１は、後述する実施例におけるねじ締め回数（回）と、耐焼付き性の指標であるショルダリングトルク（ｆｔ．ｌｂｓ）との関係を示す図である。 図２は、本実施形態による油井用金属管の側面図である。 図３は、図２に示す油井用金属管のカップリングの管軸方向に平行な断面（縦断面）を示す一部断面図である。 図４は、図３に示す油井用金属管のうちのピン近傍部分の、油井用金属管の管軸方向に平行な断面図である。 図５は、図３に示す油井用金属管のうちのボックス近傍部分の、油井用金属管の管軸方向に平行な断面図である。 図６は、図３と異なる他の構成の本実施形態の油井用金属管の縦断面を含む一部断面図である。 図７は、本実施形態によるインテグラル型の油井用金属管の縦断面を含む一部断面図である。 図８は、本実施形態による油井用金属管のピン接触表面近傍の断面図である。 図９は、図８に対応するボックス接触表面近傍の断面図である。 図１０は、図８と異なる構成の他のピン接触表面近傍の断面図である。 図１１は、図１０に対応するボックス接触表面近傍の断面図である。

以下、図面を参照して、本実施形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

本発明者らは、ピン及びボックスのうち一方の接触表面の上又は上方にのみめっき層が形成された油井用金属管の耐焼付き性を高める手段について、詳細に検討した。その結果、次の知見を得た。

まず、本発明者らは、ピン及びボックスのうち一方の接触表面の上又は上方にのみめっき層が形成された油井用金属管について、ピン及びボックスの両方の接触表面の上方に、樹脂被膜を形成することを検討した。樹脂被膜が形成されれば、油井用金属管同士がねじ締めされる際、接触表面の間に樹脂被膜が入り込む。その結果、接触表面に焼付きが発生するのを抑制することができる。ピン及びボックスの両方の接触表面の上方に樹脂被膜が形成されればさらに、ピン及びボックスの接触表面の耐食性をある程度高めることができる。

ここで、本実施形態による油井用金属管では、ピン及びボックスの一方の接触表面の上又は上方にのみ、めっき層が形成される。すなわち、本実施形態による油井用金属管は、上又は上方にめっき層が形成されない接触表面を含む。これまでに、めっき層が形成されない接触表面の上方に樹脂被膜を形成する場合、樹脂被膜の下方（樹脂被膜と接触表面との間）には、化成処理被膜が形成される場合があった。化成処理被膜は接触表面の耐食性を高める。さらに、化成処理被膜のうちリン酸亜鉛被膜は、樹脂被膜の密着性を高める。

具体的に、リン酸亜鉛被膜は、結晶粒が粗大になりやすく、その表面粗さが高くなりやすい。そのため、リン酸亜鉛被膜の上に樹脂被膜が形成されれば、いわゆるアンカー効果により、樹脂被膜の密着性が高まる。上述のとおり、油井用金属管同士がねじ締めされる際、接触表面には高い面圧がかかる。そのため、ねじ締め及びねじ戻しを繰り返し実施した場合、樹脂被膜が剥離する可能性がある。しかしながら、樹脂被膜の密着性を高めることで、ねじ締め及びねじ戻しを繰り返しても樹脂被膜の剥離を抑制できる可能性がある。その結果、油井用金属管の耐焼付き性が高まると予想される。そこで、接触表面の耐食性を高め、かつ、樹脂被膜の密着性を高めるために、油井用金属管ではこれまでに、化成処理被膜としてリン酸亜鉛被膜が用いられてきた。

しかしながら、本発明者らの詳細な検討の結果、めっき層が形成されない接触表面の上には、化成処理被膜として酸化ジルコニウム被膜を形成する方が、リン酸亜鉛被膜を形成するよりも、油井用金属管の耐焼付き性が高まる場合があることが明らかになった。この点について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、後述する実施例におけるねじ締め回数（回）と、耐焼付き性の指標であるショルダリングトルク（ｆｔ．ｌｂｓ）との関係を示す図である。図１は、後述する実施例において、化成処理被膜及び樹脂被膜を形成したピン接触表面と、めっき層及び樹脂被膜を形成したボックス接触表面とを有する油井用金属管について、ねじ締め及びねじ戻しを繰り返すことによって得られた。図１中の丸印（○）は、化成処理被膜として酸化ジルコニウム被膜を形成した試験番号１の結果を示す。図１の四角印（□）は、化成処理被膜としてリン酸亜鉛被膜を形成した試験番号２の結果を示す。また、化成処理被膜以外、試験番号１及び２で同一の構成を有する油井用金属管を用いた。

図１の横軸は、油井用金属管をねじ締め及びねじ戻しした回数（回）を示す。図１の縦軸は、油井用金属管をねじ締めしたときのショルダリングトルク（ｆｔ．ｌｂｓ）を示す。なお、ショルダリングトルクとは、後述する実施例において用いた油井用金属管をねじ締めした際、ピン接触表面におけるピンショルダ面と、ボックス接触表面におけるボックスショルダ面とが接触したときのトルクを意味する。すなわち、ねじ締め及びねじ戻しを何度も繰り返した結果、ショルダリングトルクが低く維持されているほど、耐焼付き性は優れると判断できる。

図１を参照して、２回めのねじ締め時では、接触表面上に酸化ジルコニウム被膜を形成した試験番号１は、接触表面上にリン酸亜鉛被膜を形成した試験番号２よりも、ショルダリングトルクが高くなった。図１を参照してさらに、４回めのねじ締め時以後では、試験番号１は、試験番号２よりもショルダリングトルクが低く抑えられた。つまり、図１を参照して、ねじ締め及びねじ戻しを１回実施すると、試験番号１の方が試験番号２よりもショルダリングトルクが高くなる。しかしながら、試験番号１では、その後ねじ締め及びねじ戻しを繰り返しても、ショルダリングトルクがある程度の範囲に維持される。一方、試験番号２では、ねじ締め及びねじ戻しを繰り返す回数を増すごとに、ショルダリングトルクが高まっていく。その結果、ねじ締め及びねじ戻しを繰り返す回数が４回以上にまで多くなると、試験番号１の方が試験番号２よりもショルダリングトルクが低くなる様子が確認できる。このように、ねじ締め及びねじ戻しを何度も繰り返す場合、接触表面上に酸化ジルコニウム被膜を形成した方が、接触表面上にリン酸亜鉛被膜を形成するよりも、油井用金属管の耐焼付き性が高まることが明らかになった。この理由について、詳細は明らかになっていない。しかしながら、本発明者らは、次のように推察している。

上述のとおり、リン酸亜鉛被膜は、結晶粒が粗大になりやすく、その表面粗さが高くなりやすい。一方、酸化ジルコニウム被膜は、緻密で均一な薄い被膜が形成されやすい。すなわち、化成処理被膜の上に形成される樹脂被膜の密着性の観点において、リン酸亜鉛被膜上の樹脂被膜の方が、酸化ジルコニウム被膜上の樹脂被膜よりも、密着性が高いと考えられる。要するに、酸化ジルコニウム被膜上の樹脂被膜は、リン酸亜鉛被膜上の樹脂被膜と比較して、剥離しやすい。その結果、２回めのねじ締め時では、より多くの樹脂被膜が残存したリン酸亜鉛被膜を形成した試験番号２の方が、ショルダリングトルクが低くなった可能性がある。

その後、さらにねじ締め及びねじ戻しを繰り返すと、酸化ジルコニウム被膜上の樹脂被膜は、さらにその多くが剥離する可能性がある。一方、リン酸亜鉛被膜上の樹脂被膜は、残存しやすいために、かえってねじ締め及びねじ戻し時にめっき層上の樹脂被膜を傷つけている可能性が考えられる。その結果、めっき層上の樹脂被膜と、リン酸亜鉛被膜上の樹脂被膜との総量が、酸化ジルコニウム被膜を形成した場合よりも低下するのではないかと推測される。要するに、酸化ジルコニウム被膜上の樹脂被膜は、その剥離のしやすさによって、ねじ締め及びねじ戻しを繰り返しても、めっき層上の樹脂被膜を傷つけにくいのではないか、と本発明者らは推察している。その結果、ねじ締め及びねじ戻しを何度も繰り返しても、めっき層上の樹脂被膜がより残存しやすい試験番号１の方が、ショルダリングトルクを低く維持できたのではないかと本発明者らは推察している。

なお、上述のメカニズム以外の他のメカニズムによって、ねじ締め及びねじ戻しを繰り返しても、めっき層が形成されない接触表面の上に酸化ジルコニウム被膜を形成することにより、油井用金属管の耐焼付き性が高まっている可能性もあり得る。しかしながら、ピン及びボックスの一方の接触表面上に酸化ジルコニウム被膜を形成し、その酸化ジルコニウム被膜の上又は上方に樹脂被膜を形成し、ピン及びボックスの他方の接触表面上又は上方にめっき層を形成し、そのめっき層の上又は上方に樹脂被膜を形成することにより、油井用金属管の耐焼付き性が高まることは、後述する実施例によって証明されている。

以上の知見に基づいて完成した本実施形態による油井用金属管の要旨は、次のとおりである。

［１］
油井用金属管であって、
第１端部と第２端部とを含む管本体を備え、
前記管本体は、
前記第１端部に形成されているピンと、
前記第２端部に形成されているボックスとを含み、
前記ピンは、
雄ねじ部を含むピン接触表面を含み、
前記ボックスは、
雌ねじ部を含むボックス接触表面を含み、
前記油井用金属管はさらに、
前記ピン接触表面及び前記ボックス接触表面のうち、いずれか一方の上に形成される、酸化ジルコニウム被膜と、
前記酸化ジルコニウム被膜の上又は上方に形成される、第１樹脂被膜と、
前記ピン接触表面及び前記ボックス接触表面のうち、他方の上又は上方に形成される、めっき層と、
前記めっき層の上又は上方に形成される、第２樹脂被膜とを有する、
油井用金属管。

［２］
［１］に記載の油井用金属管であって、
前記酸化ジルコニウム被膜は、前記ピン接触表面の上に形成され、
前記めっき層は、前記ボックス接触表面の上又は上方に形成される、
油井用金属管。

［３］
［１］又は［２］に記載の油井用金属管であって、
前記めっき層は、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層である、
油井用金属管。

以下、本実施形態による油井用金属管について詳述する。

［油井用金属管の構成］
初めに、本実施形態の油井用金属管の構成について説明する。油井用金属管は、周知の構成を有する。油井用金属管は、Ｔ＆Ｃ型の油井用金属管と、インテグラル型の油井用金属管とがある。以下、各型の油井用金属管について詳述する。

［油井用金属管１がＴ＆Ｃ型である場合］
図２は、本実施形態による油井用金属管１の側面図である。図２は、いわゆるＴ＆Ｃ（Ｔｈｒｅａｄｅｄ ａｎｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ）型の油井用金属管１の側面図である。図２を参照して、油井用金属管１は、管本体１０を備える。

管本体１０は、管軸方向に延びている。管本体１０の管軸方向に垂直な断面は円形状である。管本体１０は、第１端部１０Ａと、第２端部１０Ｂとを含む。第１端部１０Ａは、第２端部１０Ｂの反対側の端部である。図２に示すＴ＆Ｃ型の油井用金属管１では、管本体１０は、ピン管体１１と、カップリング１２とを備える。カップリング１２は、ピン管体１１の一端に取り付けられている。より具体的には、カップリング１２は、ピン管体１１の一端にねじにより締結されている。

図３は、図２に示す油井用金属管１のカップリング１２の管軸方向に平行な断面（縦断面）を示す一部断面図である。図２及び図３を参照して、管本体１０は、ピン４０と、ボックス５０とを含む。ピン４０は、管本体１０の第１端部１０Ａに形成されている。ピン４０は、締結時において、他の油井用金属管１（図示せず）のボックス５０に挿入されて、他の油井用金属管１のボックス５０とねじにより締結される。

ボックス５０は、管本体１０の第２端部１０Ｂに形成されている。締結時において、ボックス５０には、他の油井用金属管１のピン４０が挿入されて、他の油井用金属管１のピン４０とねじにより締結される。

［ピン４０の構成について］
図４は、図３に示す油井用金属管１のうちのピン４０近傍部分の、油井用金属管１の管軸方向に平行な断面図である。図４中の破線部分は、他の油井用金属管１と締結する場合の、他の油井用金属管１のボックス５０の構成を示す。図４を参照して、ピン４０は、管本体１０の第１端部１０Ａの外周面に、ピン接触表面４００を備える。ピン接触表面４００は、他の油井用金属管１との締結時において、他の油井用金属管１のボックス５０にねじ込まれ、ボックス５０のボックス接触表面５００（後述）と接触する。

ピン接触表面４００は、第１端部１０Ａの外周面に形成された雄ねじ部４１を少なくとも含む。ピン接触表面４００はさらに、ピンシール面４２と、ピンショルダ面４３とを含んでもよい。図４では、ピンショルダ面４３は第１端部１０Ａの先端面に配置され、ピンシール面４２は、第１端部１０Ａの外周面のうち、雄ねじ部４１よりも第１端部１０Ａの先端側に配置されている。つまり、ピンシール面４２は、雄ねじ部４１とピンショルダ面４３との間に配置されている。ピンシール面４２はテーパ状に設けられている。具体的には、ピンシール面４２では、第１端部１０Ａの長手方向（管軸方向）において、雄ねじ部４１からピンショルダ面４３に向かうにしたがって、外径が徐々に小さくなっている。

他の油井用金属管１との締結時において、ピンシール面４２は、他の油井用金属管１のボックス５０のボックスシール面５２（後述）と接触する。より具体的には、締結時において、ピン４０が他の油井用金属管１のボックス５０に挿入されることにより、ピンシール面４２がボックスシール面５２と接触する。そして、ピン４０が他の油井用金属管１のボックス５０にさらにねじ込まれることにより、ピンシール面４２は、ボックスシール面５２と密着する。これにより、締結時において、ピンシール面４２は、ボックスシール面５２と密着してメタル－メタル接触に基づくシールを形成する。そのため、互いに締結された油井用金属管１において、気密性を高めることができる。

図４では、ピンショルダ面４３は、第１端部１０Ａの先端面に配置されている。つまり、図４に示すピン４０では、管本体１０の中央から第１端部１０Ａに向かって順に、雄ねじ部４１、ピンシール面４２、ピンショルダ面４３の順に配置されている。他の油井用金属管１との締結時において、ピンショルダ面４３は、他の油井用金属管１のボックス５０のボックスショルダ面５３（後述）と対向し、接触する。より具体的には、締結時において、ピン４０が他の油井用金属管１のボックス５０に挿入されることにより、ピンショルダ面４３がボックスショルダ面５３と接触する。これにより、締結時において、高いトルクを得ることができる。また、ピン４０とボックス５０との締結状態での位置関係を安定させることができる。

なお、ピン４０のピン接触表面４００は、少なくとも雄ねじ部４１を含んでいる。つまり、ピン接触表面４００は、雄ねじ部４１を含み、ピンシール面４２及びピンショルダ面４３を含んでいなくてもよい。ピン接触表面４００は、雄ねじ部４１とピンショルダ面４３とを含み、ピンシール面４２を含んでいなくてもよい。ピン接触表面４００は、雄ねじ部４１とピンシール面４２とを含み、ピンショルダ面４３を含んでいなくてもよい。

［ボックス５０の構成について］
図５は、図３に示す油井用金属管１のうちのボックス５０近傍部分の、油井用金属管１の管軸方向に平行な断面図である。図５中の破線部分は、他の油井用金属管１と締結する場合の、他の油井用金属管１のピン４０の構成を示す。図５を参照して、ボックス５０は、管本体１０の第２端部１０Ｂの内周面に、ボックス接触表面５００を備える。ボックス接触表面５００は、他の油井用金属管１との締結時において、他の油井用金属管１のピン４０がボックス５０にねじ込まれ、ピン４０のピン接触表面４００と接触する。

ボックス接触表面５００は、第２端部１０Ｂの内周面に形成された雌ねじ部５１を少なくとも含む。締結時において、雌ねじ部５１は、他の油井用金属管１のピン４０の雄ねじ部４１と噛み合う。

ボックス接触表面５００はさらに、ボックスシール面５２と、ボックスショルダ面５３とを含んでもよい。図５では、ボックスシール面５２は、第２端部１０Ｂの内周面のうち、雌ねじ部５１よりも管本体１０側に配置されている。つまり、ボックスシール面５２は、雌ねじ部５１とボックスショルダ面５３との間に配置されている。ボックスシール面５２はテーパ状に設けられている。具体的には、ボックスシール面５２では、第２端部１０Ｂの長手方向（管軸方向）において、雌ねじ部５１からボックスショルダ面５３に向かうにしたがって、内径が徐々に小さくなっている。

他の油井用金属管１との締結時において、ボックスシール面５２は、他の油井用金属管１のピン４０のピンシール面４２と接触する。より具体的には、締結時において、ボックス５０に他の油井用金属管１のピン４０がねじ込まれることにより、ボックスシール面５２がピンシール面４２と接触し、さらにねじ込まれることにより、ボックスシール面５２がピンシール面４２と密着する。これにより、締結時において、ボックスシール面５２は、ピンシール面４２と密着してメタル－メタル接触に基づくシールを形成する。そのため、互いに締結された油井用金属管１において、気密性を高めることができる。

ボックスショルダ面５３は、ボックスシール面５２よりも管本体１０側に配置されている。つまり、ボックス５０では、管本体１０の中央から第２端部１０Ｂの先端に向かって順に、ボックスショルダ面５３、ボックスシール面５２、雌ねじ部５１、の順に配置されている。他の油井用金属管１との締結時において、ボックスショルダ面５３は、他の油井用金属管１のピン４０のピンショルダ面４３と対向し、接触する。より具体的には、締結時において、ボックス５０に他の油井用金属管１のピン４０が挿入されることにより、ボックスショルダ面５３がピンショルダ面４３と接触する。これにより、締結時において、高いトルクを得ることができる。また、ピン４０とボックス５０との締結状態での位置関係を安定させることができる。

ボックス接触表面５００は、少なくとも雌ねじ部５１を含む。締結時において、ボックス５０のボックス接触表面５００の雌ねじ部５１は、ピン４０のピン接触表面４００の雄ねじ部４１に対応し、雄ねじ部４１と接触する。ボックスシール面５２は、ピンシール面４２と対応し、ピンシール面４２と接触する。ボックスショルダ面５３は、ピンショルダ面４３と対応し、ピンショルダ面４３と接触する。

ピン接触表面４００が雄ねじ部４１を含み、ピンシール面４２及びピンショルダ面４３を含まない場合、ボックス接触表面５００は雌ねじ部５１を含み、ボックスシール面５２及びボックスショルダ面５３を含まない。ピン接触表面４００が雄ねじ部４１とピンショルダ面４３とを含み、ピンシール面４２を含まない場合、ボックス接触表面５００は、雌ねじ部５１とボックスショルダ面５３とを含み、ボックスシール面５２を含まない。ピン接触表面４００が雄ねじ部４１とピンシール面４２とを含み、ピンショルダ面４３を含まない場合、ボックス接触表面５００は、雌ねじ部５１とボックスシール面５２とを含み、ボックスショルダ面５３を含まない。

ピン接触表面４００は、複数の雄ねじ部４１を含んでもよいし、複数のピンシール面４２を含んでもよいし、複数のピンショルダ面４３を含んでもよい。たとえば、ピン４０のピン接触表面４００において、第１端部１０Ａの先端から管本体１０の中央に向かって、ピンショルダ面４３、ピンシール面４２、雄ねじ部４１、ピンシール面４２、ピンショルダ面４３、ピンシール面４２、雄ねじ部４１の順で配置されてもよい。この場合、ボックス５０のボックス接触表面５００において、第２端部１０Ｂの先端から管本体１０の中央に向かって、雌ねじ部５１、ボックスシール面５２、ボックスショルダ面５３、ボックスシール面５２、雌ねじ部５１、ボックスシール面５２、ボックスショルダ面５３の順に配置される。

図４及び図５では、ピン４０が、雄ねじ部４１、ピンシール面４２、及び、ピンショルダ面４３を含み、ボックス５０が、雌ねじ部５１、ボックスシール面５２、及び、ボックスショルダ面５３を含む、いわゆる、プレミアムジョイントを図示している。しかしながら、上述のとおり、ピン４０は、雄ねじ部４１を含み、ピンシール面４２及びピンショルダ面４３を含んでいなくてもよい。この場合、ボックス５０は、雌ねじ部５１を含み、ボックスシール面５２及びボックスショルダ面５３を含んでいない。図６は、図３と異なる他の構成の本実施形態の油井用金属管の縦断面を含む一部断面図である。

［油井用金属管１がインテグラル型である場合］
図２、図３及び図６に示す油井用金属管１は、管本体１０が、ピン管体１１とカップリング１２とを含む、いわゆる、Ｔ＆Ｃ型の油井用金属管１である。しかしながら、本実施形態の油井用金属管１は、Ｔ＆Ｃ型ではなく、インテグラル型であってもよい。

図７は、本実施形態によるインテグラル型の油井用金属管１の縦断面を含む一部断面図である。図７を参照して、インテグラル型の油井用金属管１は、管本体１０を備える。管本体１０は、第１端部１０Ａと、第２端部１０Ｂとを含む。第１端部１０Ａは、第２端部１０Ｂと反対側に配置されている。上述のとおり、Ｔ＆Ｃ型の油井用金属管１では、管本体１０は、ピン管体１１と、カップリング１２とを備える。つまり、Ｔ＆Ｃ型の油井用金属管１では、管本体１０は、２つの別個の部材（ピン管体１１及びカップリング１２）を締結して構成されている。これに対して、インテグラル型の油井用金属管１では、管本体１０は一体的に形成されている。

ピン４０は、管本体１０の第１端部１０Ａに形成されている。締結時において、ピン４０は、他のインテグラル型の油井用金属管１のボックス５０に挿入されてねじ込まれ、他のインテグラル型の油井用金属管１のボックス５０と締結される。ボックス５０は、管本体１０の第２端部１０Ｂに形成されている。締結時において、ボックス５０には、他のインテグラル型の油井用金属管１のピン４０が挿入されてねじ込まれ、他のインテグラル型の油井用金属管１のピン４０と締結される。

インテグラル型の油井用金属管１のピン４０の構成は、図４に示すＴ＆Ｃ型の油井用金属管１のピン４０の構成と同じである。同様に、インテグラル型の油井用金属管１のボックス５０の構成は、図５に示すＴ＆Ｃ型の油井用金属管１のボックス５０の構成と同じである。なお、図４及び図５では、ピン４０において、第１端部１０Ａの先端から管本体１０の中央に向かって、ピンショルダ面４３、ピンシール面４２、雄ねじ部４１の順で配置されている。そのため、ボックス５０において、第２端部１０Ｂの先端から管本体１０の中央に向かって、雌ねじ部５１、ボックスシール面５２、ボックスショルダ面５３の順に配置されている。しかしながら、Ｔ＆Ｃ型の油井用金属管１のピン４０のピン接触表面４００と同様に、インテグラル型の油井用金属管１のピン４０のピン接触表面４００は、少なくとも雄ねじ部４１を含んでいればよい。また、Ｔ＆Ｃ型の油井用金属管１のボックス５０のボックス接触表面５００と同様に、インテグラル型の油井用金属管１のボックス５０のボックス接触表面５００は、少なくとも雌ねじ部５１を含んでいればよい。

要するに、本実施形態の油井用金属管１は、Ｔ＆Ｃ型であってもよいし、インテグラル型であってもよい。

［酸化ジルコニウム被膜］
本実施形態による油井用金属管１は、ピン接触表面４００及びボックス接触表面５００のいずれか一方の上に、酸化ジルコニウム被膜１００を備える。図８は、本実施形態による油井用金属管１のピン接触表面４００近傍の断面図である。図９は、図８に対応するボックス接触表面５００近傍の断面図である。図１０は、図８とは異なる構成の他のピン接触表面４００近傍の断面図である。図１１は、図１０に対応するボックス接触表面５００近傍の断面図である。

図８を参照して、酸化ジルコニウム被膜１００は、ピン接触表面４００の上に形成されてもよい。この場合、図９を参照して、対応するボックス接触表面５００の上又は上方には、めっき層２００が形成される。また、図１１を参照して、酸化ジルコニウム被膜１００は、ボックス接触表面５００の上に形成されてもよい。この場合、図１０を参照して、対応するピン接触表面４００の上又は上方には、めっき層２００が形成される。すなわち、酸化ジルコニウム被膜１００が形成されるのは、ピン接触表面４００の上であってもよく、ボックス接触表面５００の上であってもよい。要するに、本実施形態による油井用金属管１は、ピン接触表面４００及びボックス接触表面５００のうち、いずれか一方の上に形成される酸化ジルコニウム被膜１００を有する。

酸化ジルコニウム被膜１００は、非晶質の酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、及び／又は、非晶質の水酸化ジルコニウム（Ｚｒ（ＯＨ）_４）を主として含有する。すなわち、本実施形態による酸化ジルコニウム被膜１００において、非晶質の酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）の水和物、及び、非晶質の水酸化ジルコニウム（Ｚｒ（ＯＨ）_４）の合計含有量は、たとえば、８０質量％以上である。酸化ジルコニウム被膜１００はさらに、有機化合物を含有していてもよい。酸化ジルコニウム被膜１００は、緻密で薄く、均一な被膜である。そのため、酸化ジルコニウム被膜１００の上又は上方に形成された樹脂被膜は、密着性が低く、剥離しやすい。そのため、めっき層２００の上又は上方に形成された樹脂被膜が、ねじ締め及びねじ戻しを繰り返しても残存しやすく、結果として油井用金属管１の耐焼付き性を高めると考えられる。なお、樹脂被膜については後述する。

上述のとおり、酸化ジルコニウム被膜１００は、薄い被膜である。そのため、酸化ジルコニウム被膜１００の厚さを測定するのは困難である。しかしながら、酸化ジルコニウム被膜１００は、次の方法で確認することができる。まず、酸化ジルコニウム被膜について、誘導結合高周波プラズマ発光分光分析（ＩＣＰ－ＡＥＳ）によってＺｒ含有量と、蛍光Ｘ線分析によって検出されるＺｒ信号量との検量線を作成する。具体的に、厚さの異なる酸化ジルコニウム被膜を形成した複数の鋼板について、蛍光Ｘ線分析でＺｒ信号量を測定する。厚さの異なる酸化ジルコニウム被膜を形成した複数の鋼板についてさらに、ふっ酸溶液等に浸漬し、酸化ジルコニウム被膜を溶解させる。酸化ジルコニウム被膜が溶解したふっ酸溶液について、ＩＣＰ－ＡＥＳによる元素分析を実施する。元素分析によって得られたＺｒ含有量と、蛍光Ｘ線分析によって得られたＺｒ信号量とを用いて、検量線を作成する。本実施形態によるピン接触表面４００又はボックス接触表面５００に対して、蛍光Ｘ線分析を実施して、Ｚｒ信号量を求める。求めたＺｒ信号量から、作成した検量線を用いて、酸化ジルコニウム被膜中のＺｒ含有量を定量することで、酸化ジルコニウム被膜の存在を確認することができる。

［めっき層］
本実施形態による油井用金属管１は、ピン接触表面４００及びボックス接触表面５００のいずれか一方の上に酸化ジルコニウム被膜１００を備え、ピン接触表面４００及びボックス接触表面５００の他方の上又は上方にめっき層２００を備える。上述のとおり、図８及び図９を参照して、ピン接触表面４００上に酸化ジルコニウム被膜１００が形成される場合、ボックス接触表面５００の上又は上方にめっき層２００が形成される。同様に、図１０及び図１１を参照して、ボックス接触表面５００上に酸化ジルコニウム被膜１００が形成される場合、ピン接触表面４００の上又は上方にめっき層２００が形成される。

ここで、ピン接触表面４００又はボックス接触表面５００の上又は上方にめっき層２００が形成されるとは、ピン接触表面４００の上にめっき層２００が直接形成されてもよく、ボックス接触表面５００の上にめっき層２００が直接形成されてもよく、ピン接触表面４００の上に、他の層が形成され、その上にめっき層２００が形成されてもよく、ボックス接触表面５００の上に、他の層が形成され、その上にめっき層２００が形成されてもよいことを意味する。具体的に、図９を参照して、ボックス接触表面５００の上に、他の層３５０が形成され、その上にめっき層２００が形成されていてもよい。また、図１０を参照して、ピン接触表面４００の上に、直接めっき層２００が形成されていてもよい。なお、他の層３５０については、後述する。

本実施形態において、めっき層２００は特に限定されない。めっき層２００は、周知のめっき層から適宜選択できる。めっき層２００は、たとえば、Ｃｕめっき層であってもよく、Ｃｒめっき層であってもよく、Ｚｎめっき層であってもよく、Ｎｉめっき層であってもよく、Ｃｕ－Ｓｎ合金めっき層であってもよく、Ｚｎ－Ｃｏ合金めっき層であってもよく、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層であってもよく、Ｎｉ－Ｐ合金めっき層であってもよく、Ｃｕ－Ｓｎ－Ｚｎ合金めっき層であってもよい。好ましくは、めっき層２００はＺｎ－Ｎｉ合金めっき層である。めっき層２００がＺｎ－Ｎｉ合金めっき層であれば、その優れた耐摩耗性により、本実施形態による油井用金属管１の耐焼付き性がさらに高まる。

本実施形態ではさらに、めっき層２００は複数のめっき層を含む複層のめっき層であってもよい。また、本実施形態において、めっき層２００の厚さは特に限定されない。めっき層２００の厚さは、たとえば、１～５０μｍである。

［第１樹脂被膜］
本実施形態による油井用金属管１は、ピン接触表面４００及びボックス接触表面５００のいずれか一方の上に酸化ジルコニウム被膜１００を備え、その酸化ジルコニウム被膜１００の上又は上方に第１樹脂被膜３１０を備える。ここで、酸化ジルコニウム被膜１００の上又は上方に第１樹脂被膜３１０を備えるとは、酸化ジルコニウム被膜１００の上に第１樹脂被膜３１０が直接形成されてもよく、酸化ジルコニウム被膜１００の上に、他の層が形成され、その上に第１樹脂被膜３１０が形成されてもよい。具体的に、図８を参照して、酸化ジルコニウム被膜１００の上に、直接第１樹脂被膜３１０が形成されてもよい。また、図１１を参照して、酸化ジルコニウム被膜１００の上に、他の層３５０が形成され、その上に第１樹脂被膜３１０が形成されてもよい。

本実施形態において、第１樹脂被膜３１０は特に限定されない。第１樹脂被膜３１０は、周知の樹脂被膜から適宜選択できる。第１樹脂被膜３１０の基材は、樹脂である。樹脂の種類は特に限定されず、周知の樹脂を用いることができる。樹脂は、たとえば、熱硬化性樹脂であってもよく、紫外線硬化樹脂であってもよい。具体的に、樹脂は、たとえば、アクリル樹脂であってもよく、シリコン樹脂であってもよく、アクリルシリコン樹脂であってもよく、ウレタン樹脂であってもよく、エポキシ樹脂であってもよく、ふっ素樹脂であってもよく、フェノール樹脂であってもよく、ポリイミド樹脂であってもよく、ポリアミドイミド樹脂であってもよく、ポリアミド樹脂であってもよく、ポリエーテルエーテルケトン樹脂であってもよい。好ましくは、第１樹脂被膜３１０は、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、及び、エポキシ樹脂からなる群から選択される一種以上である。この場合、熱硬化により樹脂が硬くなり、本実施形態による油井用金属管１の耐焼付き性がさらに高まる。さらに好ましくは、第１樹脂被膜３１０は、エポキシ樹脂である。

本実施形態による第１樹脂被膜３１０はさらに、潤滑性材料を含有してもよい。潤滑性材料とは、第１樹脂被膜３１０の潤滑性を高める材料であれば足り、特に限定されない。潤滑性材料は、たとえば、黒鉛であってもよく、酸化亜鉛であってもよく、窒化ホウ素であってもよく、タルクであってもよく、二硫化モリブデンであってもよく、二硫化タングステンであってもよく、フッ化黒鉛であってもよく、硫化スズであってもよく、硫化ビスマスであってもよく、有機モリブデンであってもよく、チオ硫酸塩であってもよく、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であってもよく、メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）であってもよく、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）であってもよい。また、上述の潤滑性材料を複数種類組合せて含有してもよい。

本実施形態による第１樹脂被膜３１０は、その他の材料を含有してもよい。たとえば、顔料を含有してもよく、防錆添加剤を含有してもよく、防腐剤を含有してもよい。すなわち、本実施形態では、第１樹脂被膜３１０は特に限定されず、周知の構成を有していればよい。また、本実施形態において、第１樹脂被膜３１０の厚さは特に限定されない。第１樹脂被膜３１０の厚さは、たとえば、１～１００μｍである。

［第２樹脂被膜］
本実施形態による油井用金属管１は、ピン接触表面４００及びボックス接触表面５００のいずれか一方の上に酸化ジルコニウム被膜１００を備え、ピン接触表面４００及びボックス接触表面５００の他方の上又は上方にめっき層２００を備え、そのめっき層２００の上又は上方に第２樹脂被膜３２０を備える。ここで、めっき層２００の上又は上方に第２樹脂被膜３２０を備えるとは、めっき層２００の上に第２樹脂被膜３２０が直接形成されてもよく、めっき層２００の上に、他の層が形成され、その上に第２樹脂被膜３２０が形成されてもよい。具体的に、図９を参照して、めっき層２００の上に、直接第２樹脂被膜３２０が形成されてもよい。また、図１０を参照して、めっき層２００の上に、他の層３５０が形成され、その上に第２樹脂被膜３２０が形成されてもよい。

本実施形態において、第２樹脂被膜３２０は特に限定されない。第２樹脂被膜３２０は、周知の樹脂被膜から適宜選択できる。第２樹脂被膜３２０の基材は、樹脂である。樹脂の種類は特に限定されず、周知の樹脂を用いることができる。樹脂は、たとえば、フェノール樹脂であってもよく、ウレタン樹脂であってもよく、エポキシ樹脂であってもよく、フラン樹脂であってもよく、ポリイミド樹脂であってもよく、ポリアミドイミド樹脂であってもよく、ポリアミド樹脂であってもよく、ポリエーテルエーテルケトン樹脂であってもよい。好ましくは、第２樹脂被膜３２０は、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、及び、エポキシ樹脂からなる群から選択される一種以上である。この場合、熱硬化により樹脂が硬くなり、本実施形態による油井用金属管１の耐焼付き性がさらに高まる。さらに好ましくは、第２樹脂被膜３２０は、エポキシ樹脂である。

本実施形態による第２樹脂被膜３２０はさらに、潤滑性材料を含有してもよい。潤滑性材料とは、第２樹脂被膜３２０の潤滑性を高める材料であれば足り、特に限定されない。潤滑性材料は、たとえば、黒鉛であってもよく、酸化亜鉛であってもよく、窒化ホウ素であってもよく、タルクであってもよく、二硫化モリブデンであってもよく、二硫化タングステンであってもよく、フッ化黒鉛であってもよく、硫化スズであってもよく、硫化ビスマスであってもよく、有機モリブデンであってもよく、チオ硫酸塩であってもよく、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であってもよく、メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）であってもよく、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）であってもよい。また、上述の潤滑性材料を複数種類組合せて含有してもよい。

本実施形態による第２樹脂被膜３２０は、その他の材料を含有してもよい。たとえば、顔料を含有してもよく、防錆添加剤を含有してもよく、防腐剤を含有してもよい。すなわち、本実施形態では、第２樹脂被膜３２０は特に限定されず、周知の構成を有していればよい。また、本実施形態において、第２樹脂被膜３２０の厚さは特に限定されない。第２樹脂被膜３２０の厚さは、たとえば、１～１００μｍである。なお、第２樹脂被膜３２０は、第１樹脂被膜３１０と同じ構成を有していてもよく、異なる構成を有していてもよい。すなわち、第２樹脂被膜３２０は、第１樹脂被膜３１０と、同一の樹脂、同一の潤滑性材料、及び、同一の防腐剤を含有してもよい。第２樹脂被膜３２０はさらに、第１樹脂被膜３１０と、異なる樹脂、異なる潤滑性材料、及び、異なる顔料を含有してもよい。

［その他の層］
本実施形態による油井用金属管１は、ピン接触表面４００及び／又はボックス接触表面５００の上又は上方に、酸化ジルコニウム被膜１００と、めっき層２００と、第１樹脂被膜３１０と、第２樹脂被膜３２０と、以外の層３５０を備えてもよい。図９を参照して、めっき層２００の下層（ボックス接触表面５００とめっき層２００との間）に、その他の層３５０を備えてもよい。この場合、たとえば、めっき層２００の下層に、化成処理被膜として、リン酸亜鉛被膜を有していてもよい。図１０を参照して、めっき層２００の上層であって第２樹脂被膜３２０の下層（めっき層２００と第２樹脂被膜３２０との間）に、その他の層３５０を備えてもよい。この場合、たとえば、めっき層２００の上層に、化成処理被膜として、リン酸亜鉛被膜を有していてもよく、クロメート被膜を有していてもよい。図１１を参照して、酸化ジルコニウム被膜１００の上層であって第１樹脂被膜３１０の下層（酸化ジルコニウム被膜１００と第１樹脂被膜３１０との間）に、その他の層３５０を備えてもよい。

［管本体の化学組成］
本実施形態による油井用金属管１の管本体１０の化学組成は、特に限定されない。すなわち、本実施形態において、油井用金属管１の管本体１０の鋼種は特に限定されない。管本体１０は、たとえば、炭素鋼、ステンレス鋼及び合金等によって形成されていてもよい。つまり、油井用金属管１とは、Ｆｅ基合金からなる鋼管であってもよく、Ｎｉ基合金管に代表される合金管であってもよい。ここで、鋼管はたとえば、低合金鋼管、マルテンサイト系ステンレス鋼管、二相ステンレス鋼管等である。一方、合金鋼の中でも、Ｎｉ基合金及びＣｒ、Ｎｉ及びＭｏ等の合金元素を含んだ二相ステンレス鋼等の高合金鋼は、耐食性が高い。そのため、これらの高合金鋼を管本体１０として使用すれば、硫化水素や二酸化炭素等を含有する腐食環境において、優れた耐食性が得られる。

［製造方法］
以下、本実施形態による油井用金属管１の製造方法を説明する。

本実施形態による油井用金属管１の製造方法は、準備工程と、ジルコニウム化成処理工程と、めっき工程と、樹脂被膜形成工程とを備える。

［準備工程］
準備工程では、雄ねじ部４１を含むピン接触表面４００を含むピン４０と、雌ねじ部５１を含むボックス接触表面５００を含むボックス５０とを含む管本体１０を備える油井用金属管１を準備する。上述のとおり、本実施形態による油井用金属管１は、周知の構成を有する。すなわち、準備工程では、周知の構成を有する油井用金属管１を準備すればよい。

［ジルコニウム化成処理工程］
ジルコニウム化成処理工程では、準備された油井用金属管１に対して、ジルコニウム化成処理を実施して、酸化ジルコニウム被膜１００を形成する。ジルコニウム化成処理は、周知の方法を実施することができる。ジルコニウム化成処理の方法は、たとえば、ピン接触表面４００又はボックス接触表面５００を処理液に浸漬させて実施してもよく、ピン接触表面４００又はボックス接触表面５００に処理液を散布して実施してもよい。また、ジルコニウム化成処理液は、市販のものを使用することができる。また、ジルコニウム化成処理工程における処理条件は、適宜設定することができる。たとえば、処理液の濃度を３～１０ｇ／Ｌとし、処理液の温度を２０～４５℃とし、処理時間を３０～２４０秒として、ジルコニウム化成処理を実施することができる。

［めっき工程］
めっき工程では、準備された油井用金属管１のピン接触表面４００及びボックス接触表面５００のうち、酸化ジルコニウム被膜１００が形成されていない方に対して、めっき処理を実施して、めっき層２００を形成する。めっき処理は、周知の方法を実施することができる。めっき処理は、たとえば、電気めっきである。

めっき層としてＺｎ－Ｎｉ合金めっき層を形成する場合、めっき浴は亜鉛イオン及びニッケルイオンを含有する。めっき浴の組成は、たとえば、Ｚｎ：１～１００ｇ／Ｌ、及び、Ｎｉ：１～５０ｇ／Ｌである。電気めっきの条件は、適宜設定することができる。たとえば、めっき浴のｐＨを１～１０とし、めっき浴の温度を３０～８０℃とし、電流密度を１～１００Ａ／ｄｍ^２とし、処理時間を０．１～３０分として、めっき処理を実施することができる。

［樹脂被膜形成工程］
樹脂被膜形成工程では、酸化ジルコニウム被膜１００が形成された接触表面（４００又は５００）、及び、めっき層２００が形成された接触表面（４００又は５００）に対して、第１樹脂被膜３１０及び第２樹脂被膜３２０を形成する。第１樹脂被膜３１０及び第２樹脂被膜３２０を形成する方法は、特に限定されない。すなわち、周知の方法により、第１樹脂被膜３１０及び第２樹脂被膜３２０を形成することができる。たとえば、第１樹脂被膜３１０の組成物を酸化ジルコニウム被膜１００が形成された接触表面（４００又は５００）に塗布した後、乾燥させることで樹脂被膜を形成してもよい。同様に、たとえば、第２樹脂被膜３２０の組成物をめっき層２００が形成された接触表面（４００又は５００）に塗布した後、乾燥させることで樹脂被膜を形成してもよい。この場合、組成物を塗布する方法は、特に限定されない。たとえば、スプレー塗布であってもよく、刷毛塗りであってもよく、浸漬であってもよい。乾燥させる方法も、特に限定されない。たとえば、６０℃で２０分加熱することで乾燥させてもよく、空気中に放置することで乾燥させてもよい。

［その他の工程］
本実施形態による油井用金属管１は、製造工程にその他の工程を含んでもよい。たとえば、サンドブラスト処理に代表される下地処理を実施してもよい。たとえばさらに、ジルコニウム化成処理以外の化成処理を実施してもよい。たとえばさらに、クロメート処理を実施してもよい。このように、周知の製造工程をさらに実施してもよい。

以上の工程により、本実施形態による油井用金属管１が製造される。しかしながら、上述する製造方法は、本実施形態による油井用金属管１の製造方法の一例であって、この製造方法に限定されるものではない。本実施形態による油井用金属管１は、他の方法によって製造されてもよい。

以下、実施例により本実施形態の油井用金属管の効果をさらに具体的に説明する。以下の実施例での条件は、本実施形態の油井用金属管の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例である。したがって、本実施形態の油井用金属管はこの一条件例に限定されない。

実施例１では、油井用金属管として、日本製鉄株式会社製のＶＡＭ２１（登録商標）を用いた。ＶＡＭ２１（登録商標）は、外径：２４４．４８ｍｍ（９インチ５分）、肉厚１３．８４ｍｍの油井用金属管である。鋼種は、ＡＰＩ ５ＣＴ規格に記載のＰ１１０に相当した。

［試験番号１］
試験番号１では、ピン接触表面に対して、ジルコニウム化成処理を実施して、酸化ジルコニウム被膜を形成した。ジルコニウム化成処理では、処理液として日本パーカライジング株式会社製、商品名パルシード１５００を使用した。処理液の濃度は５０ｇ／Ｌとし、処理温度は４５℃とし、処理時間を６０秒とした。

酸化ジルコニウム被膜が形成された試験番号１のピン接触表面に対してさらに、第１樹脂被膜を形成した。具体的には、エポキシ樹脂を含有する組成物を塗布した。塗布の方法はスプレー塗装とした。塗布後、５０℃で５分間加熱して、第１樹脂被膜を乾燥させた。

ボックス接触表面に対して、電気めっき処理を実施して、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層を形成した。Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき浴は、大和化成株式会社製の商品名ダインジンアロイＮ－ＰＬを使用した。電気めっきの条件は、めっき浴のｐＨを６．５とし、めっき浴の温度を２５℃とし、電流密度を２Ａ／ｄｍ^２とし、処理時間を１８分とした。なお、めっき浴にはＺｎが８５％、Ｎｉが１５％含有していた。

Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層が形成された試験番号１のボックス接触表面に対してさらに、第２樹脂被膜を形成した。具体的には、エポキシ樹脂を含有する組成物を塗布した。塗布の方法はスプレー塗装とした。塗布後、２３０℃で１０分間加熱して、乾燥させた。

［試験番号２］
試験番号２では、ピン接触表面に対して、リン酸亜鉛化成処理を実施して、リン酸亜鉛被膜を形成した。リン酸亜鉛化成処理では、処理液として日本パーカライジング株式会社製、商品名ＰＢ－１８１Ｘを使用した。処理液の全酸度を４５ｐｔとし、処理温度を８０℃とし、処理時間を４００秒とした。試験番号２のその他の構成は、試験番号１と同様とした。すなわち、試験番号２のピン接触表面は、リン酸亜鉛被膜の上に試験番号１と同様のエポキシ樹脂を含む第１樹脂被膜を形成した。

［耐焼付き性評価試験］
試験番号１及び２に対して、繰り返し締結試験を実施して、耐焼付き性を評価した。試験番号１及び２のピン及びボックスを用いて、室温（２０℃）でねじ締め及びねじ戻しを繰り返した。具体的には、締付け速度を１０ｒｐｍとし、締付けトルクを４２．８ｋＮ・ｍとして、ねじ締めを繰り返した。ねじ締めの際にトルクを測定した。試験番号１及び２における、各ねじ締め回数におけるショルダリングトルクを表１に示す。

［評価結果］
表１を参照して、試験番号１は、ピン接触表面の上に酸化ジルコニウム被膜が形成された。その結果、ピン接触表面の上にリン酸亜鉛被膜が形成された油井用金属管と比較して、ねじ締め回数が多くなるほど、ショルダリングトルクが低く抑えられた。すなわち、試験番号１の油井用金属管は、優れた耐焼付き性を示した。

実施例２では、板状試験片に化成処理被膜及び樹脂被膜と、めっき層及び樹脂被膜とを形成して、樹脂被膜の剥離強度を評価した。具体的に、試験片として、板厚０．８ｍｍ、サイズ７０ｍｍ×１５０ｍｍの冷延鋼板を用いた。試験片として用いた冷延鋼板の鋼種は、ＪＩＳ Ｇ ３１４１（２０１７）に規定されるＳＰＣＣに相当した。

［試験番号３］
試験番号３の試験片には、実施例１の試験番号１のピン接触表面と同様に、ジルコニウム化成処理を実施して、酸化ジルコニウム被膜を形成した。さらに、実施例１の試験番号１のピン接触表面と同様に、第１樹脂被膜を形成した。ジルコニウム化成処理の方法、及び、第１樹脂被膜の形成方法は、実施例１の試験番号１と同様であった。

［試験番号４］
試験番号４の試験片には、実施例１の試験番号２のピン接触表面と同様に、リン酸亜鉛化成処理を実施して、リン酸亜鉛被膜を形成した。さらに、実施例１の試験番号２のピン接触表面と同様に、第１樹脂被膜を形成した。リン酸亜鉛化成処理の方法、及び、第１樹脂被膜の形成方法は、実施例１の試験番号２と同様であった。

［試験番号５］
試験番号５の試験片には、実施例１の試験番号１のボックス接触表面と同様に、電気めっき処理を実施して、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層を形成した。さらに、実施例１の試験番号１のボックス接触表面と同様に、第２樹脂被膜を形成した。電気めっき処理の方法、及び、第２樹脂被膜の形成方法は、実施例１の試験番号１と同様であった。

［鉛筆硬度試験］
試験番号３～５の試験片に対して、ＪＩＳ Ｋ ５６００－５－４（１９９９）に規定される引っかき硬度試験（鉛筆法）を実施して、各試験番号の樹脂被膜の剥離強度を評価した。具体的に、試験番号３～５の試験片に対して、鉛筆の先端が樹脂被膜の上に載った後、直ちに０．５～１．０ｍｍ／秒の速度で離れるように７ｍｍ以上、鉛筆を押す。傷の有無を肉眼で確認。傷が確認されない場合、鉛筆の芯の硬さを１つ上げ、さらに試験を続行する。このようにして、鉛筆による引っかきによって傷が確認されない鉛筆の芯の硬さと、傷が最初に確認された鉛筆の芯の硬さと、樹脂被膜が剥離した鉛筆の芯の硬さとを得た。各試験番号による鉛筆硬度試験の結果を、表２に示す。

［評価結果］
表２を参照して、試験番号３に示される酸化ジルコニウム被膜の上に形成された樹脂被膜は、試験番号４及び５と比較して剥離しやすいことが確認された。一方、試験番号４に示されるリン酸亜鉛被膜の上に形成された樹脂被膜は、試験番号５に示されるＺｎ－Ｎｉ合金めっき層の上に形成された樹脂被膜と、剥離のしやすさが同程度であることが確認された。

以上、本開示の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本開示を実施するための例示に過ぎない。したがって、本開示は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。

１ 油井用金属管
１０ 管本体
１０Ａ 第１端部
１０Ｂ 第２端部
１１ ピン管体
１２ カップリング
４０ ピン
４１ 雄ねじ部
４２ ピンシール面
４３ ピンショルダ面
５０ ボックス
５１ 雌ねじ部
５２ ボックスシール面
５３ ボックスショルダ面
１００ 酸化ジルコニウム被膜
２００ めっき層
３１０ 第１樹脂被膜
３２０ 第２樹脂被膜
４００ ピン接触表面
５００ ボックス接触表面

Claims (3)

1. 油井用金属管であって、
   第１端部と第２端部とを含む管本体を備え、
   前記管本体は、
   前記第１端部に形成されているピンと、
   前記第２端部に形成されているボックスとを含み、
   前記ピンは、
   雄ねじ部を含むピン接触表面を含み、
   前記ボックスは、
   雌ねじ部を含むボックス接触表面を含み、
   前記油井用金属管はさらに、
   前記ピン接触表面及び前記ボックス接触表面のうち、いずれか一方の上に形成される、酸化ジルコニウム被膜と、
   前記酸化ジルコニウム被膜の上又は上方に形成される、第１樹脂被膜と、
   前記ピン接触表面及び前記ボックス接触表面のうち、他方の上又は上方に形成される、めっき層と、
   前記めっき層の上又は上方に形成される、第２樹脂被膜とを有する、
   油井用金属管。
2. 請求項１に記載の油井用金属管であって、
   前記酸化ジルコニウム被膜は、前記ピン接触表面の上に形成され、
   前記めっき層は、前記ボックス接触表面の上又は上方に形成される、
   油井用金属管。
3. 請求項１又は請求項２に記載の油井用金属管であって、
   前記めっき層は、Ｚｎ－Ｎｉ合金めっき層である、
   油井用金属管。