JPH06331070A - 油井管ネジ継手 - Google Patents

油井管ネジ継手

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JPH06331070A
JPH06331070A JP5118357A JP11835793A JPH06331070A JP H06331070 A JPH06331070 A JP H06331070A JP 5118357 A JP5118357 A JP 5118357A JP 11835793 A JP11835793 A JP 11835793A JP H06331070 A JPH06331070 A JP H06331070A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thread
metal seal
pipe
screw
seal portion
Prior art date
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Pending
Application number
JP5118357A
Other languages
English (en)
Inventor
Takuya Atsumi
卓彌 厚見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】繰り返して使用可能な油井管ネジ継手の構造を
提供することを目的としている。 【構成】メタルシール部7に最も近い位置及び該メタル
シールから最も離れた位置9を除き、鋼管1のネジ溝の
谷底3bとカップリング2のネジ山の山頂4bとは、同
一勾配Kで形成され、締め付け時に直線状に強接触す
る。管1先端部に最も近い管先端5側の2つの雌ネジの
ネジ山部分は、メタルシール部7に最も近いネジ山高さ
を、それぞれ規格で規定されている基準のネジ山高さよ
りもδ,(1/2)・δだけ低くなるように設定されてい
る。メタルシール部7から最も離れた不完全ネジ部9の
雌ネジのネジ山高さも、同様にして、規格で規定されて
いる基準のネジ山高さよりもδ,(1/2)・δだけ低くな
るように設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、石油やガス等の採掘で
使用されるネジ継手に係り、特に、その刻設されたネジ
形状に特徴を有する油井管ネジ継手に関する。
【0002】
【従来の技術】油井の深さは、近年,資源の枯渇や掘削
技術の進歩に伴い、数千メートル程度から1万メートル
の深さにも達しようとしており、このような油井内に建
て込まれるために膨大な本数の油井管が使用され、その
膨大な数の油井管はカップリングよって直列に接続され
る。
【0003】かかる管継手部には、油井管及びカップリ
ングの重量に起因する軸方向の引張力、周囲から外周面
に及ぼされる地圧力、内部を流通する流体による内周面
への押圧力等、各種の過酷な力が作用し、これらの力
は、油井深度の増大に従い一層,過酷なものとなること
は言うまでもない。このような厳しい条件下で使用でき
るように、管継手に対しては、強大な引張荷重に耐え得
ると同時に確実なシール性が要求される。
【0004】この要求に応ずるべく従来より多くの提案
がなされ、耐引張荷重に関しては、継手部分におけるネ
ジ部のネジ形状やピッチ等を改良することで要求される
継手引張強度を確保し、シール性に関しては、締結した
際の、管先端部とカップリングのトルクショルダー部と
の間の金属接触によるメタルシールを基本として気密性
や液密性を確保している。
【0005】しかしながら、管とカップリングを締結す
る際に、ネジ部に大きな力が働くため、ネジ面に焼き付
きや損傷等の欠陥が生じやすく、そのままでは、鋼管の
繰り返し使用できる回数が低下する。従来においては、
上記問題を解決するために、例えば,特公平1−129
95号公報や特開平1−219173号公報に開示され
ているように、ネジ部表面に対して、銅や亜鉛等をコー
ティングしたり、リン酸マンガン被膜を形成すること
で、上記ネジ面の耐焼き付き性を改善している。なお、
管やカップリングがステンレス鋼からなる場合には、一
般に、雄ネジあるいは雌ネジの一方のネジ面にショット
ピーニングを実施し、他方のネジ面に上記コーティング
を実施している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のような耐焼き付け性の改善では、一番最初の締め付
けの際には焼き付け等の欠陥発生はほぼ防止できるもの
の、2度,3度と締め付け,締め戻しを繰り返していく
うちに、上記コーティング被膜が剥がれることが多く、
これによって、ネジ面に焼き付きや損傷等の欠陥が発生
するという問題がある。
【0007】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたので、繰り返して使用可能な油井管ネジ継手の
構造を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の油井管ネジ継手は、メタルシール部とそれ
に続くネジ部とを備え、管とカップリングとを締結させ
たときに、カップリング内周に刻設された雌ネジのネジ
山頂と管外周に刻設された雄ネジのネジ谷底が同一勾配
で接触する油井管ネジ継手において、メタルシール部に
最も近い管先端部側における上記雄ネジのネジ溝深さを
深くすると共に、メタルシール部から最も離れたネジ部
位置における上記雄ネジのネジ溝深さを深くしたことを
特徴としている。
【0009】このとき、メタルシール部に最も近い管先
端部側に位置する上記雌ネジのネジ山高さを低くすると
共に、メタルシール部から最も離れたネジ部位置におけ
る上記雌ネジのネジ山高さを低くすることを併用しても
よい。また、メタルシール部とそれに続くネジ部とを備
え、管とカップリングとを締結させたときに、カップリ
ング内周に刻設された雌ネジのネジ山頂と管外周に刻設
された雄ネジのネジ谷底が同一勾配で接触する油井管ネ
ジ継手において、メタルシール部に最も近い管先端部側
に位置する上記雌ネジのネジ山高さを低くすると共に、
メタルシール部から最も離れたネジ部位置における上記
雌ネジのネジ山高さを低くしたことを特徴としている。
【0010】
【作用】本願発明者は、油井管ネジ継手における耐焼き
付き性に関して調査研究を重ねたところ、耐焼き付き性
にネジ部の形状が大きく影響を及ぼしていることを見出
した。さらに研究を重ねたところ、メタルシール部に近
い管先端部側位置のネジ部のネジ形状,及びメタルシー
ル部から最も離れたネジ部位置のネジ部のネジ形状だけ
が、上記耐焼き付き性に大きく関与していることを確認
した。
【0011】即ち、メタルシール部に最も近い管先端部
の雄ネジのネジ溝深さ、及びメタルシール部から最も離
れた不完全ネジ部のネジ溝深さが浅いほど、焼き付けが
発生しやすく、また、カップリングにおける、メタルシ
ール部に最も近い管先端部側位置の雌ネジのネジ山高
さ、及びメタルシールから一番離れた位置の雌ネジのネ
ジ山高さが高いほど、焼き付けが発生しやすいことが明
らかになった。
【0012】このように、耐焼き付き性は、メタルシー
ル部に最も近い管先端部側位置,及びメタルシール部か
ら最も離れた位置のネジ部の形状によって大きく影響
し、その理由は、上記結果から、締め付けの際に、メタ
ルシール部に近い管先端部側位置のネジ部とメタルシー
ル部から最も離れた位置のネジ部が、継手中央部のネジ
部よりも強接触しやすいために、焼き付け等の欠陥が発
生しやすいと考えられる。
【0013】以上のような検討結果より、本願発明で
は、メタルシール部に近い管先端部側位置のネジ部とメ
タルシール部から最も離れた位置のネジ部のみに対し
て、その雄ネジのネジ溝深さを深くしたり雌ネジのネジ
山高さを低くすることで、上記ネジ部における雄ネジの
ネジ谷底と雌ネジのネジ山頂との間に隙間を設け、これ
によって、締め付け時の上記強接触を緩和させて耐焼き
付き性を向上させる。
【0014】例えば、API規格等の規格で規定されて
いる基準のネジ山高さ,及びネジ溝深さを備えたネジ継
手に対して、管先端部に最も近い雄ネジのネジ溝深さを
δだけ深くし、それに続くねじ溝深さを(1/2)・δ
だけ深くするように設計した場合、管先端部に最も近い
部分のネジ部における、雌ネジのネジ山頂と雄ネジのネ
ジ谷底との間に所定の隙間が設けられて上記強接触が緩
和され、実際の実験においても、耐焼き付き性の向上を
確認した。また、メタルシール部から最も離れた側の雄
ネジのネジ溝深さも同様に変更することにより、耐焼き
付き性の向上が確認された。
【0015】このように、締め付け締め戻しを繰り返し
ても、締め付け時に焼き付きが発生しやすいメタルシー
ル部に最も近い管先端部側位置,及びメタルシール部か
ら最も離れた位置のネジ部における焼き付き発生が抑制
される。また、上記強接触を緩和するという観点から、
請求項2に記載されている発明では、雌ネジ側のネジ山
高さを低くして雌ネジのネジ山頂と雄ネジのネジ谷底と
の間に所定隙間を設けたものであり、請求項3に記載さ
れている発明では、雄ネジと雌ネジの両方の形状を変更
して上記作用をもたらしている。
【0016】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
まず構成を説明すると、図2に示すように、基本構成は
前記従来の油井管ネジ継手と同じであり、鋼管1の先端
側外周が、先端に向けて小径となるテーパを有して雄ネ
ジが刻設されて雄ネジ部3を形成し、その先端に、その
雄ネジ部3に続く管側のシール部5が形成されている。
【0017】カップリング2には、内周面に上記鋼管1
の雄ネジ部3と螺合可能な雌ネジ部4が形成されている
と共に、上記鋼管1のシール部5と係合可能なカップリ
ング2側のシール部6が形成されて、両者のシール部
5,6によってメタルシール部7が構成されている。ま
た、上記油井管1とカップリング2のネジ形状は、図1
に示すような台形ネジとなっていて、締め付けた状態に
おいて、鋼管1のネジ山頂3aとカップリング2のネジ
溝の谷底4a間に所定のクリアランスがあるように構成
されている。
【0018】そして、メタルシール部7に最も近い位置
及び該メタルシールから最も離れた位置9を除いて、鋼
管1のネジ溝の谷底3bとカップリング2のネジ山の山
頂4bとは、同一勾配Kで形成されていて、締め付け時
に直線状に強接触するようになっている。また、管1先
端部に最も近い管先端5側の2つの雌ネジのネジ山部分
に対して、図1に示すように、メタルシール部7に最も
近いネジ山高さを、規格で規定されている基準のネジ山
高さ(ネジ山頂が上記勾配Kに沿う高さ)よりもδだけ
低くし、それに続く、ネジ山高さを基準値よりも(1/2)
・δだけ低くなるように設定されている。
【0019】さらに、メタルシール部7から最も離れた
不完全ネジ部9の雌ネジのネジ山高さを、上記と同様に
して、規格で規定されている基準のネジ山高さよりもδ
だけ低くし、それに続く、ネジ山高さを基準値よりも
(1/2)・δだけ低くなるように設定ている。このように
油井管ネジ継手を構成することで、焼き付け発生に大き
く関与する、管1先端部に最も近い部分のネジ部及びメ
タルシール部7から最も離れた位置9のネジ部におけ
る、雌ネジ4のネジ山頂4bと雄ネジ3のネジ谷底3b
との間に所定隙間を設けることで、締め付けの際に、そ
のネジ部位置における強接触が緩和され、油井管ネジ継
手の耐焼き付き性が向上する。
【0020】この耐焼き付き性の向上を確認するため
に、実際に、API規格でL80、外径139.7mm、
肉厚7.72mmの油井管に対するネジ継手を上記ネジ構
造になるように加工し、それぞれに対して同一条件で締
め付け作業をしたところ、表1に示すような結果を得
た。なお、基準雄ネジ深さは1.575mmであり、基準
雌ネジ高さは1.500mmである。
【0021】
【表1】
【0022】この表は、各ネジ継手を同一トルクにて締
め付けた後、締め戻すことを10回繰り返して行い継手
表面に発生する焼き付きの状態を調査した結果であり、
また、表中に示されている雌ネジ山高さ変更量が、上記
説明のδに相当する。この表1から分かるように、本発
明に基づいてネジ形状を変更させた継手では、いずれも
焼き付きが発生していないことが確認され、これに対し
て、比較例では、焼き付きが発生していることが確認さ
れた。
【0023】即ち、本発明に基づく油井管ネジ継手で
は、繰り返して使用しても焼き付きが発生せず、耐焼き
付き性に優れていることが確認できた。これによって、
従来よりも再使用回数を増やすことができる。なお、上
記実施例による耐焼き付き性の向上手段と併せて、従来
のコーティング等の手段を適用してもよい。
【0024】なお、上記実施例では、雌ネジ4側のネジ
山高さを低くすることで、雌ネジ4のネジ山頂4bと雄
ネジ3のネジ谷底3bとの間に隙間を設けて、そのネジ
部位置における強接触を緩和した例であるが、雄ネジ3
側のネジ溝深さを深くするようにネジ形状を変更して上
記隙間を広くしてその位置の上記強接触を緩和し、耐焼
き付き性を向上させてもよいし、上記のように雌ネジ4
側のネジ山高さを低くすると共に、対向する雄ネジ3側
のネジ溝深さを深くすることで、雌ネジ4側のネジ山頂
4bと雄ネジ3側のネジ谷底3bとの間に所定間隙を設
けて、上記強接触を緩和してもよい。
【0025】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の油井
管ネジ継手では、締め付け・締め戻しを2度,3度と繰
り返しても、ネジ面に焼き付きや損傷等の欠陥の発生が
抑制されて耐焼き付き性が向上し、もって、繰り返し使
用するにあたっての信頼度が向上するという効果が得ら
れた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施例のネジ継手のネジ形状を示
す側面断面図(図2におけるA部詳細図)である。
【図2】本発明に係る実施例のネジ継手の締結状態を示
す側面断面図である。
【符号の説明】
1 鋼管 2 カップリング 3 雄ネジ部 3a 雄ネジ部のネジ山頂 3b 雄ネジ部のネジ谷底 4 雌ネジ部 4a 雌ネジ部のネジ谷底 4b 雌ネジ部のネジ山頂 7 メタルシール部 8 ネジ部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メタルシール部とそれに続くネジ部とを
    備え、管とカップリングとを締結させたときに、カップ
    リング内周に刻設された雌ネジのネジ山頂と管外周に刻
    設された雄ネジのネジ谷底が同一勾配で接触する油井管
    ネジ継手において、メタルシール部に最も近い管先端部
    側における上記雄ネジのネジ溝深さを深くすると共に、
    メタルシール部から最も離れたネジ部位置における上記
    雄ネジのネジ溝深さを深くしたことを特徴とする油井管
    ネジ継手。
  2. 【請求項2】 メタルシール部とそれに続くネジ部とを
    備え、管とカップリングとを締結させたときに、カップ
    リング内周に刻設された雌ネジのネジ山頂と管外周に刻
    設された雄ネジのネジ谷底が同一勾配で接触する油井管
    ネジ継手において、メタルシール部に最も近い管先端部
    側に位置する上記雌ネジのネジ山高さを低くすると共
    に、メタルシール部から最も離れたネジ部位置における
    上記雌ネジのネジ山高さを低くしたことを特徴とする油
    井管ネジ継手。
  3. 【請求項3】 メタルシール部に最も近い管先端部側に
    位置する上記雌ネジのネジ山高さを低くすると共に、メ
    タルシール部から最も離れたネジ部位置における上記雌
    ネジのネジ山高さを低くしたことを特徴とする請求項1
    記載の油井管ネジ継手。
JP5118357A 1993-05-20 1993-05-20 油井管ネジ継手 Pending JPH06331070A (ja)

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