JP2008057640A - Special screw fitting for oil well pipe, and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油井管用特殊ねじ継手およびその製造方法に関し、特に、切削加工ないしショットブラスト等表面処理のばらつきに起因するシール性のばらつきを小さくしかつシール性をさらに向上させた油井管用特殊ねじ継手およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a special threaded joint for oil well pipes and a method for manufacturing the same, and in particular, a special threaded joint for oil well pipes that reduces variation in sealing performance due to variations in surface treatment such as cutting or shot blasting and further improves sealing performance. And a manufacturing method thereof.
近年、開発の容易な油井、ガス井が減少するとともに、より高深度でかつ高温高圧の井戸が増加している。また、掘削技術の進歩に伴い、傾斜井戸、水平井戸など、より複雑な形状の井戸が増加している。これに伴い、油井管のねじ継手に対する要求、例えば、引張、圧縮、内外圧、曲げなどの複合荷重下における気密性などの要求もますます高度化している。(非特許文献1)
油井管用特殊ねじ継手は、図1に示すように、ねじ結合される雄側のピン1と雌側のボックス(またはカップリング)2とからなり、これらの双方が互いに対応する箇所に、ねじ締結部3と、ねじ締結部3の片側に連なる、メタル‐メタル接触によるシール部4、あるいはさらにこれに連なるショルダー部5とを有するねじ継手である。ねじ締結部3にはテーパねじが設けられている。なお、ピン側のねじ締結部のテーパねじをピンねじ、ボックス側のそれをボックスねじと呼ぶ。
In recent years, oil wells and gas wells that are easy to develop have decreased, and wells with higher depth and higher temperature and pressure have increased. In addition, with the progress of drilling technology, wells with more complicated shapes such as inclined wells and horizontal wells are increasing. Along with this, requirements for threaded joints of oil well pipes, such as airtightness under complex loads such as tension, compression, internal / external pressure, and bending, are becoming increasingly sophisticated. (Non-Patent Document 1)
As shown in Fig. 1, a special threaded joint for oil well pipes is composed of a
シール部は、一般に先端R0.8mm程度のポイントカットツールと呼ばれる菱形の工具で送り0.1mm/回転程度で切削加工され、加工後の表面粗さがRa≦1.6μmに仕上げられる。また、9%以上のCrを含有する合金鋼油井管については、継手締結時にゴーリングと呼ばれるかじりが発生しやすく、この防止のため、通常、ピン側表面にはガラス、アルミナ、セラミック、ステンレス等からなるショット粒を用いたブラスト処理が施され、また、ボックス側表面には銅めっき等のめっき処理が施される。なお、ブラスト後のピン表面粗さはRa1.0〜3.0μm程度まで上昇する。
上述の仕上げ切削加工ないし表面処理後の表面は、微小な凹みが一種の油溜りとなり、その潤滑作用によりゴーリングを防止すると考えられているが、一方、ガスシール試験においては、それらが連続してシール部に存在した場合、ガスのリークパスとなり、シール性低下の要因となる。
そこで、本発明は、仕上げ工程の切削加工ないしショットブラスト等表面処理のばらつきに起因するシール性のばらつきを小さくしかつシール性をさらに向上させた油井管用特殊ねじ継手およびその製造方法を提供することを目的とする。
The surface after the above-mentioned finishing cutting or surface treatment is considered to be a kind of oil sump that is a kind of oil sump and prevents go-ring by its lubricating action. If it exists in the seal portion, it becomes a gas leak path, which causes a decrease in sealing performance.
Accordingly, the present invention provides a special threaded joint for oil well pipes and a method for manufacturing the same, in which the variation in sealing performance due to the variation in surface treatment such as cutting or shot blasting in the finishing process is reduced and the sealing performance is further improved. With the goal.
油井管用特殊ねじ継手の製造工程の最終段階で、ピンねじとボックスねじを締結する作業において、通常はこの締結作業は1回のみ実施される。発明者は、これを2回以上実施することで、シール性のばらつきが小さくなり、かつシール性が向上することを見出した。すなわち、本発明は、以下のとおりである。
1. ピンとボックスとのねじ締結部とメタル‐メタル接触によるシール部とを有する油井管用特殊ねじ継手であって、ねじ締結部が1回以上の締付け‐締戻し後の最終締付けにより締結されたことを特徴とする油井管用特殊ねじ継手。
In the final stage of the manufacturing process of the special threaded joint for oil country tubular goods, in the work of fastening the pin screw and the box screw, this fastening work is usually performed only once. The inventor has found that by performing this twice or more, the variation in the sealing property is reduced and the sealing property is improved. That is, the present invention is as follows.
1. A special threaded joint for oil well pipes having a screw fastening part between a pin and a box and a seal part by metal-metal contact, wherein the screw fastening part is fastened by final tightening after one or more tightening-returning operations. Special threaded joint for oil well pipes.
2. ピンとボックスとのねじ締結部とメタル‐メタル接触によるシール部とを有する油井管用特殊ねじ継手の製造方法において、前記ねじ締結部を形成するにあたり、ピンねじとボックスねじを螺合して1回以上の締付け‐締戻しを行った後に最終締付けを行うことを特徴とする油井管用特殊ねじ継手の製造方法。 2. In the manufacturing method of a special threaded joint for oil well pipes having a screw fastening portion between a pin and a box and a seal portion by metal-metal contact, the pin screw and the box screw are screwed together at least once to form the screw fastening portion. A method for producing a special threaded joint for oil well pipes, characterized in that final tightening is performed after tightening and retightening.
本発明によれば、安定して優れたシール性を発揮する油井管用特殊ねじ継手が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a special threaded joint for oil country tubular goods that stably exhibits excellent sealing properties.
本発明では、最終締付けの前に、予備の締付け‐締戻しを少なくとも1回実施する。これにより、切削加工、ブラスト等で発生したピン側、ボックス側両面不均一に一種の馴染みが得られ、より安定した、かつ、より優れたシール性が得られる。この馴染みの現象は、大きく分けて2つの理由によって起こる。1つは、局所的な過度の表面粗さがなくなること、もう1つは、表面の微細な凹み部が潤滑剤その他で埋まることである。なお、潤滑剤としては、通常、Cu,Pb等を適量含有するグリース系コンパウンドが用いられる。 In the present invention, preliminary tightening-rewinding is performed at least once before final tightening. Thereby, a kind of familiarity is obtained in a non-uniform manner on both the pin side and the box side generated by cutting, blasting, etc., and a more stable and superior sealing property is obtained. This familiar phenomenon occurs mainly for two reasons. One is the elimination of excessive local surface roughness, and the other is that fine dents on the surface are filled with a lubricant or the like. As the lubricant, a grease compound containing an appropriate amount of Cu, Pb or the like is usually used.
なお、予備の締付け‐締戻しの回数は、好ましくは5回以下である。5回を超えると、かじりが生じやすくなって好ましくない。 Note that the number of preliminary tightening and retightening is preferably 5 or less. If it exceeds 5 times, galling is likely to occur, which is not preferable.
13%Cr鋼からなる外径5.5”、肉厚0.415”の110ksiグレード油井管用特殊ねじ継手において、実質シール干渉量を通常公差の最小値の70%とした限界調査サンプルについて、ガスシール試験を行なった。この試験に供した発明例のサンプルは、ピンねじとボックスねじとの螺合に3回の締付け(最大トルク24877N・m)‐締戻しを行った後最終締付けを行ったものであり、一方、比較例のサンプルは、1回だけの締付けを行ったものである。その結果、比較例では、図2に示す95%VME(フォンミーゼス[Von Mises]の相当応力)曲線上の点LP2(ISOのロードポイント‘2’)でリークが発生したのに対し、発明例では、リーク発生はなく合格した。 About a limit investigation sample of a special threaded joint for 110 ksi grade oil well pipes made of 13% Cr steel with an outer diameter of 5.5 "and a wall thickness of 0.415" where the actual seal interference amount is 70% of the minimum tolerance. A seal test was performed. The sample of the invention example used for this test was the final tightening after three times tightening (maximum torque 24877 N · m) -screw tightening between the pin screw and the box screw, The sample of the comparative example has been tightened only once. As a result, in the comparative example, a leak occurred at the point LP2 (ISO load point '2') on the 95% VME (Von Mises equivalent stress) curve shown in FIG. Then, there was no leak and passed.
1 ピン
2 ボックス(カップリング)
3 ねじ締結部
4 シール部
5 ショルダー部
1
3 Screw fastening
Claims (2)
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JP2006234773A JP2008057640A (en) | 2006-08-31 | 2006-08-31 | Special screw fitting for oil well pipe, and its manufacturing method |
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JP2006234773A Pending JP2008057640A (en) | 2006-08-31 | 2006-08-31 | Special screw fitting for oil well pipe, and its manufacturing method |
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2006
- 2006-08-31 JP JP2006234773A patent/JP2008057640A/en active Pending
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