JPH05149486A - 高温気密性に優れた油井管継手 - Google Patents
高温気密性に優れた油井管継手Info
- Publication number
- JPH05149486A JPH05149486A JP24792791A JP24792791A JPH05149486A JP H05149486 A JPH05149486 A JP H05149486A JP 24792791 A JP24792791 A JP 24792791A JP 24792791 A JP24792791 A JP 24792791A JP H05149486 A JPH05149486 A JP H05149486A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- melting point
- joint
- airtightness
- metal
- oil well
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Earth Drilling (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は油井管用ネジ継手において高温下の
使用に対して常温同様の気密性を確保すると同時に継手
の脆性破壊を回避することを目的とする。 【構成】 菅外面に雄ネジと雄ネジに続くネジ無し先端
部を有するピン、及び管内面に雌ネジと前記ネジ無し先
端部と対応するネジ無し部を有するボックスとからな
り、ピンまたはボックス表面に使用温度よりも高い融点
を有する材料の表面処理層と、さらにその上に使用温度
よりも融点の低い材料で表面処理層を設けたことを特徴
とする高温気密性に優れた油井管用ネジ継手。 【効果】 本発明により、高温における金属密封部の気
密性を確保できると同時にＬＭＥに起因した継手強度の
低下を防止できる。
使用に対して常温同様の気密性を確保すると同時に継手
の脆性破壊を回避することを目的とする。 【構成】 菅外面に雄ネジと雄ネジに続くネジ無し先端
部を有するピン、及び管内面に雌ネジと前記ネジ無し先
端部と対応するネジ無し部を有するボックスとからな
り、ピンまたはボックス表面に使用温度よりも高い融点
を有する材料の表面処理層と、さらにその上に使用温度
よりも融点の低い材料で表面処理層を設けたことを特徴
とする高温気密性に優れた油井管用ネジ継手。 【効果】 本発明により、高温における金属密封部の気
密性を確保できると同時にＬＭＥに起因した継手強度の
低下を防止できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原油採掘に使用とする
油井管ネジ継手において、比較的高温下における使用に
対しても気密性を安定して保ち、継手強度を著しく劣化
させない表面処理層をもつ油井管継手に係わる。
油井管ネジ継手において、比較的高温下における使用に
対しても気密性を安定して保ち、継手強度を著しく劣化
させない表面処理層をもつ油井管継手に係わる。
【０００２】
【従来の技術】原油回収効率の向上を目的に油井に臨界
温度にも達する蒸気を注入する、いわゆる蒸気注入井の
開発が近年盛んになってきた。これらの油井では一般に
油井管連結にネジ継手が使用され、気密性を確保するた
めに金属対金属接触部を有したプレミアムジョイントが
利用される場合が増加してきた。図１はプレミアムジョ
イントの一例を示すものであって、雌ネジを有するボッ
クス１と雄ネジを有するピン２を有し、これらのネジ部
３が螺合すると共に、金属密封部４で金属対金属接触し
ている。図に示すように、継手を締め込むときには気密
性の安定化とネジの焼付き防止のため、ネジ面及び金属
密封面には、ＡＰＩ（米国石油協会）規格にもあるよう
に亜鉛や錫等の表面処理を施し、コンパウンドグリスが
塗布される。
温度にも達する蒸気を注入する、いわゆる蒸気注入井の
開発が近年盛んになってきた。これらの油井では一般に
油井管連結にネジ継手が使用され、気密性を確保するた
めに金属対金属接触部を有したプレミアムジョイントが
利用される場合が増加してきた。図１はプレミアムジョ
イントの一例を示すものであって、雌ネジを有するボッ
クス１と雄ネジを有するピン２を有し、これらのネジ部
３が螺合すると共に、金属密封部４で金属対金属接触し
ている。図に示すように、継手を締め込むときには気密
性の安定化とネジの焼付き防止のため、ネジ面及び金属
密封面には、ＡＰＩ（米国石油協会）規格にもあるよう
に亜鉛や錫等の表面処理を施し、コンパウンドグリスが
塗布される。
【０００３】しかし、３００℃を超える温度では、金属
対金属接触部を有した継手でさえ、金属接触部のシール
面圧によっては継手にリークが起こる場合がある。高温
でのリークの原因は、金属接触面に介在していたコンパ
ウンドグリスが蒸発することと、金属接触部が応力リラ
クゼーションを起こし、実質上のシール面圧が低下する
ことにある。過去、これらの問題を解決するために高温
用のコンパウンドグリス等の開発も行われているが、必
ずしも十分な気密性は得られていない。また、耐リラク
ゼーション抵抗の高い材料も開発されているが、パイプ
自体が高価になり、経済的でない。
対金属接触部を有した継手でさえ、金属接触部のシール
面圧によっては継手にリークが起こる場合がある。高温
でのリークの原因は、金属接触面に介在していたコンパ
ウンドグリスが蒸発することと、金属接触部が応力リラ
クゼーションを起こし、実質上のシール面圧が低下する
ことにある。過去、これらの問題を解決するために高温
用のコンパウンドグリス等の開発も行われているが、必
ずしも十分な気密性は得られていない。また、耐リラク
ゼーション抵抗の高い材料も開発されているが、パイプ
自体が高価になり、経済的でない。
【０００４】一方、高温下では気密性劣化と並び、継手
強度が低下する場合がある。即ち、前記したように継手
の金属接触部表面に施した亜鉛や錫に代表されるような
金属メッキは、耐焼付き性を改善させるためには有効で
あるが、融点が低いため、金属原子が母材金属の粒界に
進入し、引張強度を低下させるＬＭＥ(Liquid MetalEmb
rittlement)が起こり、継手が脆性破壊する恐れがあ
る。
強度が低下する場合がある。即ち、前記したように継手
の金属接触部表面に施した亜鉛や錫に代表されるような
金属メッキは、耐焼付き性を改善させるためには有効で
あるが、融点が低いため、金属原子が母材金属の粒界に
進入し、引張強度を低下させるＬＭＥ(Liquid MetalEmb
rittlement)が起こり、継手が脆性破壊する恐れがあ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の表面処理が施さ
れたプレミアムジョイントを高温下で使用した場合、金
属接触部の界面に介在し、接触面の凹凸を充填していた
コンパウンドグリスが蒸発し、気密性が劣化する。一
方、図２（ａ）において、例えばネジ面、あるいは金属
密封面に表面処理金属だけを施した場合には融点以下の
使用ではコンパウンドグリスに替わるほどの凹凸の充填
効果はなく、また、その融点以上における使用の場合で
は、図２（ｂ）に示すようにＬＭＥが生じ、これに起因
した継手の脆性破壊を導く。
れたプレミアムジョイントを高温下で使用した場合、金
属接触部の界面に介在し、接触面の凹凸を充填していた
コンパウンドグリスが蒸発し、気密性が劣化する。一
方、図２（ａ）において、例えばネジ面、あるいは金属
密封面に表面処理金属だけを施した場合には融点以下の
使用ではコンパウンドグリスに替わるほどの凹凸の充填
効果はなく、また、その融点以上における使用の場合で
は、図２（ｂ）に示すようにＬＭＥが生じ、これに起因
した継手の脆性破壊を導く。
【０００６】本発明はこのような従来の問題点を解消
し、高温下の使用に対して常温同様の気密性を確保する
と同時に継手の脆性破壊を回避することができる油井管
継手の提供を目的とする。
し、高温下の使用に対して常温同様の気密性を確保する
と同時に継手の脆性破壊を回避することができる油井管
継手の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、管外面に雄ネジと雄ネジに続くネジ無し先
端部を有するピン、及び管内面に雌ネジと前記ネジ無し
先端部と対応するネジ無し部を有するボックスとからな
り、該ピンまたはボックス表面に、使用温度よりも高い
融点を有する材料の表面処理層を設け、さらにその表面
に、使用温度よりも融点の低い材料で表面処理層を形成
したことを特徴とする。これにより本発明は、高温にお
ける気密性と強度に優れた油井管用ネジ継手を得ること
ができる。
に本発明は、管外面に雄ネジと雄ネジに続くネジ無し先
端部を有するピン、及び管内面に雌ネジと前記ネジ無し
先端部と対応するネジ無し部を有するボックスとからな
り、該ピンまたはボックス表面に、使用温度よりも高い
融点を有する材料の表面処理層を設け、さらにその表面
に、使用温度よりも融点の低い材料で表面処理層を形成
したことを特徴とする。これにより本発明は、高温にお
ける気密性と強度に優れた油井管用ネジ継手を得ること
ができる。
【０００８】本発明を図２でボックス１に表面処理した
場合を例にとり、説明する。図に示すように金属密封部
４の界面にコンパウンドグリス５を介在させた場合には
高温下で蒸発するため、金属密封面が本来有する表面粗
さにより構成される隙間６を伝わって気体がリークする
〔図２（ａ）参照〕。これが高温下における気密性劣化
の一つのメカニズムである。使用温度よりも融点の低い
材料を密封面を中心とした継手にメッキあるいはコーテ
ィング７した場合、ピン２とボックス１の密封界面では
溶融状態にあるコーティング材料７が隙間６を充填する
ため、コンパウンドグリスの効果同様、気密性が確保で
きる〔図２（ｂ）参照〕。しかしながら、これらの処理
だけでは溶融状態にある材料が母材内にも進入し、前記
したＬＭＥを引き起こす。
場合を例にとり、説明する。図に示すように金属密封部
４の界面にコンパウンドグリス５を介在させた場合には
高温下で蒸発するため、金属密封面が本来有する表面粗
さにより構成される隙間６を伝わって気体がリークする
〔図２（ａ）参照〕。これが高温下における気密性劣化
の一つのメカニズムである。使用温度よりも融点の低い
材料を密封面を中心とした継手にメッキあるいはコーテ
ィング７した場合、ピン２とボックス１の密封界面では
溶融状態にあるコーティング材料７が隙間６を充填する
ため、コンパウンドグリスの効果同様、気密性が確保で
きる〔図２（ｂ）参照〕。しかしながら、これらの処理
だけでは溶融状態にある材料が母材内にも進入し、前記
したＬＭＥを引き起こす。
【０００９】そこで本発明は図２（ｃ）に示すように、
第１層８として、母材金属に使用温度よりも融点の高い
材料をメッキまたはコーティングし、この第１層８上に
使用温度よりも融点の低い材料をメッキまたはコーティ
ングして第２層９を形成するものであり、これにより、
第２層が密封界面の隙間６を充填し、第１層が母材金属
への第２層に使用された金属原子の進入を食い止め、Ｌ
ＭＥを防止する。このように多層にメッキあるいはコー
ティングすることにより、金属接触部の気密性を向上さ
せると同時にＬＭＥによる継手強度の低下も防止する。
第１層８として、母材金属に使用温度よりも融点の高い
材料をメッキまたはコーティングし、この第１層８上に
使用温度よりも融点の低い材料をメッキまたはコーティ
ングして第２層９を形成するものであり、これにより、
第２層が密封界面の隙間６を充填し、第１層が母材金属
への第２層に使用された金属原子の進入を食い止め、Ｌ
ＭＥを防止する。このように多層にメッキあるいはコー
ティングすることにより、金属接触部の気密性を向上さ
せると同時にＬＭＥによる継手強度の低下も防止する。
【００１０】本発明は必ずしも２層に限定されるもので
はなく、また、ピン、ボックスの何れか片方のみ限定さ
れるものでもないが、密封界面を形成する層には使用温
度よりも融点の低い材料（例えば錫）をメッキまたはコ
ーティングし、母材と接する層には使用温度よりも融点
の高い材料（例えばニッケル）をメッキまたはコーティ
ングすることが重要である。また、メッキあるいはコー
ティング材は例えば合金であっても上述の条件を満たし
ていれば本発明に含まれる。
はなく、また、ピン、ボックスの何れか片方のみ限定さ
れるものでもないが、密封界面を形成する層には使用温
度よりも融点の低い材料（例えば錫）をメッキまたはコ
ーティングし、母材と接する層には使用温度よりも融点
の高い材料（例えばニッケル）をメッキまたはコーティ
ングすることが重要である。また、メッキあるいはコー
ティング材は例えば合金であっても上述の条件を満たし
ていれば本発明に含まれる。
【００１１】なお、油井菅継手に多層メッキを施すこと
が、特開昭６０−２６６９５号公報に示されているが、
該公報記載発明は、母材面に軟質金属（Ｓｎ，Ｚｎ等）
をメッキし、その上層に硬質金属（Ｍｏ，Ｗ合金等）を
メッキするものであり、従って本発明の手段とは全く逆
であって、ＬＭＥ等による継手強度の低下防止や気密性
向上効果は得られない。
が、特開昭６０−２６６９５号公報に示されているが、
該公報記載発明は、母材面に軟質金属（Ｓｎ，Ｚｎ等）
をメッキし、その上層に硬質金属（Ｍｏ，Ｗ合金等）を
メッキするものであり、従って本発明の手段とは全く逆
であって、ＬＭＥ等による継手強度の低下防止や気密性
向上効果は得られない。
【００１２】
【発明の効果】本発明は金属接触部の密封界面に使用温
度よりも融点の低い材料をメッキまたはコーティング
し、母材と接する層には使用温度よりも融点の高い材料
をメッキまたはコーティングすることにより、高温での
継手の気密性を向上させると同時にＬＭＥに起因した継
手強度の低下を防止できる。
度よりも融点の低い材料をメッキまたはコーティング
し、母材と接する層には使用温度よりも融点の高い材料
をメッキまたはコーティングすることにより、高温での
継手の気密性を向上させると同時にＬＭＥに起因した継
手強度の低下を防止できる。
【図１】油井管継手部の説明図である。
【図２】（ａ）は密封界面に隙間が生じて気密性が劣化
する例の説明図、（ｂ）は気密性は確保できるがＬＭＥ
により、継手強度が低下する例の説明図、（ｃ）は本発
明例であり、気密性も確保でき、なおかつＬＭＥも防止
できる原理説明図である。
する例の説明図、（ｂ）は気密性は確保できるがＬＭＥ
により、継手強度が低下する例の説明図、（ｃ）は本発
明例であり、気密性も確保でき、なおかつＬＭＥも防止
できる原理説明図である。
１：ボックス ２：ピン ３：ネジ部 ４：金属密封部 ５：コンパウンドグリス ６：隙間 ７：コーティング材 ８：第１層 ９：第２層
Claims (1)
- 【請求項１】 管外面に雄ネジに続くネジ無し先端部を
有するピン、及び管内面に雌ネジと前記ネジ無し先端部
と対応するネジ無し部を有するボックスとからなり、該
ピンまたはボックス表面に、使用温度よりも高い融点を
有する材料の表面処理層と、その表面に使用温度よりも
融点の低い材料の表面処理層を形成したことを特徴とす
る高温気密性に優れた油井管用ネジ継手。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24792791A JPH05149486A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 高温気密性に優れた油井管継手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24792791A JPH05149486A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 高温気密性に優れた油井管継手 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05149486A true JPH05149486A (ja) | 1993-06-15 |
Family
ID=17170621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24792791A Withdrawn JPH05149486A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 高温気密性に優れた油井管継手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05149486A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003074763A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Kawasaki Steel Corp | 油井鋼管用継手 |
| US8857857B2 (en) | 2006-09-14 | 2014-10-14 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Threaded joint for steel pipes |
-
1991
- 1991-09-26 JP JP24792791A patent/JPH05149486A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003074763A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Kawasaki Steel Corp | 油井鋼管用継手 |
| JP4680446B2 (ja) * | 2001-08-31 | 2011-05-11 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 油井鋼管用継手 |
| US8857857B2 (en) | 2006-09-14 | 2014-10-14 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Threaded joint for steel pipes |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981203 |