JP2988919B1 - 疲労寿命予測を可能とした掘削用鋼管 - Google Patents
疲労寿命予測を可能とした掘削用鋼管Info
- Publication number
- JP2988919B1 JP2988919B1 JP28205798A JP28205798A JP2988919B1 JP 2988919 B1 JP2988919 B1 JP 2988919B1 JP 28205798 A JP28205798 A JP 28205798A JP 28205798 A JP28205798 A JP 28205798A JP 2988919 B1 JP2988919 B1 JP 2988919B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel pipe
- excavation
- fatigue life
- fatigue
- drilling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
- F16L15/001—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads
- F16L15/002—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads with more then one threaded section
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L9/00—Rigid pipes
- F16L9/02—Rigid pipes of metal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
Abstract
【要約】
【課題】 Ｘ線による結晶回折強度測定理論と装置を用
いて、掘削用鋼管の疲労寿命を測定できるように、掘削
用鋼管外表面に工夫し、これら技術の適用を可能にする
疲労寿命予測を可能にした掘削用鋼管を提供すること。 【解決手段】 ネジ継手を持つツールジョイントを、鋼
管端のアプセット部に接合した掘削用鋼管において、内
アプセット増肉開始部に相当する鋼管外表面を含む位置
に、Ｘ線測定用の研磨部位を設け、掘削時に脱着可能に
装着される前記研磨部位を保護するプロテクターとより
なることを特徴とする疲労寿命予測を可能とする掘削用
鋼管。
いて、掘削用鋼管の疲労寿命を測定できるように、掘削
用鋼管外表面に工夫し、これら技術の適用を可能にする
疲労寿命予測を可能にした掘削用鋼管を提供すること。 【解決手段】 ネジ継手を持つツールジョイントを、鋼
管端のアプセット部に接合した掘削用鋼管において、内
アプセット増肉開始部に相当する鋼管外表面を含む位置
に、Ｘ線測定用の研磨部位を設け、掘削時に脱着可能に
装着される前記研磨部位を保護するプロテクターとより
なることを特徴とする疲労寿命予測を可能とする掘削用
鋼管。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、疲労破壊の予防
を可能とした坑井掘削用鋼管に関するものである。
を可能とした坑井掘削用鋼管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】坑井掘削用鋼管継手の主要破損原因のひ
とつは、疲労破壊である、疲労破壊の発生は、鋼管の受
ける繰り返し応力及びその回数に依存している。従来
は、その疲労の程度を定量的に診断する技術はなく、定
期的に行う非破壊検査で初期疲労亀裂を発見しその鋼管
を廃棄するか、肉厚減少代を測定しその鋼管の健全性を
評価して使いすぎを未然に防ぐなどの方法で対処してい
た。しかし、近年では傾斜掘り、水平掘りなど掘削環境
が厳しくなり、かつ掘削コストの低減要求も厳しく、掘
削途中の機器の破損はランニングコストに大きく影響す
るため破損予防技術が待望されている。
とつは、疲労破壊である、疲労破壊の発生は、鋼管の受
ける繰り返し応力及びその回数に依存している。従来
は、その疲労の程度を定量的に診断する技術はなく、定
期的に行う非破壊検査で初期疲労亀裂を発見しその鋼管
を廃棄するか、肉厚減少代を測定しその鋼管の健全性を
評価して使いすぎを未然に防ぐなどの方法で対処してい
た。しかし、近年では傾斜掘り、水平掘りなど掘削環境
が厳しくなり、かつ掘削コストの低減要求も厳しく、掘
削途中の機器の破損はランニングコストに大きく影響す
るため破損予防技術が待望されている。
【０００３】疲労破壊は、作用した荷重の大きさと、使
用回数が分かればＳ−Ｎ線図から破壊が予測できるた
め、最近では鋼管に磁気記憶装置を取り付け使用回数を
記録する方法が考案されている。しかし、この方法では
きめの細かい鋼管の管理が必要であることと、作用した
荷重との関係が十分反映しにくいなどの欠点がある。つ
まり、疲労破損は大きな繰り返し荷重を受けた方が、小
さな荷重を受けた時より早く破損するので回数だけの記
録では不十分である。やはり、何とか直接疲労の程度を
測定する方法を採用するのが最良である。「材料」第３
７巻第４２０号、ｐ１３６には、Ｘ線による疲労寿命予
測の研究を行い、疲労の程度がＸ線による結晶回折強度
分布から予測できることが提示されている。また、実公
平６−２２２４０号公報により小型Ｘ線回折強度測定装
置が提案され、Ｘ線を用いた診断技術も進んでいる。
用回数が分かればＳ−Ｎ線図から破壊が予測できるた
め、最近では鋼管に磁気記憶装置を取り付け使用回数を
記録する方法が考案されている。しかし、この方法では
きめの細かい鋼管の管理が必要であることと、作用した
荷重との関係が十分反映しにくいなどの欠点がある。つ
まり、疲労破損は大きな繰り返し荷重を受けた方が、小
さな荷重を受けた時より早く破損するので回数だけの記
録では不十分である。やはり、何とか直接疲労の程度を
測定する方法を採用するのが最良である。「材料」第３
７巻第４２０号、ｐ１３６には、Ｘ線による疲労寿命予
測の研究を行い、疲労の程度がＸ線による結晶回折強度
分布から予測できることが提示されている。また、実公
平６−２２２４０号公報により小型Ｘ線回折強度測定装
置が提案され、Ｘ線を用いた診断技術も進んでいる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、これらＸ
線による結晶回折強度測定理論と装置を用いて、掘削用
鋼管の疲労寿命を測定できるように、掘削用鋼管外表面
を工夫し、これら技術の適用を可能にする疲労寿命予測
を可能にした掘削用鋼管を提供することを目的とする。
線による結晶回折強度測定理論と装置を用いて、掘削用
鋼管の疲労寿命を測定できるように、掘削用鋼管外表面
を工夫し、これら技術の適用を可能にする疲労寿命予測
を可能にした掘削用鋼管を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】掘削用鋼管の疲労破壊
は、図１に示す内アプセット部４に相当する位置に頻繁
に起こる。
は、図１に示す内アプセット部４に相当する位置に頻繁
に起こる。
【０００６】図２は、５インチ外径の掘削用鋼管（ドリ
ルパイプ）両端部に曲げモーメントを作用させた時に生
ずる軸方向応力分布図を有限要素法解析で求めて示した
図である。図２から明らかなように、掘削用鋼管に発生
する最大応力は、１９．５ｋｇ／ｍｍ2であって、内ア
プセットの終点および、その反対側の鋼管外表面に生
じ、この部位が最大応力発生箇所５となっており、疲労
破壊が頻発する事実を裏付けている。
ルパイプ）両端部に曲げモーメントを作用させた時に生
ずる軸方向応力分布図を有限要素法解析で求めて示した
図である。図２から明らかなように、掘削用鋼管に発生
する最大応力は、１９．５ｋｇ／ｍｍ2であって、内ア
プセットの終点および、その反対側の鋼管外表面に生
じ、この部位が最大応力発生箇所５となっており、疲労
破壊が頻発する事実を裏付けている。
【０００７】本発明は、疲労が進行し易い所を狙ってＸ
線測定を行い、材料の結晶回折特性から残存疲労寿命を
推定しようとするものである。この趣旨からは、内アプ
セット部が、使用中の接触等による機械的損傷の影響も
少なく、最もふさわしい測定箇所であるが、Ｘ線装置の
大きさの問題から鋼管内面の測定は困難と思われる。
（但し鋼管の内径が充分に大きい場合、或は、Ｘ線装置
がコンパクトであって、鋼管の中にこのような装置や検
出端が入るのであれば、前述の鋼管内面の測定箇所の方
が好ましい。）従って、内アプセット部の反対側表面が
残されたＸ線測定箇所となる。ここで考慮すべき点は、
Ｘ線による疲労の進展観察が結晶単位の微細な塑性変形
に依存するため、使用中に疲労以外の機械的損傷、例え
ば打疵、ひっかき疵が加わるようであれば、疲労により
規則的に変化してきた塑性変形の状態がだいなしになる
ことである。つまり、外表面で疲労ダメージを正確に捕
えるためには、最初に測定表面を滑らかにし、そのため
の加工による残留応力が残らないようにしたうえで、使
用時には、測定箇所が接触による機械的損傷受けないよ
うにする工夫が必要である。
線測定を行い、材料の結晶回折特性から残存疲労寿命を
推定しようとするものである。この趣旨からは、内アプ
セット部が、使用中の接触等による機械的損傷の影響も
少なく、最もふさわしい測定箇所であるが、Ｘ線装置の
大きさの問題から鋼管内面の測定は困難と思われる。
（但し鋼管の内径が充分に大きい場合、或は、Ｘ線装置
がコンパクトであって、鋼管の中にこのような装置や検
出端が入るのであれば、前述の鋼管内面の測定箇所の方
が好ましい。）従って、内アプセット部の反対側表面が
残されたＸ線測定箇所となる。ここで考慮すべき点は、
Ｘ線による疲労の進展観察が結晶単位の微細な塑性変形
に依存するため、使用中に疲労以外の機械的損傷、例え
ば打疵、ひっかき疵が加わるようであれば、疲労により
規則的に変化してきた塑性変形の状態がだいなしになる
ことである。つまり、外表面で疲労ダメージを正確に捕
えるためには、最初に測定表面を滑らかにし、そのため
の加工による残留応力が残らないようにしたうえで、使
用時には、測定箇所が接触による機械的損傷受けないよ
うにする工夫が必要である。
【０００８】本発明では、上記測定箇所に電解研磨や化
学研磨等の研磨を施し、その表面を滑らかにかつ残留応
力のない状態に仕上げたうえで、プラスチック、金属、
又はそのコンポジットカバーにて研磨部保護を行ってＸ
線測定による疲労ダメージ推定を可能とする掘削用鋼管
とした。
学研磨等の研磨を施し、その表面を滑らかにかつ残留応
力のない状態に仕上げたうえで、プラスチック、金属、
又はそのコンポジットカバーにて研磨部保護を行ってＸ
線測定による疲労ダメージ推定を可能とする掘削用鋼管
とした。
【０００９】本発明の要旨は、以下の通りである。
【００１０】（１） ネジ継手を持つツールジョイント
を、鋼管端のアプセット部に接合した掘削用鋼管におい
て、掘削用鋼管の構造上最大応力が発生する部位を含む
鋼管表面の一部に、Ｘ線測定用の研磨部位を設けたこと
を特徴とする疲労寿命予測を可能とする掘削用鋼管。
を、鋼管端のアプセット部に接合した掘削用鋼管におい
て、掘削用鋼管の構造上最大応力が発生する部位を含む
鋼管表面の一部に、Ｘ線測定用の研磨部位を設けたこと
を特徴とする疲労寿命予測を可能とする掘削用鋼管。
【００１１】（２） ネジ継手を持つツールジョイント
を、鋼管端のアプセット部に接合した掘削用鋼管におい
て、内アプセット増肉開始部に相当する鋼管外表面を含
む位置に、Ｘ線測定用の研磨部位を設け、掘削時に脱着
可能に装着される前記研磨部位を保護するプロテクター
とよりなることを特徴とする疲労寿命予測を可能とする
掘削用鋼管。
を、鋼管端のアプセット部に接合した掘削用鋼管におい
て、内アプセット増肉開始部に相当する鋼管外表面を含
む位置に、Ｘ線測定用の研磨部位を設け、掘削時に脱着
可能に装着される前記研磨部位を保護するプロテクター
とよりなることを特徴とする疲労寿命予測を可能とする
掘削用鋼管。
【００１２】（３） 内面がプラスチック等合成樹脂で
ライニングされた円筒であり、かつその円筒が半割り可
能に結合されたプロテクターであることを特徴とする上
記（２）記載の疲労寿命予測を可能とする掘削用鋼管。
ライニングされた円筒であり、かつその円筒が半割り可
能に結合されたプロテクターであることを特徴とする上
記（２）記載の疲労寿命予測を可能とする掘削用鋼管。
【００１３】（４） 円筒の外径ｄと、ネジ継手部の最
大外径Ｄとがｄ≦Ｄであるプロテクターであることを特
徴とする上記（２）又は（３）記載の疲労寿命予測を可
能とする掘削用鋼管。
大外径Ｄとがｄ≦Ｄであるプロテクターであることを特
徴とする上記（２）又は（３）記載の疲労寿命予測を可
能とする掘削用鋼管。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、掘削用鋼管の全体を示す
図である。図１に示すように、掘削用鋼管は、内アプセ
ット部４等の管端アプセット加工を行った掘削鋼管２に
ツールジョイントである鋼管継手部１（ネジ継手部）を
摩擦溶接等の圧接溶接部３により接合して造られる。な
お、接合方法としては、他の接合方法を適用することも
可能である。掘削用鋼管の最大応力が発生する部位を含
む鋼管表面の一部に、Ｘ線測定用の研磨部位を設けるた
めの電解研磨や化学研磨等の表面研磨加工は、この圧接
部の焼鈍過程を終えて行う。こうすれば残留応力も除去
されていてＸ線回折強度の初期値評価にとって望まし
い。完璧を目指すのであれば、焼鈍過程で内アプセット
近傍で長さ方向に沿って、そこからパイプ中心側へ２０
ｃｍ程度を合わせて残留応力除去焼鈍にしておくとよ
い。焼鈍温度は、材料のＡｃ1点以下で行う。
図である。図１に示すように、掘削用鋼管は、内アプセ
ット部４等の管端アプセット加工を行った掘削鋼管２に
ツールジョイントである鋼管継手部１（ネジ継手部）を
摩擦溶接等の圧接溶接部３により接合して造られる。な
お、接合方法としては、他の接合方法を適用することも
可能である。掘削用鋼管の最大応力が発生する部位を含
む鋼管表面の一部に、Ｘ線測定用の研磨部位を設けるた
めの電解研磨や化学研磨等の表面研磨加工は、この圧接
部の焼鈍過程を終えて行う。こうすれば残留応力も除去
されていてＸ線回折強度の初期値評価にとって望まし
い。完璧を目指すのであれば、焼鈍過程で内アプセット
近傍で長さ方向に沿って、そこからパイプ中心側へ２０
ｃｍ程度を合わせて残留応力除去焼鈍にしておくとよ
い。焼鈍温度は、材料のＡｃ1点以下で行う。
【００１５】次に、Ｘ線測定用の研磨部位について説明
する。図３に示すように雄ネジ６側の鋼管外表面に、最
大応力発生箇所を含む部位となる内アプセット部９端か
ら鋼管長手方向の中心に向かって１０ｃｍ程度、幅１５
ｍｍ程度帯状に最終６００♯までペーパ研磨を行い、そ
の後表面の残留応力除去を目的に電解研磨を行いＸ線測
定部７を形成する。雌ネジ側の加工は、保護カバー８が
掘削作業時の掘削鋼管固定用スリップの邪魔になるので
行わない。また、Ｘ線測定にはせいぜい１０ｍｍφの面
積で充分であるが、長さ方向に余裕を持って加工するの
は内アプセット加工の形状及び剛性の高い継手部形状の
相違により最大応力発生箇所にバラツキが生じるからで
ある。
する。図３に示すように雄ネジ６側の鋼管外表面に、最
大応力発生箇所を含む部位となる内アプセット部９端か
ら鋼管長手方向の中心に向かって１０ｃｍ程度、幅１５
ｍｍ程度帯状に最終６００♯までペーパ研磨を行い、そ
の後表面の残留応力除去を目的に電解研磨を行いＸ線測
定部７を形成する。雌ネジ側の加工は、保護カバー８が
掘削作業時の掘削鋼管固定用スリップの邪魔になるので
行わない。また、Ｘ線測定にはせいぜい１０ｍｍφの面
積で充分であるが、長さ方向に余裕を持って加工するの
は内アプセット加工の形状及び剛性の高い継手部形状の
相違により最大応力発生箇所にバラツキが生じるからで
ある。
【００１６】次に、表面研磨部の保護カバー（プロテク
ター）について説明する。重要なポイントは少なくとも
３つある。
ター）について説明する。重要なポイントは少なくとも
３つある。
【００１７】第１は、鋼管または坑壁との接触に耐える
丈夫な構造であること。第２は、頑丈すぎて装着部に不
要な応力集中を発生させたり、逆に測定部の応力集中を
抑制しない構造であること。第３は、装脱着が容易で、
錆びの原因となる泥水から測定部を守るため、ある程度
シール性が付与されていることなどである。
丈夫な構造であること。第２は、頑丈すぎて装着部に不
要な応力集中を発生させたり、逆に測定部の応力集中を
抑制しない構造であること。第３は、装脱着が容易で、
錆びの原因となる泥水から測定部を守るため、ある程度
シール性が付与されていることなどである。
【００１８】本発明での保護カバー（プロテクター）
は、図３に示すように、外径が装着時にネジ継手部外径
Ｄより小外径ｄの関係になるような半割円筒鋼管を用い
る。前述した最大応力が発生する部位は、鋼管の外径が
最小となる箇所と一致するので好都合であり、この部位
に装着する保護カバーの外径をそのように小外径とする
ことができる。すなわち、ｄ≦Ｄとする。図４に本発明
での１実施例の保護カバーの斜視図を示す。図４に示す
ように、保護カバーは、半割円筒の鋼製ハウジング１２
から構成され、その内側にはプラスチックライニング１
３が設けられていて、かつ、掘削鋼管とこのライニング
との間にグリース溜り１１が設けられている。グリース
充填後に、この半割円筒の通しボルト穴１０に４箇の通
しボルトを通して締結する構造になっている。
は、図３に示すように、外径が装着時にネジ継手部外径
Ｄより小外径ｄの関係になるような半割円筒鋼管を用い
る。前述した最大応力が発生する部位は、鋼管の外径が
最小となる箇所と一致するので好都合であり、この部位
に装着する保護カバーの外径をそのように小外径とする
ことができる。すなわち、ｄ≦Ｄとする。図４に本発明
での１実施例の保護カバーの斜視図を示す。図４に示す
ように、保護カバーは、半割円筒の鋼製ハウジング１２
から構成され、その内側にはプラスチックライニング１
３が設けられていて、かつ、掘削鋼管とこのライニング
との間にグリース溜り１１が設けられている。グリース
充填後に、この半割円筒の通しボルト穴１０に４箇の通
しボルトを通して締結する構造になっている。
【００１９】上記の研磨加工および保護カバーの装着
は、パイプ中心でも疲労ダメージ測定の目的は達する。
ただし、内アプセット部近傍の外表面が最も応力が高
く、また実際の疲労破壊の確率が高いので、掘削上の不
都合がない限り疲労寿命予測には当該箇所が最良であ
る。
は、パイプ中心でも疲労ダメージ測定の目的は達する。
ただし、内アプセット部近傍の外表面が最も応力が高
く、また実際の疲労破壊の確率が高いので、掘削上の不
都合がない限り疲労寿命予測には当該箇所が最良であ
る。
【００２０】図５は、掘削用鋼管（引張強さ１３０ｋｇ
／ｍｍ2）から切り出した疲労試験片の両振引張疲労試
験から得られたＳ−Ｎ曲線とＸ線測定に供したサンプル
の繰り返し数を示す図である。つまり、破壊繰り返し数
に対して０、１０、３０、５０％の疲労ダメージを付与
させたものについてＸ線測定を行った。
／ｍｍ2）から切り出した疲労試験片の両振引張疲労試
験から得られたＳ−Ｎ曲線とＸ線測定に供したサンプル
の繰り返し数を示す図である。つまり、破壊繰り返し数
に対して０、１０、３０、５０％の疲労ダメージを付与
させたものについてＸ線測定を行った。
【００２１】図６は、得られたＸ線測定結果を示す図
で、寿命比（Ｎ／Ｎf）とＸ線回折強度比（疲労／未疲
労）の関係を示している。
で、寿命比（Ｎ／Ｎf）とＸ線回折強度比（疲労／未疲
労）の関係を示している。
【００２２】図６より明らかなように疲労ダメージの進
展とともに、Ｘ線回折強度の低下が観察される。つま
り、この低下減少を追跡することで残存疲労寿命を予測
できることを示している。例えば、廃棄基準を強度比
０．７５とすれば平滑試験片なら５０％の寿命を消費し
たことになる。これは、低合金、焼き戻しマルテンサイ
ト鋼（引張強さ１３０ｋｇ／ｍｍ2）の試験結果である
が、一般に掘削用鋼管の材質はこの焼き戻しマルテンサ
イト鋼が用いられるので、強度が異なっても同様の結果
が得られることが予想される。現象としては、疲労の進
展とともに、副結晶組織の形成がなされ、それらの結晶
方位が異なるために回折強度の低下をもたらしたものと
考えられる。実際の利用方法としては、初期Ｘ線回折強
度と使用時のＸ線回折強度比が、特定の値になったとこ
ろで寿命がきたと判断し廃棄することになる。ただし、
この限定値を決定するには、掘削用鋼管の表面損傷状態
の診断も加味する必要がある。つまり、Ｘ線による残存
疲労寿命推定は、鋼管表面に機械的損傷がないことが前
提であるが、表面欠陥は疲労寿命の低下をもたらすこと
が推定されるので、運用面では、これらの減少代を加味
して廃棄のタイミングを設定する必要がある。そのため
には、表面損傷のある掘削鋼管の疲労試験を行い、健全
鋼管に対してどの程度疲労強度が低下するか把握してお
く必要がある。
展とともに、Ｘ線回折強度の低下が観察される。つま
り、この低下減少を追跡することで残存疲労寿命を予測
できることを示している。例えば、廃棄基準を強度比
０．７５とすれば平滑試験片なら５０％の寿命を消費し
たことになる。これは、低合金、焼き戻しマルテンサイ
ト鋼（引張強さ１３０ｋｇ／ｍｍ2）の試験結果である
が、一般に掘削用鋼管の材質はこの焼き戻しマルテンサ
イト鋼が用いられるので、強度が異なっても同様の結果
が得られることが予想される。現象としては、疲労の進
展とともに、副結晶組織の形成がなされ、それらの結晶
方位が異なるために回折強度の低下をもたらしたものと
考えられる。実際の利用方法としては、初期Ｘ線回折強
度と使用時のＸ線回折強度比が、特定の値になったとこ
ろで寿命がきたと判断し廃棄することになる。ただし、
この限定値を決定するには、掘削用鋼管の表面損傷状態
の診断も加味する必要がある。つまり、Ｘ線による残存
疲労寿命推定は、鋼管表面に機械的損傷がないことが前
提であるが、表面欠陥は疲労寿命の低下をもたらすこと
が推定されるので、運用面では、これらの減少代を加味
して廃棄のタイミングを設定する必要がある。そのため
には、表面損傷のある掘削鋼管の疲労試験を行い、健全
鋼管に対してどの程度疲労強度が低下するか把握してお
く必要がある。
【００２３】Ｘ線測定面はグリースで保護し、使用時も
表面清浄を保つようにする。グリースは、坑底の高温に
さらされるのでできれば、２５０℃程度まで調度の低下
しない高温特性の優れたものを使うことが望ましい。
表面清浄を保つようにする。グリースは、坑底の高温に
さらされるのでできれば、２５０℃程度まで調度の低下
しない高温特性の優れたものを使うことが望ましい。
【００２４】
【発明の効果】坑井掘削用鋼管の主要破損原因のひとつ
は、疲労破壊である。本発明によれば疲労破壊に結び付
く鋼管の疲労の程度を正確に診断できるので、掘削用鋼
管の疲労寿命予測が可能となった。その結果、掘削用鋼
管の疲労寿命がきたと予測した場合には、その鋼管を廃
棄し、新しい鋼管と交換することができるので、坑井掘
削中に生じる鋼管の疲労破壊のトラブルを未然に防止す
ることが可能となった。
は、疲労破壊である。本発明によれば疲労破壊に結び付
く鋼管の疲労の程度を正確に診断できるので、掘削用鋼
管の疲労寿命予測が可能となった。その結果、掘削用鋼
管の疲労寿命がきたと予測した場合には、その鋼管を廃
棄し、新しい鋼管と交換することができるので、坑井掘
削中に生じる鋼管の疲労破壊のトラブルを未然に防止す
ることが可能となった。
【図１】掘削用鋼管全体図である。
【図２】５インチドリルパイプに曲げモーメントを加え
た時の軸方向応力分布図である。
た時の軸方向応力分布図である。
【図３】Ｘ線測定を行う部位を示す図である。
【図４】Ｘ線測定保護カバーを示す図である。
【図５】掘削用鋼管材料の疲労Ｓ−Ｎ線図とＸ線測定時
期を示す図である。
期を示す図である。
【図６】掘削用鋼管の疲労寿命比とＸ線回折強度比の関
係を示す図である。
係を示す図である。
１ 鋼管継手部（ツールジョイント） ２ 掘削鋼管 ３ 圧接溶接部 ４ 内アプセット部 ５ 最大応力発生箇所 ６ 雄ネジ ７ Ｘ線測定部 ８ 保護カバー ９ 内アプセット部 １０ 通しボルト穴 １１ グリース溜り １２ 鋼性ハウジング １３ プラスチックライニング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16L 11/12 F16L 9/02 F16L 55/00
Claims (4)
- 【請求項１】 ネジ継手を持つツールジョイントを、鋼
管端のアプセット部に接合した掘削用鋼管において、掘
削用鋼管の構造上最大応力が発生する部位を含む鋼管表
面の一部に、Ｘ線測定用の研磨部位を設けたことを特徴
とする疲労寿命予測を可能とする掘削用鋼管。 - 【請求項２】 ネジ継手を持つツールジョイントを、鋼
管端のアプセット部に接合した掘削用鋼管において、内
アプセット増肉開始部に相当する鋼管外表面を含む位置
に、Ｘ線測定用の研磨部位を設け、掘削時に脱着可能に
装着される前記研磨部位を保護するプロテクターとより
なることを特徴とする疲労寿命予測を可能とする掘削用
鋼管。 - 【請求項３】 内面がプラスチック等合成樹脂でライニ
ングされた円筒であり、かつその円筒が半割り可能に結
合されたプロテクターであることを特徴とする請求項２
記載の疲労寿命予測を可能とする掘削用鋼管。 - 【請求項４】 円筒の外径ｄと、ネジ継手部の最大外径
Ｄとがｄ≦Ｄであるプロテクターであることを特徴とす
る請求項２又は３記載の疲労寿命予測を可能とする掘削
用鋼管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28205798A JP2988919B1 (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | 疲労寿命予測を可能とした掘削用鋼管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28205798A JP2988919B1 (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | 疲労寿命予測を可能とした掘削用鋼管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2988919B1 true JP2988919B1 (ja) | 1999-12-13 |
| JP2000097376A JP2000097376A (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=17647603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28205798A Expired - Fee Related JP2988919B1 (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | 疲労寿命予測を可能とした掘削用鋼管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2988919B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105067791A (zh) * | 2015-08-06 | 2015-11-18 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 一种模拟高温合金超高周疲劳损伤的方法 |
| CN109598079A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-04-09 | 中国北方发动机研究所(天津) | 一种气缸盖分区疲劳寿命预估方法 |
-
1998
- 1998-09-18 JP JP28205798A patent/JP2988919B1/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105067791A (zh) * | 2015-08-06 | 2015-11-18 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 一种模拟高温合金超高周疲劳损伤的方法 |
| CN109598079A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-04-09 | 中国北方发动机研究所(天津) | 一种气缸盖分区疲劳寿命预估方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000097376A (ja) | 2000-04-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7357179B2 (en) | Methods of using coiled tubing inspection data | |
| CN102954997A (zh) | 管道管体缺陷的非接触式磁应力检测方法 | |
| GB2541722A (en) | Marine riser component and method of assessing fatigue damage in a marine riser component | |
| CN112504112B (zh) | 一种山区管道应变监测安全管环与方法 | |
| US5767671A (en) | Method of testing the lifeline of coiled tubing | |
| RU2111453C1 (ru) | Универсальный диагностический снаряд-дефектоскоп для контроля за состоянием трубопровода | |
| CN110940605B (zh) | 一种传热管磨损、应力、腐蚀耦合作用试验装置及传热管服役行为评价方法 | |
| JP2988919B1 (ja) | 疲労寿命予測を可能とした掘削用鋼管 | |
| Gao et al. | Critical strain based ductile damage criterion and its application to mechanical damage in pipelines | |
| Rosenfeld et al. | Basis of the new criteria in ASME B31. 8 for prioritization and repair of mechanical damage | |
| Arumugam et al. | Root cause analysis of dent with crack: a case study | |
| US20150066391A1 (en) | Methods for characterizing dents in pipelines | |
| WO2008112732A1 (en) | Protection elements for pipeline investigation devices | |
| JP5735369B2 (ja) | 埋設管の検査方法および更生工法 | |
| US6725717B2 (en) | Non-intrusive locating of a blockage in a pipeline | |
| Hamilton et al. | Using ultrasonic techniques to accurately examine seal-surface-contact stress in premium connections | |
| Panetta et al. | Mechanical damage characterization in pipelines | |
| JP3272651B2 (ja) | 埋設配管の検査方法 | |
| RU2688810C1 (ru) | Дефектоскопия трещин в трубчатых элементах в стволах скважин под высоким давлением с использованием акустической эмиссии | |
| JP3061618B1 (ja) | 配管における局部腐食深さの推定方法 | |
| Kiefner et al. | Estimating Fatigue Life for Pipeline Integrity Management | |
| Brisson et al. | Intergranular stress corrosion cracking initiation and growth in mill-annealed Alloy 600 tubing in high-temperature caustic | |
| Winkworth | Inspection and repair of fixed platforms in the North Sea | |
| JPH02107947A (ja) | 埋設金属管路の外面腐食度検知装置 | |
| Whalen et al. | Theory and Testing of Composite Materials on Stress Corrosion Cracking |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |