JPH0239101Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、配管用絶縁接続装置、特に加圧また
は高温の流体を流す金属管の隣接端部を接続固定
する新しい有利な装置に係り、端部を電気的に絶
縁し、金属管の一方から他方へ電流の流れること
を防止するとともに接続施行が容易であり、かつ
接続部を含め高度の気密特性を保持する配管用絶
縁接続装置に関する。

〔従来の技術〕

金属管の接続装置は、地上あるいは地中に配設
したガス、水、油等の配送管のほか、地下深部か
ら油、熱水等を吸上げる井戸用管等に広く使用さ
れている。例えば油井用鋼管の場合、アメリカ石
油協会（以後API規格と呼称する）により、管
体、接続装置の寸法および接続用螺子等について
規格化されている。

API規格による接続装置および管体との接続方
法を第１図により説明する。図中１は接続装置、
２−１は上部の管体、２−２は下部の管体、３は
接続用螺子である。接続装置１の両端の内周に雌
螺子３が、管体の端部の外周には前記雌螺子に螺
合する雄螺子３が螺設されている。

接続には先ず下部の管体２−２を把握保持し、
次に接続装置１を回転して螺合した後気密を保持
するように締付ける。次に接続装置１を把握保持
し、上部の管体２−１を回転して螺合した後気密
を保持するように締付けて接続を完了する。

近年、油井は地下3000ｍ〜5000ｍにも達してい
るといわれており、使用される圧縮空気も必然的
に圧力が高くなる。また、これらの生産井におい
てはCO₂ガス、H₂Sガス、CLイオンさらには熱
水が発生しているので鋼管が著しく腐食する。こ
のため、生産を一時中断して3000ｍ〜5000ｍから
鋼管を引上げて腐食部分の鋼管を取り替えること
になるので大変な作業になることは拒めない。こ
のような鋼管の腐食は生産性を低下させることに
なる。

そこで考えられるのが、前記した鋼管の腐食を
防止するために耐腐食性の高合金鋼管を用いるこ
とである。しかしながら生産井の3000ｍ〜5000ｍ
全てに高合金鋼管を使用すると、一般鋼管の約15
倍というコスト高のため配管系の費用が割高とな
る。又、限定された個所で生じる腐食に対して
も、腐食の少ない個所に対しては過剰な特性品を
用いることになり、やはり経済的な方法とは言え
ない。こうした点から考えると、最も腐食の著し
い部分に耐腐食性の高合金鋼管を用いることが有
効な方法であることが判る。

そこで、前記方法を用いて腐食が少ない個所に
一般鋼管（炭素鋼）を、腐食の著しい個所には高
合金鋼管（Ni−Cr−Mo−MnAlloy鋼）を従来
の炭素鋼からなる接続継手によつて接続して油、
ガスの生産を進めると、高合金鋼管と接続継手の
個所においては２種の異なる金属、すなわち高合
金鋼と炭素鋼の接続となり局部電池を生じ、接続
部分において腐食が生じることとなる。

かかる状況下において、電気絶縁特性を具備す
る絶縁接続装置に対する要求が急激に高まつた。

この絶縁接続装置に要求される特性中主なもの
を挙げると次のようになる。

先ず、常温乃至250〜300℃の温度領域あるいは
温度の上昇下降の反復する条件下において必要な
電気絶縁特性を保持することは勿論、冷熱および
機拡的衝撃強度に富み高度の気密特性を保持する
こと、機械的強度については特に井戸用管に使用
する場合には長尺の金属管を懸垂することが必須
の使用条件であるため、この懸垂に耐える十分な
引張り強度を保持すること、および経年変化がな
く長期信頼性を有すること等一般特性のほか、現
実的な問題として金属管との接続工程において特
殊な設備を必要とせず容易に施行出来ることが切
実に要求される。

この種絶縁接続装置の場合、二つの管体の間に
絶縁物を介在させた構造が期本構造になるが、こ
の場合、特性を最も大きく支配するのは絶縁であ
る。

以下、絶縁物について説明する。絶縁物に有機
物を使用した場合には、温度的に問題があり、材
料自体の経年変化により気密特性、電気特性の劣
化について致命的な欠陥があり現実には使用不可
能である。次にガラス質を使用した場合には温度
の急変により亀裂を発生すること、あるいは機械
的衝撃強度が低いという欠陥があり、また磁器材
料を使用し、低融点金属で封着した場合もガラス
質の場合と同様熱的および機械的衝撃強度が低い
という致命的な欠陥があり、これも現実には使用
不可能である。上記の各種特性を総合して最も優
れたものに次に詳細に説明するガラス、マイカ塑
造体によりなる絶縁物がある。

ガラス、マイカ塑造体とはガラス質の粉末とマ
イカの粉末の混合粉末を原料とし、この原料粉末
をガラス質が軟化して加圧により流動する温度に
加熱し、加熱状態で加圧形成して得られる絶縁物
のことである。

扨、ガラス、マイカ塑造体を絶縁物として使用
した絶縁接続装置で、API規格の接続装置に近似
した形状に仕上げ得る従来の絶縁接続装置用基体
６の一実施例を第２図イにより説明する。第２図
イは一点鎖線（管軸の位置）を中心に左右対称で
あるため、右半分は省略している。４は第１の管
状部材で、その下部に雄螺子４−５が螺設されて
いる。５は第２の管状部材で、本体５−２の上部
に外周金具５−１を有し中間に雌螺子５−５が螺
設されている。

構成材料は鋼、ステンレス等が使用されるが両
者は同じ金属が使用されている。第１の管状部材
４の雄螺子４−５を第２の管状部材５の雌螺子５
−５を通過させ、螺子４−５，５−５間に空隙８
−１が、また第２の管状部材５の本体５−２の本
体上面５−３と第１の管状部材４の底面４−４の
間には空隙８−２がその他第１の管状部材４と第
２の管状部材５の多々対向面には各々空隙８−３
〜８−５が設けられており全空〓８−１〜８−５
にガラス、マイカ塑造体からなる絶縁物９が充填
されている。

製造は章用金型を使用し、原料粉末は一定形状
の予備成形体とし、金型、第１、第２の管状部材
および上記予備成形体を所定温度に加熱し、加圧
機を使用し、予備成形体を上記空隙に圧入して構
成される。なお成形時には空隙８−２を確保する
ための部分を有する第１の管状部材４が使用さ
れ、成形完了後機械加工により剰余部分を除去し
て絶縁接続装置用基体６が得られる。この基体６
は、絶縁接続装置に要求される一時性即ち常温乃
至250〜300℃の温度領域において電気絶縁特性、
冷熱および機械的衝撃強度、引張り強度等は完全
に保持するものである。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、この絶縁接続装置用基体６に機械加
工を施し、接続用螺子３−１，３−２を螺設し、
API規格の接続装置と類似の構造に仕上げると第
２図ロに示す絶縁接続装置７の構造になる。第２
図ロは一点鎖線（管軸の位置）を中心に左右対称
であり、左半分を省略している。

この構造品の場合、第２の管状部材５の内周に
螺設された接続用螺子３−１は螺設基体１０が本
体５−２であり、肉厚が確保されているため、接
続施行時に下部の管体２−２と接続するために何
等の支障はないが、第１の管状部材４の内周に螺
設された接続用螺子３−２は螺設基体１０の肉厚
が薄いために上部の管体２−１と接続する施工工
程において接続用螺子３−２に締付トルクが加わ
ると螺設基体１０が変形するようになる、この現
象は絶縁接続装置の破壊に連らなり、管体２−１
との接続が不可能ということになる。このことは
従来構造のガラス、マイカ塑造体を絶縁物とした
絶縁接続装置はAPI規格の構造の接続装置には使
用不可能ということで不可避の致命的な欠陥であ
る。

この考案は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、電気絶縁性に優れ異種の金属
配管を局部電池を生ずることなく接続できると共
に、気密性および機械的強度に優れ、しかも外径
寸法に凹凸が無く配管を埋設するための掘削に無
黙のないような配管用絶縁接続装置を得ることを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この考案に係る配管用絶縁接続装置は、管体Ａ
の一端に、管体Ａと内径が等しく、外径が小さい
管体Ｂを有し、管体Ｂの先端に谷径が管体Ｂの外
径より大きく管体Ａの外径より小さい雄螺子を有
する金属製の第１の管状部材と、管体Ａと外径が
等しい管体Ｃの一端に管体Ｃと外径が等しく内径
が管体Ｃの内径より大きい管体Ｄを有し、管体Ｄ
の先端に谷径が管体Ｄの内径より小さく第１の管
状部材の雄螺子と螺合する雌螺子を有し、第１の
管状部材より熱膨張率の大きい金属性の第２の管
状部材とを備え、第１の管状部材の雄螺子は外周
面は第２の管状部材の管体Ｄの内周面に空隙を保
つて対面させると共に、第１の管状部材の管体Ｂ
の外周面は第２の管状部材の雌螺子の内周面に空
隙を保つて対面させ、上記空隙にガラス、マイカ
塑造体を構成し、管体ＡおよびＣの内周面に接続
用螺子を螺設したものである。

〔作用〕

この考案における配管用絶縁接続装置は、第
１、第２の管状部材の各対向面に空隙を設定して
この空隙に絶縁物であるガラス、マイカ塑造体を
構成したので電気絶縁性に優れている。

また、製造時において、両管状部材および原料
の予備成形体は所定温度に加熱され加熱状態でガ
ラス、マイカ塑造体が圧入構成され、その後一体
となつて常温に冷却されるのが一般的であるが、
第１、第２の管状部材の対向部において、雌螺子
を有し第１管状部材の雄螺子を外包する第２管状
部材の熱膨張率が第１管状部材のそれより大きい
ため、熱収縮率も大きく、構成されたガラス、マ
イカ塑造体は第２の管状部材にまた第１の管状部
材はガラス、マイカ塑造体を介して外周部から締
付圧を受け、絶縁接続装置全体が、あたかも焼嵌
めされた状態になるので、第１および第２の管状
部材に同種金属を使用した場合よりも機械的強度
および気密性が向上する。

さらに、管体Ａ，ＣおよびＤの外径が等しく、
外径寸法に凹凸が無いので、配管を埋設するため
の掘削に無黙がない。

〔実施例〕

本考案による絶縁接続装置の構造の一実施例を
第３図イ，ロにより説明する。第３図イに絶縁接
続装置用基体６の構造を示す。第３図イは一点鎖
線（管軸の位置）を中心に左右対称であるため、
右半分を省略している。図において、４は第１の
管状部材であり、管体Ａ４−２の一端に管体Ａと
内径が等しく外径が小さい管体Ｂ４−１を有し、
管体Ｂ４−１の先端に谷径が管体Ｂ４−１の外径
より大きく管体Ａ４−２の外径より小さい雄螺子
４−５を有する。５は第２の管状部材であり、管
体Ａ４−２と外径が等しい管体Ｃ５−２の一端に
管体Ｃ５−２と外径が等しく内径が管体Ｃの内径
より大きい管体Ｄ５−１を有し、管体Ｄ５−１の
先端に谷径が管体Ｄ５−１の内径より小さく第１
の管状部材の雄螺子４−５と螺合する雌螺子５−
５を有する。第１の管状部材４の雄螺子４−５を
第２の管状部材５の雄螺子５−５を螺合しながら
通過させ、螺子４−５，５−５の間に空間８−１
が、第１の管状部材４の底面４−４と第２の管状
部材の本体上面５−３の間には空隙８−２が、第
１の管状部材４の本体下面４−３と第２の管状部
材の上面５−４の間には空隙８−６がまた雄螺子
４−５の外周面は第２の管状部材の管体Ｄ５−１
の内周面に空隙８−３を保つて対面させると共
に、第１の管状部材の管体Ｂ４−１の外周面は第
２の管状部材の雌螺子５−５の内周面に空隙８−
４を保つて対面させ、全空隙にガラス、マイカ塑
造体よりなる絶縁物９が充填されている。

製造は、構造が従来品の製造に使用したものと
構造の異なる専用金型を使用し、従来の絶縁接続
装置基体６と同様の方法により行う。この絶縁接
続装置用基体６に機械加工を施し、接続用螺子３
を螺設し、API規格の接続装置と外形寸法が等し
い絶縁装置７を仕上げる。その構造の一実施例が
第３図ロに示してある。第３図ロは一点鎖線（管
軸の位置）に対し左右対称であるため右半分を省
略している。

また、第４図イ，ロに他の構造の絶縁接続装置
の実施例を示す。第４図イは上面図、第４図ロは
縦断面図である。図中１１は第１の管状部材４の
管体Ａ４−２の本体下面４−３から上面の間に設
けられた３個の貫通孔で外周面に近接しており、
この貫通孔１１には両管状部材４，５の空隙８に
充填されている絶縁物９に連通して絶縁物９が充
填されている。なお、上記貫通孔は３個に限らな
いことはもちろんである。この貫通孔１１は絶縁
接続装置基体６の製造方法に関連して設けられた
ものであるが、螺設基体１０の機械的強度に殆ん
ど影響を及ぼすものでなく、第３図に示す絶縁接
続装置と同等の価値を有する。本考案になる絶縁
接続装置７は絶縁用螺子３−１，３−２が第１、
第２の管状部材の本体、すなわち管体Ａ，Ｃ４−
２，５−２の内周面に螺設されており、この本体
４−２，５−２は接続装置と同じ肉厚構造体であ
るため管体との接続施工工程において、特殊な設
備を必要とせず、絶縁接続装置自体に異状な応力
の発生も皆無であるため使用は極めて容易であ
る。

なお、本考案は第１の管状部材と第２の管状部
材の外形寸法を等しくし、かつ異なつた金属材料
を使用するものであり、このように異なつた金属
材料を使用して絶縁接続装置を構成する場合に
は、熱膨張率の大きい方の金属を第２の管状部材
に使用することが有効である。その理由は、製造
時両管状部材、および原料の予備成形体は所定温
度に加熱され加熱状態でガラス、マイカ塑造体が
圧入構成され、その後一体となつて常温に冷却さ
れる。外周壁を構成する第２の管状部材の熱膨張
率が大きい場合には熱収縮率がきいので、構成さ
れたガラス、マイカ塑造体は第２の管状部材にま
た第１の管状部材はガラス、マイカ塑造体を介し
て外周部から締付圧を受け、絶縁接続装置全体
が、あたかも焼嵌めされた状態になるので、第１
および第２の管状部材に同種金属を使用した場合
よりも機械的強度、および気密性が向上する。例
えば炭素鋼よりなる配管と高合金鋼よりなる配管
とを接続する場合、第１の管状部材４に炭素鋼、
第２の管状部材５に高合金鋼をそれぞれ用いる。
熱膨張率はそれぞれ14〜14.5×10^-6／℃および16
〜17×10^-6／℃であり、ガラス、マイカ塑造体９
の熱膨張率は11.5〜12.5×10^-6／℃である。ガラ
ス、マイカ塑造体のガラス化状態において圧入し
た絶縁物は、ガラス転位温度以下において固体化
し、管体Ｄ５−１より空隙８−２，８−３，８−
４に充填されたガラス、マイカ塑造体を介して管
体Ｂ４−１に半径方向の圧縮力（収縮力）が加わ
り、第１、第２の管状部材４，５とガラス、マイ
カ塑造体との界面は強固な圧力が加わることとな
り、250〜300Kg５／cm²の気密性を有することとな
る。

なお、第１の管状部材と第２の管状部材の外径
寸法が等しく凹凸が無いので、配管を埋設するの
に余分な掘削をしなくてすむ。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案によれば、管体Ａの一
端に、管体Ａと内径が等しく、外径が小さい管体
Ｂを有し、管体Ｂの先端に谷径が管体Ｂの外径よ
り大きく管体Ａの外径より小さい雄螺子を有する
金属製の第１の管状部材と、管体Ａと外径が等し
い管体Ｃの一端に管体Ｃと外径が等しく内径が管
体Ｃの内径より大きい管体Ｄを有し、管体Ｄの先
端に谷径が管体Ｄの内径より小さく第１の管状部
材の雄螺子と螺合する雌螺子を有し、第１の管状
部材より熱膨張率の大きい金属性の第２の管状部
材とを備え、第１の管状部材の雄螺子は外周面は
第２の管状部材の管体Ｄの内周面に空隙を保つて
対面させると共に、第１の管状部材の管体Ｂの外
周面は第２の管状部材の雌螺子の内周面に空隙を
保つて対面させ、上記空隙にガラス、マイカ塑造
体を構成し、管体ＡおよびＣの内周面に接続用螺
子を螺設したので、電気絶縁性に優れ異種の金属
配管を局部電池を生ずることなく接続できるとと
もに、気密性および機械的強度に優れ、しかも外
径寸法に凹凸が無く配管を埋設するための掘削に
無黙のないような配管用絶縁接続装置を得ること
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はAPI規格による接続装置および管体と
の接続方法の一実施例を示す断面図、第２図イ，
ロは従来の絶縁接続装置の構造の一実施例を示す
断面図、第３図イ，ロは本考案になる絶縁接続装
置の構造の一実施例を示す断面図、第４図イは本
考案の他の実施例を示す上面図、第４図ロはその
断面図である。 図中、１は接続装置、２は管体、３は接続用螺
子、４は第１の管状部材、４−１は管体Ｂ、４−
２は管体Ａ、４−５は雄ねじ、５は第２の管状部
材、５−１は管体Ｄ、５−２は管体Ｃ、５−５は
雌ねじ、６は絶縁接続装置基体、７は絶縁接続装
置、８は空隙、９は絶縁物、１０は螺設基体、１
１は貫通孔である。なお、同一符号は同一、もし
くは相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 管体Ａの一端に管体Ａと内径が等しく外径が小
   さい管体Ｂを有すると共に、管体Ｂの先端に谷径
   が管体Ｂの外径より大きく管体Ａの外径より小さ
   い雄螺子を有する金属製の第１の管状部材と、 管体Ａと外径が等しい管体Ｃの一端に管体Ｃと
   外径が等しく内径が管体Ｃの内径より大きい管体
   Ｄを有すると共に、管体Ｄの先端に谷径が管体Ｄ
   の内径より小さく第１の管状部材の雄螺子と螺合
   する雌螺子を有し、第１の管状部材より熱膨張率
   の大きい金属性の第２の管状部材とを備え、 第１の管状部材の雄螺子の外周面は第２の管状
   部材の管体Ｄの内周面に空隙を保つて対面させる
   と共に、第１の管状部材の管体Ｂの外周面は第２
   の管状部材の雌螺子の内周面に空隙を保つて対面
   させ、上記空隙にガラス、マイカ塑造体を構成
   し、管体ＡおよびＣの内周面に接続用螺子を螺設
   したことを特徴とする配管用絶縁接続装置。