JPH10318455A - 油井管用テーパネジ継手構造 - Google Patents
油井管用テーパネジ継手構造Info
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- JPH10318455A JPH10318455A JP9148598A JP14859897A JPH10318455A JP H10318455 A JPH10318455 A JP H10318455A JP 9148598 A JP9148598 A JP 9148598A JP 14859897 A JP14859897 A JP 14859897A JP H10318455 A JPH10318455 A JP H10318455A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 継手強度及び外圧強度を効果的に高めること
のできる油井管用テーパネジ継手構造を提供する。 【解決手段】 端部に雌ネジ18を備えたカップリング
12と雌ネジ18に螺合する雄ネジ13を備えた鋼管1
1とを有する油井管用テーパネジ継手構造10であっ
て、雄ネジ13には、その先部に設けられた雄ネジ部1
4と雄ネジ部14よりテーパー角度の大きい急峻雄ネジ
部15とが連接して設けられると共に、雌ネジ18に
は、雄ネジ部14及び急峻雄ネジ部15にそれぞれ螺合
する雌ネジ部16及び急峻雌ネジ部17が設けられてい
る。
のできる油井管用テーパネジ継手構造を提供する。 【解決手段】 端部に雌ネジ18を備えたカップリング
12と雌ネジ18に螺合する雄ネジ13を備えた鋼管1
1とを有する油井管用テーパネジ継手構造10であっ
て、雄ネジ13には、その先部に設けられた雄ネジ部1
4と雄ネジ部14よりテーパー角度の大きい急峻雄ネジ
部15とが連接して設けられると共に、雌ネジ18に
は、雄ネジ部14及び急峻雄ネジ部15にそれぞれ螺合
する雌ネジ部16及び急峻雌ネジ部17が設けられてい
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、油井管用の継手
構造に関し、例えばAPI油井管規格等の規格に適合し
ない中間サイズの鋼管、即ち、規格鋼管のサイズより僅
かに外径の大きい鋼管(オーバサイズド鋼管ともいう)
を接続する際の継手強度、外圧強度の改善を図ることの
できる油井管用テーパネジ継手構造に関する。
構造に関し、例えばAPI油井管規格等の規格に適合し
ない中間サイズの鋼管、即ち、規格鋼管のサイズより僅
かに外径の大きい鋼管(オーバサイズド鋼管ともいう)
を接続する際の継手強度、外圧強度の改善を図ることの
できる油井管用テーパネジ継手構造に関する。
【0002】
【従来の技術】油井管用の継手構造は、従来、アメリカ
油井管規格(American Petroleum
Institute Standard 5B、以下A
PI油井管規格という)等の規格によって定められてお
り、バットレスネジ継手構造、丸山ネジ継手構造からネ
ジ螺合部の延長上に金属接触部を具備する特殊継手構造
に至るまでテーパネジが概ね採用されている。例えば、
前記特殊継手構造は図5に示すように、鋼管50の端部
に設けられたストッパー51とこれに隣接する金属接触
シール部52、及び金属接触シール部52に続くテーパ
雄ネジ53とを具備する鋼管50(ピン)と、これらに
それぞれ当接するように配置されたストッパー受け51
a(トルクショルダー)、金属接触シール受け部52
a、及びテーパ雌ネジ53aとを具備するカップリング
54とから構成されている。一般の油井管用の継手構造
の多くは、シール性と継手強度を維持する観点から金属
接触シール部52、金属接触シール受け部52aからな
る金属接触部の形状及びネジ形状等が必ずしも図5に示
すように単純なものばかりではないが、概ねテーパネジ
と金属接触部との2要素から構成されており、それぞれ
の位置関係は図5で代表される。これらの継手構造は一
般にAPI油井管規格毎に定められていて、深井戸化仕
様になる程、鋼管50の肉厚が厚くなるようになってい
る。そして、種々のサイズの鋼管を何層にも重ねて使用
する油井管用の鋼管(油井管本体、及びケーシング鋼管
を含む)においては、外側に使用する鋼管と、その内側
に使用する鋼管との間に適正なクリアランスが取れなく
なるため、外側の鋼管の外径及び内径を規格サイズより
若干大きくして、余裕をもたせた特別仕様のオーバサイ
ズド鋼管とすることがある。例えば、外径が9−5/
8″、11−3/4″、13−3/8″であるAPI油
井管規格に該当する規格鋼管に対して、外径がそれぞれ
9−7/8″、11−7/8″、13−1/2″となる
ようなオーバサイズド鋼管の接合を行う場合がある。
油井管規格(American Petroleum
Institute Standard 5B、以下A
PI油井管規格という)等の規格によって定められてお
り、バットレスネジ継手構造、丸山ネジ継手構造からネ
ジ螺合部の延長上に金属接触部を具備する特殊継手構造
に至るまでテーパネジが概ね採用されている。例えば、
前記特殊継手構造は図5に示すように、鋼管50の端部
に設けられたストッパー51とこれに隣接する金属接触
シール部52、及び金属接触シール部52に続くテーパ
雄ネジ53とを具備する鋼管50(ピン)と、これらに
それぞれ当接するように配置されたストッパー受け51
a(トルクショルダー)、金属接触シール受け部52
a、及びテーパ雌ネジ53aとを具備するカップリング
54とから構成されている。一般の油井管用の継手構造
の多くは、シール性と継手強度を維持する観点から金属
接触シール部52、金属接触シール受け部52aからな
る金属接触部の形状及びネジ形状等が必ずしも図5に示
すように単純なものばかりではないが、概ねテーパネジ
と金属接触部との2要素から構成されており、それぞれ
の位置関係は図5で代表される。これらの継手構造は一
般にAPI油井管規格毎に定められていて、深井戸化仕
様になる程、鋼管50の肉厚が厚くなるようになってい
る。そして、種々のサイズの鋼管を何層にも重ねて使用
する油井管用の鋼管(油井管本体、及びケーシング鋼管
を含む)においては、外側に使用する鋼管と、その内側
に使用する鋼管との間に適正なクリアランスが取れなく
なるため、外側の鋼管の外径及び内径を規格サイズより
若干大きくして、余裕をもたせた特別仕様のオーバサイ
ズド鋼管とすることがある。例えば、外径が9−5/
8″、11−3/4″、13−3/8″であるAPI油
井管規格に該当する規格鋼管に対して、外径がそれぞれ
9−7/8″、11−7/8″、13−1/2″となる
ようなオーバサイズド鋼管の接合を行う場合がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
規格外のオーバサイズド鋼管のネジ加工はAPI油井管
規格に従って一般的に行われているため、オーバサイズ
ド鋼管をカップリングを用いて連結させ油井管用テーパ
ネジ継手構造とする場合には、以下に示すような問題点
があった。オーバサイズド鋼管の外径が規格鋼管の外径
より大きいために加工により形成されるネジ部分が長く
なって、規格通りに形成されたカップリングとオーバサ
イズド鋼管とを結合させると、図6に示すようにカップ
リング54の端56からオーバサイズド鋼管55のネジ
部分がはみ出てしまう。そして、オーバサイズド鋼管5
5の露出したネジ部57の有効径が小さくなり、継手構
造の継手強度、及び外圧強度を低下させる要因となる。
なお、継手強度とは、継手構造を引っ張ったり、曲げた
りして破断するときの外力の大きさをいう。外圧強度
(圧潰強度)とは、継手構造の周囲から圧力を付加して
鋼管が圧潰されるときの圧力をいう。このような場合に
はカップリング54の外径を大きくして、カップリング
54のネジ部の長さを大きくすることにより対応するこ
とはできるが、加工に伴う負荷が大きくなり、加工及び
材料コストが増大するという問題があった。このため、
図7に示すようにオーバサイズド鋼管58の雄ネジ部5
9の終端に連接して急峻テーパ部60を形成させること
により過剰のネジ加工をしないようにする方法もある。
しかし、この場合にも急峻テーパ部60がカップリング
61からはみ出して形成されるため、ネジによって締結
される部分の継手効率を充分に発揮させることができな
いという問題点があった。また、このテーパ角度の変わ
るテーパ変更部62に応力が集中し易くなり、継手強度
の低下要因となる。さらに、オーバサイズド鋼管58の
露出したネジ部分にはネジ溝が形成されている分、オー
バサイズド鋼管58の有効径が減少して外圧強度を低下
させるという欠点があった。本発明はこのような事情に
鑑みてなされたもので、継手強度及び外圧強度を効果的
に高めることのできる油井管用テーパネジ継手構造を提
供することを目的とする。
規格外のオーバサイズド鋼管のネジ加工はAPI油井管
規格に従って一般的に行われているため、オーバサイズ
ド鋼管をカップリングを用いて連結させ油井管用テーパ
ネジ継手構造とする場合には、以下に示すような問題点
があった。オーバサイズド鋼管の外径が規格鋼管の外径
より大きいために加工により形成されるネジ部分が長く
なって、規格通りに形成されたカップリングとオーバサ
イズド鋼管とを結合させると、図6に示すようにカップ
リング54の端56からオーバサイズド鋼管55のネジ
部分がはみ出てしまう。そして、オーバサイズド鋼管5
5の露出したネジ部57の有効径が小さくなり、継手構
造の継手強度、及び外圧強度を低下させる要因となる。
なお、継手強度とは、継手構造を引っ張ったり、曲げた
りして破断するときの外力の大きさをいう。外圧強度
(圧潰強度)とは、継手構造の周囲から圧力を付加して
鋼管が圧潰されるときの圧力をいう。このような場合に
はカップリング54の外径を大きくして、カップリング
54のネジ部の長さを大きくすることにより対応するこ
とはできるが、加工に伴う負荷が大きくなり、加工及び
材料コストが増大するという問題があった。このため、
図7に示すようにオーバサイズド鋼管58の雄ネジ部5
9の終端に連接して急峻テーパ部60を形成させること
により過剰のネジ加工をしないようにする方法もある。
しかし、この場合にも急峻テーパ部60がカップリング
61からはみ出して形成されるため、ネジによって締結
される部分の継手効率を充分に発揮させることができな
いという問題点があった。また、このテーパ角度の変わ
るテーパ変更部62に応力が集中し易くなり、継手強度
の低下要因となる。さらに、オーバサイズド鋼管58の
露出したネジ部分にはネジ溝が形成されている分、オー
バサイズド鋼管58の有効径が減少して外圧強度を低下
させるという欠点があった。本発明はこのような事情に
鑑みてなされたもので、継手強度及び外圧強度を効果的
に高めることのできる油井管用テーパネジ継手構造を提
供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項1
記載の油井管用テーパネジ継手構造は、端部に雌ネジを
備えたカップリングと該雌ネジに螺合する雄ネジを備え
た鋼管とを有する油井管用テーパネジ継手構造であっ
て、前記雄ネジには、その先部に設けられた雄ネジ部と
該雄ネジ部よりテーパー角度の大きい急峻雄ネジ部とが
連接して設けられると共に、前記雌ネジには、前記雄ネ
ジ部及び前記急峻雄ネジ部にそれぞれ螺合する雌ネジ部
及び急峻雌ネジ部が設けられている。請求項2記載の油
井管用テーパネジ継手構造は、請求項1記載の油井管用
テーパネジ継手構造において、前記鋼管が油井管規格、
例えばAPI油井管規格に適合しないオーバサイズド鋼
管であって、前記雄ネジ部には、該オーバサイズド鋼管
のサイズを超えず、しかも該オーバサイズド鋼管に最も
近接する前記油井管規格の規格鋼管に対して適用される
規格雄ネジが形成され、前記雌ネジ部には、該規格雄ネ
ジに螺合する規格雌ネジが形成されている。請求項3記
載の油井管用テーパネジ継手構造は、請求項1又は2記
載の油井管用テーパネジ継手構造において、前記雄ネジ
及び前記雌ネジの形状がテーパの大きさ、ネジ山の形
状、ピッチ数により規定される。請求項4記載の油井管
用テーパネジ継手構造は、請求項1〜3のいずれか1項
に記載の油井管用テーパネジ継手構造において、前記雄
ネジの先端を延長した部分には金属接触シール部が設け
られ、前記カップリングと前記鋼管とを螺合させる際に
前記金属接触シール部に当接する該カップリングの内側
には金属接触シール受け部が設けられている。
記載の油井管用テーパネジ継手構造は、端部に雌ネジを
備えたカップリングと該雌ネジに螺合する雄ネジを備え
た鋼管とを有する油井管用テーパネジ継手構造であっ
て、前記雄ネジには、その先部に設けられた雄ネジ部と
該雄ネジ部よりテーパー角度の大きい急峻雄ネジ部とが
連接して設けられると共に、前記雌ネジには、前記雄ネ
ジ部及び前記急峻雄ネジ部にそれぞれ螺合する雌ネジ部
及び急峻雌ネジ部が設けられている。請求項2記載の油
井管用テーパネジ継手構造は、請求項1記載の油井管用
テーパネジ継手構造において、前記鋼管が油井管規格、
例えばAPI油井管規格に適合しないオーバサイズド鋼
管であって、前記雄ネジ部には、該オーバサイズド鋼管
のサイズを超えず、しかも該オーバサイズド鋼管に最も
近接する前記油井管規格の規格鋼管に対して適用される
規格雄ネジが形成され、前記雌ネジ部には、該規格雄ネ
ジに螺合する規格雌ネジが形成されている。請求項3記
載の油井管用テーパネジ継手構造は、請求項1又は2記
載の油井管用テーパネジ継手構造において、前記雄ネジ
及び前記雌ネジの形状がテーパの大きさ、ネジ山の形
状、ピッチ数により規定される。請求項4記載の油井管
用テーパネジ継手構造は、請求項1〜3のいずれか1項
に記載の油井管用テーパネジ継手構造において、前記雄
ネジの先端を延長した部分には金属接触シール部が設け
られ、前記カップリングと前記鋼管とを螺合させる際に
前記金属接触シール部に当接する該カップリングの内側
には金属接触シール受け部が設けられている。
【0005】鋼管には、石油、天然ガス等を採取するた
めのケーシング用鋼管、油井管本管が含まれる。カップ
リングとは、2本の鋼管同士を互いに接続するための接
続部材をいうが、一方の鋼管端部の内面に雌ネジを形成
し、この雌ネジの形成された鋼管の端部をカップリング
として使用する場合も含まれる。油井管用テーパネジ継
手構造におけるテーパネジとは、ネジ山等の直径が軸方
向に所定の比率で変化するようなネジ部分を有する雄ネ
ジ又は雌ネジのネジ部材をいう。油井管規格とは、例え
ばアメリカ油井管規格(API油井管規格)に示される
規格であって、油井管用のバットレスネジ継手、丸山ネ
ジ継手等に対して適用される。金属接触シール部及びこ
れに当接する金属接触シール受け部とは、鋼管の雄ネジ
をカップリングの雌ネジにねじこんだときに、鋼管の先
端部とカップリングの奥とが機械的に密着、接触して、
石油あるいは天然ガス等に対するシール部を互いに形成
させるためのそれぞれの部分をいう。
めのケーシング用鋼管、油井管本管が含まれる。カップ
リングとは、2本の鋼管同士を互いに接続するための接
続部材をいうが、一方の鋼管端部の内面に雌ネジを形成
し、この雌ネジの形成された鋼管の端部をカップリング
として使用する場合も含まれる。油井管用テーパネジ継
手構造におけるテーパネジとは、ネジ山等の直径が軸方
向に所定の比率で変化するようなネジ部分を有する雄ネ
ジ又は雌ネジのネジ部材をいう。油井管規格とは、例え
ばアメリカ油井管規格(API油井管規格)に示される
規格であって、油井管用のバットレスネジ継手、丸山ネ
ジ継手等に対して適用される。金属接触シール部及びこ
れに当接する金属接触シール受け部とは、鋼管の雄ネジ
をカップリングの雌ネジにねじこんだときに、鋼管の先
端部とカップリングの奥とが機械的に密着、接触して、
石油あるいは天然ガス等に対するシール部を互いに形成
させるためのそれぞれの部分をいう。
【0006】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに図1(a)、(b)は本発明
の一実施の形態に係る油井管用テーパネジ継手構造の側
断面図、一部分解断面図、図2はオーバサイズド鋼管に
規格鋼管と同じネジ加工を施した時の継手構造の説明
図、図3(a)、(b)はそれぞれテーパ変更部の位置
をチェックするためのプラグゲージ及びリングゲージの
使用例を示す図、図4は本発明の一実施例に係る油井管
用テーパネジ継手構造の説明図である。
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに図1(a)、(b)は本発明
の一実施の形態に係る油井管用テーパネジ継手構造の側
断面図、一部分解断面図、図2はオーバサイズド鋼管に
規格鋼管と同じネジ加工を施した時の継手構造の説明
図、図3(a)、(b)はそれぞれテーパ変更部の位置
をチェックするためのプラグゲージ及びリングゲージの
使用例を示す図、図4は本発明の一実施例に係る油井管
用テーパネジ継手構造の説明図である。
【0007】図1(a)に示すように油井管用テーパネ
ジ継手構造10は、鋼管の一例であるオーバサイズド鋼
管11、11aと、オーバサイズド鋼管11、11aを
接続するためのカップリング12とを有している。オー
バサイズド鋼管11、11aは、API油井管規格に適
合しない中間サイズの油井管であって、カップリング1
2に通常適用される規格鋼管より僅かに外径等の大きい
油井管である。図1(a)では、その内径Di 、外径D
o 、及びネジ構造がそれぞれ等しい2本のオーバサイズ
ド鋼管11、11aをカップリング12を介して接合す
る場合について示しているが、オーバサイズド鋼管1
1、11aのそれぞれの内径Di、外径Do 、又はネジ
構造を異ならせてもよい。以降においては、カップリン
グ12の一端部側に接続されるオーバサイズド鋼管11
と、カップリング12からなる継手構造について説明す
るが、必要に応じて他端側においてもテーパネジを用い
た嵌合を行わせることができるようになっている。図1
(b)に示すようにオーバサイズド鋼管11の端部には
テーパを有する雄ネジ13が形成され、該雄ネジ13は
その先部に設けられた雄ネジ部14と雄ネジ部14の部
分よりテーパ角度が大きく形成された急峻雄ネジ部15
とを有している。また、カップリング12には、端部に
雄ネジ部14及び急峻雄ネジ部15にそれぞれ螺合する
雌ネジ部16及び急峻雌ネジ部17を有する雌ネジ18
が形成されるようになっている。さらに、図2の詳細図
に示すように雄ネジ13の先端を延長した部分にカップ
リング12と鋼管11との気密性を高めるための金属接
触シール部19を配置し、カップリング12の対応位
置、即ち、雌ネジ部16の奥に金属接触シール部19に
当接する金属接触シール受け部20を設ける。これによ
って、油井管用テーパネジ継手構造10を実際に油井に
適用したときの気密性が確保されるので、油洩れ等に伴
う石油の損失及び操業トラブルを防止できる。
ジ継手構造10は、鋼管の一例であるオーバサイズド鋼
管11、11aと、オーバサイズド鋼管11、11aを
接続するためのカップリング12とを有している。オー
バサイズド鋼管11、11aは、API油井管規格に適
合しない中間サイズの油井管であって、カップリング1
2に通常適用される規格鋼管より僅かに外径等の大きい
油井管である。図1(a)では、その内径Di 、外径D
o 、及びネジ構造がそれぞれ等しい2本のオーバサイズ
ド鋼管11、11aをカップリング12を介して接合す
る場合について示しているが、オーバサイズド鋼管1
1、11aのそれぞれの内径Di、外径Do 、又はネジ
構造を異ならせてもよい。以降においては、カップリン
グ12の一端部側に接続されるオーバサイズド鋼管11
と、カップリング12からなる継手構造について説明す
るが、必要に応じて他端側においてもテーパネジを用い
た嵌合を行わせることができるようになっている。図1
(b)に示すようにオーバサイズド鋼管11の端部には
テーパを有する雄ネジ13が形成され、該雄ネジ13は
その先部に設けられた雄ネジ部14と雄ネジ部14の部
分よりテーパ角度が大きく形成された急峻雄ネジ部15
とを有している。また、カップリング12には、端部に
雄ネジ部14及び急峻雄ネジ部15にそれぞれ螺合する
雌ネジ部16及び急峻雌ネジ部17を有する雌ネジ18
が形成されるようになっている。さらに、図2の詳細図
に示すように雄ネジ13の先端を延長した部分にカップ
リング12と鋼管11との気密性を高めるための金属接
触シール部19を配置し、カップリング12の対応位
置、即ち、雌ネジ部16の奥に金属接触シール部19に
当接する金属接触シール受け部20を設ける。これによ
って、油井管用テーパネジ継手構造10を実際に油井に
適用したときの気密性が確保されるので、油洩れ等に伴
う石油の損失及び操業トラブルを防止できる。
【0008】図2の部分詳細図は、外径がDo である鋼
管、即ちAPI油井管規格に適合しない中間サイズの油
井管であって、通常使用される規格鋼管より僅かに外径
の大きいオーバサイズド鋼管11を用いる油井管用テー
パネジ継手構造10を示している。例えば、外径Do が
9−7/8″であるオーバサイズド鋼管11に対して、
オーバサイズド鋼管11自身の外径を超えず、最もこれ
に近接するサイズの規格鋼管の外径は9−5/8″であ
る。雄ネジ部14及び雌ネジ部16には、このような規
格鋼管に対して適用される規格雄ネジの一例であるバッ
トレス雄ネジ、及び規格雌ネジの一例であるバットレス
雌ネジを採用した。なお、前記規格雄ネジ、及びこれに
対応する規格雌ネジ等のネジ部の形状は、テーパの大き
さ、ネジ山の形状、ピッチ数により規定されるようにな
っていて、適用する油井管の特性に応じてそれぞれの条
件を選択できる。ここでは、バットレス雄ネジ及びバッ
トレス雌ネジのそれぞれのテーパを1/16としてネジ
切り加工を行うと共に、急峻雄ネジ部15及び急峻雌ネ
ジ部17のテーパをそれぞれ1/6として加工した例を
示している。このように1/16テーパから1/6テー
パへと2段階に変化するテーパネジを油井管用テーパネ
ジ継手構造10に形成させることによって、シール性
(気密性)を1/6テーパのネジ部分で主に確保し、1
/16テーパのネジ部分で必要な接合時の作業性、及び
継手強度を維持させると共に、全体の位置決め精度の向
上を図ることができる。なお、急峻雄ネジ部15及び急
峻雌ネジ部17のテーパは1/10〜1/6、好ましく
は1/9〜1/7の範囲としてネジ切り加工を行うこと
が望ましい。急峻雄ネジ部15、及び急峻雌ネジ部17
のテーパの上限を1/6としたのは、1/6のテーパが
油井管の厚肉ケーシングにおいてテーパの上限として一
般に採用されており、加工のし易さや、実用強度の面か
らみて適当と考えたからである。また、急峻雄ネジ部1
5、及び急峻雌ネジ部17のテーパが1/10より小さ
くなると、急峻雄ネジ部15、及び急峻雌ネジ部17に
おける気密性が損なわれると共に、ネジ切り加工の時間
が必要以上に長くなり、加工コストが大きくなるので好
ましくないことによる。
管、即ちAPI油井管規格に適合しない中間サイズの油
井管であって、通常使用される規格鋼管より僅かに外径
の大きいオーバサイズド鋼管11を用いる油井管用テー
パネジ継手構造10を示している。例えば、外径Do が
9−7/8″であるオーバサイズド鋼管11に対して、
オーバサイズド鋼管11自身の外径を超えず、最もこれ
に近接するサイズの規格鋼管の外径は9−5/8″であ
る。雄ネジ部14及び雌ネジ部16には、このような規
格鋼管に対して適用される規格雄ネジの一例であるバッ
トレス雄ネジ、及び規格雌ネジの一例であるバットレス
雌ネジを採用した。なお、前記規格雄ネジ、及びこれに
対応する規格雌ネジ等のネジ部の形状は、テーパの大き
さ、ネジ山の形状、ピッチ数により規定されるようにな
っていて、適用する油井管の特性に応じてそれぞれの条
件を選択できる。ここでは、バットレス雄ネジ及びバッ
トレス雌ネジのそれぞれのテーパを1/16としてネジ
切り加工を行うと共に、急峻雄ネジ部15及び急峻雌ネ
ジ部17のテーパをそれぞれ1/6として加工した例を
示している。このように1/16テーパから1/6テー
パへと2段階に変化するテーパネジを油井管用テーパネ
ジ継手構造10に形成させることによって、シール性
(気密性)を1/6テーパのネジ部分で主に確保し、1
/16テーパのネジ部分で必要な接合時の作業性、及び
継手強度を維持させると共に、全体の位置決め精度の向
上を図ることができる。なお、急峻雄ネジ部15及び急
峻雌ネジ部17のテーパは1/10〜1/6、好ましく
は1/9〜1/7の範囲としてネジ切り加工を行うこと
が望ましい。急峻雄ネジ部15、及び急峻雌ネジ部17
のテーパの上限を1/6としたのは、1/6のテーパが
油井管の厚肉ケーシングにおいてテーパの上限として一
般に採用されており、加工のし易さや、実用強度の面か
らみて適当と考えたからである。また、急峻雄ネジ部1
5、及び急峻雌ネジ部17のテーパが1/10より小さ
くなると、急峻雄ネジ部15、及び急峻雌ネジ部17に
おける気密性が損なわれると共に、ネジ切り加工の時間
が必要以上に長くなり、加工コストが大きくなるので好
ましくないことによる。
【0009】本実施の形態においては、カップリング1
2の長さを延長して、その内側にオーバサイズド鋼管1
1の急峻雄ネジ部15に対応する急峻雌ネジ部17のネ
ジ切り加工をコンピュータ制御されたNC旋盤等を用い
て行うようにしている。このネジ切り加工を行うときの
ポイントはテーパ変更部における雄ネジ部材と雌ネジ部
材との干渉である。即ち、オーバサイズド鋼管11とカ
ップリング12を螺合させたときに、軸長さ方向に同一
位置からテーパが変更されていると、テーパ角度の変わ
る領域(テーパ変更部)が1ピッチ程度できるために、
互いのネジ山とネジ底等とがせって干渉し、締結不良と
なる恐れがある。従って、これを回避するためには、オ
ーバサイズド鋼管11の雄ネジ部14の長さをカップリ
ング12の雌ネジ部16の長さより若干、例えば1ピッ
チ程度長く形成して、嵌合の際にオーバサイズド鋼管1
1とカップリング12の各テーパ変更位置が重なり合わ
ないように設計することが重要である。こうすれば全体
としてのネジの螺合代は若干小さくなるものの、干渉の
恐れは少なくなり、しかもネジ同士を確実に螺合させる
ことができるので、雄ネジ13の一部が露出した従来の
継手構造のものよりも継手強度を向上させることができ
る。また、雄ネジ加工によって有効径が小さくなってい
る急峻雄ネジ部15がカップリング12の急峻雌ネジ部
17により半径方向に拘束され保護されているので、外
圧強度についても強化される。さらに、干渉防止の安全
策を施すならば、カップリング12の急峻雌ネジ部17
の始端から3ピッチほどの部分をネジの所定プロフィー
ルより僅かに深くさらう方法もある。こうして、オーバ
サイズド鋼管11とカップリング12のテーパ変更部に
おけるネジ部材同士の干渉をより確実に回避できる。
2の長さを延長して、その内側にオーバサイズド鋼管1
1の急峻雄ネジ部15に対応する急峻雌ネジ部17のネ
ジ切り加工をコンピュータ制御されたNC旋盤等を用い
て行うようにしている。このネジ切り加工を行うときの
ポイントはテーパ変更部における雄ネジ部材と雌ネジ部
材との干渉である。即ち、オーバサイズド鋼管11とカ
ップリング12を螺合させたときに、軸長さ方向に同一
位置からテーパが変更されていると、テーパ角度の変わ
る領域(テーパ変更部)が1ピッチ程度できるために、
互いのネジ山とネジ底等とがせって干渉し、締結不良と
なる恐れがある。従って、これを回避するためには、オ
ーバサイズド鋼管11の雄ネジ部14の長さをカップリ
ング12の雌ネジ部16の長さより若干、例えば1ピッ
チ程度長く形成して、嵌合の際にオーバサイズド鋼管1
1とカップリング12の各テーパ変更位置が重なり合わ
ないように設計することが重要である。こうすれば全体
としてのネジの螺合代は若干小さくなるものの、干渉の
恐れは少なくなり、しかもネジ同士を確実に螺合させる
ことができるので、雄ネジ13の一部が露出した従来の
継手構造のものよりも継手強度を向上させることができ
る。また、雄ネジ加工によって有効径が小さくなってい
る急峻雄ネジ部15がカップリング12の急峻雌ネジ部
17により半径方向に拘束され保護されているので、外
圧強度についても強化される。さらに、干渉防止の安全
策を施すならば、カップリング12の急峻雌ネジ部17
の始端から3ピッチほどの部分をネジの所定プロフィー
ルより僅かに深くさらう方法もある。こうして、オーバ
サイズド鋼管11とカップリング12のテーパ変更部に
おけるネジ部材同士の干渉をより確実に回避できる。
【0010】以上、説明したようにオーバサイズド鋼管
11とカップリング12におけるそれぞれのテーパ変更
部の位置は互いのネジ山等を螺合させる際の干渉をさけ
るために互いに1ピッチ分ずらして設定しているが、余
裕をみて2ピッチ程度にしてもよい。なお、ネジ切り加
工後には、図3に示すようなリングゲージ21及びプラ
グゲージ22をそれぞれ用いてオーバサイズド鋼管11
及びカップリング12を予め検査しておくことができ
る。このようなリングゲージ21とプラグゲージ22を
用いた測定は、それぞれのテーパ変更部の位置が適切に
設定されているかどうかを確認するために行われる。さ
らに、実際に使用する油井管では、オーバサイズド鋼管
11のネジ切り上がり部に位置決め印を予め打刻してお
き、これによって確実な嵌合がなされているかどうかを
簡単に確認できるようになっている。
11とカップリング12におけるそれぞれのテーパ変更
部の位置は互いのネジ山等を螺合させる際の干渉をさけ
るために互いに1ピッチ分ずらして設定しているが、余
裕をみて2ピッチ程度にしてもよい。なお、ネジ切り加
工後には、図3に示すようなリングゲージ21及びプラ
グゲージ22をそれぞれ用いてオーバサイズド鋼管11
及びカップリング12を予め検査しておくことができ
る。このようなリングゲージ21とプラグゲージ22を
用いた測定は、それぞれのテーパ変更部の位置が適切に
設定されているかどうかを確認するために行われる。さ
らに、実際に使用する油井管では、オーバサイズド鋼管
11のネジ切り上がり部に位置決め印を予め打刻してお
き、これによって確実な嵌合がなされているかどうかを
簡単に確認できるようになっている。
【0011】本実施の形態に係る油井管用テーパネジ継
手構造10においては、図2に示すように、雄ネジ部1
4及び雌ネジ部16をAPI油井管規格に合致した規格
雄ネジ、規格雌ネジとするネジ加工を行うと共に、ネジ
部分を露出させないで、しかも、ネジ部分の加工長さを
低減することができるので、継手強度、及び外圧強度を
高められ、加工量の少ない継手構造とすることができ
る。さらに、オーバサイズド鋼管11とカップリング1
2との螺合に際しては、カップリング12のテーパ変更
部の位置が鋼管11のテーパ変更部の位置より奥に形成
されているため、両者のテーパ変更部におけるネジ部の
干渉が回避され、規格鋼管をカップリング12と接続す
る場合と強度的に差異のない状態で両者を締結すること
ができる。そして、API油井管規格のバットレスネジ
を用いた継手構造を適用する場合と同様の100%に近
い継手効率が得られ、継手構造における外圧強度の低下
要因も解消される。
手構造10においては、図2に示すように、雄ネジ部1
4及び雌ネジ部16をAPI油井管規格に合致した規格
雄ネジ、規格雌ネジとするネジ加工を行うと共に、ネジ
部分を露出させないで、しかも、ネジ部分の加工長さを
低減することができるので、継手強度、及び外圧強度を
高められ、加工量の少ない継手構造とすることができ
る。さらに、オーバサイズド鋼管11とカップリング1
2との螺合に際しては、カップリング12のテーパ変更
部の位置が鋼管11のテーパ変更部の位置より奥に形成
されているため、両者のテーパ変更部におけるネジ部の
干渉が回避され、規格鋼管をカップリング12と接続す
る場合と強度的に差異のない状態で両者を締結すること
ができる。そして、API油井管規格のバットレスネジ
を用いた継手構造を適用する場合と同様の100%に近
い継手効率が得られ、継手構造における外圧強度の低下
要因も解消される。
【0012】
【実施例】以下、本発明の油井管用テーパネジ継手構造
に係る実施例について具体的な数字をあげて説明する。
図4の説明図に示すように油井管用テーパネジ継手構造
10におけるカップリング12の外径は270mmであ
り、オーバサイズド鋼管11の外径、内径はそれぞれ2
50.83mm(9−7/8″)、219.08mmで
ある。そして、雌ネジ部16及び雄ネジ部14には、ネ
ジのピッチが5山/インチでネジ山の高さが1.58m
mであるネジ部を有して、直径の増分と軸方向の長さと
の比が1/16であるテーパが設けられており、雌ネジ
部16及び雄ネジ部14の軸方向の長さをそれぞれ13
8mm、143.08mmとしている。即ち、雌ネジ部
16及び雄ネジ部14の軸方向の長さに5.08mmの
差を設けて螺合時にカップリング12とオーバサイズド
鋼管11のネジ部が干渉しないようにしている。一方、
急峻雌ネジ部17及び急峻雄ネジ部15には、同様にピ
ッチが5山/インチ、ネジ山の高さが1.58mmのネ
ジ部を有する1/6のテーパがそれぞれ設けられ、その
軸方向の長さをそれぞれ34.9mm、29.8mmと
して設定している。このようにして、API油井管規格
の継手構造を適用する場合と同様に継手構造における継
手強度及び外圧強度を向上させることができる。
に係る実施例について具体的な数字をあげて説明する。
図4の説明図に示すように油井管用テーパネジ継手構造
10におけるカップリング12の外径は270mmであ
り、オーバサイズド鋼管11の外径、内径はそれぞれ2
50.83mm(9−7/8″)、219.08mmで
ある。そして、雌ネジ部16及び雄ネジ部14には、ネ
ジのピッチが5山/インチでネジ山の高さが1.58m
mであるネジ部を有して、直径の増分と軸方向の長さと
の比が1/16であるテーパが設けられており、雌ネジ
部16及び雄ネジ部14の軸方向の長さをそれぞれ13
8mm、143.08mmとしている。即ち、雌ネジ部
16及び雄ネジ部14の軸方向の長さに5.08mmの
差を設けて螺合時にカップリング12とオーバサイズド
鋼管11のネジ部が干渉しないようにしている。一方、
急峻雌ネジ部17及び急峻雄ネジ部15には、同様にピ
ッチが5山/インチ、ネジ山の高さが1.58mmのネ
ジ部を有する1/6のテーパがそれぞれ設けられ、その
軸方向の長さをそれぞれ34.9mm、29.8mmと
して設定している。このようにして、API油井管規格
の継手構造を適用する場合と同様に継手構造における継
手強度及び外圧強度を向上させることができる。
【0013】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではな
く、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用
範囲である。例えば、本実施例においては、API油井
管規格外のオーバサイズド鋼管11(外径9−7/
8″)を用いる場合について説明したが、このような特
定形状の鋼管のみに限定されることなく、一般のサイズ
の鋼管同士を接続するに際しても本発明の油井管用テー
パネジ継手構造を適用することも可能である。また、雄
ネジ部及び雌ネジ部等のネジ形成領域にバットレスネジ
(角ネジ)を適用しているが、この部分には、必要に応
じて三角ネジ、台形ネジ、丸ネジ、鋸歯ネジなどのネジ
形状を適用することもでき、さらには、テーパ角度が零
となる平行ネジを採用することも可能である。
本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではな
く、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用
範囲である。例えば、本実施例においては、API油井
管規格外のオーバサイズド鋼管11(外径9−7/
8″)を用いる場合について説明したが、このような特
定形状の鋼管のみに限定されることなく、一般のサイズ
の鋼管同士を接続するに際しても本発明の油井管用テー
パネジ継手構造を適用することも可能である。また、雄
ネジ部及び雌ネジ部等のネジ形成領域にバットレスネジ
(角ネジ)を適用しているが、この部分には、必要に応
じて三角ネジ、台形ネジ、丸ネジ、鋸歯ネジなどのネジ
形状を適用することもでき、さらには、テーパ角度が零
となる平行ネジを採用することも可能である。
【0014】
【発明の効果】請求項1〜4記載の油井管用テーパネジ
継手構造においては、雄ネジには、雄ネジ部が先部に設
けられ、雄ネジ部のテーパよりテーパー角度の大きい急
峻雄ネジ部が連接して設けられると共に、雌ネジには、
雄ネジ部及び急峻雄ネジ部にそれぞれ螺合する雌ネジ部
及び急峻雌ネジ部が連続して形成されているので、雄ネ
ジ部と雌ネジ部の螺合によって、嵌合時の作業性と、継
手構造における継手強度、外圧強度を確保すると共に、
急峻雄ネジ部と急峻雌ネジ部と螺合により接合部の気密
性を確実に発揮させることができる。特に、請求項2記
載の油井管用テーパネジ継手構造においては、雄ネジに
は、鋼管のサイズを超えず、しかも鋼管に最も近接する
API油井管規格の規格鋼管に対して適用される規格雄
ネジが先部に設けられ、雌ネジには、規格雄ネジに螺合
する規格雌ネジが形成されているので、ネジ切り加工を
容易且つ効率的に行うことができると共に、継手構造の
継手強度、外圧強度を確保できる。
継手構造においては、雄ネジには、雄ネジ部が先部に設
けられ、雄ネジ部のテーパよりテーパー角度の大きい急
峻雄ネジ部が連接して設けられると共に、雌ネジには、
雄ネジ部及び急峻雄ネジ部にそれぞれ螺合する雌ネジ部
及び急峻雌ネジ部が連続して形成されているので、雄ネ
ジ部と雌ネジ部の螺合によって、嵌合時の作業性と、継
手構造における継手強度、外圧強度を確保すると共に、
急峻雄ネジ部と急峻雌ネジ部と螺合により接合部の気密
性を確実に発揮させることができる。特に、請求項2記
載の油井管用テーパネジ継手構造においては、雄ネジに
は、鋼管のサイズを超えず、しかも鋼管に最も近接する
API油井管規格の規格鋼管に対して適用される規格雄
ネジが先部に設けられ、雌ネジには、規格雄ネジに螺合
する規格雌ネジが形成されているので、ネジ切り加工を
容易且つ効率的に行うことができると共に、継手構造の
継手強度、外圧強度を確保できる。
【0015】また、請求項3記載の油井管用テーパネジ
継手構造においては、雄ネジ及び雌ネジの形状がテーパ
の大きさ、ネジ山の形状、ピッチ数により規定されるの
で、必要とする継手強度、外圧強度、耐久性、気密性、
作業性、加工性等に応じて、ネジ特性を選択でき、油井
管用テーパネジ継手構造の加工を効率的に行える。請求
項4記載の油井管用テーパネジ継手構造においては、雄
ネジの先端を延長した部分には金属接触シール部が設け
られ、カップリングと鋼管とを螺合させた際に金属接触
シール部に当接するカップリングの内側には金属接触シ
ール受け部が設けられているので、油井管に必要な気密
性をさらに確実に保持させることができる。
継手構造においては、雄ネジ及び雌ネジの形状がテーパ
の大きさ、ネジ山の形状、ピッチ数により規定されるの
で、必要とする継手強度、外圧強度、耐久性、気密性、
作業性、加工性等に応じて、ネジ特性を選択でき、油井
管用テーパネジ継手構造の加工を効率的に行える。請求
項4記載の油井管用テーパネジ継手構造においては、雄
ネジの先端を延長した部分には金属接触シール部が設け
られ、カップリングと鋼管とを螺合させた際に金属接触
シール部に当接するカップリングの内側には金属接触シ
ール受け部が設けられているので、油井管に必要な気密
性をさらに確実に保持させることができる。
【図1】(a)、(b)は本発明の一実施の形態に係る
油井管用テーパネジ継手構造の側断面図、一部分解断面
図である。
油井管用テーパネジ継手構造の側断面図、一部分解断面
図である。
【図2】オーバサイズド鋼管に規格鋼管と同じネジ加工
を施した時の油井管用テーパネジ継手構造の一部断面図
である。
を施した時の油井管用テーパネジ継手構造の一部断面図
である。
【図3】(a)、(b)はそれぞれテーパ変更部の位置
をチェックするためのプラグゲージ及びリングゲージの
使用例を示す図である。
をチェックするためのプラグゲージ及びリングゲージの
使用例を示す図である。
【図4】本発明の一実施例に係る油井管用テーパネジ継
手構造の説明図である。
手構造の説明図である。
【図5】第1の従来例の油井管用テーパネジ継手構造の
説明図である。
説明図である。
【図6】第2の従来例の油井管用テーパネジ継手構造の
説明図である。
説明図である。
【図7】第3の従来例の油井管用テーパネジ継手構造の
説明図である。
説明図である。
10 油井管用テーパネジ継手構造 11 オーバサ
イズド鋼管(鋼管) 11a オーバサイズド鋼管(鋼管) 12 カップリ
ング 13 雄ネジ 14 雄ネジ部
(規格雄ネジ) 15 急峻雄ネジ部 16 雌ネジ部
(規格雌ネジ) 17 急峻雌ネジ部 18 雌ネジ 19 金属接触シール部 20 金属接触
シール受け部 21 リングゲージ 22 プラグゲ
ージ
イズド鋼管(鋼管) 11a オーバサイズド鋼管(鋼管) 12 カップリ
ング 13 雄ネジ 14 雄ネジ部
(規格雄ネジ) 15 急峻雄ネジ部 16 雌ネジ部
(規格雌ネジ) 17 急峻雌ネジ部 18 雌ネジ 19 金属接触シール部 20 金属接触
シール受け部 21 リングゲージ 22 プラグゲ
ージ
Claims (4)
- 【請求項1】 端部に雌ネジを備えたカップリングと該
雌ネジに螺合する雄ネジを備えた鋼管とを有する油井管
用テーパネジ継手構造であって、 前記雄ネジには、その先部に設けられた雄ネジ部と該雄
ネジ部よりテーパー角度の大きい急峻雄ネジ部とが連接
して設けられると共に、 前記雌ネジには、前記雄ネジ部及び前記急峻雄ネジ部に
それぞれ螺合する雌ネジ部及び急峻雌ネジ部が設けられ
ていることを特徴とする油井管用テーパネジ継手構造。 - 【請求項2】 前記鋼管が油井管規格に適合しないオー
バサイズド鋼管であって、前記雄ネジ部には、該オーバ
サイズド鋼管のサイズを超えず、しかも該オーバサイズ
ド鋼管に最も近接する前記油井管規格の規格鋼管に対し
て適用される規格雄ネジが形成され、前記雌ネジ部に
は、該規格雄ネジに螺合する規格雌ネジが形成されてい
ることを特徴とする請求項1記載の油井管用テーパネジ
継手構造。 - 【請求項3】 前記雄ネジ及び前記雌ネジの形状がテー
パの大きさ、ネジ山の形状、ピッチ数により規定される
ことを特徴とする請求項1又は2記載の油井管用テーパ
ネジ継手構造。 - 【請求項4】 前記雄ネジの先端を延長した部分には金
属接触シール部が設けられ、前記カップリングと前記鋼
管とを螺合させる際に前記金属接触シール部に当接する
該カップリングの内側には金属接触シール受け部が設け
られていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1
項に記載の油井管用テーパネジ継手構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9148598A JPH10318455A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 油井管用テーパネジ継手構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9148598A JPH10318455A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 油井管用テーパネジ継手構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10318455A true JPH10318455A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=15456350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9148598A Withdrawn JPH10318455A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 油井管用テーパネジ継手構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10318455A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102102492A (zh) * | 2011-01-19 | 2011-06-22 | 胜利油田孚瑞特石油装备有限责任公司 | 直连型隔热油管及其加工工艺 |
| JP2013543563A (ja) * | 2010-07-20 | 2013-12-05 | テナリス・コネクシヨンズ・リミテツド | 改善された密閉性、潤滑特性および耐腐食性を有する継手 |
| WO2018163829A1 (ja) * | 2017-03-08 | 2018-09-13 | 新日鐵住金株式会社 | 油井管用ねじ継手 |
| JP2019056285A (ja) * | 2017-09-22 | 2019-04-11 | 株式会社Tft | 地山埋設鋼管 |
| CN110005346A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-07-12 | 靖江特殊钢有限公司 | 一种金属环密封的石油套管接头 |
-
1997
- 1997-05-21 JP JP9148598A patent/JPH10318455A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013543563A (ja) * | 2010-07-20 | 2013-12-05 | テナリス・コネクシヨンズ・リミテツド | 改善された密閉性、潤滑特性および耐腐食性を有する継手 |
| CN102102492A (zh) * | 2011-01-19 | 2011-06-22 | 胜利油田孚瑞特石油装备有限责任公司 | 直连型隔热油管及其加工工艺 |
| WO2018163829A1 (ja) * | 2017-03-08 | 2018-09-13 | 新日鐵住金株式会社 | 油井管用ねじ継手 |
| EA036471B1 (ru) * | 2017-03-08 | 2020-11-13 | Ниппон Стил Корпорейшн | Резьбовое соединение для нефтяной скважины |
| JP2019056285A (ja) * | 2017-09-22 | 2019-04-11 | 株式会社Tft | 地山埋設鋼管 |
| CN110005346A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-07-12 | 靖江特殊钢有限公司 | 一种金属环密封的石油套管接头 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040803 |