JPS58110793A - Joint of drill pipe tool - Google Patents
Joint of drill pipe toolInfo
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- JPS58110793A JPS58110793A JP57221716A JP22171682A JPS58110793A JP S58110793 A JPS58110793 A JP S58110793A JP 57221716 A JP57221716 A JP 57221716A JP 22171682 A JP22171682 A JP 22171682A JP S58110793 A JPS58110793 A JP S58110793A
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
- E21B17/042—Threaded
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアースポーリングドリルパイプに係り、一層詳
細には、ドリルパイプの部分を相互に連結するための工
具継手に係る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to earth-poling drill pipes, and more particularly to tool joints for interconnecting sections of drill pipes.
油井及びガス井のような深い井はドリルパイプのストリ
ングにより回転される回転ドリルビットにより掘削され
る。ドリルパイプはそれぞれ約30フイート(9−)の
長さの個々の部材を互いに連結することにより完成され
る。各部材は工具継手と呼ばれるねじ結合部により互い
に連結される。Deep wells, such as oil and gas wells, are drilled with rotating drill bits that are rotated by strings of drill pipe. The drill pipe is completed by connecting together individual pieces, each approximately 30 feet (9-) long. Each member is connected to each other by a threaded joint called a tool joint.
工具継手がドリリング中に通常受けるトルクに耐えなけ
ればならず、またドリルパイプの中を下方に圧送されて
いるドリリング流体が継手から漏出するのを防止するた
めのシーリングの機能をも有していなければならない。The tool fitting must withstand the torques normally experienced during drilling and must also provide a sealing function to prevent drilling fluid being pumped down the drill pipe from leaking out of the fitting. Must be.
ドリリング流体は侵食性を有するので、その工具継手か
らの漏出は摩耗の原因となり、早期故障を招く。Because drilling fluids are aggressive, their leakage from tool joints causes wear and premature failure.
工具継手はビン部材及びボックス部材から構成されてい
る。ビン部材は外ねじ及び外側環状連結肩部を有する。The tool joint is composed of a bottle member and a box member. The bin member has external threads and an external annular connecting shoulder.
ボックス部材は内ねじと連結肩部に当接する面またはリ
ムとを有する。従来のドリルパイプには、ビンの当接面
により接触されるべき内側肩部がボックス部材内に設け
られている。The box member has internal threads and a surface or rim that abuts the connecting shoulder. Conventional drill pipes are provided with an inner shoulder within the box member that is to be contacted by the abutment surface of the bin.
工具継手部材が連結される時、ボックス端面とビン連結
肩部との間に降伏強さの約1/2の圧力を生ずるような
トルクが作用する。When the tool joint members are connected, a torque is exerted between the box end face and the bottle connection shoulder to create a pressure of approximately 1/2 the yield strength.
ドリリング中に例えばビットまたはパイプが動きにくく
なったために追加トルクを受けると、ビン及びボックス
にその降伏強さを越えるような力が加わる可能性がある
。従って、大きなトルクに耐える能力、好ましくはドリ
ルパイプ自体よりも大きなトルクに耐える能力を有する
工具継手を用いることが非常に重要である。If additional torque is applied during drilling, for example due to a bit or pipe becoming stuck, the bins and boxes can be subjected to forces that exceed their yield strength. Therefore, it is very important to use a tool joint that has the ability to withstand large torques, preferably greater than the drill pipe itself.
本発明によれば、ビンまたはボックスの厚みを増重こと
なく鋼を更に硬化させることなく降伏強さを実質的に高
めた工具継手が得られる。ボックスにはそのねじの下側
に内側肩部が設けられている。ビンはその先端に、ボッ
クス内の内側肩部と当接する面を有する。ビン及びボッ
クスの寸法は、手で締められた時にボックス端面がビン
の外側肩部と接触するように計算されている。しかし、
ビン端面とボックスの内側肩部との闇には間隙が存在す
る。工具継手がその正常な連結トルクを生ずる状態まで
完全に連結された時、ボックス端面は工具継手の降伏強
さの約1/2の正常な圧力を生ずる状態でビンの外側肩
部に当接する。ピン端面は正常な連結トルクに於てボッ
クスの内側肩部に小さな圧力した与えず、または全く圧
力を与えない。The present invention provides a tool joint with substantially increased yield strength without increasing the thickness of the bottle or box and without further hardening the steel. The box is provided with an inside shoulder on the underside of the screw. The bottle has a surface at its tip that abuts an inside shoulder within the box. The dimensions of the bottle and box are calculated so that the box end faces contact the outside shoulder of the bottle when hand-tightened. but,
There is a gap between the end of the bottle and the inside shoulder of the box. When the tool joint is fully connected to its normal connection torque, the box end faces will abut the outside shoulder of the bin with a normal pressure of approximately 1/2 the yield strength of the tool joint. The pin end face exerts little or no pressure on the inside shoulder of the box under normal connection torque.
ドリリング動作中に、もし追加トルクを受ければ、工具
継手は更に締まり、ビン端面をボックスの内側肩部に当
接させる。ボックスの沈み大部分及びビンの根元部分が
それらの降伏強さに到達する時点とほぼ同一かつそれ以
後でない時点でビンの先端部分がその降伏強ぎに到達す
るように選定されている。内側連結肩部は工具継手を引
離すのに必要なトルクの大きさを増す。During the drilling operation, if additional torque is applied, the tool joint tightens further, forcing the end of the bin against the inside shoulder of the box. The top portion of the bottle is selected to reach its yield strength at about the same time and no later than the point at which the sinking bulk of the box and the root portion of the bottle reach their yield strength. The inner connecting shoulder increases the amount of torque required to pull the tool joint apart.
以下、図面により本発明の詳細な説明する。−図面には
、下側ドリルパイプ部分13内に取付けられた上側ドリ
ルパイプ部材11が示されている。ドリルパイプ部材1
1及び13の端部は、互いに連結された状態で、工具継
手を構成する。ビン15は上側ドリルパイプ部材11の
下端及び下側ドリルパイプ部分13の下端(図示せず)
に形成されている。ビン15は外側環状連結肩部17を
有する。逃げ満19が外側肩部17の内側円周しに設け
られている。根元部分21は外側肩部17から下りに延
びている。外側肩部21は円筒状であり、ねじは切られ
ていない。再加工時に連結肩部17から除去された金属
の量を測定するのに用いるため、連結肩部17から下方
に短い間隔をおいてベンチマーク肩部23が形成されて
いる。Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings. - the drawing shows an upper drill pipe member 11 installed in a lower drill pipe section 13; Drill pipe member 1
The ends of 1 and 13 are connected to each other to form a tool joint. The bin 15 is located at the lower end of the upper drill pipe member 11 and the lower end of the lower drill pipe section 13 (not shown).
is formed. Bin 15 has an outer annular connecting shoulder 17 . A relief 19 is provided around the inner circumference of the outer shoulder 17. Root portion 21 extends downwardly from outer shoulder 17. The outer shoulder 21 is cylindrical and unthreaded. A benchmark shoulder 23 is formed at a short distance downwardly from the connecting shoulder 17 for use in measuring the amount of metal removed from the connecting shoulder 17 during rework.
−組のねじ25が根元部分21の下側のビン15−ヒに
形成されている。ねじ25はテーパ付であり、円筒状先
端部分27に終端している。先端部分27は、上側ドリ
ルパイプ部材11の軸線に対して重重な平面内に位1す
る円形リムである而29で終端している。- A set of screws 25 is formed in the pin 15-hi on the underside of the root portion 21. Thread 25 is tapered and terminates in a cylindrical tip portion 27. The tip portion 27 terminates in a circular rim 29 lying in a plane superimposed on the axis of the upper drill pipe member 11 .
下側ドリルパイプ部分13の上端は、上側ドリルパイプ
部材11の上端(図示せず)と同様に、ボックス31と
して形成されている。ボックス31はビン15を受入れ
、また上端にリムまたは面33を含んでいる。面33は
下側ドリルパイプ部分13の軸線に対して垂直な平面内
に位置する円形で平らな面である。而33はビン15の
外側肩部17と当接する。ボックス31の内孔は、ベン
チマークとして用いるため面33の下側に短い距離を於
て形成された上向きの肩部35を含んでいる。ベンチマ
ーク35は、再加]−中に面33から除去された金属の
量を使用者が知り得るようにする役割をする。The upper end of the lower drill pipe section 13 is formed as a box 31, similar to the upper end of the upper drill pipe member 11 (not shown). Box 31 receives bin 15 and also includes a rim or surface 33 at the top end. Surface 33 is a circular, flat surface located in a plane perpendicular to the axis of lower drill pipe section 13. 33 abuts the outer shoulder 17 of the bottle 15. The bore of box 31 includes an upwardly directed shoulder 35 formed a short distance below surface 33 for use as a benchmark. Benchmark 35 serves to enable the user to know the amount of metal removed from surface 33 during re-addition.
円筒状の沈み大部分37がベンチマーク35のすぐ下に
位置している。沈み大部分37は根元部分21とほば同
一の長さだけ延び”でいるが、根元部分21の内径より
し大きい内径を有する。その結果、根元部分21と沈み
大部分37との間に環状のキャビティが生じている。−
組の内ねじ39が沈み大部分37の下側に位置している
。ねじ39はテーパ付Cあり、ねじ25と噛合うように
形成されている。A cylindrical sunken mass 37 is located just below the benchmark 35. The sunken major portion 37 extends approximately the same length as the root portion 21, but has an inner diameter that is greater than the inside diameter of the root portion 21. As a result, an annular shape exists between the root portion 21 and the sunken major portion 37. A cavity is formed.−
A set of internal threads 39 are located on the underside of the recessed major portion 37. The screw 39 has a tapered C and is formed to mesh with the screw 25.
ボックス31はねじ39の下側に位置づる円筒状の根元
部分41を有する。根元部分41は、L向きの環状内側
肩部43に終端している。内側胸部43は下側ドリルバ
イブ部分13の軸線に対して型内なS17面内に位賀し
ており、ビン端面29により当接されるべく構成されて
いる。逃げ溝45は内側肩部43と根元部分41との交
わりに形成されている。内側肩部43の下側のボックス
31の軸線方向通路47はビン15の軸線方向通路49
の直径に等しい直径を有する。凹んだ環状範囲51が沈
み大部分37の外側側壁に形成されている。The box 31 has a cylindrical root portion 41 located below the screw 39. The root portion 41 terminates in an L-oriented annular inner shoulder 43 . The inner chest 43 is positioned in the S17 plane within the mold with respect to the axis of the lower drill vibe portion 13, and is configured to be abutted by the bottle end surface 29. The relief groove 45 is formed at the intersection of the inner shoulder portion 43 and the root portion 41. The axial passage 47 of the box 31 below the inner shoulder 43 is connected to the axial passage 49 of the bin 15.
has a diameter equal to the diameter of A recessed annular area 51 is formed on the outer side wall of the sunken mass 37.
凹んだ範囲51はねじ39を含む部分の外径よりもわず
かに小さい直径を有する。The recessed area 51 has a diameter slightly smaller than the outer diameter of the part containing the screw 39.
ボックス31及びビン15は、外側肩部17からビン端
面29までの距離をボックス端面33から内側肩部43
までの距離よりも少し短くするように寸法を選定されて
いる。また、ボックス31及びビン15は、二つの部材
11及び13がレンチまたは工具を使用せずに手でしつ
かり連結された時にビン端面29と内側肩部43との間
に間隙が存在するように寸法を選定されている。手で締
めた時には、ビン端面33と外側肩部17との間に圧力
は存在しないが、それらは互いに接触している。The box 31 and the bottle 15 are arranged such that the distance from the outer shoulder 17 to the bottle end surface 29 is from the box end surface 33 to the inner shoulder 43.
The dimensions are selected so that it is slightly shorter than the distance from The box 31 and the bin 15 are also arranged such that a gap exists between the bin end face 29 and the inner shoulder 43 when the two members 11 and 13 are connected by hand and without the use of a wrench or tool. The dimensions have been selected. When hand-tight, there is no pressure between the bottle end face 33 and the outer shoulder 17, but they are in contact with each other.
作動中、ドリルバイブ部材11及び13はビン根元部分
21及びボックス沈み大部分37の降伏強さの約2/1
に等しい圧力を生ずるようなトルクで連結されている。During operation, the drill vibe members 11 and 13 have a yield strength of approximately 2/1 of the yield strength of the bottle root portion 21 and the box submerged portion 37.
are connected with a torque that produces a pressure equal to .
降伏強さはビン根元部分21またはボックス沈み大部分
37永久変形を生ずるような圧力(圧縮力もしくは引張
力)である。Yield strength is the pressure (compressive or tensile) that causes permanent deformation of the bottle root portion 21 or box major portion 37.
トルクが与えられるにつれて、沈み大部分37は縮み、
ビン根元部分21は伸び、その結果ビン端(2)29は
下方に進む。連結に必要なトルクを与えられた状態で、
ビン端面29は内側肩部43に対してごく僅かな間隔を
おいているか、それと接触しているかの何れかである。As torque is applied, the large portion 37 sinks and contracts;
The bottle root portion 21 is elongated so that the bottle end (2) 29 advances downwards. With the necessary torque applied to the connection,
The bin end surface 29 is either at a very small distance from or in contact with the inner shoulder 43.
しかし内側肩部43における圧力は外側肩部47に於(
)る圧力よりも小さい。However, the pressure at the inner shoulder 43 is lowered by the pressure at the outer shoulder 47 (
) is smaller than the pressure.
次いで、ドリルパーイブ部材は■の中に下げられ、ドリ
リングのために回転される。l−リリング中、もしドリ
ルストリングの下端のドリルビットまたは構造の動きが
重くなれば、継手は追加トルクをうける。この追加トル
クにより沈み大部分37が一層縮み、ビン根元部分21
が一層伸びるので、ビン端面29が内側肩部43に押付
けられきつく当接する。理想的には、ビン根元部分21
およびボックス沈み大部分37の累積降伏強さが到達さ
れる時点とほぼ同一の時点またはそれよりも遅くない時
点で先端部分27の降伏強さが到達されるようにiJ法
選定が行なわれてい条。ビン端面29により内側肩部4
3に加えられる追加圧力は工具継手を降伏させるのに必
要なトルクの大きさを1しく増す。The drill perve member is then lowered into the hole and rotated for drilling. During l-rilling, if the movement of the drill bit or structure at the lower end of the drill string is heavy, the joint is subjected to additional torque. Due to this additional torque, the sinking major portion 37 further shrinks, and the bottle root portion 21
is further stretched, so that the bottle end face 29 is pressed against the inner shoulder 43 and comes into tight contact. Ideally, the bottle base 21
The iJ method selection is performed so that the yield strength of the tip portion 27 is reached at approximately the same time as the cumulative yield strength of the box sinking bulk portion 37, or at a time no later than that. . The inner shoulder 4 is formed by the bottle end face 29.
The additional pressure applied at 3 increases the amount of torque required to yield the tool joint.
根元部分21、沈み大部分37及び先端部分27はイの
際にビン端面29が内側肩部43に及ぼす圧力を越える
圧力でボックス端面33を外側肩部17にきつく押付け
るためのばね手段としての役割をプる。これらの部材の
長さは、もしドリリング中に追加トルクを受けるならば
、これらの部◆Δの変形を許すのに十分なばね作用を生
じ、その結果ビン端面29を内側肩部43に当接させる
ように選定されている。これらの寸法がどのように決定
されるかを説明するため、A、P、1.(As+eri
can Petroleum l n5titut
e)標準の32/1インチ(8,89c+n)1.F、
工具継手の変更の実例を説明する。まず、孔47及び4
9はこのサイズの工員継手に対する標準直径の孔であり
、この寸法は6.82CIIlである。ドリルバイブ2
1の外径は、その最後に係合するビンねじにおける標準
工具継手便の最小外径である9、36CIに選定される
。根元部分21の最小厚みは、ビン15が従来公、知の
ビンの根元部分よりも低い強陳を右さないごとを保証す
るように選定されている。The root portion 21, the sunken major portion 37, and the tip portion 27 serve as spring means for pressing the box end face 33 tightly against the outer shoulder 17 with a pressure that exceeds the pressure exerted by the bottle end face 29 on the inner shoulder 43 during a. Play a role. The length of these members is such that, if subjected to additional torque during drilling, there is sufficient spring action to allow deformation of these parts ◆Δ, so that the bin end face 29 abuts the inner shoulder 43. It has been selected to To explain how these dimensions are determined, A, P, 1. (As+eri
can Petroleum l n5titut
e) Standard 32/1 inch (8,89c+n)1. F,
An example of changing a tool joint will be explained. First, holes 47 and 4
9 is a standard diameter hole for a factory fitting of this size, this dimension being 6.82 CIIl. drill vibe 2
The outside diameter of 1 is selected to be 9.36 CI, which is the minimum outside diameter of a standard tool joint in its last engaged pin thread. The minimum thickness of the root portion 21 is selected to ensure that the bottle 15 does not have a lower profile than the root portions of conventionally known bottles.
根元部分21の断面積は31.5619とgl輝される
。The cross-sectional area of the root portion 21 is 31.5619.
沈み大部分37がビン根元部分21よりも実質的に早い
時期に損傷しないことを保証するため、沈み大部分37
の断面積は根元部分21の断面積と実質的に同一に選定
されている。このことを達成するため、好ましい実施例
では、沈み穴のIIJ径は工具継手ボックスの標準沈み
穴直径により決定されている。次に、凹んだ範囲51の
外径が、沈み大部分37の断面積をビン根元部分21の
断面積と実質的に同一にするように計算される。凹んだ
範囲51は、沈み大部分37の外径の摩耗を防1Fする
役割をする。(さもなければ断面積は設計1の必要値以
下に減するであろう。)もし設計上の必要値以下に減ぜ
られれば、沈み大部分37は根元部分21よりも早い時
点で損傷するであろう。To ensure that the sunken mass 37 is not damaged substantially earlier than the bottle root portion 21, the sunken mass 37
The cross-sectional area of is selected to be substantially the same as that of the root portion 21. To accomplish this, in the preferred embodiment, the IIJ diameter of the sinkhole is determined by the standard sinkhole diameter of the tool coupling box. The outer diameter of the recessed area 51 is then calculated such that the cross-sectional area of the recessed bulk 37 is substantially the same as the cross-sectional area of the bottle root portion 21. The recessed area 51 serves to prevent the outer diameter of the recessed portion 37 from being worn 1F. (Otherwise, the cross-sectional area would be reduced below the design requirement.) If reduced below the design requirement, the sunken mass 37 would fail at an earlier point than the root section 21. Probably.
好ましい実施例では、凹んだ範囲51の外径は12.2
2cmである。好ましい実施例では、その内径は10.
35cmに選定されており、その結果断面積は33.1
101’になる。ビン根元部分21の断面積と沈み大部
分37の断面積との差は1.55 [Qであり、約5%
の差である。In the preferred embodiment, the outer diameter of the recessed area 51 is 12.2
It is 2cm. In a preferred embodiment, the inner diameter is 10.
35cm, resulting in a cross-sectional area of 33.1
It becomes 101'. The difference between the cross-sectional area of the bottle root portion 21 and the cross-sectional area of the sinking portion 37 is 1.55 [Q, approximately 5%.
This is the difference.
次に、沈み大部分37の長さが選定される。この長さは
トルクを与えられた時に必要な変形を生ずるのに十分な
長さでなければならない。好ましい実施例では、沈み大
部分37の長さは2イーンチ(5,08CI)に選定さ
れた。根元部分21の長さはねじの係合のためにそれよ
りも少し長く、5゜56c+++に選定された。Next, the length of the sinking bulk 37 is selected. This length must be long enough to produce the necessary deformation when torqued. In the preferred embodiment, the length of the sunken majority 37 was chosen to be 2 inches (5.08 CI). The length of the root portion 21 was selected to be slightly longer, 5°56c+++, for threaded engagement.
次に、降伏強さにおける変位の大きさが、この工具継手
に用いられている鋼の降伏強さをヤング率で割ることに
より決定される。この値は8,274/ 1 、971
、970=0.004c+Il/1cmである。即ち
、この形式の鋼材は8.274barの応力を与えられ
ると、部材の長さの1cm当り0゜004 cmの変形
(圧縮もしくは伸長)をする。The magnitude of the displacement in yield strength is then determined by dividing the yield strength of the steel used in this tool joint by Young's modulus. This value is 8,274/1,971
, 970=0.004c+Il/1cm. That is, when this type of steel material is subjected to a stress of 8.274 bar, it deforms (compresses or stretches) by 0°004 cm per cm of the length of the member.
連結中、沈み大部分37は縮み、また根元部分21は伸
びる。降伏強さの1/2即ち4.147barの圧力を
生ずるトルクに於て、5゜56cmに0 、 OO4c
l/1 cmを掛け、且2で割って、0゜011125
cmとなる。沈み大部分37は、その長さ2インチ(5
,08cm+n)に0.004cm/ICll1を掛け
、且2で割り、根元部分21の断面積対沈み大部分37
の断面積の比を掛けた伯に等しい大きさだけ縮む。その
結果、降伏強さの1/2における合計変形は0.009
67cmとなる。従って、降伏強さの1/2におけるビ
ン端面29の合計相対運動ハ0.011125cm+及
ヒ0.00967c++または0.02079co++
7)和テアル。II伏強さの3/4における変形は0.
03119cmであり、降伏強さにおける変形は0.0
416’Ocw+である。During connection, the sinking major portion 37 contracts and the root portion 21 expands. 0, OO4c at 5°56 cm at a torque that produces a pressure of 1/2 of the yield strength or 4.147 bar.
Multiply by l/1 cm and divide by 2, 0°011125
cm. The sinking portion 37 is 2 inches long (5
, 08cm+n) by 0.004cm/ICll1 and divided by 2 to calculate the cross-sectional area of the root portion 21 vs. most of the sinking portion 37
It shrinks by an amount equal to the ratio of the cross-sectional areas. As a result, the total deformation at 1/2 of the yield strength is 0.009
It will be 67cm. Therefore, the total relative motion of the bottle end face 29 at 1/2 of the yield strength is 0.011125 cm+ and 0.00967c++ or 0.02079co++
7) Japanese teal. II Deformation at 3/4 of yield strength is 0.
03119 cm, and the deformation at yield strength is 0.0
416'Ocw+.
先端部分27の長さは、ビン根元部分21及び沈み大部
分37と同時にまたはそれよりも少し早い時点ぐ先端部
分を降伏強さに到達させるように選定される。先端部分
の長さを必要以上に長くするのを避けるため、降伏強さ
の3/4に於てビン端面29が最初に内側肩部43に接
触するという規範が選ばれた。この点で、ビン根元部分
21及び沈み大部分37はビン端面29を下方に0.0
3119CIlI動かしている。降伏強さに達するには
、ビン根元部分21及び沈み大部分23は0.0103
80−の追加変形をしなければならない。この変形によ
り先端部分27は0.’01’038cm縮む。The length of the tip section 27 is selected to cause the tip section to reach yield strength at the same time as, or slightly earlier than, the bottle root section 21 and the sunken mass 37. To avoid making the length of the tip part longer than necessary, a norm was chosen in which the bottle end face 29 initially contacts the inner shoulder 43 at 3/4 of the yield strength. At this point, the bottle root portion 21 and the sunken major portion 37 are 0.00 mm below the bottle end surface 29.
3119CIlI is running. To reach the yield strength, the bottle root portion 21 and the sunken portion 23 are 0.0103
80- additional transformations must be made. Due to this deformation, the tip portion 27 becomes 0. '01' Shrinks 038cm.
先端部分27の長さは、0.’01’038c−縮んだ
時に降伏強さに達するように選定されている。前記のよ
うに、この形式の鋼の変形は降伏強さ対ヤング率または
O,’004cm/1cmの割合で生ずる。The length of the tip portion 27 is 0. '01'038c - Selected to reach yield strength when compressed. As mentioned above, deformation of this type of steel occurs at a ratio of yield strength to Young's modulus or O,'004 cm/1 cm.
ビン根元部分21及び沈み大部分37と同時に先端部分
29が降伏強さに達するために必要とされる縮みは約0
.01016cmであるから、先端部分27の長さは2
.54C11でなければならない。The shrinkage required for the tip portion 29 to reach the yield strength at the same time as the bottle root portion 21 and the sinking bulk portion 37 is approximately 0.
.. 01016 cm, the length of the tip portion 27 is 2
.. Must be 54C11.
先端部分27の外径に対して、ねじ25及び39はそれ
らの強さを減することなく出来る限り切頭された。選定
された長さは約6.0325cmである。これらのねじ
の切頭端における最小外径よりも少し小さい直径が先端
部分27の外径、好ましい実施例では8.097cm、
として選定された。For the outer diameter of tip section 27, screws 25 and 39 were truncated as much as possible without reducing their strength. The selected length is approximately 6.0325 cm. The outer diameter of the tip portion 27 is slightly less than the smallest outer diameter at the truncated ends of these screws, which in the preferred embodiment is 8.097 cm;
was selected as.
次に決定すべき寸法は内側肩部43の位置である。設翳
1規範は、外側肩部17で降伏強さの1/2の圧力を生
ずる全連結トルクに於て、ビン端面29が内側肩部43
に(圧力を及ぼ寸としても)僅かな圧力を及ぼすように
することである。ビン端面29は全連結トルク及び降伏
強さの1/2の圧力に於て下方に0.02080cm動
くように先に決定された。手で締めた際のビン端面29
と内側肩部43との間の0.030cmの間隙は全連結
トルクに於てビン根元部分21及び沈み大部分37の変
形による0、02080cmの動きのために約0.01
01cn+に減することになる。外側肩部I7に降伏強
さの3/4までの圧力を作用させる追加トルクが加わる
と、ビン根元部分21及び沈み大部分37は0.010
38cmの追加変形を生ずる。それにより降伏強さの3
/4の圧力に於てビン端面29は最初に内側肩部43と
接触することになる。降伏強さの3/4乃至1倍の圧力
を生fる追加トルクは、もし拘束されなければ、ビン端
面29を下方に追加的に0.01038cm動かす。し
かし、ビン端面29が降伏強さの3/4に於て内側肩部
43と接触しているので、先端部分27は0.0103
8c−縮むことになる。これは降伏強さに於て先端部分
27が受ける変形の大きさである。従って、先端部分2
7はビン根元部分21及び沈み大部分37と同時に降伏
強さに到達する。The next dimension to be determined is the position of the inner shoulder 43. In the configuration 1 standard, at the full coupling torque that produces a pressure of 1/2 of the yield strength at the outer shoulder 17, the bottle end face 29 is attached to the inner shoulder 43.
The idea is to apply a small amount of pressure (if any at all) to the object. The bin end face 29 was previously determined to move downward 0.02080 cm at full connection torque and a pressure of 1/2 yield strength. Bottle end face 29 when tightened by hand
The 0.030 cm gap between the inner shoulder 43 and the inner shoulder 43 is approximately 0.01 cm due to the 0.02080 cm movement due to deformation of the bottle root portion 21 and the sinking portion 37 at full coupling torque.
It will be reduced to 01cn+. When an additional torque is applied that exerts a pressure on the outer shoulder I7 to 3/4 of the yield strength, the bottle root portion 21 and the sunken major portion 37 become 0.010.
This results in an additional deformation of 38 cm. This results in a yield strength of 3
At a pressure of /4, the bottle end face 29 will first contact the inner shoulder 43. The additional torque that creates a pressure of 3/4 to 1 times the yield strength, if unconstrained, would move the bin end face 29 downward an additional 0.01038 cm. However, since the bottle end face 29 is in contact with the inner shoulder 43 at 3/4 of the yield strength, the tip portion 27 is 0.0103
8c- It will shrink. This is the amount of deformation experienced by tip portion 27 at yield strength. Therefore, the tip part 2
7 reaches the yield strength at the same time as the bottle root portion 21 and the sunken major portion 37.
手で締める際にビン端面29と内側肩部43との間に0
.030cmの所望の間隙を得るため、ボックス端面3
3から内側肩部43までの距離はビン外側肩部17から
ビン端面29までの距離よりも0.030cm+大きい
距離即ち14.584cmに選定されている。これが理
想的な寸法であるが、これらの1法に対する実際上の製
造防容差は14゜554及び14.584cmの合31
寸法からプラス0及びマイナス0.0127cmである
。その結果、手で締める際のビン端面29と内側肩部4
3との間の間隙が最小顧0.0177cmと理想的な最
大値0.030cmとの間となる。もし工具継手が理想
的な間隙ではなく最小間隙を有するならば、先端部分2
7はビン根元部分21または沈み大部分37が降伏する
以前に降伏することになる。また、全連結トルクに於て
、ビン端面29は内側肩部43にある圧縮力を及ぼす。When tightening by hand, there is no tension between the bottle end surface 29 and the inner shoulder 43.
.. To obtain the desired gap of 0.30 cm, the box end face 3
3 to the inner shoulder 43 is selected to be 0.030 cm + greater distance than the distance from the bottle outer shoulder 17 to the bottle end surface 29, that is, 14.584 cm. Although this is the ideal dimension, the actual manufacturing tolerance difference for one of these methods is 14°554 cm and 14.584 cm, totaling 31 cm.
The dimensions are plus 0 and minus 0.0127 cm. As a result, when tightening by hand, the bottle end face 29 and the inner shoulder 4
3 is between the minimum value of 0.0177 cm and the ideal maximum value of 0.030 cm. If the tool joint has a minimum clearance rather than an ideal clearance, the tip section 2
7 yields before the bottle root portion 21 or the sinking major portion 37 yields. Also, at full coupling torque, the bin end face 29 exerts a compressive force on the inner shoulder 43.
その理由は、手で締めた際から降伏強さの17/2の圧
力が作用するまでの0.02080cnの合計変形のた
めに、手で締めた際の0.0177cmの最小間隙が先
端部分27を0.00254c+n縮ませるからである
。0゜00254ciの変形は降伏強さ3/4の圧りで
先端部分27に生じ、他方ビン根元部分21及び沈み大
部分37は降伏強さの17′2の圧力にある。The reason is that the minimum gap of 0.0177cm when hand-tightened is due to the total deformation of 0.02080cn from hand-tightening until a pressure of 17/2 of the yield strength is applied. This is because it reduces by 0.00254c+n. A deformation of 0 DEG 00254 ci occurs in the tip section 27 at a pressure of 3/4 of the yield strength, while the bottle root section 21 and the sunken mass 37 are at a pressure of 17'2 of the yield strength.
先端部分27は0.0101cmの縮みに於てその降伏
強さに達する。ビン根元部分21及び沈み大部分37の
トルクが降伏強さの1/2がら3/4に増大すると、こ
れらの部材は0.01038ciの変形をする。従って
、先端部分27は根元部分21及び沈み大部分37が降
伏強さの3/4に達づる以前に降伏強さに達する。それ
により先端部分27にクランキングを生じ得るが、これ
は根元部分21または沈み大部分37にクランキングが
生じる場合に比べて有害でない。先端部分27のクラン
キングはドリルストリン−グの分離を惹起しく【い。先
端部分27が降伏する点まで及びこの点を越えると、先
端部分は追加トルクに耐える能力を有さない。The tip portion 27 reaches its yield strength at a contraction of 0.0101 cm. When the torque on the bottle root portion 21 and the sink portion 37 increases from 1/2 to 3/4 of the yield strength, these members deform by 0.01038 ci. Therefore, the tip portion 27 reaches its yield strength before the root portion 21 and the sunken major portion 37 reach 3/4 of the yield strength. Although this may result in cranking of the tip portion 27, this is less detrimental than if cranking were to occur in the root portion 21 or in the sinking mass 37. Cranking the tip portion 27 may cause separation of the drill string. Up to and beyond the point where tip section 27 yields, it has no ability to withstand additional torque.
標準的計算を通じて、理想的寸法に於て上記のI g継
手のビン根元部分21または沈み大部分37を降伏させ
るトルクは12.7フイートボンド(,175、5kg
・cab)である。それに比べて、12.7cmの外径
及び6.826c+eの内径を有する従来通常の工具継
手は降伏強さで762.73N・C1lの追加トルクに
耐える能力しが有さない。工具継手を降伏させるのに必
飲なトルクのこの増大は、ドリリング中にドリルストリ
ングが分離する機会を更に減する。I M継手の強さの
増大は、金属の厚みを増したり鋼の強さを高めたりする
心数なしに実現される。Through standard calculations, the torque to yield the bottle root portion 21 or sinking portion 37 of the above Ig joint at ideal dimensions is 12.7 ft.
・cab). In comparison, a conventional conventional tool joint with an outer diameter of 12.7 cm and an inner diameter of 6.826 c+e does not have the ability to withstand an additional torque of 762.73 N·Cl at yield strength. This increase in the torque required to yield the tool joint further reduces the chance of drill string separation during drilling. The increased strength of the IM joint is achieved without increasing the thickness of the metal or increasing the strength of the steel.
本発明をその一つの実施例について説明してきたが、本
発明の範囲内で種々の変形が可能であることは当業者に
明らかであろう。Although the invention has been described in terms of one embodiment thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made within the scope of the invention.
面図である。It is a front view.
11・・・上側ドリルパイプ部材、13・・・下側ドリ
ルパイプ部分、15・・・ビン、17・・・外側肩部、
19・・・逃げ溝、21・・・根元部分、23・・・ベ
ンチマーク肩部、25・・・ねじ、27・・・先端部分
、29・・・ビン端面、31・・・ボックス、33・・
・ボックス端面、35・・・ベンチマーク、37・・・
沈み大部分、39・・・内ねし、41・・・根元部分、
43・・・内側肩部、45・・・逃げ溝、47.49・
・・軸線方向通路、51・・・凹み範囲DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Upper drill pipe member, 13... Lower drill pipe part, 15... Bin, 17... Outer shoulder part,
19... Relief groove, 21... Root portion, 23... Benchmark shoulder, 25... Screw, 27... Tip portion, 29... Bin end surface, 31... Box, 33...・
・Box end face, 35...Benchmark, 37...
Most of the sunken part, 39... Inner part, 41... Root part,
43... Inner shoulder, 45... Relief groove, 47.49.
...Axial passage, 51...Concave range
Claims (1)
ビンと、ビンと連結するため内ねじ及びボックス端面を
有するボックスとを有するドリルパイプ工具継手に於て
、 ボックス内に位置する内側肩部と、 ドリルパイプ内側肩部が連結される時にドリルパイプに
より内側肩部に与えられる圧力を越える圧力をボックス
端面からビンの外側肩部に作用させ、且もし追加トルク
をドリリング中に受けるならばピン端面を内側肩部にき
つく押付けるため、ボックス及びビンの間に配置された
ばね手段と、を含んでいることを特徴とするドリルパイ
プ工具継手。Claims: A drill pipe tool coupling having a bin having an external thread formed between an outer shoulder and a bin end face, and a box having an internal thread and a box end face for coupling with the bin, comprising: When the inner shoulder located inside the box and the inner shoulder of the drill pipe are connected, a pressure exceeding the pressure applied to the inner shoulder by the drill pipe is applied from the box end face to the outer shoulder of the bottle, and if additional torque is applied, spring means disposed between the box and the bin for pressing the pin end face tightly against the inner shoulder if received during drilling.
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