JPH02106231A - 管状連結体のトルク‐位置組立方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、管状連結体および管状部材を連結するための
方法の分野に関し、詳しくは、油田用のテーパ形ねじ付
ピンおよびボックス部材の連結に関する。

［従来の技術］ 油田に用いられるパイプ部分（例えば油井ケーシングす
なわち管の長い部分）は、通常、ピン部材と呼ばれるテ
ーパ形雄ねじ付雄端部を有する。

そのようなピン部材は、カップリング、カラー、或いは
一体雌パイブ部分にねじ込まれる。それらのねじ付端部
は、ボックス部材と呼ばれる。これらのボックス部材は
、それぞれのピン部材に対応する雌ねじのテーパ形ねじ
を有する。

これらのジヨイントの主な形式の連結は、トルク肩なし
に組立を達成する米国石油協会（Ａｍｅｒｉ−ｃａｎ　
Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｉｎ５ｔｉｔｕｔｅ　　ｒＡ　Ｐ
　Ｉ　Ｊ　）のねじ継ぎ連結である。これらのテーパ形
連結は、側圧支持応力を増加させて回転トルクによって
生ずる螺合の増加と一緒にピン部材とボックス部材の間
に密封を与える。ＡＰＩ連結の性能が、ジヨイントの組
立（螺合）状態に大いに依存することが石油産業で良く
知られており、従ってジヨイントが適確に組立られたか
どうかを決定することが重要である。組立状態は、ねじ
ドープ、メッキの種類と厚さ、表面仕上、偏心、卵形、
不純物（はこり、さび）、のような摩擦関係要因および
油井現場で起こる掘削アライメントと風の負荷のような
外的要因を含む。

油田の管状連結の組立をモニターして制御する方法のい
くつかの形式が用いられてきた。方法のある形式は、ジ
ヨイントまたは出力組立トングに取付けられトルク用に
較正されたロードセルの読出しを基にする「トルク単独
」方法である。この方法は、公差外のねじ、交叉ねじ、
かじりのような品質管理問題を識別するのに十分な情報
を提供しないので限界を有する。

第２の、「トルク−回転」方法は、トルクと回転の両方
をモニターするためのコンピュータとセンサーを含む精
巧な電子回路を必要とし、これは運転コストを増し、パ
イプ部分の運転時間を遅らせる。「トルク−回転」方法
は、比較的低い値、典型的には最小トルクの１０％であ
る規準トルクに極めて敏感である。このトルクは、時々
ＡＰＩトルク推奨によって決定される。この規準トルク
に達した後、所定数の回転を、管状連結の組立で数える
。上述した品質管理問題の一つあるいは組立状態のため
に誤った規準トルクが生じ回転カウンターを作動させる
と、不適当なジヨイント組立が起こる。［トルク−回転
ｊモニターの例は、１９６８年２月１３日にファンバー
クレオ（Ｖａｎ　Ｂｕｒｋｌｅｏ）他に付与された米国
特許第３．３６８．３９６号に説明されている。

第３の方法は、管状ジヨイント間の増じめねじ連結に加
えられるトルクをモニターし、回転数ではなく時間の関
数としてプロットするものである。

この方法では、連結の組立中に達成される金属−対一金
属密封接触による肩のトルクを、検出できる。更に肩の
後の連結に対応するトルクを、モニターしても良い。「
トルク−時間」モニターのこの種の例は、１９８８年４
月１９日にビンセント（Ｖｉｎｅｅｎｔ）他に付与され
た米国特許第４．７３８．１４５号に説明されている。

トルク−単独、トルク−回転、トルク−時間のどの方法
も、作業者がジヨイントの組立で、ボックス部材の中に
軸方向螺合すなわち位置するピン部材の量を決定するこ
とができる事項に注意を向けない。これは、半径方向の
ねじの締めしろ、および、部材の端部が望ましくなく互
に「頭で突き合い」、従ってパイプ部分のボアを限定し
ているか、あるいは引き続く圧力および引張り負荷に耐
える十分な螺合があるかどうか、を決定するのに重要で
ある。

１９７８年１２月　５日にホーク（Ｈａｕｋ）他に付与
された米国特許第４．１２７．９２７号は、適確なジヨ
イント組立を決定するためにトルク範囲と軸方向位置の
組合せを用いる第４の方法を開示する。パイプ部分の軸
方向の相対的位置決めに当たって、手締め平面（ｈａｎ
ｄ　ｔｉｇｈｔ　ｐｌａｎｅ）が、マークの位置すなわ
ちパイプ部分のマークを決定するための規準として用い
られる。手で緊密に締めるときには、ねじは、変形なく
親密に接触する、好ましくは３．４６から６．　９２ｋ
ｇｆ−ｍ　　（２５から５０フイートポンド）に達する
、位置に相互に螺合される。実験の結果このような比較
的小さい規準トルクは、事実上同一の連結見本でさえも
、大きな変化があることが示された。

ハウク（Ｈａｕｋ　）の米国特許第４．１２７．９２７
号は、各個々のピン部材のこの手締め平面基準を測定し
、次いで所定の手締め平面から所望の距離に各ピン部材
をマークする、油井現場で好んで用いられる、複雑で高
価な装置を開示する。手締め平面からの所望の距離は、
各形式、等級、寸法のパイプの多数のジヨイントを組立
てることによって、経験的に決定される。管状連結の製
造公差内にある変化のために、各管状ジヨイントは、異
なる手締め平面基準を有し、それゆえにマーク用のパイ
プ部分の異なる位置を有する。今明らかなように、ハウ
クの方法は、パイプ部分のストリングの最初の運転の前
に、各ピン部材のマーク付けのための解析に費やされる
時間を必要とする。

更に、ハウクの方法は、ケーシングすなわち管の各寸法
、重量、および等紙用にＡＰＩによって確立された標準
化された組立トルクを用いる。

（ハウク、第１段４３−４６行、第１２段４５−５７行
、第１３段３５−４２行。） バルクの方法（第１４段２６行から第１５段１６行に開
示されるように）は、測定されたＡＰＩトルクが所定の
値に達するまで、ピン部材とカラーをねじることを教示
する。次いで、カラ一端部を、塗装線で位置合わせ用に
検査する。この塗装線は、ゲージ（手締め平面）を規準
にして塗られる。トルク範囲は、その寸法、重量、等級
のパイプのＡＰＩ最適トルクの０．７５から１．２５倍
である（バルク第１４段９−１４行）。バルクでは、螺
合のトルクと程度の両方を、トルクゲージによフてトル
ク、ゲージ規準マークによって位置を、モニターする。

［発明が解決しようとする課題］ ジヨイントを組立るためにたとえこれらの上記方法を用
いても、この産業は、まだジヨイントを形成するときに
問題を経験する。これらの問題は、不適確に組立られた
ジヨイントには良好な密封がないために流入漏れおよび
流出漏れを含む。

現場でジヨイント組立の適正を目視で決定し、従って「
トルク−回転」方法又は「トルク−時間」方法に用いら
れるような複雑な計測器の必要性を回避し、或いはバル
クの方法におけるように適確なジヨイント組立について
各個々のピン部材を較正する必要性を回避するために、
簡単な方法がこの産業で長いこと要請されていた。

もしもパイプ部分のある形式、寸法、重量、等級につい
てパイプ部分のマーク付けすなわち寸法合わせの標準化
を可能にする適確なジヨイント組立の決定方法を案出で
き、それによって適確なジヨイント組立を達成するため
にある形式、寸法、重量、等級のパイプ部分について経
験的に決められたトルク範囲との組合せで、望ましくな
い手締め平面規準および大いに変化する規準トルクをな
くすことかできれば、それは、時間と経済性に関して極
めて簡単な現場作業であろう。

［課題を解決するための手段］ 簡単に言えば、本発明は、適確な組立トルクで適確な密
封位置を有する管状ジヨイントを形成するねじ付パイプ
部分の改良連結方法を含む。この改良連結は、ピン部材
の端部からある距離を測定された第１部分の所定の位置
決め窓に規定の幅の位置合わせマークを有する第１パイ
プ部分からなる。この所定の位置決め窓は、同様の寸法
、等級、重量、ねじ形式（すなわち形態）のすべてのピ
ン部材について同じであり、それゆえ、マークは、ジヨ
イントの組立の前に簡単な型板で付けることができる。

位置決め窓は、有限要素解析から主として決定される。

次いで、第２パイプ部分のピン部材およびボ・ソクス部
材を、経験的に決められたトルク範囲の最小値まで互に
ねじ込む（螺旋的に回転させる）。

このトルク範囲は、あるねじ形式、寸法、重量、等級の
パイプ部分の代表的なジヨイントの試験および／又は有
限要素解析によって予め決定される。

所望であれば、トルク範囲は、経験的に決定された摩擦
係数によって調整される。

組立のときに、ジヨイントが、適確な位置内にあり、適
確なトルク範囲内にあるとりグツロア上で目視検査され
れば、ジヨイントは合格である。

本発明の目的、利点、特徴は、ここに添付する図面を参
照してより明らかになろう。図中同一の数字は、同一の
部品を示し、図には本発明の実施例が示される。

〔発明の説明コ 友巌旦二股遇コ 本発明を実施する管状ジヨイントＴが、第１図、第４図
、および第５図に詳細に示され、以下に詳細に論じられ
よう。本発明は、管すなわちケーシングと一緒に用いる
ことができる。ジヨイントは、図に示すようなカップリ
ング、カラー、又は従来のボックス部材と一緒に用いる
ことができることを理解すべきである。

本発明は、内部、外部、又は中間のトルク肩なしに、或
いは、テキサス州ヒユーストンのハイトリル社（Ｈｙｄ
ｒｉｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ）製のくさびねじのような特別
なねじなしに、連結を達成するテーパ形ねじ継ぎ連結に
有利に用いられる。第１図、第４図および第５図に示さ
れるようにこのテーパ付連結は、適確な組立トルクで、
適確な軸方向の位置の所望の密封を達成する。

第１パイプ部分１０Ａは、端部に面１４を有する雄ねじ
付ピン部材１２を含む。第１パイプ部分１０Ａは、以下
で詳しく論するように、部分１０Ａの外面の所定の位置
に、位置合せマークすなわち窓１６を設ける。パイプの
地色に対しはっきりしたコントラストのマーク１６好ま
しくは塗装帯のこの位置は、同様の寸法、等級、重量、
ねじ形式のすべてのピン部材について均一であろう。長
さＮ、の第２パイプ部分すなわちカップリング１８は、
第１図に示すように、端部にそれぞれ面２２人１２２Ｂ
を有する２つの対応するねじ付ボックス部材２０Ａ、２
０Ｂを含む。改良方法は、ピン部材１２およびパイプカ
ップリング１８のボックス部材２０Ａを経験的および／
又は解析的に予め決定されたトルク範囲の最小値まで互
に連続的にねじ込む（すなわち、螺旋的に回転させる）
ことを含む。

次いで、管状ジヨイントを観察し、もしもボックス部材
２０Ａの面２２Ａが、パイプ部分１０Ａの位置合わせマ
ーク１６に対して適確に位置決めされていれば、ジヨイ
ントは合格であり、組立を終了する。もしも面２２Ａが
、位置合わせマーク１６の縁２４に達していないならば
、面２２Ａがマーク１６の帯の中へ（縁２４と２６の間
に）進むまで、或いは最大トルクが生じるまで、トルク
を増大させる。もしも面２２Ａが、経験的および／又は
解析的に決定された最小トルク値と最大トルク値の間の
トルクでマーク１６の帯に入れば、ジヨイント連結体は
合格である。

カップリング１８の他方のパイプ部分１０Ｂは、同様の
方法でボックス部材２０Ｂに適確に連結される。更に、
同様の部品を示し、かつダッシュで示した同じ番号を有
する、第４図および第５図の一体ジョイント連結体が、
この新規の方法で同様に連結される。

第５図に示すように、最大トルクが達成されたときに、
面２２′　（実線で示すように）が、マーク１６′の縁
２４′に達しなければ、ジヨイントは、不合格になる。

又、第５図に示すように、最小トルクに達する前に、面
２２′　（破線で示すように）が、縁２６′を通り越し
たならば、組立を終え連結は不合格になる。

上の説明でわかるように、これは、過去の問題を取除き
ながら、連結体の適確な組立を確保する大変簡単で低コ
ストの方法である。この方法の重要な利点は、位置合わ
せマークにより、作業者がカップリングすなわちボック
ス部材にねじ込まれるピン部材の量を視覚で決定するこ
とができることである。更に、比較的低くかつ大いに変
化する規準トルク値に依存しない。

この方法の別の重要な違いは、パイプヤード又は実験室
の「バックオン（ｂｕｃｋ　ｏｎ　）　Ｊ　　）ルクが
、リグフロアの組立トルクと異なることに気付くことで
ある。「バックオン」機械は、パイプ部分の外側表面を
両方とも把持し、かつボックス部材を効果的に堅くし、
その結果、ピン部材パイプ部分のみを把持する場合の、
リグフロアの組立（しばしばフローティング又は自由組
立と称される）よりも−船釣に高いトルクになる。これ
らの２つのトルク操作は、異なるトルク値を要求するけ
れども、必要とされる軸方向螺合が同じままなので、位
置合わせマークは、同一のままである。従って、ねじト
ルク値を特定のトルク操作用に規定することができる。

実際に、これは、通常上述した最小トルク値に影響を及
ぼすに過ぎない。

位置合わせマークの位置決め 本発明は、組立位置が有限要素解析（ＦＥＡ）から原理
的に決定され、次いで実験によって確認される点で先行
技術と相違する。

既に論じたように、位置合わせマーク１６は、パイプ部
分ｌＯに塗装されるのが好ましい。第１図および第５図
に示すように、マーク１６の縁２４および２６は、Ｄ、
およびＤ２の、以下の式を計算することによって決定さ
れる。

Ｄ＋　　＝Ｌ＜　　＋Ｃ Ｄ２＝　（Ｎｕ　／２）−Ｃ２ Ｌ４＝ＡＰＩ又は製造業者のねじ長さ ＮＬ＝ＡＰＩ又は製造業者のカップリング長さＣ１＝内
部流体圧力よりも大きいＦＥＡ側圧支持接触圧力によっ
て通常決められた密封定数 Ｃ２＝ＦＥＡ応力結果および／又はかじり限度用の経験
的試験から通常決められる変形定数 ＤｌおよびＤ２について解いたこれらの式は、与えられ
た種類のパイプ（寸法、重量、ねじ形式、等級）につい
て全く同じである位置合わせマーク１６の幅を与える。

従って、寸法Ｄ１およびＤ２は、ジャンプアウト（ｊｕ
ｍｐ−ｏｕｔ）を阻止しかつ規定応力すなわち全限度を
引き起こす程の螺合を行いながら、漏れに抵抗する十分
な側圧支持圧力を発生するために、応力計算、幾何学的
構造、および有限要素解析の組合せによって決定される
。

更に詳細には、第１図および第５図に示すように、Ｌ、
は、ピン部材１２のねじの長さである。

第１図に示すように、ＮＬ・は、ＡＰＩ又は製造業者の
カップリング長さである。第５図に示すように、ＮＬ／
２は、従来の（一体）ボックス部材について図示のよう
に測定される。密封および変形についての２つの定数Ｃ
＋およびＣ２，も又、それぞれ所定の種類のパイプにつ
いて決められる。

Ｃ１は、連結をモデル化する進歩した非線型有限要素解
析（ＦＥＡ）を用いて決定される。ＦＥＡは、ピンとボ
ックス部材のねじ形成部間の側圧支持接触圧力の量を定
める。連続的に増加する軸方向位置は、十分な側圧支持
接触圧力が（引張負荷の下でさえも）確認されるまでモ
デル化される。

重要な仮定は、ＦＥＡモデルから決められた側圧支持接
触圧力が、密封されるべき内部（又は外部）流体圧力よ
りも太き（なければならないことである。ねじの螺旋へ
の部分的な圧力浸透の影響は、モデルに含まれる。次い
でＣ４は、現寸の試験によって確かめられる。それゆえ
、Ｃ１・を用いて最小軸方向螺合、従って位置窓の始め
を定義する。

Ｃ２は、連結をモデル化する進歩した非線型有限要素解
析（ＦＥＡ）と実験との組合わせによって、決定される
。ＦＥＡモデルを用いて与えられた軸方向位置について
連結の応力と歪状態を決定する。材料の降伏強さおよび
降伏歪との関係で、もしも応力と歪状態が高すぎれば、
Ｃ２を、ＦＥＡモデルによって満足な応力−歪状態（す
なわち限度）が確認されるまで、増加させる。次いでこ
の値は、現寸試験によって確かめられる。しかし、又現
寸のトルク試験が用いられ、連結のかじり限度、すなわ
ち、ねじの焼付きおよび引裂けが起こる螺合点を確立す
る。２つの限度値から決定される軸方向螺合の小さい方
の量（すなわちＣ２の大きい値）を用いて、最大軸方向
螺合を定義する、かくして、ＡＰＩ連結について、多く
の場合、位置決め窓の端部、Ｃ２は１つのねじピッチの
長さに等しく、この長さはカップリングの他方から螺合
される次のピンを組立て、干渉しない十分なバッファー
を備えることがわかった。

ＡＢＡＱＵＳ一般用有限要素プログラムのバージョンを
用いた、ねじ連結体用非線型有限要素解析は、位置範囲
を決定するのに用いた重要な道具である。（ＡＢＡＱＵ
Ｓユーザーズマニュアル、バージョン４−６−５８　、
ヒビット（Ｈｉｂｂｉｔｔ）、カールソン（１（ａｒｌ
ｓｓｏｎ）、およびソレンソン（Ｓｏｒｅｎｓｅｎ　）
、プロピデンス社（Ｉｎｃ、　Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｅ）
、ロードアイランド（Ｒｈｏｄｅ　ｌ５ｌａｎｄ）、１
９８４年５月、を参照）。ＡＢＡＱＵＳ一般用有限要素
プログラムは、一般に市販されている。

ねじ連結体の性能を正確に解析するためにモデル化され
なければならない３つの非線型現象がある。それらは、
■）材料の組織の動き（塑性）、２）有限変形幾何学的
構造、３）ピン部材およびカップリングまたはボックス
部材のねじの間の表面接触、である。

密封能力の解析に用いられた重要な仮定は、ねじコンパ
ウンドが、組立の山対谷の隙間によって形成された螺旋
路を密封し、かっ山対谷の隙間体積が大きく増加しない
条件で荷重下で密封し続けることである。

連結の密封能力は、引き続き加えられる荷重下でさえも
、ねじ形態に加圧流体の浸透開始を阻止す、るのに十分
なねじ側面接触応力を生じさせる組立量を決定すること
によって改良することができる。

特許請求の範囲に用いるように、「マーク」又は「マー
ク付け」等の用語の定義に当たって、それらはパイプに
塗装、ステンシル、ダイスタンプ、インキ付けすること
ばかりでなく、他の印形式をも含む意図である。従って
、例えばパイプに接着するとき、テープの帯が、この意
味では「マーク」である。又、傷、溝、刻み等も「マー
ク」である。

適切な装置で油井現場で検出される限り、マークは目に
見える必要はない。「マーク」は、磁気、放射性、或い
は望ましいものであればどんなものでも良い。マークは
、連続的として図示したが、ダッシュマークであっても
良く、ダッシュマークが好ましいことを理解するべきで
ある。

又、特許請求の範囲に定義されるように、第２パイプ部
分は、掘削および改修作業のパイプ部分の運転に固有で
ある前もって連結された第１と第２のパイプ部分を含ん
でも良い。

叉返 第２図および第３図に示すように、パイプの与えられた
種類（同じねじ形式、寸法、重量、等級）をマーク付け
るのに簡単な型板２８を用いるのが有利である。型板２
８は、第３図に最も良く示されるように堅い、好ましく
は鋼の板３ｏを含み、この板は、第１パイプ部分１０の
外面に相当する内面形状３４を有する、好ましくは１９
ゲージの、湾曲したステンレス鋼板の片３２に垂直に取
付けられる。溶接、はんだ付け、あるいはろう付けをそ
の接合部分の内面に設けるべきではないが、湾曲した面
の外面には、設けるべきであることがわかった。更に、
湾曲した鋼板片３２は、固定板３０から、上で定義した
ように、距離り、とＤ２の間隔をへたてた開口部すなわ
ち位置決め窓３８を何する。この鋼板片３２は、はぼ５
ｃｍ（２インチ）（円周方向）の長さであることが好ま
しい。上述の型板は、型板を回転させ引き続いて開口部
に塗る回数と場所に応じて、（第１図に示すように）ダ
ッシュマーク、（第４図および第５図に示すように）単
一マークすなわち連続的なマーク、を設けることができ
る。各々好ましくは長さ５　ｃｍ　（２インチ）の２つ
から４つのマークを外径１７．８ｃｍ　（フインチ）の
パイプについて各ピン部材のパイプ部分に塗るのが好ま
しいが、もちろんマークの数は、パイプの寸法および作
業者の好みに応じて増やしても減らしても良い。

一ヒルｚｉ皿 トルク範囲は、基本的には、与えられた連結寸法、重量
、等級、めっき、およびねじ形式すなわち形態の代表的
なサンプルの試験によって確立される。トルク値は、上
述した解析的に決められた軸方向位置の値（すなわちＤ
ｌとＤ２）に対応して測定される。これらのトルク値は
、別の連結方法で用いるような回転を数え始め、あるい
は手締め平面をマークし始めるのに用いられる規準トル
ク値よりも著しく高くかつ変化が少ない。ＦＥＡモデル
は、サンプル試験と比較されて、トルク範囲を予測する
ために用いる摩擦係数を確立する。

摩擦係数は、比較的広い範囲の寸法、重量、等級に亘っ
て、はぼ同様であるので、トルク範囲についてＦＥＡモ
デル予測を用いることによって、実験の量を、最小化す
ることができる。経験的な摩擦係数の修正は、異なるメ
ッキと潤滑について説明するのに用いられる。

外　　１　７．　８ｃ＋ｎ　　　（７ｉｎ）　　、６　
１ｋ　　ｆ／ｍ　　（４１ｌｂ外径１７．　８ｃｍ（７
ｉｎ）　、６１ｋｇｆ／ｍ　　（４１１ｂ／ｆｔ）、Ｐ
−１１０、ＡｌｌのＬＴＣケーシングとＡＰＩ公称外径
カップリングとの連結の物理的試験に基ずき、かつ上述
した非線型有限要素解析を用いて、下の表１は、パイプ
の特定の寸法、重量、等級、メッキ、およびねじ形式に
ついて組立と運転の指針として作られた。

表１ 組立運転推奨値 外径１７．　８ｃｍ（７ｉｎ）　、６１ｋｇｆ／ｍ　　
（４１ｂ／ｆｔ　）　、Ｐ−１１０、ＡＰＩ　　ＬＴＣ
ケーシング連結公称外径カップリング トルク−位置の組立値 錫メッキねじ 虹 トルク（ｋｇｆ−ｍ）　　　Ｉ、　０５８（Ｆｔ−１ｂ
ｓ）　　（７，６５０） 位置（ｃｍ）　　　　Ｄ　＋　＝　１０．３２（ｉｎ）
　　　　　　　（４，０６３）１人 １．５２１ （１１，０００） Ｄ２　＝１０．８０ （４，２５０） ■ トルク　（ｋｇｆ−ｍ） （Ｆｔ−１ｂｓ） 位置（ｃｍ） （ｉｎ） 燐酸塩コートねじ 展土　　　　　１人 １、４８０　　　　２．２１３ （１０，７００）　　　　（１６，０００）Ｄ、　＝Ｉ
Ｏ，３２Ｄ２　＝１０．８０（４，０６３）　　　　（
４，２５０）表１のトルク−位置の値は、次のことに基
ずく。

（１）ＡＰＩ−最大内圧を密封するのに必要なねじ側面
の側圧支持圧力を達成する、（２）連結壁のフォンミー
ゼス（ｖａｎ　Ｍｉｓｅｓ）等価応力をＰ−１１０鋼の
ＡＰＩ最小降伏強さ以下のレベルに制限する、（３）ね
じのかじりがこのトルク−位置範囲で発生しないことを
実験的に確かめる。

表１に示す組立トルクを、十分な内部圧力と構造的な一
体性を持たせるために、上述したように、組立位置を初
めに解析的に決定することによって作った。次いで試験
および有限要素解析の組合せ結果によって、軸方向位置
に対応するトルクを、決定した。

摩擦係数を燐酸塩を塗ったねじについて経験的に得て、
その後、その摩擦係数を解析からの回転数と現寸の実験
室又は現場試験からのトルクとの間の関係を確立するの
に用いた。これは、次のように簡単な形で数学的に示さ
れる。

Ｔ＝ｆＫＰ、Ｄ ここで、 Ｔ＝実験的に測定されたトルク ｆ＝（決定されるすべき）摩擦係数 に＝連結幾何学的構造に依存する定数 Ｐ、＝側圧支持接触圧力 Ｄ＝軸方向位置 表１に示す錫メッキカップリングねじの連結のための組
立トルクは、燐酸塩を塗ったカップリングねじの連結と
同様の方法で得られた。錫メッキカップリングのために
必要な組立トルクは、燐酸塩を塗ったカップリングのた
めのトルクのほぼ７０％である。

又ＡＰＩの５Ａ２コンパウンドをピン部材およびボック
ス部材すなわちカップリングねじの両方に塗った。

上述の方法の種々の修正および変更が本発明の精神から
逸脱しない以上の説明から当業者に明らかであろう。こ
の理由から、これらの変化は、特許請求の範囲に含まれ
ることが望まれる。特許請求の範囲は、実施例を用いて
説明的に本発明の限定を列挙したにすぎず、そしてこれ
は例示とじて解釈すべきであり限定として解釈すべきで
はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、カップリングに対する両方のピン部材のそれ
ぞれのマーク付けの適確な位置を示す部分断面の組立カ
ップリングと２つのピン部材を示す図、 第２図は、本発明の型板の斜視図、 第３図は、ジヨイントをマーク付けするために本発明の
ピン部材に対して位置決めした第２図の型板を示す図、 第４図は、ボックス部材端部に対してピン部材のマーク
付けの適確な位置を示す部分断面の組立一体ジョイント
を示す図、 第５図は、ピン部材か、実線又は仮想線で示めされるボ
ックス部材端部に対して適確に位置決めされていない第
４図と同様の図を示す。 Ｔ９１．管状ジヨイント、 １０Ａ、ＩＯＢ、、、パイプ部分、 １２１．、ピン部材、１４．、、端面、１６．１６’、
、、　　マーク、 ８１０．カップリング、 ＯＡ、２０Ｂ、、、ボックス部材、 ２Ａ、２２Ｂ、、、端面、 ４．２４’　　　２６．２６’、０．縁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、適確な組立トルクで適確な密封位置を有する管状ジ
   ョイントを形成するねじ付パイプ部分の連結方法であっ
   て、 端部に面を有するねじ付ピン部材を含む第１パイプ部分
   を用意し、該第１パイプ部分は、ピン部材の端部からあ
   る距離測定された第１パイプ部分の所定位置に規定幅の
   位置合わせマークを設けるためにマークを付けられてお
   り、前記所定位置は、同じ寸法、等級、重量、ねじ形態
   のピン部材について均一であり、前記距離はジョイント
   の組立の前に特定の寸法、等級、重量、ねじ形態のピン
   部材について決定される、 端部に面を有する対応するねじ付ボックス部材を含む第
   ２パイプ部分を用意する、 経験的に予め定められたトルク範囲の最小値までピン部
   材とボックス部材を互にねじ込む、および （１）ボックス部材の端面が、第１パイプ部分の位置合
   わせマークに対して適確に位置決めされ、かつ（２）最
   終組立トルクが、管状ジョイントにとって適確な範囲以
   内にある、ときに組立管状ジョイントが合格であること
   を観察する、或いは （１）ボックス部材の端面が、最小トルクで第１パイプ
   部分の位置合わせマークを通り越したか、或いは（２）
   所定のトルク範囲の最大がジョイントに加えられたとき
   に、ボックス部材の端面が、位置合わせマーク内に移動
   しない、ときに管状ジョイントが、不合格であることを
   観察する、 工程からなる管状連結体のトルク−位置組立方法。 ２、第１パイプ部分の位置合わせマークが、ピン部材の
   応力計算、幾何学的構造および有限要素解析によって決
   定されてジョイントからの流体漏れに抵抗するのに十分
   な側圧支持圧力を生じさせる、請求項第１項の方法。 ３、ピン部材の端部からの第１パイプ部分の位置合わせ
   マークが、以下の公式によって決定される、 Ｄ＿１＝Ｌ＿４＋Ｃ＿１ Ｄ＿２＝（Ｎ＿Ｌ／２）−Ｃ＿２ Ｌ＿４＝ＡＰＩ又は製造業者のねじ長さ Ｎ＿Ｌ＝ＡＰＩ又は製造業者のカップリング長さ Ｃ＿１＝密封定数 Ｃ＿２＝変形定数、 請求項第１項の方法。 ４、マーク付けの工程は、第１パイプ部分に帯を設ける
   工程を含む、請求項第１項の方法。 ５、マーク付けの工程は、Ｄ＿１位置とＤ＿２位置の間
   に帯を設ける工程を含む、請求項第３項の方法。 ６、有限要素解析によって、ある形式、寸法、重量、等
   級、およびねじの形態のパイプ部分の代表的なジョイン
   トを解析する工程と、 この範囲を、異なるメッキ、表面処理、潤滑を考慮して
   経験的に決定された摩擦係数によって調整する工程と、 によって組立トルク範囲が決定される、請求項第１項の
   方法。 ７、組立トルク範囲は、パイプヤードの「バックオン」
   トルクとリングフロアの組立トルクの間で識別する、請
   求項第１項の方法。 ８、ピン部材の端部に対して保持される当接板から一定
   の距離に位置決めされた開口部を有する型板を位置決め
   する工程と、 第１パイプ部分に開口部によってマークを付ける工程と
   、 によって位置合わせマークが付けられる、請求項第１項
   の方法。 ９、前記第２パイプ部分が、カップリングである、請求
   項第１項の方法。 １０、適確な組立トルクで適確な位置を有する管状ジョ
   イントを形成するねじ付パイプ部分の連結方法であつて
   、 端部に面を有するねじ付ピン部材を含む第１パイプ部分
   を用意し、該第１パイプ部分は、ピン部材の端部からあ
   る距離測定された第１パイプ部分の所定位置に規定幅の
   位置合わせマークを設けるためにマークを付けられてお
   り、前記距離はジョイントの組立の前に特定の寸法、等
   級、重量、ねじ形態のピン部材について計算される、 端部に面を有する対応するねじ付ボックス部材を含む第
   ２パイプ部分を用意する、 経験的に予め定められたトルク範囲の最小値までピン部
   材とボックス部材を互にねじ込む、および （１）ボックス部材の端面が、第１パイプ部分の位置合
   わせマークに対して適確に位置決めされ、かつ（２）最
   終組立トルクが、管状ジョイントにとって適確な範囲以
   内にある、ときに組立管状ジョイントが合格であること
   を観察する、或いは （１）ボックス部材の端面が、最小トルクで第１パイプ
   部分の位置合わせマークの端部を通り越したか、或いは
   （２）所定のトルク範囲の最大がジョイントに加えられ
   たときに、ボックス部材の端面が、位置合わせマーク内
   に移動しない、ときに管状ジョイントが、不合格である
   ことを観察する、 工程からなる管状連結体のトルク−位置組立方法。 １１、ピン部材の端部からの第１パイプ部分の位置合わ
   せマークが、以下の公式によって決定される、 Ｄ＿１＝Ｌ＿４＋Ｃ＿１ Ｄ＿２＝（Ｎ＿Ｌ／２）−Ｃ＿２ Ｌ＿４＝ＡＰＩ又は製造業者のねじ長さ Ｎ＿Ｌ＝ＡＰＩ又は製造業者のカップリング長さ Ｃ＿１＝密封定数 Ｃ＿２＝変形定数、 請求項第１０項の方法。 １２、前記第２パイプ部分が、カップリングである、請
   求項第１０項の方法。