JPS5857600B2 - 油井用ドリルパイプ等に使用するパイプ・プロテクタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパイプ・プロテクタに係り、更に詳細にいえば
、油井穿孔ドリルパイプと、このようなパイプとパイプ
が内部で作動するケーシングとを保護するためパイプ・
ストリング（ｓｔｒｉｎｇｓ ）に使用するのに適した
パイプ・プロテクタに係るものである。

油井、ガス井および水井戸を穿孔する際に、弾性カラー
を穿孔パイプ・ストリングに沿う間隔をあげた個所に配
置することが通例である。

このようなカラーはパイプ・プロテクターと呼称されて
いる。

これらのカラーは衝撃を緩和し穿孔パイプ・ストリング
が回転せしめられる、すなわち、井を出入するよう移動
される際に穿孔ストリングとそれを取巻くケーシングと
の間の摩耗を減少する緩衝部材として作用する。

米国特許第３６５２１３８号明細書には本来パイプまた
はロンド（ｒｏｄ ）プロテクタとして使用されるか、
パイプ上に相対的に回転可能なプロテクタを長さ方向に
位置決めするストップ・カラーとして使用されるパイプ
・カラーが記載されている。

本発明の主たる目的は、敏速に容易に穿孔パイプに取付
けたりそれから取外したりできるようにした穿孔パイプ
とケーシングとのプロテクターを提供することである。

本発明の他の１つの目的は、パイプに取付もれるとパイ
プを固く把持しパイプを変位させ勝ちな力に有効に抵抗
するプロテクタを提供することである。

本発明の他の一つの目的は、パイプとケーシングとの間
の環状スペースにおいてプロテクタのまわりに流体が流
れる際にパイプに対する穿孔流体の侵蝕および腐蝕作用
を極減するプロテクタを提供することである。

本発明の前記した目的およびその他の目的は以下に説明
する穿孔パイプ等に使用するパイプ・プロテクタにより
達成され、このプロテクタは真円シリンダの一部分の形
状で両端部が円周方向に間隔をあげであるばね材のバン
ドと；第１の板と；第１の板をバンドの一端部に板の一
部分をバンドの一端部を越えてバンドの他端部に向は延
ばして取付ける第１の手段と該延長部の円周面に設けら
れた錠上め凹所と；第２の板と；第２の板をその一部分
を上記バンドの他端部を越えてバンドの一端部に向は延
ばしながらバンドの他端部に取付ける第２の手段と；第
２の板の延長部分の局面に取付けられ上記錠止め凹所に
収容されるようにした錠旧め手段と；柔軟で弾性的な材
料で作られバンドと第１および第２の板とをほぼ包む長
゛さ方向に割れた環状カラーとカラーを収縮させそれを
パイプのまわりのきつく把持する配置に保持するため工
具が係合できる手段とを含み、前記バンドが前記錠屯め
手段が前記錠屯め凹所にはまり込み第１と第２の板の対
向した周面が重なり合う゛関係になるまで第１と第２の
板を互いに相対的に連動させまた錠止め手段を摺動させ
るため円周方向に収縮されるようにしてあり、前記錠上
め手段と錠上め凹所とが互いに衝合してバンドが円周方
向に拡がるのを防止するようにした横方向面を有してい
ることが特徴である。

添付図面、特に第１図を参照すると、井戸のケーシング
Ｃの一部分が示しである。

ケーシングＣが典型的には地中に延びている井孔中にセ
メントで固められるということは理解できよう。

総体的に符号りで示したドリルストリングがケーシング
の内部に配置されている。

ドリルストリングＤは幾つかのドリルパイプ部分Ｐから
戒り、第１図においては僅か２本のパイプ部分Ｐ、、Ｐ
２Ｌか示してない。

下方のパイプ部分Ｐ１の上端部には内側にテーパ状の雌
型ねじ部ＩＴを有する通常の箱形継手部材Ｍ１ が設げ
である。

このパイプ部分Ｐ１の真上のパイプ部分Ｐ２の下端部は
箱型継手部材Ｍ１ に補い合うピン形継手部材Ｍ２を有
している。

ピン形継手部材Ｍ２は箱形継手の補い合うねじ部にねじ
込まれる外側のテーパ状雄型ねじ部ＥＴを有していてパ
イプ部分を互いに接続している。

図示した如きピン・箱形継手を使用して図示したパイプ
部分の上下に同様なパイプ部分をス） ＩＪングに接続
できることは理解できよう。

ドリルストリングの底部には穿孔ビット（図示せず）が
装着されている。

ドリルストリングは地面に位置決めされた従来技術の回
転テーブル型駆動装置（図示せず）により回転せしめら
れそれによりドリルビットを回転させて井戸を地中に更
に深く掘る。

ドリル（穿孔）により崩された泥は泥ポンプにより通常
の方法でストリングＤ孔Ｂを通り下向きに、穿孔ビット
の開口を通り抜はストリングＤとケーシングＣとの間の
環状空間Ａを通り上方に循環せしめられる。

本発明に係るパイプ・プロテクタＰＰが継手Ｍ、、Ｒ／
Ｌ、に接近させドリルパイプ部分Ｐ２に装着して示しで
ある。

このプロテクタはドリルストリングがケーシング内で回
転せしめられるか軸線方向に運動せしめられるかもしく
は回転および軸線方向に運動せしめられる際にケーシン
グの内壁に与える衝撃を緩衝する耐摩性ゴム等の柔軟で
弾性的の外部本体を有している。

従って、このプロテクタは穿孔ストリング、特にその継
手部分とケーシングの内部とをもしこのプロテクタのな
い場合に金属と金属とが直接々触することにより生じる
摩耗と損傷とから保護する。

プロテクタは損傷に対して最大限に保護するため穿孔ス
トリングの各パイプ部分に装着できる。

本発明のプロテクタの１つの具体例が第２図、第４図お
よび第５図に総体的に符号ＰＰで示しである。

このプロテクタはゴム、好ましいのは油井またはガス井
の環境において長い耐用寿命を有するよう化合された合
成ゴムの如き柔軟で弾性的材料で作った長さ方向に割れ
ているカラーすなわち本体１０を有している。

カラー１０は第２図には非錠旧めすなわち解放状態で示
しである。

総体的に符号１１で示した差込み部材（第３図）がカラ
ー１０内に埋込まれるかそれに包囲されている。

カラー１０と差込み部材１１とを貫通して設けたほぼ長
さ方向のスリットが垂直の開口１２を形成し、この開口
１２によりプロテクタの壁は拡げられプロテクタがパイ
ンのまわりをすべらされその後パイプにきつ（係合する
よう収縮せしめられるようにする。

カラー１０において、差込み部材１１０半径方向に外方
に配置された部分１３は衝撃を吸収するエラストマー物
質の比較的に厚いクッションを形成している。

この部分１３はほぼ円筒形状の垂直の外面を有している
。

ケーシングＣの頂面１４は垂直に対し約４５°の角度で
内方にテーパ状になり中心の円筒形状で垂直の開口１６
を取巻いてい７１１［い環状の頂端面に続いている。

ケーシングＣの底１７は垂直に対して約４５°の角度で
下がりテーパ状になっていて環状の頂端面と同様な狭い
環状の底端部１８に続いている。

カラー１０における、差込み部材１１０半径方向に内方
に配置された部分１３′には複数の長さ方向に延び円筒
方向に間隔をあげた溝１９が設けである。

これらの溝１９はその上端部がケーシングＣの頂端面１
５の下方で終りその下端部は底端面１８の上方で終って
いる。

第３図を参照すると、差引み部材１１が真円筒の一部分
の形状にした背部バンド２１を有する合成構造を有して
いることが判る。

この背部バンド２１は良質のばね鋼で作られている。

このバンド２１は第３図ではゆるめた状態で示しである
。

ばね２１は円同方向に互いに間隔をあけた長さ方向の縁
部２２，２３を有している。

背部バント２１には上下の列に並べた接合孔２４が設け
である。

矩形状の雌型錠上め板２５がバンド２１の一端部の内側
にリベット２６により取付けてあり、これらリベットは
また補強ストリップ２７をバンドのこの端部の外側に取
付げる。

取付げ工具のジョーを差込める孔２８が背部バンド２１
に補強ストリップ２７の中心部分と錠止め板２５のリベ
ット留めされた中心部分との付近に設げである。

錠旧め板２５の中心付近には雌型の錠上め凹所２９が設
げてあり、この凹所は第３図に示した具体例では上下端
部に丸味を付した長さ方向スロットの形状を有している
。

雌型の錠止め板２５がそのリベット留めされた端部から
背部バンド２１の縁部２３に向げ延びその長さ方向の自
由縁部が後述する目的を果す内方に曲がった傾斜部分３
１で終っている。

雄型の錠上め板３２が長さ方向に並べたりベット３３に
より背部バンド２１の他端部に締付けである。

これらのリベットはまた補強ストリップ３４をバンド２
１の他、端部の内向に締付ける作用も行う。

ストリップ３４は背部バンド２１の頂部から底部にまで
延びている。

雄型の錠上め板３２の自由端にはリベット３５により錠
毛め棒３６の形状の長さ方向に配置した雄型錠上め部材
が取付けである。

矩形状の錠ＩＪ−，め棒３６の一端部を示すため雄型錠
ＩＥめ板の一部分は第３図には切欠いて示しである。

雄型錠旧め板２５のリベット留めされた縁部の中心と補
強ストリップ３４の中心との付近で背部バンド２１には
第２の工具ジョー差込み孔３７が設けである。

第４図を参照すると、パイプ・プロテクタＰＰがパイプ
部分Ｐ２のまわりに巻かれ部分的に閉じた状態で示しで
ある。

プロテクタを閉じる、すなわち緊張させるには取付は工
具のジョー３８゜３９互いに接近させてプロテクタを収
縮させて行う。

このような取付は工具は良く知られているので詳細に説
明する必要はないことと思う。

取付は工具のジョーが差込み部材１１の補強された部分
４１．４２に力をかげられるようにするため、ゴム製カ
ラーにはジョー凹所４３，４４が設げである。

これら凹所４３，４４は背部バンド２１の孔３７．３Ｂ
を少くとも部分的に貫通して延びているがカラーの内方
部分１３′の半径方向内面の手前で終っている。

図示しであるように、薄い厚味のゴムをジョーと補強さ
れた部分４１；４２との間に介在している。

第４図には錠止め棒３６とリベット３５とが雌型の錠Ｉ
Ｅめ板２５の内向きに曲がった傾斜部分３１に接触して
いることが判る。

プロテクタＰＰがその十分に閉じた位置に更に収縮され
るに従いリベット３５は錠（Ｅめ棒３６が雌型の錠ＩＥ
め凹所、すなわち、スロット２９にはまるまで傾斜部分
を登り雌型錠止め板の表面上を登る。

背部バンドのばね作用とジョー３８．３９がかげる力と
がリベット３５を雌型の錠上め板に摺動接触させ錠ＩＥ
め棒を錠ＩＥめ凹所にはめる。

第５図にはパイプ・プロテクタがパイプ部分Ｐ２のまわ
りに十分緊張せしめられそのまわりに錠ＩＥめされて示
しである。

錠止め棒３６が対応する錠上め凹所すなわちスロット２
９内に配置され雌型錠上め板２５と雄型錠邑め板３２と
の対向した円周面との部分が重なり関係にあることが判
る。

プロテクタの端部間の継手は重ね継手と呼称できる。

第６図を参照すると、補い合う錠ＩＥめエレメントが互
いに係合した状態にあるプロテクタの錠＋ｈめ部分が拡
大部分図で示しである。

錠旧め棒３６が雌型錠旧め手段２９の対応する而４６に
衝合する長さ方向面４５を有していることが判る。

これらの面は錠旧め棒３６の高さ全体にわたり衝きして
いる。

面４５，４６はプロテクタの交差半径に対し弧状の角度
に配置され、この角度は交差半径に対し１５°ないし２
０°の範囲またはそれより犬か小の範囲である。

面４５は而４６の半径方向内方に配置され、それにより
錠ＩＥめ棒がスロットから半径方向に離れるのを防止し
ている。

錠上め棒３６の面４５は外方に且つ半径方向の外部の重
なり合う板３２の自由端４７に向は傾斜しているといえ
またスロット２９０面４６が外方に且つ半径方向の内部
の重なり合う板２５の自由端３１から遠ざかるよう傾斜
しているといえる。

錠ＩＥめ部品が係合せしめられると、錠ＩＥめ棒３６に
曲げモーメントがかかる可能性はほとんどない。

錠毛め棒にかげた円周方向の力はリベットに主として剪
断力として伝達される。

従って、円周方向の寸法が半径方向の寸法より数倍大き
い錠上め棒に非常に強力な錠短め作用が得られる。

もし所望ならば、錠ＩＥめ棒を半径方向の内方の板部材
に取付は半径方向に外方の板部材に設けた補い合うスロ
ット中に外向に突出させることもできることは理解でき
よう。

更にまた、傾斜部分３１の如きわん曲部をもし所望なら
ば半径方向の外方の重なり合う板の自由端に設けること
ができる。

錠改め板２５．３２は丈夫で粘り強い合金鋼の如き任意
適当な材料で作ることができる。

リベットは展性の合金鋼で作ることができる。

柔軟で弾性的なケーシングはゴム製造法において一般的
な成形および硬化工程により差込み部材に取付は接合で
きる。

このことに関して、差込み部材の半径方向の内側のゴム
化合物は前記した接合孔２４を介して差込み部材の半径
方向の外側のゴム化合物に合体される。

第１図に示しであるように、カラ１０のエラストマー物
質は差込み部材の頂縁上と底縁部の下とにおいて連続状
である。

プロテクタのテーパ状の頂端部と底端部とはドリル穿孔
用流体と掘り屑とが滑かに流れるようにさせそれにより
ドリルパイプの浸食と腐食を極減する。

前記した軸線方向の溝１９はプロテクタの内面に接触パ
ッド４８（第１図）を形成し、これらのバンドはプロチ
クがドリルパイプに錠上めされると圧縮されプロテクタ
の取付けを容易にすると共にプロテクタが穿孔パイプ上
を軸線方向にも回転方向にも運動できるようにする。

パッドが圧縮されるとゴムは円周方向に運動しそれによ
り溝１９を円周方向に狭める。

前にも述べたように、溝１９はプロテクタの頂部と底部
との手前で終り、それによりドリル用流体がプロテクタ
と穿孔パイプとの間に流れないようにする。

もしドリル用流体がプロテクタと穿孔パイプとの間を流
れると、パイプは流体により侵食および腐食される。

前記したプロテクタＰＰの差込み部材１１はプロテクタ
の一部品として非常に良く作用する。

ばね製の背部バンド２１は主として所望のばねエレメン
トとして作用する。

錠ＩＥめ板２５．３２と、錠ＩＥめ棒３６と補強ストリ
ップ２７．３４とは丈夫で粘り強い合金鋼で作られそれ
ぞれの目的に理想的に適している。

錠止め棒３６は高い曲げモーメントをかげられない。

差込み部材の補強された丈夫な個所に取付は工具のジョ
ーを当てるようにしである。

傾斜部分３１はパイプにプロテクタを取付けやすいよう
にしその彎曲形により雌型錠ＩＬめ板２５の自由端を更
に丈夫に剛強にする。

重なりあった錠止め板２５．３２間にくさびを打込みこ
れらの板を互いに引離すことによりプロテクノはパイプ
から取外せる。

錠ＩＥめ棒３６が錠ＩＥめ凹所２９から引出された後、
プロテクタはそのゆるんだ状態に拡がるようになる。

次いで、プロテクタはパイプのまわりから取外せる。

第７図ないし第１０図に示した本発明のプロテクタは総
体的符号ＰＰ’が付しである。

このプロテクタは第１図ないし第６図に示したプロテク
タに似ているが錠上め手段の型式が異なるだけである。

従って１両方のプロテクタに共通の部品について詳細に
説明する必要はないことと思う。

パイン・プロテクタＰＰ’が合成の差込み部材１１１を
包囲するエラストマ・カラー１１０を有していることを
指摘して置く。

カラー１１０には中上・開Ｄ １１６のまわりに円１司
方向に間隔をあげた長さ方向の溝１１９が設けてありそ
れぞれ隣接した溝間に長さ方向に延びた接触パッド１４
８を画定している。

カラー１１０の外形は前記したカラー１０の外形に似て
いる。

第８図に示しであるよう、差込み部材１１１は貫通した
接合孔１２４と取付は工具のジョーを収容する孔１２８
，１３７とを有するばね鋼製の背部バンド１２１を有し
ている。

雌型クリップすなわち錠ＩＥめ板１２５と雄型クリップ
すなわち錠ＩＥめ板１３２とが前記したパイプ・プロテ
クタの対応スるエレメントと同じのエレメントにより背
部バンド１２１０両端部に取付けである。

垂直に間隔をあげた円形の孔１２９の形状にした雌型の
錠旧め凹所が雌型の錠旧め板１２５に設げである。

総体的に符号１３６で示した垂直に配置したピンの形状
の雄型の錠］Ｅめ手段が雄型の錠彪め板１３２に設けで
ある。

第９図を参照すると、パイプ部分Ｐ′２′のまわりにパ
イプ・プロテクタＰＰ’が部分的に締付けて示してあり
、ピン１３６が雌型の錠上め板１３５の傾斜部分１３１
に係合した状態で示しである。

プロテクタの端部がその十分に閉じた位置に動かされる
に従い、ピン１３６が雌型の錠上め板１２５の半径方向
の外面上を円周方向に摺動する。

ピン１３６が孔１２９に並べられまたピン１３６が孔１
２９に収容される各部品が第１０図に示した位置になる
と、雌型と雄型との錠上め板の一部分は互いに接触して
いる。

第１１図を参照すると、プロテクタの錠占め部分が断面
で示してあり、雄型の錠止め板１３２が七の半径方向の
内向に円形の凹所１５２を形成する曲げ部分１５１を有
して示しである。

曲げ部分１５１の中心には孔１５３が設けである。

ピン１３６は頭部１５４と、孔１５３にはまる幹部１５
５と、フランジ１５６と末端部１５７とを有する事実上
リベットである。

ピン１３６の末端部を収容する孔１２９の縁部１５８は
末端部が係合する凹入面を形成するため末端部の外開き
角度に等しい角度にして尚取りしである。

プロテクタがパイプのまわりに錠上めされると錠毛め部
分のエレメントに緊張力がかげられて、ピン１３６は雌
型凹所１２９にきつく保持されこの凹所から変位しない
ようにする。

面取りした部品の角度は面取りした部分に交差するプロ
テクタの半径に対し約１５°ないし２５°の範囲かそれ
より大きいか小さい範囲にできる。

プロテクタＰＰ’をパイプ部分Ｐ′２から取外すには雌
型の錠上め板１２５と雌型の錠ＩＥめ板１３２との間に
くさびを打込みこれら錠ＩＥめ板を互いに引離させる。

ピン１３６が孔１２９から引出された後、プロテクタは
そのゆるめた状態になるようにされる。

次いで、バンドの両端部は手で引離されてプロテクタが
パイプのまわりから取外される。

パイプ・プロテクタＰＰ’は前記したパイプ・プロテク
タＰと同様にくさびを打込み手動でプロテクタをパイプ
から取外す唯１人の作業員により容易に取外せる。

従来技術のある種の・ζイブ・プロテクタのように１人
の作業員がプロテクタの金属製差込み部材の両端部に支
持された対向するループから錠止めピンを抜き出してい
る間にプロテクタの錠ＩＬめ部品を別の作業員に操作さ
せる必要はない。

プロテクタＰＰ’の差込み部材１１１は本発明の前記し
たプロテクタＰの差込み部材１１に関連して説明したと
同様の目的を果す。

【図面の簡単な説明】

第１図はケーシング内に配置されパイプ・プロテクタが
装着されているドリルストリングの一部分を部分的に切
欠いて示した垂直立面図；第２図は本発明に係るパイプ
・プロテクタをそのゆるめた状態で示した斜祝図；第３
図は第２図のパイプ・プロテクタのエラストマ・カラー
に埋込まれる差込み部材を非錠直めのゆるめた状態で示
した斜視図；第４図は十分に収縮されパイプのまわりに
十分 錠ＩＥめされる準備としてパイプ部分のまわりに
部分的に収縮せしめられ取付は工具のジョーを作用位置
で示したパイプ・プロテクタの一部切欠き平面図；第５
図は第４図に似ているが、取付は工具のジョーを省略し
てパイプのまわりにパイプ・プロテクタを締付けて示し
た平面図；第６図シまプロテクタの錠ＩＥめ部分を錠Ｉ
Ｉ：、めした状態で示す拡大断面部分図；第７図）土木
発明の別の具体例のパイプ・プロテクタを示す斜視図；
第８図は第３図に似ているが第７図のパイプ・プロテク
タに使用される差込み部材の斜視図；第９図はパイプを
包囲し部分的に収縮されパイプにきつく係合せしめられ
るよう締付けられる準備状態の第７図に示したパイプ・
プロテクタの一部分の中間部の水平断面部分図；第１０
図は第９図に似ているがパイプのまわりに締付けられた
パイプ・プロテクタを示す水平断面部分図；第１１図は
第７図のプロテクタの錠毛め部分を錠旧め状態で示した
拡大断面部分図である。 ２１ 、１２１・・・・・・バンド；２５，１２５・・
・・・・第２の板；２６・・・・・・第２の手段；２９
，１２９・・・・・・錠上め凹所；３２，１３２・・・
・・・第１の板；３３・・・・・・第１の手段；３６，
１３６・・・・・・錠ＩＥめ手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ばね鋼製の長さ方向で割れているほぼ円筒形状のバ
   ンドと；該バンドの両端部に支持された掛は全手段と；
   バンドと掛は全手段とをほぼ包囲している柔軟で弾性の
   ある物質により作られた長さ方向で割れている環状カラ
   ーと；カラーを収縮させパイプのまわりにきつく把持す
   るための工具によって係合可能な手段と；を備えて成る
   油井用ドリルパイプ等に使用するパイプ・プロテクタに
   おいて、前記掛は全手段３６ 、２９ 、１３６．１２
   ９が、丈夫で靭性のある鋼製の第１の板３２，１３２と
   ；第１の板を前記バンド２１，１２１の一端部に取付け
   る第１の手段３３と；丈夫で靭性のある鋼製の第２の板
   ２５，１２５と；第２の板を前記バンドの他端部に取付
   ける第２の手段２６と；前記第１の板に長さ方向に沿っ
   て且つ半径方向に突出して取付けられ円同方向の幅が半
   径方向の厚味より犬である丈夫で靭性のある鋼により作
   られた錠上め手段３６，１３６と；該錠止め手段を収容
   して錠あめするため前記第２の板２５．１２５に長さ方
   向に沿って設けられた半径方向の錠にめ凹ＦＭ２９，１
   ２９と；を備えていることを特徴とする油井穿孔パイプ
   等に使用するパイプ・プロテクタ。 ２ 前記錠止め手段３６，１３６を前記第１の板３２．
   １３２に取付ける手段３５，１５４が設けである前記特
   許請求の範囲第１項に記載のパイプ・プロテクタ。 ３ 前記錠旧め凹所が長さ方向のスロット２９から成り
   、前記＠屯め手段が長さ方向の棒３６から成る前記特許
   請求の範囲第１項または第２項に記載のパイプ・プロテ
   クタ。 ４ 前記錠旧め凹所が複数の円形の孔１２９から成り、
   前記錠止め手段が対応する複数のピン１３６から成る前
   記特許請求の範囲第１項または第２項に記載のパイプ・
   プロテクタ。