JP3988264B2

JP3988264B2 - 油井管継手部のバリ除去装置

Info

Publication number: JP3988264B2
Application number: JP21203598A
Authority: JP
Inventors: 正男山口; 順高野
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1998-07-13
Filing date: 1998-07-13
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2018-07-13
Also published as: JP2000024896A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油井管継手部のバリ除去装置に係わり、詳しくは、油井管を製造する時に、その端部外面に切るネジ部に形成されるバリを、該ネジ部の寸法精度を損なうことなく、効率良く除去する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、数千メートルに及ぶ地下に存在する天然ガスや原油の探査、汲み上げには、長さ数ｍから１０数ｍの継目無鋼管（油井管）が、互いに継手を介して連結し、長尺化して使用されている。この継手は、例えば、図２に示すように、油井管１の先端を先細り状にテーパ加工し、その外面にネジ２を切削して形成され、別途準備したソケット状継手（図示せず）の内面に切ったネジと締め合わせ、この操作を繰り返して連結していくものが多い。なお、この継手部３のシールを良くするために、ネジ２に加えてメタル−メタル接触によるシール部４（以下、単にシール部という）を設けた継手も使用されている（特開昭６０−６９３８５号公報参照）。
【０００３】
かかる油井管１先端の継手部３を製造するには、ネジ２の切削加工が必須であるが、該ネジ２には、切削によって所謂バリ５が形成される。特に、図２に示すような継手部３では、記号Ａ及びＢで示す部分（６５°面及び黒皮ネジ部ともいう）で著しい。このバリ５は、油井管１の連結施工時にゴーリングと称するネジ部の「ムシレ」現象を起こし、連結を失敗させる原因になる。また、このバリ５の存在は、従来、あまり問題にされていなかったが、連結施工距離が長くなった今日では、数千ｍにわたるボーリングをやり直す必要があるので、厳しくチェックされるようになった。
そこで、現在は、ネジ２の切削を丁寧に、しかも長時間かけて行い、バリ５を生じさせないようにしたり、あるいは切削終了後にサンド・ペーパ・ホイール（図示せず）を用いて、バリ５を削り取るようにしている。
しかしながら、継手部３の製作費用の観点から、ネジ２の切削に長時間かけたくない。また、サンド・ペーパ・ホイールを用いる方法では、バリ５は除去できるが、同時にネジ部２や上記シール部４も研削されて損傷し、規格外れの製品が多発するという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、ネジ部やシール部の寸法精度を損なうことなく、バリを自動的に絡み取ることの可能な油井管継手部のバリ除去装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため、ネジ部やシール部を研削せずに、バリのみを絡みとることの可能な手段の発見に鋭意努力し、その手段を本発明に具現化した。
すなわち、本発明は、端部外面に、メタル-メタル接触によるシール部及びネジ部を順次切削加工した鋼管を水平に載置し、該鋼管の上方に、ネジ部に形成されたバリのみを絡み取る一台の回転研削体の円盤を配置し、該円盤を前記バリにのみ接触させながら前記ネジ部の先端より後端まで管軸に沿い連続的に走行させる油井管継手部のバリ除去装置であって、
前記鋼管を回転させるターニング・ローラと、該鋼管の端部位置を検出する端部センサと、該ネジ部に回転しながら端面を接触し、ネジ部に形成されたバリのみを絡み取る多孔質な材質の円盤と、該円盤の軸方向位置を検知する位置センサと、該円盤を支持し、前記位置センサからの指令を受け、その走行速度を鋼管の軸方向位置に応じて増減する走行方向を逆転可能な台車方式の移動手段と、該円盤の回転軸を上下方向に移動自在とし、円盤の端面が鋼管の周囲に安定して追従できるようにフローティング可能な円盤押え手段と、該円盤の摩耗量を測定し、円盤の回転数を変更する摩耗量センサとを備えてなることを特徴とする油井管継手部のバリ除去装置である。
【０００６】
また、本発明は、前記円盤の材質がＳｉＣであることを特徴とする油井管継手部のバリ除去装置であり、さらに、除去したバリを回収する集塵装置を備えたことを特徴とする油井管継手部のバリ除去装置でもある。
本発明によれば、ネジの切削時に生じたバリのみを研磨し、ネジ部の寸法精度を損なわずに、該バリのみが自動的に除去されるので、バリ除去に要した時間が大幅に短縮されるようになる。その結果、油井管の生産性が従来より格段と向上するようになった。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
本発明に係るバリ除去装置の全体を、縦断面で図１に示す。
まず、それは、ネジ２の切削ラインで端部外面にネジ２を切った鋼管、つまり油井管１を、水平に載置して回転させるターニング・ローラ６が備えられている。また、該ターニング・ローラ６の上方には、載置した該油井管１を押える手段（エア・シリンダ利用）９も有している。これによって、サイズ（長さ、外径、肉厚等）の異なる油井管１が安定して、回転させることが可能である。なお、載置した油井管１の先端位置を検出するための端部センサ１１が配置され、その信号は、自動運転を指令するコンピュータ（図示せず）に入力されるようになっている。
【０００８】
次に、本発明で最も重要な構成要素であるが、それは、ネジ部２やシール部４に回転しながら端面を接触し、それらに形成されたバリ５を絡み取る多孔質で、且つ柔軟性がある材質の円盤７である。通常、その直径が２００ｍｍ，端面の幅（厚み）２０〜３０ｍｍ程度のものが使用される。
材質を多孔質で、且つ柔軟性があるものとしたのは、ネジ２やシール部４を研削せず、バリ５のみを絡み取るためであり、技術的には、研磨の範畴に入るからである。具体的には、ＳｉＣが好ましく使用できた。ただし、通常の研磨のように、繊維質のものは、摩耗が激しく、交換頻度が高いので、不適合であった。
【０００９】
本発明では、この円盤７の研磨面が摩耗した場合、その摩耗量を常時測定できるように、摩耗量センサを設けている。そして、該円盤７の周速が常に一定となるよう、その測定値を基に円盤７の回転数を変更する。研磨力を一定にするためである。摩耗量センサとしては、公知の近接センサが使用できる。
また、本発明では、管径の異なる油井管１のバリ除去を行うため、及び回転している油井管１の周囲に安定して追従できるように、該円盤７の回転軸を上下方向に移動自在とし、且つ自由にフローティング可能な円盤押え手段８（通常、エア・シリンダを使用）が備えてある。さらに、油井管１の軸方向に沿い、円盤７を移動自在にさせる移動手段１０（通常、台車が使用される）と、該円盤７の位置を検知する位置センサ（光電管式、超音波式距離計）が備えられている。加えて、本発明では、さらに、除去したバリを迅速回収し、作業環境を良好に維持するため、集塵装置（図示せず）を備えている。集塵装置の型式については、特に限定するものではない。
【００１０】
なお、以上述べた各種の手段は、前記コンピュータに予め入力した運転指令に基づき、自動的に運転される。この自動運転では、油井管の軸に沿って、円盤７の移動速度を変更するようにした。つまり、図３（ａ）に示すように、バリの生成が多い領域（Ａ及びＣ域）をゆっくり、少ない領域（Ｂ域）を早く移動させて、除去作業の効率化も図っている。なお、自動運転の手順は、図３（ｂ）のフロー図に示した。
【００１１】
【実施例】
図１に示す本発明に係るバリ除去装置を用い、表１に示した各種サイズの油井管のバリ除去を行った。その際、前記円盤の周速は、常に、１２００ｍｍ／ｍｉｎで一定になるように、該円盤の回転数を変更して調整した。また、油井管のサイズ替え及び円盤の交換に要した時間は、それぞれ５分以内及び３分以内と短時間であり、例えば、７インチ管の場合、２５０本の合計時間は、７時間で円滑、且つ連続的にバリ除去ができた。一方、同じサイズ及び本数の油井管を、従来通りのサンド・ペーパ・ホイールを使用する方法でバリ除去したが、その場合は、１４時間も要し、合格率も２０〜３０％と低かった。表２に各サイズごとの実施成績を一括して示す。表２より、本発明に係るバリ除去装置によれば、ネジ部やシール部の寸法精度を損ねることなく、従来よりかなり短時間でバリの除去が可能になることが明らかである。なお、表１のニブとは、油井管先端からネジ切り開始位置までの部分である。また、表２のＣ／Ｔは、サイクル・タイムと呼び、１本の油井管がバリ除去装置で処理される時間であり、Ｐ／Ｓは、１シフト当たり本数である。
【００１２】
【表１】

【００１３】
【表２】

【００１４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、ネジ部の寸法精度を損なわずに、該バリのみが自動的に除去され、バリ除去に要した時間が大幅に短縮されるようになる。その結果、油井管の生産性が従来より格段と向上するようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバリ除去装置を示す縦断面図である。
【図２】油井管先端の継手部を示す図である。
【図３】本発明に係るバリ除去装置の自動運転を説明する図であり、（ａ）は、円盤の油井管長手方向への移動速度を、（ｂ）は、自動運転のフローを示す。
【符号の説明】
１油井管（鋼管）
２ネジ（ネジ部）
３継手部
４シール部
５バリ
６ターニング・ローラ
７円盤
８円盤押え手段
９油井管押え手段
１０円盤移動手段
１１端部センサ

Claims

端部外面に、メタル-メタル接触によるシール部及びネジ部を順次切削加工した鋼管を水平に載置し、該鋼管の上方に、ネジ部に形成されたバリのみを絡み取る一台の回転研削体の円盤を配置し、該円盤を前記バリにのみ接触させながら前記ネジ部の先端より後端まで管軸に沿い連続的に走行させる油井管継手部のバリ除去装置であって、
前記鋼管を回転させるターニング・ローラと、該鋼管の端部位置を検出する端部センサと、該ネジ部に回転しながら端面を接触し、ネジ部に形成されたバリのみを絡み取る多孔質な材質の円盤と、該円盤の軸方向位置を検知する位置センサと、該円盤を支持し、前記位置センサからの指令を受け、その走行速度を鋼管の軸方向位置に応じて増減する台車方式の移動手段と、該円盤の回転軸を上下方向に移動自在とし、円盤の端面が鋼管の周囲に安定して追従できるようにフローティング可能な円盤押え手段と、該円盤の摩耗量を測定し、円盤の回転数を変更する摩耗量センサとを備えてなることを特徴とする油井管継手部のバリ除去装置。
前記円盤の材質がＳｉＣであることを特徴とする請求項１記載の油井管継手部のバリ除去装置。
除去したバリを回収する集塵装置を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の油井管継手部のバリ除去装置。