JP2021063525A - 管同士を接続するための治具及び管接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】管本体の外周面に付着した水滴がねじ継手に流れ落ちることを抑制できる管同士を接続するための治具及び管接続方法を提供する。【解決手段】治具１は、ねじ継手３の間に位置する管本体２の外周面２ａに装着された状態で外周面２ａをねじ継手３に向けて流れ落ちる水滴Ｗを外周面２ａから排出する。管接続方法は、突合せステップと、噛合せステップと、締付けステップと、突合せステップの前に上側の管４の管本体２の外周面２ａに治具１を装着するとともに噛合せステップより後に外周面２ａから治具１を分離する治具着脱ステップとを有し、治具１が、外周面２ａに装着された状態で外周面２ａをねじ継手３に向けて流れ落ちる水滴Ｗを外周面２ａから排出する。【選択図】図１

Description

本発明は、両端部にねじ継手が設けられた管同士を接続するための治具及び管接続方法に関し、詳しくは、油井またはガス井などの探査または生産などに用いられるチュービングまたはケーシングなどの油井管（ＯＣＴＧ：Ｏｉｌ Ｃｏｕｎｔｒｙ Ｔｕｂｕｌａｒ Ｇｏｏｄｓ）に好適な治具及び管接続方法に関する。

両端部にねじ継手が設けられた油井管同士を接続するための要領は、一般的に、ねじ継手を突合せる突合せステップと、突合せステップの後にねじ継手を噛合せる噛合せステップと、噛合せステップの後にねじ継手を締付ける締付けステップとを含んでいる。ここで、突合せステップは通常、ボックス型ねじ継手に対してピン型ねじ継手を上側から突合せることで行われる。また、噛合せステップは通常、上側の管にチェーンレンチ等を装着して人力で回転することで行われる。また、締付けステップは通常、締付け機によって規定の位置またはトルクが達成されるまでねじ継手を締付けることで行われる。接続が完了すると、接続済みの管が管１本分降下され、次の管が上側から接続される。

雨天時など、ねじ継手の間に位置する管本体の外周面に水滴が付着している場合に、その水滴がねじ継手に向けて流れ落ち、ねじ継手に付着した状態で締付けステップが行われることがある。しかし、水滴がねじ継手に付着した状態で締付けステップが行われると、例えば、水滴の非付着時よりも摩擦係数が低下し、締付け機によって規定のトルクが達成されるまで締付けを行う場合に塑性変形を伴う締付け不良が生じる等の問題を生じてしまう虞がある。したがって、安定した締付け状態を確保するためには、管本体の外周面に付着した水滴がねじ継手に流れ落ちることを抑制することが望まれる。

本発明は、上記課題に鑑み、管本体の外周面に付着した水滴がねじ継手に流れ落ちることを抑制できる管同士を接続するための治具及び管接続方法を提供することを目的とする。

本発明の要旨は、以下の通りである。

１．両端部にねじ継手が設けられた管同士を接続するための治具であって、
ねじ継手の間に位置する管本体の外周面に装着された状態で前記外周面を前記ねじ継手に向けて流れ落ちる水滴を前記外周面から排出する治具。

２．前記水滴を受ける貯留部と、前記貯留部に貯留された水を排出する排水部とを有する、前記１．に記載の治具。

３．前記排水部が、前記管本体の前記外周面の径方向に延びるとともに可撓性を有する排水管で形成されている、前記２．に記載の治具。

４．前記管本体の前記外周面に分離可能に装着されるとともに前記外周面を囲繞する本体部と、前記本体部から前記外周面の径方向外側に突出するハンドルとを有する、前記１．〜３．のいずれかに記載の治具。

５．前記ハンドルが前記本体部に分離可能に装着される、前記４．に記載の治具。

６．長さの異なる棒状の複数の前記ハンドルを有する、前記５．に記載の治具。

７．前記本体部が、前記管本体の前記外周面が通過可能な開放部を形成する開状態と前記管本体の前記外周面を囲繞する閉状態との間で変形可能な外周壁と、前記外周壁を貫通するねじ孔にねじ突起がねじ込まれることで前記ねじ突起によって前記管本体の前記外周面に押付られる内周壁とを有する、前記４．〜６．のいずれかに記載の治具。

８．前記ハンドルが前記ねじ突起を有する、前記７．に記載の治具。

９．前記本体部が、前記ねじ突起が前記ねじ孔にねじ込まれることで前記ねじ突起によって前記内周壁の外周面に押付られる中間周壁を有し、
前記中間周壁が金属製である一方、前記内周壁が弾性材料で形成されている、前記７．または８．に記載の治具。

１０．前記管が油井管である、前記１．〜９．のいずれかに記載の治具。

１１．両端部にねじ継手が設けられた管同士を接続するための管接続方法であって、
ねじ継手を突合せる突合せステップと、
突合せステップの後に前記ねじ継手を噛合せる噛合せステップと、
噛合せステップの後に前記ねじ継手を締付ける締付けステップと、
前記突合せステップの前に上側の管のねじ継手の間に位置する管本体の外周面に治具を装着するとともに前記噛合せステップより後に前記外周面から前記治具を分離する治具着脱ステップとを有し、
前記治具が、前記外周面に装着された状態で前記外周面を前記ねじ継手に向けて流れ落ちる水滴を前記外周面から排出する、管接続方法。

本発明によれば、管本体の外周面に付着した水滴がねじ継手に流れ落ちることを抑制できる管同士を接続するための治具及び管接続方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る治具を装着状態で示す側面図である。 図１に示す治具を閉状態で示す上面図である。 図１に示す治具を開状態で示す上面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。 図５に示す治具においてより長いハンドルを装着したときの状態を示す断面図である。 図５に示す治具の変形例を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る治具及び管接続方法について例示説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る治具１は、両端部にねじ継手３が設けられた管４同士を接続するための治具である。管４はねじ継手３の間に位置する管本体２を有している。管４は油井管であるが、これに限らない。また、管４は鋼鉄製であるが、これに限らない。図１は、ねじ継手３を突合せる突合せステップが行われる前の状態を示している。この状態では、降下された接続済みの管４の上側に、次に接続される管４が例えばクレーンで吊下げられて、略同心に配置されている。突合せステップでは、下側の管４のボックス型ねじ継手３ａに対し、上側の管４のピン型ねじ継手３ｂが上側から突合される。ボックス型ねじ継手３ａはインテグラルジョイント方式で構成されてもよいし、カップリング方式で構成されてもよい。なお、突合せステップはこれに限らず、ボックス型ねじ継手３ａとピン型ねじ継手３ｂとの配置が上下逆さまであってもよい。

治具１は、上側の管４の管本体２の外周面２ａに装着されている。ここで、治具１は、管本体２の外周面２ａに装着された状態で外周面２ａをねじ継手３に向けて流れ落ちる水滴Ｗを外周面２ａから排出するように構成されている。したがって、雨天時などにおいて、図１に太線矢印で示すように上側の管４の管本体２の外周面２ａを水滴Ｗがねじ継手３に向けて流れ落ちる場合でも、図１に白抜き矢印で示すようにその水滴Ｗを外周面２ａから排出することができる。これにより、管本体２の外周面２ａに付着した水滴Ｗがねじ継手３に流れ落ちることを抑制できる。

また、治具１は、管本体２の外周面２ａに着脱可能に構成されている。つまり、治具１は、管本体２の外周面２ａに分離可能に装着される。したがって、例えば、治具１による管本体２の外周面２ａからの水滴Ｗの排出が完了してから治具１を外周面２ａから分離することにより、治具１を次の管４の接続に再使用することができる。なお、治具１はこのような構成に限らず、管本体２の外周面２ａに分離不能に構成されてもよい。

治具１の具体的な構成は以下のとおりである。治具１は、水滴Ｗを受ける貯留部５と、貯留部５に貯留された水Ｗａを排出する排水部としての排水管６とを有している。貯留部５は管本体２の外周面２ａとの間に水Ｗａを貯留可能な凹部７で構成されている。治具１は管本体２の外周面２ａを囲繞する本体部８を有しており、この本体部８に凹部７が設けられている。凹部７は管本体２の中心軸線Ｘ１の周方向に亘って設けられているが、これに限らない。凹部７の下端部は中心軸線Ｘ１を中心とする環状をなす例えばゴム製のシール材９の上面によって構成されているが、これに限らない。凹部７の下端部には、排水管６の一端部が連結している。排水管６は管本体２の外周面２ａの径方向に沿って延びているが、これに限らず、管本体２の外周面２ａの径方向に延びていればよい。

このような構成により、管本体２の外周面２ａを流れ落ちた水滴Ｗは凹部７、すなわち貯留部５で堰き止められて貯留され、排水管６を通り、管本体２の外周面２ａから所定距離離れた排水管６の他端部から排出される。したがって、管本体２の外周面２ａを流れ落ちた水滴Ｗがその下方のねじ継手３に付着したり、下側の管４のねじ継手３に付着したりすることを抑制できる。

また、排水管６は可撓性を有している。したがって、排水管６が作業者に接触した場合でも容易に撓めるので作業者の安全性を高めることができる。なお、排水管６は例えばゴム、エラストマー等の弾性材料で形成されているが、これに限らない。なお、排水管６の数、長さ、太さ等は、適宜変更可能である。

なお、治具１は、貯留部５に貯留された水Ｗａを排水する排水部として、排水管６以外の排水構造を有してもよい。このような排水構造としては、例えば樋部材や、或いは本体部８を貫通して凹部７に連なる貫通孔などが挙げられる。また、貯留部５を設けずに、管本体２の外周面２ａを流れ落ちた水滴Ｗを直接、適宜の排水経路を通じて外周面２ａから排出するように構成してもよい。

図２〜図３に示すように、本体部８は、管本体２の外周面２ａが通過可能な開放部１０を形成する開状態（つまり、図３に示す状態）と管本体２の外周面２ａを囲繞する閉状態（つまり、図２に示す状態）との間で変形可能に構成されている。より具体的に、本体部８は、ヒンジ１１を介して回動可能に連結された半筒状の２つの部分本体部８ａからなっている。したがって、本体部８は、閉状態において管本体２の外周面２ａと同心の筒状をなすように構成されている。なお、本体部８の構成はこれに限らず、例えば、互いに着脱可能な２つの半筒状の部分からなる構成としてもよいし、閉状態において管本体２の外周面２ａと偏心した筒状をなすように構成されてもよい。なお、本体部８におけるヒンジ１１の反対側部分には、閉状態を維持するための適宜設計できるロック構造１２が設けられている。

本体部８の構成に合せて、シール材９も、半環状の２つの部分シール材９ａからなっている。各々の部分シール材９ａは１つずつ部分本体部８ａに固着されている。なお、シール材９の構成は、本体部８の構成に合せて適宜変更可能である。

図４〜図５に示すように、本体部８は、管本体２の外周面２ａに分離可能に装着されるように構成されている。また、治具１は、本体部８から管本体２の外周面２ａの径方向外側に突出するハンドル１３を有している。このような構成によれば、ハンドル１３を例えば作業者が把持して中心軸線Ｘ１を中心に回転することにより、ハンドル１３、本体部８及び管本体２を一体に回転することができるので、突合せステップの後にねじ継手３を噛合せる噛合せステップをより容易かつ確実に行うことができる。

しかし、ハンドル１３を設けない構成としてもよい。また、本実施形態では２つのハンドル１３がそれぞれ１つずつ部分本体部８ａから径方向外側に突出しているが、これに限らず、ハンドル１３の数及び配置は適宜変更可能である。なお、各々のハンドル１３は中心軸線Ｘ２を有する棒状であるが、その形状は適宜変更可能である。また、各々のハンドル１３の中心軸線Ｘ２は、管本体２の外周面２ａの径方向に沿って延びているが、これに限らない。

また、各々のハンドル１３は本体部８に分離可能に装着されるように構成されている。したがって、必要なときだけハンドル１３を本体部８に装着することができるので、周囲の設備または作業者などへのハンドル１３の不用の接触を避け、安全性等を向上することができる。しかし、ハンドル１３は本体部８に分離可能に装着される構成に限らず、本体部８に分離不能に装着される構成としてもよい。

治具１は、長さの異なる棒状の複数のハンドル１３を有していてもよい。このような構成によれば、噛合せステップにおいて、ねじ継手３の形状等に応じて必要となる回転操作力の大きさに応じた適切な長さのハンドル１３を選択して用いることができ、便利である。例えば、より大きな回転操作力が必要な場合には、図６に示すようにより長いハンドル１３を選択して用いることができる。なお、図６において、図５に示す部材に対応する部材に同一の符号を付している。

図４〜図５に示すように、各々の部分本体部８ａはねじ孔１４を有しており、各々のハンドル１３はねじ突起１５を有している。各々のハンドル１３は、ねじ突起１５をねじ孔１４にねじ込むことで、１つずつ部分本体部８ａに分離可能に装着されている。なお、このような構成に代えて、例えば、図７に示すように、本体部８がねじ孔１４の代わりにねじを切っていない孔１６を有し、各々のハンドル１３が１つずつ孔１６に挿入されて分離可能に嵌合する構成としてもよい。なお、図７において、図５に示す部材に対応する部材に同一の符号を付している。

図４〜図５に示すように、本体部８は、開放部１０を形成する開状態と管本体２の外周面２ａを囲繞する閉状態との間で変形可能な外周壁１７と、外周壁１７を貫通するねじ孔１４にねじ突起１５がねじ込まれることでねじ突起１５によって管本体２の外周面２ａに押付られる内周壁１８とを有している。また、本体部８は、ねじ突起１５がねじ孔１４にねじ込まれることでねじ突起１５によって内周壁１８の外周面に押付られる中間周壁１９を有している。中間周壁１９は金属製である一方、内周壁１８は例えばゴム、エラストマー等の弾性材料で形成されている。内周壁１８は外周壁１７の内周面に例えば固着されることにより、保持されている。

外周壁１７は半筒状の２つの部分外周壁１７ａからなっており、各々の部分外周壁１７ａは１つずつ部分本体部８ａを構成している。内周壁１８は半筒状の２つの部分内周壁１８ａからなっており、各々の部分内周壁１８ａは１つずつ部分本体部８ａを構成している。中間周壁１９は湾曲板状の２つの部分中間周壁１９ａからなっており、各々の部分中間周壁１９ａは１つずつ部分本体部８ａを構成している。

このような構成によれば、本体部８を閉状態にして管本体２の外周面２ａに装着した状態において、ハンドル１３のねじ突起１５をねじ孔１４にねじ込むことにより、ねじ突起１５で中間周壁１９を介して内周壁１８を管本体２の外周面２ａに対して押付ることができるので、管本体２の外周面２ａに対する本体部８の結合力を容易に高めることができる。また、内周壁１８を弾性材料で形成したことで、管本体２の外周面２ａに対する密着性を高めて摩擦力を高めることができ、中間周壁１９を金属製としたことで、高い押付力を広範囲に亘って内周壁１８に付与することができる。しかし、内周壁１８及び中間周壁１９の材質はこれに限らない。なお、内周壁１８により高い押付力を付与する観点から、外周壁１７及びねじ突起１５は金属製であることが好ましい。また、本体部８は中間周壁１９を有する構成に限らない。また、ねじ突起１５はハンドル１３に設けられる構成に限らず、例えば、図７に示すように、ハンドル１３とは別に設けられてもよい。本体部８は内周壁１８を有する構成に限らない。

次に、本発明の一実施形態に係る管接続方法について例示説明する。なお、本実施形態に係る管接続方法は、図１〜図７に示した治具１を用いて実施することができるが、これに限らず、例えば、治具１の前述した種々の変形例から適合するものを適宜用いることができる。

本実施形態に係る管接続方法は、両端部にねじ継手３が設けられた管４同士を接続するための管接続方法であって、ねじ継手３を突合せる（つまり、スタビングする）突合せステップと、突合せステップの後にねじ継手３を噛合せる噛合せステップと、噛合せステップの後にねじ継手３を締付ける締付けステップとを有している。突合せステップは、例えば、ボックス型ねじ継手３ａに対してピン型ねじ継手３ｂを上側から突合せることで行われる。噛合せステップは、例えば、上側の管４の管本体２の外周面２ａに治具１を装着し、ハンドル１３を介して人力で回転する（つまり、ハンドタイトする）ことで行われる。また、締付けステップは、例えば、締付け機によって規定の位置またはトルクが達成されるまでねじ継手３を締付けることで行われる。例えば、管４同士の接続が完了すると、接続済みの管４が管１本分降下され、次の管４が上側から接続される。

また、本実施形態に係る管接続方法は、突合せステップの前に上側の管４の管本体２の外周面２ａに治具１を装着するとともに噛合せステップより後に外周面２ａから治具１を分離する治具着脱ステップとを有している。本実施形態に係る管接続方法で用いる治具１は、図１〜図７に示した構成に限らず、外周面２ａに装着された状態で外周面２ａをねじ継手３に向けて流れ落ちる水滴Ｗを外周面２ａから排出するように構成されていればよい。

このような要領によれば、上側の管４の管本体２の外周面２ａを流れ落ちる水滴Ｗがねじ継手３に流れ落ちることを抑制した状態で、突合せステップ及び噛合せステップを行うことができる。したがって、水滴がねじ継手に付着した状態で締付けステップが行われることを抑制できるので、安定した締付け状態を確保することができる。

治具着脱ステップでは、例えば、締付けステップの前に、水滴Ｗの排出が実質的に完了してから治具１が外周面２ａから分離される。このような要領によれば、水滴Ｗがねじ継手３に流れ落ちることをより抑制できる。

また、治具着脱ステップでは、例えば、クレーン等で吊上げられる前の管４に治具１が装着される。このような要領によれば、治具１の装着をより容易に行うことができる。また、このとき、ハンドル１３を分離した状態で治具１を装着し、噛合せステップにおいてハンドル１３を装着するようにしてもよい。このような要領によれば、例えば、管４を吊上げる際や、その後にピン型ねじ継手３ｂのプロテクタ２０を取外す際や、その後にピン型ねじ継手３ｂにコンパウンドなどの摩擦力調整剤を塗布する際などにおいて、周囲の設備や作業者などに対する治具１の不用の接触が生じることを抑制できる。また、このような要領によれば、噛合せの作業の直前にハンドル１３のねじ突起１５のねじ込みにより内周壁１８を介して治具１を管４に堅く固定することができるので、噛合せ作業をより確実に行うことができる。

以上、本発明の実施形態を例示説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲において適宜変更することができる。

治具１の効果を、雨天時の油井管降下作業で検証した。比較例１として、治具１を用いずにチェーンレンチを用いて噛合せステップを実施した。比較例２として、図１〜図５に示した治具１から排水構造（貯留部５及び排水管６）を除去した構成の治具を用いて噛合せステップを実施した。発明例として、図１〜図５に示した治具１を用いて噛合せステップを実施した。いずれの例においても、締付け機によって規定のトルクが達成されるまで締付けを行うことで締付けステップを実施した。その結果を表１に示す。

比較例１では、ねじ継手３の噛合せの不足により締付けステップでねじの噛違いが発生した。また、比較例１では、ねじ継手３への水Ｗａの侵入により締付けステップでねじの塑性変形が発生した。比較例２では、ねじの噛違いは発生しなかったが、ねじの塑性変形が発生した。発明例では、ねじの噛違いもねじの塑性変形も発生しなかった。

１ 治具
２ 管本体
２ａ 管本体の外周面
３ ねじ継手
３ａ ボックス型ねじ継手
３ｂ ピン型ねじ継手
４ 管
５ 貯留部
６ 排水管（排水部）
７ 凹部
８ 本体部
８ａ 部分本体部
９ シール材
９ａ 部分シール材
１０ 開放部
１１ ヒンジ
１２ ロック構造
１３ ハンドル
１４ ねじ孔
１５ ねじ突起
１６ 孔
１７ 外周壁
１８ 内周壁
１９ 中間周壁
２０ プロテクタ
Ｗ 水滴
Ｗａ 水
Ｘ１ 管本体の中心軸線
Ｘ２ ハンドルの中心軸線

Claims (11)

1. 両端部にねじ継手が設けられた管同士を接続するための治具であって、
   ねじ継手の間に位置する管本体の外周面に装着された状態で前記外周面を前記ねじ継手に向けて流れ落ちる水滴を前記外周面から排出する治具。
2. 前記水滴を受ける貯留部と、前記貯留部に貯留された水を排出する排水部とを有する、請求項１に記載の治具。
3. 前記排水部が、前記管本体の前記外周面の径方向に延びるとともに可撓性を有する排水管で形成されている、請求項２に記載の治具。
4. 前記管本体の前記外周面に分離可能に装着されるとともに前記外周面を囲繞する本体部と、前記本体部から前記外周面の径方向外側に突出するハンドルとを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の治具。
5. 前記ハンドルが前記本体部に分離可能に装着される、請求項４に記載の治具。
6. 長さの異なる棒状の複数の前記ハンドルを有する、請求項５に記載の治具。
7. 前記本体部が、前記管本体の前記外周面が通過可能な開放部を形成する開状態と前記管本体の前記外周面を囲繞する閉状態との間で変形可能な外周壁と、前記外周壁を貫通するねじ孔にねじ突起がねじ込まれることで前記ねじ突起によって前記管本体の前記外周面に押付られる内周壁とを有する、請求項４〜６のいずれか一項に記載の治具。
8. 前記ハンドルが前記ねじ突起を有する、請求項７に記載の治具。
9. 前記本体部が、前記ねじ突起が前記ねじ孔にねじ込まれることで前記ねじ突起によって前記内周壁の外周面に押付られる中間周壁を有し、
   前記中間周壁が金属製である一方、前記内周壁が弾性材料で形成されている、請求項７または８に記載の治具。
10. 前記管が油井管である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の治具。
11. 両端部にねじ継手が設けられた管同士を接続するための管接続方法であって、
    ねじ継手を突合せる突合せステップと、
    突合せステップの後に前記ねじ継手を噛合せる噛合せステップと、
    噛合せステップの後に前記ねじ継手を締付ける締付けステップと、
    前記突合せステップの前に上側の管のねじ継手の間に位置する管本体の外周面に治具を装着するとともに前記噛合せステップより後に前記外周面から前記治具を分離する治具着脱ステップとを有し、
    前記治具が、前記外周面に装着された状態で前記外周面を前記ねじ継手に向けて流れ落ちる水滴を前記外周面から排出する、管接続方法。

Images