JP3756652B2 - Pipe fitting - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油井管、土木杭管等のテーパねじ継手において、ピンのテーパ雄ねじ部をボックスのテーパ雌ねじ部に垂直方向に差し込み、引き続き回転して締め込む際に、作業性を向上可能な管継手に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、油(ガス)井の坑井保護、採油及び掘削に使用される油井管(ケーシングパイプ、チュービングパイプ、ドリルパイプ)又は土木用鋼管杭等、施工又は使用時に鋼管を縦方向に継いでいく管用テーパねじ継手に関して、ピンのテーパ雄ねじ部をボックスのテーパ雌ねじ部に垂直方向に差し込み、初期ねじ込みを開始するまでの作業(スタビング性)及びその後のねじ込み作業を容易かつ迅速にする管継手の一例として、図9(A)に示すような形態の管継手50aが知られている。管継手50aにおいては、管50のピン51のテーパ雄ねじ部52と短管53のボックス54のテーパ雌ねじ部55が嵌合する管用テーパ角ねじ継手が使用されている。この管用テーパ角ねじ継手のねじ込み開始の状況を図9(B)に拡大図で示している。
管用テーパ角ねじ継手のスタビング性を判りやすく説明するために、テーパ雄ねじ部52及びテーパ雌ねじ部55の雄、雌ねじ山56、57の形状を同一とし、それぞれの雄、雌ねじ山頂面58、59はテーパ面Tf に平行とする。図に示す嵌合断面図は、まさに雄ねじ山56が雌ねじ山57に噛み込もうとするところを示している。つまり、テーパ雄ねじ部52の雄ねじ山頂面58を連ねたテーパ面とテーパ雌ねじ部55の雌ねじ山頂面59を連ねたテーパ面が丁度競っており、かつ雄ねじ山56が雌ねじ山57の谷部60に位置するように、テーパ雄ねじ部52の円周方向位置とテーパ雌ねじ部55の円周方向位置を揃えた図としている。図から明らかなように、このままのねじ形状ではテーパ雄ねじ部52をテーパ雌ねじ部55にねじ込むことは不可能である。
【0003】
ここで、管用テーパ角ねじ継手のスタビング性の正体について明らかにするために、図10(B)に示すように、油井管ねじとして広く用いられているAPIバットレスねじ継手の場合を例にして、いかにしてテーパ雄ねじ部61がテーパ雌ねじ部62に差し込まれた後、雄、雌ねじ山63、64がねじ込まれる仕掛けになっているかを説明する。
APIバットレスねじ要素は、テーパT=1/16(又は62.5mm/m、直径に対する変化率)、ピッチP=5.08mm、ねじ山高さH=1.575mm、スタビングフランク角η=10°、ロードフランク角γ=3°、雄、雌ねじ山頂面65、66の直線部はテーパ面Tp (即ち、ピッチライン)に平行、雄、雌ねじ山頂面65、66のコーナR=0.76mm、又は0.20mmなどを特徴としている。
図10(A)はテーパ雄ねじ部61とテーパ雌ねじ部62がねじ込みのために最も都合の良い周方向に填まり込んだ状況を示している。前記管用テーパ角ねじ継手の場合とは異なり、テーパ雌ねじ部62の谷部67の開口部68は雄ねじ山63の雄ねじ山頂面65より幅広くできており、この状態からテーパ雄ねじ部61を下方に落下させると、テーパ雄ねじ部61の雄ねじ山63のコーナ部69は、テーパ雌ねじ部62の雌ねじ山64のコーナ部70に僅かに載ることができ、その状態からテーパ雄ねじ部61を回せば、テーパ雄ねじ部61は螺旋に沿って填まり込んでいくことになる。
【0004】
また、このようにテーパ雄ねじ部61がテーパ雌ねじ部62に填まり込むためには、必ずしも雄ねじ列と雌ねじ列の相対位置は図10(A)の通りでなくてもよく、雄ねじ山63のスタビングフランク面71のコーナRが雌ねじ山64のスタビングフランク面72のコーナRに接するところまで、テーパ雄ねじ部61を図10(A)の位置より下方にずらせた位置でも、テーパ雄ねじ部61はテーパ雌ねじ部62に填まり込むことができる。つまり、このずれに相当する周方向角度の分だけ、テーパ雄ねじ部61をテーパ雌ねじ部62に差し込んだ時、旨くねじ込むための周方向範囲に裕度を持たせることができる。
通常の差し込み、ねじ込み開始作業では、テーパ雄ねじ部61をテーパ雌ねじ部62に差し込み、旨くテーパ雄ねじ部61の雄ねじ山63をテーパ雌ねじ部62の雌ねじ山64に預けることのできる前記周方向位置まで、テーパ雄ねじ部61を回転させる。この時は、まだ雄ねじ山63と雌ねじ山64は噛み合っていないので、テーパ雄、雌ねじ部61、62のそれぞれの軸心が一致していないとかじりを起こすこともあり、直径の大きい鋼管では、回転角が大きいと作業も大変である。従って、雄ねじ山63と雌ねじ山64が噛み込める周方向位置の範囲が広い程、適切な場所まで回転させる回転角を小さくすることができ、スタビング性の良いテーパねじ継手といえる。また、テーパ雌ねじ部62の谷部67の開口部68の幅Wと雄ねじ山頂面65の幅Vとの隙間Gが大きいことの利点は、この隙間G分だけテーパ雄ねじ部61を落とし込んでテーパ雌ねじ部62の雌ねじ山64のスタビングフランク面72に預けた時、(管軸方向の隙間G×テーパT)/2の半径方向預け代が確保できるので、安定したねじ込みができることである。
【0005】
以上の説明から判るように、スタビング性は、テーパ雄ねじ部61をテーパ雌ねじ部62に差し込んだ時、その位置からそのままねじ込みを開始することが可能な円周方向の範囲(θ)が広い程、またねじ込みを開始する時、雄ねじ山63のスタビングフランク面71を雌ねじ山64のスタビングフランク面72に預けている奥行きδ(前記半径方向預け代と同じ)が広い程、良好ということになる。そこで、このスタビング性を支配するθ、δを大きく取るために、従来のテーパねじ継手の形態について幾つかの例で説明する。
まず、APIバットレスねじ継手について説明すると、図10(B)に示すように、第1にテーパ雄ねじ部61の雄ねじ山63のスタビングフランク面71の角度、即ちスタビングフランク角ηを管軸Cに垂直な面から10°傾けている。このスタビングフランク角ηの傾きが大きい程、填まり込みの隙間Gは広くなる。第2に、テーパ雄ねじ部61の雄ねじ山63のスタビングフランク面71のコーナ部69のR=0.76mmをとり、さらにこの隙間Gを広げている。その他、テーパ雄ねじ部61を僅かに(直径で0.03mm)テーパ雌ねじ部62より痩せたねじにしたり、雄、雌ねじ山頂面65、66とロードフランク面73、74とのコーナ部75、76のRを僅かにとる(図10(B)ではR=0.20mm)ことに依っても僅かに隙間Gを広げている。この場合の全ての隙間の総和は約1.75mmと試算される。これを円周方向の範囲(θ)に換算すると、θ=(360°×1.75)/5.08=124°となる。一方、奥行き(δ)はδ=1.75/32=0.055mmとなる。図9の角ねじに比べねじ込みの範囲がでてきているが、積極的にねじ込み易くしているとは言えない。
【0006】
また、ARMCO社製のSEAL−LOCK継手について説明すると、この特殊継手においては、第1に差し込み側のスタビングフランク角ηを管軸に垂直な面に対して45°傾けることにより、実質的に雌ねじ山の谷部の幅を広げ、スタビング時、テーパ雄ねじ部の雄ねじ山をテーパ雌ねじ部の谷部に収め易くしている。第2に、雄、雌ねじ山頂面を管軸に平行とし、テーパ雄ねじ部をテーパ雌ねじ部に差し込む時、雄ねじ山と雌ねじ山同士が競るところを少なくしている。
さらに、VETCO−GRAY社製の特殊継手においては、4条ねじを適用することにより、一周360°の内、4ヶ所のねじ込み可能箇所ができるので、テーパ雄ねじ部をテーパ雌ねじ部に差し込み後、僅かの回転調整にて容易にねじ込みができる。なお、通常の1条ねじでは、ねじ込み可能箇所は1カ所である。さらに、多条ねじ(n条)の最大の特徴は、一旦ねじ込みを開始すると1条ねじに比べ、締まり込み完了までの回転数が1/nになることである。このことは、ロープなどで締め込みを行なう大径の継手では非常に重要な要素である。
他の特殊継手として、テーパ雌ねじ部の入り口を長くする(スタビングガイドを設ける)ことにより、テーパ雄ねじ部をテーパ雌ねじ部に差し込む時斜めにならないようにしているものがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の管継手においては、未だ解決すべき以下のような問題があった。
1条ねじの形態のものでは、差し込み位置が必ずしもねじ込み開始位置とならず、ねじ込み位置を探るためテーパ雄ねじ部を回転しなければならないという問題があった。
一方、4条ねじを含む多条ねじの形態のものでは、ねじ込み可能箇所が条数だけ存在するので、調整の為の回転を少なくでき、これによって1条ねじに比べてかなりスタビング性は改善されるが、それでもいつも差し込み位置から直ちにねじ込むことは不可能である。
また、スタビングガイドを備えた形態のものでは、ねじの斜め差し込みによるかじりなどのトラブルは防げても、本質的に差し込み後直ちにねじ込みを行なうためのものではない。
【0008】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、多条ねじを有するテーパ雄ねじ部をテーパ雌ねじ部に差し込んだ位置から、そのまま迅速かつ容易にねじ込むことが可能な管継手を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う請求項1記載の管継手は、管の先端部の外周面にテーパ雄ねじ部を形成したピンと、短管の両端部の内周面に前記テーパ雄ねじ部に螺合するテーパ雌ねじ部を形成したボックスとをねじ込む管継手において、多条ねじを適用し、奇数条の場合は、(条数−1)山おきに配置された高い雄、雌ねじ山と、該高い雄、雌ねじ山間に配置された低い雄、雌ねじ山とからなるねじ列とし、偶数条の場合は、高い雄、雌ねじ山と低い雄、雌ねじ山とを交互に配置したねじ列とするか、又は(条数−1)山おきに配置された高い雄、雌ねじ山と、該高い雄、雌ねじ山間に配置された低い雄、雌ねじ山とからなるねじ列とする。
請求項2記載の管継手は、請求項1記載の管継手において、前記雄ねじ山のねじ山頂面と前記雌ねじ山のねじ山頂面は、角ねじ又は台形ねじのように所定の幅を有し、前記両ねじ山頂面を、管軸に平行な面に対して平行又は、ねじ列テーパ面と反対方向に傾斜させる。
請求項3記載の管継手は、請求項1記載の管継手において、前記雄ねじ山のねじ山頂面と前記雌ねじ山のねじ山頂面は、角ねじ又は台形ねじのように所定の幅を有し、前記両ねじ山頂面の一部を管軸に平行にすると共に、残りの該両ねじ山頂面を前記管軸に平行な面に対してねじ列テーパ面と反対方向に傾斜させる。
【0010】
請求項4記載の管継手は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の管継手において、前記テーパ雄ねじ部を前記テーパ雌ねじ部に差し込む際、前記雄ねじ山のねじ山頂面に接する仮想テーパ面と前記雌ねじ山のねじ山頂面に接する仮想テーパ面とが競り合う状態において、そのまま前記テーパ雄ねじ部を鉛直方向に下げると前記雄ねじ山のねじ山頂面が前記雌ねじ山のねじ山頂面に競ることなく、前記雄ねじ山のスタビングフランク面が前記雌ねじ山のスタビングフランク面に重なることが可能な元の雄ねじ列と雌ねじ列との位置関係を再現できるように、ねじ切り加工時に前記テーパ雄ねじ部及び前記テーパ雌ねじ部の円周方向に符合させる印を付けている。
請求項5記載の管継手は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の管継手において、ねじ切り加工時の前記テーパ雄ねじ部及び前記テーパ雌ねじ部のそれぞれのねじ列テーパ面の相対的直径誤差を考慮して、ねじの加工誤差を考慮しない理想的な雄ねじ列及び雄ねじ列の差し込み直後のねじ込みを可能とする所定範囲の適正位置関係の内、前記テーパ雄ねじ部の雄ねじ山のねじ山頂面とスタビングフランク面とのコーナ部の位置が常に適正範囲の中央に来るようにしている。
請求項6記載の管継手は、請求項5記載の管継手において、理想状態において、前記適正範囲が前記ねじの加工誤差より大きい。
請求項7記載の管継手は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の管継手において、前記テーパ雌ねじ部の管端部に該テーパ雌ねじ部に続くスタビングガイドを備えている。
【0011】
本発明は、以下に説明する考え方に基づいてなされたものである。
テーパ雄ねじ部をテーパ雌ねじ部に真っ直ぐ差し込んだ時の態様には以下の3通りの場合がある。第1は、雄、雌ねじ山同士が競ってしまう時、第2は、雄、雌ねじ山が部分的に競ってしまう時、第3は、テーパ雄ねじ部の雄ねじ山のねじ山頂面がテーパ雌ねじ部の雌ねじ山の谷部に重なり引き続きテーパ雄ねじ部の雄ねじ山の側面(スタビングフランク面)が雌ねじ山の側面(スタビングフランク面)に着地するときである。
本発明が目的とする、差し込んだ後直ぐにねじ込みを可能にするためには、テーパ雄ねじ部をテーパ雌ねじ部に差し込んだ後、常に前記第3の状態になるように雄、雌ねじ山の形状やねじ切り加工方法を工夫することが必要となる。本発明では、この第3の状態を常に再現させるために、次の4つの要素技術を採用している。
【0012】
第1の要素技術は、図2に示すように、テーパ雄ねじ部11とテーパ雌ねじ部12の軸方向のねじ山の相対位置が常に第3の状態になるように、ねじ切り加工時にテーパ雄ねじ部11の先端20からの雄ねじ山13のねじ山頂面14の差し込み側のスタビングフランク面15のコーナの座標(r、Zm )を予め決定しておき、それが通過するパイプ16(又は管と呼ぶ)の円周方向位置に印S1 (図示せず)を付け、同時に、図2に示すように、雄ねじ山13のスタビングフランク面15のコーナが填まり込みを開始する雌ねじ山17の谷部18が座標(r、Zf )になるようにパイプ19(又は短管と呼ぶ)のテーパ雌ねじ部12の先端20aの円周方向にも印S2 (図示せず)を付け、差し込み時にそれらの印S1 、S2 同士が重なるようにテーパ雄、雌ねじ部11、12の円周方向位置を決め、管継手10のねじ込み作業を行なう。
第2の要素技術は、1リード内の多条ねじ山の一部を他のねじ山の高さより低くすることにより、スタビング時、雄、雌ねじ山同士が競り合う確率を小さくすることである。これは、ねじ山の低い部分を実質的には、1条ねじの谷部とみなすことに等しい。従って、2条ねじの場合は、テーパ雄ねじ部の雄ねじ山のねじ山頂面の幅の3倍の谷部の幅があることになり、スタビング時、雄ねじ山はテーパ雌ねじ部の谷部に容易に収まることになる。
【0013】
第3の要素技術は、第2の要素技術における高い雄、雌ねじ山同士の競り合いをも回避しようとする考えに基づくもので、高いねじ山頂面をねじ列テーパ面と管軸に対し反対側に傾斜させることにより、雄、雌ねじ山同士が面で接するのを点で接するようにしている。図2に示すように、テーパ雄、雌ねじ部11、12の雄、雌ねじ山13、17のねじ山頂面14、22を管軸Cに平行な面D(図2中破線)より僅かに雄、雌ねじ列の仮想テーパ面T(図2中2点鎖線)と逆方向のテーパ面E(図2中実線)とすることである。
第4の要素技術は、図2に示すように、ねじの加工公差を考慮して、理屈の上でテーパ雄ねじ部11がテーパ雌ねじ部12に差し込み状態からそのままねじ込める軸方向範囲が、ねじのスタンドオフ公差(又は相対的直径誤差とも呼び、テーパねじの直径公差を長さ方向に換算した値であって、APIバットレスねじ継手の場合、1/2ピッチ)より大きくなるようにする。
【0014】
第2、第3の要素技術が満足されていれば、理屈の上ではテーパ雄ねじ部を円周方向のどの位置で差し込んでも、そのままねじ込みが可能であるが、テーパ雄ねじ部の雄ねじ山のスタビングフランク面をテーパ雌ねじ部の雌ねじ山のスタビングフランク面に安定して着地させるには、ねじのスタンドオフ公差が差し込み後直ぐにねじ込める許容範囲の中心に来るようにし、尚かつスタンドオフ公差の小さい、精度良いねじ加工を行なうようにするのが好ましい。
本発明は、第2、第3の要素技術だけで、360°テーパ雌ねじ部12のどの位置にテーパ雄ねじ部11を差し込んでも、そのままねじ込むことを可能とするが、実際にはねじの公差、ねじ込み時の僅かなテーパ雄ねじ部11とテーパ雌ねじ部12のそれぞれの軸の傾きも考慮して、安定してこのスタビング性を確保できるように、第1の要素技術に示すねじ切り加工時の差し込み位置を指定する印S1 、S2 及び第4の要素技術におけるねじのスタンドオフ公差を考慮した最適差し込み位置の考え方をも考慮したものであり、各要素技術を単独もしくは、組み合わせて適用することにより、効果的なスタビング性、迅速締め込み性、継手強度低下の抑制を同時に満足させることができる。
【0015】
本発明は、雄、雌ねじ部を2段に分けた多条ねじ継手でも、またねじ列のどこかにテーパねじ部を具備する多条ねじ継手でも、それら全てに適用できることは言うまでもない。(図6(C)及び(D)参照)。
さらに、既述のスタビングガイドの考えと組み合わせることにより、斜めねじ込み時に予想されるねじのかじり(クロススレッド)を防止し、テーパ雄ねじ部のテーパ雌ねじ部へのスタビングからねじ込みまでの一連の作業を省力化することも可能としている。
【0016】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図1は本発明の一実施の形態に係る管継手が適用されるテーパねじ継手のスタビングフランク面の重なりが最大となる差し込み位置状態を説明する断面図、図2は同テーパねじ継手の差し込み適正範囲の状態を説明する断面図、図3は同テーパねじ継手の嵌合状態を説明する断面図、図4は同テーパねじ継手が3条の場合のねじ形状の断面図、図5は同テーパねじ継手が4条の場合のねじ形状の断面図、図6は本発明の一実施の形態に係る管継手の変形例の断面図、図7は同管継手の実施例の嵌合状態での寸法図、図8は同詳細寸法図である。
【0017】
図6に示す本発明の一実施の形態に係る管継手が適用されるテーパねじ継手の形状において、(A)は締結ねじのみを備えた管継手、(B)はねじ嵌合部の先端部に金属シール部を具備する管継手、(C)は(A)又は(B)の一様テーパねじ部を2段に分けた管継手、(D)は(A)又は(B)の一様テーパねじ部の一部に平行ねじ部を代替した管継手である。雄、雌ねじテーパ部の相対的太さを一定に管理するためには、テーパ雄ねじ部ならば、その先端からある軸方向位置のねじ有効径を一定に加工し、一方テーパ雌ねじ部ならば、継手入口からのある軸方向深さのねじ有効径を一定に加工する。
【0018】
図1は、一山毎にねじ山高さを変えた、ねじリードL(図2を参照)、ピッチp(L/2)の2条ねじからなるテーパ雄、雌ねじ部11、12において、雄ねじ山13、13a、雌ねじ山17、17aが、それぞれのねじ山頂面14、22の点と仮想テーパTが接する状態で、尚かつ雄ねじ山13のスタビングフランク面15とねじ山頂面14とのコーナ部24が、テーパ雌ねじ部12の雌ねじ山17のスタビングフランク面25とねじ山頂面22とのコーナ部27に接した状態、即ち差し込み位置の状態を示している。なお、雄ねじ山13a及び雌ねじ山17aにおいて、雄ねじ山13、雌ねじ山17の各要素に対応するものには、図に添字aを付けて説明している。
この状態から、テーパ雄ねじ部11の雄ねじ山13のコーナ部24がテーパ雌ねじ部12の雌ねじ山17のコーナ部27をすり抜ければ、コーナ部24は管継手10の管軸Cに平行な面D(破線で示す)に沿って下方に落下し、一つ下の雌ねじ山17aを僅かにかわして、その下の雌ねじ山17のスタビングフランク面25の点28に着地する。つまり、高さの低い雄ねじ山13a、雌ねじ山17aを、高さの高い雄ねじ山13が、高さの高い雌ねじ山17に着地するのに妨げとならない程度に低くしておけばよい。こうして首尾よく、高さの高い雄ねじ山13のスタビングフランク面15が、高さの高い雌ねじ山17のスタビングフランク面25に重なれば、この時の雄ねじ山13と雌ねじ山17の重なりwは最大となる。
【0019】
このように雄ねじ山13のスタビングフランク面15が旨く雌ねじ山17のスタビングフランク面25に着地できるのは、図から明らかなように、一つおきに低いねじ山を配置していることに加え、角ねじ又は台形ねじのように所定の幅を有する雄ねじ山13のねじ山頂面14と雌ねじ山17のねじ山頂面22とが、差し込み時に競り合うことがないように、管軸Cに平行な面Dに対してねじテーパ角αと反対側にスタビング逃げ角βを設けて傾斜しているからである。理想的にはこれらねじ山頂面14、22は管軸Cに平行(図1の破線の補足線)でも競り合うことはないが、テーパ雄ねじ部11の差し込み時には僅かな傾きがあるので、実際には雄、雌ねじ山13、17同士が競り合うこともあり得る。スタビング逃げ角βは大きい方がねじ込み容易性には優れるが、反面大き過ぎると継手引張時に荷重を受け持つロードフランク面23、23aの高さhが低くなり、テーパ雄ねじ部11がテーパ雌ねじ部12から抜け易くなる問題があるので、必要以上に大きくすることは適当でない。特に、雄ねじ山13、13a、雌ねじ山17、17aの高さを低くすること自体でねじ山高さを犠牲にしているので、ねじ山頂面14、22の傾斜角はこの点も考慮して、必要ねじ高さを確保するように決定する。なお、図1及び図2中符号16はパイプ、18は谷部、19はパイプ、26は雌ねじ山17のロードフランク面を示す。
【0020】
図2に示す管継手10は、雄ねじ山13のコーナ部24が仮想テーパ面Tに接して止まる位置が、図1の場合に比べて1ピッチPだけねじ込み方向に進み、図のねじリードLの中央に位置する状態を示す。テーパ雄ねじ部11の雄ねじ山13のコーナ部24をねじリードLの中央に設定している理由は、ねじのスタンドオフ公差及び僅かでも傾きを伴ったスタビング作業であっても、雄ねじ山13のスタビングフランク面15を安定してテーパ雌ねじ部12の雌ねじ山17のスタビングフランク面25に着地させるためである。ねじのスタンドオフ公差による雄ねじ山13の雌ねじ山17に対する相対的ずれの範囲は、スタンドオフ公差をそれぞれsとすれば、図2に示すsの範囲となる。
もしコーナ部24がsの範囲の上方端に偏れば、雌ねじ山17のコーナ部27をすり抜け難い方向となり、一方、反対にsの範囲の下方端に偏れば、雌ねじ山17のコーナ部27までの距離が近くなり、着地時の両方のスタビングフランク面15、25の重なりが狭くなるので、安定がよくない方向となる。
【0021】
従って、ねじ切り時の刃物パス計算においては、雄ねじ山13と雌ねじ山17の仮想テーパ面Tが接した状態において、図2のコーナ部24(図中○)が雌ねじ山17のねじリードLの中央に位置するようにパスデザインする必要があり、ねじのスタンドオフ公差が小さく、精度の良いテーパねじ加工が必要となる。○を刃物の基準位置と考えれば、それらが雄ねじ切りパスでは、(r、Zm )を通過するように、一方、雌ねじ切りパスでは、(r、Zf )を通過するように、ねじ切り開始時の雄ねじ切り刃物、雌ねじ切り刃物とパイプ16、19それぞれとの関係を設定し、その時の刃物運動面がそれぞれパイプ16、19と交わるパイプ16、19の周方向位置に印S1 、S2 を付けておく。こうすることで、印S1 、S2 の付いたテーパ雄ねじ部11とテーパ雌ねじ部12をその印S1 、S2 の位置を円周方向に一致させて差し込めば、必ず図2に示す位置関係、即ち雄、雌ねじ山13、17のねじ山頂面14、22が競ることなく、雄ねじ山13のスタビングフランク面15が雌ねじ山17のスタビングフランク面25に重なることが可能な元の雄ねじ列と雌ねじ列との位置関係を再現でき、円滑なテーパ雄ねじ部11の差し込み及びそれに続くねじ込みが可能となる。
【0022】
図3は管継手10のテーパ雄ねじ部11とテーパ雌ねじ部12とが締め付けを終了した状態、即ち嵌合状態を示している。
本実施の形態に係る管継手10の場合のテーパねじ形状の特徴は、スタビングフランク面15、15a、25、25aに比べロードフランク面23、23a、、26、26aの高さが低くなることである。このことは先に述べたテーパ雄ねじ部11の抜けを惹起する可能性があるので、その抵抗を高めるために次の2つの方法を採用している。
第1は、図3に示すように、ロードフランク面23a、26aを管軸Cに対する垂直面Vs より抜け難い方に角度γだけ傾けることである。
第2は雄、雌ねじ山13、17のねじ山頂面14、22の全面をスタビング逃げ角βとするのでなく、スタビングフランク面15、15a、25、25aに近い側のみスタビング逃げ角βとし、残りのロードフランク面23、23a、26、26aに近い側を平行とするか、逆にスタビングフランク面15、15a、25、25aに近い側のみ平行とし、残りのロードフランク面23、23a、26、26a側にスタビング逃げ角度βを適用することにより、少しでもロードフランク面23、23a、26、26aの高さhが低くなるのを回避している。なお、図3中の破線は、ねじ山頂面14、22を管軸Cに平行にした場合の補足線で、ロードフランク面23、23a、26、26aの嵌合高さの改善代を示している。
【0023】
以上、2条ねじの例を詳しく述べてきたが、締め込みは条数が増す程速くなる。そこで、3条ねじ、4条ねじについても、ねじ山の高さの高低の付け方について触れておく。図4(A)は3条ねじで、高いねじ山を2つおき、即ち(条数−1)山おきに配置した場合を示す。
雄ねじ山13cは、雌ねじ山17cをすり抜けた状態で、雌ねじ山17dに着地が見通せる位置にある。スタビングフランク面の重なりも広く取れ、ねじリードL内の広い範囲で安定して雌ねじ山17dに着地可能である。しかし、嵌合した状態(二点鎖線)を想像すると、嵌合高さが図示のように狭くなる欠点がを併せ持つことになる。なお、図4(A)中符号13dは高さの高い雄ねじ山を示す。
【0024】
図4(B)は、この欠点を解消するため、スタビング位置と着地幅を犠牲にして、高さの高い雌ねじ山17e、17fの中間の雌ねじ山17g、17hの高さを高めにしたものである。雄ねじ山13e、13fはそれぞれ雌ねじ山17h、17fに着地可能である。なお、図4(B)中符号13g、13hも雄ねじ山を示す。
図5(A)は4条ねじで、高いねじ山を1つおきに配置した場合を示す。スタビング性(差し込みからねじ込みまでの作業性)及びねじ嵌合状況を2条ねじと同様とし、ねじ込み速さを2条ねじの倍にできる。雄ねじ山13i、13kはそれぞれ雌ねじ山17k、17nに着地可能である。
図5(B)は4条ねじで、高いねじ山を3つおき、即ち(条数−1)山おきに配置した場合を示す。雄ねじ山13pは雌ねじ山17pをすり抜けた状態で、雌ねじ山17tに着地が見通せる位置にある。図4(A)と同様、スタビング性は良好であるが、継手効率を犠牲にしている。ねじ切り工程で雄ねじ山と雌ねじ山のねじ列相対位置が、制御できるのであれば、図4(B)及び図5(A)の場合でも、スタビング性には十分余裕があるので、図4(A)及び図5(B)タイプのねじ山を高低配列したものより、図4(B)及び図5(A)の方が継手効率も勘案するのであれば、適当である。
【0025】
また、このように条数を増やしても、スタビング時、雄ねじ山の通り抜けをよくするために、高いねじ山のねじ山頂面にねじ列テーパ面と反対の傾斜を付けたり、丁度いい位置に填まり込むようにねじ加工時、パイプに印を付けておくなどの技術的考え方は、上述の2条ねじの場合と同様である。
【0026】
【実施例】
続いて、前記実施の形態に係る管継手の実施例について、図7及び図8(A)及び(B)を参照しながら説明する。図7及び図8は、7インチのAPIバットレスねじ継手を原形とし、前記実施の形態に係る管継手を基にスタビング性及び迅速締め込み性を改良した継手である。なお、図7は管継手の嵌合状態での取り合い寸法を示す断面図である。
APIバットレスねじ継手と異なるねじ諸元は、2条ねじとしていること、ピン、ボックスそれぞれの雄、雌ねじ山のねじ山頂面が管軸Cに対してねじ列テーパ面PT、BTと反対側に3°傾斜し、ロードフランク面が管軸Cに垂直な面に対して、APIバットレスねじ継手の場合とは反対方向に3°傾斜し、さらにスタビングフランク面を30°傾斜している点である。
【0027】
このような要領でねじ継手加工を行い、テーパ雄ねじ部をテーパ雌ねじ部に差し込んで、その状態からそのままねじ込みが可能かどうか試した。その結果、管軸Cが傾かないようにテーパ雄ねじ部をテーパ雌ねじ部に注意深く挿入すれば、360°のどの位置に差し込んでも、そのままねじ込むことが可能であることを確認した。
また、当然であるが、2条ねじとしているため、締め込み回転数も通常のAPIバットレスねじ継手の半分にできた。さらに、軸芯ずれをなくすために、テーパ雌ねじ部の先端(又は管端部とも呼ぶ)に200mmの円筒をスタビングガイドとして溶接して、同じ作業を実施したところ、芯合わせに神経を使うことなくスタビング、ねじ込みの連続作業が可能であることも確認できた。
【0028】
【発明の効果】
請求項1〜7記載の管継手においては、多条ねじを適用し、奇数条の場合は、(条数−1)山おきに配置された高い雄、雌ねじ山と、高い雄、雌ねじ山間に配置された低い雄、雌ねじ山とからなるねじ列とし、偶数条の場合は、高い雄、雌ねじ山と低い雄、雌ねじ山とを交互に配置したねじ列とするか、又は(条数−1)山おきに配置された高い雄、雌ねじ山と、該高い雄、雌ねじ山間に配置された低い雄、雌ねじ山とからなるねじ列としているので、1ねじリード内の多条ねじの山形状を工夫することにより、テーパ雄ねじ部の差し込み位置からそのままねじ込むことができると共に、ねじ込み作業を容易かつ迅速に行なうことができる。
特に、請求項2記載の管継手においては、雄ねじ山のねじ山頂面と雌ねじ山のねじ山頂面は、角ねじ又は台形ねじのように所定の幅を有し、両ねじ山頂面を、管軸に平行な面に対して平行又は、ねじ列テーパ面と反対方向に傾斜させているので、テーパ雄ねじ部を360°のどの位置で差し込んでも差し込み及びそれに続くねじ込みの連続作業がより円滑に行なえる。
請求項3記載の管継手においては、雄ねじ山のねじ山頂面と雌ねじ山のねじ山頂面は、角ねじ又は台形ねじのように所定の幅を有し、両ねじ山頂面の一部を管軸に平行にすると共に、残りの両ねじ山頂面を管軸に平行な面に対してねじ列テーパ面と反対方向に傾斜させているので、ロードフランク面の高さを大きく保つことができ、抜け難いねじ継手形状にできる。
【0029】
請求項4記載の管継手においては、テーパ雄ねじ部をテーパ雌ねじ部に差し込む際、雄ねじ山のねじ山頂面に接する仮想テーパ面と雌ねじ山のねじ山頂面に接する仮想テーパ面とが競り合う状態において、そのままテーパ雄ねじ部を鉛直方向に下げると雄ねじ山のねじ山頂面が雌ねじ山のねじ山頂面に競ることなく、雄ねじ山のスタビングフランク面が雌ねじ山のスタビングフランク面に重なることが可能な元の雄ねじ列と雌ねじ列との位置関係を再現できるように、ねじ切り加工時にテーパ雄ねじ部及びテーパ雌ねじ部の円周方向に符合させる印を付けているので、テーパ雄ねじ部の差し込み位置からそのままねじ込むことができると共に、ねじ込み作業をさらに容易かつ迅速に行なうことができる。
請求項5記載の管継手においては、ねじ切り加工時のテーパ雄ねじ部及びテーパ雌ねじ部のそれぞれのねじ列テーパ面の相対的直径誤差を考慮して、ねじの加工誤差を考慮しない理想的な雄ねじ列及び雄ねじ列の差し込み直後のねじ込みを可能とする所定範囲の適正位置関係の内、テーパ雄ねじ部の雄ねじ山のねじ山頂面とスタビングフランク面とのコーナ部の位置が常に適正範囲の中央に来るようにしているので、ねじの加工誤差に無関係にテーパ雄ねじ部の差し込み及びそれに続くねじ込みの連続作業が可能である。
請求項6記載の管継手においては、理想状態において、適正範囲がねじの加工誤差より大きいので、さらにテーパ雄ねじ部の差し込み及びそれに続くねじ込みの連続作業が改善される。
請求項7記載の管継手においては、テーパ雌ねじ部の管端部にテーパ雌ねじ部に続くスタビングガイドを備えているので、テーパ雄ねじ部がスタビングガイドに案内されて、軸芯が出るため、差し込み及びねじ込み作業が容易に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る管継手が適用されるテーパねじ継手のスタビングフランク面の重なりが最大となる差し込み位置状態を説明する断面図である。
【図2】同テーパねじ継手の差し込み適正範囲の状態を説明する断面図である。
【図3】同テーパねじ継手の嵌合状態を説明する断面図である。
【図4】同テーパねじ継手が3条の場合のねじ形状の断面図である。
【図5】同テーパねじ継手が4条の場合のねじ形状の断面図である。
【図6】本発明の一実施の形態に係る管継手の変形例の断面図である。
【図7】同管継手の実施例の嵌合状態での寸法図である。
【図8】同詳細寸法図である。
【図9】従来例に係る管用テーパ角ねじを有する管継手のねじ込み開始の状況を説明する断面図及びその拡大図である。
【図10】APIバットレスねじ継手のねじ形状及びこれを使用した管継手ののねじ込み開始の状況を説明する断面図である。
【符号の説明】
10 管継手 11 テーパ雄ねじ部
12 テーパ雌ねじ部 13 雄ねじ山
13a 雄ねじ山 13c 雄ねじ山
13d 雄ねじ山 13e 雄ねじ山
13f 雄ねじ山 13g 雄ねじ山
13h 雄ねじ山 13i 雄ねじ山
13j 雄ねじ山 13k 雄ねじ山
13m 雄ねじ山 13n 雄ねじ山
13p 雄ねじ山 13q 雄ねじ山
13r 雄ねじ山 13s 雄ねじ山
13t 雄ねじ山 14 ねじ山頂面
14a ねじ山頂面 15 スタビングフランク面
15a スタビングフランク面 16 パイプ
17 雌ねじ山 17a 雌ねじ山
17c 雌ねじ山 17d 雌ねじ山
17e 雌ねじ山 17f 雌ねじ山
17g 雌ねじ山 17h 雌ねじ山
17i 雌ねじ山 17j 雌ねじ山
17k 雌ねじ山 17m 雌ねじ山
17n 雌ねじ山 17p 雌ねじ山
17q 雌ねじ山 17r 雌ねじ山
17s 雌ねじ山 17t 雌ねじ山
18 谷部 18a 谷部
19 パイプ 20 先端
20a 先端 22 ねじ山頂面
22a ねじ山頂面 23 ロードフランク面
23a ロードフランク面 24 コーナ部
24a コーナ部 25 スタビングフランク面
25a スタビングフランク面 26 ロードフランク面
26a ロードフランク面 27 コーナ部
27a コーナ部 28 点[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a tapered threaded joint such as an oil well pipe or a civil engineering pile pipe, in which a taper male threaded portion of a pin is inserted into a taper female threaded portion of a box in a vertical direction, and when it is continuously rotated and tightened, the workability can be improved. Related to fittings.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, oil pipes (casing pipes, tubing pipes, drill pipes) or steel pipe piles for civil engineering used for well protection, oil extraction and drilling of oil (gas) wells, etc. An example of a pipe joint that makes it easy and quick to insert the taper male threaded part of the pin into the taper female threaded part of the box in the vertical direction and start the initial screwing (stubability) and the subsequent screwing work. As shown in FIG. 9A, a
In order to easily understand the stubbing property of the tapered angle threaded joint for pipes, the male and
[0003]
Here, in order to clarify the stubbing identity of the tapered angle threaded joint for pipes, as shown in FIG. 10 (B), an example of an API buttress threaded joint widely used as an oil well pipe thread, The following describes how the male and
API buttress screw element has taper T = 1/16 (or 62.5 mm / m, rate of change with diameter), pitch P = 0.08 mm, thread height H = 1.575 mm, stubbing flank angle η = 10 ° , Road flank angle γ = 3 °, male and female
FIG. 10A shows a situation where the tapered
[0004]
In order for the tapered
In a normal insertion and screwing start operation, the tapered
[0005]
As can be seen from the above description, the stubbing property is such that when the taper
First, the API buttress threaded joint will be described. As shown in FIG. 10B, first, the angle of the
[0006]
Further, the SEAL-LOCK joint manufactured by ARMCO will be described. In this special joint, first, the stubbing flank angle η on the insertion side is substantially inclined by 45 ° with respect to the plane perpendicular to the tube axis. The width of the valley portion of the female screw thread is widened so that the male screw thread of the tapered male screw portion can be easily stored in the valley portion of the tapered female screw portion during stubbing. Secondly, the top surfaces of the male and female screw threads are parallel to the tube axis, and when the tapered male screw part is inserted into the tapered female screw part, the place where the male screw thread and the female screw thread compete with each other is reduced.
Furthermore, in the special joint made by VETCO-GRAY, by applying 4 threads, there are 4 places where screwing is possible within 360 ° of the circumference. After inserting the taper male thread part into the taper female thread part, Can be screwed in easily by adjusting the rotation. In addition, in a normal single thread screw, the screwable place is one place. Furthermore, the greatest feature of the multi-thread (n-thread) is that once the screwing is started, the number of rotations until the tightening is completed becomes 1 / n compared to the single thread. This is a very important factor in a large-diameter joint that is tightened with a rope or the like.
As another special joint, there is one that lengthens the entrance of the taper female thread part (provides a stubbing guide) so that the taper male thread part is not inclined when inserted into the taper female thread part.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional pipe joint still has the following problems to be solved.
In the case of the single thread type, there is a problem that the insertion position is not necessarily the screw start position, and the tapered male thread portion must be rotated in order to find the screw position.
On the other hand, in the form of a multi-threaded screw including four-threaded screws, there are as many threadable locations as there are threads, so that the rotation for adjustment can be reduced, which significantly improves the stubbing performance compared to single-threaded screws. However, it is still impossible to screw in immediately from the insertion position.
Further, in the configuration provided with the stubbing guide, troubles such as galling due to the diagonal insertion of the screw can be prevented, but it is not essentially for screwing in immediately after insertion.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is intended to provide a pipe joint that can be quickly and easily screwed from a position where a tapered male screw portion having a multi-thread is inserted into a tapered female screw portion. Objective.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The pipe joint according to claim 1, which meets the above object, includes a pin having a tapered male threaded portion formed on the outer peripheral surface of the distal end portion of the tube, and a tapered female threaded portion that is threadedly engaged with the tapered male threaded portion on the inner peripheral surfaces of both ends of the short tube. In a pipe joint for screwing a box formed with a multi-thread, in the case of an odd number of threads, (higher number -1) between the high male and female thread arranged at every other ridge and between the high male and female thread In the case of an even strip, a thread row composed of alternately high males, female threads and low males, female threads, or (number of strips-1) ) A screw train composed of a high male and female screw thread arranged every other mountain and a low male and female screw thread arranged between the high male and female screw threads.
The pipe joint according to claim 2 is the pipe joint according to claim 1, wherein the thread top surface of the male thread and the thread top surface of the female thread have a predetermined width like a square thread or a trapezoidal thread, Both the screw thread top surfaces are inclined parallel to the surface parallel to the tube axis or in the direction opposite to the thread row taper surface.
The pipe joint according to
[0010]
The pipe joint according to claim 4 is the virtual joint according to any one of claims 1 to 3, wherein when the taper male thread portion is inserted into the taper female thread portion, the virtual taper is in contact with the top surface of the male thread. When the taper male thread portion is lowered in the vertical direction as it is in a state where the surface and the virtual taper surface in contact with the thread top surface of the female thread compete with each other, the thread top surface of the male thread does not compete with the thread top surface of the female thread The taper male thread portion and the taper male thread portion at the time of threading processing can be reproduced so as to reproduce the positional relationship between the original male screw row and the female screw row that can be overlapped with the stubbing flank surface of the female screw thread. The taper female threaded portion is marked to match the circumferential direction.
The pipe joint according to claim 5 is the pipe joint according to any one of claims 1 to 4, wherein the taper male thread part and the taper female thread part have respective relative diameters of the tapered thread surfaces at the time of threading. In consideration of errors, an ideal male screw row that does not take into account screw machining errors, and a screw thread top surface of the male screw thread of the taper male screw portion within an appropriate positional relationship that enables screwing immediately after insertion of the male screw row. And the stubbing flank surface are always positioned at the center of the appropriate range.
A pipe joint according to a sixth aspect is the pipe joint according to the fifth aspect, wherein the appropriate range is larger than a machining error of the screw in an ideal state.
A pipe joint according to a seventh aspect is the pipe joint according to any one of the first to sixth aspects, further comprising a stubbing guide following the tapered female threaded portion at a pipe end of the tapered female threaded portion.
[0011]
The present invention has been made based on the concept described below.
There are the following three cases when the taper male screw portion is inserted straight into the taper female screw portion. The first is when the male and female threads are competing with each other, the second is when the male and female threads are partially competing, and the third is the thread top surface of the male thread of the tapered male thread is the tapered female thread This is when the side surface (stubbing flank surface) of the male thread portion of the tapered male thread portion lands on the side surface (stubbing flank surface) of the female thread thread.
For the purpose of the present invention, in order to enable screwing immediately after being inserted, the shape of the male and female threads and the thread cutting so that the third state is always obtained after the tapered male threaded portion is inserted into the tapered female threaded portion. It is necessary to devise a processing method. In the present invention, in order to always reproduce the third state, the following four elemental technologies are employed.
[0012]
As shown in FIG. 2, the first elemental technique is such that the taper male screw portion 11 is threaded during threading so that the relative positions of the axial threads of the taper male screw portion 11 and the taper
The second elemental technology is to reduce the probability that the male and female threads compete with each other during stubbing by making a part of the multiple thread threads in one lead lower than the height of the other threads. This is substantially equivalent to considering the low thread portion as a single thread thread valley. Therefore, in the case of double thread, there is a trough width that is three times the width of the thread top surface of the male thread of the taper male thread part. During stubbing, the male thread is easily located in the trough of the taper female thread part. Will fit.
[0013]
The third elemental technology is based on the idea of avoiding the competition between the high male and female screw threads in the second elemental technique, and the high thread top surface is on the opposite side of the thread row taper surface and the tube axis. By inclining, the male and female screw threads are in contact with each other at a point. As shown in FIG. 2, the taper male, the
As shown in FIG. 2, in the fourth elemental technology, the axial range in which the tapered male threaded portion 11 can be screwed into the tapered female threaded
[0014]
If the second and third elemental technologies are satisfied, it is theoretically possible to screw the taper male screw part at any position in the circumferential direction. In order to stably land the flank surface on the stubbing flank surface of the female thread of the taper female thread, the standoff tolerance of the screw should be at the center of the allowable range that can be screwed in immediately after insertion, and the standoff tolerance is small. It is preferable to perform threading with high accuracy.
In the present invention, it is possible to screw the taper male screw portion 11 into any position of the 360 ° taper
[0015]
Needless to say, the present invention can be applied to both a multi-thread thread joint in which male and female thread portions are divided into two stages, and a multi-thread thread joint having a tapered thread portion somewhere in the thread row. (See FIGS. 6C and 6D).
Furthermore, by combining it with the idea of the stubbing guide described above, it prevents the screw galling (cross thread) expected at the time of oblique screwing, and performs a series of operations from stubbing to screwing into the taper female screw part. It is also possible to save labor.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
Here, FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining an insertion position state in which the overlap of stubbing flank surfaces of a taper screw joint to which a pipe joint according to an embodiment of the present invention is applied is maximized, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the fitting state of the joint, and FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the fitting state of the taper screw joint. FIG. 5 is a cross-sectional view of the thread shape when the taper threaded joint has four threads, FIG. 6 is a cross-sectional view of a modified example of the pipe joint according to the embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a fitting example of the pipe joint. FIG. 8 is a detailed dimensional diagram in the combined state.
[0017]
In the shape of the taper screw joint to which the pipe joint according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 6 is applied, (A) is a pipe joint having only a fastening screw, and (B) is the tip of the screw fitting portion. (C) is a pipe joint in which the uniform taper thread part of (A) or (B) is divided into two stages, and (D) is the uniform of (A) or (B). This is a pipe joint in which a parallel thread part is substituted for a part of the taper thread part. In order to keep the relative thickness of the male and female thread taper parts constant, if it is a taper male thread part, the effective thread diameter at the axial position from the tip is processed to be constant, while if it is a taper female thread part, The effective diameter of the screw at a certain axial depth from the inlet is machined to be constant.
[0018]
FIG. 1 shows a male thread in a tapered male and female threaded
From this state, if the
[0019]
The reason why the stubbing
[0020]
In the pipe joint 10 shown in FIG. 2, the position where the
If the
[0021]
Therefore, in the blade path calculation at the time of thread cutting, the corner portion 24 (circle in the figure) of FIG. 2 is the center of the screw lead L of the
[0022]
FIG. 3 shows a state where the taper male screw portion 11 and the taper
The feature of the taper screw shape in the case of the pipe joint 10 according to the present embodiment is that the height of the load flank surfaces 23, 23a, 26, 26a is lower than that of the stubbing flank surfaces 15, 15a, 25, 25a. It is. Since this may cause the taper male screw portion 11 to come off as described above, the following two methods are adopted to increase the resistance.
First, as shown in FIG. 3, the load flank surfaces 23 a and 26 a are perpendicular to the tube axis C. s The angle γ is tilted to the more difficult direction.
The second is not to make the entire surface of the screw thread top surfaces 14 and 22 of the male and
[0023]
As described above, the example of the double thread has been described in detail, but the tightening becomes faster as the number of threads increases. Therefore, the method of attaching the height of the thread is also mentioned for the three-thread screw and the four-thread screw. FIG. 4 (A) shows a case where three threads are provided and every two high threads are arranged, that is, every (number of threads-1) threads.
The
[0024]
In FIG. 4B, in order to eliminate this drawback, the height of the
FIG. 5 (A) shows a case where four threads are used and every other high thread is arranged. The stubability (workability from insertion to screwing) and the screw fitting state are the same as those of the double thread, and the screwing speed can be double that of the double thread. Male thread 13i, 13k can land on
FIG. 5 (B) shows a case where four threads are arranged and every three high threads, that is, every (number of threads-1) threads. The
[0025]
Even when the number of threads is increased in this way, in order to improve the threading of male threads during stubbing, the top surface of the thread of the high thread may be inclined opposite to the thread row taper surface, or it may be placed in an exact position. The technical idea such as marking the pipe during threading so as to be stuck is the same as in the case of the above-described double thread.
[0026]
【Example】
Next, examples of the pipe joint according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8A and 8B. FIGS. 7 and 8 are joints having a 7-inch API buttress threaded joint as an original form and improved stubbing and quick tightening based on the pipe joint according to the embodiment. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the mating dimensions in the fitting state of the pipe joint.
The thread specifications that are different from the API buttress threaded joint are two-threaded, and the top of the pin and box male and female threads are 3 on the opposite side of the thread row taper surfaces PT and BT with respect to the tube axis C. The load flank surface is inclined 3 ° in the opposite direction to the API buttress screw joint with respect to the surface perpendicular to the tube axis C, and the stubbing flank surface is further inclined 30 °. .
[0027]
The threaded joint processing was performed in such a manner, and the taper male screw part was inserted into the taper female screw part, and it was tested whether or not the screwing can be performed as it is. As a result, it was confirmed that if the tapered male threaded portion is carefully inserted into the tapered female threaded portion so that the tube axis C does not tilt, it can be screwed in any position at 360 °.
Of course, since it is a two-thread screw, the tightening rotation speed can be half that of a normal API buttress screw joint. Furthermore, in order to eliminate axial misalignment, a 200 mm cylinder was welded as a stubbing guide to the tip (or tube end) of the taper female thread, and the same operation was performed. It was also confirmed that continuous work of stubbing and screwing was possible.
[0028]
【The invention's effect】
In the pipe joint according to any one of claims 1 to 7, a multi-thread is applied, and in the case of an odd-numbered thread, (high number-1) between a high male and female thread arranged at every other thread and a high male and female thread. In the case of an even strip, a thread row composed of alternately high males, female threads and low males, female threads, or (number of strips-1) ) Since the screw row is composed of a high male and female screw thread arranged at every mountain and a low male and female screw thread arranged between the high male and female screw threads, the thread shape of the multi-threaded screw in one screw lead By devising, it can be screwed in as it is from the insertion position of the tapered male screw portion, and the screwing operation can be performed easily and quickly.
In particular, in the pipe joint according to claim 2, the thread top surface of the male thread and the thread top surface of the female thread have a predetermined width like a square screw or a trapezoidal screw, The taper male threaded portion can be inserted at any position of 360 ° and the continuous operation of subsequent screwing can be performed more smoothly. .
In the pipe joint according to
[0029]
In the pipe joint according to claim 4, when inserting the taper male thread part into the taper female thread part, the virtual taper surface in contact with the thread top surface of the male thread and the virtual taper surface in contact with the thread top surface of the female thread compete with each other. If the taper male thread part is lowered in the vertical direction as it is, the male thread stubbing flank surface can overlap the female thread stubbing flank face without competing the male thread thread top surface with the female thread top surface. In order to reproduce the positional relationship between the male screw row and the female screw row, the taper male screw part and the taper female screw part are marked in the circumferential direction at the time of threading, so screw in as they are from the insertion position of the taper male screw part. In addition, the screwing operation can be performed more easily and quickly.
In the pipe joint according to claim 5, an ideal male thread row not considering a thread machining error in consideration of a relative diameter error of each thread row taper surface of the taper male thread portion and the taper female screw portion at the time of threading. In addition, within the predetermined range of appropriate positional relationship that enables screwing immediately after insertion of the male thread row, the corner position of the male thread top surface of the tapered male thread part and the stubbing flank surface is always at the center of the proper range. Thus, the taper male screw portion can be inserted and subsequently screwed continuously regardless of the screw machining error.
In the pipe joint according to the sixth aspect, in the ideal state, since the appropriate range is larger than the screw machining error, the continuous operation of the insertion of the tapered male screw portion and the subsequent screwing is further improved.
In the pipe joint according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an insertion position state in which the overlap of stubbing flank surfaces of a tapered threaded joint to which a pipe joint according to an embodiment of the present invention is applied is maximized.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a state of an appropriate insertion range of the tapered threaded joint.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a fitting state of the tapered threaded joint.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a screw shape when the taper threaded joint has three threads.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a thread shape when the taper threaded joint has four threads.
FIG. 6 is a sectional view of a modification of the pipe joint according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a dimensional diagram of the embodiment of the pipe joint in a fitted state.
FIG. 8 is a detailed dimensional view of the same.
9A and 9B are a cross-sectional view and an enlarged view illustrating a state of screwing start of a pipe joint having a pipe taper angle screw according to a conventional example.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a thread shape of an API buttress threaded joint and a state of screwing start of a pipe joint using the API buttress thread joint.
[Explanation of symbols]
10 Pipe joint 11 Taper male thread
12 Taper
13d
13f Male thread 13g Male thread
13h Male thread 13i Male thread
13j Male thread 13k Male thread
13m
13p male thread 13q male thread
13r
14a
15a
17
17c Female thread 17d Female thread
17e
17g
17k
17n female thread 17p female thread
17q female thread 17r female thread
17s
18
19
22a
23a
25a
26a
Claims (7)
多条ねじを適用し、奇数条の場合は、(条数−1)山おきに配置された高い雄、雌ねじ山と、該高い雄、雌ねじ山間に配置された低い雄、雌ねじ山とからなるねじ列とし、
偶数条の場合は、高い雄、雌ねじ山と低い雄、雌ねじ山とを交互に配置したねじ列とするか、又は(条数−1)山おきに配置された高い雄、雌ねじ山と、該高い雄、雌ねじ山間に配置された低い雄、雌ねじ山とからなるねじ列とすることを特徴とする管継手。In a pipe joint for screwing a pin formed with a tapered male threaded portion on the outer peripheral surface of the distal end of the tube and a box formed with a tapered female threaded portion to be screwed into the tapered male threaded portion on the inner peripheral surface of both ends of the short tube,
When multiple threads are applied, in the case of odd-numbered threads, it consists of (higher number-1) high male and female screw threads arranged at every other thread and lower male and female screw threads arranged between the higher male and female screw threads. A screw row,
In the case of an even number of strips, a high male, a female thread and a low male, a female screw thread is alternately arranged, or (high number-1) high male and female thread arranged at every other thread, A pipe joint characterized by being a screw train composed of a high male and a low male and female thread arranged between female threads.
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