JPH038437B2 - - Google Patents
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- JPH038437B2 JPH038437B2 JP61301118A JP30111886A JPH038437B2 JP H038437 B2 JPH038437 B2 JP H038437B2 JP 61301118 A JP61301118 A JP 61301118A JP 30111886 A JP30111886 A JP 30111886A JP H038437 B2 JPH038437 B2 JP H038437B2
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP 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
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L47/00—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics
- F16L47/20—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics based principally on specific properties of plastics
- F16L47/24—Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics based principally on specific properties of plastics for joints between metal and plastics pipes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S285/00—Pipe joints or couplings
- Y10S285/917—Metallic seals
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は管状継手に関し、特に金属−複合材管
状継手に関する。
状継手に関する。
この分野の種々の目的に対し種々の継手があ
る。そのような目的の一つは油井において用いら
れるような堀穿リグ内のパイプセクシヨンを接続
することである。そのような場合にはパイプセク
シヨンと継手は数百フイートの長さをもつ管状ケ
ーシング内に配置される。この構造は高い軸方向
荷重のみならずケーシングの内径により加わる寸
法的な圧迫にさらされる。
る。そのような目的の一つは油井において用いら
れるような堀穿リグ内のパイプセクシヨンを接続
することである。そのような場合にはパイプセク
シヨンと継手は数百フイートの長さをもつ管状ケ
ーシング内に配置される。この構造は高い軸方向
荷重のみならずケーシングの内径により加わる寸
法的な圧迫にさらされる。
これらの目的には金属の物理特性およびグラフ
アイトとガラスのような複合材の物理特性並びに
経済性を利用しうる継手を用いることが望まし
い。金属と複合材とを組合わせる上での一つの問
題は経済的な利点を与えつつ荷重と圧力に耐える
ような要素を製造する方法である。
アイトとガラスのような複合材の物理特性並びに
経済性を利用しうる継手を用いることが望まし
い。金属と複合材とを組合わせる上での一つの問
題は経済的な利点を与えつつ荷重と圧力に耐える
ような要素を製造する方法である。
米国特許第3661670号、同第4093280号、同第
4248062号、同第4259382号および同第4351364号
には従来の継手の例が示されている。
4248062号、同第4259382号および同第4351364号
には従来の継手の例が示されている。
上述のように金属と複合材の物性の利点を共に
用いることの出来る管状継手が得られるならば好
都合であるが、これまではそれが可能でなかつ
た。また、そのような継手は製造が容易であり且
つ組立も経済的でなければならない。すなわち複
合材で継手の大部分を形成し、両端に金属部分を
配置するように出来ればそれを達成することが出
来、またこれらは容易に結合出来るものでなくて
はならない。
用いることの出来る管状継手が得られるならば好
都合であるが、これまではそれが可能でなかつ
た。また、そのような継手は製造が容易であり且
つ組立も経済的でなければならない。すなわち複
合材で継手の大部分を形成し、両端に金属部分を
配置するように出来ればそれを達成することが出
来、またこれらは容易に結合出来るものでなくて
はならない。
本発明によれば、金属−複合材管状継手は継手
に加わる機械的負荷を移すための内側金属または
複合材スリーブを有する。複数のフアイバ層から
なる複合チユーブがこの内層スリーブに装着され
る。軸方向負荷転移組立体がこの複合チユーブの
上に装着される。継手の製造を容易にするために
この組立体は互いにロツクされる複数の金属部材
で形成される。カツプリング装置が継手の一端に
設けられて継手を別途固定部材を用いることなく
パイプあるいは他の継手のような他の管状構造体
に脱着可能に結合するようになつている。継手の
結合した端部は流体の漏れを防止するためのシー
リング装置を備える。
に加わる機械的負荷を移すための内側金属または
複合材スリーブを有する。複数のフアイバ層から
なる複合チユーブがこの内層スリーブに装着され
る。軸方向負荷転移組立体がこの複合チユーブの
上に装着される。継手の製造を容易にするために
この組立体は互いにロツクされる複数の金属部材
で形成される。カツプリング装置が継手の一端に
設けられて継手を別途固定部材を用いることなく
パイプあるいは他の継手のような他の管状構造体
に脱着可能に結合するようになつている。継手の
結合した端部は流体の漏れを防止するためのシー
リング装置を備える。
上記組立体は夫々120°の弧をカバーする３個の
同一構造のセグメントからなり、これらが組立さ
れたとき環形の部材となるようになつており、そ
してこれら要素は結果として生じるフープ歪みを
支持するように作用する金属カラにより互いにロ
ツクするようにしてもよい。
同一構造のセグメントからなり、これらが組立さ
れたとき環形の部材となるようになつており、そ
してこれら要素は結果として生じるフープ歪みを
支持するように作用する金属カラにより互いにロ
ツクするようにしてもよい。
この複合チユーブはグラフアイト層で形成する
ことが出来、フアイバが0°と90°で交互に配置さ
れる。或る場合には他の角度を用いてもよい。目
的によつては中間層をグラスフアイバで形成して
もよい。
ことが出来、フアイバが0°と90°で交互に配置さ
れる。或る場合には他の角度を用いてもよい。目
的によつては中間層をグラスフアイバで形成して
もよい。
ゴムのようなエラストマのライナーを最内層と
して種々の要素の間に設けて耐腐蝕性を向上しそ
して不透過性のバリアを形成する表面を与えるよ
うにすることが出来る。
して種々の要素の間に設けて耐腐蝕性を向上しそ
して不透過性のバリアを形成する表面を与えるよ
うにすることが出来る。
本発明の継手はその内側スリーブにより機械的
負荷を逃がしその上の複合チユーブにより複数の
金属を組立て形成出来る軸方向負荷転移組立体に
よつて製造が容易となる。
負荷を逃がしその上の複合チユーブにより複数の
金属を組立て形成出来る軸方向負荷転移組立体に
よつて製造が容易となる。
第１，２図は本発明の管状継手１０を示す。継
手１０は堀穿リグを用いる油井の分野あるいは高
負荷で流体を移送する他の分野において生じるよ
うな高い軸方向負荷および圧力に耐えるように特
に構成されている。継手１０はその構造が比較的
複雑ではあるが、その特徴は種々の要素が現存の
高速管製造技術を用いて組立出来ることである。
本発明の好適な実施例を高い軸方向負荷および高
い圧力が加わる油井堀穿リグに用いる場合につき
説明するが、本発明は他の目的にも使用出来るも
のである。
手１０は堀穿リグを用いる油井の分野あるいは高
負荷で流体を移送する他の分野において生じるよ
うな高い軸方向負荷および圧力に耐えるように特
に構成されている。継手１０はその構造が比較的
複雑ではあるが、その特徴は種々の要素が現存の
高速管製造技術を用いて組立出来ることである。
本発明の好適な実施例を高い軸方向負荷および高
い圧力が加わる油井堀穿リグに用いる場合につき
説明するが、本発明は他の目的にも使用出来るも
のである。
第２図に示すように、継手１０はブチルゴムの
ようなエラストマ材料からなる内側ライナ１２を
含む。段付スリーブ１４がこのライナ１２の上に
装着される。スリーブ１４はチタン合金のような
金属またはグラフアイトのようなものからなり、
継手に加えられる機械的負荷を移すように機能す
る。ゴムライナ１６のような剪断層がスリーブ１
４の上に設けられて剪断負荷の集中ではなく負荷
の分散と層１６の夫々の側での部材間の親和性を
向上させる。次に複合チユーブ１８が継手１０の
端部で剪断層１６にそして継手１０の他の部分で
内層１２に接触するように形成される。別の剪断
総２０が継手１０のそれぞれの端で複合チユーブ
１８の上に装着される。
ようなエラストマ材料からなる内側ライナ１２を
含む。段付スリーブ１４がこのライナ１２の上に
装着される。スリーブ１４はチタン合金のような
金属またはグラフアイトのようなものからなり、
継手に加えられる機械的負荷を移すように機能す
る。ゴムライナ１６のような剪断層がスリーブ１
４の上に設けられて剪断負荷の集中ではなく負荷
の分散と層１６の夫々の側での部材間の親和性を
向上させる。次に複合チユーブ１８が継手１０の
端部で剪断層１６にそして継手１０の他の部分で
内層１２に接触するように形成される。別の剪断
総２０が継手１０のそれぞれの端で複合チユーブ
１８の上に装着される。
第２図に示すように複合チユーブ１８の夫々の
端部はチタンまたはインコネルのような適当な材
料からなる、継手１０に対して流体シールを与え
るシールリング２２の環形窪み内にそう入され
る。第２図はまた継手１０の特に重要な部材すな
わち軸方向負荷転移部材２４を示している。第３
図について後述するようにこの部材２４は実際に
は３個の環形セグメント２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ
からなる組立体であつて夫々のセグメントは120°
となつて組立体としてセグメントカラを形成す
る。カラ２４の一端の部分２６は外側にねじを有
し、継手１０が対応する内ねじを有するカツプリ
ング装置をもつ他の管状部材に接続出来るような
カツプリング装置を形成する。他の管状部材とは
パイプあるいは他の継手である。継手の場合には
内ねじを有するカラのような適当なアダプタを永
久的にあるいは脱着可能に継手の一方に装着して
他の継手への脱着可能な接続をすることが出来
る。
端部はチタンまたはインコネルのような適当な材
料からなる、継手１０に対して流体シールを与え
るシールリング２２の環形窪み内にそう入され
る。第２図はまた継手１０の特に重要な部材すな
わち軸方向負荷転移部材２４を示している。第３
図について後述するようにこの部材２４は実際に
は３個の環形セグメント２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ
からなる組立体であつて夫々のセグメントは120°
となつて組立体としてセグメントカラを形成す
る。カラ２４の一端の部分２６は外側にねじを有
し、継手１０が対応する内ねじを有するカツプリ
ング装置をもつ他の管状部材に接続出来るような
カツプリング装置を形成する。他の管状部材とは
パイプあるいは他の継手である。継手の場合には
内ねじを有するカラのような適当なアダプタを永
久的にあるいは脱着可能に継手の一方に装着して
他の継手への脱着可能な接続をすることが出来
る。
組立体２４の個々のセグメントはプレスフイツ
トスリーブ２８により互いにロツクされる。スリ
ーブ２８とセグメントカラ２４は鋼のような適当
な金属材料で形成することが出来る。スリーブ２
８は組立体２４の要素を互いにロツクするばかり
でなく、結果としてのフープストレスを支持する
ように機能する。
トスリーブ２８により互いにロツクされる。スリ
ーブ２８とセグメントカラ２４は鋼のような適当
な金属材料で形成することが出来る。スリーブ２
８は組立体２４の要素を互いにロツクするばかり
でなく、結果としてのフープストレスを支持する
ように機能する。
継手１０の最後の要素はオーバラツプ３０であ
りこれは継手１０のスリーブ２８と組立体２４と
の端の領域内に設けられる。オーバラツプ３０は
継手１０のこの部分における内側端の曲げストレ
スを最少にするように機能する。
りこれは継手１０のスリーブ２８と組立体２４と
の端の領域内に設けられる。オーバラツプ３０は
継手１０のこの部分における内側端の曲げストレ
スを最少にするように機能する。
継手１０はその使用により適当な長さとするこ
とが出来る。一般には堀穿リグ用としては約15ｍ
であ。継手１０は比較的長いがその厚みは最少と
され、これは継手がケーシングにそう入される場
合特に有利である。
とが出来る。一般には堀穿リグ用としては約15ｍ
であ。継手１０は比較的長いがその厚みは最少と
され、これは継手がケーシングにそう入される場
合特に有利である。
継手１０は高い軸方向負荷と高い内圧を支持す
ることの出来る継手をつくるために比較的複雑な
構造となつているが、継手１０は高速チユーブ製
造を可能にする構造である。以下の説明は継手１
０の好適な製造方法を述べるものである。
ることの出来る継手をつくるために比較的複雑な
構造となつているが、継手１０は高速チユーブ製
造を可能にする構造である。以下の説明は継手１
０の好適な製造方法を述べるものである。
内層１２はテフロンのようなもので適当にコー
テイングされた鋼製マンドレルのまわりにストリ
ツプとして巻かれる。あるいは内層１２は他の層
が形成されたマンドレルが除去された後に継手の
内側に液体ゴムをスプレーすることにより形成出
来る。内層１２のライナ材料はチユーブ内の温度
および化学的雰囲気のような因子を考慮して選ば
れるが、層１２は耐腐蝕性でなければならない。
内層１２は良好な表面と流体に対し不透過バリア
を与えるように機能する。
テイングされた鋼製マンドレルのまわりにストリ
ツプとして巻かれる。あるいは内層１２は他の層
が形成されたマンドレルが除去された後に継手の
内側に液体ゴムをスプレーすることにより形成出
来る。内層１２のライナ材料はチユーブ内の温度
および化学的雰囲気のような因子を考慮して選ば
れるが、層１２は耐腐蝕性でなければならない。
内層１２は良好な表面と流体に対し不透過バリア
を与えるように機能する。
段付スリーブ１４が次に内層１２に隣接して配
置される。スリーブ１４はゴムまたはグラフアイ
トエポキシでコーテイングされたチタン合金で形
成される。エポキシ樹脂はスリーブ１４を内層す
なわちライナ１２に接着するために用いることが
出来る。スリーブ１４は複合継手に加わる機械的
負荷を移す手段を与える。
置される。スリーブ１４はゴムまたはグラフアイ
トエポキシでコーテイングされたチタン合金で形
成される。エポキシ樹脂はスリーブ１４を内層す
なわちライナ１２に接着するために用いることが
出来る。スリーブ１４は複合継手に加わる機械的
負荷を移す手段を与える。
次に組付けられる部材は剪断層１６であり、こ
れはスリーブ１４の上に巻かれた例えば厚さ約
0.5mmのシートへと切断されカレンダ処理された
NRBゴムでつくられる。スリーブ１４がグラフ
アイト複合物でつくられるならばスリーブ１４を
剪断層１６に接着させるようにフイルム状接着剤
が使用される。層１６はスリーブ１４と複合チユ
ーブ１８の間のなじみ性を向上させる機能を有す
る。層１６はそれが剪断負荷を分散させてその負
荷の集中を妨げるから剪断層と呼ぶ。
れはスリーブ１４の上に巻かれた例えば厚さ約
0.5mmのシートへと切断されカレンダ処理された
NRBゴムでつくられる。スリーブ１４がグラフ
アイト複合物でつくられるならばスリーブ１４を
剪断層１６に接着させるようにフイルム状接着剤
が使用される。層１６はスリーブ１４と複合チユ
ーブ１８の間のなじみ性を向上させる機能を有す
る。層１６はそれが剪断負荷を分散させてその負
荷の集中を妨げるから剪断層と呼ぶ。
複合チユーブ１８が次にマンドレル上に形成さ
れる。第２図に示すように複合チユーブ１８はス
リーブ１４の存在による不規則な形状に合うもの
でありチユーブ１８の長さ方向の夫々半分は３つ
のセクシヨンすなわち端部分１８Ａ、継手部１８
Ｂおよび膜部１８Ｃを含んでいる。端部分１８Ａ
は内層１２から外向きに伸びてシールリング２２
の環形窪み３２に受け入れられる。図示のように
シールリング２２とスリーブ１４の間の端部分１
８Ａの部分は内層１２と接触する。継手部１８Ｂ
は剪断層１６と接し膜部１８Ｃは内層１２に接触
する。
れる。第２図に示すように複合チユーブ１８はス
リーブ１４の存在による不規則な形状に合うもの
でありチユーブ１８の長さ方向の夫々半分は３つ
のセクシヨンすなわち端部分１８Ａ、継手部１８
Ｂおよび膜部１８Ｃを含んでいる。端部分１８Ａ
は内層１２から外向きに伸びてシールリング２２
の環形窪み３２に受け入れられる。図示のように
シールリング２２とスリーブ１４の間の端部分１
８Ａの部分は内層１２と接触する。継手部１８Ｂ
は剪断層１６と接し膜部１８Ｃは内層１２に接触
する。
複合チユーブ１８は継手１０の重要な部分を形
成する。チユーブ１８は継手端部を除き金属要素
の必要性をなくして継手の構造に経済性を与えつ
つそれらの構造的特性のもつ利点を得るように選
ばれた材料でつくられる。本発明の好適な実施例
では複合チユーブ１８は多層構成で形成され、中
間層に対し異なつた角度で配置されるフアイバで
交互の層が形成される。好適なフアイバとしては
AS4グラフアイト／エポキシフアイバおよびS2
グラスフアイバである。特定の要件によつては他
の材料を使用出来る。特定の材料および傾斜角は
所望の結果に従つて選ばれる。例えばグラフアイ
トフアイバはガラスフアイバの約４倍の弾性係数
を有する。グラフアイトフアイバは高い剛性を示
すがグラスフアイバより高価である。他方グラス
フアイバは耐衝撃性にすぐれている。剛性が必要
であれば層のすべてをグラフアイトフアイバでつ
くることも出来る。しかしながらそれがそれ程重
要でない場合にはコストの低減のためにグラスフ
アイバを使用しうる。これらフアイバの角度は意
図される結果に従つても変化しうる。小さい角度
は強度を上げるが大きい角度はチユーブをフープ
および負荷強度において強いものにする。内圧の
みを考慮すればよいのであれば54.75°のような同
一の角度を第６図に示すように用いることが出来
る。角度はチユーブの軸に対するものである。従
つて0°でチユーブ軸と同軸となり90°でその軸と
直角になる。本発明はチユーブ１８が10層からな
り、第１およびそれに次く奇数番の層が90°±5°
で中間層が0°となるようにしてもよい。本発明は
第５図のように端部分１８Ａと継手部１８Ｂがグ
ラフアイトフアイバ層のみで形成し、膜部１８Ｃ
がグラスフアイバを±85°としてグラフアイトと
グラスの交互の層を有するようにしてもよい。こ
れは継手部１８Ｂの±85°の中間グラフアイトフ
アイバがその部分１８Ｂの端部から約30cm離れた
ところで出入して±85°のグラスフアイバと一緒
になるようにさせることにより達成しうる。この
ハイブリツト形複合チユーブは継手領域に高い合
成強度および剛性を与えそして継手１０の主たる
部分をつくる膜部のコストを低下させる。本発明
の一実施例においてはチユーブ１８の壁厚は約８
mmであり、0°−±85°の厚さ比は0.333である。
成する。チユーブ１８は継手端部を除き金属要素
の必要性をなくして継手の構造に経済性を与えつ
つそれらの構造的特性のもつ利点を得るように選
ばれた材料でつくられる。本発明の好適な実施例
では複合チユーブ１８は多層構成で形成され、中
間層に対し異なつた角度で配置されるフアイバで
交互の層が形成される。好適なフアイバとしては
AS4グラフアイト／エポキシフアイバおよびS2
グラスフアイバである。特定の要件によつては他
の材料を使用出来る。特定の材料および傾斜角は
所望の結果に従つて選ばれる。例えばグラフアイ
トフアイバはガラスフアイバの約４倍の弾性係数
を有する。グラフアイトフアイバは高い剛性を示
すがグラスフアイバより高価である。他方グラス
フアイバは耐衝撃性にすぐれている。剛性が必要
であれば層のすべてをグラフアイトフアイバでつ
くることも出来る。しかしながらそれがそれ程重
要でない場合にはコストの低減のためにグラスフ
アイバを使用しうる。これらフアイバの角度は意
図される結果に従つても変化しうる。小さい角度
は強度を上げるが大きい角度はチユーブをフープ
および負荷強度において強いものにする。内圧の
みを考慮すればよいのであれば54.75°のような同
一の角度を第６図に示すように用いることが出来
る。角度はチユーブの軸に対するものである。従
つて0°でチユーブ軸と同軸となり90°でその軸と
直角になる。本発明はチユーブ１８が10層からな
り、第１およびそれに次く奇数番の層が90°±5°
で中間層が0°となるようにしてもよい。本発明は
第５図のように端部分１８Ａと継手部１８Ｂがグ
ラフアイトフアイバ層のみで形成し、膜部１８Ｃ
がグラスフアイバを±85°としてグラフアイトと
グラスの交互の層を有するようにしてもよい。こ
れは継手部１８Ｂの±85°の中間グラフアイトフ
アイバがその部分１８Ｂの端部から約30cm離れた
ところで出入して±85°のグラスフアイバと一緒
になるようにさせることにより達成しうる。この
ハイブリツト形複合チユーブは継手領域に高い合
成強度および剛性を与えそして継手１０の主たる
部分をつくる膜部のコストを低下させる。本発明
の一実施例においてはチユーブ１８の壁厚は約８
mmであり、0°−±85°の厚さ比は0.333である。
複合チユーブ１８が形成された後に第２のゴム
剪断層２０がその上に巻かれそして硫化される。
チユーブ１８は次にシールリング２２とセグメン
トカラ２４を装着するために適した形状に加工さ
れる。チユーブ１８の下となるマンドレルはこの
時点において除去してもよい。
剪断層２０がその上に巻かれそして硫化される。
チユーブ１８は次にシールリング２２とセグメン
トカラ２４を装着するために適した形状に加工さ
れる。チユーブ１８の下となるマンドレルはこの
時点において除去してもよい。
ゴム被覆したセグメントカラ２４は複合チユー
ブ１８の継手部１８Ｂを囲む。第３図に示すよう
にカラ２４は実際には夫々120°の円弧を形成し、
結合されて複合継手部を完全に囲む環形のカラと
なる３個のセグメント２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃか
らなる組立体である。カラ２４はセグメント状で
あり複合チユーブ１８の上に組付けが容易であ
る。各セグメントは180°より小さいから、部品を
小さいトランスをもつて正確に寸法づけしつつチ
ユーブ１８のまわりに各セグメントを付着させる
ことが出来る。また、夫々180°の２個のセグメン
トあるいは４個以上のセグメントでカラ２４を形
してもよい。しかしながら３個のセグメントを用
いる場合には組立が容易になる。
ブ１８の継手部１８Ｂを囲む。第３図に示すよう
にカラ２４は実際には夫々120°の円弧を形成し、
結合されて複合継手部を完全に囲む環形のカラと
なる３個のセグメント２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃか
らなる組立体である。カラ２４はセグメント状で
あり複合チユーブ１８の上に組付けが容易であ
る。各セグメントは180°より小さいから、部品を
小さいトランスをもつて正確に寸法づけしつつチ
ユーブ１８のまわりに各セグメントを付着させる
ことが出来る。また、夫々180°の２個のセグメン
トあるいは４個以上のセグメントでカラ２４を形
してもよい。しかしながら３個のセグメントを用
いる場合には組立が容易になる。
第２図に示すようにカラ２４は外側の２６のと
ころがねじとなつており、継手１０を他のパイプ
継手等への接続を容易にしている。更にカラ２４
は継手１０の主軸方向負荷移転部材として機能
し、従つて軸方向負荷移転組立体と考えることが
出来る。
ころがねじとなつており、継手１０を他のパイプ
継手等への接続を容易にしている。更にカラ２４
は継手１０の主軸方向負荷移転部材として機能
し、従つて軸方向負荷移転組立体と考えることが
出来る。
鋼であるとより外側スリーブ２８はカラ２４の
まわりに圧着または収縮付着される。スリーブ２
８はカラ２４の個々のセグメントを保持してフー
プストレスを担うロツク装置として機能する。
まわりに圧着または収縮付着される。スリーブ２
８はカラ２４の個々のセグメントを保持してフー
プストレスを担うロツク装置として機能する。
シールリング２２が次に複合チユーブ１８の加
工端１８Ａに付着されて高圧流体シールをつく
る。シールリング２２は継手１０金属をパイプあ
るいは他の管状構造エレメントと結合するための
シーリング面を与えるように選ばれた適当な材料
で形成出来る。リング２２用に選ばれた材料はフ
ープ方向の弾性係数がカラ２４に用いられる金属
のそれより大きくならないようなものであるべき
である。カラ２４が鋼である場合、シールリング
２２はチタンあるいはインコネルでつくるとよ
い。ねじつきカツプリング２６が他の構造エレメ
ントの相補的カツプリングに固定されるとき、シ
ールリング２２は環形窪み３２内の端部１８Ａの
まわりで圧縮されてその接続を有効にシールす
る。
工端１８Ａに付着されて高圧流体シールをつく
る。シールリング２２は継手１０金属をパイプあ
るいは他の管状構造エレメントと結合するための
シーリング面を与えるように選ばれた適当な材料
で形成出来る。リング２２用に選ばれた材料はフ
ープ方向の弾性係数がカラ２４に用いられる金属
のそれより大きくならないようなものであるべき
である。カラ２４が鋼である場合、シールリング
２２はチタンあるいはインコネルでつくるとよ
い。ねじつきカツプリング２６が他の構造エレメ
ントの相補的カツプリングに固定されるとき、シ
ールリング２２は環形窪み３２内の端部１８Ａの
まわりで圧縮されてその接続を有効にシールす
る。
また内側隅での曲げストレスを最少とするため
に金属リング２８と金属カラ２４に隣接したチユ
ーブ１８の部分において例えばグラフアイトフア
イバからなるフープオーバラツプ３０を継手１０
に設けるとよい。第２図に示すように継手１０は
オーバラツプ３０，３０の間の膜部分に犠牲層１
９を備えている。層１９はグラスフアイバのよう
な適当な材料でつくることが出来る。
に金属リング２８と金属カラ２４に隣接したチユ
ーブ１８の部分において例えばグラフアイトフア
イバからなるフープオーバラツプ３０を継手１０
に設けるとよい。第２図に示すように継手１０は
オーバラツプ３０，３０の間の膜部分に犠牲層１
９を備えている。層１９はグラスフアイバのよう
な適当な材料でつくることが出来る。
継手１０は複合駆動シヤフトのようなものの製
造に用いられるような高速フイラメントチユーブ
プロセスを用いて製造出来る。これに関しては米
国特許第4528060号を参照するとよく、この製造
プロセスは管状継手１０をつくるべく組合せによ
り連続したチエーンをつくる夫々長さ約９ｍのマ
ンドレルを利用する。これらマンドレルは連続フ
イラメント巻付プロセスを通じて動かされてフア
イバのすべての巻回と枯しがすべての必要な加工
操作に伴つて一つの回路内で形成される。
造に用いられるような高速フイラメントチユーブ
プロセスを用いて製造出来る。これに関しては米
国特許第4528060号を参照するとよく、この製造
プロセスは管状継手１０をつくるべく組合せによ
り連続したチエーンをつくる夫々長さ約９ｍのマ
ンドレルを利用する。これらマンドレルは連続フ
イラメント巻付プロセスを通じて動かされてフア
イバのすべての巻回と枯しがすべての必要な加工
操作に伴つて一つの回路内で形成される。
継手１０は金属と上述のフイラメント巻回複合
チユーブの構造的物性を最少の腐蝕、高圧シール
能力およびパイプと継手の外径間の最小の差と組
合せる。約−4.4℃〜132.2℃の雰囲気内での継手
１０の期待される性能は約700Kg／cm2の最大動作
圧力、約1148.9Kg／cm2の最小バースト圧力、約
374.7Kg／cm2の崩壊圧力、約2407Kgの最大軸方向
負荷である。長さ約12ｍの場合のチユーブ１０の
重量は約109.9Kgあるいは約0.09Kg・cm2である。
最大外径は約161.3mmであり最小内径は約101.1mm
である。
チユーブの構造的物性を最少の腐蝕、高圧シール
能力およびパイプと継手の外径間の最小の差と組
合せる。約−4.4℃〜132.2℃の雰囲気内での継手
１０の期待される性能は約700Kg／cm2の最大動作
圧力、約1148.9Kg／cm2の最小バースト圧力、約
374.7Kg／cm2の崩壊圧力、約2407Kgの最大軸方向
負荷である。長さ約12ｍの場合のチユーブ１０の
重量は約109.9Kgあるいは約0.09Kg・cm2である。
最大外径は約161.3mmであり最小内径は約101.1mm
である。
第４図は本発明の継手を用いた油井堀穿リグ３
４の概略図である。リグ３４はそれ自体本発明に
係らない任意のものでよい。第４図に示すよう
に、リグ３４はケーシング３６を含みその内に加
圧流体を運ぶためのパイプ３８が装着される。パ
イプ３８の端部４０の内部はねじ切されて継手１
０のねじ部２６と係合するようになつている。リ
グ３４は本発明の動作条件の一例にすぎない。本
発明は例えば井戸のようなものにも使用出来る。
また継手１０がケーシング内で用いられる場合、
ケーシングは直線である必要はなく、曲がつてい
ても不規則な形でもよい。同様に継手１０はケー
シング内で使用される必要はない。
４の概略図である。リグ３４はそれ自体本発明に
係らない任意のものでよい。第４図に示すよう
に、リグ３４はケーシング３６を含みその内に加
圧流体を運ぶためのパイプ３８が装着される。パ
イプ３８の端部４０の内部はねじ切されて継手１
０のねじ部２６と係合するようになつている。リ
グ３４は本発明の動作条件の一例にすぎない。本
発明は例えば井戸のようなものにも使用出来る。
また継手１０がケーシング内で用いられる場合、
ケーシングは直線である必要はなく、曲がつてい
ても不規則な形でもよい。同様に継手１０はケー
シング内で使用される必要はない。
本発明の継手１０は高速チユーブ製造用の現存
の製造技術を用いて製造することが出来る。更に
継手１０は残留応力の悪影響を受けることなく高
い一様の疲労負荷に耐えることが出来るのみなら
ず腐蝕は最少となる。継手１０は鋼製エレメント
のすべてを内部流体から分離しつつ高圧シールを
与える。
の製造技術を用いて製造することが出来る。更に
継手１０は残留応力の悪影響を受けることなく高
い一様の疲労負荷に耐えることが出来るのみなら
ず腐蝕は最少となる。継手１０は鋼製エレメント
のすべてを内部流体から分離しつつ高圧シールを
与える。
第１図は本発明の金属−複合材管状継手の側面
図、第２図は第１図１−１における断面図、第３
図は第２図３−３における断面図、第４図は本発
明の継手を用いた油井リグの概略図、第５図は継
手部分の平面図、第６図は膜部の平面図である。 １０……継手、１２……ゴムライナ（内層）、
１４……段付スリーブ、１６……ゴムライナ（剪
断層）、１８……複合チユーブ、２０……剪断層、
２２……シールリング、２４……セグメントカラ
ー（軸方向負荷移転部材）、２８……スリーブ、
３０……オーバラツプ。
図、第２図は第１図１−１における断面図、第３
図は第２図３−３における断面図、第４図は本発
明の継手を用いた油井リグの概略図、第５図は継
手部分の平面図、第６図は膜部の平面図である。 １０……継手、１２……ゴムライナ（内層）、
１４……段付スリーブ、１６……ゴムライナ（剪
断層）、１８……複合チユーブ、２０……剪断層、
２２……シールリング、２４……セグメントカラ
ー（軸方向負荷移転部材）、２８……スリーブ、
３０……オーバラツプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 継手に加わる機械的荷重を移すための内側ス
リーブと、複数のフアイバ層から形成されて上記
内側スリーブに同軸に装着される複合チユーブ
と、この複合チユーブのまわりに装着された、環
形セグメントカラを形成する複数の部材からなる
軸方向負荷の移転組立体と、上記セグメントカラ
をつくるために互いに接触して上記複数の部材を
保持するロツク装置と、上記継手の一端において
この継手を、相補的なカツプリング装置を有する
他の管状構造エレメントに別個の固定部材を用い
ることなく取りはずし可能に結合するためのカツ
プリング装置とからなり、上記継手の上記一端に
はシーリング装置があり、それにより流体が上記
継手とその上記他の管状構造エレメントへの接続
を通り、漏洩することなく流れるようになつた金
属−複合管状継手。 ２ 前記内側スリーブと複合チユーブの内面に接
触する内層と、上記内側スリーブと上記複合チユ
ーブの間に配置される第１剪断層と、上記複合チ
ユーブと前記セグメントカラの間に配置される第
２剪断層とからなる複数のエラストマ層を含むご
とくなつた特許請求の範囲第１項記載の管状継
手。 ３ 前記セグメントカラがカツプリング装置用の
外側ねじをその最外端に有するごとくなつた特許
請求の範囲第１項または第２項記載の管状継手。 ４ 前記ロツク装置が前記複数の部材のまわりに
装着された金属スリーブからなる特許請求の範囲
第１項乃至第３項の１に記載する管状継手。 ５ 前記金属スリーブと前記セグメントカラが前
記複合チユーブに当る内側隅にオーバーラツプを
有する、特許請求の範囲第４項記載の管状継手。 ６ 前記シーリング装置は前記複合チユーブの反
対側の端部に装着されたシーリングリングからな
り、このリングが前記セグメントカラの弾性係数
より大ではない弾性係数を有する金属で形成され
るごとくなつた特許請求の範囲第１項乃至第５項
の１に記載する管状継手。 ７ 前記シーリングリングは環形の窪みを有し、
前記複合チユーブの反対側の端部がこの環形窪内
に装着されるごとくなつた特許請求の範囲第５項
記載の管状継手。 ８ 前記軸方向負荷移転組立体は夫々120°の弧に
わたり配置される１個のセグメントであり、前記
環形セグメントカラを形成する３個の部材からな
る、特許請求の範囲第１項乃至第７項の１に記載
する管状継手。 ９ 前記複数のフアイバ層は管状継手の軸に関し
１つの角度をもつて巻かれた交互の層と、上記軸
に関し他の１つの角度をもつて巻かれた中間層か
らなり、上記角度が0°と±85°である特許請求の
範囲第１項乃至第８項の１に記載する管状継手。 １０ 前記フアイバ層が少なくともいくつかのグ
ラフアイトまたはガラスフアイバからなる層を含
むごとくなつた特許請求の範囲第１項乃至第９項
の１に記載する管状継手。 １１ 前記継手の夫々の端部が互いに鏡像構造と
なつて一対の継手セクシヨンを形成し、そしてこ
れら継手セクシヨン間に膜セクシヨンを含むごと
くなつた特許請求の範囲第１項乃至第１０項の１
に記載する管状継手。 １２ 前記膜セクシヨンが前記継手の長手方向に
おける主部分を占め、前記継手セクシヨンにおけ
る前記複数のフアイバ層がグラフアイトフアイバ
の交互の層であり、上記膜セクシヨンにおける上
記複数のフアイバ層がグラフアイトフアイバとガ
ラスフアイバの交互となつた層である特許請求の
範囲第１項記載の管状継手。 １３ 前記継手が管状ケーシング内にあり他の管
状構造エレメントに脱着可能に結合されるごとく
なつた特許請求の範囲第１項乃至第１２項記載の
管状継手。 １４ 前記ケーシングが油井堀穿用リグの管状ケ
ーシングであり、前記継手が上記ケーシングに入
れ子とされ、上記ケーシング内にパイプがあり、
このパイプは継手のカツプリング装置に脱着可能
に接続する相補カツプリング装置を有するごとく
なつた特許請求の範囲第１３項記載の管状継手。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/810,702 US4647078A (en) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | Metal to composite tubular joints |
| US810702 | 1985-12-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62228785A JPS62228785A (ja) | 1987-10-07 |
| JPH038437B2 true JPH038437B2 (ja) | 1991-02-06 |
Family
ID=25204477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61301118A Granted JPS62228785A (ja) | 1985-12-19 | 1986-12-17 | 金属−複合材管状継手 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4647078A (ja) |
| EP (1) | EP0226996B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62228785A (ja) |
| CA (1) | CA1283139C (ja) |
| DE (1) | DE3677736D1 (ja) |
| NO (1) | NO864880L (ja) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4810010A (en) * | 1986-02-18 | 1989-03-07 | Vetco Gray Inc. | Composite tubing connector assembly |
| JP2542612B2 (ja) * | 1986-03-24 | 1996-10-09 | ハ−キュルス インコ−ポレ−テッド | フィラメント巻き複合管の継手組立体 |
| US5233737A (en) * | 1991-10-25 | 1993-08-10 | Hercules Incorporated | Filament wound threaded tube connection |
| US5332049A (en) * | 1992-09-29 | 1994-07-26 | Brunswick Corporation | Composite drill pipe |
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| US10626917B1 (en) | 2019-04-11 | 2020-04-21 | Goodrich Corporation | Hybrid metallic/composite joint with separate internal bearing |
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