JP2566094B2 - 小径・薄肉サイズの油井用鋼管のねじ切り装置 - Google Patents
小径・薄肉サイズの油井用鋼管のねじ切り装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、小径・薄肉サイズの油
井用鋼管のねじ切り装置に関する。
井用鋼管のねじ切り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】油井管などに用いられる鋼管は、精整ラ
インにおいて両端を切断機で切断された後、端部にねじ
を切っているが、このねじは連続管との接続が確実強固
であるのはもちろん、シールが完全に行わなければなら
ないので、きわめて高精度であることが要求されてい
る。
インにおいて両端を切断機で切断された後、端部にねじ
を切っているが、このねじは連続管との接続が確実強固
であるのはもちろん、シールが完全に行わなければなら
ないので、きわめて高精度であることが要求されてい
る。
【０００３】この種のねじ切り装置としては、図２(a)
，(b) に示すように、スピンドル１によって駆動され
るダイヘッド２に、中心方向に摺動自在とされるマスタ
スライド３をたとえば４個の複数個取付け、そのマスタ
スライド３の長さ方向に設けた溝に、チェーザ４が装着
されたツールブロック５を両者ほぼ同一平面になるよう
に嵌合して固定し、ダイヘッド２を回転させながら前進
させて、チャックでクランプされた鋼管６の端部にねじ
を切削するようにしたものが実用されている。なお、７
はインナサポート、８は切り屑である。
，(b) に示すように、スピンドル１によって駆動され
るダイヘッド２に、中心方向に摺動自在とされるマスタ
スライド３をたとえば４個の複数個取付け、そのマスタ
スライド３の長さ方向に設けた溝に、チェーザ４が装着
されたツールブロック５を両者ほぼ同一平面になるよう
に嵌合して固定し、ダイヘッド２を回転させながら前進
させて、チャックでクランプされた鋼管６の端部にねじ
を切削するようにしたものが実用されている。なお、７
はインナサポート、８は切り屑である。
【０００４】ここで、このようなねじ切り装置を用い
て、先端にメタル対メタルシール部などの特殊ねじ継手
を有する油井管のねじ切りを行う場合について説明する
と、図３に示すように、鋼管６の雄ねじ部９とカップリ
ング10の雌ねじ部11とが螺合されたのち、鋼管６の先端
部６ａとカップリング10のトルクショルダ10ａとの間の
金属接触によってシールされる。
て、先端にメタル対メタルシール部などの特殊ねじ継手
を有する油井管のねじ切りを行う場合について説明する
と、図３に示すように、鋼管６の雄ねじ部９とカップリ
ング10の雌ねじ部11とが螺合されたのち、鋼管６の先端
部６ａとカップリング10のトルクショルダ10ａとの間の
金属接触によってシールされる。
【０００５】したがって、特殊ねじ継手の締付け作業に
おいては、鋼管先端部６ａとカップリング10のトルクシ
ョルダ部10ａがシール部12で接触を開始した後、耐リー
ク性を確保するのに必要な面圧がこの接触部に生じるま
で締付け作業を続ける必要がある。このような特殊ねじ
継手は、通常、図４に拡大して示すように、シール部12
と平行部13さらにテーパねじ部14で構成され、それぞれ
異なった切削具を用いて、すなわち、シール部12および
平行部13はシール切削用ツールにより、またテーパねじ
部13はチェーザ４によって切削されるのであるが、先端
部６ａのシール力を確保するための必要なエネルギーを
蓄えるためには、平行部13の肉厚ｔをある一定値以上に
することが必須要件とされる。
おいては、鋼管先端部６ａとカップリング10のトルクシ
ョルダ部10ａがシール部12で接触を開始した後、耐リー
ク性を確保するのに必要な面圧がこの接触部に生じるま
で締付け作業を続ける必要がある。このような特殊ねじ
継手は、通常、図４に拡大して示すように、シール部12
と平行部13さらにテーパねじ部14で構成され、それぞれ
異なった切削具を用いて、すなわち、シール部12および
平行部13はシール切削用ツールにより、またテーパねじ
部13はチェーザ４によって切削されるのであるが、先端
部６ａのシール力を確保するための必要なエネルギーを
蓄えるためには、平行部13の肉厚ｔをある一定値以上に
することが必須要件とされる。
【０００６】ところで、小径・薄肉サイズの油井管の場
合は、もともと原管の肉厚が薄いから、当然のことなが
ら平行部13の肉厚ｔも小さくなり、必要な値を確保する
ことが困難な場合が多いのである。ここで、鋼管６の平
行部13での外径をDpとしその内径をDiとすると、肉厚ｔ
は（Dp−Di）／２として表すことができるから、この肉
厚ｔを大きくするには、平行部13の外径Dpを大きくす
る、または平行部13の内径Diを小さくすることなどが
考えられる。
合は、もともと原管の肉厚が薄いから、当然のことなが
ら平行部13の肉厚ｔも小さくなり、必要な値を確保する
ことが困難な場合が多いのである。ここで、鋼管６の平
行部13での外径をDpとしその内径をDiとすると、肉厚ｔ
は（Dp−Di）／２として表すことができるから、この肉
厚ｔを大きくするには、平行部13の外径Dpを大きくす
る、または平行部13の内径Diを小さくすることなどが
考えられる。
【０００７】まず、後者のの場合を実施しようとする
と、管端のみ縮管するいわゆるスウェージ加工がある
が、これは付加的工程であってコスト増につながって好
ましくない。一方、前者のの外径Dpを大きくする場合
について前出図４によって説明すると、ねじ部の平行部
13の外径Dpをテーパねじ部14のねじ９の開始点Ｓの径Ds
と加工時のツール干渉および切削ばらつきより求まるΔ
ｔを用いて、 Dp＝Ds−２Δｔ として表すことができる。そこで、ツール干渉の大きさ
について検討すると、図５に示すように、たとえば１ｐ
（ｐ；ねじ山のピッチ）間隔で３山からなるチェーザ４
を用いて切削する場合、その切り始めの１山目のポイン
トＰを前出図４の開始点Ｓに合わせたとき、径で２δだ
け干渉することがわかる。このδの大きさについて本発
明者らが実験したところによると、チェーザ４の山数を
３山としたツール回転型ねじ切り装置を用いて、８山／
インチで径テーパが１／16のねじを切削した結果はδ＝
0.198 mmであって、その干渉が大きいことがわかる。
と、管端のみ縮管するいわゆるスウェージ加工がある
が、これは付加的工程であってコスト増につながって好
ましくない。一方、前者のの外径Dpを大きくする場合
について前出図４によって説明すると、ねじ部の平行部
13の外径Dpをテーパねじ部14のねじ９の開始点Ｓの径Ds
と加工時のツール干渉および切削ばらつきより求まるΔ
ｔを用いて、 Dp＝Ds−２Δｔ として表すことができる。そこで、ツール干渉の大きさ
について検討すると、図５に示すように、たとえば１ｐ
（ｐ；ねじ山のピッチ）間隔で３山からなるチェーザ４
を用いて切削する場合、その切り始めの１山目のポイン
トＰを前出図４の開始点Ｓに合わせたとき、径で２δだ
け干渉することがわかる。このδの大きさについて本発
明者らが実験したところによると、チェーザ４の山数を
３山としたツール回転型ねじ切り装置を用いて、８山／
インチで径テーパが１／16のねじを切削した結果はδ＝
0.198 mmであって、その干渉が大きいことがわかる。
【０００８】すなわち、これは、平行部13の肉厚ｔを所
定値に確保するためには、チェーザ４のねじ山数は小さ
い方がよいことを示す。ところが、チェーザ４の寿命を
確保するという観点からは、チェーザ４の総ねじ山数す
なわち（チェーザねじ山数）×（ツールブロックセット
数）を多くすることが必要がある。また一方、チェーザ
総ねじ山数を増加するためにツールブロックセット数を
多くすると切り粉の排出性が悪くなり、切り粉除去に伴
うねじ切り装置の稼働率を低下するなどの問題が生じ
る。
定値に確保するためには、チェーザ４のねじ山数は小さ
い方がよいことを示す。ところが、チェーザ４の寿命を
確保するという観点からは、チェーザ４の総ねじ山数す
なわち（チェーザねじ山数）×（ツールブロックセット
数）を多くすることが必要がある。また一方、チェーザ
総ねじ山数を増加するためにツールブロックセット数を
多くすると切り粉の排出性が悪くなり、切り粉除去に伴
うねじ切り装置の稼働率を低下するなどの問題が生じ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来技術の有する課題を解決すべくしてなされたもの
であって、小径・薄肉サイズの油井鋼管の場合において
も、ねじ部先端の平行部の肉厚を厚くし得るねじ切り装
置を提供することを目的とする。
な従来技術の有する課題を解決すべくしてなされたもの
であって、小径・薄肉サイズの油井鋼管の場合において
も、ねじ部先端の平行部の肉厚を厚くし得るねじ切り装
置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、ダイヘッドに
取付けられたチェーザを保持するツールブロックを回転
させながら小径・薄肉サイズの油井用鋼管の端部に継手
用の特殊ねじを切削する装置において、前記チェーザに
ＣＶＤまたはＰＶＤコーティングを施した超硬材料を用
い、このチェーザに２山の切削歯を１ｐ（ｐ；ねじ山の
ピッチ）の間隔で構成してツールブロックに保持すると
ともに、このツールブロックを前記ダイヘッドの回りに
４セットを対称的に配置することを特徴とする小径・薄
肉サイズの油井用鋼管のねじ切り装置である。
取付けられたチェーザを保持するツールブロックを回転
させながら小径・薄肉サイズの油井用鋼管の端部に継手
用の特殊ねじを切削する装置において、前記チェーザに
ＣＶＤまたはＰＶＤコーティングを施した超硬材料を用
い、このチェーザに２山の切削歯を１ｐ（ｐ；ねじ山の
ピッチ）の間隔で構成してツールブロックに保持すると
ともに、このツールブロックを前記ダイヘッドの回りに
４セットを対称的に配置することを特徴とする小径・薄
肉サイズの油井用鋼管のねじ切り装置である。
【００１１】
【作 用】本発明者らは、上記のような課題を解決すべ
く、鋭意実験・検討を重ねた結果、以下のような知見を
得て、本発明を完成させるに至ったものである。 チェーザ総ねじ山数とチェーザ寿命との関係； まず、図６は、外径；114.3mm サイズ、13％Cr鋼油井管
に特殊ねじを切ったときのチェーザの総ねじ山数とチェ
ーザ寿命との関係を示したものであり、図中△印は超硬
チェーザの場合であり、○印は超硬チェーザにＰＶＤま
たはＣＶＤコーティングを施したものである。いずれ
も、６山では寿命が短いが、８山になると急激に寿命が
向上し、それ以上山数を増加しても大きな変化がないこ
とがわかる。このことから、総ねじ山数としては８山以
上とれるように工具設計をすることが重要である。 チェーザ１個のねじ山数とツールブロックセット数
との関係； チェーザの総ねじ山数を８山以上としたときの実施可能
なチェーザ１個のねじ山数とツールブロックセット数と
の組み合わせの関係を表１に示す。なお、チェーザの切
削歯の間隔は前出図５に示したようにすべて１ｐであ
る。
く、鋭意実験・検討を重ねた結果、以下のような知見を
得て、本発明を完成させるに至ったものである。 チェーザ総ねじ山数とチェーザ寿命との関係； まず、図６は、外径；114.3mm サイズ、13％Cr鋼油井管
に特殊ねじを切ったときのチェーザの総ねじ山数とチェ
ーザ寿命との関係を示したものであり、図中△印は超硬
チェーザの場合であり、○印は超硬チェーザにＰＶＤま
たはＣＶＤコーティングを施したものである。いずれ
も、６山では寿命が短いが、８山になると急激に寿命が
向上し、それ以上山数を増加しても大きな変化がないこ
とがわかる。このことから、総ねじ山数としては８山以
上とれるように工具設計をすることが重要である。 チェーザ１個のねじ山数とツールブロックセット数
との関係； チェーザの総ねじ山数を８山以上としたときの実施可能
なチェーザ１個のねじ山数とツールブロックセット数と
の組み合わせの関係を表１に示す。なお、チェーザの切
削歯の間隔は前出図５に示したようにすべて１ｐであ
る。
【００１２】
【表１】
【００１３】 ツールブロックセット数と切り粉の排
出性およびねじ真円度との関係； 従来から、ツールブロックのセット数はねじ切削性のう
ち、主に切り粉の排出性あるいはねじ真円度と密接な関
係があることが知られている。図７にそれらの関係を示
した。ここで、切り粉の排出性については、切り粉の排
出作業に要したダウンタイムを指数化して用いた。
出性およびねじ真円度との関係； 従来から、ツールブロックのセット数はねじ切削性のう
ち、主に切り粉の排出性あるいはねじ真円度と密接な関
係があることが知られている。図７にそれらの関係を示
した。ここで、切り粉の排出性については、切り粉の排
出作業に要したダウンタイムを指数化して用いた。
【００１４】通常、ツールブロックのセット数が増加す
ると、切り粉の排出移動できるすき間が減少するため排
出性が悪化し、その都度切り粉を人手で排出せねばなら
ないからダウンタイムが増加することになるが、その傾
向はツールブロックセット数が６セットを越えると著し
くなることがわかる。しかし、そのツールブロックセッ
ト数を２セットにするとねじ真円度が悪化することがわ
かるから、排出性のよいツールブロックセット数として
は３セットまたは４セットが好ましいことがわかる。
ると、切り粉の排出移動できるすき間が減少するため排
出性が悪化し、その都度切り粉を人手で排出せねばなら
ないからダウンタイムが増加することになるが、その傾
向はツールブロックセット数が６セットを越えると著し
くなることがわかる。しかし、そのツールブロックセッ
ト数を２セットにするとねじ真円度が悪化することがわ
かるから、排出性のよいツールブロックセット数として
は３セットまたは４セットが好ましいことがわかる。
【００１５】上記の実験・検討結果から明らかなよう
に、チェーザの寿命、切り粉の排出性、ねじ真円度を良
好に保持しつつ平行部の厚さｔを大きくするには、チェ
ーザの切削歯を１ｐ（ｐ；ねじ山のピッチ）の間隔で２
山とし、ツールブロックを４セットとしたねじ切り装置
を用いることが有効であることがわかる。
に、チェーザの寿命、切り粉の排出性、ねじ真円度を良
好に保持しつつ平行部の厚さｔを大きくするには、チェ
ーザの切削歯を１ｐ（ｐ；ねじ山のピッチ）の間隔で２
山とし、ツールブロックを４セットとしたねじ切り装置
を用いることが有効であることがわかる。
【００１６】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。
図１(a) に示すようにチェーザブロック５が４セットさ
れ、このツールブロック５に図１(b) に示すようにその
切削歯の数が１ｐ（ｐ＝3.175 mm）の間隔で２山とされ
るチェーザ４Ａを取付けた本発明のねじ切り装置を用い
て、外径が114.3mm サイズの13％Cr鋼油井管に８山／イ
ンチのピッチで径テーパが１／16の特殊ねじを切削し
た。その結果、ツール干渉δを0.099mm に抑えることが
でき、従来の３山チェーザ×３ツールブロックの組み合
わせのねじ切り装置の場合に比較して約0.1 mmも厚いね
じ平行部寸法を得ることができた。
図１(a) に示すようにチェーザブロック５が４セットさ
れ、このツールブロック５に図１(b) に示すようにその
切削歯の数が１ｐ（ｐ＝3.175 mm）の間隔で２山とされ
るチェーザ４Ａを取付けた本発明のねじ切り装置を用い
て、外径が114.3mm サイズの13％Cr鋼油井管に８山／イ
ンチのピッチで径テーパが１／16の特殊ねじを切削し
た。その結果、ツール干渉δを0.099mm に抑えることが
でき、従来の３山チェーザ×３ツールブロックの組み合
わせのねじ切り装置の場合に比較して約0.1 mmも厚いね
じ平行部寸法を得ることができた。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、１
ｐ間隔の２山の切削歯を有するチェーザを４ツールブロ
ック用いるようにしたので、薄肉鋼管のねじ平行部の厚
さを厚く切削加工をすることができる。これによってね
じ継手の強度を高めることができるから、管端スウェー
ジ加工などを省略することができ、コストの低減などに
寄与する。
ｐ間隔の２山の切削歯を有するチェーザを４ツールブロ
ック用いるようにしたので、薄肉鋼管のねじ平行部の厚
さを厚く切削加工をすることができる。これによってね
じ継手の強度を高めることができるから、管端スウェー
ジ加工などを省略することができ、コストの低減などに
寄与する。
【図１】(a) は本発明に係るねじ切り装置の正面図、
(b) は本発明に用いられるチェーザの側面図である。
(b) は本発明に用いられるチェーザの側面図である。
【図２】従来のねじ切り装置の構成を示す(a) 側断面
図、(b) 正面図である。
図、(b) 正面図である。
【図３】特殊ねじ継手を説明する部分側断面図である。
【図４】特殊ねじの構成を示す側断面図である。
【図５】チェーザの切削歯の側面図である。
【図６】チェーザ総ねじ山数とチェーザ寿命の関係を示
す特性図である。
す特性図である。
【図７】ツールブロックセット数とねじ真円度指数およ
びダウンタイム指数の関係を示す特性図である。
びダウンタイム指数の関係を示す特性図である。
１ スピンドル ２ ダイヘッド ３ マスタスライド ４Ａ チェーザ ５ ツールブロック ６ 鋼管 ６ａ 鋼管先端部 ９ 雄ねじ部 10 カップリング 10ａ トルクショルダ部 11 雌ねじ部 12 シール部 13 平行部 14 テーパねじ部
Claims (1)
- 【請求項１】 ダイヘッドに取付けられたチェーザを
保持するツールブロックを回転させながら小径・薄肉サ
イズの油井用鋼管の端部に継手用の特殊ねじを切削する
装置において、 前記チェーザにＣＶＤまたはＰＶＤコーティングを施し
た超硬材料を用い、このチェーザに２山の切削歯を１ｐ
（ｐ；ねじ山のピッチ）の間隔で構成してツールブロッ
クに保持するとともに、このツールブロックを前記ダイ
ヘッドの回りに４セットを対称的に配置することを特徴
とする小径・薄肉サイズの油井用鋼管のねじ切り装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4071930A JP2566094B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 小径・薄肉サイズの油井用鋼管のねじ切り装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4071930A JP2566094B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 小径・薄肉サイズの油井用鋼管のねじ切り装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05277829A JPH05277829A (ja) | 1993-10-26 |
| JP2566094B2 true JP2566094B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=13474733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4071930A Expired - Fee Related JP2566094B2 (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | 小径・薄肉サイズの油井用鋼管のねじ切り装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2566094B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6454315B1 (en) | 1998-07-31 | 2002-09-24 | Kawasaki Steel Corporation | Oil well pipe screw joint, and threading method and apparatus therefor |
| CN105414684A (zh) * | 2015-12-12 | 2016-03-23 | 王泽宇 | 金属衬塑管材的金属表皮切削方法 |
| KR102043790B1 (ko) * | 2017-12-26 | 2019-11-12 | 주식회사 포스코 | 나사 가공용 인서트 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6377607A (ja) * | 1986-09-17 | 1988-04-07 | ハルコフスキ フイリアル ゴロフノゴ スペツイアルノゴ プロイズヴオドストヴエンノゴ コンストルクトルスコ−テクノロジチエスコゴ ビユ−ロ ポ ラツイオナルノム プリメネニユレジスチェゴ インストルメンタ | 雄ねじ切り用工具 |
| JPH0635945B2 (ja) * | 1991-03-29 | 1994-05-11 | 住友電気工業株式会社 | チェザー性能の評価試験方法及び評価試験用ダミーチェザー |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP4071930A patent/JP2566094B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05277829A (ja) | 1993-10-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |