JPH08320091A - Oil well tubing thread coupling - Google Patents
Oil well tubing thread couplingInfo
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- JPH08320091A JPH08320091A JP12543995A JP12543995A JPH08320091A JP H08320091 A JPH08320091 A JP H08320091A JP 12543995 A JP12543995 A JP 12543995A JP 12543995 A JP12543995 A JP 12543995A JP H08320091 A JPH08320091 A JP H08320091A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は原油採掘に使用する油井
管などにおいて、内面にプラスチックコーティングを施
したパイプをコーティングに損傷を与えることなく螺合
でき、尚かつ、締結部においても継手母材自身も内面流
体による損傷を防止できるネジ継手に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oil country tubular good used for crude oil mining, and the like, in which a pipe having a plastic coating on its inner surface can be screwed without damaging the coating, and the joint base metal is also used at the fastening portion. The present invention also relates to a threaded joint that can prevent damage due to an inner surface fluid.
【0002】[0002]
【従来の技術】油井掘削において、原油回収効率を向上
させるために油井内にチュービングを通して水を注入す
る、いわゆるウォーターインジェクションウェルの開発
が盛んになってきた。通常の水、または海水をそのまま
低合金の油井管に注入すると、含有酸素の影響で鋼管が
著しく腐食し、短期間の間に鋼管の崩壊を招く。注入水
を脱気する場合もあるが、必ずしも十分でない場合もあ
り、最も信頼性の高い方法は13Cr鋼などの耐食材料
を使用することであるが、これでは3倍以上ものコスト
増を招く。2. Description of the Related Art In the drilling of oil wells, the development of so-called water injection wells, in which water is injected through tubing into oil wells in order to improve crude oil recovery efficiency, has become popular. When ordinary water or seawater is directly injected into a low alloy oil country tubular good, the steel tube is significantly corroded by the effect of oxygen contained, which causes the steel tube to collapse in a short period of time. Although the injected water may be degassed, it may not always be sufficient, and the most reliable method is to use a corrosion resistant material such as 13Cr steel, but this causes a cost increase of more than three times.
【0003】ここで、近年検討し始められたものが普通
鋼に樹脂をコーティングして内面の腐食流体から母材を
保護する内面コーティングチュービングである。かかる
内面コーティングチュービングではネジ継手による締結
部にも耐食機能が必要であり、近年いろいろな研究がさ
れてきた。[0003] Here, what has begun to be studied in recent years is an inner surface coating tubing in which ordinary steel is coated with a resin to protect the base material from a corrosive fluid on the inner surface. In such an inner surface coating tubing, a fastening portion by a screw joint also needs a corrosion resistance function, and various studies have been conducted in recent years.
【0004】例えば実開昭58−142475号公報に
見られるようなピン先端にリングを配置させたものが一
般的であるが、内面コーティング用継手の場合、繰り返
しの締め、緩めに対してコーティングの損傷を防止する
ため、リングの材質はテフロンリングなどの可塑性樹脂
であることが望ましい。しかし、このような構造でリン
グに可塑性樹脂を用いた場合、トルクショルダーとして
の役割は期待できない。これを解決するために外部にト
ルクショルダーを設けた例えば実開平4−49290号
公報があるが、管端部にアプセットと呼ばれる熱間加工
を施す必要があり、高価になる。For example, a ring is generally arranged at the tip of a pin as shown in Japanese Utility Model Laid-Open No. SHO 142-142475, but in the case of an inner surface coating joint, coating is performed against repeated tightening and loosening. In order to prevent damage, the material of the ring is preferably a plastic resin such as Teflon ring. However, when a plastic resin is used for the ring in such a structure, the role as a torque shoulder cannot be expected. In order to solve this, there is, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-49290 in which a torque shoulder is provided on the outside, but it is necessary to perform hot working called upset on the pipe end portion, which is expensive.
【0005】このような両方の問題、即ち、トルクスト
ッパー機能があり、尚かつ安価な継手の開発例として、
特開昭62−98088号公報、実開平4−63884
号公報、米国特許5,236,230号明細書記載の発
明がある。これらの発明の中で言及されていない点にリ
ングの装着のし易さ、装着後のリングの安定性がある
が、一般的にリング装入溝が深いほど安定している。特
に米国特許5,236,230号に見られるような管端
同士が両方から突き合わせるようにリングを挟み込む場
合、リング安定性の観点からグルーブを深くとることは
実際の使用を念頭に置いたとき極めて重要な設計要因で
ある。As an example of the development of a joint which has both of these problems, that is, has a torque stopper function and is inexpensive,
JP-A-62-98088, JP-A-4-63884
There are inventions described in Japanese Patent Publication No. 5,236,230. The points not mentioned in these inventions are the ease of mounting the ring and the stability of the ring after mounting, but generally, the deeper the ring insertion groove is, the more stable the ring is. In particular, when the ring is sandwiched so that the tube ends abut against each other as seen in US Pat. No. 5,236,230, it is necessary to take the groove deep from the viewpoint of ring stability when the actual use is kept in mind. It is a very important design factor.
【0006】しかしながら、図1に示すようにグルーブ
を深くすればするほどカップリング断面積が薄くなり、
特に軸力下ではかかるグルーブ底には降伏点を超えるよ
うな応力が集中する。このような状況下でリングのシー
ル機能が不十分であったり、あるいは何らかの要因でリ
ングが未装着であった場合など内面の腐食性流体が容易
に応力集中部を攻撃することになり、油井管では致命的
なSSC(硫化物応力腐食割れ)を誘発する原因にもな
る。これらを防止する一手段としてグルーブ部のコーナ
ーR(半径)を大きくとるなど設計ノウハウに属する工
夫はあったが、積極的リンググルーブの応力低下を狙っ
た発明は皆無であった。However, as shown in FIG. 1, the deeper the groove, the thinner the cross-sectional area of the coupling,
In particular, under axial force, stress exceeding the yield point is concentrated on the groove bottom. Under these circumstances, the corrosive fluid on the inner surface will easily attack the stress concentrating area if the ring sealing function is insufficient or if the ring is not attached for some reason. Also causes fatal SSC (sulfide stress corrosion cracking). As a means for preventing these, there has been a device belonging to the design know-how such as increasing the corner R (radius) of the groove portion, but none of the inventions aimed at positively reducing the stress of the ring groove.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】このような技術の現状
において本発明は、ピン先端にリングを有し、かかるリ
ングを装入するためのグルーブを有するカップリングか
らなるネジ継手において、リング装入グルーブに発生す
る応力をできるだけ低減する油井管ネジ継手を提供する
ことを目的とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION In the present state of the art, the present invention provides a ring joint in a threaded joint including a coupling having a ring at a pin tip and a groove for inserting the ring. An object of the present invention is to provide an oil country tubular goods threaded joint that reduces the stress generated in the groove as much as possible.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は内面に雌ネジを
持つカップリングと、外面に雄ネジを持つピンとを螺合
する管ネジ継手において、ネジ部に続き、ショルダー
部、シール部の順番で形成されるネジなし部を有し、か
かる管同士の先端間、または管先端とカップリングショ
ルダーとの間にリングを介在させ、該リングを装入する
第一のグルーブをカップリングに刻設し、尚かつ、前記
カップリングショルダー部直上に第二のグルーブを刻設
したことを特徴とし、また、前記第二のグルーブ深さを
カップリング第一ネジの谷深さより浅くすること、ある
いはさらに、第一のグルーブ内径を第二のグルーブ内径
より小さくしたことを特徴とするものであって、これに
より、第一のグルーブに発生する応力を最小限に抑制す
ることができる。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention relates to a pipe threaded joint in which a coupling having an internal thread on an inner surface and a pin having an external thread on an outer surface are screwed to each other. Has a non-threaded portion formed with a ring, and a ring is interposed between the tips of the pipes or between the pipe tip and the coupling shoulder, and a first groove for inserting the ring is formed on the coupling. And, further, characterized in that a second groove is engraved immediately above the coupling shoulder portion, and the second groove depth is shallower than the valley depth of the coupling first screw, or further The inner diameter of the first groove is smaller than the inner diameter of the second groove, whereby the stress generated in the first groove can be minimized.
【0009】[0009]
【実施例】以下に本発明を図に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。図2は本発明によるネジ継手を示し、図
(b)は図(a)の要部(円の部分)拡大図である。図
においてネジ継手はカップリング1、ピン2からなり、
ピンはネジ部3に続き、ショルダー部4とそれに続く、
シール部5を有し、リング6は相対するピン2の先端に
挟み込まれるように配置されている。ここでカップリン
グには第一のグループ=リング装入グルーブ7が刻設さ
れており、ショルダー直上には第二のグルーブ=応力緩
和グルーブ8が刻設されている。9は母材を保護するコ
ーティングを意味する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below based on the embodiments shown in the drawings. FIG. 2 shows a threaded joint according to the present invention, and FIG. 2B is an enlarged view of a main part (circle portion) of FIG. In the figure, the screw joint consists of coupling 1 and pin 2,
The pin follows the screw part 3, then the shoulder part 4 and the following,
The seal 6 is provided, and the ring 6 is arranged so as to be sandwiched between the tips of the opposing pins 2. Here, a first group = ring-loading groove 7 is engraved on the coupling, and a second groove = stress relaxation groove 8 is engraved immediately above the shoulder. 9 means a coating that protects the base material.
【0010】ここでショルダー部4とシール部5の構造
は過負荷なトルク下、あるいは圧縮荷重下で余分なトル
ク、圧縮荷重がショルダー部で吸収されるためにシール
部に悪影響を及ぼさないという最適な構造であり、尚か
つカップリング両サイドのショルダー間公差、及びピン
シール部軸方向の公差を適宜制御することでリングの圧
縮率を正確に制御することもできる。Here, the structure of the shoulder portion 4 and the seal portion 5 is optimal in that it does not adversely affect the seal portion because excessive torque or compression load is absorbed by the shoulder portion under excessive load torque or under compressive load. The compression ratio of the ring can be accurately controlled by appropriately controlling the tolerance between the shoulders on both sides of the coupling and the tolerance in the axial direction of the pin seal portion.
【0011】グルーブ8でリング装入用グルーブ7の応
力を緩和できるメカニズムについて説明する。図3
(a)は応力緩和グルーブがない場合の軸方向応力の流
れを模式的に表したものである。ネジ部で伝達された応
力はシール部直上のカップリング部でカップリング断面
積が大きくなると同時に拡散され、リング装入用グルー
ブにぶつかり、リング底部で応力集中を起こす。この応
力が材料のSSCに対する限界値を超えるとグルーブ底
が起点となり硫化物応力腐食割れを起こす危険がある。A mechanism by which the groove 8 can relieve the stress of the ring charging groove 7 will be described. FIG.
(A) schematically shows the flow of axial stress when there is no stress relaxation groove. The stress transmitted by the screw portion diffuses at the same time as the coupling cross-sectional area increases in the coupling portion directly above the seal portion, hits the ring charging groove, and causes stress concentration at the ring bottom portion. If this stress exceeds the limit value for the SSC of the material, there is a risk of sulfide stress corrosion cracking starting from the groove bottom.
【0012】これに対し、図3(b)に示すように応力
緩和グルーブ8が存在すると応力の流れはグルーブ7に
まで到達されにくくなり、結果としてグルーブ7での応
力集中は緩和される。On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the stress relaxation groove 8 is present, the flow of stress is less likely to reach the groove 7, and as a result, the stress concentration in the groove 7 is relaxed.
【0013】このような効果を有限要素法を使い定量的
に表したものを図4に示す。応力緩和グルーブ8を設け
ることによりリング装入グルーブの応力は有意義に低下
していることが判る。応力緩和グルーブ底には応力は集
中することになるが、かかるグルーブ面が直接腐食性流
体にさらされることはなく、実使用上問題はない。FIG. 4 shows a quantitative representation of such effects using the finite element method. It can be seen that the stress of the ring charging groove is significantly reduced by providing the stress relaxation groove 8. Stress is concentrated at the bottom of the stress-releasing groove, but such groove surface is not directly exposed to the corrosive fluid, and there is no problem in practical use.
【0014】次に応力緩和グルーブ8深さ、及びリング
装入グルーブ7深さをカップリング1の第一ネジの谷深
さより浅くする理由は、カップリングの継手強度をグル
ーブを持たない本来のカップリング強度と同等に維持す
るためである。この設計により、カップリングの危険断
面は減少することなく、継手強度は維持される。Next, the reason for making the depth of the stress relaxation groove 8 and the depth of the ring charging groove 7 shallower than the root depth of the first screw of the coupling 1 is that the coupling strength of the coupling is the original cup having no groove. This is to maintain the same strength as the ring strength. This design maintains the joint strength without reducing the critical cross section of the coupling.
【0015】図2は本発明によるネジ継手の内、ピン内
面及び先端部にコーティングを施した例である。通常、
かかる継手は内面コーティングパイプと併用して用いら
れることが多い。効果としてはパイプ母材、継手部いず
れも内面の流体に直接触れることはなく、流体が腐食性
であった場合、管体または継手部の耐蝕性を向上させる
ことができる。このような構造はカップリング部が直接
内部流体に触れないため、カップリング部にコーティン
グを施す必要がなく、コストの面からもより好適であ
り、実開平4−63884号公報記載の考案と同様であ
るが、これにはリング装入グルーブの応力緩和措置は講
じられておらず、本発明と異なる。また、図5(a),
(b)は管先端とカップリングの間にリング6,6を介
した例であるが、応力緩和グルーブを有している点で本
発明に含まれる。FIG. 2 shows an example in which the inner surface of the pin and the tip of the threaded joint according to the present invention are coated. Normal,
Such joints are often used in combination with inner surface coated pipes. As an effect, neither the pipe base material nor the joint portion directly comes into contact with the fluid on the inner surface, and when the fluid is corrosive, the corrosion resistance of the pipe body or the joint portion can be improved. With such a structure, since the coupling portion does not directly contact the internal fluid, there is no need to coat the coupling portion, which is more preferable in terms of cost, and is similar to the invention described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-63884. However, this is different from the present invention in that no stress relaxation measures for the ring charging groove are taken. In addition, FIG.
(B) is an example in which rings 6 and 6 are interposed between the tube tip and the coupling, but is included in the present invention in that it has a stress relaxation groove.
【0016】発明リング形状について前記実開昭58−
142475号公報で言及しているが、内圧降下時のリ
ングの飛び出し、あるいは軸方向の圧縮によるリングの
はみ出しを防止するにはかかる形状は有効であるが、リ
ングの材質が弾性体など鋼に比べて著しく柔らかい場
合、トルク制御機能を有さず、前述したようにトルクス
トッパーとリング装着グルーブの応力緩和措置が必要と
なる。それを具現化する技術として図6を示す。これも
本発明に含まれる。Regarding the shape of the invention ring,
As mentioned in Japanese Patent No. 142475, such a shape is effective for preventing the ring from popping out when the internal pressure drops, or the ring from protruding due to axial compression. If it is extremely soft, it does not have a torque control function, and as described above, it is necessary to provide a stress relief measure for the torque stopper and the ring mounting groove. FIG. 6 shows a technique for embodying it. This is also included in the present invention.
【0017】[0017]
【発明の効果】以上説明したように本発明はシール部に
隣接するショルダー部直上に応力緩和グルーブを設ける
ことにより、軸応力の流れをリング装入グルーブから遠
ざける効果が起こり、結果としてリング装入グルーブに
発生する最大応力を低減することができる。As described above, according to the present invention, by providing the stress relaxation groove immediately above the shoulder portion adjacent to the seal portion, the effect of keeping the axial stress flow away from the ring charging groove occurs. The maximum stress generated in the groove can be reduced.
【図1】一般的なネジ継手構造の説明図。FIG. 1 is an explanatory view of a general screw joint structure.
【図2】(a)は本発明のネジ継手部の端面、(b)は
その要部拡大図を示す。FIG. 2A is an end surface of a threaded joint portion of the present invention, and FIG.
【図3】継手部軸方向応力の流れを示す模式図であり、
(a)は応力緩和グルーブがない場合、(b)はそれが
ある場合を示す。FIG. 3 is a schematic view showing the flow of stress in the axial direction of the joint portion,
(A) shows the case where there is no stress relaxation groove, and (b) shows the case where it does.
【図4】リング装入グルーブにおける応力集中を有限要
素法を用いて定量的に表わした図であり、(a)は継手
構造の模式図、(b)はリング装入グルーブ径と、最大
相当応力との関係を示す図。4A and 4B are diagrams quantitatively showing stress concentration in a ring charging groove by using a finite element method. FIG. 4A is a schematic view of a joint structure, and FIG. 4B is a ring charging groove diameter and a maximum equivalent. The figure which shows the relationship with stress.
【図5】本発明ネジ継手の他の例であり、(a)はその
断面、(b)は要部拡大図。5A and 5B are other examples of the threaded joint of the present invention, in which FIG. 5A is a cross section thereof, and FIG.
【図6】本発明の別の構成を示すネジ継手要部を示す。FIG. 6 shows a main part of a screw joint showing another structure of the present invention.
1 カップリング 2 ピン 3 ネジ部 4 ショルダー部 5 シール部 6 リング 7 リング装入グルーブ 8 応力緩和グルーブ 9 コーティング 1 Coupling 2 Pin 3 Screw part 4 Shoulder part 5 Seal part 6 Ring 7 Ring insertion groove 8 Stress relaxation groove 9 Coating
Claims (3)
面に雄ネジを持つピンとを螺合する管ネジ継手におい
て、ネジ部に続き、ショルダー部、シール部の順番で形
成されるネジなし部を有し、かかる管同士の先端間、ま
たは管先端とカップリングショルダーとの間にリングを
介在させ、該リングを装入する第一のグルーブをカップ
リングに刻設し、かつ、前記カップリングショルダー部
直上に第二のグルーブを刻設することを特徴とする油井
管ネジ継手。1. A threaded joint for pipes, in which a coupling having an internal thread on an inner surface and a pin having an external thread on an outer surface are screwed together, wherein a threadless portion is formed in the order of a shoulder portion and a seal portion. A ring is interposed between the tips of the tubes or between the tube tip and the coupling shoulder, and a first groove for inserting the ring is formed in the coupling, and the coupling is formed. An oil country tubular goods threaded joint characterized in that a second groove is engraved just above the shoulder portion.
のグルーブ深さをカップリング第一ネジの谷深さより浅
くすることを特徴とする請求項1記載の油井管ネジ継
手。2. The oil well pipe threaded joint according to claim 1, wherein, in the threaded joint, the first and second groove depths are shallower than the valley depth of the coupling first screw.
及びピン先端面に樹脂やFRPをコーティングしたこと
を特徴とするネジ継手。3. The screw joint as described above, wherein the inner surface of the pin is
Also, a threaded joint characterized in that the tip end surface of the pin is coated with resin or FRP.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12543995A JPH08320091A (en) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | Oil well tubing thread coupling |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12543995A JPH08320091A (en) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | Oil well tubing thread coupling |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08320091A true JPH08320091A (en) | 1996-12-03 |
Family
ID=14910121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12543995A Pending JPH08320091A (en) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | Oil well tubing thread coupling |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08320091A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110374520A (en) * | 2019-07-18 | 2019-10-25 | 中国石油天然气集团有限公司 | A kind of double combination casing and its assembly method with girth joint |
CN114352211A (en) * | 2021-12-23 | 2022-04-15 | 西安德信成科技有限责任公司 | Sealing threaded connection assembly method for oil pipe and casing pipe combination |
-
1995
- 1995-05-24 JP JP12543995A patent/JPH08320091A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110374520A (en) * | 2019-07-18 | 2019-10-25 | 中国石油天然气集团有限公司 | A kind of double combination casing and its assembly method with girth joint |
CN114352211A (en) * | 2021-12-23 | 2022-04-15 | 西安德信成科技有限责任公司 | Sealing threaded connection assembly method for oil pipe and casing pipe combination |
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