JPS58203283A - 油井管用管継手 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、地下に埋置されている石油を採取するため、
井戸に埋設される油井管の接続に供される管継手構造で
あって、特に１従来と同鶴以上の引張強度を有した１着
で七の重量を大幅に軽減した管継手に関する、 油井管の接続は、第１図に示す如き管継手構造によって
なされる。即ち、接続すべき管１．２＃：ｔ。

その各先端部外面が先細りのテーバ状円筒に形成され、
そのテーパ面に例えばＡ、Ｐ、■規格にもとすぐバット
レス型の雄ねじが刻設され、この雄ねじＳを螺合するカ
ップリング３１１外観が平行円筒状をなし、両端から英
細りのテーバをもつバットレス型の雌ねじが刻設され、
内奥の中央部ｒｃｉｌｔ管１゜２の各管端が当接する肩
Ｓが形成されており、このようＫｆｒされた管１，２と
カップリング３とは、パワータイ）１１’（よる螺合締
め付は會賽施して地中深く埋設された場合に石ｍｔ−採
取するに必要欧引張強度とｉｉ害カシールを得るように
接続される。

一般に、管及びカップリングを製造する工場では、従来
から石油採取現場での接続の便を図って、各管の一端に
カップリングを嵌め込んだ状ｒで出荷するようにしてい
る。石油採Ｊｌ！２現賽での管の接続は、井戸に竪て込
ｔｉた管に嵌め込剪れているカップリンクの部分を固定
チャックで把持し、一方、接続すべく準俯した新たな管
を回転チャックで把持し、その先端をカップリングに螺
合して行なわれる。この際カップリングにに、その外面
に固定チャックの爪跡が残るが、この爪跡を残さずに螺
合締め付けすることは極めて困難である。ところで、カ
ップリングには、テーパねじが刻設された管が螺合締め
付けられるために円尚方回の高い引張応力が作用する外
、地下数１０１００Ｏも及んで竪で込まれている管列の
重みによる軸方向の強大な引張り荷重がかかつており、
更に加えて石油の汲み出し時Ｋｔｉ内圧による応力が作
用し、それらの総合応力Ｆｉ極めて苛酷なものと万る。

このような苛酷な条件下にあるカップリングは、石油に
含着れている鳥ε雰囲気の挙動もわざわいし、接続可に
残されたチャックの爪跡が起点となって割れが発生する
という問題が生じた。そこで最近では、管の螺合ｍぬ付
けにフローティング法が適用きれるようＫｆｉつた。こ
のフローティング法というのは、管の一端に予め卆：ツ
−ｆ　））ングを嵌め込んでおくことをしないで、′竪
て込み管を固定チャックで把持し、接続すべく準俯さｔ
した管を回転チャックで把持し、カップリングニ化に両
管端の間に弁孔させた状態で管を螺合締め付Ｉ−Ｔする
ものであお。従ってカップリングには接続可にチャック
の爪跡が残らす、爪跡を起点とする割れの発生が防止で
きる。このより方フローティング法が適用されるカップ
リングは、単独で運搬取り扱いされる機会が多く、その
ため、その軽量化が更望されるようになった。本発明に
このような石油採取業界の要望に光分応じ得る管継手の
提供を目的とするものである。

従来から、管継手をして大きな引張荷重に対する高い強
度を有せしめるため、管の端５ＶｃＦｆｒ定のテーパｆ
もったバットレス型の雄ねじが＊ＩＩ設されているが、
そのねじの切り上は部には、必然的に、ねじ山高さが不
足する不完全ねしＳが存在する。

この不完全ねじ部の存在する状態を模式的に図示すれば
￥Ｓ２図の如くである。即ち、肉厚ｔをもった管１の端
部に所定テーバの傾斜角θをもった、ねじ山高さｈのね
じを刻設すると、ねじの切り上けｉＫ近い領域ＫＳねじ
山の高さが所定のねし出高さｈに遅しない不完全ねじ都
１６　か存在するのを避けることはできない。いうまで
もなく、管継手の引張強度を確保すゐのは完全ねじ都Ｐ
ｅであって、不完全ねじ部工ａＦｉ引張強度に寄与する
ことの稀薄な無駄笥５分といってもよい、この不完全ね
己番工８の長さ１２に、テーバの傾斜角θの太き芒など
によって種々変化するが、ｌ／１６のテーバをもったＡ
、Ｐ、１規格１ｌＩｉ：↓るバットレス型のねじを刻設
した場合のそれＦｉ第１表に示すとおりであり、完全ね
じｓＰ８の長さ７１に対して０．５〜１．２倍の長さに
及び、少なくともねじ全長の半分以上を占めるに至って
いる。不完全ねじ猷工８の長さ４が長い管に’ｆｌる程
、これと螺合せしめるカップリングも必然的に長くかつ
外径肉厚共に大きいものが必更になり、その重量が必要
以上に嵩ばることにいうまでもない０そこで本発明は、
完全ねじ都Ｐ８の長さ１１を従来とほぼ向等長さに確保
する一方、不完全ねじ部工６の長さ１２を極力ＩＳ縮し
たねじを管端に刻設し、この管端に螺合するカップリン
グの重量を軽減し、よって前記業界の要望に応じようと
するものである。　− 表　　　１ 以下に本発明の構成を図面に示す実施例に基いて説明す
る。

第３図は、本発明ＫＱる管継手のうち、二段テーバの雄
ねじを刻設した管１１の端部な模式的に図示したもので
ある。管端寄り部に、小さいテーバの傾斜角θａをもっ
たねじ山高さ五の完全ねじＰｓＦ−を刻設し、ねじの切
り上げ部寄りに、大きいテーバの傾斜角θｂｙもった急
傾斜ねＤｓｂ　　を刻設している。力お、急傾斜ねじＳ
ｂ　［は完全ねじＰθｂの部分と不完全ねじｘａｂｃＤ
ｉ分ができ、また、小さめテーバの傾斜角θａＫ’ｆｉ
る完全ねじ１ｌＰｓａと急傾斜ねじｓｂの間ｒｃＦｉ移
行ねじＳｔ　Ｏ部分を設けている。一般に、小さいテー
バは２／３２以下とされ、場合によってはテーバなしの
こともあり、大きいテーバは５□〜８／３２とするのが
適当であるから、傾斜角θａ、θｂにそれぞれの′テー
バに応じた大きさのものを選択すればよい。真、体的な
角度の選択にあたっては、管の属するグレードや肉厚ｔ
をはじめ夕）径等が参考にされることは勿論である〇二
段テーバ雄ねじを刻設した管１１の属するグレードや肉
厚等か、従来の管１の属するグレードや肉厚等と同一条
件であれば、完全ねじＰｓａの長さ７ａ＃：を従来の管
１の完全ねじｂの長さ１１と同等であるが、急傾斜ねじ
ｓｂと移行ねじＳｔとの長さの和である／ｂは従来の管
１の不完全ねじよりの長さ１２よりもかなり短縮された
ものとなり、従ってねじ全長Ｌａｂも従来の管ｌのねじ
全長Ｌｕよりも短いものとなり、ひｒでは、管１１４螺
合するカップリングの長さをも短かくすることが可能で
ある。また、二段テーバ酸ねじを刻設した管１１け、そ
の完全ねじＰｓａを刻設した部分の最大肉厚ｔ’ａが、
従来の管１における完全ねじＰ８を刻設した部分の最大
肉厚ゼよシも小となり、このことが彼達するようにカッ
プリングの外径と肉厚を小さくすることを可能とする。

なお、この実施例では二段テーバのねじとしたが、三段
テーバねじとするこトモ可能である。

次に、二段テーバ酸′ねじを刻設した管１ＩＶｃ螺合す
るカップリンクか、従来のカップリングに比してどの程
Ｋｍ＜でき、力・つどの程度外径と肉厚を小さくすにと
がＴ′きるかについて説明する。

％４１ｋｉおいて、１１１２本発明に係る二段テーバ酸
ねじを刻設した管であＩＩ）、１３Ｆｉ管１１に螺合さ
れた本発明に係る二股テーパ酸ねじを創設したカップリ
ングであり、カップ１ノング全長の中央線Ｏより左辺を
示したものである。ＩＩＳ：従来の雄ねじを刻設した管
であり、３は管１ｒｃ螺合逼れた従来のカップリングで
あり、これらは本発明に係るカップリング１３が従来の
カッ、ブリング３よりもその長さにおいてどの程度短縮
されるかを説明するために並記したものである。そして
、１′と３′（ヴ管１とカップリング３とを、カンプリ
ング全長の中央線Ｏの石側へ展回して示したものであり
、これらは本発明匠係るカップリング１３が従来のカッ
プリング３．３′よりもその半径と厚肉においてどの程
度小さく竺れるかを説明するために餐記したものである
。また、各部の長さを表示した記号は、−１じ部分につ
いてそれぞれ第１図乃至第３図の記号と四−の記号を用
いた０従米のカップリング３には管１の雄ねじと隣１−
テーバの雌ねじが刻設され、本発明に係るカップリング
１３にも管１１の雄ねじと同一の二段テーバ酸ねじが刻
設されていることは勿論である。また、本発明に係るカ
ップリンタ１３の完全ねじ長さｌｈは、従来のカップリ
ング３０完全ねじ長さｌ、とは＃Ｙ肯−である。

であり、Ｌｌｔｃは従来のカップリンク３の全長の１で
ある。そこで両者の長さを比較してみると、不完全ねじ
を含む部分に差が生じており、その差はΔｌであること
がわかる。従って、本発明［４＆るカップリング１３の
全長は、従来のカップリング３の全長よりの２Δｌたけ
短縮し友ものを得ることがわ力・る。次に、本発明に係
るカップリング１３と従来のカップリング３における外
径と肉厚にどの程度の差が生じるかを検討するが、その
場合に１骸なことは、管継手［：ｉｌ！大な引張荷重が
かかったときの破断危険個所がどこであるかという点で
ある。

異常欠陥その他特別な繋悄のかい限り、その破断危険個
所にカップリング内果の雌ねじが管先端で）雄ネじと螺
合する部分である。従って、カップリング内果における
該破断危険個所の四犀を管の肉厚とし１等としておけば
よい。こりしておけば、カップリングの引張強度を管の
それと同＊にすることかできる〃・らである。それ故不
発＃４に係々カップリング１３でに、カップリング内炎
の最終ねじ底での肉厚ｔ′Ｃを管１１の肉厚ｔと（ロ）
−にしておけはよい。ところで管１１での完全ねじＴ’
ｓａを刻設した部分の最大肉厚ｔ’ａが従来の管１の移
行個所の肉厚ゼよりもｄ・でめることは既に述べたとお
りである。従って、い１第４図において完全ねじの長さ
が等しく（ｆａ＝１□）、かつねじテーパ（傾蕎角）が
同一であるとすれは、管１１の先端肉厚は管１のそれに
比べてｔ’ａがｔ′より小さい分だけ小びくなる。一方
力ツブリング内奥の肉厚ｔ’ｃはカップリング１３．３
とてに等しくてよい力１ら、本発明に係るカップリング
１３の外径の半径は、ｔ’ａがｔ′よりも小となった分
だけ従来のものに比して小さくすることができる。ルち
、本発明ｒｃ係るカップリング１３に、Δｔだけ、外径
の半径と中央部Ｐ７厚とを小さくすることができるので
ある〇豊するに、本発明に係るカップリング１３ａ従ｉ
のカップリング３に比して、その全長において２Δｌだ
け短縮することができ、その外径において２Δｔだけ小
さ′くすることができると共に１中央部肉厚ＦｉΔ°Ｃ
だけ小づぐすることができる。従って、重量においても
大幅に軽減することが可能である。

次に、不発明に係るカップリンクと従来のカップリング
について、具体的に比較すると第２表の如くである。

ｇｇ２表 第２表に見られる如く、本発明に係るカップリングは従
来のカップリングに比し、全長において約２０〜２５％
短縮されると共に、重量において約２０％軽減きれてい
る。なお、引張強度の試験をも行なったが、破断強度に
おいて不発明の管継手と従来の管継手とのｆｌａＫ殆ん
ど差は認められなかつ７′ｃ。

以上の如く、本発明に係る管継手は、管とカップリング
を、螺合締め付ｆｆｆる［ａす、大小複数段のテーバね
じを刻設することによって、カップリングの長きと外径
を減縮し、かつ重量を軽減することができるから、七の
取り扱いが容易とカリ、着た、油井を掘１１１Ｓｌｊす
る場合［はその井戸径をも小寧くすることが可能である
から、油井の掘削コストを大幅に低減することができる
でと、石油採取産業に寄与する効果Ｖｉ英に大なるもの
がある。

【図面の簡単な説明】

％１図は従来の油井管用管継手を一部断面で示す概略図
、第２図は従来の管継手の管端部に刻設したねじの模式
図、第３図は本発明に係る管継手の管端部に刻設した二
段テーバねじの模式図、第４図は本発明に係る管継手と
従来の管継手とを比較して示した一部断面図である。 １．１’、２．１１−・・管 ３．３′、１３・・・カップリング 特許出願人　住友金属工業株式会社 代理人　弁理士内田敏彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、雄ねじを刻設した管と、該管と螺合接続する雌ねじ
   を刻設したカップリングとの対応関係にあるねじにおい
   て、前記管とカップリングを螺合したときの引張強度を
   確保するねじの部分がテーバのないもの管含む小さいテ
   ーバねじとされ、ねじ切り上げ部近傍のねじ都が大きい
   テーバねじとされた、少なくとも二段テーバのねじが刻
   設嘔れていることを特徴とする油井管用管継手０