JPH0235208A - 疲労特性の優れた石油掘削管用ねじ継手 - Google Patents
疲労特性の優れた石油掘削管用ねじ継手Info
- Publication number
- JPH0235208A JPH0235208A JP18512288A JP18512288A JPH0235208A JP H0235208 A JPH0235208 A JP H0235208A JP 18512288 A JP18512288 A JP 18512288A JP 18512288 A JP18512288 A JP 18512288A JP H0235208 A JPH0235208 A JP H0235208A
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- JP
- Japan
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- thread
- cut
- screw
- male
- female
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- Pending
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- Mutual Connection Of Rods And Tubes (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。
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］
本発明はトリルバイブ、ドリルカラーなどのように石油
掘削機器に使用される管のねじ継手に関するものてある
。
掘削機器に使用される管のねじ継手に関するものてある
。
［従来技術および発明が解決しようとする課題］近年、
油井環境の悪化から油井管にはＡＰＩ規格より高級な性
能、品質か要求され、さらに充分な破壊靭性、耐食性な
どを具備した鋼管およびその製造法が開発され、石油掘
削機器の１〜リルパイブやトリルカラーに供されている
。ドリルバイブは岩石を砕くビットに駆動力を地上から
伝達する役割を持ち、ツールジヨイントと呼ばれるねじ
接続部材で１木ずつ継ぎ足される。ドリルカラーはピッ
ｌ・とドリルバイブの間に接続されるバイブでヒツトに
下向きの推力を与えるものである。このような石油掘削
機器に使用される各バイブはテーパーねじ継手で接続さ
れている。ところがこのねじ継手が、掘削中、疲労破壊
をおこし、掘削コストを上昇せしめる要因となり、最近
ではねじ底部を冷間加工したり、ねじ底の応力集中を緩
和するために第４図（ａ）・（おねじ）と、（ｂ）：（
めねじ）で示すようにねじ部の奥端部に曲げ応力を緩和
する応力除去溝（Ｓｔｒｅｓｓ Ｒｅｌｉｅｆ Ｇｒｏ
ｏｖｅ） Ａを設けるなど疲労特性を改善する手段か講
じられている。
油井環境の悪化から油井管にはＡＰＩ規格より高級な性
能、品質か要求され、さらに充分な破壊靭性、耐食性な
どを具備した鋼管およびその製造法が開発され、石油掘
削機器の１〜リルパイブやトリルカラーに供されている
。ドリルバイブは岩石を砕くビットに駆動力を地上から
伝達する役割を持ち、ツールジヨイントと呼ばれるねじ
接続部材で１木ずつ継ぎ足される。ドリルカラーはピッ
ｌ・とドリルバイブの間に接続されるバイブでヒツトに
下向きの推力を与えるものである。このような石油掘削
機器に使用される各バイブはテーパーねじ継手で接続さ
れている。ところがこのねじ継手が、掘削中、疲労破壊
をおこし、掘削コストを上昇せしめる要因となり、最近
ではねじ底部を冷間加工したり、ねじ底の応力集中を緩
和するために第４図（ａ）・（おねじ）と、（ｂ）：（
めねじ）で示すようにねじ部の奥端部に曲げ応力を緩和
する応力除去溝（Ｓｔｒｅｓｓ Ｒｅｌｉｅｆ Ｇｒｏ
ｏｖｅ） Ａを設けるなど疲労特性を改善する手段か講
じられている。
しかしながら、いずれの手段も従来のテーバ−ねじに比
べ疲労特性か改善されたもののその改善の程度は小さく
、より高級なねじ継手の改善か望まれていた。
べ疲労特性か改善されたもののその改善の程度は小さく
、より高級なねじ継手の改善か望まれていた。
又めねじに嵌合するおねじを引張方向へ先細状に整形し
た疲労特性の優れたねじ継手の例が特公昭５６−５３８
５１号公報で知られている。
た疲労特性の優れたねじ継手の例が特公昭５６−５３８
５１号公報で知られている。
これはねじ山の一部を切欠いて、ねじ山全体に亘って、
均一な力か加わるようにしたものである。
均一な力か加わるようにしたものである。
本発明は、この優れたねじ継手を石油掘削管用のテーパ
ーねじ継手に改良して適用したものである。
ーねじ継手に改良して適用したものである。
［課題を解決するための手段］
本発明は、このような要求に対応した疲労特性の優れた
石油掘削機器に用いられる管のねじ継手形状を提供する
ことを目的としたものであり、その要旨は、相対向する
管を接続するテーパーねじのめねじ山をおねじ挿入側方
向に、またはおねじ山を不完全ねじ部側方向に、あるい
はその両者を、ねじ山高さを０．４４ｍｍ以上に保ち漸
低状に切削したことを特徴とする特許優れた石油掘削管
用ねじ継手てある。
石油掘削機器に用いられる管のねじ継手形状を提供する
ことを目的としたものであり、その要旨は、相対向する
管を接続するテーパーねじのめねじ山をおねじ挿入側方
向に、またはおねじ山を不完全ねじ部側方向に、あるい
はその両者を、ねじ山高さを０．４４ｍｍ以上に保ち漸
低状に切削したことを特徴とする特許優れた石油掘削管
用ねじ継手てある。
［作用および実施例］
以下、本発明を図面に示す実施例ねじ継手を参照しなが
ら詳細に説明する。
ら詳細に説明する。
第１図は、本発明の実施例石油掘削管用ねじ継手断面形
状で（ａ）図はめねじ継手、（ｂ）図はおねじ継手を示
す。第１図においては１はテーパーめねじ、２はテーパ
ーおねじである。それぞれのテーバ−ねじのねじ山の形
、数、ピッーノおよび山の高さ、その他種々形状および
寸法は特に限定するものではない。図中３は不完全ねじ
部である。４は切削したテーバ−ねじ山で、めねじ１ま
たはおねじ２あるいはその両者に設けられる。ここで、
継手締結時、おねじとめ才）じはねじ面に沿ったすへり
変位をおこすので、漸低状に加工したねじ部のねじ山高
さが低いと、おねじとめねじの未嵌合が発生する場合力
ある。未嵌合が発生した場合引張荷重に対する破壊発生
断面が第２図に示すようにめねじ先端側へ穆動する。こ
のときテーパーねじてはめＩ〕し先端側ほと断面積か小
さく、前述した特公昭５Ｂ−５３６５１号の如きホルト
などのストレー１−ねじと異なり、引張荷重に刻する抵
抗は極度に低下する。第２図中５は引張荷重による破壊
断面、６は未嵌合部を示す。第３図は、継手締結］・ル
クと、おねじとめねじの半径方向相対変位量の関係を有
限要素法解析により求めた結果である。同図からＡＰＩ
推奨トルク値での相対変位量は約０．０８ｍｍあること
かわかる。一方、ＡＰＩ規格の石油掘削管用継手のねじ
のクリアランスは最低０．３８ｍｍ程度であり、したか
って、漸低状に切削したおねじとめねじの未嵌合による
引張特性低下を防止するためには、切削したねじ山の高
さは最低０．４４ｍｍ以上必要てある。切削テーパーね
じ山４は、めねじ山１゛には第１図（ａ）で示すように
おねじ挿入側方向に、おねじ山２゛には第１図（１））
て示すように不完全ねじ部３側方向に、それぞれのねじ
山の一部または全部を漸低状に切削したものである。（
ａ）図および（ｂ）図はテーパーねじ山のめねじ１およ
びおねじ２の一部を切削した場合の一実施例を示す。
状で（ａ）図はめねじ継手、（ｂ）図はおねじ継手を示
す。第１図においては１はテーパーめねじ、２はテーパ
ーおねじである。それぞれのテーバ−ねじのねじ山の形
、数、ピッーノおよび山の高さ、その他種々形状および
寸法は特に限定するものではない。図中３は不完全ねじ
部である。４は切削したテーバ−ねじ山で、めねじ１ま
たはおねじ２あるいはその両者に設けられる。ここで、
継手締結時、おねじとめ才）じはねじ面に沿ったすへり
変位をおこすので、漸低状に加工したねじ部のねじ山高
さが低いと、おねじとめねじの未嵌合が発生する場合力
ある。未嵌合が発生した場合引張荷重に対する破壊発生
断面が第２図に示すようにめねじ先端側へ穆動する。こ
のときテーパーねじてはめＩ〕し先端側ほと断面積か小
さく、前述した特公昭５Ｂ−５３６５１号の如きホルト
などのストレー１−ねじと異なり、引張荷重に刻する抵
抗は極度に低下する。第２図中５は引張荷重による破壊
断面、６は未嵌合部を示す。第３図は、継手締結］・ル
クと、おねじとめねじの半径方向相対変位量の関係を有
限要素法解析により求めた結果である。同図からＡＰＩ
推奨トルク値での相対変位量は約０．０８ｍｍあること
かわかる。一方、ＡＰＩ規格の石油掘削管用継手のねじ
のクリアランスは最低０．３８ｍｍ程度であり、したか
って、漸低状に切削したおねじとめねじの未嵌合による
引張特性低下を防止するためには、切削したねじ山の高
さは最低０．４４ｍｍ以上必要てある。切削テーパーね
じ山４は、めねじ山１゛には第１図（ａ）で示すように
おねじ挿入側方向に、おねじ山２゛には第１図（１））
て示すように不完全ねじ部３側方向に、それぞれのねじ
山の一部または全部を漸低状に切削したものである。（
ａ）図および（ｂ）図はテーパーねじ山のめねじ１およ
びおねじ２の一部を切削した場合の一実施例を示す。
上記のような形状に切削した本発明継手を管継手に使用
したとき、一部のねじ山に集中する荷重を各ねじ山に分
担さぜ、引張特性を損なうことなく疲労特性を改善する
。
したとき、一部のねじ山に集中する荷重を各ねじ山に分
担さぜ、引張特性を損なうことなく疲労特性を改善する
。
［発明の効果コ
次に本発明の実施例ねじ継手を使用した例に基づき発明
の効果について説明する。
の効果について説明する。
第１表に示すＡＰＩ規格のテーパーねじ継手Ａに対し、
第１図（ｂ）のごときおねじの不完全ねじ部から５つの
ねじ山を不完全ねじ白方向に漸低状に切削し、第一ねじ
山の高さを０．２ｍｍにしたテーバ−ねじ継手Ｂと、第
一ねじ山の高さを０．５ｍｍにした本発明材の疲労試験
および引張試験を行フた。その結果、第２表に示すよう
にＡＰＩ規格のテーバ−ねじ継手Ａに対し、本発明材は
疲労特性で約３倍向上しており、また規格耐力荷重下に
おいてもねじ部降伏は認られなかった。この理由として
、局部的にねじ山に集中する荷重を分担し、さらに、ね
じ山高さの減少により、ねじ底の応力集中を著しく減少
したことがあげられる。一方、第一ねじ山の高さを０．
２ｍｍにしたテーパーねじ継手Ｂはねじ継手Ａに対し、
疲労特性で約４倍向上しているもののねじ部降伏強さか
規格耐力以下てあった。これは、漸低状に切削したおね
じとめねじの未嵌合により引張特性が低下したものであ
る。
第１図（ｂ）のごときおねじの不完全ねじ部から５つの
ねじ山を不完全ねじ白方向に漸低状に切削し、第一ねじ
山の高さを０．２ｍｍにしたテーバ−ねじ継手Ｂと、第
一ねじ山の高さを０．５ｍｍにした本発明材の疲労試験
および引張試験を行フた。その結果、第２表に示すよう
にＡＰＩ規格のテーバ−ねじ継手Ａに対し、本発明材は
疲労特性で約３倍向上しており、また規格耐力荷重下に
おいてもねじ部降伏は認られなかった。この理由として
、局部的にねじ山に集中する荷重を分担し、さらに、ね
じ山高さの減少により、ねじ底の応力集中を著しく減少
したことがあげられる。一方、第一ねじ山の高さを０．
２ｍｍにしたテーパーねじ継手Ｂはねじ継手Ａに対し、
疲労特性で約４倍向上しているもののねじ部降伏強さか
規格耐力以下てあった。これは、漸低状に切削したおね
じとめねじの未嵌合により引張特性が低下したものであ
る。
以上述へたように本発明継手を管継手に使用することに
より、一部のねじ山に集中する荷重を各ねじ山に分担さ
せ、また切削したねじ山の高さを０，４４ｍｍ以上にす
ることて引張特性を損なうことなく疲労特性を改善する
ことができる。
より、一部のねじ山に集中する荷重を各ねじ山に分担さ
せ、また切削したねじ山の高さを０，４４ｍｍ以上にす
ることて引張特性を損なうことなく疲労特性を改善する
ことができる。
第２表 実管回転曲げ疲労試験および実管引張試験結果
第１図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の実施例管継手めね
じ及びおねじの断面図、第２図（ａ） 、 （ｂ）は本
発明の実施例管継手の引張荷重による破壊断面位置と漸
低状に加工したねじ部のねじ山高さが低い場合の引張荷
重による破壊断面位置、第３図は継手締結トルクと、お
ねじとめねじの半径方向相対変位量の関係を有限要素法
解析により求めた結果を示す図、第４図（ａ） 、 （
ｂ）は従来の管継手めねじ及びおねじの断面図である。 １ ・テーパーめねじ ２ テーパーおねじ３ 不完全
ねじ部 ４ 切削テーパーねじ山５ 引張荷重による
破壊断面 ６ 未嵌合部。 （ＣＩ） Δ 第 （ｂ）
じ及びおねじの断面図、第２図（ａ） 、 （ｂ）は本
発明の実施例管継手の引張荷重による破壊断面位置と漸
低状に加工したねじ部のねじ山高さが低い場合の引張荷
重による破壊断面位置、第３図は継手締結トルクと、お
ねじとめねじの半径方向相対変位量の関係を有限要素法
解析により求めた結果を示す図、第４図（ａ） 、 （
ｂ）は従来の管継手めねじ及びおねじの断面図である。 １ ・テーパーめねじ ２ テーパーおねじ３ 不完全
ねじ部 ４ 切削テーパーねじ山５ 引張荷重による
破壊断面 ６ 未嵌合部。 （ＣＩ） Δ 第 （ｂ）
Claims (1)
- １ 相対向する管を接続するテーパーねじのめねじ山を
おねじ挿入側方向に、またはおねじ山を不完全ねじ部側
方向に、あるいはその両者を、ねじ山高さを０．４４ｍ
ｍ以上に保ち漸低状に切削したことを特徴とする疲労特
性の優れた石油掘削管用ねじ継手
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18512288A JPH0235208A (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 疲労特性の優れた石油掘削管用ねじ継手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18512288A JPH0235208A (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 疲労特性の優れた石油掘削管用ねじ継手 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0235208A true JPH0235208A (ja) | 1990-02-05 |
Family
ID=16165253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18512288A Pending JPH0235208A (ja) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | 疲労特性の優れた石油掘削管用ねじ継手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0235208A (ja) |
-
1988
- 1988-07-25 JP JP18512288A patent/JPH0235208A/ja active Pending
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