JPH09152067A - Threaded joint for oil well pipe - Google Patents

Threaded joint for oil well pipe

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JPH09152067A
JPH09152067A JP31310195A JP31310195A JPH09152067A JP H09152067 A JPH09152067 A JP H09152067A JP 31310195 A JP31310195 A JP 31310195A JP 31310195 A JP31310195 A JP 31310195A JP H09152067 A JPH09152067 A JP H09152067A
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JP
Japan
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forming surface
pin
torque shoulder
box
inclination
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JP31310195A
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Masaaki Sugino
正明 杉野
Mitsusachi Yamamoto
三幸 山本
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L21/00Joints with sleeve or socket

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain high-degree airtightness and clearance corrosion resistance suitable in searching and collecting deposits under high pressure, or those containing highly corrosive impurities, such as gas and oil. SOLUTION: This threaded joint for an oil well pipe has an inner-surface shoulder forming sealing parts and torque shoulder parts. (a) The effective diameter of a pin side seal forming surface 13 is greater than that of time box side one. (b) The difference θ of inclination between the pin-and box-side torque shoulder forming surface meets 0.5 deg.<=θ<=4.0 deg., with θ=θ2 -θ1 , and (c) θis proportional to both D /(t) and δr where D is the outside diameter of the pipe, (t) is the wall thickness of the pipe, and δr equals (the radial fitting tolerance of the seal forming surface)-(the radial fitting tolerance of the screw forming surface).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、地下に埋蔵される
天然ガスや原油の探査および生産に使用される油井管の
ねじ継手に関するものである。特に、高深度の高圧力下
にある、腐食性不純物を多く含むガスや油などを汲み上
げる場合に好適な継手である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a threaded joint for oil country tubular goods used for exploration and production of natural gas and crude oil buried underground. In particular, the joint is suitable for pumping gas or oil containing a large amount of corrosive impurities under a high pressure at a deep depth.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、深さ数千mにも及ぶ天然ガス田や
油田等の探査および生産に使用される油井管を接続する
継手としてねじ継手が広く用いられている。油井管用ね
じ継手には二つの方式がある。管の一端にピン部を、他
端にボックス部を有し、管同士を接続するインテグラル
方式と、二つのボックス部を持つカップリングと両端に
ピン部を持つ管とを接続するカップリング方式である。
これらねじ継手には共通して、以下の性能が要求され
る。
2. Description of the Related Art Today, threaded joints are widely used as joints for connecting oil country tubular goods used for exploration and production of natural gas fields and oil fields having a depth of several thousand meters. There are two types of screw joints for oil country tubular goods. An integral system that connects the pipes with a pin section at one end and a box section at the other end, and a coupling system that connects a coupling with two box sections and a tube with pin sections at both ends Is.
The following performances are commonly required for these threaded joints.

【0003】接続された管の自重による軸方向の引張
力に耐え得る、 内部の流体による内圧あるいは外部の流体による外圧
に耐え得る、 数十回の繰り返し使用ができる、 内部および外部の流体による腐食および浸食に耐え得
る、ことなどである。
Can withstand axial tensile force due to its own weight of connected pipes, can withstand internal pressure by internal fluid or external pressure by external fluid, can be used several tens of times repeatedly, corrosion by internal and external fluids And able to withstand erosion.

【0004】近年、井戸の深さが深くなり、また、極地
などの厳しい環境下で使用される場合が多くなってい
る。さらに、今まで対象とされなかった腐食性および酸
化性の不純物を多く含んだ埋蔵物も採掘されるようにな
り、上記した要求に応えるため継手の性能も急速に高度
化している。
In recent years, wells have become deeper and are often used in severe environments such as polar regions. Furthermore, the deposits containing a large amount of corrosive and oxidative impurities, which have not been targeted so far, are now being mined, and the performance of joints is rapidly improving in order to meet the above requirements.

【0005】図3は、シール部とトルクショルダ部をも
つカップリング方式の継手であって、内面ショルダの場
合の油井管用ねじ継手の一例を示す図面である。図3
(a)は管本体とカップリングを締結した状態を表す図
面である。図3(b)は図3(a)のねじ部、シール形
成部およびトルクショルダ形成部を表す図面である。
FIG. 3 is a view showing an example of a coupling joint having a seal portion and a torque shoulder portion, which is an oil well pipe threaded joint in the case of an inner shoulder. FIG.
(A) is a drawing showing a state in which the coupling is fastened to the pipe body. FIG. 3B is a drawing showing the screw part, the seal forming part, and the torque shoulder forming part of FIG. 3A.

【0006】「トルクショルダ部」は、相互のトルクシ
ョルダ形成面を突き合わせることにより、塑性変形が生
じる程の高い接触圧がシール部に発生しないように、締
結トルクを適正な値にコントロールするために設けられ
たものである。「内面ショルダ」とは、管内面側にトル
クショルダ形成部14、24をもつ継手の形式、または
そのトルクショルダの部分をいう。
The "torque shoulder portion" controls the fastening torque to an appropriate value so that a high contact pressure that causes plastic deformation does not occur in the seal portion by abutting the mutual torque shoulder forming surfaces. It was installed in. "Inner surface shoulder" refers to a type of joint having torque shoulder forming portions 14 and 24 on the inner surface side of the pipe, or a portion of the torque shoulder.

【0007】図2は、内面ショルダと外面ショルダを併
せ持つ油井管用ねじ継手の例を示す図面である。図2
(a)は締結後の管およびカップリングの断面を表す図
面である。図2(b)は、外面ショルダを形成するピン
側およびボックス側のトルクショルダ形成面の傾きを表
す図面である。「外面ショルダ」とは、管外面の雄ねじ
の根元のトルクショルダ形成面54にボックス側先端の
トルクショルダ形成面64が突き当たることによりトル
クショルダ部を形成する継手の形式、またはそのトルク
ショルダ部をいう。
FIG. 2 is a drawing showing an example of a threaded joint for oil country tubular goods having both an inner shoulder and an outer shoulder. FIG.
(A) is drawing which shows the cross section of the pipe and coupling after fastening. FIG. 2B is a drawing showing the inclination of the torque shoulder forming surface on the pin side and the box side forming the outer surface shoulder. The "outer surface shoulder" refers to a type of joint that forms a torque shoulder portion by the torque shoulder forming surface 64 at the box-side tip abutting against the torque shoulder forming surface 54 at the base of the male thread on the outer surface of the pipe, or the torque shoulder portion thereof. .

【0008】以後の説明では、とくに断らないかぎり、
継手はシール部とトルクショルダ部をもつカップリング
方式の内面ショルダの継手とする。
In the following description, unless otherwise specified,
The joint shall be a coupling type inner shoulder joint having a seal portion and a torque shoulder portion.

【0009】図3(b)において、管10の先端部に設
けた雄ねじ12とカップリング20の内部に設けた雌ね
じ22とは互いに螺合される。ピン部11の先端にあ
る、テーパ状曲線あるいは大きな曲率半径の円弧の回転
面であるシール形成面13と、ボックス部21のねじ付
け根にあるテーパ状曲線の回転面であるシール形成面2
3とは、締結時に接触しシール部を形成する。ここで
「テーパ状曲線」とは、管軸(カップリングの軸でもあ
る)を含む平面内にある曲線であって、ボックス中心に
近づくにつれ管軸に近くなる曲線をいう。「回転面」と
は、前記テーパ状曲線あるいは円弧を管軸(カップリン
グの軸でもある)の回りに回転してできる曲面をいう。
このシール部でメタルシールを構成することにより、油
井管内部の流体による内圧あるいは管外部の流体による
外圧に対して気密性が保たれる。
In FIG. 3B, a male screw 12 provided on the tip of the pipe 10 and a female screw 22 provided inside the coupling 20 are screwed together. The seal forming surface 13 at the tip of the pin portion 11 which is a rotating surface of a tapered curve or an arc having a large radius of curvature, and the seal forming surface 2 which is a rotating surface of a tapered curve at the screw root of the box portion 21.
3 and 3 contact each other at the time of fastening to form a seal portion. Here, the "tapered curve" is a curve that lies in a plane including the tube axis (which is also the axis of the coupling), and is a curve that is closer to the tube axis as it approaches the center of the box. "Rotating surface" refers to a curved surface formed by rotating the above-mentioned tapered curve or arc around the tube axis (which is also the axis of the coupling).
By forming a metal seal with this seal portion, airtightness is maintained against the internal pressure due to the fluid inside the oil well pipe or the external pressure due to the fluid outside the pipe.

【0010】シール形成面13のさらに先端にあるピン
側トルクショルダ形成面14と、ボックス側シール形成
面23のさらにボックス中心に近い部位にあるトルクシ
ョルダ形成面24とは、互いに突き当たることによりト
ルクショルダ部を形成する。
The pin side torque shoulder forming surface 14 at the tip of the seal forming surface 13 and the torque shoulder forming surface 24 at a portion closer to the box center of the box side seal forming surface 23 abut against each other to abut the torque shoulder. To form a part.

【0011】高圧流体に対する気密性能の他に、油井管
用ねじ継手が備えなければならない性能として、漏洩の
発生やねじ部からの破断につながるすき間腐食に対する
耐食性がある。すき間腐食は、腐食性の流体がピン部材
とボックス部材との間の微小なすき間に浸透し、滞留し
て濃縮されることにより、この流体にさらされる継手内
部の高応力負荷状態にある部材が、全面腐食や応力腐食
割れなどの損傷を受ける現象をいう。腐食性流体の存在
する管内面側あるいは管外面側に微小なすき間が存在し
なければすき間腐食は生じない。
In addition to the airtightness with respect to the high-pressure fluid, the performance that the oil well pipe threaded joint must have is corrosion resistance against crevice corrosion that causes leakage and breakage from the threaded portion. Crevice corrosion is a phenomenon in which a corrosive fluid penetrates into the minute gaps between the pin member and the box member, stays and is concentrated, so that the high stress load inside the joint exposed to this fluid , Refers to the phenomenon of damage such as general corrosion and stress corrosion cracking. Crevice corrosion does not occur unless a minute gap exists on the pipe inner surface side or the pipe outer surface side where the corrosive fluid exists.

【0012】上記した要求に応えるために、図3に示す
継手に改良を加えた次のようなシール形状およびトルク
ショルダ形状の継手が提案されてきた。これらは、α)
接触面を軟質材料で被覆する継手、β) パッキングを使
用した継手、γ) ピン先端の弾性変形によりシール部の
気密性を高めた継手、δ) トルクショルダ形成面の接触
を工夫してシール部の気密性を高めた継手の四種に大別
される。
In order to meet the above-mentioned demands, the following seal-shaped and torque-shoulder-shaped joints have been proposed by improving the joint shown in FIG. These are α)
Joint that covers the contact surface with a soft material, β) Joint that uses packing, γ) Joint that improves the airtightness of the seal part by elastic deformation of the pin tip, δ) Seal part by devising the contact of the torque shoulder forming surface Are roughly classified into four types of joints with improved air tightness.

【0013】α) 特開昭56−109975号公報や特
開平1−199088号公報に提案された、ピン側とボ
ックス側のシール形成面などを軟質の金属等で被覆した
継手がある。これは、軟質材料で被覆されたシール形成
面およびトルクショルダ形成面を接触することにより、
シール部およびトルクショルダ部の密封効果を向上させ
たものである。
Α) There is a joint proposed in JP-A-56-109975 and JP-A-1-199088, in which the pin-side and box-side seal forming surfaces are covered with a soft metal or the like. This is done by contacting the seal forming surface and the torque shoulder forming surface coated with the soft material,
The sealing effect of the seal portion and the torque shoulder portion is improved.

【0014】しかしながら、この方法は継手の締結およ
び解除を繰り返す間に被覆材が欠落したり、摩耗したり
するために気密性能が低下し、数十回の使用に耐えられ
ないという欠点がある。
However, this method has a drawback that the airtightness is deteriorated because the coating material is missing or worn during repeated fastening and releasing of the joint, and it cannot withstand several tens of uses.

【0015】β) 図4は、実開昭58−142475号
公報に提示される継手であって、ピン側トルクショルダ
形成面14とボックス側トルクショルダ形成面24の間
にリング状の軟質材料からなるパッキング30を挿入し
た継手を表す図面である。同図において、パッキング3
0によって、ピン11の軸方向の締め込み長さのばらつ
きが許容される。このため、シール形成部の製造公差に
左右されることなく、トルク管理による締結により、シ
ール形成部が常に一定の接触圧で嵌合され、安定した気
密性能が得られる。
Β) FIG. 4 shows a joint disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 142242/1983, which is made of a ring-shaped soft material between the pin-side torque shoulder forming surface 14 and the box-side torque shoulder forming surface 24. It is drawing showing the joint which inserted the other packing 30. In the figure, packing 3
With 0, variation in the tightening length of the pin 11 in the axial direction is allowed. Therefore, regardless of manufacturing tolerances of the seal forming portion, the seal forming portion is always fitted with a constant contact pressure by tightening by torque control, and stable airtightness can be obtained.

【0016】この継手は、パッキングの製作および挿入
など製造時に手間と費用がかかる問題がある。さらに、
本来、トルクショルダ部に要求される、締結トルクを適
正な値にコントロールする機能が、この継手にはないた
め、現場での締結の際にトルク管理を厳密にする必要が
生じ、取扱い性の劣化につながる。また、製造誤差によ
っては、パッキングとトルクショルダ面の間にすき間が
生じ、すき間腐食が発生するという難点がある。
This joint has a problem in that it takes time and cost during manufacturing such as manufacturing and inserting of packing. further,
Originally, this joint does not have the function of controlling the tightening torque to an appropriate value, which is required for the torque shoulder part, so it is necessary to strictly control the torque when tightening on site, which deteriorates handleability. Leads to. Further, there is a problem that a gap is generated between the packing and the torque shoulder surface depending on a manufacturing error, and crevice corrosion occurs.

【0017】γ) 図5は、特開昭60−26878号公
報に示される継手であって、ピン部先端(リップ部)を
薄くすることによって、弾性変形を利用して高い密封性
能をもたせる継手を表す図面である。図5(a)は締結
前のピン部およびボックス部のそれぞれのシール形成面
およびトルクショルダ形成面を表す。図5(b)は締結
後のシール部およびトルクショルダ形成部の接触圧分布
を表す。本継手は、ピン先端リップ部15およびボック
ス側トルクショルダ部にわたって管内面に滑らかな溝3
1をもつ。さらに、ボックス側トルクショルダ面24の
傾きθ2 がピン側トルクショルダ面14の傾きθ1 より
大きく、かつピン側シール形成面13の有効径がボック
ス側シール形成面23の有効径より小さい。ピン先端リ
ップ部15は、溝31のために肉厚が薄いので弾性変形
が生じ易い。螺合によってピン先端トルクショルダ面1
4がボックス側トルクショルダ面24に強く押し付けら
れると、傾きの相違のために、ピン先端リップ部15の
中央付近のシール形成面13が外側に膨らむ。このた
め、ボックス側シール形成面23と接触することによっ
て密封面32が形成される。この結果、密封面は、押し
付けによって形成されるトルクショルダ形成部の密封面
33とシール部の密封面32の二箇所となる。
Γ) FIG. 5 is a joint shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-26878, in which the tip end (lip portion) of the pin portion is made thin so as to have high sealing performance by utilizing elastic deformation. It is a drawing showing. FIG. 5A shows a seal forming surface and a torque shoulder forming surface of the pin portion and the box portion before fastening. FIG. 5B shows a contact pressure distribution of the seal portion and the torque shoulder forming portion after fastening. This joint has a smooth groove 3 on the inner surface of the pipe across the pin tip lip portion 15 and the box side torque shoulder portion.
Has 1. Further, the inclination θ 2 of the box-side torque shoulder surface 24 is larger than the inclination θ 1 of the pin-side torque shoulder surface 14, and the effective diameter of the pin-side seal forming surface 13 is smaller than the effective diameter of the box-side seal forming surface 23. Since the pin tip lip portion 15 has a thin wall due to the groove 31, elastic deformation easily occurs. Pin tip torque shoulder surface 1 by screwing
When 4 is strongly pressed against the box-side torque shoulder surface 24, the seal forming surface 13 near the center of the pin tip lip portion 15 bulges outward due to the difference in inclination. Therefore, the sealing surface 32 is formed by coming into contact with the box-side seal forming surface 23. As a result, there are two sealing surfaces, the sealing surface 33 of the torque shoulder forming portion formed by pressing and the sealing surface 32 of the sealing portion.

【0018】本継手は、図5に示すようにピン側トルク
ショルダ形成面14の傾きθ1 が、ボックス側トルクシ
ョルダ形成面の傾きθ2 よりわずかに小さいという点で
本発明の構成に類似している。しかし、トルクショル
ダ部の傾きの差θ2 −θ1 は、ボックス側トルクショル
ダ形成部24に押し付けた薄肉のピン先端リップ部15
の中央を膨らますために設けたものである。ピン側シ
ール形成面13は、この膨らみ変形が生じて初めてボッ
クス側シール形成部23に接触するため、ピン側シール
形成面の有効径はボックス側のそれよりも小さい構造に
なっている。上記およびの二点において、本継手と
後記する本発明の継手とは異なる。
This joint is similar to the structure of the present invention in that the inclination θ 1 of the pin side torque shoulder forming surface 14 is slightly smaller than the inclination θ 2 of the box side torque shoulder forming surface as shown in FIG. ing. However, the difference in inclination θ 2 −θ 1 of the torque shoulder portion is due to the thin pin tip lip portion 15 pressed against the box side torque shoulder forming portion 24.
It is provided to inflate the center of. Since the pin-side seal forming surface 13 comes into contact with the box-side seal forming portion 23 only after this bulging deformation occurs, the effective diameter of the pin-side seal forming surface is smaller than that on the box side. In the above two points, the present joint differs from the joint of the present invention described later.

【0019】本継手は、シール形成部において充分な接
触圧を有する密封面を得るためにはピン先端リップ部の
大きな曲げ変形を実現させなければならない。そのため
には非常に大きな力でピン先端リップ部をボックス側ト
ルクショルダ形成面に押し付けなければならない。この
ため、特にボックス側トルクショルダ形成面の管内面に
近い部分26において過度の塑性変形が生じ、所定の気
密性能が発揮できないという問題がある。
In this joint, in order to obtain a sealing surface having a sufficient contact pressure in the seal forming portion, a large bending deformation of the pin tip lip portion must be realized. For that purpose, it is necessary to press the pin tip lip portion against the box-side torque shoulder forming surface with a very large force. For this reason, there is a problem that excessive plastic deformation occurs particularly in the portion 26 of the box-side torque shoulder forming surface that is close to the inner surface of the pipe, and the predetermined airtightness cannot be exhibited.

【0020】δ) 図6は、特開昭52−11765号公
報に開示される継手であって、ピン側とボックス側のト
ルクショルダ形成面の接触によりピン部先端付近に発生
する管外径方向への膨らみによってシール部の密封性能
を高めた継手を示す図面である。ピン側シール形成面1
3を、大きな曲率半径からなる円弧の回転面とし、ボッ
クス側シール形成面を円錐面(テーパ状直線の回転面)
とする。ピン側トルクショルダ形成面14とボックス側
のトルクショルダ形成面24をそれぞれ異なる曲率R2
およびR3 をもつ凸曲面および凹曲面とする。ピン側ト
ルクショルダ形成面の曲率半径R2 をボックス側トルク
ショルダ形成面の曲率半径R3 より小さくとり、かつR
2 の曲率半径中心位置をR3 のそれより管内側とする。
本構造により、ピン側リップ部15の管内面方向へのた
わみは軽減され、製作誤差によるシール部の周方向に不
均一な接触圧は自動的に均一な接触圧に再配分される。
このため、トルクショルダ部およびシール部の2箇所で
良好な密封状態が得られる。
Δ) FIG. 6 shows a joint disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 52-11765, in which the torque shoulder forming surfaces on the pin side and the box side are in contact with each other and the pipe outer diameter direction occurs near the tip of the pin portion. 5 is a view showing a joint in which the sealing performance of the seal portion is improved by bulging into the joint. Pin side seal forming surface 1
3 is an arc-shaped rotating surface with a large radius of curvature, and the box-side seal forming surface is a conical surface (tapered linear rotating surface).
And The pin side torque shoulder forming surface 14 and the box side torque shoulder forming surface 24 have different curvatures R 2
And R 3 with convex and concave surfaces. The radius of curvature R 2 of the pin-side torque shoulder forming surface is made smaller than the radius of curvature R 3 of the box-side torque shoulder forming surface, and R
The center position of the radius of curvature of 2 is inside the tube with respect to that of R 3 .
With this structure, the deflection of the pin side lip portion 15 toward the inner surface of the pipe is reduced, and the non-uniform contact pressure in the circumferential direction of the seal portion due to a manufacturing error is automatically redistributed into a uniform contact pressure.
Therefore, a good sealed state can be obtained at the two locations of the torque shoulder portion and the seal portion.

【0021】この継手は、トルクショルダ部の接触は、
管内面側に近い部分16および26での円周状の線接触
により維持されている。このため、この部分の接触圧が
非常に高くなり、上記γ) の場合と同じように過度の塑
性変形が生じて気密性能が低下するという問題がある。
In this joint, the contact of the torque shoulder portion is
It is maintained by circumferential line contact at the portions 16 and 26 near the inner surface of the tube. For this reason, the contact pressure at this portion becomes very high, and as in the case of γ), there is a problem that excessive plastic deformation occurs and the airtightness deteriorates.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、製造コスト
の上昇および取扱い性を劣化させることなく、すき間腐
食を発生せず数十回の繰り返し使用後にも高度の気密性
を保持する継手を供給することを課題としてなされたも
のである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a joint which does not cause crevice corrosion and maintains a high degree of airtightness even after repeated use for several tens of times without increasing manufacturing cost and deteriorating handleability. The task was to do.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記した従
来の継手の問題を解決するために、継手の締結時および
さらに軸方向に引張応力が作用した時のシール部および
トルクショルダ部の挙動を詳細に検討して、つぎのこと
を確認した。
In order to solve the above-mentioned problems of the conventional joint, the present inventor has made the seal portion and the torque shoulder portion of the joint portion fastened and when the tensile stress acts in the axial direction. The behavior was examined in detail, and the following was confirmed.

【0024】1 )油井管用ねじ継手のシール部は、通
常、ピン側シール形成面13の有効径をボックス側シー
ル形成面23の有効径より大きくとり、両者を嵌合する
ことにより接触圧を発生させ気密性の良いメタルシール
を形成する。ここで、ピン側シール形成面およびボック
ス側シール形成面の“有効径”とは、嵌合前の状態のそ
れぞれのシール形成面部に定めた“基準位置”の直径、
すなわち管軸あるいはボックス軸からのそれぞれのシー
ル形成面の“基準位置”までの平均距離をいう。“基準
位置”とは、締結が完了したときに、ピン側とボックス
側のシール形成面が“互いに接触している部分”に該当
するものであって、その“嵌合前の状態の位置”をさ
す。
1) In the seal portion of the oil well pipe threaded joint, usually, the effective diameter of the pin side seal forming surface 13 is made larger than the effective diameter of the box side seal forming surface 23, and the contact pressure is generated by fitting them together. A metal seal with good airtightness is formed. Here, the "effective diameter" of the pin-side seal forming surface and the box-side seal forming surface means the diameter of the "reference position" defined in each seal forming surface portion before fitting,
That is, it means the average distance from the tube axis or the box axis to the "reference position" of each seal forming surface. The "reference position" corresponds to the "portion where the pin-side and box-side seal forming surfaces are in contact with each other" when the fastening is completed, and the "position before fitting" Point

【0025】2 )有効径の差により、ピン側には縮径方
向へ応力が働く。特に、ピン先端には曲げ変形が発生す
る。
2) Due to the difference in effective diameter, stress acts on the pin side in the diameter reducing direction. In particular, bending deformation occurs at the tip of the pin.

【0026】図7は、ピン側シール形成面に生じる縮径
変形によりピン側トルクショルダ形成面がボックス側ト
ルクショルダ形成面に対してθa だけ傾く様子を表す図
面である。同図に示すように、ピン部の先端近くにシー
ル形成部およびトルクショルダ形成部が配置されている
継手の場合、締結時にシール形成部13および23に生
じた接触圧によってピン先端リップ部15が縮径する方
向に曲げ変形が生じる。この曲げ変形によりピン側トル
クショルダ形成面14がボックス側トルクショルダ形成
面24に対し、θa だけ管の内面側に傾く。
FIG. 7 is a drawing showing a state in which the pin side torque shoulder forming surface is inclined by θa with respect to the box side torque shoulder forming surface due to the diameter-reducing deformation of the pin side seal forming surface. As shown in the figure, in the case of a joint in which the seal forming portion and the torque shoulder forming portion are arranged near the tip of the pin portion, the contact pressure generated in the seal forming portions 13 and 23 at the time of fastening causes the pin tip lip portion 15 to move. Bending deformation occurs in the direction of diameter reduction. Due to this bending deformation, the pin-side torque shoulder forming surface 14 is inclined toward the inner surface side of the pipe by θa with respect to the box-side torque shoulder forming surface 24.

【0027】3 )ピン側とボックス側のトルクショルダ
形成面の傾きが同一である通常の継手では、上記した曲
げ変形のためにトルクショルダ部の管内面側部位16お
よび26での接触圧は小さい。このため、締結状態で継
手を含む管本体に大きな引張応力が作用すると、接触圧
はほとんど無くなり、なかにはこのトルクショルダ内面
側部位にすき間が生じたものもある。
3) In a normal joint in which the inclinations of the torque shoulder forming surfaces on the pin side and the box side are the same, the contact pressure at the pipe inner surface side portions 16 and 26 of the torque shoulder portion is small due to the above bending deformation. . Therefore, when a large tensile stress acts on the pipe body including the joint in the fastened state, the contact pressure almost disappears, and in some cases, there is a gap in the inner surface of the torque shoulder.

【0028】4 )ピン側トルクショルダ形成面の傾きと
ボックス側のそれとに予め差をもうけ、嵌合による曲げ
変形後、両者が面一、あるいは管内面側でやや重複する
ように両側のトルクショルダ形成面の傾きを調節するれ
ば、望ましい接触圧分布となる。
4) The inclination of the pin side torque shoulder forming surface and that on the box side are made different in advance, and after bending deformation by fitting, the torque shoulders on both sides are flush with each other or slightly overlap on the pipe inner surface side. By adjusting the inclination of the forming surface, a desired contact pressure distribution can be obtained.

【0029】これら結果に基づいて、本発明の油井管ね
じ継手は完成された。
Based on these results, the oil country tubular goods threaded joint of the present invention was completed.

【0030】図1は、ピン側トルクショルダ形成面の傾
きθ1 をボックス側トルクショルダ形成面の傾きθ2
り小さくした内面ショルダ近傍の構造を表す図面であ
る。図1(a)は締結前の継手のピン側およびボックス
側のシール部およびトルクショルダ形成部を表す図面で
ある。図1(b)は締結後のシール部およびトルクショ
ルダ部に発生する接触圧分布(計算結果)を表す図面で
ある。同図より、上記したピン側トルクショルダ形成面
の曲げ変形を、予め見込んでピン側トルクショルダ形成
面の傾きをその分小さくすることにより、均一な接触圧
を得られることが分かる。
FIG. 1 is a diagram illustrating the structure of the inner surface shoulder vicinity of smaller than the inclination theta 2 of the inclination theta 1 of the pin-side torque shoulder forming face box side torque shoulder forming face. FIG. 1A is a drawing showing the pin side and box side seal portions and the torque shoulder forming portion of the joint before fastening. FIG. 1B is a drawing showing a distribution of contact pressure (calculation result) generated in the seal portion and the torque shoulder portion after fastening. From the figure, it is understood that a uniform contact pressure can be obtained by preliminarily anticipating the bending deformation of the pin side torque shoulder forming surface described above and reducing the inclination of the pin side torque shoulder forming surface accordingly.

【0031】本発明は、また、外面ショルダの場合にも
適用される。図2(a)および(b)に示すように、ト
ルクショルダ形成面の傾きに差を設けて均一な接触圧を
得る技術的思想は外面ショルダの場合にもそのまま成り
立つ。
The invention also applies to the case of external shoulders. As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the technical idea of providing a uniform contact pressure by providing a difference in the inclination of the torque shoulder forming surface is maintained even in the case of the outer surface shoulder.

【0032】ここに、本発明はつぎに示すピン側とボッ
クス側のトルクショルダ形成面の傾きに差を設けること
により耐久性と気密性を高めた油井管用継手の構造をそ
の要旨とする。(図1および図2参照) (1)図1に示すように、雄ねじを有するピン部11の
先端の外表面に設けたシール形成面13と、雌ねじを有
するボックス部21の内面に設けたシール形成面23と
を嵌合させることによりシール部を形成し、ピンの最先
端部に設けたトルクショルダ形成面14と、それに対応
するボックス側に設けたトルクショルダ形成面24とを
突き合わせることにより内面ショルダを形成する下記の
特徴を有する油井管用ねじ継手。
Here, the gist of the present invention is the structure of a joint for oil country tubular goods in which durability and airtightness are improved by providing a difference in the inclination of the torque shoulder forming surface on the pin side and the box side as shown below. (See FIGS. 1 and 2) (1) As shown in FIG. 1, a seal forming surface 13 provided on the outer surface of the tip of the pin portion 11 having a male screw and a seal provided on the inner surface of the box portion 21 having a female screw. A seal portion is formed by fitting the forming surface 23 to each other, and the torque shoulder forming surface 14 provided on the most distal end of the pin and the corresponding torque shoulder forming surface 24 provided on the box side are butted. A threaded joint for oil country tubular goods having the following characteristics for forming an inner shoulder.

【0033】(イ)ピン側およびボックス側のシール形
成面はそれぞれ回転面からなり、ピン側シール形成面1
3の有効径はボックス側シール形成面23の有効径より
も大きい。
(A) The pin-side and box-side seal forming surfaces are rotating surfaces, and the pin-side seal forming surface 1
The effective diameter of 3 is larger than the effective diameter of the box-side seal forming surface 23.

【0034】(ロ)ピン側トルクショルダ形成面の傾き
θ1 はボックス側トルクショルダ形成面の傾きθ2 より
わずかに小さく、両者の傾きの差(θ)は、0.5゜≦
θ≦4.0゜を満足する。ただし、θ=θ2 −θ1 (ハ)ピン側トルクショルダ形成面の傾きθ1 とボック
ス側トルクショルダ形成面の傾きθ2 の差θは、D/t
およびδr のそれぞれにほぼ比例関係にあり、D/tあ
るいはδr の値が大きい場合は、ピン側およびボックス
側のトルクショルダ形成面の傾きの差θを大きくし、反
対にD/tあるいはδr の値が小さい場合はトルクショ
ルダ形成面の傾きの差θを小さくする。
(B) The inclination θ 1 of the pin-side torque shoulder forming surface is slightly smaller than the inclination θ 2 of the box-side torque shoulder forming surface, and the difference (θ) between both inclinations is 0.5 ° ≦.
Satisfies θ ≦ 4.0 °. However, the difference between θ = θ 21 (c) the slope of the pin-side torque shoulder forming face inclination theta 1 and the box-side torque shoulder forming face of the theta 2 theta is, D / t
And δr are almost proportional to each other, and when the value of D / t or δr is large, the difference θ between the inclinations of the torque shoulder forming surfaces on the pin side and the box side is increased, and conversely, D / t or δr If the value is small, the inclination difference θ of the torque shoulder forming surface is made small.

【0035】ただし、D、tおよびδr は以下の通り。However, D, t and δr are as follows.

【0036】D=管外径、t=管肉厚、 δr =(シール形成面の径方向の嵌合しろ)−(ねじ形
成面の径方向の嵌合しろ)(2)図2に示すように、雄
ねじを有するピンの根元の外表面に設けたシール形成面
53と、雌ねじを有するボックスの先端内面に設けたシ
ール形成面63とを嵌合させることによりシール部を形
成し、ボックス最先端に設けたトルクショルダ形成面6
4と、それに対応するピン根元の外面に設けたトルクシ
ョルダ形成面54とを突き合わせることにより外面ショ
ルダを形成する下記の特徴を有する油井管用ねじ継手。
D = outer diameter of tube, t = wall thickness of tube, δr = (radial fit of seal forming surface)-(radial fit of thread forming surface) (2) As shown in FIG. , The seal forming surface 53 provided on the outer surface of the base of the pin having the male screw and the seal forming surface 63 provided on the inner surface of the tip of the box having the female screw are fitted to form a seal portion, and the box leading edge is formed. Torque shoulder forming surface 6 provided on the
A threaded joint for oil country tubular goods having the following features in which an outer surface shoulder is formed by abutting 4 and a corresponding torque shoulder forming surface 54 provided on the outer surface of the pin root.

【0037】(イ)ピン側およびボックス側のシール形
成面はそれぞれ回転面からなり、ピン側シール形成面5
3の有効径はボックス側シール形成面63の有効径より
も大きい。
(A) The pin-side and box-side seal forming surfaces are rotating surfaces, and the pin-side seal forming surface 5
The effective diameter of 3 is larger than the effective diameter of the box-side seal forming surface 63.

【0038】(ロ)ピン側トルクショルダ形成面の傾き
θ1 はボックス側トルクショルダ形成面の傾きθ2 より
わずかに大きく、両者の傾きの差(θ)は、0.5゜≦
θ≦4.0゜を満足する。 ただし、θ=θ1 −θ2 (ハ)ピン側トルクショルダ形成面の傾きθ1 とボック
ス側トルクショルダ形成面の傾きθ2 の差θが、D/t
およびδr のそれぞれにほぼ比例関係にあり、D/tあ
るいはδr の値が大きい場合は、ピン側およびボックス
側のトルクショルダ形成面の傾きの差θを大きくし、反
対にD/tあるいはδr の値が小さい場合はトルクショ
ルダ形成面の傾きの差θを小さくする。
(B) The inclination θ 1 of the pin-side torque shoulder forming surface is slightly larger than the inclination θ 2 of the box-side torque shoulder forming surface, and the difference (θ) between both inclinations is 0.5 ° ≦.
Satisfies θ ≦ 4.0 °. However, θ = θ 12 (c) the difference between the inclination theta 2 of inclination theta 1 and the box-side torque shoulder forming face of the pin-side torque shoulder forming face theta is, D / t
And δr are almost proportional to each other, and when the value of D / t or δr is large, the difference θ between the inclinations of the torque shoulder forming surfaces on the pin side and the box side is increased, and conversely, D / t or δr If the value is small, the inclination difference θ of the torque shoulder forming surface is made small.

【0039】ただし、D、tおよびδr は以下の通り。However, D, t and δr are as follows.

【0040】D=カップリング外径、t=カップリング
肉厚、 δr =(シール形成面の径方向の嵌合しろ)−(ねじ形
成面の径方向の嵌合しろ)
D = coupling outer diameter, t = coupling wall thickness, δr = (radial fitting allowance of seal forming surface)-(radial fitting allowance of thread forming surface)

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】以下において本発明の各限定理由
を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The reasons for limitation of the present invention will be described below.

【0042】1.ピン側およびボックス側トルクショル
ダ形成面の傾きの差 ピン側シール形成面はテーパ状曲線または曲率半径の大
きい円弧の回転面からなる。また、ボックス側シール形
成面はテーパ状曲線の回転面からなる。
1. Difference in Inclination of Pin-side and Box-side Torque Shoulder Forming Surface The pin-side seal forming surface is a tapered curved surface or an arcuate rotating surface with a large radius of curvature. Further, the box-side seal forming surface is composed of a tapered curved rotating surface.

【0043】ピン側シール形成面の有効径はボックス側
シール形成面の有効径より大きくなければならない。上
記したように、有効径は、ピン側シール形成面およびボ
ックス側シール形成面のそれぞれの基準部分の直径をい
う。
The effective diameter of the pin-side seal forming surface must be larger than the effective diameter of the box-side seal forming surface. As described above, the effective diameter refers to the diameter of the reference portion of each of the pin-side seal forming surface and the box-side seal forming surface.

【0044】嵌合に際して、中に嵌まるほう(ピン側)
の有効径が大きい場合、無理に嵌め込もうとすると、剛
性の小さいピン先端は縮径変形せざるをえない。ピン先
端が縮径変形するとき、ピン先端には、管内面方向への
曲げ変形が生じる。したがって、ピン側トルクショルダ
形成面は、この曲げ変形の分だけ傾きが変化する(図7
参照)。
When fitting, the one that fits inside (pin side)
When the effective diameter of is large, the tip of the pin having low rigidity must be reduced in diameter when it is forcibly fitted. When the tip of the pin is deformed by reducing its diameter, the tip of the pin is bent and deformed toward the inner surface of the pipe. Therefore, the inclination of the pin side torque shoulder forming surface changes by the amount of this bending deformation (FIG. 7).
reference).

【0045】図1(a)に示す継手は、ピン側トルクシ
ョルダ形成面13の傾きθ1 がボックス側トルクショル
ダ形成面23の傾きθ2 よりθ(=θ2 −θ1 )だけ小
さい。この角度の差θは、上記した、曲げ変形により実
際に生じている傾きの変化θa と等しいかθa よりやや
大きく設定する。図7に示すように、実際に生じる曲げ
変形による傾きの変化θa は、シール形成部の接触圧に
よってピン先端リップ部15が曲げ変形を起こしたとき
のピン側トルクショルダ部14のたわみ角θ’にほぼ相
当する。ここで、たわみ角とは、管先端のリップ部15
が横荷重または曲げモーメントを受けてたわんだ角度を
いう。
In the joint shown in FIG. 1A, the inclination θ 1 of the pin side torque shoulder forming surface 13 is smaller than the inclination θ 2 of the box side torque shoulder forming surface 23 by θ (= θ 2 −θ 1 ). This angle difference θ is set to be equal to or slightly larger than the change θa of the inclination actually caused by the bending deformation described above. As shown in FIG. 7, the change in inclination θa due to the bending deformation that actually occurs is the deflection angle θ ′ of the pin side torque shoulder portion 14 when the pin tip lip portion 15 is bent and deformed by the contact pressure of the seal forming portion. Is almost equivalent to. Here, the deflection angle means the lip portion 15 at the tip of the pipe.
Is the angle that is deflected by a lateral load or bending moment.

【0046】ピン部とボックス部のトルクショルダ形成
面の傾きに、このような角度差をつけることにより、以
下の接触圧分布が得られる。
By providing such an angle difference in the inclination of the torque shoulder forming surface of the pin portion and the box portion, the following contact pressure distribution can be obtained.

【0047】ピン側およびボックス側のトルクショル
ダ形成面14および24の全面にわたるほぼ一様な接触
圧分布、あるいは、 管内面側16および26の接触圧が高くシール形成部
側17および27に近づくにつれなだらかに減少する接
触圧分布 したがって、トルクショルダ部の管内面側近傍16およ
び26にて過度の塑性変形が生じるほどの応力集中は生
じず、かつこの部分のすき間を生じなくするのに充分な
接触圧が確保できる。このため、数十回の使用に耐え、
かつすき間腐食が発生しない油井管用ねじ継手が得られ
るのである。
Almost uniform contact pressure distribution over the entire surface of the torque shoulder forming surfaces 14 and 24 on the pin side and the box side, or the contact pressure on the pipe inner surface sides 16 and 26 is high, and as the seal forming portion sides 17 and 27 are approached. The contact pressure distribution gradually decreases. Therefore, stress concentration to the extent that excessive plastic deformation occurs in the vicinity of the pipe inner surface 16 and 26 of the torque shoulder portion does not occur, and there is sufficient contact to eliminate gaps in this portion. The pressure can be secured. Therefore, it can withstand several tens of uses,
Moreover, a threaded joint for oil country tubular goods in which crevice corrosion does not occur can be obtained.

【0048】このようにして、ほぼ一様な接触圧でピン
側とボックス側のトルクショルダ形成面14および24
が接触しているため、応力集中などによる局部的な塑性
変形は発生しない。それゆえ、この状態で締結されてい
る継手を含む管本体に引張応力を作用させると、トルク
ショルダ部の接触圧は全面にわたってほぼ一様に減少す
るため、従来のトルクショルダ形状を有する継手よりも
はるかにトルクショルダ部が開口する引張荷重値は高
い。このため、締結時の接触圧が充分高い場合には、管
本体の降伏強さ相当の引張応力を負荷しても口開きしな
いトルクショルダ部が形成され、優れた耐すき間腐食性
能が得られる。
In this manner, the torque shoulder forming surfaces 14 and 24 on the pin side and the box side are provided with a substantially uniform contact pressure.
Since they are in contact with each other, local plastic deformation due to stress concentration does not occur. Therefore, when tensile stress is applied to the pipe main body including the joint that is fastened in this state, the contact pressure of the torque shoulder part decreases almost uniformly over the entire surface, so that it is better than the conventional joint having a torque shoulder shape. The tensile load value at which the torque shoulder opens is much higher. Therefore, when the contact pressure at the time of fastening is sufficiently high, a torque shoulder portion that does not open even if a tensile stress equivalent to the yield strength of the pipe body is applied is formed, and excellent crevice corrosion resistance is obtained.

【0049】ピン側とボックス側のトルクショルダ面1
4および24の傾きが同一である継手では、トルクショ
ルダ面は一様な接触圧分布にはならず、シール形成部側
での接触圧が高く、管の内面側でのそれは低くなる。そ
の結果、締結後自重など引張応力がかかったときなど、
内面側の接触圧は極めて小さくなる。極端な場合にはこ
の部分が口開きしてしまう。この状態で長時間使用する
と、内部の高圧かつ腐食性の流体がトルクショルダ部の
管内面側部位16および26の間のすき間から継手内部
に浸透する。この結果、シール部、さらにはねじ部の高
応力負荷部を腐食させ、最悪の場合、漏れの発生あるい
は継手の破断につながる。本発明の継手は、そのような
問題の発生を数十回の使用回数を経るまで防止できる。
Torque shoulder surface 1 on the pin side and the box side
In a joint in which the inclinations of 4 and 24 are the same, the torque shoulder surface does not have a uniform contact pressure distribution, and the contact pressure on the seal forming portion side is high and that on the inner surface side of the pipe is low. As a result, when tensile stress such as own weight is applied after fastening,
The contact pressure on the inner surface side becomes extremely small. In extreme cases, this part opens up. When used in this state for a long time, the high-pressure and corrosive fluid inside penetrates into the joint from the gap between the pipe inner surface side portions 16 and 26 of the torque shoulder portion. As a result, the seal portion and further the high stress load portion of the screw portion are corroded, and in the worst case, leakage occurs or the joint is broken. The joint of the present invention can prevent such a problem from occurring until it has been used several tens of times.

【0050】反対に圧縮力を作用させた場合にもトルク
ショルダ部の接触圧は全面にわたってほぼ一様なので、
トルクショルダ部において応力集中などによる局部的な
塑性変形が生じにくく、ゆえに「繰り返し使用が不可能
な程の過度の塑性変形」を生じない。ここで、「繰り返
し使用が不可能な程の」とは、とくにボックス側トルク
ショルダ部の永久変形により、トルクコントロールおよ
びサブシールとしての機能が果たせなくなり、継手の適
正な締結が不可能となり、所期の性能が発揮できなくな
ることを指す。
On the contrary, even when a compressive force is applied, the contact pressure of the torque shoulder portion is almost uniform over the entire surface.
Local plastic deformation due to stress concentration or the like is less likely to occur in the torque shoulder portion, and therefore "excessive plastic deformation that cannot be repeatedly used" does not occur. Here, "to the extent that repeated use is impossible" means that the torque control and sub-seal functions cannot be fulfilled due to permanent deformation of the torque shoulder on the box side, making proper joint fastening impossible, and It means that the performance of can not be exhibited.

【0051】傾きの差θは大きすぎてもいけない。θが
大きすぎる場合は、トルクショルダ部の内面側に応力集
中が生じ、局部的な塑性変形が発生する。θには後記す
るように適正な範囲が存在する。
The inclination difference θ cannot be too large. If θ is too large, stress concentration occurs on the inner surface side of the torque shoulder portion, causing local plastic deformation. There is an appropriate range for θ as described later.

【0052】2.傾きの差の適正範囲 ピン側シール形成面13とボックス側シール形成面23
を嵌合することによって生じるピン側リップ部15の縮
径方向の曲げ変形のたわみ角θ’(図7参照)は古典シ
ェル理論に基づく計算式により求めることができる。さ
らにこの計算式により得られたたわみ角θ’と実際に発
生する傾きの変化θa との対応は実験により確かめられ
ている。したがって、ピン先端部のたわみ角θ’を求め
ることにより、実際に発生するピン側トルクショルダ形
成面の傾きの変化θa を求めることができる。この傾き
の変化θa と等しいか、あるいはやや大きくピン側トル
クショルダ面とボックス側トルクショルダ面との傾きの
差θを設定する。傾きの差θは、油井管用ねじ継手のサ
イズ、肉厚、嵌合しろおよび継手材料の機械的性質など
によって左右されるが、実用範囲の油井管用ねじ継手で
は0.5゜以上4.0゜以下と設定できる。ここで、
「嵌合しろ」とは、有効径の差をいう。
2. Appropriate range of inclination difference Pin side seal forming surface 13 and box side seal forming surface 23
The bending angle θ ′ (see FIG. 7) of the bending deformation in the diameter reducing direction of the pin side lip portion 15 caused by fitting the can be obtained by a calculation formula based on the classical shell theory. Furthermore, the correspondence between the deflection angle θ'obtained by this calculation formula and the actual change in inclination θa has been confirmed by experiments. Therefore, by obtaining the deflection angle θ ′ of the pin tip portion, it is possible to obtain the change θa in the inclination of the pin side torque shoulder forming surface that actually occurs. The inclination difference θ between the pin side torque shoulder surface and the box side torque shoulder surface is set to be equal to or slightly larger than this inclination change θa. The inclination difference θ depends on the size, the wall thickness, the fitting allowance, and the mechanical properties of the joint material of the oil country tubular goods threaded joint, but is 0.5 ° to 4.0 ° for the oil well tubular threaded joint in the practical range. The following can be set. here,
The term "fit" means the difference in effective diameter.

【0053】シール部およびショルダ部を含めて、継手
のねじ切りは、通常NC旋盤によりコンピュータ制御に
より行う。上記の角度は、コンピュータ制御のNC旋盤
により特別な精度管理をしなくても、実用上問題ない精
度で製造可能である。
Threading of the joint including the seal portion and the shoulder portion is usually performed by computer control by an NC lathe. The above-mentioned angle can be manufactured with accuracy that is practically problem-free without special precision control by a computer-controlled NC lathe.

【0054】3.傾きの差θに影響する因子 イ) このようにして設定した傾きの差θは、内面ショ
ルダの場合、D/t=(管本体外径)/(管肉厚)、に
ほぼ比例する。D/tが大きい場合は、曲げに対する剛
性が小さくなるので曲がり易くなり傾きの差は大きくと
る。したがって、D/tの大きさに応じてθの大きさを
変える必要がある。
3. Factors Affecting Difference in Inclination A) The difference in inclination θ set in this way is approximately proportional to D / t = (outer diameter of pipe body) / (wall thickness) in the case of an inner shoulder. When D / t is large, the rigidity against bending becomes small, so that bending becomes easy and the difference in inclination becomes large. Therefore, it is necessary to change the magnitude of θ according to the magnitude of D / t.

【0055】ロ) θは、また、δr =(シール形成部
の嵌合しろ)−(ねじ形成部の嵌合しろ)にもほぼ比例
する。嵌合しろは、ピン部とボックス部の有効径の差な
ので、縮径を生じる原因となるものである。上記したよ
うに、「シール形成部の嵌合しろ」は、ピン先端の縮径
とトルクショルダ形成面の曲げの両方に効く。しかし、
「シール形成部の嵌合しろ」が「ねじ形成部の嵌合し
ろ」と同じ場合は、一様な縮径のみが生じ、曲げは生じ
ない。管本体に近い「ねじ形成部の嵌合しろ」は一様な
縮径変形のみを生じる。その「ねじ形成部の嵌合しろ」
と等しい場合、「シール部の嵌合しろ」はねじ部の嵌合
しろと共にその縮径変形を生ずるのみで、均衡してしま
う。「シール形成部の嵌合しろ」のうち、曲げに寄与し
ない「ねじ形成部の嵌合しろ」の分を差し引いた嵌合し
ろ(=δr )が曲げ変形を発生させる。管内面方向への
曲げのたわみ角とほぼ等しく設定されるθは、「シール
形成部の嵌合しろ」から「ねじ形成部の嵌合しろ」を差
し引いたδr とほぼ比例関係にある。ピン側およびボッ
クス側それぞれのトルクショルダ形成面の傾きの差θは
δr にほぼ比例して変化させて設定しなければならな
い。
B) θ is also substantially proportional to δr = (fitting margin of seal forming portion) − (fitting margin of screw forming portion). The fitting margin is a difference between the effective diameters of the pin portion and the box portion, and thus causes the diameter reduction. As described above, the "fitting margin of the seal forming portion" is effective for both the diameter reduction of the pin tip and the bending of the torque shoulder forming surface. But,
When the "fitting margin of the seal forming portion" is the same as the "fitting margin of the screw forming portion", only a uniform diameter reduction occurs and no bending occurs. The "fitting margin of the thread forming portion" close to the pipe body only produces uniform diameter reduction deformation. "Match of thread forming part"
If it is equal to, the "fitting margin of the seal portion" is only balanced with the fitting margin of the screw portion, and is balanced. Of the "fitting margins of the seal forming portion", the fitting margin (= δr) obtained by subtracting the "fitting margin of the screw forming portion" that does not contribute to bending causes bending deformation. Θ, which is set to be substantially equal to the bending angle of bending in the inner surface of the pipe, is approximately proportional to δr, which is obtained by subtracting the “fitting margin of the screw forming portion” from the “fitting margin of the seal forming portion”. The difference between the inclinations of the torque shoulder forming surfaces on the pin side and the box side must be set so as to be changed substantially in proportion to δr.

【0056】4.外面ショルダの場合 図2(b)に示すように、ボックス側シール形成面63
の有効径をピン側シール形成面53のそれより小さくす
ると、ボックス側トルクショルダ形成面64は締結によ
り外側に曲げられ傾きが変化する。内面ショルダと違っ
て外面ショルダの場合は、カップリングの曲げ剛性が関
係するので、D=カップリング外径、t=カップリング
肉厚、とする。ボックス側先端が曲げ変形するのは、ボ
ックス側先端は肉厚が薄く、自由端であるため、ボック
ス部先端の曲げ剛性がピン根元のそれより小さいからで
ある。その傾きの変化分θa だけ、あるいはθa よりわ
ずかに大きい角だけ、ボックス側トルクショルダ形成面
の傾きθ2 をピン側トルクショルダ形成面の傾きθ1
それより小さく設定する。このとき、ほぼ均一な接触圧
あるいは、外面側56および66でやや高くシール形成
部側57および67でやや低い接触圧が得られる。
4. In case of outer shoulder As shown in FIG. 2B, the box side seal forming surface 63
When the effective diameter of is smaller than that of the pin side seal forming surface 53, the box side torque shoulder forming surface 64 is bent outward by fastening and the inclination changes. In the case of the outer surface shoulder, unlike the inner surface shoulder, the bending rigidity of the coupling is related, so D = coupling outer diameter, t = coupling wall thickness. The box-side tip is bent and deformed because the box-side tip is thin and has a free end, and therefore the bending rigidity of the box-side tip is smaller than that at the pin root. The inclination θ 2 of the box-side torque shoulder forming surface is set to be smaller than the inclination θ 1 of the pin-side torque shoulder forming surface by the change amount θa of the inclination or an angle slightly larger than θa. At this time, a substantially uniform contact pressure or a slightly higher contact pressure on the outer surface sides 56 and 66 and a slightly lower contact pressure on the seal forming portion sides 57 and 67 can be obtained.

【0057】この結果、外面ショルダの場合、引張応力
が負荷されても、外面側が口開きしないようになる。そ
の他、内面ショルダの場合の上記した効果がそのまま外
面ショルダの場合にあてはまる。
As a result, in the case of the outer surface shoulder, the outer surface side does not open even when tensile stress is applied. In addition, the above-described effects in the case of the inner shoulder are directly applied to the case of the outer shoulder.

【0058】内面ショルダと外面ショルダを併せ持つ継
手は、言及するまでもなく、本発明の構成がそのまま適
用される。
Needless to say, the joint having both the inner shoulder and the outer shoulder has the structure of the present invention applied as it is.

【0059】上記した説明はカップリング方式の場合を
説明したが、本発明をインテグラル方式に適用する場合
には、パイプの一端にはピン部材を構成する雄ねじ、シ
ールおよびショルダ形成面を装備し、もう一方の端には
肉盛加工を施した後、ボックス部材を構成する雌ねじ、
シールおよびショルダ形成面を装備すればよいので、本
発明の構成をそのまま適用することができる。
In the above description, the case of the coupling system is described. However, when the present invention is applied to the integral system, one end of the pipe is equipped with a male screw forming a pin member, a seal and a shoulder forming surface. , The other end is a female screw that forms a box member after overlaying,
Since the seal and the shoulder forming surface may be provided, the configuration of the present invention can be applied as it is.

【0060】[0060]

【実施例】つぎに本発明の効果を実施例に基づいて説明
する。
Next, the effects of the present invention will be described based on embodiments.

【0061】表1、表2、表3および表4は、試験に供
した発明例および比較例の継手のトルクショルダ形成面
の傾きおよび継手の形式を示す一覧表である。表1およ
び表2に示す継手A、B、C、D、E、F、G、H、I
およびJ(以下、これら全ての継手を指す場合に継手A
等という)は、“D/tおよびδr をすべて共通に1
7.78および0.4”とするものである。表3および
表4に示す継手Kおよび継手Lは、それぞれ“D/t=
13.78、δr =0.199”および“D/t=2
1.72、δr =0.528”と、継手A等に比較して
D/tおよびδr を高低に変化させてある。継手A等に
比較してD/tおよびδr ともに小さい継手Kはそのト
ルクショルダ形成面の傾きの差θをほぼ比例させて小さ
くし、また逆にD/tおよびδr が継手A等より大きい
継手Lは傾きの差θを比例的に大きく設定してある。
Tables 1, 2, 3, and 4 are tables showing the inclination of the torque shoulder forming surface and the joint type of the joints of the invention examples and comparative examples used in the test. Joints A, B, C, D, E, F, G, H, I shown in Table 1 and Table 2
And J (Hereinafter, when referring to all these joints, joint A
Etc.) “D / t and δ r are all 1
7.78 and 0.4 ". The joints K and L shown in Tables 3 and 4 have" D / t = ", respectively.
13.78, δ r = 0.199 "and" D / t = 2
1.72, δ r = 0.528 ", and D / t and δ r are changed to high and low as compared with the joint A and the like. Both D / t and δ r are smaller than the joint A and the like. K makes the difference in inclination θ of the torque shoulder forming surface approximately proportional and decreases, and conversely, for joint L in which D / t and δ r are larger than joint A, the difference in inclination θ is set proportionally large. is there.

【0062】表1〜表4の発明例の継手は、図1および
図2に示した、内面ショルダ、外面ショルダおよび内外
面併設ショルダの継手である。表2に示す比較例は、ピ
ン側およびボックス側トルクショルダ形成面の傾きを同
一にした継手、軟質金属でシール面などを被覆した継
手、滑らかな溝を設けた薄いリップ部を有する継手(図
5)もしくはピン側およびボックス側のトルクショルダ
形成面を曲率半径の異なる凸面および凹面とした継手
(図6)などを調査した。
The joints of the invention examples of Tables 1 to 4 are the joints of the inner shoulder, the outer shoulder and the inner and outer shoulders shown in FIGS. 1 and 2. The comparative example shown in Table 2 is a joint having the same inclination of the pin side and box side torque shoulder forming surfaces, a joint having a sealing surface covered with a soft metal, and a joint having a thin lip portion with a smooth groove (Fig. 5) Alternatively, joints (Fig. 6) in which the torque shoulder forming surfaces on the pin side and the box side are convex and concave with different radii of curvature were investigated.

【0063】[0063]

【表1】 [Table 1]

【0064】[0064]

【表2】 [Table 2]

【0065】[0065]

【表3】 [Table 3]

【0066】[0066]

【表4】 [Table 4]

【0067】これらの継手を以下の試験に供試して、性
能を評価した。
These joints were tested in the following tests to evaluate their performance.

【0068】イ.繰り返し締結試験 潤滑用グリスをねじ部およびねじ無し部に塗布し、継手
の締結および解体を10回繰り返し行った後、シール部
およびトルクショルダ部の変化の様子を調査した。
A. Repeated fastening test Lubrication grease was applied to the threaded portion and the non-threaded portion, the joint was fastened and disassembled 10 times, and then the changes in the seal portion and the torque shoulder portion were investigated.

【0069】ロ.引張応力下のすき間発生試験 上記した試験の後、継手を締結し、管本体に降伏強度の
80%に相当する応力が生じるような軸方向の引張力
(245.2ton)を負荷した状態でトルクショルダ
内面あるいは外面のすき間の有無を調査した。
B. Gap generation test under tensile stress After the above test, the joint was fastened and the pipe body was subjected to a torque with a tensile force (245.2 ton) in the axial direction so as to generate a stress equivalent to 80% of the yield strength. The presence or absence of a gap on the inside or outside of the shoulder was investigated.

【0070】ハ.複合荷重下における腐食試験 上記したロ.の引張応力を負荷したまま、硫化水素と二
酸化炭素の混合気体を、継手を含む管内部に封入した。
混合気体の圧力は、管本体に降伏強度の80%に相当す
る応力を生じる圧力5.24kgf/mm2 とした。そ
の状態で500時間保持した後に継手を解体し腐食箇所
を調査した。
C. Corrosion test under combined load b. The mixed gas of hydrogen sulfide and carbon dioxide was sealed inside the tube including the joint while the tensile stress of 1. was applied.
The pressure of the mixed gas was set to 5.24 kgf / mm 2 which causes a stress corresponding to 80% of the yield strength in the tube body. After holding in that state for 500 hours, the joint was disassembled and the corrosion site was investigated.

【0071】表5および表6は、上記した三種類の試験
(イ.、ロ.およびハ.)の試験結果を示す一覧表であ
る。同表より、比較例ではいずれかの試験で不具合が生
じているが、本発明に係る継手はいずれの試験において
も良好な結果となっている。
Tables 5 and 6 are tables showing the test results of the above-mentioned three kinds of tests (a., B. And c.). From the table, in the comparative example, a failure occurs in any test, but the joint according to the present invention has a good result in any test.

【0072】表6は、D/tおよびδr に応じて傾きの
差θを比例させて変化させた継手Kおよび継手Lの試験
結果であるが、D/tおよびδr にほぼ比例させて傾き
の差θを変化させることが有効であることを明確に示す
結果である。
[0072] Table 6 is a test result of D / t and [delta] r joint K and joint L is varied in proportion to the difference between θ of inclination in accordance with, by substantially proportional to D / t and [delta] r This result clearly shows that it is effective to change the inclination difference θ.

【0073】[0073]

【表5】 [Table 5]

【0074】[0074]

【表6】 [Table 6]

【0075】[0075]

【発明の効果】本発明に係る油井管用ねじ継手は、連結
された管の自重などによる引張負荷下でも、内面ショル
ダではトルクショルダ部の内面側、または外面ショルダ
ではショルダ部の外面側で、すき間が生じない。このた
め、内部または外部の流体がトルクショルダのすき間か
ら継手内部に浸透することによって生じるすき間腐食を
防止でき、かつトルクショルダ部に過度の塑性変形が生
じないことから、数十回の繰り返し使用に耐えることが
できる。今後、ますます厳しくなる採掘条件に大きなコ
スト上昇を伴わずに耐久性に優れた継手の提供が可能と
なる。
EFFECTS OF THE INVENTION The threaded joint for oil country tubular goods according to the present invention has a clearance on the inner surface side of the torque shoulder portion on the inner shoulder or on the outer surface side of the shoulder portion on the outer shoulder even under a tensile load due to the weight of the connected pipes. Does not occur. Therefore, it is possible to prevent crevice corrosion caused by the penetration of internal or external fluid into the inside of the joint from the gap of the torque shoulder, and because excessive plastic deformation does not occur in the torque shoulder, it is possible to use it repeatedly for dozens of times. Can bear. In the future, it will be possible to provide joints with excellent durability without increasing the cost significantly under the increasingly severe mining conditions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、シール部とトルクショルダ部をもつカ
ップリング方式の継手で、ピン側のトルクショルダ形成
面の傾きをボックス側トルクショルダ形成面の傾きより
小さくした構造を有する内面ショルダ近傍を表す図面で
あり、(a)は締結前のピン側およびボックス側のシー
ル形成面およびトルクショルダ形成面を、(b)は締結
後のシール部およびトルクショルダ部に発生する接触圧
分布(計算結果)を表す図面である。
FIG. 1 is a coupling type joint having a seal portion and a torque shoulder portion, in the vicinity of an inner surface shoulder having a structure in which the inclination of a torque shoulder forming surface on a pin side is smaller than the inclination of a torque shoulder forming surface on a box side. FIG. 5A is a drawing showing (a) a seal forming surface and a torque shoulder forming surface on a pin side and a box side before fastening, and (b) is a contact pressure distribution (calculation calculated on a seal portion and a torque shoulder portion after fastening). FIG.

【図2】図2は、内面ショルダと外面ショルダを併せ持
つ油井管用ねじ継手を表す図面であり、(a)は締結後
のピン部およびボックス部を、(b)は(a)に示す外
面ショルダの部分で、ボックス側のトルクショルダ形成
面の傾きをピン側トルクショルダ形成面の傾きより小さ
くした構造を表す図面である。
FIG. 2 is a drawing showing a threaded joint for oil country tubular goods having both an inner shoulder and an outer shoulder, wherein (a) is the pin portion and box portion after fastening, and (b) is the outer shoulder shown in (a). 3 is a drawing showing a structure in which the inclination of the torque shoulder forming surface on the box side is made smaller than the inclination of the pin side torque shoulder forming surface at the portion.

【図3】図3は、シール部とトルクショルダ部をもつカ
ップリング方式の継手であって、内面ショルダの場合の
油井管用ねじ継手の一例を示す図面であり、(a)は管
本体とカップリングを締結した状態を、(b)は(a)
のねじ部、シール形成部およびトルクショルダ形成部を
表す図面である。
FIG. 3 is a drawing showing an example of a threaded joint for oil country tubular goods in the case of an inner shoulder, which is a coupling joint having a seal portion and a torque shoulder portion, and FIG. The state where the ring is fastened, (b) is (a)
3 is a view showing a thread portion, a seal forming portion, and a torque shoulder forming portion of FIG.

【図4】図4は、ピン側トルクショルダ形成面とボック
ス側トルクショルダ形成面の間にリング状の軟質材料か
らなるパッキングを挿入した継手を表す図面である。
FIG. 4 is a drawing showing a joint in which a ring-shaped packing made of a soft material is inserted between the pin-side torque shoulder forming surface and the box-side torque shoulder forming surface.

【図5】図5は、ピン部先端(リップ部)を薄くするこ
とによって、弾性変形を利用して高い密封性能をもたせ
る継手を表す図面であり、(a)は締結前のピン部およ
びボックス部のそれぞれのシール形成面およびトルクシ
ョルダ形成面を、(b)は締結後のシール部およびトル
クショルダ形成部の接触圧分布を表す。
FIG. 5 is a drawing showing a joint in which the tip end (lip portion) of the pin portion is thinned to provide high sealing performance by utilizing elastic deformation, and (a) is a pin portion and a box before fastening. The respective seal forming surfaces and the torque shoulder forming surfaces of the section, and (b) represents the contact pressure distribution of the seal section and the torque shoulder forming section after fastening.

【図6】図6は、ピン側トルクショルダ形成面(凸面)
とボックス側トルクショルダ形成面(凹面)の各曲率中
心位置をずらした接触によりピン部先端付近に発生する
管外径方向への膨らみによってシール部の密封性能を高
めた継手を示す図面である。
FIG. 6 is a pin side torque shoulder forming surface (convex surface).
And a box-side torque shoulder forming surface (concave surface) with the respective centers of curvature displaced from each other.

【図7】図7は、有効径の大きいピン側シール形成部分
に生じる縮径方向への曲げ変形によりピン側トルクショ
ルダ面がボックス側トルクショルダ面に対してθa だけ
傾く様子を表す図面である。
FIG. 7 is a drawing showing a state in which a pin side torque shoulder surface is inclined by θa with respect to a box side torque shoulder surface due to bending deformation in a diameter reducing direction that occurs in a pin side seal forming portion having a large effective diameter. .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

θ’…ピン先端リップ部のたわみ角、 θa …ピン先端リップ部の曲げ変形によるピン側トルク
ショルダ形成面の傾きの変化、 θ1 …ピン側トルクショルダ形成面の傾き、 θ2 …ボックス側トルクショルダ形成面の傾き、 θ…ピン側およびボックス側トルクショルダ形成面の傾
きの差 ここで、内面ショルダの場合:θ=θ2 −θ1 (>
0)、 外面ショルダの場合:θ=θ1 −θ2 (>0) 10…管本体、 11…ピン部、 12…雄ねじ、 20…カップリング、 21…ボックス部、 22…雌ねじ、 30…リング状パッキング、 31…周方向に設けられた滑らかな溝、 32…締結時のシール形成部、 33…締結時のトルクショルダ形成部 ・以下の符号は内面ショルダの場合に限定される。 13…ピン部のシール形成面、 23…ボックス部のシール形成面、 14…ピン部のトルクショルダ形成面、 24…ボックス部のトルクショルダ形成面、 16…ピン部のトルクショルダ形成面の管内面側の端
部、 26…ボックス部のトルクショルダ形成面の管内面側の
端部、 17…ピン部のトルクショルダ形成面のシール形成側の
端部、 27…トルクショルダ形成面のシール形成側の端部、 ・以下の符号は外面ショルダの場合に限定される。 53…ピン部のシール形成面、 63…ボックス部のシール形成面、 54…ピン部のトルクショルダ形成面、 64…ボックス部のトルクショルダ形成面、 56…ピン部のトルクショルダ形成面の管外面側の端
部、 66…ボックス部のトルクショルダ形成面の管外面側の
端部、 57…ピン部のトルクショルダ形成面のシール形成側の
端部、 67…トルクショルダ形成面のシール形成側の端部
θ '... Deflection angle of pin tip lip, θa ... Change in inclination of pin side torque shoulder forming surface due to bending deformation of pin tip lip, θ 1 ... Inclination of pin side torque shoulder forming surface, θ 2 ... Box side torque Inclination of shoulder forming surface, θ ... Difference of inclination of pin side and box side torque shoulder forming surface Where, for inner shoulder: θ = θ 2 −θ 1 (>
0), external shoulder: θ = θ 1 −θ 2 (> 0) 10 ... Pipe body, 11 ... Pin part, 12 ... Male screw, 20 ... Coupling, 21 ... Box part, 22 ... Female screw, 30 ... Ring Packing, 31 ... Smooth grooves provided in the circumferential direction, 32 ... Seal forming portion at the time of fastening, 33 ... Torque shoulder forming portion at the time of fastening-The following symbols are limited to the case of the inner surface shoulder. 13 ... Pin forming seal forming surface, 23 ... Box forming seal forming surface, 14 ... Pin forming torque shoulder forming surface, 24 ... Box forming torque shoulder forming surface, 16 ... Pin forming torque shoulder forming surface End portion, 26 ... End portion of the torque shoulder forming surface of the box portion on the pipe inner surface side, 17 ... End portion of the torque shoulder forming surface of the pin portion on the seal forming side, 27 ... Seal forming side of the torque shoulder forming surface Ends: -The following symbols are limited to external shoulders. 53 ... Pin portion seal forming surface, 63 ... Box portion seal forming surface, 54 ... Pin portion torque shoulder forming surface, 64 ... Box portion torque shoulder forming surface, 56 ... Pin portion torque shoulder forming surface End portion of the torque shoulder forming surface of the box portion, the end portion of the torque shoulder forming surface of the box portion on the tube outer surface side, 57 ... the end portion of the torque shoulder forming surface of the pin portion on the seal forming side, 67 ... the seal forming side of the torque shoulder forming surface edge

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】雄ねじを有するピン部(11)の先端の外
表面に設けたシール形成面(13)と、雌ねじを有する
ボックス部(21)の内面に設けたシール形成面(2
3)とを嵌合させることによりシール部を形成し、ピン
の最先端部に設けたトルクショルダ形成面(14)と、
それに対応するボックス側に設けたトルクショルダ形成
面(24)とを突き合わせることにより内面ショルダを
形成する下記(イ)、(ロ)および(ハ)の特徴を有す
る油井管用ねじ継手。 (イ)ピン側およびボックス側のシール形成面はそれぞ
れ回転面からなり、ピン側シール形成面(13)の有効
径はボックス側シール形成面(23)の有効径よりも大
きい。 (ロ)ピン側トルクショルダ形成面の傾き(θ1 )はボ
ックス側トルクショルダ形成面の傾き(θ2 )より小さ
く、両者の傾きの差(θ)は、0.5゜≦θ≦4.0゜
を満足する。ただし、θ=θ2 −θ1 (ハ)ピン側トルクショルダ形成面の傾き(θ1 )とボ
ックス側トルクショルダ形成面の傾き(θ2 )の差
(θ)は、D/tおよびδr のそれぞれにほぼ比例関係
にあり、D/tあるいはδr の値が大きい場合は、ピン
側およびボックス側のトルクショルダ形成面の傾きの差
(θ)を大きくし、反対にD/tあるいはδrの値が小
さい場合はトルクショルダ形成面の傾きの差(θ)を小
さくする。ただし、D、t、およびδr は以下の通り。 D=管外径、 t=管肉厚、 δr =(シール形成面の径方向の嵌合しろ)−(ねじ形
成面の径方向の嵌合しろ)
1. A seal forming surface (13) provided on an outer surface of a tip of a pin portion (11) having a male screw and a seal forming surface (2) provided on an inner surface of a box portion (21) having a female screw.
3) is fitted to form a seal portion, and a torque shoulder forming surface (14) provided at the tip of the pin,
A threaded joint for oil country tubular goods having the following characteristics (a), (b) and (c), which forms an inner shoulder by abutting against a corresponding torque shoulder forming surface (24) provided on the box side. (A) The pin-side and box-side seal forming surfaces are respectively rotating surfaces, and the effective diameter of the pin-side seal forming surface (13) is larger than the effective diameter of the box-side seal forming surface (23). (B) The inclination of the pin-side torque shoulder forming surface (θ 1 ) is smaller than the inclination of the box-side torque shoulder forming surface (θ 2 ), and the difference (θ) between the two is 0.5 ° ≦ θ ≦ 4. Satisfies 0 °. However, θ = θ 2 −θ 1 (c) The difference (θ) between the inclination of the pin side torque shoulder forming surface (θ 1 ) and the inclination of the box side torque shoulder forming surface (θ 2 ) is the difference between D / t and δr. When the values of D / t or δr are large in proportion to each other, increase the difference (θ) in the inclination of the torque shoulder forming surface on the pin side and box side, and conversely, the value of D / t or δr. When is small, the difference (θ) in the inclination of the torque shoulder forming surface is made small. However, D, t, and δr are as follows. D = outer diameter of tube, t = wall thickness of tube, δr = (radial fit of seal forming surface) − (radial fit of thread forming surface)
【請求項2】雄ねじを有するピンの根元の外表面に設け
たシール形成面(53)と、雌ねじを有するボックスの
先端内面に設けたシール形成面(63)とを嵌合させる
ことによりシール部を形成し、ボックス最先端に設けた
トルクショルダ形成面(64)と、それに対応するピン
根元の外面に設けたトルクショルダ形成面(54)とを
突き合わせることにより外面ショルダを形成する下記
(イ)、(ロ)および(ハ)の特徴を有する油井管用ね
じ継手。 (イ)ピン側およびボックス側のシール形成面はそれぞ
れ回転面からなり、ピン側シール形成面(53)の有効
径はボックス側シール形成面(63)の有効径よりも大
きい。 (ロ)ピン側トルクショルダ形成面の傾き(θ1 )はボ
ックス側トルクショルダ形成面の傾き(θ2 )よりわず
かに大きく、両者の傾きの差(θ)は、0.5゜≦θ≦
4.0゜を満足する。ただし、θ=θ1 −θ2 (ハ)ピン側トルクショルダ形成面の傾き(θ1 )とボ
ックス側トルクショルダ形成面の傾き(θ2 )の差
(θ)は、D/tおよびδr のそれぞれにほぼ比例関係
にあり、D/tあるいはδr の値が大きい場合は、ピン
側およびボックス側のトルクショルダ形成面の傾きの差
(θ)を大きくし、反対にD/tあるいはδrの値が小
さい場合はトルクショルダ形成面の傾きの差(θ)を小
さくする。ただし、D、tおよびδr は以下の通り。 D=カップリング外径、t=カップリング肉厚、 δr =(シール形成面の径方向の嵌合しろ)−(ねじ形
成面の径方向の嵌合しろ)
2. A seal part by fitting a seal forming surface (53) provided on the outer surface of the base of a pin having a male screw and a seal forming surface (63) provided on the inner surface of the tip of a box having a female screw. And the torque shoulder forming surface (64) provided on the top of the box and the corresponding torque shoulder forming surface (54) provided on the outer surface of the pin base corresponding thereto are formed to form an outer shoulder (see below). ), (B), and (c) are screw joints for oil country tubular goods. (A) The pin-side and box-side seal forming surfaces are respectively rotating surfaces, and the effective diameter of the pin-side seal forming surface (53) is larger than the effective diameter of the box-side seal forming surface (63). (B) The inclination of the pin side torque shoulder forming surface (θ 1 ) is slightly larger than the inclination of the box side torque shoulder forming surface (θ 2 ), and the difference (θ) between the two is 0.5 ° ≦ θ ≦
Satisfies 4.0 °. However, θ = θ 1 − θ 2 (c) The difference (θ) between the inclination of the pin side torque shoulder forming surface (θ 1 ) and the inclination of the box side torque shoulder forming surface (θ 2 ) is the difference between D / t and δr. When the values of D / t or δr are large in proportion to each other, increase the difference (θ) in the inclination of the torque shoulder forming surface on the pin side and box side, and conversely, the value of D / t or δr. When is small, the difference (θ) in the inclination of the torque shoulder forming surface is made small. However, D, t and δr are as follows. D = coupling outer diameter, t = coupling wall thickness, δr = (radial fitting allowance of seal forming surface) − (radial fitting allowance of screw forming surface)
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009505003A (en) * 2005-08-09 2009-02-05 ヴァルレック・マンネスマン・オイル・アンド・ガス・フランス Liquid tight and air tight threaded tubular connection
GB2479259A (en) * 2010-03-29 2011-10-05 High Sealed And Coupled Hsc Fzco A screw-threaded joint for pipes
WO2015015799A1 (en) 2013-07-30 2015-02-05 Jfeスチール株式会社 Threaded joint for oil country tubular goods
US8973953B2 (en) 2010-11-17 2015-03-10 Hsc High Sealed & Coupled Pte. Ltd. Seal between pipe sections
JP2015083846A (en) * 2013-10-25 2015-04-30 日本管洗工業株式会社 Connection structure of pressure piping
JP2020509315A (en) * 2017-03-03 2020-03-26 アルセロールミタル・チューブラー・プロダクツ・ルクセンブルク・エス・ア Premium shoulder torque shoulder
CN113565448A (en) * 2020-04-28 2021-10-29 宝山钢铁股份有限公司 Elastic air sealing structure of lining composite oil well pipe
US11614184B2 (en) 2015-02-19 2023-03-28 Arcelormittal Tubular Products Luxembourg S.A. Method for making a threaded connection for pipes, such as oil and gas pipes

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112020003943B1 (en) * 2017-10-25 2022-12-13 Vallourec Oil And Gas France THREADED CONNECTION FOR STEEL PIPE

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009505003A (en) * 2005-08-09 2009-02-05 ヴァルレック・マンネスマン・オイル・アンド・ガス・フランス Liquid tight and air tight threaded tubular connection
GB2479259A (en) * 2010-03-29 2011-10-05 High Sealed And Coupled Hsc Fzco A screw-threaded joint for pipes
GB2479259B (en) * 2010-03-29 2012-05-16 High Sealed And Coupled Hsc Fzco An improved seal between pipes
US8840151B2 (en) 2010-03-29 2014-09-23 Hsc High Sealed & Coupled Pte. Ltd. Seal between pipe sections
US8973953B2 (en) 2010-11-17 2015-03-10 Hsc High Sealed & Coupled Pte. Ltd. Seal between pipe sections
JP2015028346A (en) * 2013-07-30 2015-02-12 Jfeスチール株式会社 Screw joint for oil well pipe having excellent durability
WO2015015799A1 (en) 2013-07-30 2015-02-05 Jfeスチール株式会社 Threaded joint for oil country tubular goods
EP2998633A4 (en) * 2013-07-30 2016-08-17 Jfe Steel Corp Threaded joint for oil country tubular goods
US9982815B2 (en) 2013-07-30 2018-05-29 Jfe Steel Corporation Threaded joint for oil country tubular goods
JP2015083846A (en) * 2013-10-25 2015-04-30 日本管洗工業株式会社 Connection structure of pressure piping
US11614184B2 (en) 2015-02-19 2023-03-28 Arcelormittal Tubular Products Luxembourg S.A. Method for making a threaded connection for pipes, such as oil and gas pipes
JP2020509315A (en) * 2017-03-03 2020-03-26 アルセロールミタル・チューブラー・プロダクツ・ルクセンブルク・エス・ア Premium shoulder torque shoulder
JP2021191975A (en) * 2017-03-03 2021-12-16 アルセロールミタル・チューブラー・プロダクツ・ルクセンブルク・エス・ア Torque shoulder of premium connection part
CN113565448A (en) * 2020-04-28 2021-10-29 宝山钢铁股份有限公司 Elastic air sealing structure of lining composite oil well pipe

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