JPH0243948B2 - - Google Patents

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JPH0243948B2
JPH0243948B2 JP59176865A JP17686584A JPH0243948B2 JP H0243948 B2 JPH0243948 B2 JP H0243948B2 JP 59176865 A JP59176865 A JP 59176865A JP 17686584 A JP17686584 A JP 17686584A JP H0243948 B2 JPH0243948 B2 JP H0243948B2
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threads
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Takeo Ueno
Keebu Deaaden Joofurii
Jefurii Supeaa Edowaado
Nooman Jonzu Donarudo
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Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH0243948B2 publication Critical patent/JPH0243948B2/ja
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    • 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
    • F16L15/004—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads with axial sealings having at least one plastically deformable sealing surface
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02—Couplings; joints
    • E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
    • E21B17/042—Threaded
    • 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
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    • F16L15/006—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with straight threads
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    • 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
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Cable Accessories (AREA)
  • Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は部材を連結する継手、また特に、必ず
しもこれに限定されないが、例えば油やガスの探
査及び生産において加圧流体を運ぶため使用され
る管を連結する管継手に関するものである。
（従来の技術と問題点） 油やガスの探査及び生産にあたりチユービング
及びケーシングを連結するために現在使用されて
いる継手の主な型式のものは一定ピツチのねじを
設けた内側截頭円錐周面を有するめす部材と、こ
のめす部材に螺着するようめす部材のねじと同一
ピツチのねじを有し対応する外側截頭円錐周面を
有するおす部材とから成る。おす部材の自由端の
略軸線方向に向くシール面をめす部材の対応する
シール面に軸線方向圧縮力によつて衝合させて、
管継手のシールを行つている。これ等部材を互に
堅くねじ込むことによつて、この軸線方向の圧縮
力を発生させて、おす部材には圧縮作用を生ぜし
め、めす部材には引張作用を生ぜしめて、ねじ山
の頂部の面と谷の面との間を干渉させることによ
つてこの力を通常保持している。
この形式の管継手は多数の重大な欠点があるこ
とがわかつた。シール面を強制的にシール状態に
接触させるのに必要なおす部材の軸線方向の圧縮
応力と、めす部材の関連する引張応力とはシール
面に隣接するねじ山の最後の数個の巻回のみによ
つて主に受け持たれており、ねじ山の残りの巻回
は非常に軽い負荷しか受けていない。従つて荷重
のかかつたねじ山の負荷を支持するリーデイング
フランクは相当な負荷を受け、互に相対的に滑つ
てシール面を圧縮して接触させる。更に、おす部
材とめす部材とのねじ山間の半径方向の干渉が増
大すると両部材のねじが弛む傾向、即ちバツクオ
フの傾向は少なくなるが、めす部材に生じた、周
方向応力は特に内圧の影響を受けて増大し、めす
部材の材料の降伏点の応力を超過する可能性があ
る。更に、周方向応力が高くなり、ねじ山のフラ
ンクの負荷が大きくなると、ねじ山のフランク、
頂部の面及び谷の面に焼付けを起す可能性があ
る。
負荷を支持する巻回と、シール面との間の軸線
方向の距離は比較的短いから、おす部材とめす部
材とに導入される歪エネルギーは制約を受け、継
手のおす部材とめす部材とが相対的に僅かに軸線
方向に動いてもシール面の間のシールの完全性は
著しく損なわれる。歪エネルギーが制約を受ける
だけでなく、シール面にシール作用力を生ぜしめ
るための両部材の回転角も制約を受けるから、例
えば両部材の一方の部材に横方向の打撃が加わつ
た時生ずるような両部材のねじが弛む傾向即ち
「バツクオフ」の僅かな傾向でもシール面の圧縮
負荷を著しく減少させ、シールを不完全なものに
してしまう。
（発明の構成） 本発明管継手はねじ山を設けた内側の円周面を
有するめす部材と、前記めす部材の前記ねじ山に
螺着するねじ山を設けた外側の円周面を有するお
す部材とを具え、前記ねじ山を設けた前記外側の
円周面の一端付近に前記おす部材に環状のほぼ軸
線方向に向くシール面を設け、前記おす部材と前
記めす部材とを互に完全にかみ合わせた時、前記
めす部材に設けた環状のほぼ軸線方向に向くシー
ル面に軸線方向の力を受けて衝合してシールを形
成する管継手において、前記おす部材と前記めす
部材とのそれぞれ前記ねじ山を形成した面のうち
のほぼ中間部の前記ねじ山を同一のピツチに形成
し、前記ねじ山を形成した面の前記中間部の両側
の端部のうち前記シール面に近い側の端部の前記
ねじ山のピツチのうち前記おす部材とめす部材と
のうちの一方の部材のピツチを他方の部材のピツ
チより一層大きく形成し、前記シール面が衝合す
るまで前記おす部材と前記めす部材とを互にねじ
込んだ時前記おす部材とめす部材との一方の部材
の前記中間部の前記ねじ山の１個のフランクの少
なくとも一部が他方の部材の前記中間部の前記ね
じ山の対応する１個のフランクの対応する一部に
衝合し、前記シール面に加わる軸線方向の負荷が
増大すると、前記中間部の前記ねじ山の複数個の
一方のフランクが徐々に負荷を受け、前記おす部
材とめす部材との前記端部の前記ねじ山の複数個
の一方のフランクが徐々に衝合し負荷を受けるよ
う前記異なるピツチを定めたことを特徴とする。
おす部材をそれによつて連結すべき部材自身の
端部に形成してもよく、或はおす部材を別個に製
造し、例えば溶接その他の恒久的な手段でこの部
材の端部に固着してもよい。同様にめす部材をそ
れによつて連結すべき部材自身の端部に形成して
もよく、或は別個に製造して部材に固着又は連結
してもよい。めす部材は部材と一体に製造しても
良いし（インテグラル型）、連結すべきもう一方
の継手の一部に固着してもよい。めす部材を別体
で製造した時には、めす部材のシール面をめす部
材自身の表面によつて設けてもよいし、このめす
部材に既にかみ合わされている部材の表面によつ
て設けてもよい。
おす部材とめす部材との円周面を円筒形にして
もよく、或は截頭円錐形にしおす部材の自由端に
向けテーパにしてもよい。
シール面はおす部材の自由端に又は自由端の近
傍と、めす部材の内側に設けることができる。ま
たシール面をめす部材の自由端に又は自由端の近
傍とおす部材の外面に設けてもよい。シール面を
半径方向平面内に延在することができるが、シー
ル面を截頭円錐形又は凸形又は凹形の彎曲面にし
てもよく、一部を半径方向平面、截頭円錐面およ
び彎曲面にし、これ等を組合せた面にしてもよ
い。これ等シール面を同一形状にしてもよいが、
異なる形状にし、両部材を完全にかみ合わせた時
変形して完全に衝合するようにしてもよい。例え
ば、シール面を英国特許第2146085号及び第
2159904号に記載したような形状にしてもよい。
おす部材とめす部材との一方の部材のねじ山を
その中間部と一方の端部とにおいて同一のピツチ
にし、他方の部材のねじ山をその中間部と一方の
端部とにおいて異なるピツチにし、一方の端部の
ピツチを必要に応じ一層大きく又は一層小さくす
る。例えばおす部材のシール面をその自由端に又
は自由端の近傍に設けた時、おす部材の中間部と
一方の端部とのねじ山のピツチを同一にし、めす
部材の一方の端部のねじ山のピツチを中間部のね
じ山のピツチより一層小さくする。
メークアツプされた管継手に軸線方向の引張負
荷が加わつた時、ねじ山に沿う負荷の分布を向上
させるため、ねじを形成した面の他方の端部のね
じ山のピツチをおす部材とめす部材とで異なるも
のにし、連結した両部材が軸線方向の引張力を受
けた時、少なくとも中間部とこの中間部に隣接す
る他方の端部の一部とのねじ山の巻回によつて最
初力を受け持ち、次に他方の端部の自由端のねじ
山の巻回が徐々に負荷を受けるようにする。
おす部材とめす部材とがかみ合つている間に圧
縮を受ける方の部材の他方の端部のねじ山のピツ
チを他方の部材の端部のねじ山のピツチより小さ
くすることができる。
この実施例は特に両部材のうちの一方の部材の
他方の端部のねじ山が徐々に半径方向高さを減少
させた「バニツシング」形ねじ山である場合に管
継手の疲労寿命を延長し得る利点がある。
ねじ山を形成した面の他方の端部のピツチを異
なるピツチにするため、一方の部材の中間部と他
方の端部とのねじ山のピツチを一定に維持し、他
方の部材の他方の端部のねじ山のピツチを中間部
のねじ山のピツチに対し増大又は減少させる。例
えば、おす部材のシール面をその自由端に又は自
由端に隣接して設けた時、おす部材のねじ山のピ
ツチを中間部と一方の端部とで一定に維持すると
共に、めす部材の中間部及び他方の端部のねじ山
の同一ピツチに対しめす部材の一方の端部のねじ
山のピツチを減少させる。
両部材のねじ山の他方の即ちトレーリングフラ
ンク間に間隙が生ずるようねじ山の形状を定める
のが有利であり、両部材を完全にかみ合わせた
時、一方のねじ山の頂部の面と、他方のねじ山の
巻回間の間隙の谷の面との間に間隙を生ぜしめ、
又は接触し、或はわずかに干渉を生ずるようにす
ることができ、間隙は一方のねじ山の谷の面と他
方のねじ山の頂部の面との間に設ける。
ねじ山のピツチを変化させる際、ねじ山の軸線
方向の厚みと、ねじ山の隣接する巻回間の間隙の
軸線方向の幅の一方又は両方とを変化させること
ができる。ねじ山の隣接する巻回間に一定軸線方
向幅を有する間隙を設け、ねじ山の軸線方向の幅
を変化させてピツチを変えるのが有利である。
次に本発明の理解を容易にするため本発明の実
施例を説明する前に従来の技術を図面につき詳細
に説明する。
（従来の技術の詳細な説明） 第１図に線図的に示した既知の管継手は管の端
部に一体に形成したおす部材１と、スリーブの一
部を形成するめす部材２とを具え、このスリーブ
の他端は他のおす部材同様に組合わされる。おす
部材１の外側截頭円錐面３に全長にわたり一定ピ
ツチのねじ山４を設ける。截頭円錐面３に対応す
る内側截頭円錐面５をめす部材２に設け、ねじ山
４と同一ピツチのねじ山６をこの内側截頭円錐面
５に設ける。おす部材１の遊端に環状の半径方向
のシール面７を設け、おす部材とめす部材とが互
に完全にかみ合わされた時、めす部材２の内部の
環状の半径方向のシール面８にシール面７を衝合
させる。
上述の管継手をメークアツプするため、シール
面７，８が互に衝合するまで、おす部材１とめす
部材２とを互にねじ込む。この時点で、ねじ山
４，６のリーデイングフランク９，１０も衝合す
る。次におす部材１とめす部材２とを更にねじ込
み、衝合しているシール面７，８に負荷を加え
る。その反力はねじ山４，６の第１巻回４ａ，６
ａのリーデイングフランク９，１０が受ける。実
質上更に少ない負荷を第２，第３等の巻回が受け
る。第２Ａ及び２Ｂ図の点線１１ａ，１１ｂはね
じ山の頂部の面と谷の面との間がそれぞれ干渉を
生じていない場合、及び干渉を生じた場合のねじ
の巻回によつて受け持たれる代表的な負荷をそれ
ぞれ示す。シール面７，８に負荷をかけることの
効果はおす部材を圧縮する（対応してめす部材を
伸長する）ことであり、これによりおす部材とめ
す部材とに歪エネルギーが導入される。しかし、
主要な圧縮と伸長とは負荷の大部分を受けるこれ
等ねじ山の巻回の間及びシール面７，８間に生
じ、したがつておす部材の自由端の比較的短い長
さの部分がかなりの程度に圧縮される。
上述したようなねじ山４，６に沿うこの不利な
負荷の分布のため、シール面７，８に負荷を加え
る目的でおす部材とめす部材とを相対的に回転さ
せる角度は比較的小さい角度に過ぎない。従つ
て、おす部材とめす部材とのねじをゆるめようと
する傾向による比較的僅かな回転でも、シール面
７，８によつて生じているシールの完全性を著し
く減少させてしまう。ねじが弛むのに対する抵抗
はねじ山のリーデイングフランクの摩擦によつて
生じ、ねじ山の頂部の面と谷の面との間が干渉す
ることによつてこの抵抗は通常増大する。しか
し、干渉が可能である程度は限度があり、これは
干渉によつて両部材に周方向応力を生じ、従つて
ねじ山のフランク、頂部の面及び谷の面に焼付き
（galling）を生ずる恐れがあるからである。
また、上述の継手が軸線方向の引張応力を受け
た時、第２Ａ図に破線１２ａで示すように、この
引張作用はねじを形成した面の両端のねじの巻回
のみによつて主に受け持たれる。特におす部材又
はめす部材がシール面７又は８から遠方の端部に
次第に消滅するバニツシング形ねじ山
（vanishing thread）を有する場合には、ねじ山
のリーデイングフランク間の接触面積は最後の数
個のねじ山で特に著しく減少するから、軸線方向
の引張力が加わると相当な負荷が加わり、めす部
材が外れ、即ち半径方向外方に変形し、継手が破
壊する恐れがある。
（実施例） 管を連結する本発明管継手の実施例を第３図に
示し、第１図の既知の管継手と同一部分を同一符
号にて示す。この管継手は特に、おす部材１とめ
す部材２とを具え、ねじ山４を有する外側截頭円
錐面３と、シール面７とをおす部材１に設けると
共に、ねじ山６を有する内側截頭円錐面５と、シ
ール面８とをめす部材２に設ける。第３図の管継
手のねじ山を形成する面は３つの部分から成る。
即ち両端の間にあたる中間部２０と、この中間部
２０とシール面７，８に隣接するねじ山の端部分
との間の端部２１と、中間部２０とねじ山の他の
端部分との間の端部２２とからなる。中間部２０
では両部材のねじ山のピツチP1は同一である。
端部２１では、おす部材のねじ山のピツチP2は
めす部材のねじ山のピツチP3より大きい。この
ように端部２１のピツチに差を生ぜしめるにはね
じ山の一方または両方のピツチを変更するが、図
示のように、ねじ山６を中間部２０のねじ山と同
一のピツチにし、即ちP3＝P1にし、更におす部
材のねじ山４のピツチP2をその中間部２０のピ
ツチP1に対し増大させる。端部２２では、めす
部材のねじ山６のピツチP5をおす部材のねじ山
４のピツチP4より大きくする。一方又は両方の
ねじ山のピツチを変化させて、このことを達成す
ることができ、図面に示すように、ねじ山４のピ
ツチP4を中間部のねじ山のピツチに等しくする
と共に、ねじ山６のピツチP5を中間部のピツチ
P1に対し増大することによつてこのことを達成
する。シール面に作用する圧縮負荷及び支持する
引張負荷に応じてピツチP2及びP5を同一の値又
は異なる値にする。
おす部材とめす部材とが完全にかみ合わされた
時、１個のねじ山の頂部の面と、この１個のねじ
山と他のねじ山との間隙の谷の面との間に干渉が
生じるように第３図の管継手のねじ山４，６の寸
法を定める。しかし、既知の管継手で必要とする
程度に比較し、干渉の程度を相当減らすことがで
き、これはシール面７，８に隣接する管継手の部
分に蓄えられるエネルギーが増大するため管継手
のねじがゆるむ傾向即ち「バツクオフ（back―
off）」の傾向が減少するからである。しかし干渉
を零に減少させて、ねじ山の谷の面と頂部の面と
の間に間隙を生ぜしめることができる。この場合
は１個のねじ山の頂部の面と、このねじ山と他の
ねじ山との間の間隙の谷の面との間をすくなくと
も接触させるのが有利である。
上述したように構成した場合、シール面７，８
が接触するよう充分におす部材１とめす部材２と
を互にねじ込んだ時、中間部２０のねじのリーデ
イングフランク９，１０の少なくとも一部が衝合
する。この管継手を更に互にねじ込んで締付ける
と、これ等ねじ山の巻回は徐々に負荷を受け、端
部２１のねじ山の巻回のリーデイングフランクに
徐々に負荷を加える。
中間部２０及び一方の端部２１のねじ山の巻回
が負荷を受ける順序と状態とはねじ山の頂部の面
と谷の面との間に干渉があるかないかによつて定
まる。干渉がないと、負荷は端部２１に最も近い
中間部２０の端部のねじ山の巻回４ｄ，６ｄから
進行し、中間部２０の巻回に沿つて徐々に進行す
ると共に、巻回４ｃ，６ｃではじまり巻回４ｂ，
６ｂに続き、巻回４ａ，６ａで終る端部２１の巻
回に沿つて徐々に進行する。負荷の全分布を第２
Ａ図に一点鎖線１３ａで示した。干渉がある場合
には中間部の負荷状態は受け持たれる負荷が変化
する以上に変化し、中間部２０の他端に隣接する
巻回４ｆ，６ｆがより早い時期から負荷を受け持
つ。負荷の全分布を第２Ｂ図に一点鎖線１３ｂで
示す。
シール面７，８を圧縮している際、おす部材の
圧縮を受ける部分の軸線方向の長さ（及びめす部
材の引張力を受けて伸長する部分の対応する軸線
方向の長さ）はシール面７，８とこのシール面に
隣接する最初の数個の巻回との間の距離より可成
り長い。従つて、既知の管継手に比較し、おす部
材の圧縮を受ける容積と、めす部材の引張りを受
ける容積は著しく増大し、おす部材の自由端及び
めす部材の対応する部分に蓄えられるエネルギー
の量は著しく多くなり、既知の管継手におけるよ
り著しく多い角度、例えば200％多い角度だけ両
部材を回転して、シール面７，８に同一の負荷状
態を生ぜしめる。しかも、既知の管継手のねじ山
の巻回のリーデイングフランクに加わる最大負荷
に比較し、このねじ山の巻回のリーデイングフラ
ンクに加わる最大負荷を著しく減少させることが
でき、従つてねじ山が焼付く危険を充分に減少さ
せることができる。
第３図の管継手の両部材が完全にかみ合わさ
れ、この管継手にいかなる外力も加わらない場合
には、端部２２のねじ山４，６の巻回は殆ど作用
していない。しかし、力が加わつて、この管継手
が引張力を受けると、負荷は中間部２０と一方の
端部２１とのねじ山の巻回及び他方の端部２２の
部分の中間部に密接するねじ山の巻回によつて最
初受け持たれる。この力が増大すると、端部２２
の他のねじ山の巻回が徐々に負荷を受ける。ねじ
山の巻回の最終的な負荷状態を第２Ａ及び２Ｂ図
に実線１４ａ，１４ｂで示し、第２Ａ図はねじ山
の頂部と谷との間に干渉がない場合、第２ｂ図は
干渉がある場合をそれぞれ示す。端部２２のねじ
山の巻回は既知の管継手におけるより著しく少な
い負荷を受け、このため管継手の疲労によつて定
まる寿命を増大すると共に、おす部材及びめす部
材の端部２２のいずれかのねじ山が徐々に半径方
向の突出量を減少させたバニシング形ねじ山であ
る場合にめす部材が外方に変形する傾向を著しく
減少させ又は消滅させることができる。
上述の管継手では、シール面７，８をおす部材
の自由端と、めす部材の内側に設けたが、代案と
して第４図に示すようにめす部材の自由端と、め
す部材の外側に設けてもよい。第４図において
は、第１及び３図と同一部分と同一符号にて示
し、中間部２０、端部２１，２２に同一のねじの
ピツチの変化を与えるが、実際上第３図でおす部
材（両部材を互にかみ合わせた時圧縮を受ける部
材）に加えたねじのピツチの変化を第４図ではめ
す部材（両部材を互にかみ合わせた時圧縮を受け
る部材）に加えるが逆にしてもよい。
第１，３及び４図においてはねじ山４，６を非
常に概略的に示している。
第５及び６図は第７図に示した形式の管継手の
めす部材１０２とおす部材１０１とを写実的に示
し、めす部材は両端にそれぞれめす部材１０２を
有するスリーブ１３０から成り、各めす部材はそ
れぞれの管１３１に一体に形成したおす部材１０
１にかみ合わされる。第６図に示すように、おす
部材の自由端に半径方向のシール面１０７を設
け、外側截頭円錐面１０３に形成したねじ山１０
４を設ける。この特定の実施例ではこのねじ山は
20個の巻回から成り、両端の７個がそれぞれ端部
１２１，１２２内に入る。中央の６個の巻回は中
間部１２０に入る。中間部１２０と端部１２１と
の巻回はすべて同一のピツチP1であり、端部１
２２の巻回は一層小さいピツチP4を有する。端
部１２２のねじ山は巻回の半径方向の寸法が徐々
に減少するバニツシング形ねじであり、巻回の頂
部の表面は円筒上にある。残りのねじ山の巻回の
頂部の表面は谷面と同様にねじ部の全長にわたり
截頭円錐面上にあり、これ等截頭円錐面は同一の
円錐角を有する。
めす部材１０２に半径方向のシール面１０８
と、円周方向の内側截頭円錐面１０５とを設け、
それにはおす部材と同様に20個のねじ１０６の巻
回を設け、このねじは中間部１２０と端部１２
１，１２２とに分割される。めす部材の中間部１
２０と端部１２２のねじ山１０６のピツチを同一
のピツチP1にし、端部１２１のねじ山のピツチ
P3をピツチP1より小さくする。めす部材のねじ
山１０６をねじの部分全体にわたり一定の半径方
向突出量にし、おす部材の截頭円錐面と同一円錐
角を有する截頭円錐面上にねじ山の頂部の面と谷
の面とがあるようにする。
第５及び６図の管継手のねじ山の好適な形状を
第８図に示す。図面に示すように、ねじ山のリー
デイングフランク１０９，１１０は半径方向平面
に対し例えば3゜のように非常に僅か傾斜し、トレ
ーリングフランク１１１，１１２は例えば10゜の
程度に一層大きく傾斜させる。ねじ山の幅はその
高さより大きく、このねじ山をAPI規格バツトレ
スねじに基づくものにするのが有利である。でき
上つた管継手に軸線方向の力が加わつていない場
合に、ねじ山の側面１１１，１１２間に常に間隙
が存在するよう他のねじ山の隣接する巻回間の間
隙の幅に対する関係を考慮してこのねじ山の幅を
定める。図面に示すようにめす部材のねじ山の頂
部の面１１３がおす部材のねじ山の隣接する巻回
間の間隙の谷の面１１４に対し少なくとも接触
し、そして干渉をもつように、各ねじ山の半径方
向のひろがりを相手ねじ山の巻回間の対応する間
隙の半径方向の広がりに対して定める。このよう
にすることによつて、おす部材の端部１２２のね
じ山がたとえばバニツシング形ねじ山である場合
でも、ねじの部分の全長にわたり接触又は場合に
より干渉を確実に維持することができる。これに
対し、おす部材のねじ山の頂部の面１１６とめす
部材のねじ山の谷の面１１５との間にわずかな間
隙を設けてもよい。この実施例の変形では、対を
なす頂部の面と谷の面１１３と１１４及び１１５
と１１６間に僅かな間隙を設けてもよい。
それぞれのねじを形成した部分の全長に沿うね
じ山の隣接する巻回間に一定の軸線方向幅を有す
る間隙を切除できる全幅切削工具を使用しておす
部材とめす部材とにねじを形成するのが有利であ
る。ピツチを変化させるため工具に対するおす部
材又はめす部材の軸線方向の前進割合を変化さ
せ、即ち増大又は減少させ、ねじ山の部分の軸線
方向の幅を変化させ、即ち増大又は減少させ、ピ
ツチを増大又は減少させる。ねじ山のフランク１
１１，１１２間に間隙が存在し、また種々のピツ
チが含まれるようそれぞれのねじ山の隣接する巻
回間の間隙の軸線方向の幅を選択するのがよい。
両部材のシール面１０７，１０８の他に第２シ
ールを設けるのが望ましく、両部材のいずれか一
方の周面に環状溝をもうけ、その中にシールを設
置してこのことを達成する。めす部材のそのよう
な溝１１８を第５図に示した。両部材を互にかみ
合わせる前に、弾性的に圧縮できる環状シール１
１９、例えばテフロン（商品名）製のシールを溝
１１８内に設置し、次におす部材のねじ山によつ
て圧縮し、ねじ山の特定の巻回に対してシールす
る。最適のシール作用を得るため、めす部材のね
じ山の巻回が溝の形成によつて除去されることに
よる悪い作用が最小である位置であつてしかも相
手おす部材のねじ山の半径方向高さが十分あるね
じ山にかみ合わされるように溝を設置する。図面
に示すように、中間部１２０と端部１２１との境
界部に環状溝１１８または窪みを設ける。
上述の実施例では、両部材のねじ山を形成する
面を截頭円錐形にした。しかし、これ等の面を円
筒形にすることができる。更に、両部材のねじ山
の巻回の数は両部材が受け持たなければならない
負荷及び部材に依存し、したがつて可変である。
同様に、ねじを形成した３つの部分、即ち中間部
１２０、端部１２１，１２２のねじ山の巻回の数
を必要な効果を得るために最適な数に変えること
もできる。
上述の実施例ではシール面７，８及び１０７，
１０８を半径方向の面としたが、他の形式にして
もよく、必要なことはこれ等シール面をシールさ
れた状態に接触させるよう押圧するため軸線方向
の力をうけるようにこれ等シール面を軸線方向に
向けることがある。これ等シール面を例えば截頭
円錐面にするか、縦断面で見て互に嵌合するＶ字
断面の２個の截頭円錐面にしてもよい。代案とし
て、凸形又は凹形の彎曲面にしてもよいし、部分
的半径方向面、截頭円錐面又は彎曲面にしてもよ
い。これ等面を最初は異なる形状にし、軸線方向
の圧縮力を加えてほぼ同一の形状に変形させても
よい。これ等シール面に１個又は２個以上の溝を
設け、シール環をこの溝に設けてもよいし、シー
ル効果を向上させるためシール面に例えばテフロ
ン（商品名）のようなシール剤をコーテングして
もよい。このようなシール面は出願中の英国特許
第2159904号に記載されたものにすることができ
る。上述の実施例では、めす部材のシール面８又
は１０８をめす部材と一体の部分として示した
が、めす部材に恒久的または脱着可能に固着した
別個の部材によつてこのシール面を設けてもよ
い。例えば第７図の継手に類似する構成を示す第
９図に明らかなように、スリーブ１３０に２個の
めす部材１０２を設け、それぞれおす部材１０１
をかみ合わせる。この場合、いずれか一方のおす
部材１０１にシール面１０７を設け、スリーブに
予めかみ合わせた他方のおす部材の端面１０７に
よつてシール面１０８を設けることができる。こ
の実施例ではシール面７，８および１０７，１０
８の形状は出願中の英国特許第2146085号に記載
されている。
おす部材とめす部材との両方を管に一体に形成
したピンボツクス型管継手のような他の形式の管
継手に上述の管継手を適用することができ、また
例えば構造用管部材、杭打込管群、ドリルカラー
およびツールジヨイントのような他の管状の又は
中実の細長い例えば円筒部材を連結するためにも
上述の管継手は適用することができる。
油、ガス又は上記のような加圧流体を運ぶため
の管の連結のため、及び油又はガスの探査及び生
産に使用するためには、おす部材を金属管部材の
端部に一体に形成し、めす部材を金属で造り別の
金属管部材の端部に一体に形成するか、又はスリ
ーブの一部として形成する。この場合の金属とは
例えば高張力鋼のような鋼である。両部材に接触
する腐食性の流体を運ぶため、この管継手を使用
する場合には両部材を同一の材料で造るのが有利
である。例えば第９図の実施例におけるように、
運ばれる流体が両部材とは接触しない場合にはめ
す部材の材料をおす部材のための材料より一層高
強度なものにすれば、めす部材の全体としての寸
法を減らすことができる。
上述の実施例ではおす部材及びめす部材に設け
るねじ山を単一ねじにしたが多重ねじにしてもよ
い。更に図示のねじはバツトレスねじであるが、
他の適当な形状のねじ山も使用することができる
ことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第１図は既知の管継手の線図的断面図、第２Ａ
及び２Ｂ図は既知の管継手及び本発明の実施例の
管継手のねじ山の巻回に作用する負荷を示すグラ
フ、第３図は本発明管継手の一実施例の一部の断
面図、第４図は本発明管継手の他の実施例の一部
の断面図、第５及び６図はそれぞれ本発明管継手
のさらに他の実施例のおす部材とめす部材との一
部の断面図、第７図は第５及び６図の管継手の断
面図、第８図は第５及び６図の管継手に使用する
ねじ山の一実施例の拡大断面図、第９図は本発明
管継手の他の実施例の断面図である。 １…おす部材、２…めす部材、３…外側截頭円
錐面、４…ねじ山、５…内側截頭円錐面、６…ね
じ山、７，８…シール面、９，１０…ねじ山のフ
ランク、２０…中間部、２１，２２…端部、１０
１…おす部材、１０２…めす部材、１０３…外側
截頭円錐面、１０４…ねじ山、１０５…内側截頭
円錐面、１０６…ねじ山、１０７，１０８…シー
ル面、１１１，１１２…フランク、１１３…ねじ
山の谷の面、１１４…ねじ山の頂部の面、１１５
…ねじ山の谷の面、１１６…ねじ山の頂部の面、
１１８…環状溝、１１９…環状シール、１２０…
中間部、１２１，１２２…端部、１３０…スリー
ブ、１３１…管。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ねじ山６，１０６を設けた内側の円周面５，
    １０５を有するめす部材２，１０２と、前記めす
    部材の前記ねじ山に螺着するねじ山４，１０４を
    設けた外側の円周面３，１０３を有するおす部材
    １，１０１とを具え、前記ねじ山を設けた前記外
    側の円周面の一端付近に前記おす部材１，１０１
    に環状のほぼ軸線方向に向くシール面７，１０７
    を設け、前記おす部材と前記めす部材とを互に完
    全にかみ合わせた時軸線方向の力を受けて互にシ
    ールされた状態に前記シール面７，１０７に衝合
    する環状のほぼ軸線方向に向くシール面８，１０
    ８を前記めす部材２，１０２に設けた管継手にお
    いて、 前記おす部材と前記めす部材とのそれぞれれ前
    記ねじ山を形成した面のうちのほぼ中間部２０，
    １２０の前記ねじ山４，６；１０４，１０６を同
    一のピツチに形成し、 前記ねじ山を形成した面の前記中間部２０，１
    ２０の両側の端部のうち前記シール面７，８；１
    ０７，１０８に近い側の端部２１，１２１の前記
    ねじ山のピツチのうち前記おす部材とめす部材と
    のうちの一方の部材のピツチを他方の部材のピツ
    チより一層大きく形成し、 前記シール面７，８；１０７，１０８が衝合す
    るまで前記おす部材と前記めす部材とを互にねじ
    込んだ時前記おす部材とめす部材との一方の部材
    の前記中間部２０，１２０の前記ねじ山の１個の
    側面の少なくとも一部が他方の部材の前記中間部
    ２０，１２０の前記ねじ山の対応する１個の側面
    の対応する一部に衝合し、前記シール面７，８；
    １０７，１０８に加わる軸線方向の負荷が増大す
    ると、前記中間部２０，１２０の前記ねじ山の複
    数個の一方のフランクが徐々に負荷を受け、前記
    おす部材とめす部材との前記端部２１，１２１の
    前記ねじ山の複数個の一方のフランクが徐々に衝
    合し負荷を受けるよう前記異なるピツチを定めた
    ことを特徴とする管継手。 ２ 前記おす部材とめす部材とのうちの一方の部
    材の前記シール面から遠い他方の前記端部の前記
    ねじ山のピツチを相手ねじ山のピツチと異なるピ
    ツチにし、前記おす部材とめす部材とを互に完全
    にねじ込んだ時これ等部材に引張力が加つた際少
    なくとも前記中間部の前記ねじ山が複数個の一方
    のフランクが付加的に負荷を受け、前記引張力が
    増大すると他方の前記端部の前記ねじ山の複数個
    の一方のフランクが徐々に負荷を受けるよう前記
    異なるピツチを定めた特許請求の範囲第１項に記
    載の管継手。 ３ 前記両側の端部のうち前記シール面から遠い
    側の端部２２，１２２の前記ねじ山のピツチのう
    ち前記一方の部材のピツチを前記他方の部材のピ
    ツチより一層小さく形成した特許請求の範囲第１
    項記載の管継手。 ４ 前記おす部材と前記めす部材とのうちの一方
    の部材について前記中間部２０，１２０と一方の
    前記端部２１，１２１との前記ねじ山のピツチを
    同一ピツチに形成し、他方の部材について前記中
    間部と一方の前記端部との前記ねじ山のピツチを
    異なるピツチに形成した特許請求の範囲第１〜３
    項のいずれか１項に記載の管継手。 ５ 前記おす部材とめす部材とのうちの一方の部
    材について前記中間部１０，１２０と他方の前記
    端部２２，１２２との前記ねじ山のピツチを同一
    ピツチに形成し、他方の部材について前記中間部
    と他方の前記端部との前記ねじ山のピツチを異な
    るピツチに形成した特許請求の範囲第２，３及び
    ４項のいずれか１項に記載の管継手。 ６ 前記おす部材と前記めす部材との前記円周面
    ３，５；１０３，１０５を円筒面にした特許請求
    の範囲第１〜５項のいずれか１項に記載の管継
    手。 ７ 前記おす部材と前記めす部材との前記円周面
    ３，５；１０３，１０５を截頭円錐面にし、前記
    おす部材の前記截頭円錐面３，１０３を外側にテ
    ーパにし、前記めす部材の前記截頭円錐面５，１
    ０５を内方にテーパにした特許請求の範囲第１〜
    ５項のいずれか１項に記載の管継手。 ８ 前記めす部材の前記シール面８，１０８を前
    記めす部材自身の表面に形成した特許請求の範囲
    第１〜７項のいずれか１項に記載の管継手。 ９ 前記めす部材の前記シール面８，１０８を前
    記めす部材にかみ合わせる他の部材の表面に形成
    した特許請求の範囲第１〜７項のいずれか１項に
    記載の管継手。 １０ 前記おす部材の前記シール面７，１０７を
    前記おす部材の自由端の区域に設け、前記めす部
    材の前記シール面８，１０８をこのめす部材の内
    部に設けた特許請求の範囲第１〜９項のいずれか
    １項に記載の管継手。 １１ 前記おす部材の前記シール面７，１０７を
    このおす部材の外面に設け、前記めす部材の前記
    シール面８，１０８をこのめす部材の自由端の区
    域の表面に設けた特許請求の範囲第１〜９項のい
    ずれか１項に記載の管継手。 １２ 前記おす部材１，１０１の前記シール面
    ７，１０７をこのおす部材の自由端に設け、前記
    おす部材の前記中間部２０，１２０と他方の前記
    端部２２，１２２との前記ねじ山のピツチを同一
    のピツチにし、しかも他方の前記端部２２，１２
    ２の前記ねじ山のピツチより一層小さくし、前記
    めす部材の前記中間部２０，１２０と他方の前記
    端部２２，１２２との前記ねじ山のピツチを同一
    のピツチにし、しかも一方の前記端部２１，１２
    １の前記ねじ山のピツチより層小さくした特許請
    求の範囲第１〜１１項のいずれか１項に記載の管
    継手。 １３ 前記おす部材と前記めす部材とを完全にか
    み合わせた時、前記ねじ山４，６；１０４，１０
    ６の他方のフランク１１１，１１２間に間隙を生
    ずるよう前記おす部材とめす部材との前記ねじ山
    ４，６；１０４，１０６の形状を定めた特許請求
    の範囲第１〜１２項のいずれか１項に記載の管継
    手。 １４ 前記おす部材と前記めす部材とを完全にか
    み合わせた時、各ねじ山の頂部の面１１３，１１
    ６と、前記ねじ山の巻回間の間隙の対応する谷の
    面１１４，１１５との間に間隙が生ずるよう前記
    ねじ山の形状を定めた特許請求の範囲第１〜１３
    項のいずれか１項に記載の管継手。 １５ 前記おす部材と前記めす部材とを完全にか
    み合わせた時、１個の前記ねじ山の頂部の面１１
    ３と、他の前記ねじ山の巻回間の間隙の谷の面１
    １４との間を接触させ、他の前記ねじ山の頂部の
    面１１５と、１個の前記ねじ山の巻回間の間隙の
    谷の面１１６との間に間隙が生ずるよう前記ねじ
    山の形状をさだめた特許請求の範囲第１〜１３項
    のいずれか１項に記載の管継手。 １６ 前記おす部材と前記めす部材とを完全にか
    み合わせた時、１個の前記ねじ山の頂部の面１１
    ３と、他の１個の前記ねじ山の巻回間の間隙の谷
    の面１１４との間に干渉が生じ、他の前記ねじ山
    の頂部の面１１５と、１個の前記ねじ山の巻回間
    の間隙の谷の面１１６との間に間隙が生ずるよう
    ねじ山の形状を定めた特許請求の範囲第１〜１３
    項のいずれか１項に記載の管継手。 １７ 前記ねじ山を形成した面の全長にわたり一
    定軸線方向幅を有するよう前記巻回間に間隙を設
    け、前記ねじ山のピツチを変化させるよう前記ね
    じ山の巻回の軸線方向の厚さを変化させた特許請
    求の範囲第１〜１６項のいずれか１項に記載の管
    継手。 １８ 前記おす部材及びめす部材の一方の部材の
    前記ねじ山を形成した面の中間の部分に環状溝１
    １８を設け、他の部材のねじ山をシールする弾性
    の圧縮し得る環状シール１１９を前記環状溝内に
    収容した特許請求の範囲第１〜１７項のいずれか
    １項に記載の管継手。 １９ 前記めす部材と前記中間部と一方の前記端
    部との間の境界の区域に前記環状溝１１８を設け
    た特許請求の範囲第１８項に記載の管継手。
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