JP5673090B2 - Threaded joints for steel pipes - Google Patents
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Description
本発明は、鋼管用ねじ継手に関し、詳しくは一般に油井やガス井の探査や生産に使用されるチュービングおよびケーシングを包含する油井管、すなわちOCTG(oil country tubular goods)、ライザー管、ならびにラインパイプなどの鋼管の接続に用いるのに好適な、シール性と耐圧縮性に優れた鋼管用ねじ継手に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a threaded joint for steel pipes, and in particular, oil well pipes including tubing and casings generally used for exploration and production of oil wells and gas wells, that is, OCTG (oil country tubular goods), riser pipes, line pipes, etc. The present invention relates to a threaded joint for steel pipes that is suitable for use in connecting steel pipes and has excellent sealing properties and compression resistance.
ねじ継手は、油井管など産油産業設備に使用される鋼管の接続に広く使用されている。オイルやガスの探索や生産に使用される鋼管の接続には、従来API(米国石油協会)規格に規定された標準的なねじ継手が使用されてきた。しかし、近年、原油や天然ガスの井戸は深井戸化が進み、垂直井から水平井や傾斜井が増加していることから、掘削・生産環境は苛酷化している。また、海洋や極地など劣悪な環境での井戸の開発が増加していることなどから、耐圧縮性能、耐曲げ性能、外圧シール性能(耐外圧性能)など、ねじ継手への要求性能は多様化している。そのため、プレミアムジョイントと呼ばれる高性能の特殊ねじ継手を使用することが増加している。 Threaded joints are widely used to connect steel pipes used in oil industry equipment such as oil well pipes. Conventionally, standard threaded joints defined in API (American Petroleum Institute) standards have been used to connect steel pipes used in the search and production of oil and gas. However, in recent years, wells for crude oil and natural gas have been deepened, and horizontal wells and inclined wells have increased from vertical wells, and the drilling and production environment has become severe. In addition, the demand for screw joints such as compression resistance, bending resistance, and external pressure seal performance (external pressure resistance) has diversified due to the increased development of wells in poor environments such as the ocean and polar regions. ing. Therefore, the use of high-performance special threaded joints called premium joints is increasing.
プレミアムジョイントは、通常、テーパねじ、シール部(詳しくはメタルタッチシール部)、ショルダ部(詳しくはトルクショルダ部)をそれぞれ備えるピン部材とボックス部材とを結合した継手である。テーパねじは管継手を強固に固定するために重要であり、シール部はボックス部材とピン部材とがこの部分でメタル接触することでシール性を確保する役目を担い、ショルダ部は継手の締付け中にストッパの役目を担うショルダ面となる。 The premium joint is usually a joint in which a pin member and a box member each having a taper screw, a seal portion (specifically, a metal touch seal portion), and a shoulder portion (specifically, a torque shoulder portion) are combined. The taper screw is important for firmly fixing the pipe joint, and the seal part plays a role of ensuring the sealing performance by the metal contact between the box member and the pin member at this part, and the shoulder part is tightening the joint. It becomes the shoulder surface that plays the role of the stopper.
図3〜図5は、油井管用プレミアムジョイントの模式的説明図であり、これらは、円管のねじ継手の縦断面図である。ねじ継手は、ピン部材3とこれに対応するボックス部材1とを備えており、ピン部材3(ピン3)は、その外面に雄ねじ7と、ピン3の先端側に雄ねじ7に隣接して設けられたノーズ部8(ピンノーズ8)と呼ばれるねじ無し部とを有する。ノーズ部8は、その外周面にシール部11を、その端面にはトルクショルダ部12を有する。相対するボックス部材1は、その内面に、それぞれピン3の雄ねじ7、シール部11、およびショルダ部12と螺合するか、または接触することができる部分である、雌ねじ5、シール部13、および、ショルダ部14を有している。
3-5 is typical explanatory drawing of the premium joint for oil well pipes, These are the longitudinal cross-sectional views of the threaded joint of a circular pipe. The threaded joint includes a
前記プレミアムジョイントに関する従来技術として、特許文献1〜6が挙げられる。 Patent documents 1-6 are mentioned as conventional technology about the premium joint.
図3〜図5の例では、メタルタッチシール部はピンノーズ8の先端部にあるが、特許文献1には、耐外圧性能を増すために、ピンノーズ8のねじ部近くにメタルタッチシール部を設け、ノーズ部をシール部からショルダ部まで長く伸ばすものも提案されている。この特許文献1に開示されるねじ継手においては、ボックス部材と非接触なピンノーズを、シール部とは不連続な形状となるように長く伸ばしてピンノーズの厚みが薄くならないように構成されており、前述の耐外圧性能の他に、耐軸圧縮性能の向上も実現している。
3 to 5, the metal touch seal portion is located at the tip of the
また、特許文献2には、同様にシール部からピンノーズ先端にアペンディックスなる、これもシール部と不連続な形状を有する部位を設けて、半径方向の剛性を確保し軸方向の剛性を下げて、締付け時にこのアペンディックスを変形させ、引張力の負荷時にその回復により、耐引張性能を向上させることが記載されている。
これら、特許文献1,2に記載されるように、シール部位置をピンのねじ部位置近くに置き、ピンノーズ先端から離すことは、耐外圧性能、耐引張性能の向上とともに、ねじに対して安定的な性能を持たせる上で有効であり、それはFEMシミュレーション等からも確認できる。またシール部と不連続な形状となるピンノーズは、強い軸圧縮力が負荷された場合に、それ自体が変形し、ボックス部材のトルクショルダ部の塑性変形を軽減させる効果もある。しかし、一方で、不連続部に不正な変形が入ることもあり、これは締付けトルクに依存すると考えられる。
Similarly, in Patent Document 2, an appendix is formed from the seal portion to the pin nose tip, which also has a portion having a discontinuous shape with the seal portion to ensure radial rigidity and lower axial rigidity. It is described that this appendix is deformed at the time of tightening and the tensile resistance is improved by recovering the appendix when loaded.
As described in
締付けトルクは潤滑条件、表面性状等に影響されるので、これに大きくは依存しない設計として、半径方向のシール接触圧力を強くした半径方向シール方式がある。例えば、特許文献3には、大きなピンシールR形状を持ち、シールテーパ角を小さくした半径方向シール方式の例が開示されている。しかし、このようにシールテーパ角を小さくした、半径方向シール方式の問題点は、締付け時にゴーリングが発生し易い点にある。また、半径方向シール方式では、シール性能の確保およびシールの安定性のために、シール干渉量を大きくとる必要があり、ゴーリングの発生のし易さは更に大きくなる。
Since the tightening torque is affected by lubrication conditions, surface properties, etc., a design that does not depend greatly on this is a radial seal method in which the radial contact pressure is increased. For example,
特許文献4には、これらの問題を解決するために、トロイド状(円錐曲線回転面形状)ピンシール面の半径を大きく規定することで、シール接触領域を大きくし、接触圧力を低下させている。この対策は有効であり、メタルタッチシール部のゴーリングリスクを大きく軽減できる。しかし、大きなRをとり接触圧力を低下させることで、何らかの僅かなトラブルで接触圧力の低下が生じ、メタルタッチシール部に微小なリークパスが出来た場合、リークが容易には止まらないという問題がある。また、大きなRであるが故に、メタルタッチシール部をノーズ先端から離すことが物理的に困難であり、メタルタッチシール部とピンノーズ先端の長さをある程度以上に確保する場合、ピンノーズ先端の厚みが小さくなりすぎることにも繋がる。 In Patent Document 4, in order to solve these problems, the radius of the toroidal (conical curved rotating surface shape) pin seal surface is specified to be large, thereby increasing the seal contact area and reducing the contact pressure. This measure is effective, and can greatly reduce the goling risk of the metal touch seal part. However, by taking a large R and lowering the contact pressure, there is a problem that the contact pressure is lowered with some slight trouble, and if a minute leak path is formed in the metal touch seal part, the leak does not stop easily. . Also, because of the large R, it is physically difficult to separate the metal touch seal part from the nose tip. When the length of the metal touch seal part and the pin nose tip is secured to a certain extent, the thickness of the pin nose tip is It leads to becoming too small.
耐軸圧縮性能に関しては、特許文献5や特許文献6に記載されるように、ねじ部におけるスタブフランク側の隙間を小さくすることが有効である。但し、この隙間が小さすぎる場合には、ねじ部にゴーリングが発生し易くなるため、適切な隙間をとる必要がある。
以上説明したように、従来提案されているねじ継手においては、未だ何らかの問題を有しており、上述した耐圧縮性能、耐曲げ性能、外圧シール性能など、ねじ継手への要求性能の多様化に十分応えるためには、更なる改良の余地がある。本発明は、このような事情に鑑みて、シール性と耐圧縮性、さらには、耐ゴーリング性を向上させた、鋼管用ねじ継手を提供することを目的とする。
Regarding the axial compression resistance, as described in
As described above, the conventional threaded joints still have some problems, and diversify the performance requirements for threaded joints, such as the above-mentioned compression resistance, bending resistance, and external pressure seal performance. There is room for further improvement in order to fully respond. In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a threaded joint for steel pipes that has improved sealing properties, compression resistance, and galling resistance.
前述した課題を解決するための手段を見出すべく、発明者らは鋭意検討を重ね、以下の要旨構成になる本発明をなすに至った。すなわち、本発明は以下のとおりである。
(1) 雄ねじ部と、該雄ねじ部より管端側に延在するノーズ部と、該ノーズ部の先端に設けられたショルダ部とを有するピン部材と、
前記雄ねじ部とねじ結合される雌ねじ部と、前記ピン部材のノーズ部外周面に相対するノーズ部内周面と、前記ピン部材のショルダ部に当接するショルダ部とを有するボックス部材とを有し、
前記ねじ結合により前記ピン部材とボックス部材とが結合されてピン部材の前記ノーズ部外周面とボックス部材の前記ノーズ部内周面とが継手軸方向の2箇所でメタル‐メタル接触しその2つの接触箇所がそれぞれ、前記ノーズ部の先端から遠くて比較的長い第1のシール部と、ショルダ部に近くて比較的短い第2のシール部とをなす鋼管用ねじ継手であって、
前記ボックス部材の第1のシール部形成箇所では前記ノーズ部内周面の母線が、相異なる曲率半径Rを有する複数の円弧をボックス軸方向断面視で内側に凸状となるように順次滑らかに接続してなる第1の複合R曲線であり、該第1の複合R曲線は、雌ねじ部から遠ざかるにつれて曲率半径Rが大きくなるものとし、かつ、前記第1の複合R曲線内の各円弧がなす角度は、前記雌ねじ部に近い円弧のものほど大きいこととし、
前記ピン部材の前記ノーズ部外周面は、前記ねじ結合時にボックス部材の前記第1のシール部形成箇所と干渉する第1のテーパ面を含むものとした
ことを特徴とする、鋼管用ねじ継手。
(2) 前記第1の複合R曲線内の円弧の接続点のいずれかが前記ピン部材の第1のテーパ面のタンジェントポイントになることを特徴とする前記(1)に記載の鋼管用ねじ継手。
(3) 前記第1のテーパ面は、ピン軸方向となす角度α1が10度以内であることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の鋼管用ねじ継手。
(4) 前記ピン部材のノーズ部の長さLが20mm以上であることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の鋼管用ねじ継手。
(5) 前記ピン部材の第2のシール部形成箇所ではノーズ部外周面の母線が、前記第1のテーパ面を形成する母線に滑らかに接続される曲線であって、相異なる曲率半径Rを有する複数の円弧をピン軸方向断面視で外側に凸状となるように順次滑らかに接続してなる第2の複合R曲線であり、該第2の複合R曲線は、雄ねじ部から遠ざかるにつれて曲率半径が小さくなるものとし、
前記ボックス部材のノーズ部内周面は、前記ピン部材の前記第2のシール部形成箇所と干渉する第2のテーパ面を含むものとしたことを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載の鋼管用ねじ継手。
(6) 前記第2のテーパ面は、ボックス軸方向となす角度α2が45度以内であることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに記載の鋼管用ねじ継手。
(7) 前記雄ねじ部と前記雌ねじ部とは、スタブフランク角度γが0度〜30度の範囲内であることを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれかに記載の鋼管用ねじ継手。
(8) 前記雄ねじ部と前記雌ねじ部とは、ロードフランク角度βが−5度〜4度の範囲内であることを特徴とする前記(1)〜(7)のいずれかに記載の鋼管用ねじ継手。
(9) 前記雄ねじ部と前記雌ねじ部とは、ねじ結合時のねじ隙間Gが0.01〜0.1mmの範囲内であることを特徴とする前記(1)〜(8)のいずれかに記載の鋼管用ねじ継手。
(10) 前記ショルダ部のショルダ角度δが0度〜20度の範囲内であることを特徴とする前記(1)〜(9)のいずれかに記載の鋼管用ねじ継手。
(11) 前記雄ねじ部及び雌ねじ部のねじテーパ量が1/32〜1/12の範囲内であることを特徴とする前記(1)〜(10)のいずれかに記載の鋼管用ねじ継手。
(12) 前記第2のシール部のシール干渉量S2を前記第1のシール部のそれと同じか、それよりも小さくしたことを特徴とする前記(1)〜(11)のいずれかに記載の鋼管用ねじ継手。
(13) 前記(1)〜(12)のいずれかにおいて、順次滑らかに接続してなる曲線に代えて、順次滑らかに直接もしくは線分を介して接続してなる曲線としたことを特徴とする鋼管用ねじ継手。
In order to find out the means for solving the above-described problems, the inventors have conducted intensive studies and have come to achieve the present invention having the following gist. That is, the present invention is as follows.
(1) a pin member having a male screw part, a nose part extending from the male screw part toward the tube end side, and a shoulder part provided at the tip of the nose part;
A female screw part that is screw-coupled to the male screw part, a nose part inner peripheral surface that faces the outer peripheral surface of the nose part of the pin member, and a box member that has a shoulder part that contacts the shoulder part of the pin member,
The pin member and the box member are connected by the screw connection, and the nose portion outer peripheral surface of the pin member and the nose portion inner peripheral surface of the box member are in metal-metal contact at two locations in the joint axial direction, and the two contacts Each of the points is a threaded joint for a steel pipe that forms a first seal part that is relatively long and far from the tip of the nose part, and a second seal part that is relatively short near the shoulder part,
In the first seal portion forming portion of the box member, the buses on the inner peripheral surface of the nose portion are connected sequentially and smoothly so that a plurality of arcs having different radii of curvature R are inwardly convex in a sectional view in the box axial direction. The first composite R curve is such that the radius of curvature R increases as the distance from the female thread portion increases, and each arc in the first composite R curve forms. The angle is larger as the arc is closer to the female thread,
The screw joint for steel pipes characterized in that the outer peripheral surface of the nose portion of the pin member includes a first tapered surface that interferes with the first seal portion forming portion of the box member when the screw is coupled.
(2) One of the connection points of the arcs in the first composite R curve is a tangent point of the first taper surface of the pin member, The threaded joint for steel pipes according to (1), .
(3) said first tapered surface is a threaded joint for steel pipes according to (1) or (2) the angle alpha 1 which forms the pin axis direction is equal to or is within 10 degrees.
(4) The steel pipe threaded joint according to any one of (1) to (3) , wherein a length L of a nose portion of the pin member is 20 mm or more.
(5) In the second seal portion forming portion of the pin member, the bus bar on the outer peripheral surface of the nose portion is a curve smoothly connected to the bus bar forming the first tapered surface, and has different curvature radii R. The second composite R curve is formed by sequentially connecting a plurality of circular arcs so as to be convex outward in a cross-sectional view in the pin axis direction, and the second composite R curve has a curvature as the distance from the male screw portion increases. Suppose the radius is small,
Any of (1) to (4) above, wherein the inner peripheral surface of the nose portion of the box member includes a second taper surface that interferes with the second seal portion forming portion of the pin member. A threaded joint for steel pipes according to the above.
(6) the second tapered surface is a threaded joint for steel pipes according to any one of (1) to (5), wherein the angle alpha 2, which forms a box-axis direction is within 45 degrees.
(7) The steel pipe screw according to any one of (1) to (6) , wherein the male screw portion and the female screw portion have a stub flank angle γ within a range of 0 degrees to 30 degrees. Fittings.
(8) For the steel pipe according to any one of (1) to (7) , the male thread part and the female thread part have a load flank angle β in the range of −5 degrees to 4 degrees. Screw joint.
(9) In any one of the above (1) to (8) , the male screw part and the female screw part have a screw gap G in the range of 0.01 to 0.1 mm at the time of screw connection. The threaded joint for steel pipes described.
(10) The threaded joint for steel pipes according to any one of (1) to (9) , wherein a shoulder angle δ of the shoulder portion is in a range of 0 degrees to 20 degrees.
(11) The threaded joint for steel pipes according to any one of (1) to (10) , wherein a thread taper amount of the male thread part and the female thread part is within a range of 1/32 to 1/12.
(12) The seal interference amount S2 of the second seal portion is the same as or smaller than that of the first seal portion, according to any one of (1) to (11) , Threaded joint for steel pipe.
(13) In any one of the above (1) to (12) , instead of a curve that is sequentially and smoothly connected, a curve that is sequentially and smoothly connected directly or via a line segment is used. Threaded joint for steel pipes.
なお、前記(1)〜(13)において、滑らかに接続するとは、相互に接続する二円弧が相互の接続点上に共通接線を有することを意味する。
In addition, in said (1)- (13) , connecting smoothly means that two circular arcs connected mutually have a common tangent on a mutual connection point.
本発明によれば、シール性と耐圧縮性、さらには、耐ゴーリング性を向上させた、鋼管用ねじ継手を得ることが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to obtain the screw joint for steel pipes which improved the sealing performance, compression resistance, and also galling resistance.
上述のとおり、ノーズ先端から離れた位置にシール部を設け、ノーズ部をシール部からショルダ部まで長く伸ばすことは、耐外圧性能、耐引張性能の向上とともに、ねじに対して安定的な性能を持たせる上で有効であり、特に、ピン部材のシール部におけるボックス部材と最初に接触する点を意味するタンジェントポイントが、ピン部材のノーズ先端からなるべく離れていることが有効である。そこでさらに、発明者らは、シール部をノーズ先端(あるいはショルダ)から離すことができるようにするための、シール部周辺の形状について検討した。 As described above, providing a seal part at a position away from the tip of the nose and extending the nose part from the seal part to the shoulder part for a long time has improved external pressure resistance and tensile resistance, as well as stable performance against screws. In particular, it is effective that the tangent point, which means the first contact point with the box member in the seal portion of the pin member, is as far as possible from the nose tip of the pin member. Therefore, the inventors further examined the shape around the seal part so that the seal part can be separated from the tip of the nose (or the shoulder).
その結果、
(i) ねじ結合時に、ピン部材のノーズ部外周面とボックス部材のノーズ部内周面とが継手軸方向の2箇所でメタル‐メタル接触しその2つの接触箇所がそれぞれ、前記ノーズ部の先端から遠くて比較的長い第1のシール部と、ショルダ部に近くて比較的短い第2のシール部とをなすようにすること(ここで、比較的長いとは、後述のシール接触長さが2つのシール部における接触長の比較で片方より常に長いことを意味し、比較的短いとは同シール部接触長さが片方より常に短いことを意味する。)、
(ii) 前記ボックス部材の第1のシール部形成箇所ではノーズ部内周面の母線が、相異なる曲率半径Rを有する複数の円弧をボックス軸方向断面視で内側に凸状となるように順次(直接もしくは線分を介して)滑らかに接続してなる第1の複合R曲線であり、該第1の複合R曲線は、雌ねじ部から遠ざかるにつれて曲率半径Rが大きくなるものとすること、及び
(iii) 前記ピン部材のノーズ部外周面は、前記ねじ結合時にボックス部材の前記第1のシール部形成箇所と干渉する第1のテーパ面を含むものとすること、
という条件を満たすことで、シール部のタンジェントポイントをノーズ先端から離すことが可能であるとの発想に至った。さらに、シール部の接触面圧分布に、Rが大きくて面圧が低く接触長が長い部位と、Rが小さくて面圧が高く接触長が短い部位とを設けることで、リークパスができにくく極限シール性能が向上する効果もある知見に至った。
as a result,
(i) During screw connection, the outer peripheral surface of the nose portion of the pin member and the inner peripheral surface of the nose portion of the box member are in metal-metal contact at two locations in the joint axial direction, and the two contact locations are respectively from the tip of the nose portion. A first seal portion that is relatively long and far away and a second seal portion that is relatively short near the shoulder portion are formed (here, relatively long means that the seal contact length described later is 2). In comparison of the contact length at one seal part, it means that it is always longer than one, and relatively short means that the contact length of the seal part is always shorter than one.),
(ii) In the first seal portion forming portion of the box member, the buses on the inner peripheral surface of the nose portion sequentially form a plurality of arcs having different radii of curvature R inwardly in a box axial cross-sectional view ( A first compound R curve that is smoothly connected (directly or via a line segment), the first compound R curve having a radius of curvature R that increases with increasing distance from the female thread; and
(iii) The outer peripheral surface of the nose portion of the pin member includes a first tapered surface that interferes with the first seal portion forming portion of the box member at the time of the screw connection,
This led to the idea that the tangent point of the seal part can be separated from the tip of the nose. Furthermore, the contact surface pressure distribution of the seal portion is provided with a portion where R is large, the surface pressure is low, and the contact length is long, and a portion where R is small, the surface pressure is high, and the contact length is short. It came to the knowledge which has the effect of improving sealing performance.
図1は、本発明の実施形態に係る鋼管用ねじ継手のノーズ部を示す断面図であり、(a)はピン部材3を、(b)はボックス部材1を、(c)はピン部材3とボックス部材1とを結合した状態を示す。ピン部材3は、鋼管の端部に設けられるものであり、雄ねじ部7と、該雄ねじ部7より管端側に連なるノーズ部8と、該ノーズ部8の先端に設けたトルクショルダ部12とを有する。一方、ボックス部材1は、ピン部材3の雄ねじ部7とねじ結合される雌ねじ部5と、前記ねじ結合によるピン部材3とボックス部材1との結合状態下でピン部材3のノーズ部8の外周面(ピンノーズ外周面)3NSに対向するボックス部材1の内周面(ボックスノーズ内周面)1NSと、ショルダ部12に当接されるショルダ部14とを有している。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a nose portion of a threaded joint for steel pipes according to an embodiment of the present invention, where (a) shows a
ピン部材3とボックス部材1とは、それらの結合状態において、図1(c)に示すとおりピンノーズ外周面3NSとボックスノーズ内周面1NSとが継手軸方向の2箇所でメタル‐メタル接触しその2つの接触箇所がそれぞれ、ノーズ先端から離れて比較的長い第1のシール部20と、ショルダ部12に近くて比較的短い第2のシール部30とをなすように設計されている。
As shown in FIG. 1 (c), the
まず、第1のシール部20について説明する。
第1のシール部20形成箇所において、ボックスノーズ内周面1NSはボックス部材1の軸方向断面視で内側に凸状の曲線をなしており、一方、ボックスノーズ内周面1NSに対向するピンノーズ外周面3NSはねじ継手の軸方向(略して、継手軸方向)に対して一定の傾角(テーパ角という)α1を持つ第1のテーパ面22(円錐形状面)とされている。
First, the
At the location where the
そして、ピン部材3とボックス部材1とを結合させると、第1のテーパ面22とボックスノーズ内周面1NSとが干渉して第1のシール部20を形成する。第1のテーパ面22のテーパ角α1は、ピン部材3とボックス部材1とが干渉し合わないと仮定して結合した状態である仮想的無干渉結合状態におけるねじ継手の軸方向断面視でボックスノーズ内周面1NS内の前記凸状の曲線と第1のテーパ面22の母線とが二点A,Bで交わるように設定される。実際にはその二交点A,Bで挟まれた範囲内に第1のシール部20は形成される。前記仮想的無干渉結合状態においてボックスノーズ内周面1NSには第1のテーパ面22から内側への仮想的張り出し部分が生じるが、該仮想的張り出し部分の、第1のテーパ面22からの最大張り出し量を、第1のシール部20のシール干渉量S1と称し、又、該仮想的張り出し部分の継手軸方向長さを、第1のシール部20のシール接触長さl1と称する。尚、上記シール干渉量及びシール接触長さは、第1のシール部20についてのみならず、これと同様な前記仮想的張り出し部分を有する他のシール部についても同様の意味で用いる。ここで、実際にねじを締め付けた際の真実の接触長は、前記接触長さl1とは異なるものであり、すなわち、実際の接触長さは負荷される荷重条件によって変化する。
When the
ボックスノーズ内周面1NS内の前記凸状の曲線は、雌ねじ部5に隣接する部分につなげられる、相異なる曲率半径R1,R2,R3を持つ円弧N1,N2,N3を順次滑らかに接続した複合R曲線Nと同一形状を有する第1の複合R曲線21であり、前記複合R曲線Nは、雌ねじ部5から遠ざかるにつれて円弧の曲率半径が大きくなる、すなわち、R1<R2<R3である曲線形状とされている。尚、雌ねじ部5に隣接する部分への複合R曲線Nのつなげ方及びその曲率半径R1<R2<R3の値は、所望のシール接触長さ及びシール干渉量が得られるように適宜設定される。
The convex curve in the inner peripheral surface 1NS of the box nose has arcs N 1 , N 2 , N 3 having different radii of curvature R 1 , R 2 , R 3 connected to the part adjacent to the
これにより図2に示すように、タンジェントポイントのノーズ部先端からの距離をより大きくとることができるようになる。図2は、図1(c)における第1のシール部20付近の拡大図である。ここで、図2には、比較として凸状の曲線を単一R曲線M(曲率半径Rの単一円弧)とし、そのシール部のシール接触長さおよび干渉量をそれぞれ、第1の複合R曲線21の第1のシール部20のシール接触長さl1およびシール干渉量S1と同等とした場合を破線で示している。ボックス部材とピン部材とを結合させるとき、ピン部材の第1のテーパ面22は、ボックス部材の第1のシール部20を形成する凸状の曲線としての複合R曲線Nあるいは単一R曲線Mに対し、図2中の矢印に示したように22aから22bの位置へ移動する。第1のテーパ面22が22aの位置にあるときが、ボックス部材の凸状の曲線(複合R曲線Nあるいは単一R曲線M)と第1のテーパ面22とが接触を開始する時点である。この時点の第1のテーパ面22と凸状の曲線(N,M)との接触点P,P’ が、それぞれ、凸状の曲線がNである場合とMである場合とのタンジェントポイントである。同図から明らかなように、R1<R2<R3の関係を有する相異なる曲率半径R1,R2,R3を持つ円弧N1,N2,N3を順次接続した複合R曲線Nの場合のタンジェントポイントPは、単一R曲線Mの場合のタンジェントポイントP’よりも右側に位置していることがわかる。すなわち、図2よりも左側に位置するノーズ先端からタンジェントポイントまでの距離は、凸状の曲線として上記の複合R曲線Nを採用したほうが、単一R曲線Mを採用する場合に比較して大きくなる。これにより、耐外圧性能、耐引張性能の向上とともに、ねじに対して安定的な性能を持たせることが可能となる。
Thereby, as shown in FIG. 2, the distance from the tip of the nose portion of the tangent point can be made larger. FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the
また、第1の複合R曲線21(=複合R曲線N)は、円弧の接続点上の接線が接続相手の円弧のそれと一致するような曲線形状とされている。例えば、円弧N1とN2との接続点、円弧N2とN3との接続点ではそれぞれ、接続される両円弧の接線を一致させてある。したがって、凸状の曲線は当該曲線上に屈曲点が存在しない連続的な曲線形状となる。これが、非連続的な形状であると、シール接触において、部分的な高面圧が発生することがある。尚、前記接続される両円弧同士は、直接接続してもよく、又、前記円弧同士の共通接線と重なる線分を介して接続してもよい。この点は後述の第2の複合R曲線でも同様である。 Further, the first composite R curve 21 (= composite R curve N) has a curved shape in which the tangent on the connection point of the arc coincides with that of the arc of the connection partner. For example, the tangents of the two arcs to be connected are made coincident with each other at the connection point between the arcs N 1 and N 2 and the connection point between the arcs N 2 and N 3 . Therefore, the convex curve has a continuous curve shape with no inflection point on the curve. If this is a discontinuous shape, a partial high surface pressure may occur in the seal contact. The two arcs to be connected may be directly connected or may be connected via a line segment that overlaps a common tangent line between the arcs. This also applies to the second composite R curve described later.
ここで、円弧N1,N2,N3の各円弧のなす角度θ1,θ2,θ3は、雌ねじ部5に近い円弧のものほど大きいこと、すなわち、θ1>θ2>θ3であることが好ましい。さもないと、限られたピン部材3のノーズ部8の長さ(図1(a)中のピンノーズ長さL)に対応するボックスノーズ内周面1NSの長さあるいは限られた第1のシール部20のシール接触長さの中で第1の複合R曲線を設計するのが困難となる。
Here, the angles θ 1 , θ 2 , and θ 3 formed by the arcs N 1 , N 2 , and N 3 are larger as the arc closer to the
さらに、第1の複合R曲線21における円弧の接続点、例えば、円弧N1とN2との接続点、及び、円弧N2とN3との接続点、のいずれかが、ピン部材3の第1のテーパ面22と最初に接触する点を意味するタンジェントポイントと一致していることが好ましい。第1の複合R曲線21内の円弧の接続点のいずれかをタンジェントポイントにすることで、第1のシール部20にRが大きくて面圧が低く接触長が長い部位と、Rが小さくて面圧が高く接触長が短い部位とを確実に設けることができ、リークパスができにくく極限シール性能が向上するという効果を確実に得ることができる。
Further, the arc of the connection point of the first
なお、ピン部材3のタンジェントポイントは、第1のシール部20をノーズ先端から離す観点から、雄ねじ部先端からの距離が0.7L(上述のとおりLはピンノーズ長さである)以下になる位置に置くのがよい。更には、タンジェントポイントの雄ねじ部先端からの距離が0.2L未満となると、締め付けの際、第1のシール部20とねじ部の干渉が生じ易くなるため、0.2L以上が良い。更に安全のためには0.3L以上が良い。
The tangent point of the
ピン部材3の第1のテーパ面22のテーパ角α1は10度以内であることが好ましい。 テーパ角α1を10度以内、更に好ましくは5度以内とすることで、半径方向シール方式が好適に実現でき、シール性能の締付けトルク依存性が比較的低くなる。
ピンノーズ長さLは、20mm以上であることが好ましい。これによれば、第1のシール部がピンノーズ先端から十分離間し、その結果、この離間距離範囲内の弾性変形により、第1のシール部へのダメージをより大きく軽減できるため、シール性能の安定化に効果的である。シール性能が安定化するため、第1のシール部20のシール干渉量S1(図1(c)参照)は、半径方向シール方式としては比較的小さくとることが可能であり、ゴーリングリスクが小さい。
Taper angle alpha 1 of the first tapered
The pin nose length L is preferably 20 mm or more. According to this, the first seal portion is sufficiently separated from the tip of the pin nose, and as a result, damage to the first seal portion can be greatly reduced by elastic deformation within this separation distance range. It is effective for conversion. Since the sealing performance is stabilized, the seal interference amount S 1 (see FIG. 1 (c)) of the
なお、第1の複合R曲線21内の2種類以上のRは、比較的小さいRについては1インチ以下、比較的大きいRについては2インチ以上、さらに大きいRについては3インチ以上にとるのが好ましい。詳しくは、第1の複合R曲線の複数のRのうち少なくとも1つを2インチ以上(より好ましくは3インチ以上)、残りのRを少なくとも1つを2インチ未満(より好ましくは1インチ以下)とすることが好ましい。複合R曲線の複数のRのうち少なくとも1つを2インチ以上(より好ましくは3インチ以上)とすることで、シール部の接触長さを確保し易くなり、残りのRを少なくとも1つを2インチ未満(好ましくは1インチ以下)とすることで、高い面圧を達成し易くなる。
The two or more types of R in the first
また、第1の複合R曲線21内の円弧の個数(相異なるRを持つ円弧の個数)は、2個でもよく、図1に例示した3個でもよく、あるいは4個以上でもよい。円弧の個数が増えると設計上の自由度がより大きくなり、よりシール性能を向上させた形状デザインを達成しやすいが、実際の製造における負荷や寸法確認などの手間が増えたりもするから、円弧の個数は実際にねじ継手に要求される性能に応じて設計するのがよい。 In addition, the number of arcs in the first composite R curve 21 (the number of arcs having different Rs) may be two, may be three illustrated in FIG. 1, or may be four or more. As the number of arcs increases, the degree of freedom in design increases, and it is easy to achieve a shape design with improved sealing performance. It is better to design the number according to the performance actually required for the threaded joint.
次に、第2のシール部30について説明する。
第2のシール部30形成箇所において、ピンノーズ外周面3NSの母線は前記第1のテーパ面22を形成する母線に滑らかに接続される曲線であって、相異なる曲率半径Rを有する複数の円弧をピン軸方向断面視で外側に凸状となるように順次滑らかに接続してなる第2の複合R曲線32であり、該第2の複合R曲線32は、雄ねじ部7から遠ざかるにつれて曲率半径が小さくなるものとすることが好ましい。それと共に、ボックスノーズ内周面1NSは、ピン部材3の前記第2のシール部30形成箇所と干渉する第2のテーパ面32を含むことが好ましい。ピン部材3とボックス部材1とを結合させると、第2のテーパ面31が、第2の複合R曲線32を母線とするボックスノーズ内周面1NS部分と干渉して第2のシール部30が形成される。第2のテーパ面31がボックス軸方向となす角度(テーパ角)α2は、第2のシール部30を形成する前記干渉が実現するように設定される。
Next, the
In the place where the
第2のシール部30を設けたことによる効果は、軸圧縮状態からやや引張気味の外圧シール性が向上する点にあることを発明者らは見出した。但し、この効果は、第2のシール部30の形成に関与する第2のテーパ面31のテーパ角α2が45度を超えた場合、目立たなくなるため、α2は45度以内とすることが好ましい。より好ましくは35度以下が良い。更に、この効果が、一旦軸圧縮を経た後の軸引張り+内圧(最も厳しいテスト条件)付与時のシール性向上に良い効果を与える。
The inventors have found that the effect obtained by providing the
また、発明者らは第2のシール部30のシール干渉量S2を前記第1のシール部20のシール干渉量S1と同じか、これよりも小さくすることで、シール性能全体が向上することを見出した。なお、好ましくは、S1/2≦S2かつ、S2≦S1である。
上記の第1乃至第2のシール部周辺の形状の好適範囲規定に加えて、雄ねじ部と雌ねじ部とについて、ロードフランク角度、スタブフランク角度、ねじ隙間、ねじテーパ量のいずれか1種又は2種以上を好適範囲に規定することで、それらの組み合わせ効果によって、よりシール性能が全体的に向上することが確認された。ここで、ロードフランク角度は、図6に示すロードフランク角度β、すなわち、ロードフランク面18が継手軸直交面(ねじ継手の軸方向と直交する面の意。以下同じ)に対してなす角度βである。また、スタブフランク角度は、図6に示すスタブフランク角度γ、すなわち、スタブフランク面19が継手軸直交面に対してなす角度γである。また、ねじ隙間は、図5に示すねじ隙間G、すなわち、雄ねじのねじ山7aとこれに噛み合う雌ねじのねじ溝5aとの隙間Gである。また、ねじテーパ量は、雄ねじ(又は雌ねじ)のねじ山頂部(又はねじ溝底部)を通るテーパ面が継手軸方向となす角度のタンジェント値である。
Further, the inventors improve the overall sealing performance by reducing the seal interference amount S2 of the second
In addition to the above-mentioned preferable range definition of the shape around the first to second seal portions, any one of the load flank angle, the stub flank angle, the screw gap, and the screw taper amount for the male screw portion and the female screw portion or 2 It was confirmed that the sealing performance is improved as a whole due to the combination effect by defining the species or more in the preferred range. Here, the load flank angle is the load flank angle β shown in FIG. 6, that is, the angle β formed by the
ロードフランク角度βの好適範囲は−5度〜4度であり、該好適範囲の下限はねじ部の耐ゴーリング性と工具寿命の観点から、上限は耐曲げ性の観点から、それぞれ定められた。
スタブフランク角度γの好適範囲は0度〜30度であり、該好適範囲の下限はねじ部の耐ゴーリング性と工具寿命、締め付け性の観点から、上限は耐軸圧縮性の観点から、それぞれ定められた。
The preferred range of the load flank angle β is -5 ° to 4 °. The lower limit of the preferred range is determined from the viewpoint of galling resistance and tool life of the threaded portion, and the upper limit is determined from the viewpoint of bending resistance.
The preferred range of the stub flank angle γ is 0 to 30 degrees. The lower limit of the preferred range is determined from the viewpoint of galling resistance, tool life, and tightening performance of the threaded portion, and the upper limit is determined from the viewpoint of axial compression resistance. It was.
ねじ隙間Gの好適範囲は0.01〜0.1mmであり、該好適範囲の下限はゴーリングリスクを軽減する観点から、上限は軸圧縮負荷時にピン先端の負担を軽減させる観点から、それぞれ定められた。なお、ねじ切り時のリードの誤差を考慮すると、ねじ隙間Gは小さくとも0.03mm程度が好ましい。また、ねじ隙間Gは0.045mm程度で十分な性能を効果的に発揮できることを見出したので、状況に応じて0.045mm程度としてもよい。 The preferable range of the screw gap G is 0.01 to 0.1 mm. The lower limit of the preferable range is determined from the viewpoint of reducing the goling risk, and the upper limit is determined from the viewpoint of reducing the load on the pin tip during the axial compression load. It was. In consideration of the lead error at the time of threading, the screw gap G is preferably about 0.03 mm at least. Moreover, since it discovered that the screw gap G was about 0.045 mm and can exhibit sufficient performance effectively, it is good also as about 0.045 mm according to a condition.
ねじテーパ量の好適範囲は1/32〜1/12である。
ロードフランク角度、スタブフランク角度、ねじ隙間、ねじテーパ量の1種又は2種以上を上記のとおりに規定することによるシール性能の全体的向上効果は、特に、一旦軸圧縮を負荷した後の軸引張+内圧もしくは外圧を負荷する条件下で顕著である。
また、ショルダ部のショルダ角度δ(ショルダ部の継手軸方向の端面が継手軸直交面に対してなす角度であり、当該界面のピン外周側がピン内周側からみて継手軸方向外側に張り出す場合を正の角度とする)は、0度〜20度であることが好ましい。ショルダ角度が0度未満ではシール性能や、締め付け特性の点で不利となり、一方、20度超ではボックスショルダ部の塑性変形や、シール部の局所変形が発生し易いという点で不利となる。好ましくは15度以下が良い。更に状況に応じては、7度以下が好ましい。
A preferable range of the screw taper amount is 1/32 to 1/12.
By defining one or more of the load flank angle, stub flank angle, screw gap, and screw taper amount as described above, the overall improvement effect of the sealing performance is particularly significant after the shaft compression is once applied. It is remarkable under the condition of applying tension + internal pressure or external pressure.
Also, the shoulder angle δ of the shoulder portion (when the end surface of the shoulder portion in the joint axis direction is an angle formed with respect to the joint axis orthogonal surface, and the pin outer peripheral side of the interface protrudes outward in the joint axial direction when viewed from the pin inner peripheral side. Is a positive angle) is preferably 0 to 20 degrees. If the shoulder angle is less than 0 degrees, it is disadvantageous in terms of sealing performance and tightening characteristics, while if it exceeds 20 degrees, it is disadvantageous in that plastic deformation of the box shoulder part and local deformation of the seal part are likely to occur. Preferably it is 15 degrees or less. Furthermore, depending on the situation, 7 degrees or less is preferable.
発明例として、図1に示した、あるいは図1において第1の複合R曲線の円弧のいずれか2つを線分を介して接続した形態とした、本発明に係る鋼管用ねじ継手について、ISO13679に準拠したリークテストをシミュレートし、この際のシール部での接触面積圧(ksi・inch)をFEM解析により求めた。なお、接触面積圧=接触面圧×シール接触長さ、であり、積分計算で求める。このリークテストは、鋼管用ねじ継手に対し、素材の降伏条件の95%に対応した2軸応力、および、内圧、外圧を、図7に示す履歴で負荷させるものである。 As an example of the invention, a steel pipe threaded joint according to the present invention in which any two arcs of the first composite R curve shown in FIG. 1 are connected via a line segment in FIG. The contact area pressure (ksi · inch) at the seal portion at this time was obtained by FEM analysis. Note that contact area pressure = contact surface pressure × seal contact length, and is obtained by integral calculation. In this leak test, a biaxial stress corresponding to 95% of the yield condition of the material, an internal pressure, and an external pressure are applied to the threaded joint for steel pipes according to the history shown in FIG.
また、ねじ締付け時のゴーリングリスクを表す指標として、締付け開始から完了までのシール部の軸方向各位置における摺動距離(inch)と接触面圧(psi)との積で定義した、ゴーリング指標(psi・inch)=接触面圧×摺動距離、の値をFEM解析により求めた。これも積分計算で求める。ゴーリング指標が小さいほどゴーリングリスクは小さいといえる。
また、比較として、
・比較例1:ボックス部材のシール部内周面の母線を単一のRを有する凸状の曲線(図1に破線で示した単一R曲線M)形状とした場合、
・比較例2:ボックス部材のシール部内周面の母線を複合R曲線としたが、円弧のRが雌ねじ部5から遠ざかるほど大きくなるという要件を満たさないとした場合、
について、同様に接触面積圧およびゴーリング指標を求めた。
In addition, as an index indicating the risk of goling during screw tightening, a Goring index (defined by the product of sliding distance (inch) and contact surface pressure (psi) at each axial position of the seal part from the start to the end of tightening. (psi · inch) = contact surface pressure × sliding distance, was obtained by FEM analysis. This is also obtained by integral calculation. It can be said that the smaller the Goring index, the smaller the Goring risk.
For comparison,
-Comparative example 1: When the generating line (single R curve M shown with the broken line in Drawing 1) has the shape of the convex line (single R curve M shown in Drawing 1) where the generating line of the seal part inner peripheral surface of a box member is,
-Comparative example 2: When the generating line of the inner peripheral surface of the seal part of the box member is a composite R curve, but the requirement that the R of the arc increases as it goes away from the
In the same manner, the contact area pressure and Goling index were obtained.
発明例および比較例について、ねじ継手の各部寸法と併せて、FEM計算で求めた接触面積圧およびゴーリング指標を表1に示す。なお、内圧条件、接触面積圧は、いずれの例も図7の履歴中のロードステップL18近傍(2軸引張応力+内圧)において極小値(最もリークが起こり易い状態に相当)を示した。このロードポイントは、ISO13679では規定が無いものであるが、内圧+引張り条件では、最も厳しい条件であり、必要とされることもあるため、ここでの比較とした。また、一度、圧縮履歴を受けた後であるロードステップL18は、圧縮履歴を受ける前の同じロードポイントであるロードステップL3より、シール性能が低下するため、L18での比較が良い。表1には各例の接触面積圧の極小値を相対極小値(全例の中で最小の極小値を100とし、他はこれに対する比で表したもの)で表示した。また、ゴーリング指標は、極大値(最もゴーリングリスクが高い状態に相当)を示す継手軸方向位置が例ごとに異なった。表1には各例のゴーリング指標の極大値を相対極大値(全例の中で最大の極大値を100とし、他はこれに対する比で表したもの)で表示した。尚、いくつかのサンプルを作り、物理テストを実施して、外圧の条件ではリークが無いことを確認した。問題となるのはQ1の領域のみであり、シール干渉量を小さくすると、一旦軸圧縮を受けた後のL18で、最初にリークが発生するケースがあることを確認済みである。 Table 1 shows the contact area pressure and Goling index determined by FEM calculation for the inventive example and the comparative example, together with the dimensions of each part of the threaded joint. Note that the internal pressure conditions and the contact area pressures all showed local minimum values (corresponding to a state in which leakage is most likely to occur) in the vicinity of the load step L18 (biaxial tensile stress + internal pressure) in the history of FIG. This load point is not specified in ISO 13679, but the internal pressure + tensile condition is the most severe condition and may be required. In addition, since the load performance of the load step L18 after receiving the compression history is lower than that of the load step L3 which is the same load point before receiving the compression history, the comparison at L18 is good. In Table 1, the minimum value of the contact area pressure in each example is displayed as a relative minimum value (the minimum value in all examples is 100, and the others are expressed as ratios relative thereto). In addition, the joint axis direction position showing the maximum value (corresponding to the state with the highest goling risk) of the Goling index was different for each example. In Table 1, the maximum value of the Goring index of each example is displayed as a relative maximum value (the maximum maximum value is 100 among all examples, and the others are expressed as ratios relative thereto). Several samples were made and a physical test was conducted to confirm that there was no leakage under the external pressure conditions. The problem is only in the Q1 region, and it has already been confirmed that when the amount of seal interference is reduced, there is a case where a leak occurs first in L18 after undergoing axial compression.
表1より、発明例ではいずれも、比較例に比べ、接触面積圧が高いにもかかわらずゴーリング指標が小さいか同程度であり、シール性および耐ゴーリング性に優れたねじ継手が実現したことがわかる。 From Table 1, it can be seen that, in all of the inventive examples, compared with the comparative example, although the contact area pressure is high, the galling index is small or similar, and a screw joint excellent in sealing performance and galling resistance has been realized. Recognize.
1 ボックス部材
1NS ピン部材のノーズ部外周面に相対するボックス部材のノーズ部内周面(ボックスノーズ内周面)
3 ピン(ピン部材)
3NS ピン部材のノーズ部外周面(ピンノーズ外周面)
5 雌ねじ(雌ねじ部)
5a 雌ねじのねじ溝
7 雄ねじ(雄ねじ部)
7a 雄ねじのねじ山
8 ノーズ部(ピンノーズ)
11、13 シール部(詳しくはメタルタッチシール部)
12、14 ショルダ部(詳しくはトルクショルダ部)
18 ロードフランク面
19 スタブフランク面
20 第1のシール部
21 第1の複合R曲線
22 第1のテーパ面
30 第2のシール部
31 第2のテーパ面
32 第2の複合R曲線
1 Box material
1NS Inner peripheral surface of the nose part of the box member facing the outer peripheral surface of the pin member (inner peripheral surface of the box nose)
3 Pin (Pin material)
3NS Pin member nose outer peripheral surface (pin nose outer peripheral surface)
5 Female thread (Female thread)
5a Female thread groove
7 Male thread (Male thread)
7a Male thread thread
8 Nose (pin nose)
11, 13 Seal part (Details are metal touch seal part)
12, 14 Shoulder part (For details, torque shoulder part)
18 Road flank surface
19 Stub flank surface
20 First seal
21 First composite R curve
22 First taper surface
30 Second seal
31 Second taper surface
32 Second composite R curve
Claims (13)
前記雄ねじ部(7)とねじ結合される雌ねじ部(5)と、前記ピン部材(3)のノーズ部外周面(3NS)に相対するノーズ部内周面(1NS)と、前記ピン部材のショルダ部(12)に当接するショルダ部(14)とを有するボックス部材(1)とを有し、
前記ねじ結合により前記ピン部材(3)とボックス部材(1)とが結合されてピン部材の前記ノーズ部外周面(3NS)とボックス部材の前記ノーズ部内周面(1NS)とが継手軸方向の2箇所でメタル‐メタル接触しその2つの接触箇所がそれぞれ、前記ノーズ部の先端から遠くて比較的長い第1のシール部(20)と、ショルダ部に近くて比較的短い第2のシール部(30)とをなす鋼管用ねじ継手であって、
前記ボックス部材(1)の第1のシール部(20)形成箇所では前記ノーズ部内周面(1NS)の母線が、相異なる曲率半径Rを有する複数の円弧をボックス軸方向断面視で内側に凸状となるように順次滑らかに接続してなる第1の複合R曲線(21)であり、該第1の複合R曲線(21)は、雌ねじ部から遠ざかるにつれて曲率半径Rが大きくなるものとし、かつ、前記第1の複合R曲線(21)内の各円弧がなす角度は、前記雌ねじ部(5)に近い円弧のものほど大きいこととし、
前記ピン部材(3)の前記ノーズ部外周面(3NS)は、前記ねじ結合時にボックス部材の前記第1のシール部(20)形成箇所と干渉する第1のテーパ面(22)を含むものとした
ことを特徴とする、鋼管用ねじ継手。 A pin member having a male screw part (7), a nose part (8) extending from the male screw part (7) to the tube end side, and a shoulder part (12) provided at the tip of the nose part (8) (3) and
A female screw part (5) screwed to the male screw part (7), a nose part inner peripheral surface (1NS) facing the nose part outer peripheral surface (3NS) of the pin member (3), and a shoulder part of the pin member A box member (1) having a shoulder portion (14) in contact with (12),
The pin member (3) and the box member (1) are connected by the screw connection, and the nose portion outer peripheral surface (3NS) of the pin member and the nose portion inner peripheral surface (1NS) of the box member are in the joint axis direction. A metal-metal contact at two locations, and the two contact locations are a relatively long first seal portion (20) far from the tip of the nose portion, and a relatively short second seal portion near the shoulder portion. (30) a steel pipe threaded joint,
At the place where the first seal portion (20) of the box member (1) is formed, the generatrix of the inner peripheral surface (1NS) of the nose portion projects a plurality of arcs having different radii of curvature R in the box axial direction sectional view. A first composite R curve (21) that is sequentially and smoothly connected to form a shape, and the first composite R curve (21) has a radius of curvature R that increases as the distance from the female thread portion increases. In addition, the angle formed by each arc in the first composite R curve (21) is larger as the arc closer to the female thread portion (5),
The nose portion outer peripheral surface (3NS) of the pin member (3) includes a first tapered surface (22) that interferes with a place where the first seal portion (20) of the box member is formed when the screw is coupled. A threaded joint for steel pipes.
前記ボックス部材(1)のノーズ部内周面は、前記ピン部材の前記第2のシール部(30)形成箇所と干渉する第2のテーパ面(31)を含むものとしたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の鋼管用ねじ継手。 In the second seal part (30) formation position of the pin member (3), the bus bar on the outer peripheral surface of the nose part is a curve smoothly connected to the bus bar forming the first taper surface (22), A second composite R curve (32) in which a plurality of arcs having different radii of curvature R are sequentially and smoothly connected so as to be convex outward in a cross-sectional view in the pin axial direction. Curve (32) assumes that the radius of curvature decreases with increasing distance from the male thread.
The inner peripheral surface of the nose portion of the box member (1) includes a second tapered surface (31) that interferes with a location where the second seal portion (30) of the pin member is formed. Item 5. A threaded joint for steel pipes according to any one of Items 1 to 4 .
The threaded joint for steel pipes according to any one of claims 1 to 12 , characterized in that, instead of a curve that is sequentially and smoothly connected, a curve that is successively and smoothly connected directly or via a line segment.
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