JPH0689863B2 - 円錐台形状ねじ部を用いる管の継手 - Google Patents
円錐台形状ねじ部を用いる管の継手Info
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- JPH0689863B2 JPH0689863B2 JP3337739A JP33773991A JPH0689863B2 JP H0689863 B2 JPH0689863 B2 JP H0689863B2 JP 3337739 A JP3337739 A JP 3337739A JP 33773991 A JP33773991 A JP 33773991A JP H0689863 B2 JPH0689863 B2 JP H0689863B2
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Classifications
-
- 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
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16L15/001—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads
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Description
【産業上の利用分野】本発明は、管のラインまたはスト
リング（ｓｔｒｉｎｇ）を構成する為の金属管の結合部
品における円錐台形状ねじ部を用いた継手に関し、特に
石油産業施設で用いられる「ケーシング」または「チュ
ービング」と称されるものに関する。
リング（ｓｔｒｉｎｇ）を構成する為の金属管の結合部
品における円錐台形状ねじ部を用いた継手に関し、特に
石油産業施設で用いられる「ケーシング」または「チュ
ービング」と称されるものに関する。
【０００２】
【従来技術】管のラインやストリングを形成する為の円
錐台形状ねじ部を有する管用継手が使用されていること
はかつてより知られている。フランス特許第１４８９０
１３号は管端部に配置された円錐台形状ねじ部を用いて
金属管のシール結合をする継手を記載している。この継
手の完全シール性は、継手の雄部品の端部を形成する凹
型円錐台形状面３（該特許の図３参照）がこれに対応す
る雌部品に配置されている凸型円錐台形状の肩構造（ｓ
ｈｏｕｌｄｅｒ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）７をね
じ込みの最後において支え受けることによって確保され
ている。このように外方向に押し出される雄ねじ端部が
金属同士のシール形成を可能にしている。更に補助的に
雌部品の凸型円錐台形状肩構造は外周部に延長されてい
て凹型円錐台形状面８によって雄部品の凹型円錐台形状
面の外側エッジ部を支えるようになっている。この外側
エッジ部４ａは雌部品の前記凹型円錐台形状面８を支え
受けるようになっており幾分凸型になっている円錐台形
状チャンバによって構成されてもよい。
錐台形状ねじ部を有する管用継手が使用されていること
はかつてより知られている。フランス特許第１４８９０
１３号は管端部に配置された円錐台形状ねじ部を用いて
金属管のシール結合をする継手を記載している。この継
手の完全シール性は、継手の雄部品の端部を形成する凹
型円錐台形状面３（該特許の図３参照）がこれに対応す
る雌部品に配置されている凸型円錐台形状の肩構造（ｓ
ｈｏｕｌｄｅｒ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）７をね
じ込みの最後において支え受けることによって確保され
ている。このように外方向に押し出される雄ねじ端部が
金属同士のシール形成を可能にしている。更に補助的に
雌部品の凸型円錐台形状肩構造は外周部に延長されてい
て凹型円錐台形状面８によって雄部品の凹型円錐台形状
面の外側エッジ部を支えるようになっている。この外側
エッジ部４ａは雌部品の前記凹型円錐台形状面８を支え
受けるようになっており幾分凸型になっている円錐台形
状チャンバによって構成されてもよい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような継手の雄部
品及び雌部品のねじ部の輪郭は、ねじ込み締めつけ後
は、双方互いに密着した面および隙間をもつ面を形成
し、ねじの全長にわたり螺旋状の漏出経路を形成するこ
とは、周知のことである。
品及び雌部品のねじ部の輪郭は、ねじ込み締めつけ後
は、双方互いに密着した面および隙間をもつ面を形成
し、ねじの全長にわたり螺旋状の漏出経路を形成するこ
とは、周知のことである。
【０００４】実験によると、上述の形式の円錐台形状ね
じ部を用いた継手を有する管のラインまたはストリング
の継手部分においては、これらの配置の雄部品の先端部
と雄部品が組まれている雌部品の側壁との間の局所的な
摩擦現象や衝撃のいずれかまたは、その両方が起こり、
これらを回避することは非常に困難である。これらの局
所的摩擦や衝撃のいずれか一方またはその両方は、しば
しば局所的欠陥を生じさせる原因となり、更にこれは小
規模な局所的な漏れを引き起こす。たいていの場合にお
いて、このように構成された有効な長さを有する管のス
トリングは、引っ張り荷重がかけらるが、これにより、
リークが発生し、このリークは、引っ張り応力が、解除
されると部分的に閉じる。さらに連続的な引っ張り圧縮
サイクルが完全シール性に対し悪い結果をもたらし、上
記のように生じたリークを成長させる。
じ部を用いた継手を有する管のラインまたはストリング
の継手部分においては、これらの配置の雄部品の先端部
と雄部品が組まれている雌部品の側壁との間の局所的な
摩擦現象や衝撃のいずれかまたは、その両方が起こり、
これらを回避することは非常に困難である。これらの局
所的摩擦や衝撃のいずれか一方またはその両方は、しば
しば局所的欠陥を生じさせる原因となり、更にこれは小
規模な局所的な漏れを引き起こす。たいていの場合にお
いて、このように構成された有効な長さを有する管のス
トリングは、引っ張り荷重がかけらるが、これにより、
リークが発生し、このリークは、引っ張り応力が、解除
されると部分的に閉じる。さらに連続的な引っ張り圧縮
サイクルが完全シール性に対し悪い結果をもたらし、上
記のように生じたリークを成長させる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】円錐台形状ねじ部を用い
た継手を提供する為の研究がなされた結果、優れた完全
シール性を有する管ストリングの製造が可能になった。
更にこの結合配置を構成し、締めつける時のグリース圧
の発生を回避する可能性についても研究がなされた。こ
うして、例えばＡＰＩ仕様に従った「配合グリース（ｃ
ｏｍｐｏｕｎｄｇｒｅｅｓｅ）」混合物などの潤滑混合
物が過剰な場合にこれを排出する為の試験がなされ、ね
じ配置に十分小さい接触圧で十分な締め付け効果をもた
らすことができるよう図られた。
た継手を提供する為の研究がなされた結果、優れた完全
シール性を有する管ストリングの製造が可能になった。
更にこの結合配置を構成し、締めつける時のグリース圧
の発生を回避する可能性についても研究がなされた。こ
うして、例えばＡＰＩ仕様に従った「配合グリース（ｃ
ｏｍｐｏｕｎｄｇｒｅｅｓｅ）」混合物などの潤滑混合
物が過剰な場合にこれを排出する為の試験がなされ、ね
じ配置に十分小さい接触圧で十分な締め付け効果をもた
らすことができるよう図られた。
【０００６】さらに、組み立ておよび締め付け作業にお
いて必要量より過剰のグリースを使用すること（（ｏｖ
ｅｒｄｏｐｉｎｇ）によっては改善できない完全シール
性を管用継手に与える試験も行われた。
いて必要量より過剰のグリースを使用すること（（ｏｖ
ｅｒｄｏｐｉｎｇ）によっては改善できない完全シール
性を管用継手に与える試験も行われた。
【０００７】更に、雄部品を雌部品にねじ込む作業中に
発生する局所的摩擦現象や衝撃によって完全シール性を
損なうことのない円錐台形状ねじ部を用いた継手を提供
するための試験がなされた。
発生する局所的摩擦現象や衝撃によって完全シール性を
損なうことのない円錐台形状ねじ部を用いた継手を提供
するための試験がなされた。
【０００８】また、「配合グリース」の中に含有されて
いる金属粒子は、シールを確保する接触面の間に入り込
み、他の部品によっても、またこのグリースによっても
ふさぐ事ができない漏出経路を生むが、このような金属
粒子によって完全シール性能を劣化されることのない継
手を提供する試験も行われた。
いる金属粒子は、シールを確保する接触面の間に入り込
み、他の部品によっても、またこのグリースによっても
ふさぐ事ができない漏出経路を生むが、このような金属
粒子によって完全シール性能を劣化されることのない継
手を提供する試験も行われた。
【０００９】更にまた、このような結合配置を有する長
い配管ラインまたはストリングに１サイクル以上の圧縮
引っ張りを課すことによって完全シールが劣化されるよ
うなことのない継手を提供する試験も行われた。
い配管ラインまたはストリングに１サイクル以上の圧縮
引っ張りを課すことによって完全シールが劣化されるよ
うなことのない継手を提供する試験も行われた。
【００１０】また、複数回にわたる分解、再係合作業を
行っても完全シール性が劣化する事のないストリングま
たはライン用円錐台形状ねじ部を用いた継手を提供する
為の試験も行われた。
行っても完全シール性が劣化する事のないストリングま
たはライン用円錐台形状ねじ部を用いた継手を提供する
為の試験も行われた。
【００１１】更にまた、二つの数メートルほどの比較的
長い管について、一方の管は雄ねじの端部を持ち、他方
はこれに対応する雌ねじの端部を持つ場合の管の結合に
ついて及び、二つの比較的長い管の両方ともがその継手
として雄ねじを持ち、それらをこれに対応する雌ねじを
両端にもつ結合スリーブを形成している短管によって結
合する場合について、これらの結合を円錐台形状ねじ部
を用いた継手によって形成する試験も行われた。結合ス
リーブまた同様な手段を用いる場合に、上記以外の方法
として二つの比較的長い管の結合端部が雌ねじを持ち、
それらをこれに対応する雄ねじを両端に持つ結合スリー
ブをなす短管によって結合する円錐台形状継手を用いて
も良い。
長い管について、一方の管は雄ねじの端部を持ち、他方
はこれに対応する雌ねじの端部を持つ場合の管の結合に
ついて及び、二つの比較的長い管の両方ともがその継手
として雄ねじを持ち、それらをこれに対応する雌ねじを
両端にもつ結合スリーブを形成している短管によって結
合する場合について、これらの結合を円錐台形状ねじ部
を用いた継手によって形成する試験も行われた。結合ス
リーブまた同様な手段を用いる場合に、上記以外の方法
として二つの比較的長い管の結合端部が雌ねじを持ち、
それらをこれに対応する雄ねじを両端に持つ結合スリー
ブをなす短管によって結合する円錐台形状継手を用いて
も良い。
【００１２】
【作用】本発明の主題である円錐台形状ねじ部を用いた
継手は、以上に関し望ましい結果を達成することができ
る。
継手は、以上に関し望ましい結果を達成することができ
る。
【００１３】継手は、管状要素の端部領域の円錐台形状
の外ねじ部を有する雄部品、及びこれに結合する管状要
素の端部領域の雄ねじに対応する円錐台形状の内ねじ部
を有する雌部品より構成される。二つの管状要素は、個
々に長くても短くてもよく、また結合スリーブとしての
機能を果たせば短管であってもよい。一般的に、スリー
ブを使用する場合は、その両端は雌ねじにより構成され
る。雄部品の先端部は雌ねじ部品の壁の肩構造上に形成
される凸型円錐台形状の支承面を受け支えることができ
る凹型の円錐台形状の当接面により形成される。凹型円
錐台形状の当接面の外側エッジ部は、同じ雄部品の凸型
円錐台形状のシール面に接続していて、更にこの凸型円
錐台形状のシール面は、雌部品の凸型円錐台形状の支承
面に接続している同じ雌部品の対応する凹型円錐台形状
の面を支承するようになっている。
の外ねじ部を有する雄部品、及びこれに結合する管状要
素の端部領域の雄ねじに対応する円錐台形状の内ねじ部
を有する雌部品より構成される。二つの管状要素は、個
々に長くても短くてもよく、また結合スリーブとしての
機能を果たせば短管であってもよい。一般的に、スリー
ブを使用する場合は、その両端は雌ねじにより構成され
る。雄部品の先端部は雌ねじ部品の壁の肩構造上に形成
される凸型円錐台形状の支承面を受け支えることができ
る凹型の円錐台形状の当接面により形成される。凹型円
錐台形状の当接面の外側エッジ部は、同じ雄部品の凸型
円錐台形状のシール面に接続していて、更にこの凸型円
錐台形状のシール面は、雌部品の凸型円錐台形状の支承
面に接続している同じ雌部品の対応する凹型円錐台形状
の面を支承するようになっている。
【００１４】本発明によれば、雄部品の円錐台形状のシ
ール面の最大外径部の直径は、雄ねじのねじ山谷底部に
接する円錐台の母線の延長線が、前記最大外径部の外側
に来るようになっており、この距離は、少なくとも前記
最大外径部から０．１ｍｍ以上の距離があることが好ま
しく、更には、０．１から０．５ｍｍの間がより有利あ
る。雄部品端部の円錐台形状のシール面端部の頂点にお
ける軸線とのなす角度は、常に、管の軸線と、雄ねじね
じ切り部の最小直径点である端部と円錐台形状シール面
の最大外径部を結んだ直線によって作られる角より大き
い。
ール面の最大外径部の直径は、雄ねじのねじ山谷底部に
接する円錐台の母線の延長線が、前記最大外径部の外側
に来るようになっており、この距離は、少なくとも前記
最大外径部から０．１ｍｍ以上の距離があることが好ま
しく、更には、０．１から０．５ｍｍの間がより有利あ
る。雄部品端部の円錐台形状のシール面端部の頂点にお
ける軸線とのなす角度は、常に、管の軸線と、雄ねじね
じ切り部の最小直径点である端部と円錐台形状シール面
の最大外径部を結んだ直線によって作られる角より大き
い。
【００１５】更に、雄部品の端部領域の外側の面の母線
の部分、つまり、円錐台形状のシール面の最大外径部と
ねじ切り部の最小直径端部の間の部分は、シール面の母
線に対して傾きをもっており、かつ雄部品のねじ部のね
じ山谷底部に接する円錐台の母線の延長とは交差せず、
円錐台形状の案内面を構成する雄ねじねじ山谷底部に接
する円錐台の母線の延長に平行または実質的に平行な部
分よりなる。
の部分、つまり、円錐台形状のシール面の最大外径部と
ねじ切り部の最小直径端部の間の部分は、シール面の母
線に対して傾きをもっており、かつ雄部品のねじ部のね
じ山谷底部に接する円錐台の母線の延長とは交差せず、
円錐台形状の案内面を構成する雄ねじねじ山谷底部に接
する円錐台の母線の延長に平行または実質的に平行な部
分よりなる。
【００１６】このような構成により、雄部品を雌部品に
ねじ込む時に雄部品の凸型円錐形シール面と雌部品のね
じ部の壁との間の局所的摩擦現象及び衝撃のいずれか一
方または両方による雄部品の凸型円錐台形状シール面を
損傷する危険性をなくす。
ねじ込む時に雄部品の凸型円錐形シール面と雌部品のね
じ部の壁との間の局所的摩擦現象及び衝撃のいずれか一
方または両方による雄部品の凸型円錐台形状シール面を
損傷する危険性をなくす。
【００１７】相対する当接面と支承面、及び相対する雄
部品と雌部品のシール面の相対位置関係は、二つの部品
の結合されたねじ部の締めつけに際し、当接面と支承面
の間に及ぼされる圧力が、これらの円錐台形状面が傾い
ていることより生ずる締めつけ力の半径方向成分の寄与
によってシール面どうしの固定を向上させるように決定
される。このようなシール面どうしの金属間接触は、継
手の完全シール性をもたらす。更にねじ込み結合後、当
接面と支承面が互いに接触し締めつけ合い、凸型と凹型
の双方の円錐台形状のシール面の間の接触面の母線の長
さが少なくとも２ｍｍ以上あることが好ましい。また、
凸型及び凹型円錐台形状のシール面の頂点における軸線
となす角度は、２．８６２゜から３０゜の間であること
が好ましい。また凹型と凸型円錐台形状の当接面及び支
承面の頂点における軸線とのなす角度は、７０゜から８
５゜の間にあることが望ましい。
部品と雌部品のシール面の相対位置関係は、二つの部品
の結合されたねじ部の締めつけに際し、当接面と支承面
の間に及ぼされる圧力が、これらの円錐台形状面が傾い
ていることより生ずる締めつけ力の半径方向成分の寄与
によってシール面どうしの固定を向上させるように決定
される。このようなシール面どうしの金属間接触は、継
手の完全シール性をもたらす。更にねじ込み結合後、当
接面と支承面が互いに接触し締めつけ合い、凸型と凹型
の双方の円錐台形状のシール面の間の接触面の母線の長
さが少なくとも２ｍｍ以上あることが好ましい。また、
凸型及び凹型円錐台形状のシール面の頂点における軸線
となす角度は、２．８６２゜から３０゜の間であること
が好ましい。また凹型と凸型円錐台形状の当接面及び支
承面の頂点における軸線とのなす角度は、７０゜から８
５゜の間にあることが望ましい。
【００１８】雄部品のシール面の最大外径部とそのねじ
切り部の最小直径端部の距離は、この部品の軸線に平行
に測って、外形が１２０から２５０ｍｍの外形の管の場
合少なくとも８ｍｍ以上あることが有利である。
切り部の最小直径端部の距離は、この部品の軸線に平行
に測って、外形が１２０から２５０ｍｍの外形の管の場
合少なくとも８ｍｍ以上あることが有利である。
【００１９】凸型円錐台形状の案内面をなす部分の母線
は少なくとも３ｍｍ以上の半径を持つ曲線部分によって
形成されることが好ましく、その最大外径部の位置にお
いて凸型円錐台形状シール面の母線と接続されていると
有利である。
は少なくとも３ｍｍ以上の半径を持つ曲線部分によって
形成されることが好ましく、その最大外径部の位置にお
いて凸型円錐台形状シール面の母線と接続されていると
有利である。
【００２０】更に、雄ねじと雌ねじの間に接触圧力を持
つことにより、好ましくは雄部品のシール面が雌部品の
対応するシール面に接触する前にねじ切り部において締
め代を持ち干渉を起こすように、雄ねじ及び雌ねじのサ
イズが規定されれていることが好ましい。
つことにより、好ましくは雄部品のシール面が雌部品の
対応するシール面に接触する前にねじ切り部において締
め代を持ち干渉を起こすように、雄ねじ及び雌ねじのサ
イズが規定されれていることが好ましい。
【００２１】雄部品の端部領域の外側の面の母線は、円
錐台形状の案内面に対応する部分以外の部分において
は、ねじ切り部の最小直径端部の面によって接続されて
いてかつ、雄部品の軸線に平行である実質上の円柱側面
から構成されてもよい。
錐台形状の案内面に対応する部分以外の部分において
は、ねじ切り部の最小直径端部の面によって接続されて
いてかつ、雄部品の軸線に平行である実質上の円柱側面
から構成されてもよい。
【００２２】雄部品の凹型円錐台形状の当接面の母線の
長さは、ねじ込み作業中に金属がこの部分で塑性変形を
しないように規定されている。
長さは、ねじ込み作業中に金属がこの部分で塑性変形を
しないように規定されている。
【００２３】雄部品の端部は、接合手段に弾性圧縮及び
半径方向の曲げ剛性モードの弾性変形を提供する十分な
力をその端部領域に対して配分し、とくに、雌部品につ
いて同等な弾性変形現象を伴うようにその半径が規定さ
れている。雄部品の管の端部領域の肉厚は、管の素管部
分の肉厚の４０から６５％の間が有利である。
半径方向の曲げ剛性モードの弾性変形を提供する十分な
力をその端部領域に対して配分し、とくに、雌部品につ
いて同等な弾性変形現象を伴うようにその半径が規定さ
れている。雄部品の管の端部領域の肉厚は、管の素管部
分の肉厚の４０から６５％の間が有利である。
【００２４】また、特に、継手内の流体の流れの乱流理
象を減らす為に、雄部品の凸型円錐台形状の当接面の内
側エッジ部の直径、及び雌部品の凹型円錐台形状の支承
面の内側エッジ部の直径は、ねじ込み結合し、締めつけ
た状態でその両直径が実質上等しくなるように規格され
る。
象を減らす為に、雄部品の凸型円錐台形状の当接面の内
側エッジ部の直径、及び雌部品の凹型円錐台形状の支承
面の内側エッジ部の直径は、ねじ込み結合し、締めつけ
た状態でその両直径が実質上等しくなるように規格され
る。
【００２５】本発明による継手の雄部品及び雌部品のね
じ部は、雄部品の雌部品によって提供されるハウジング
へのねじ込み・締めつけ後、少なくともねじ部の大部分
の長さにわたり雌ねじのねじ山の頂部が雄ねじのねじ山
谷底部に対し十分な圧力で接する様に部品が作られる。
じ部は、雄部品の雌部品によって提供されるハウジング
へのねじ込み・締めつけ後、少なくともねじ部の大部分
の長さにわたり雌ねじのねじ山の頂部が雄ねじのねじ山
谷底部に対し十分な圧力で接する様に部品が作られる。
【００２６】もうひとつの方法として、雄部品及び雌部
品のねじ部は、雄部品の雌部品によって提供される覆い
部へのねじ込み・締めつけ後、少なくともねじ部の大部
分の長さにわたり雄ねじのねじ山の頂部が雌ねじのねじ
山谷底部に対し十分な圧力で接する様に部品を作ること
もできる。
品のねじ部は、雄部品の雌部品によって提供される覆い
部へのねじ込み・締めつけ後、少なくともねじ部の大部
分の長さにわたり雄ねじのねじ山の頂部が雌ねじのねじ
山谷底部に対し十分な圧力で接する様に部品を作ること
もできる。
【００２７】
【実施例】以下の実施例及び付属の図面は、本発明によ
る継手の特定の具体例を記述するものであり、本発明を
限定するものではない。
る継手の特定の具体例を記述するものであり、本発明を
限定するものではない。
【００２８】図１は、結合管のストリングについての軸
線Ｘ１−Ｘ１を含む半平面における断面を示す概略的模
式図であり、この図においては、二つの端部のみ示され
ている。管１及び２の間には、結合スリーブとして機能
する短管３が配置されている。この図は本発明による左
右対称の２つの同一の継手４及び５、即ち、管１の雄部
品６と管３の雌部品８との結合部を有する第１配置４及
び、管２の雄部品７と管３の雌部品９との結合部を有す
る第２配置５を示している。
線Ｘ１−Ｘ１を含む半平面における断面を示す概略的模
式図であり、この図においては、二つの端部のみ示され
ている。管１及び２の間には、結合スリーブとして機能
する短管３が配置されている。この図は本発明による左
右対称の２つの同一の継手４及び５、即ち、管１の雄部
品６と管３の雌部品８との結合部を有する第１配置４及
び、管２の雄部品７と管３の雌部品９との結合部を有す
る第２配置５を示している。
【００２９】図２は、軸線Ｘ１−Ｘ１についての雄部品
６の端部領域の半分の断面図を示す図である。
６の端部領域の半分の断面図を示す図である。
【００３０】図示されている雄部品は、図中１０で示さ
れる円錐台形状のねじ部を備える。直線１１及び１２
は、夫々ねじ山谷底部を結んだ直線及び山頂を結んだ直
線を示す。これらの直線は頂点において同じ角度を有す
る円錐台形状面の母線をなしている。雄ねじのねじ切り
端部の最小直径の位置は、軸線Ｘ１−Ｘ１上の点１４を
中心とする円周上の１３によって示される。雄部品の先
端部は軸線Ｘ１−Ｘ１を中心とする母線１５で示される
凹型円錐台形状当接面により構成される。ねじ込み作業
の終了時において面１５は、雌部品８の内壁の肩構造１
７上の対応する凸型円錐台形状の支承面（ショルダース
トッパー部）１６に支承し得る。
れる円錐台形状のねじ部を備える。直線１１及び１２
は、夫々ねじ山谷底部を結んだ直線及び山頂を結んだ直
線を示す。これらの直線は頂点において同じ角度を有す
る円錐台形状面の母線をなしている。雄ねじのねじ切り
端部の最小直径の位置は、軸線Ｘ１−Ｘ１上の点１４を
中心とする円周上の１３によって示される。雄部品の先
端部は軸線Ｘ１−Ｘ１を中心とする母線１５で示される
凹型円錐台形状当接面により構成される。ねじ込み作業
の終了時において面１５は、雌部品８の内壁の肩構造１
７上の対応する凸型円錐台形状の支承面（ショルダース
トッパー部）１６に支承し得る。
【００３１】凸型円錐台形状のシール面１８は、先端外
側エッジ部１９において当接面１５に接続される。凸型
円錐台形状のシール面１８は、雌部品８の対応する凹型
円錐台形状のシール面２０に対し、金属どうしの結合に
より、シール性能を働かせて支承するようになってい
る。
側エッジ部１９において当接面１５に接続される。凸型
円錐台形状のシール面１８は、雌部品８の対応する凹型
円錐台形状のシール面２０に対し、金属どうしの結合に
より、シール性能を働かせて支承するようになってい
る。
【００３２】本発明によると、凸型円錐台形状のシール
面１８の最大外径部２１は、雄部品６のねじ部１０のね
じ山谷底部に接する円錐台の母線１１の延長線２２がこ
の最大外径部２１によって境界設定される円の外側を通
るような直径になっている。
面１８の最大外径部２１は、雄部品６のねじ部１０のね
じ山谷底部に接する円錐台の母線１１の延長線２２がこ
の最大外径部２１によって境界設定される円の外側を通
るような直径になっている。
【００３３】雌部品８によって提供されるハウジングへ
の雄部品６の導入中に雄部品６の案内作業を制して、シ
ール面１８の位置での停滞の可能性をなくす為に、シー
ル面１８は、ねじ部１０の端部１３の方向に凸型円錐台
形状の案内面２４によっての延長されている。案内面２
４の母線はねじ部１０のねじ山谷底部に接する母線１１
の延長線２２に平行、または実質的に平行である。それ
ゆえ、母線１１の延長線２２は、軸線Ｘ１−Ｘ１関して
上記案内面２４の外側に位置する。本実施例において
は、案内面２４の母線の部分の長さは、シール面１８の
最大外径部２１とねじ部の端部１３との間の端部領域の
外面の母線の全長の３分の１以上とする。
の雄部品６の導入中に雄部品６の案内作業を制して、シ
ール面１８の位置での停滞の可能性をなくす為に、シー
ル面１８は、ねじ部１０の端部１３の方向に凸型円錐台
形状の案内面２４によっての延長されている。案内面２
４の母線はねじ部１０のねじ山谷底部に接する母線１１
の延長線２２に平行、または実質的に平行である。それ
ゆえ、母線１１の延長線２２は、軸線Ｘ１−Ｘ１関して
上記案内面２４の外側に位置する。本実施例において
は、案内面２４の母線の部分の長さは、シール面１８の
最大外径部２１とねじ部の端部１３との間の端部領域の
外面の母線の全長の３分の１以上とする。
【００３４】シール面１８の頂点における軸線とのなす
角は、雄ねじねじ切り端部の最小直径１３における点と
シール面１８の最大外径部２１とを結ぶ直線２８によっ
て管の軸線Ｘ１−Ｘ１に対して作られる角より大きい。
角は、雄ねじねじ切り端部の最小直径１３における点と
シール面１８の最大外径部２１とを結ぶ直線２８によっ
て管の軸線Ｘ１−Ｘ１に対して作られる角より大きい。
【００３５】雄部品の凸型円錐台形状のシール面１８と
案内面２４のこの構造は、雄部品６が雌部品８によって
提供されるハウジングへ組み込まれる時に、雌部品８の
ねじ部との噛み合いによる表面の損傷の危険性を実質的
に無くすることができる。雄ねじと雌ねじとの接触の可
能性を象徴的に表す直線２８は、実際には、シール面１
８とは接触しないということは、明らかである。
案内面２４のこの構造は、雄部品６が雌部品８によって
提供されるハウジングへ組み込まれる時に、雌部品８の
ねじ部との噛み合いによる表面の損傷の危険性を実質的
に無くすることができる。雄ねじと雌ねじとの接触の可
能性を象徴的に表す直線２８は、実際には、シール面１
８とは接触しないということは、明らかである。
【００３６】凸型円錐台形状のシール面１８の最大外径
部２１と母線１１の延長線２２との半径方向の距離ｄ１
は、少なくとも０．１ｍｍまたはそれ以上が好ましい。
この距離ｄ１が０．１から０．５０ｍｍの間であれば更
に有利である。凸型円錐台形状のシール面１８の頂点に
おける軸線となす角は、２．８６２゜から３０゜の間が
有利である。
部２１と母線１１の延長線２２との半径方向の距離ｄ１
は、少なくとも０．１ｍｍまたはそれ以上が好ましい。
この距離ｄ１が０．１から０．５０ｍｍの間であれば更
に有利である。凸型円錐台形状のシール面１８の頂点に
おける軸線となす角は、２．８６２゜から３０゜の間が
有利である。
【００３７】シール面１８と案内面２４の交線上の最大
外径部２１は例えば４ｍｍの半径を持った丸み構造から
なり、これもまた、部品どうしが互いに接触する危険性
をなくすことを図っている。案内面２４の端部２３より
外側の面の母線２５は、実質上軸線Ｘ１−Ｘ１に平行で
あり、半径方向接合部２６によってねじ部１０の端部１
３と接続されている。
外径部２１は例えば４ｍｍの半径を持った丸み構造から
なり、これもまた、部品どうしが互いに接触する危険性
をなくすことを図っている。案内面２４の端部２３より
外側の面の母線２５は、実質上軸線Ｘ１−Ｘ１に平行で
あり、半径方向接合部２６によってねじ部１０の端部１
３と接続されている。
【００３８】金属同士の接触による完全シール性能を更
に向上させる為に、ねじ部１０の最小直径ねじ切り端部
１３と先端外側エッジ部１９の間の雄部品の環状の端部
領域３０の距雛Ｌ１及び、肉厚Ｓ１は、軸線Ｘ１−Ｘ１
に平行な引っ張り及び圧縮、それにこの軸線についての
半径方向の曲げ剛性についての弾性変形に対する許容力
をそれ自身が持つように決められる。この為、端部領域
３０の距離Ｌ１は、１２０から２５０ｍｍの外形の管に
おいて８ｍｍ以上である。この領域の平均肉厚Ｓ１は、
通常、管１の素管部分の肉厚の４０から６５％とし、更
に、この肉厚の４５％を越えればより有利である。
に向上させる為に、ねじ部１０の最小直径ねじ切り端部
１３と先端外側エッジ部１９の間の雄部品の環状の端部
領域３０の距雛Ｌ１及び、肉厚Ｓ１は、軸線Ｘ１−Ｘ１
に平行な引っ張り及び圧縮、それにこの軸線についての
半径方向の曲げ剛性についての弾性変形に対する許容力
をそれ自身が持つように決められる。この為、端部領域
３０の距離Ｌ１は、１２０から２５０ｍｍの外形の管に
おいて８ｍｍ以上である。この領域の平均肉厚Ｓ１は、
通常、管１の素管部分の肉厚の４０から６５％とし、更
に、この肉厚の４５％を越えればより有利である。
【００３９】雄部品６の端部領域３０の内壁の直径は、
管の流体流動部分の内径より、少し大きくなっていて、
ねじ込まれて締めつけた状態において、当接面１５と支
承面１６及び面１８と面２０がそれぞれしっかりと接
し、領域２７と領域２９の径線ができるだけ近づくよう
に定められる。これにより、２７と２９におけるレベル
差による流体の乱流現象を最小限に抑えることができ
る。また、ねじ込み前においては、図２に示すように肩
構造１７に沿う直径Ｄ２は、Ｄ１より小さく、また雄部
品の当接面１５は、雌部品の支承面（ショルダーストッ
パー部）１６と面２０の間の接合領域３１の直径より大
きい。
管の流体流動部分の内径より、少し大きくなっていて、
ねじ込まれて締めつけた状態において、当接面１５と支
承面１６及び面１８と面２０がそれぞれしっかりと接
し、領域２７と領域２９の径線ができるだけ近づくよう
に定められる。これにより、２７と２９におけるレベル
差による流体の乱流現象を最小限に抑えることができ
る。また、ねじ込み前においては、図２に示すように肩
構造１７に沿う直径Ｄ２は、Ｄ１より小さく、また雄部
品の当接面１５は、雌部品の支承面（ショルダーストッ
パー部）１６と面２０の間の接合領域３１の直径より大
きい。
【００４０】以下の記述において見られるように、ねじ
込み作業の前には、内径Ｄ１は、管１の通常流体流動部
分の内径Ｄより大きい。
込み作業の前には、内径Ｄ１は、管１の通常流体流動部
分の内径Ｄより大きい。
【００４１】雄部品の端部形状により、特にシール面１
８及び２０の間のシール接触の位置において、ねじ込み
の最後に締めつけ作業中におけるの過剰の潤滑材を取り
除くことにより、締めつけ作業の終わりに雄部品６の端
部領域３０の弾性的な圧縮が再現性を持つことを可能に
する。とりわけ、よく使用されるタイプの「配合グリー
ス」の潤滑剤に含有される固体粒子の抜け道を塞ぐこと
のないようになっている。一般に締めつけることによ
り、雄ねじと雌ねじの有効な当たりが互いに弾性的に支
承するようになる。
８及び２０の間のシール接触の位置において、ねじ込み
の最後に締めつけ作業中におけるの過剰の潤滑材を取り
除くことにより、締めつけ作業の終わりに雄部品６の端
部領域３０の弾性的な圧縮が再現性を持つことを可能に
する。とりわけ、よく使用されるタイプの「配合グリー
ス」の潤滑剤に含有される固体粒子の抜け道を塞ぐこと
のないようになっている。一般に締めつけることによ
り、雄ねじと雌ねじの有効な当たりが互いに弾性的に支
承するようになる。
【００４２】２１における丸み構造の存在はねじ込み締
めつけ状態においてシール面１８と２０の間に、明確に
規定されている２１からの接触領域に最適な応力分配を
することを可能にする。もし２１における丸み構造がな
ければ、この効果は得られない。更にこの丸み構造は、
直線２８の位置の効果により、配置の結合時に面１８が
損傷されるのをより確実に防ぐ働きもする。
めつけ状態においてシール面１８と２０の間に、明確に
規定されている２１からの接触領域に最適な応力分配を
することを可能にする。もし２１における丸み構造がな
ければ、この効果は得られない。更にこの丸み構造は、
直線２８の位置の効果により、配置の結合時に面１８が
損傷されるのをより確実に防ぐ働きもする。
【００４３】本発明によると継手の設計構造と特に雄部
品の端部３０の形状は、継手の結合及び締めつけに際
し、永続的にねじ込み・締めつけ作業におけてグリース
圧がかかることを防止し、またもし発生した場合には、
２４と２２の間の領域においてグリースの抜け道を作る
ことにより、これらの圧力を取り除くことを可能にす
る。
品の端部３０の形状は、継手の結合及び締めつけに際
し、永続的にねじ込み・締めつけ作業におけてグリース
圧がかかることを防止し、またもし発生した場合には、
２４と２２の間の領域においてグリースの抜け道を作る
ことにより、これらの圧力を取り除くことを可能にす
る。
【００４４】以上の様な継手は、管のラインやストリン
グなどのすべての場合に使用することが出る。特に、機
械的応力、内圧、外圧、温度、及び特定の気体または混
合気体など腐食性の流体との接触などの過酷な条件の下
での管のストリングに適用される。
グなどのすべての場合に使用することが出る。特に、機
械的応力、内圧、外圧、温度、及び特定の気体または混
合気体など腐食性の流体との接触などの過酷な条件の下
での管のストリングに適用される。
【００４５】本発明による継手に関しその請求から逸脱
しない範囲においての数多くの修正及び適合は可能であ
る。この継手は、本発明の範囲から逸脱しない限りその
多種多様な応用の対象となる。
しない範囲においての数多くの修正及び適合は可能であ
る。この継手は、本発明の範囲から逸脱しない限りその
多種多様な応用の対象となる。
【図１】スリーブを用いた金属管の結合を本発明による
継手で構成したものであり、管の軸線を含む断面におけ
る概略模式図である。
継手で構成したものであり、管の軸線を含む断面におけ
る概略模式図である。
【図２】本発明による配置を用いた雄部品の端部領域に
ついて管の軸線を含む断面における詳細な概略模式図で
あり、この図において当接面は雌部品の支承面に対し突
き当てられる前の状態のものを示している。
ついて管の軸線を含む断面における詳細な概略模式図で
あり、この図において当接面は雌部品の支承面に対し突
き当てられる前の状態のものを示している。
１ 管 ３ 管 ６ 雄部品 ８ 雌部品 １０ ねじ部 １１円錐台の母線 １５ 凸型円錐台形状当接面（ショルダー部） １６ 凹型円錐台形状の支承面（ショルダーストッパー
部） １８ 凸型円錐台形状のシール面 ２４ 凸型円錐台形状の案内面
部） １８ 凸型円錐台形状のシール面 ２４ 凸型円錐台形状の案内面
Claims (9)
- 【請求項１】 一つの管の一端において雄型の円錐台形
状外ねじ部を持つ雄部品と、他の管の一端において雌型
の円錐台形状の内ねじ部を持ち雄部品に対応する雌部品
とからなり、雄部品の先端は、雄部品の軸線について回
転対称な凸型の円錐台形状の当接面を有ると共に、雌部
品の壁の肩構造上に形成された対応する凹型円錐台形状
の支承面に対してねじ込み作業の最後で支承するように
なっており、凸型円錐台形状の当接面の頂点部は雌部品
の凹型円錐台形状の支承面に接続されている雌部品の対
応する凹型円錐台形状の面に支承するようになっている
凹型円錐台形状のシール面に接続されている、円錐台形
状ねじ部を用いる管の継手であって、雄部品の凸型円錐
台形状のシール面の最大外径部は、前記雄部品のねじ部
のねじ山谷底部に接する円錐台の母線の延長線がシール
面の最大外径部の外側を通過するような直径を有し、雄
部品の端部の円錐台形状のシール面の頂点における軸線
とのなす角が、雄ねじねじ切り端部の最小直径位置と円
錐台形状のシール面の最大外径部とを結んだ直線と管の
軸線によって作られる角より常に大きく、かつ、凸型円
錐台形状のシール面とねじ部の最小直径ねじ切り端部を
接続する雄部品の端部領域の外側面が、雄部品のねじ部
のねじ山谷底部に接する円錐台の母線の延長線と交差す
ることなく、ねじ山谷底部に接する円錐台の母線の延長
線に実質的に平行である案内面を構成する前記外側面の
母線部からなることを特徴とする円錐台形状ねじ部を用
いる管の継手。 - 【請求項２】 雄部品の端部領域の案内面の母線部が凸
型円錐台形シール面に丸み構造によって接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の継手。 - 【請求項３】 雄部品の端部領域の外側面の母線が円錐
台形状の案内面に対応する部分以外で雄部品の軸線に平
行な母線をもつ実質上の円柱側面からなり、ねじきり部
の最小直径と結合面によって接続されていることを特徴
とする請求項１に記載の継手。 - 【請求項４】 雄部品が比較的長い管に固着されてお
り、雌部品が結合スリーブを構成する短管に固着される
と共に短管の他の端部に雌部品を有することを特徴とす
る請求項１に記載の継手。 - 【請求項５】 雄部品の凸型円錐台形状のシール面の最
大外径部と雄部品のねじ山谷底部に接する円錐台の母線
の延長線との半径方向の距離が０．１０ｍｍ以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の継手。 - 【請求項６】 雄部品の凸型円錐台形状シール面の最大
外径部と雄部品のねじ山谷底部に接する円錐台の母線の
延長線との半径方向の距離が０．１０ｍｍから０．５０
ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の継手。 - 【請求項７】 雄部品と雌部品のねじ込み結合後に当接
面が支承面に支承して得られる、凸型と凹型の円錐台形
状シール面との接触面の母線の長さが、２ｍｍ以上ある
ことを特徴とする請求項１に記載の継手。 - 【請求項８】 円錐台形状のシール面の頂点における軸
線とのなす角が２．８６２゜から３０゜の間であり、か
つ円錐台形状の当接面及び支承面の頂点における軸線と
のなす角が７０゜から８５゜の間にあることを特徴とす
る請求項１に記載の継手。 - 【請求項９】 雄管の端部領域の肉厚が雄管の素管部分
の肉厚の４０％から６５％の間にあることを特徴とする
請求項１に記載の継手。 【０００１】
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/618,684 US5137310A (en) | 1990-11-27 | 1990-11-27 | Assembly arrangement using frustoconical screwthreads for tubes |
| US618,684 | 1990-11-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0587275A JPH0587275A (ja) | 1993-04-06 |
| JPH0689863B2 true JPH0689863B2 (ja) | 1994-11-14 |
Family
ID=24478716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3337739A Expired - Lifetime JPH0689863B2 (ja) | 1990-11-27 | 1991-11-27 | 円錐台形状ねじ部を用いる管の継手 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5137310A (ja) |
| EP (1) | EP0488912B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0689863B2 (ja) |
| CA (1) | CA2056181C (ja) |
| DE (1) | DE69109452T2 (ja) |
| ID (1) | ID1033B (ja) |
| MX (1) | MX174177B (ja) |
| MY (1) | MY107802A (ja) |
| NO (1) | NO303592B1 (ja) |
Families Citing this family (93)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2725773B1 (fr) * | 1994-10-13 | 1996-11-29 | Vallourec Oil & Gas | Assemblage filete pour tubes |
| DE69535474T2 (de) * | 1994-10-19 | 2008-01-03 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas France | Gewindeverbindung für Rohre |
| FR2733570B1 (fr) * | 1995-04-28 | 1997-06-20 | Vallourec Oil & Gas | Assemblage filete pour tubes |
| FR2742840B1 (fr) * | 1995-12-22 | 1998-02-27 | Vallourec Oil & Gas | Joint filete pour tubes metalliques avec revetement interieur |
| FR2761450B1 (fr) * | 1997-03-27 | 1999-05-07 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Joint filete pour tubes |
| WO1999018382A1 (fr) * | 1997-10-08 | 1999-04-15 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Joint a vis destine a des tuyaux de puits de petrole, et procede de fabrication associe |
| FR2776746B1 (fr) * | 1998-03-26 | 2000-04-28 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Assemblage filete de tubes metalliques destines a contenir un fluide |
| FR2788099B1 (fr) | 1999-01-06 | 2001-02-09 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Assemblage filete de deux tubes metalliques a couple eleve de vissage |
| US6102577A (en) * | 1998-10-13 | 2000-08-15 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Isolated oil feed |
| FR2790080B1 (fr) * | 1999-02-24 | 2001-04-06 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Procede de controle d'un filetage conique et dispositifs de controle correspondants |
| AR020495A1 (es) * | 1999-09-21 | 2002-05-15 | Siderca Sa Ind & Com | Union roscada de alta resistencia al sobretorque y compresion |
| FR2800150B1 (fr) | 1999-10-21 | 2001-12-07 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Joint tubulaire filette etanche a la pression exterieure |
| EP1295007B1 (fr) * | 2000-06-20 | 2007-05-30 | VALLOUREC MANNESMANN OIL & GAS FRANCE | Joint filete tubulaire avec butee renforcee |
| FR2818728B1 (fr) * | 2000-12-22 | 2006-01-13 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Joint filete tubulaire avec butee renforcee |
| FR2811056B1 (fr) | 2000-06-30 | 2003-05-16 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Joint filete tubulaire apte a subir une expansion diametrale |
| US6626471B2 (en) * | 2000-08-10 | 2003-09-30 | Hydril Company | Double flex seal for tubular connection |
| US6478344B2 (en) * | 2000-09-15 | 2002-11-12 | Abb Vetco Gray Inc. | Threaded connector |
| FR2820806B1 (fr) | 2001-02-09 | 2004-02-20 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Joint filete tubulaire avec face de filet bombee convexe |
| FR2821916B1 (fr) | 2001-03-09 | 2003-05-16 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Element filete pour joint filete tubulaire resistant a la fatigue |
| JP3876656B2 (ja) * | 2001-07-13 | 2007-02-07 | 住友金属工業株式会社 | 管用ねじ継手 |
| FR2833335B1 (fr) | 2001-12-07 | 2007-05-18 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Joint filete tubulaire superieur contenant au moins un element filete avec levre d'extremite |
| FR2834325B1 (fr) | 2002-01-03 | 2004-03-26 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Joint filete tubulaire comportant des surfaces d'etancheite |
| FR2844331B1 (fr) | 2002-01-03 | 2004-11-26 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Procede de realisation d'un joint tubulaire etanche avec expansion plastique |
| FR2834326A1 (fr) | 2002-01-03 | 2003-07-04 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Joint filete tubulaire etanche apres expansion diametrale |
| ITRM20020234A1 (it) * | 2002-04-30 | 2003-10-30 | Tenaris Connections Bv | Giunzione filettata per tubi. |
| ITRM20020274A1 (it) | 2002-05-16 | 2003-11-17 | Tenaris Connections Bv | Giunzione filettata per tubi. |
| FR2841626B1 (fr) | 2002-06-28 | 2004-09-24 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Joint filete tubulaire renforce pour etancheite amelioree apres expansion plastique |
| FR2844023B1 (fr) | 2002-08-29 | 2005-05-06 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Joint filete tubulaire etanche vis-a-vis du milieu exterieur |
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