JPS6069388A - 管継手 - 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】 （技術分野） 本発明は例えば油又はガスの探査及び生産において蒸気
、ガス又は油のような加圧流体を運ぶために使用する管
状部材、例えば管を連結する管継手に関するものである
。

（従来技術とその問題点） デユーピング及びケーシングに現在使用されている管継
手の主な型式のものはねじ山をそれぞれ端部に設けた内
周面を有するめす部材と、このめす部材の内周面に対応
する外周面を有しめす部材に螺着するねし山を設けた１
対のおす部材とから成る。内圧に対し管継手をシールす
るため、各おす部材の自由端の軸線方向に向いた端部を
、めす部材の内部に設けた対応する面に衝合させ、次に
それぞれのおす部材の端部をめす部材の面に押圧してい
る。この圧縮力はおす部材とめす部材とを互に堅くねじ
込むことによって得られ、ねじ山の頂面と谷の底面との
間を干渉させることによってこの圧縮力を通常維持する
。このようにして得られたシールの完全性は管継手に引
張力が加わることによって相当減少することがあり、ま
た例えば両部材の一方に横方向の打撃が加わることによ
って管継手のこれ等部材のねじ込みが不随意に緩むこと
によってシールの完全性が減少することがある。お寸部
材の圧縮される容積が大きい程、即ちこの圧縮作用を生
ずるおす部材とめす部材との相対回転角が大きい稈、こ
のシールする部分に貯わえられる歪エネルギーが一層大
きくなり、シールの完全性を減少させるねじのゆるみを
生ぜしめる接線方向の力、軸線方向の力又は衝撃力又は
反対方向のトルクに管継手が一層良く抵抗するようにな
る筈である。

しかるにかかる条件を満たす管継手は従来なく、シール
の完全性を減少させる外力が作用するとねじ込みが緩み
、シールの完全性が失なわれることが多かった。

（発明の構成） 本発明管継手はねじ山をそれぞれｐ；Ｍ部に設けた内周
面を有するめす部材と、このめす部材のそれぞれ一方の
前記内周面に対応する外周面及び前記めす部材の対応す
る前記ねじ山に螺合するねじ山をそれぞれ有する１対の
おす部材とを貝え、それぞれ前記おす部材の自由端にほ
ぼ軸線方向に向き合って互いに吻合する第１シール面と
、前記めす部材の前記ねじ山を形成した部分の中間部で
かつ前記内周面上の第２内側シール面に全長の少なくと
も一部がほぼ半径方向に接触する前記おす部材の前記外
周面上の第２外側シール面とを有する環状ノーズを設け
た＠継手において、前記めす部材と前記おす部材とを最
初に接触させた時、前記おす部材の前記第１シール而の
少なくとも一部の間に半径方向内方に徐々に広くなる間
隙が生じるように最初の形状を定めると共に、少なくと
も前記第１シール面の接触区域に前記第２内側シール面
と前記第２外側シール而との間に間隙が生じるように最
初の形状を定めて、前記めす部材と前記おづ部材とを完
全にかみ合わせた時に前記間隙が実質的に閉じることを
特徴とする。

おす部材の第１シール面をほぼ截頭円錐形又は球形にす
ることができる。

各Ｊ５す部材とめす部材との第２シール而間の間隙の半
径方向の幅をお１部材の自由端の方向に向うにつれて増
大させることができる。まためす部材に一般的には円筒
形シール面、或いは２個の截頭円錐形シール面又は球状
シール面を設け、各おす部材に一般的には截頭円錐形シ
ール面、或いは球状シール面又は円筒状シール面を設け
てこの間隙を生ぜしめてもよい。

上）ボの管継手をメークアップするには、まず１個のお
す部材をめす部材に完全にかみ合わせ、次に他のおす部
材をめす部材にはめて、両方のおす部材のノーズを互に
接触させる。次に付加的軸線方向の力を加え、おす部材
及びめす部材を完全にかみ合わせ、２個のおす部材を互
に圧縮し、ノーズを変形させる。この力によりめす部材
の対応する部分に張力が付加的に生ずる。各おす部材及
びめす部材に肩部を設けるのが有利であり、この肩部を
互に接触させ、最初にめす部材にかみ合わせたおす部材
の必要な軸線方向の移動限界でめす部材とお１部材の肩
部が接触する。各おす部材の外周面のねじの端部および
ノーズ底部の間およびそれに対応してめす部材に環状の
半径方向の肩部を設けるのが有利である。おす部材とめ
す部材とのねじ山を任意適当な形状にすることができる
が、例えば英国特許出願第８３２３３４８号、第８３２
３３４９Ｍ及び第８３２３８５８号に開示したように各
おす部材の圧縮される有効長さを増大するねじ山にする
のが右利である。

（実施例） 第１及び２図に示す管継手はめす部材１と、これに掛合
し得る１対のおす部材２ａ、２ｂとを具える。めす部材
１はスリーブ状で、このスリーブの１′分づつにわたる
内周面３を設け、それぞれの内周面にねじ山４を形成す
る。図面に示すように、各内周面３を＋Ｔｌｉ頭円♀１
１形にし、その頂点をスリーブの内方に突出する。しか
し、各内周面３を円筒形にしてもよい。めす部材のそれ
ぞれの内周面３に対応する外周面５を各あす部材２に設
け、めす部材のねじ山にかみ合わせることができるねじ
山６を各おづ部材２ａ、２ｂに設ける。

各おす部材２の自由端に軸線方向に突出する環状ノーズ
７を設け、軸線方向に而する第７シール面つと、ねじの
ない外周面の第２シール面８とをこの環状ノーズ７に設
ける。これに対応してめす部材１の内周面３の間にねじ
のない内周面の第２シール面１０を設ける。

図面に対すように、めす部材の第２シール而１０を円筒
形にし、おす部材の第２シール面８を截頭円錐形にし、
その円錐の頂点をそれぞれのおす部材の外方に、即ちお
す部材が互に接触する方向に向けさせる。おす部材の第
１シ、−ル面９も截頭円８１１形であるが、その頂点は
それぞれのおす部材の内方に向ける。

おす部材２のめす部材１内への軸線方向の移動を限定す
るため、肩部１１．１２をめす部材及びおす部材にそれ
ぞれ設ける。これ等肩部をめす部材の第２シール面１０
の両端及び各おす部材の環状ノーズ７の底部に設けるの
が有利である。めす部材のねじ山４の最後の巻回が没す
る環状面をめす部材の第２シール面１０の両端に形成す
ることによって肩部１１を設けることが好都合である。

図面に示すように面１０は各おす部材のねじ山６の最終
山を切断した環状面とする。おす部材の第２シール百８
の最大直径がねじ山６の最小直径よりかなり小さくなる
ようにするのが有利であり、これによりおで部材をめり
部材にかみ合わせる間、ノーズ７がめず部材のねし山に
干渉しないようにする。

上）小の管継手をメークアップするため、一方のおづ部
材、例えばおす部材２ａをまずめす部材に最大限までか
み合わせる。この最大限のかみ合わせ状態では肩部１１
．１２が衝合している。次に所定レベルまでトルクを加
える。次に他方のおす部材、例えばおづ部材２ｂをめす
部材の細端にかみ合わせ、第３図に示すように、おす部
材２ｂのノーズ７がおす部材２ａのノーズ７に接触する
まで、このかみ合わせを継続する。このように接触した
時点ては、ノーズ７の第１シール而９の半径方向外端縁
１３に治って線接触しているのみであり、第１シール而
９の外端縁を除く部分と他方の第１シール而９の外端縁
を除く部分との間に間隙１４があり、この間隙１４は半
径方向内方に徐々に広くなっている。更に、第２シール
面８と１０との間にもノーズの底部から外端縁１３に向
は徐々に広くなる間隙１５が存在するよう第２シール面
８．１０の直径を定める。図面に示すように、この間隙
１５を第２シール面８，１０の重複する全長にわたって
延在させてもよく、或いは第２シール而１０と肩部１１
との境界で、又はこの境界に隣接して、第２シール面８
．１０を接触させてもよい。

次に一層高いトルクを加えることによっておす部材２ｂ
をめす部材１内に更にねじ込み、一層高い軸線方向の力
を加えて、ノーズ７を圧縮し変形し、シール面ｇ、Ｂ’
、ｉｏをシールした状態に接触させる。この期間中、ノ
ーズは圧縮され、実際上、ノーズはその底部の周りに回
動し、第３図に符号１３で示した外端縁は半径方向外方
にひろがり、外端縁は第２シール面１０に合致し、第２
シール面８゜１０の少なくとも一部が第１シール而９の
区域で互に接触し、遂に第１シール而９が第４図に示す
ようにほぼ完全に亙に衝合する。この時点で、お１部材
２　ｂの肩部１２はめす部材の肩部１１から僅かに離間
していてもよい。おす部材２ａの肩部１２についても同
様である。

ねじ山４，６によって保持し得る負荷に応じて、必要な
エネルギーを貯えられるよう必要な変形量を確実に４５
Ｉるようにするため、第１シール面９の円ｇｉｔ形の角
度を選択する。ノーズ７が十分に変形して第１シール面
が互に接触し、第２シール面８゜１０の少なくとも一部
の間が二次的にシールされるよう十分な間隙１５が確実
に得られるようにするための第１シール而９の角度に応
じて、第２シール而８の角度を選択する。

上）ホの実施例の変形では、第３図に点線Ｂａ。

９ａで示ずようにシール面８，９を截頭円錐形にせず球
形にしてもよく、比較的小さな曲率半径を右づる部分９
ｈにつないでもよい。ノーズ７の間の線接触の線（１３
９）は外端縁１３の半径方向内方にある。しかし軸線方
向の圧縮力を受けてノーズが周りに回動する軸線の半径
方向外方にこの線接触の線が位置するようにし、確実に
ノーズが外方に回動して、第４図に示すようにシール面
８ａ。

９ａ、１０がシール状態に接触するよう構成する。

第１シール而９を互に接触させ、めす部材を対応して伸
長さけるためノーズ及びおす部材のノーズに隣接する部
分の変形と圧縮とによってノーズ７内、おす部材２の隣
接部内及びめす部材の対応する部分内に相当な量のエネ
ルギーが貯わえられ、シールの完全性を減少させる軸線
方向の力に一層よくこの管継手が抵抗し得るようにする
ことができることが明らかである。更に、第３図に示す
段階から第４図に示す段階までの間にノーズ７を変形し
、圧縮し、めで”部材を伸長させる際、従来の技術にお
りるよりも相当に大きな角度にめす部材１とおす部材２
とを回転させるので、おす部材２ａ、２ｂを軸線方向に
離間しようとする軸線方向のノコ又は回転力によって第
１シール面９間のシールの完全性が大きく減少する危険
を減らすことができる。更に、お首部材２ａ、２ｂ自身
がシール状態に接触するから、貯えられたエネルギーは
実際上、全部で２倍になる。これはおす部材２ａ。

２ｂ及びめす部材１を考えると、両方のノーズ７及びめ
す部材のこれに対応する長さの部分に貯えられたエネル
ギーを利用できるからである。

第２シール面８．ＩＱ（又は８ａ　、　１０）間の間隙
１５を他の方法で得られるようにしてもよい。例えば第
５及び６図に示すように、第２シール面８を円筒形にし
、第２シール面１０をおす部材２ａ。

２１）に対応する２個の截頭円１１１面部１０ａ　、　
１０ｂから成る截頭円錐形にし、截頭円錐面部１０ａ　
、　１０ｂの円錐の頂点を対応するおす部材２ａ、２ｂ
の内方に指向させることができる。この変形した第２シ
ール面１０を球形にし、このシール面１０の中心に対し
対称にしてもよい。代案として、両方の第２シール而８
，１０を仔かな円錐形、即ち円筒形に近い円ＩＩＩ形に
してもよいし、球形にしてもよい。

めづ部′４Δ及びおす部材のねじ山４．６を適当な形状
及び形式にすることができる。例えばねＵ山４．６を全
体にわたり第７図に示す形状にすることができる。（（
案として、ノーズ７から遠方の端部に隣接するねじｌ１
１６をねじ山の巻回の半径方向の寸法が徐々に減少する
バニッシング形ねじ山にしてもよい。めづ部イ２１とお
す部材２とを完全に互に川・合した時、ねじ山４．６の
１方のねし山の頂点と、他方のねじ山の隣接づる巻回間
の間隙の底面即ち谷の底面との間に、僅かな間隙がある
か、接触するか、或いは干渉を生ずるようにし、他方の
ねじ山の頂面と、１個のねじ山の隣接する巻回間の間隙
の底面即ち谷の底面との間に僅かな間隙があるようねじ
山４，６の寸法を定めてもよい。

図面に示すように、ねじ山４の頂面２０と、ねじ山６間
の間隙の底面即ち谷の底面２１との間を干渉させ、ねじ
山６，４の対応する頂面２２と底面２３との間に僅かな
間隙が生ずるようにする。ねじ山のリーディングフラン
クを平径平面に対し僅かに、例えば３°（頃斜させ、ね
じ山のトレーリングフランク２６．２７を一層傾斜させ
る。例えばＡＰＩ標準バットレスねじの基準によってね
じ山の幅と高さの比を有するようこれ等ねじ山を造るこ
とができ、上述したように英国特許出願第８３２３３４
８号、第８３２３３４９号及び第８３２３８５８号のい
ずれかに記載したように変更してもよい。

上述したようにねじ山４．６を−重ねしにしてもよく、
多重ねしにしてもよい。

本発明管継手ではおす部材２を管の部分に一体に造って
もよく、別個に造って、例えば溶接その他の方法で管の
部分に固着してもよい。特に油及びガスの探査及び生産
に使用するためには、めす部材及びおず部（Ａを金属、
例えば鋼で造る。めす部材をあす部材と同一品質の鋼で
造ってもよいが、めづ部材、従って管継手全体の寸法を
最小にするためめす部材の品質をおす部材の品質より高
くしてもよい。本発明管継手はおす部材とめす部材とが
異なる材料から成ることによって生ずる腐食の問題を４
トしない利点があること明らかである。これはおす部材
に連結された管によって運ばれる流体はめす部材に接触
しないからである。

【図面の簡単な説明】

第１図はＨに完全にかみ合わせためす部材とおづ部４オ
とを示す本発明管継手の実施例の断面図、第２図はかみ
合わせ前の第１図の管継手の両部材の一部の縦断面図、 第３及び／Ｉ図はそれぞれ第１図の管継手をかみ合わせ
ている間及び完全にかみ合わせた状態を示す拡大断面図
、 第５及び６図はそれぞれ本発明管継手の他の実施例をか
み合わせている間及び完全にかみ合わせた状態に示す拡
大断面図、 第７図は第１図に示す本発明管継手に使用するねじ山の
形状を示す縦断面図である。 １・・・めす部材　２．２ａ、　２ｂ・・・おす部材３
・・・内周面　４・・・ねじ山 ５・・・外周面　６・・・ねじ山 ７・・・環状ノーズ　８・・・第２シール面９・・・第
１シール而　１０・・・第２シール面１１、１２・・・
肩部　１３・・・外端縁１４、１５・・・間隙　２０．
２２・・・ねじ山の頂面２１、２３・・・ねじ山の底面
即ち谷の底面２６、２７・・・フランク。 第１頁の続き ０発　明　者　ショーフリー、ケー　イギリブ、デアー
デン ０発　明　者　ニドワード、ジエフリ　イギリー、スペ
ア−ケンプ ０発　明　者　ドナルド、ノーマン、　イギリジョンズ
　ド　オ コテ ス国ベッドフォード　ベバリークレセント　１２ス国エ
ムケイ４２８ニスエツチ　ベッドフォートトン　サパナ
ークローズ５ ス国スコツトランド　アバーディーン　ウッドランプ　
デュリス　ウッドランド　パーク　ハントリ一ジ（番地
なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ねじ山（４）をそれぞれ端部に設けた内周面（３）
   を有するめす部材（１）と、このめす部材〈１）のそれ
   ぞれ一方の前記内周面（３）に対応する外周面（５）及
   び前記めげ部材〈１）の対応する前記ねじ山（４）に螺
   合するねじ山（６）をそれぞれ有する１対のおす部材（
   ５）とを具え、それぞれ前記おす部ｔｒＡ　（２）の自
   由端にほぼ軸線方向に向き合って互いに１千ｉ合する第
   １シール面（９）と、前記めす部材（１）の前記ねじ山
   を形成した部分の中間部でかつ前記内周面上の第２内側
   シール而（１０）に全長の少なくとも一部がほぼ半径方
   向に接触する前記おす部材（２）の前記外周面上の第２
   外側シール面（８）とを有する環状ノーズ（７）を設け
   た管継手において、 前記めす部材（１）と前記おす部材（２）どを最初に接
   触させた時、前記おす部材（２）の前記第１シール而（
   ９）の少なくとも一部の間に半径方向内方に徐々に広く
   なる間隙（１４）が生じるように最初の形状を定めると
   共に、少なくとも前記第１シール面（９）の接触区域に
   前記第２内側シール面（１０）と前記第２外側シール面
   （８）との間に間隙（１５〉が生じるように最初の形状
   を定めて、前記めす部材（１）と前記おす部材（２）と
   を完全にかみ合わせた時に前記間隙（１４）および（１
   ５）が実質的に閉じることを特徴とする管継手。 ２、前記おす部材（２）の前記第１シール面（９）をほ
   ぼ截頭円錐形にし、その円錐の頂点をそれぞれの前記お
   す部材の内方に指向させた特許請求の範囲第１項に記載
   の管継手。 ３、前記おす部材（２）の第１シール面（９）をほぼ球
   状にした特許請求の範囲第１項に記載の管継手。 ４、前記めす部材（１）の第２内側シール而（１０）を
   ほぼ円筒形にした特許請求の範囲第１〜３項のいずれか
   １項に記載の管継手。 ５、前記めす部材（１）の第２内側シール而（１０）を
   ほぼ球形にした特許請求の範囲第１〜３項のいずれか１
   項に記載の管継手。 ６、円錐の頂点が互に離間する方向に指向する２個のほ
   ぼ截頭円錐形部分で前記めす部材（１）の前記第２内側
   シール面（１０）を構成した特許請求の範囲第１〜３項
   のいずれが１項に記載の管継手。 ７、円１１１の頂点がそれぞれの前記おす部材の外方に
   指向するほぼ截頭円錐形に前記おす部材（２）の前記第
   ２外側シール面（８）を構成した特許請求の範囲第１〜
   ６項のいずれが１項に記載の管継手。 ８、それぞれの前記おす部材のそれぞれの第２外側シー
   ル面（８）と前記めす部材の前記第２内側シール面（１
   ０）との間の前記間隙（１５）が前記おす部材の自由端
   の方向に徐々に広くなるよう前記おす部材（２）の前記
   第２外側シール面（８）を球状にした特許請求の範囲第
   １〜６項のいずれか１項に記載の管継手。 ９、前記おす部材の前記第２外側シール面（８）を円筒
   形にした特許請求の範囲第５項又は６項に記載の管継手
   。 １０、前記ａ５す部材（２）が軸線方向に動くのを限定
   する肩部（１１）を前記めす部材（１）の内側に設け、
   それぞれの前記おす部材（２）に対応する肩部（１２）
   を設けた特許請求の範囲第１〜９項のいずれか１項に記
   載の管継手。 １１、前記めす部材（１）の前記肩部（１１）を前記第
   ２内側シール面（１０）と前記内周面（３）との間に設
   けた特許請求の範囲第１０項に記載の管継手。