JPH11294650A - 油井管用ネジ継手 - Google Patents
油井管用ネジ継手Info
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- JPH11294650A JPH11294650A JP10100800A JP10080098A JPH11294650A JP H11294650 A JPH11294650 A JP H11294650A JP 10100800 A JP10100800 A JP 10100800A JP 10080098 A JP10080098 A JP 10080098A JP H11294650 A JPH11294650 A JP H11294650A
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Classifications
-
- 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
- F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
- F16L15/001—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with conical threads
-
- 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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- Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シール性能に優れた油井管用ネジ継手を得る
ことである。 【解決手段】 ロードフランクθ１が所望の条件を満足
し、ネジ部に最小で外径の０．２５％以上で、設けフー
プストレスが外径の０．８％以下の締め代Δｄを与える
ように締め込んだとき、台形ネジの両側の斜面が同時に
接触する形状を備え、前記台形ネジの山と谷とで形成さ
れる隙間を０．２mm以下となるようにするとともに、ネ
ジ幅およびネジ山高さの寸法公差が所望の条件を満足す
ることを特徴とする油井管用ネジ継手。
ことである。 【解決手段】 ロードフランクθ１が所望の条件を満足
し、ネジ部に最小で外径の０．２５％以上で、設けフー
プストレスが外径の０．８％以下の締め代Δｄを与える
ように締め込んだとき、台形ネジの両側の斜面が同時に
接触する形状を備え、前記台形ネジの山と谷とで形成さ
れる隙間を０．２mm以下となるようにするとともに、ネ
ジ幅およびネジ山高さの寸法公差が所望の条件を満足す
ることを特徴とする油井管用ネジ継手。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば油井に用いる
ケーシング、チュービングのシール性能に優れたネジ継
手に関するものである。
ケーシング、チュービングのシール性能に優れたネジ継
手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は例えば油井管用ネジ継手としてＡ
ＰＩで規定され、幅広く使用されているラウンドネジ
（丸ネジ）で、それまで使用されていたラインパイプ用
ネジ（三角ネジ）の山頂を丸く仕上げ、テーパを１／３
２から１／１６に変更して、 （１）ネジ切削仕上げ精度を高める。 （２）ネジにかかる集中応力を減少させる。 （３）気密性能を高める。 （４）ハンドリング、輸送、スタッビング作業中におけ
るネジ部損傷の危険性を低減する。 ことを図ったものである。すなわち、ラウンドネジは山
の両側面が同時に当たることで、ネジの締付力が強くな
るにしたがってネジの側面の面圧が高くなり結果的に機
密性が高くなるものである。ただし、このネジは管に長
手方向の引張力がかかったときに、引張力を受ける面の
角度が３０°と大きいため、油井が増々深くなることに
よりネジが外れる、いわゆるジャンプアウト（すっぽ抜
け）の問題がある。
ＰＩで規定され、幅広く使用されているラウンドネジ
（丸ネジ）で、それまで使用されていたラインパイプ用
ネジ（三角ネジ）の山頂を丸く仕上げ、テーパを１／３
２から１／１６に変更して、 （１）ネジ切削仕上げ精度を高める。 （２）ネジにかかる集中応力を減少させる。 （３）気密性能を高める。 （４）ハンドリング、輸送、スタッビング作業中におけ
るネジ部損傷の危険性を低減する。 ことを図ったものである。すなわち、ラウンドネジは山
の両側面が同時に当たることで、ネジの締付力が強くな
るにしたがってネジの側面の面圧が高くなり結果的に機
密性が高くなるものである。ただし、このネジは管に長
手方向の引張力がかかったときに、引張力を受ける面の
角度が３０°と大きいため、油井が増々深くなることに
よりネジが外れる、いわゆるジャンプアウト（すっぽ抜
け）の問題がある。
【０００３】図８はバットレスネジ（台形ネジ）継手
で、油井が増々深くなることにより生じるジャンプアウ
トを防止するために、引張力を受ける側面の角度（ロー
ドフランク角）が３°でジョイントストレングスが強
く、スタッビング作業などの効率もよいものとして開発
されたものである。しかしながら、このネジの特徴とし
て継手強度が高いが、内圧に対する機密性に難点があ
る。
で、油井が増々深くなることにより生じるジャンプアウ
トを防止するために、引張力を受ける側面の角度（ロー
ドフランク角）が３°でジョイントストレングスが強
く、スタッビング作業などの効率もよいものとして開発
されたものである。しかしながら、このネジの特徴とし
て継手強度が高いが、内圧に対する機密性に難点があ
る。
【０００４】すなわち、バットレスネジは雄ネジと雌ネ
ジが嵌合したときにネジ間に生じた隙間に封入されたグ
リース、およびネジ側面と谷底面でネジの締め付けでロ
ードフランクおよびピンルートの各接触面に生じた圧力
（以下面圧という）が、管内面に生じた油やガスの圧力
を封じる役割を果たすものである。したがって、基本的
にはネジの締め付け力が強くなるほど上記の面圧が高く
なり、機密性も上がるはずであるが、図９に示すよう
に、引張力を受ける側面であるロードフランクでの面圧
が高くなると、ネジの背面側（スタッビングフランク）
に隙間Ｃがあるため、ネジが長手方向にずれてしまい結
局ロードグフランクの面圧が十分に高くなれない。すな
わち、バットレスネジ締付時の各ネジ要素に発生する面
圧の発生状況を示す図１０のグラフで明らかなように、
本来バットレスネジにおいては、全長にわたりロードフ
ランク角に面圧が生じなければならないはずであるが、
雄ネジの小径側では、むしろスタッビングフランクに面
圧を生じている。これはネジが長手方向に移動すること
を意味している。
ジが嵌合したときにネジ間に生じた隙間に封入されたグ
リース、およびネジ側面と谷底面でネジの締め付けでロ
ードフランクおよびピンルートの各接触面に生じた圧力
（以下面圧という）が、管内面に生じた油やガスの圧力
を封じる役割を果たすものである。したがって、基本的
にはネジの締め付け力が強くなるほど上記の面圧が高く
なり、機密性も上がるはずであるが、図９に示すよう
に、引張力を受ける側面であるロードフランクでの面圧
が高くなると、ネジの背面側（スタッビングフランク）
に隙間Ｃがあるため、ネジが長手方向にずれてしまい結
局ロードグフランクの面圧が十分に高くなれない。すな
わち、バットレスネジ締付時の各ネジ要素に発生する面
圧の発生状況を示す図１０のグラフで明らかなように、
本来バットレスネジにおいては、全長にわたりロードフ
ランク角に面圧が生じなければならないはずであるが、
雄ネジの小径側では、むしろスタッビングフランクに面
圧を生じている。これはネジが長手方向に移動すること
を意味している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のＡ
ＰＩの油井管用ネジはテーパネジであり、ネジを締め付
けることにより、クサビ効果によりネジ側面の面圧を上
げ機密性を高める一方、カップリングの円周方向の引張
応力（たが応力）を発生する。また、バットレスネジの
場合、締付位置の許容差が大きいため、最悪のケースで
はたが応力（フープストレス）が材料の降伏点を超える
という問題がある。さらに、前記バットレスネジのシー
ル性能は、ネジの間に密封されたグリースに依存してい
るため、液体による圧力には耐えても、ガスは分子が小
さいのでリークが発生し易いという問題もある。
ＰＩの油井管用ネジはテーパネジであり、ネジを締め付
けることにより、クサビ効果によりネジ側面の面圧を上
げ機密性を高める一方、カップリングの円周方向の引張
応力（たが応力）を発生する。また、バットレスネジの
場合、締付位置の許容差が大きいため、最悪のケースで
はたが応力（フープストレス）が材料の降伏点を超える
という問題がある。さらに、前記バットレスネジのシー
ル性能は、ネジの間に密封されたグリースに依存してい
るため、液体による圧力には耐えても、ガスは分子が小
さいのでリークが発生し易いという問題もある。
【０００６】このバットレスネジのシール機能の向上を
図るべく、雄ネジ先端部に形成したテーパ状の外面およ
び端面と、雌ネジ終端部に形成したテーパ状の内周面お
よび段部とを圧接するメタルシール部を備えることによ
って極めてシール性能の優れたものが開発された。しか
しながら、メタルシール部は寸法精度の高いものでなけ
ればならないことから、加工性に難があるという問題点
がある。
図るべく、雄ネジ先端部に形成したテーパ状の外面およ
び端面と、雌ネジ終端部に形成したテーパ状の内周面お
よび段部とを圧接するメタルシール部を備えることによ
って極めてシール性能の優れたものが開発された。しか
しながら、メタルシール部は寸法精度の高いものでなけ
ればならないことから、加工性に難があるという問題点
がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る油井管用ネ
ジ継手は、このようなＡＰＩ規格のバットレスネジ等の
上記した問題点を改良するべくなされたものであり、ロ
ードフランク角θ１が下記（１）、（２）および（３）
の条件を満足し、ネジ部に最小で外径の０．２５％以上
で、かつ最大で外径の０．８％以下の締め代Δｄを与え
るように締め込んだとき、台形ネジの両側の斜面が同時
に接触する形状を備え、前記台形ネジの山と谷とで形成
される隙間を０．２mm以下となるようにするとともに、
ネジ幅およびネジ山高さの寸法公差が下記（４）および
（５）の条件を満足するものである。 （１）ｔ（管体肉厚）／Ｄ（管体外径）≦９％のとき、 −３°≦θ１≦３° （２）９％＜ｔ（管体肉厚）／Ｄ（管体外径）≦１４％
のとき、 −３°≦θ１≦０° （３）１４％＜ｔ（管体肉厚）／Ｄ（管体外径）のと
き、 −１０°≦θ１＜０° （４）θ１＋θ２≦２０°のとき、 ネジ幅（Ｗｔ）の公差＝±０．０１５mm ネジ山高さ（Ｈｔ）の公差＝±０．０１５mm （５）θ１＋θ２＞２０°のとき、 ネジ幅（Ｗｔ）の公差＝±０．０２５mm ネジ山高さ（Ｈｔ）の公差＝±０．０２５mm
ジ継手は、このようなＡＰＩ規格のバットレスネジ等の
上記した問題点を改良するべくなされたものであり、ロ
ードフランク角θ１が下記（１）、（２）および（３）
の条件を満足し、ネジ部に最小で外径の０．２５％以上
で、かつ最大で外径の０．８％以下の締め代Δｄを与え
るように締め込んだとき、台形ネジの両側の斜面が同時
に接触する形状を備え、前記台形ネジの山と谷とで形成
される隙間を０．２mm以下となるようにするとともに、
ネジ幅およびネジ山高さの寸法公差が下記（４）および
（５）の条件を満足するものである。 （１）ｔ（管体肉厚）／Ｄ（管体外径）≦９％のとき、 −３°≦θ１≦３° （２）９％＜ｔ（管体肉厚）／Ｄ（管体外径）≦１４％
のとき、 −３°≦θ１≦０° （３）１４％＜ｔ（管体肉厚）／Ｄ（管体外径）のと
き、 −１０°≦θ１＜０° （４）θ１＋θ２≦２０°のとき、 ネジ幅（Ｗｔ）の公差＝±０．０１５mm ネジ山高さ（Ｈｔ）の公差＝±０．０１５mm （５）θ１＋θ２＞２０°のとき、 ネジ幅（Ｗｔ）の公差＝±０．０２５mm ネジ山高さ（Ｈｔ）の公差＝±０．０２５mm
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を示す
部分拡大説明図であり、図２は本発明の実施の形態の嵌
合状態を示す説明図である。図において、Ｗｔはネジ
幅、Ｈｔはネジ山高さ、Ｒはピッチライン、θ１はロー
ドフランク角でネジ山の一方の斜面とピッチラインに垂
直な線分とのなす角、θ２はスタッビングフランク角で
ネジ山の他方の斜面とピッチラインに垂直な線分とのな
す角である。ここで、θ１＜θ２で、θ１は引張力を受
ける側面である。また、前記ピッチラインＲはＨｔ／２
の位置にあり、ＷｔはネジピッチＰの１／２である。
部分拡大説明図であり、図２は本発明の実施の形態の嵌
合状態を示す説明図である。図において、Ｗｔはネジ
幅、Ｈｔはネジ山高さ、Ｒはピッチライン、θ１はロー
ドフランク角でネジ山の一方の斜面とピッチラインに垂
直な線分とのなす角、θ２はスタッビングフランク角で
ネジ山の他方の斜面とピッチラインに垂直な線分とのな
す角である。ここで、θ１＜θ２で、θ１は引張力を受
ける側面である。また、前記ピッチラインＲはＨｔ／２
の位置にあり、ＷｔはネジピッチＰの１／２である。
【０００９】ネジ継手はカップリング部材Ａの雌ネジに
管体Ｂの雄ネジが接続される。このネジ継手のピッチラ
インＲはテーパを有しており、その傾きが大きい場合
は、ねじ込みに対しては管の回転数が少なくて済むとい
う有利さがある反面、薄肉管においてネジ強度が十分で
なくなる。傾きが小さい場合は、ねじ込みの際に管の回
転数が多くなるというねじ込みの面での不利さがあるの
で、従来より採用されている１／１６が適当な傾きで、
この実施の形態においても１／１６程度とするものであ
る。
管体Ｂの雄ネジが接続される。このネジ継手のピッチラ
インＲはテーパを有しており、その傾きが大きい場合
は、ねじ込みに対しては管の回転数が少なくて済むとい
う有利さがある反面、薄肉管においてネジ強度が十分で
なくなる。傾きが小さい場合は、ねじ込みの際に管の回
転数が多くなるというねじ込みの面での不利さがあるの
で、従来より採用されている１／１６が適当な傾きで、
この実施の形態においても１／１６程度とするものであ
る。
【００１０】ロードフランク角θ１はこれが大きいと、
ネジの締付時あるいは引張荷重下において大きなカップ
リング周方向応力を生じ、応力腐食割れが生じる原因と
なるのでこれを防止し、また、ジャンプアウトを防止す
るために、下記の条件を満足するように設定する。 （１）ｔ（管体肉厚）／Ｄ（管体外径）≦９％のとき、
θ１≦３°とするが、−３°未満では加工の面で不都合
となるので−３°を下限値とする。 （２）９％＜ｔ（管体肉厚）／Ｄ（管体外径）≦１４％
のとき、θ１≦０°とするが、−３°未満では加工の面
で不都合となるので−３°を下限値とする。 （３）１４％＜ｔ（管体肉厚）／Ｄ（管体外径）のと
き、θ１＜０°とするが、−１０°未満では加工の面で
不都合となるので−１０°を下限値とする。
ネジの締付時あるいは引張荷重下において大きなカップ
リング周方向応力を生じ、応力腐食割れが生じる原因と
なるのでこれを防止し、また、ジャンプアウトを防止す
るために、下記の条件を満足するように設定する。 （１）ｔ（管体肉厚）／Ｄ（管体外径）≦９％のとき、
θ１≦３°とするが、−３°未満では加工の面で不都合
となるので−３°を下限値とする。 （２）９％＜ｔ（管体肉厚）／Ｄ（管体外径）≦１４％
のとき、θ１≦０°とするが、−３°未満では加工の面
で不都合となるので−３°を下限値とする。 （３）１４％＜ｔ（管体肉厚）／Ｄ（管体外径）のと
き、θ１＜０°とするが、−１０°未満では加工の面で
不都合となるので−１０°を下限値とする。
【００１１】また、雄ネジ基本径ｄ1 ＞雌ネジ基本径ｄ
2 としてネジ部締め代Δｄ＝（ｄ1−ｄ1 ）を設け、該
締め代Δｄに締め込んだとき、ネジの山頂と谷底との間
にできる隙間が０．２mmを超えると、この部分に封じ込
められたグリースが井戸の中の温度によって乾いた後で
の耐リーク性が極端に低下するので、図１（ｂ）に示す
ように、ネジ山頂と谷底との隙間が０．２mm以下となる
ようにＨｔを決定し、その公差を±０．００２mmに規制
するものである。
2 としてネジ部締め代Δｄ＝（ｄ1−ｄ1 ）を設け、該
締め代Δｄに締め込んだとき、ネジの山頂と谷底との間
にできる隙間が０．２mmを超えると、この部分に封じ込
められたグリースが井戸の中の温度によって乾いた後で
の耐リーク性が極端に低下するので、図１（ｂ）に示す
ように、ネジ山頂と谷底との隙間が０．２mm以下となる
ようにＨｔを決定し、その公差を±０．００２mmに規制
するものである。
【００１２】さらに、所望の締め代Δｄに締め込んだと
き、ネジ山と谷の斜面同士が密接して良好な接触状態を
得るために、θ１＋θ２≦２０°のとき、ネジ幅Ｗｔの
公差＝±０．０１５mmとし、ネジ山高さ（Ｈｔ）の公差
＝±０．０１５mmとするものであり、θ１＋θ２＞２０
°のとき、ネジ幅Ｗｔの公差＝±０．０２５mm、ネジ山
高さ（Ｈｔ）の公差＝±０．０２５mmとするものであ
る。
き、ネジ山と谷の斜面同士が密接して良好な接触状態を
得るために、θ１＋θ２≦２０°のとき、ネジ幅Ｗｔの
公差＝±０．０１５mmとし、ネジ山高さ（Ｈｔ）の公差
＝±０．０１５mmとするものであり、θ１＋θ２＞２０
°のとき、ネジ幅Ｗｔの公差＝±０．０２５mm、ネジ山
高さ（Ｈｔ）の公差＝±０．０２５mmとするものであ
る。
【００１３】上記のように構成された油井管用ネジ継手
においては、ネジ部の締め代Δｄを下記（６）式によっ
て算出される面圧Ｐｃが、管の内面に加わるガスや油の
内圧（Ｐｉ）を超える値となるように最小締め代Δｄを
外径の０．２５％以上となるようにすることによって、
所望のリーク性能を得ることができる。
においては、ネジ部の締め代Δｄを下記（６）式によっ
て算出される面圧Ｐｃが、管の内面に加わるガスや油の
内圧（Ｐｉ）を超える値となるように最小締め代Δｄを
外径の０．２５％以上となるようにすることによって、
所望のリーク性能を得ることができる。
【００１４】ただし、締め代Δｄを大きく取り過ぎると
ウエッジ効果によって、カップリングが拡がって高い円
周方向の応力（σθ）を発生する。前記σθは（７）式
で求められ、外径の０．８％以上に締め付けるとフープ
ストレスが高くなりすぎるので、これを上限とする。
ウエッジ効果によって、カップリングが拡がって高い円
周方向の応力（σθ）を発生する。前記σθは（７）式
で求められ、外径の０．８％以上に締め付けるとフープ
ストレスが高くなりすぎるので、これを上限とする。
【００１５】
【数１】
【００１６】図３は本発明の他の実施の形態を示す説明
図である。このネジ継手は、上記したネジ継手のカップ
リング中央に凸部Ａ１を形成したものである。この凸部
Ａ１はＰＩＮネジ（雄ネジ：管体）が大きなトルクで回
され、ねじ込み限界を超えるねじ込み力が加わっても、
凸部Ａ１によってＢＯＸネジ（雌ネジ：カップリング）
へＰＩＮネジが限度を超えて進入するのを阻止する。こ
の結果、ガス井または油井に回転させながらケーシン
グ、チュービングを降ろすことが行われる水平井におい
て、ＢＯＸネジへＰＩＮネジが限度を超えて進入する、
いわゆるJump−inが生じるのを防止することができる。
図である。このネジ継手は、上記したネジ継手のカップ
リング中央に凸部Ａ１を形成したものである。この凸部
Ａ１はＰＩＮネジ（雄ネジ：管体）が大きなトルクで回
され、ねじ込み限界を超えるねじ込み力が加わっても、
凸部Ａ１によってＢＯＸネジ（雌ネジ：カップリング）
へＰＩＮネジが限度を超えて進入するのを阻止する。こ
の結果、ガス井または油井に回転させながらケーシン
グ、チュービングを降ろすことが行われる水平井におい
て、ＢＯＸネジへＰＩＮネジが限度を超えて進入する、
いわゆるJump−inが生じるのを防止することができる。
【００１７】図４は本発明のさらに他の実施の形態を示
す説明図である。このネジ継手は、上記したネジ継手の
カップリング中央に、フッ素樹脂からなる断面形状がＴ
字状のリングを、緩衝材として填め込んだものである。
井戸から腐食性ガスが産出される場合には、エポキシ樹
脂等の防食塗料を塗布して、防食用コーティング皮膜を
形成したカップリングＡおよび管体Ｂが使用される。前
記Ｔ字状のリングは防食用コーティング皮膜が剥がれる
のを防止する。また、ガスまたは油が管内を乱流するの
を防ぐこともできる。
す説明図である。このネジ継手は、上記したネジ継手の
カップリング中央に、フッ素樹脂からなる断面形状がＴ
字状のリングを、緩衝材として填め込んだものである。
井戸から腐食性ガスが産出される場合には、エポキシ樹
脂等の防食塗料を塗布して、防食用コーティング皮膜を
形成したカップリングＡおよび管体Ｂが使用される。前
記Ｔ字状のリングは防食用コーティング皮膜が剥がれる
のを防止する。また、ガスまたは油が管内を乱流するの
を防ぐこともできる。
【００１８】
【実施例】本発明をチュービングに適用した１実施例の
ネジ形状と寸法諸元を、図５、図６および表１に示す。
ネジ山形状は図５に示す通りで、管外径の変化に関係な
く一定なロードフランク角＝２°、スタッビングフラン
ク角＝４５°、ネジ山高さ＝１．２７mm（４８／１００
０インチ）、ネジピッチ＝８山／インチ、テーパ＝１／
１６（管直径／長さ）である。呼称外径が２−３／８〜
４−１／２インチの場合のネジ継手各部（図６）の寸法
は表１の通りである。上記実施例はケーシングにも適用
できる。
ネジ形状と寸法諸元を、図５、図６および表１に示す。
ネジ山形状は図５に示す通りで、管外径の変化に関係な
く一定なロードフランク角＝２°、スタッビングフラン
ク角＝４５°、ネジ山高さ＝１．２７mm（４８／１００
０インチ）、ネジピッチ＝８山／インチ、テーパ＝１／
１６（管直径／長さ）である。呼称外径が２−３／８〜
４−１／２インチの場合のネジ継手各部（図６）の寸法
は表１の通りである。上記実施例はケーシングにも適用
できる。
【００１９】
【表１】
【００２０】本発明の油井管用ネジ継手の性能を、ＡＰ
Ｉ−ＲＰ−５Ｃ５（Evaluation Procedure for Casing
and Tubing Connections）のClass IVに準拠した耐圧性
能テストを行って確認した。この試験での供試体は、Ａ
ＰＩ−Ｌ８０グレード（降伏強度＝５６．２kg／mm2 ，
降伏内圧＝７４１kg／mm2 ）、管寸法：外径８８．９m
m、肉厚６．４５mmを用いた。試験結果を表２に示す。
Ｉ−ＲＰ−５Ｃ５（Evaluation Procedure for Casing
and Tubing Connections）のClass IVに準拠した耐圧性
能テストを行って確認した。この試験での供試体は、Ａ
ＰＩ−Ｌ８０グレード（降伏強度＝５６．２kg／mm2 ，
降伏内圧＝７４１kg／mm2 ）、管寸法：外径８８．９m
m、肉厚６．４５mmを用いた。試験結果を表２に示す。
【００２１】この試験では、計６本の供試体を用い、試
験段階４までは、締付トルクを２５０kg・m 〜４５０kg
・m の間に取り、管内に繰り返し内圧（水圧）を加えた
場合（段階２）、この内圧以外に引張も加えた場合（段
階３）、内圧にガス圧を加えると共に引張を加えた場合
（段階４）の継手部の漏れの有無を確認したが、何れも
漏れは発見されなかった。また、試験段階５では、締付
トルクを３００kg・m として締め付け・締め戻しを１０
回繰り返し、そのときにかじり発生の有無を確認した
が、何れもかじりの発生は認められなかった。
験段階４までは、締付トルクを２５０kg・m 〜４５０kg
・m の間に取り、管内に繰り返し内圧（水圧）を加えた
場合（段階２）、この内圧以外に引張も加えた場合（段
階３）、内圧にガス圧を加えると共に引張を加えた場合
（段階４）の継手部の漏れの有無を確認したが、何れも
漏れは発見されなかった。また、試験段階５では、締付
トルクを３００kg・m として締め付け・締め戻しを１０
回繰り返し、そのときにかじり発生の有無を確認した
が、何れもかじりの発生は認められなかった。
【００２２】さらに試験段階８では、上記と同様締付ト
ルクを各々２５０kg・m 〜４５０kg・m の間に取り、さ
らに過酷な条件（段階７）下でネジ継手部の漏れの有無
を確認したが、ここでも漏れは発見されなかった。試験
段階９では、これらの供試体のうちの３本について引張
破壊を行ったところ、３本の供試体とも管体で破断し
（何れも規格最小耐力の＋２０％程度の荷重にて管体部
から破壊している）、継手強度１００％（管体強度と同
等）を満足している。以上の試験結果から明らかなよう
に、内外圧に対する耐圧機能および締付・締め戻しに対
する耐焼付け性能共に問題なく、本継手はＡＰＩ−ＲＰ
−５Ｃ５ Class IV相当の継手性能を満足している。
ルクを各々２５０kg・m 〜４５０kg・m の間に取り、さ
らに過酷な条件（段階７）下でネジ継手部の漏れの有無
を確認したが、ここでも漏れは発見されなかった。試験
段階９では、これらの供試体のうちの３本について引張
破壊を行ったところ、３本の供試体とも管体で破断し
（何れも規格最小耐力の＋２０％程度の荷重にて管体部
から破壊している）、継手強度１００％（管体強度と同
等）を満足している。以上の試験結果から明らかなよう
に、内外圧に対する耐圧機能および締付・締め戻しに対
する耐焼付け性能共に問題なく、本継手はＡＰＩ−ＲＰ
−５Ｃ５ Class IV相当の継手性能を満足している。
【００２３】
【表２】
【００２４】
【発明の効果】以上のような本発明の油井管用ネジ継手
は、所望の締め代で嵌合させたとき、ネジの両側斜面が
接触し極めて優れた耐ジャンプアウト性能が得られ、か
つ優れたシール性が確保できる。
は、所望の締め代で嵌合させたとき、ネジの両側斜面が
接触し極めて優れた耐ジャンプアウト性能が得られ、か
つ優れたシール性が確保できる。
【図１】本発明の油井管用ネジ継手の実施の形態を示す
部分拡大説明図である。
部分拡大説明図である。
【図２】本発明の油井管用ネジ継手の実施の形態の嵌合
状態を示す説明図である。
状態を示す説明図である。
【図３】本発明の油井管用ネジ継手の他の実施の形態の
嵌合状態を示す説明図である。
嵌合状態を示す説明図である。
【図４】本発明の油井管用ネジ継手の他の実施の形態の
嵌合状態を示す説明図である。
嵌合状態を示す説明図である。
【図５】本発明の油井管用ネジ継手をチュービングに適
用した１実施例のネジ形状を示す説明図である。
用した１実施例のネジ形状を示す説明図である。
【図６】本発明の油井管用ネジ継手をチュービングに適
用した１実施例のネジ継手形状を示す説明図である。
用した１実施例のネジ継手形状を示す説明図である。
【図７】ＡＰＩ規格のラウンドネジの構造を示す説明図
である。
である。
【図８】ＡＰＩ規格のバットレスネジの構造を示す説明
図である。
図である。
【図９】ＡＰＩ規格のバットレスネジの嵌合状態を示す
説明図である。
説明図である。
【図１０】ＡＰＩ規格のバットレスネジの嵌合状態にお
ける各部の接触圧力の変化を示すグラフ図である。
ける各部の接触圧力の変化を示すグラフ図である。
Ｒ ピッチライン Ｗｔ ネジ幅 Ｈｔ ネジ山高さ θ１ ロードフランク角 θ２ スタッビングフランク角
Claims (1)
- 【請求項１】 ロードフランク角θ１が下記（１）、
（２）および（３）の条件を満足し、ネジ部に最小で外
径の０．２５％以上で、かつ最大で外径の０．８％以下
の締め代Δｄを与えるように締め込んだとき、台形ネジ
の両側の斜面が同時に接触する形状を備え、前記台形ネ
ジの山と谷とで形成される隙間を０．２mm以下となるよ
うにするとともに、ネジ幅およびネジ山高さの寸法公差
が下記（４）および（５）の条件を満足することを特徴
とする油井管用ネジ継手。 （１）ｔ（管体肉厚）／Ｄ（管体外径）≦９％のとき、 −３°≦θ１≦３° （２）９％＜ｔ（管体肉厚）／Ｄ（管体外径）≦１４％
のとき、 −３°≦θ１≦０° （３）１４％＜ｔ（管体肉厚）／Ｄ（管体外径）のと
き、 −１０°≦θ１＜０° （４）θ１＋θ２≦２０°のとき、 ネジ幅（Ｗｔ）の公差＝±０．０１５mm ネジ山高さ（Ｈｔ）の公差＝±０．０１５mm （５）θ１＋θ２＞２０°のとき、 ネジ幅（Ｗｔ）の公差＝±０．０２５mm ネジ山高さ（Ｈｔ）の公差＝±０．０２５mm
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10080098A JP3700108B2 (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 油井管用ネジ継手 |
| CN99800538A CN1118656C (zh) | 1998-04-13 | 1999-04-12 | 用于油井管的螺纹连接件 |
| US09/445,536 US6174000B1 (en) | 1998-04-13 | 1999-04-12 | Screw joint for oil well piping |
| CA002293795A CA2293795C (en) | 1998-04-13 | 1999-04-12 | Screw joint for oil well piping |
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|---|---|---|---|
| JP10080098A JP3700108B2 (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 油井管用ネジ継手 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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| US7494159B2 (en) | 2004-08-27 | 2009-02-24 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Threaded joint for steel pipes |
| WO2011040262A1 (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-07 | 住友金属工業株式会社 | 鋼管用ねじ継手 |
| JP4939688B2 (ja) * | 1998-09-07 | 2012-05-30 | バローレック・マネスマン・オイル・アンド・ガス・フランス | 高い組立トルクでの２つの金属管のためのネジ接続 |
| CN103696704A (zh) * | 2013-11-19 | 2014-04-02 | 山西环界石油钻具制造股份有限公司 | 双齿型气密封螺纹 |
| JP2017503126A (ja) * | 2013-12-16 | 2017-01-26 | マルベニ−イトウチュウ チューブラーズ アメリカ インコーポレイテッドＭａｒｕｂｅｎｉ−Ｉｔｏｃｈｕ Ｔｕｂｕｌａｒｓ Ａｍｅｒｉｃａ Ｉｎｃ． | ねじ接続部 |
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| US6764108B2 (en) * | 1999-12-03 | 2004-07-20 | Siderca S.A.I.C. | Assembly of hollow torque transmitting sucker rods |
| FR2807138B1 (fr) * | 2000-03-31 | 2002-05-17 | Vallourec Mannesmann Oil & Gas | Element filete tubulaire pour joint filete tubulaire resistant a la fatigue et joint filete tubulaire resultant |
| US6447025B1 (en) * | 2000-05-12 | 2002-09-10 | Grant Prideco, L.P. | Oilfield tubular connection |
| US20040005555A1 (en) * | 2000-08-31 | 2004-01-08 | Rothman Richard E. | Molecular diagnosis of bactermia |
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| US6976711B2 (en) * | 2002-04-19 | 2005-12-20 | Hydril Company Lp | Threaded connection especially for radially plastically expandable conduit |
| FR2855236A1 (fr) * | 2003-05-22 | 2004-11-26 | Siderca Sa Ind & Com | Assemblage a haute resistance a la fatigue applicable par exemple aux tiges de pompage |
| US7431347B2 (en) * | 2003-09-24 | 2008-10-07 | Siderca S.A.I.C. | Hollow sucker rod connection with second torque shoulder |
| FR2875888B1 (fr) * | 2004-09-24 | 2006-12-01 | Saint Gobain Pam Sa | Garniture d'etancheite et assemblage correspondant |
| EP2134997B1 (en) * | 2007-03-28 | 2012-05-16 | Tenaris Connections Aktiengesellschaft | Super high torque dope-free threaded joint |
| CN101614307B (zh) * | 2008-06-27 | 2012-10-24 | 上海泛华紧固系统有限公司 | 密封管道外螺纹的制造方法、装置及其产品 |
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| WO2019210021A1 (en) | 2018-04-25 | 2019-10-31 | Hydril Company | Wedge thread connection for tubular goods |
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- 1998-04-13 JP JP10080098A patent/JP3700108B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-04-12 CA CA002293795A patent/CA2293795C/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-12 WO PCT/JP1999/001920 patent/WO1999053232A1/ja active Application Filing
- 1999-04-12 CN CN99800538A patent/CN1118656C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-12 ID IDW991590A patent/ID24825A/id unknown
- 1999-04-12 US US09/445,536 patent/US6174000B1/en not_active Expired - Lifetime
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