JPS5910476B2 - 坑井構造体のためのパイプ係留装置 - Google Patents

坑井構造体のためのパイプ係留装置

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JPS5910476B2
JPS5910476B2 JP51109739A JP10973976A JPS5910476B2 JP S5910476 B2 JPS5910476 B2 JP S5910476B2 JP 51109739 A JP51109739 A JP 51109739A JP 10973976 A JP10973976 A JP 10973976A JP S5910476 B2 JPS5910476 B2 JP S5910476B2
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pipe
teeth
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smooth
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ジエイムズ・テイ・カーマイカル
ジヨウ・ジー・シヤンブリス
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Publication of JPS5910476B2 publication Critical patent/JPS5910476B2/ja
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    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • E21B33/03Well heads; Setting-up thereof
    • E21B33/04Casing heads; Suspending casings or tubings in well heads
    • E21B33/0422Casing heads; Suspending casings or tubings in well heads a suspended tubing or casing being gripped by a slip or an internally serrated member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F16L3/00Supports for pipes, cables or protective tubing, e.g. hangers, holders, clamps, cleats, clips, brackets

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、坑井構造体に使用されるパイプ係留装置に関
し、特に、パイプ(ケーシング)に係合し、その荷重を
坑井構造体のケーシングヘッドに伝達するスリップ部材
を使用した係留装置に関する。
ここで、「スリップ部材」とは、はぼ円筒状の内側部分
又は前面と、テーパ状の外側部分又は背面を有するウェ
ッジ状部材のことをいう。
使用に際し、パイプ(以下「ケーシング」とも称する)
を上記スリップ部材の前面に沿って挿通し、スリップ部
材の背面を坑井構造体のケーシングヘッド部分のボール
内に装着する。
このようなスリップ部材の使用は、特に油田の坑井構造
体の技術分野において周知である。
一般に、どのスリップ部材も、パイプを下降させた際、
スリップ部材の前面がパイプを把持し、背面が坑井構造
体に係合してそれを把持し、もってパイプを支持すると
いう点で、はぼ同じように機能する。
坑井のケーシング(パイプ)を懸架するためにスリップ
部材を使用した場合の難点は、特に深い坑井の場合、ケ
ーシングの重量がスリップ部材に対して大きな力を及ぼ
し、その反作用の結果として、スリップ部材に接触して
いるケーシングの部分が圧潰するか、あるいは半径方向
に圧縮されて径が小さくなってしまうことである。
一般に、スリップは、それがパイプ即ちケーシングに及
ぼす半径方向の最終圧力がケーシングの径を過度に縮小
させることがないように設計される。
(ケーシングの径が縮小されると、直径測定ゲージがケ
ーシング内へ挿入スることができない。
)又、スリップ部材は、スリップを装着した部分におけ
るケーシング内の応力が降伏点より小さい値に抑えられ
るように設計される。
ケーシングを坑井構造体内に懸架するために使用するス
リップ部材の技術分野において、従来いろいろな設計の
スリップ部材が知られているが、それらはいずれも伺ら
かの欠点を有している。
従来技術のスリップ部材の1つとして、スリップにかか
る荷重を分散させるためにスリップの移動行程を長くし
、スリップの有効長さを短くするようにスリップの背面
に一連の段を設ける設計のものがある。
この構成は、機能的には良好であるが、各スリップ部材
が同時に座着するように各スリップ部材を同時に動作さ
せるために厳格な公差が要求されるので、製造費が極め
て高くなる。
更に、この構成の装置に付随するもう1つの問題は、ス
リップ部材の有効長さが短いので、パイプ即ちケーシン
グを圧潰させ易いということである。
又、別の従来技術の装置として、スリップ部材の背面と
ケーシングヘッドのボール表面との間の摩擦係数を増大
させるように構成したものがある。
これは、ボールの表面を粗面加工することによって行わ
れている。
この装置も一応の機能は果すが、パイプをしつかシと保
持し、動かないようにするのに十分な把持作用をもたな
いので好ましい装置ではない。
その他、テーパを付されていないケーシングヘッドボー
ルを利用するパイプバンガーも知られている。
これは、スリップ部材の一部としてテーパを付した挿入
体を設けるものであるが、正確に動作させるためにはケ
ーシングヘッドのボール及びスリップ部材の各区分体の
機械加工に厳格な公差が要求され、そのような機械加工
に要する費用が途方もなく高いという欠点を有する。
又、スリップ区分体の背面に設けた歯、突起又はその他
の摩損部材を使用することによってケーシングヘッドの
ボールの内表面に摩損又は裂傷を与えるように構成した
スリップ構造体も知られている。
これらの装置は作動可能にすることはできるが、摩擦係
数を精密に制御し、スリップ部材の内方かつ下方への運
動を制御することができるようにスリップ部材及びケー
シングヘッドの素材を精細に制御しなければならない。
本発明のパイプ係留装置の1実施例においては、環状体
の分割型スリップ部板即ち支持体を設け、その円筒状の
前面(内側表面)に複数の上向きの歯を刻設する。
スリップ部材の下方内向きにテーパした切頭円錐状の背
面(外側表面)は、その下方部分に荷重担持用平滑表面
と、該平滑表面に隣接する複数の下向きに突出した鋭い
歯を有する。
これらの歯は、上記下方平滑表面によって画定される円
錐平面にまで突出している。
本発明のパイプ係留装置は、切頭円錐状の平滑表面によ
って画定された中央開口を有する坑井構造体内に装着さ
れ、坑井のケーシング(パイプ)を懸架するように構成
したものである。
スリップ部材即ち支持体は、初期負荷を受けたときスリ
ップ部材の前面の上向きの歯がパイプの外表面に食込み
、一方、スリップ部材の背面の平滑な切頭円錐状表面が
坑井構造体の切頭円錐状平滑表面に滑り接触するように
構成する。
パイプ即ちケーシングの重量(例えば30000ポンド
)からスリップ部材が受ける荷重が所定の値に達すると
、背面に設けた下向きの歯がそれに近接する坑井構造体
のケーシングヘッドの平滑な表面に食込み、スリップ部
材とケーシングヘッドとの間の摩擦を増大させる。
最終負荷状態においては、パイプ係留装置は、坑井構造
体に対するケーシングの下降を阻止し、ケーシングを支
持する。
本発明のパイプ係留装置の他の実施例においては、背面
に荷重担持用上方平滑表面と下方平滑表面を有し、両者
の間に鋭い歯を有する分割型スリップ部材を設け、該上
方平滑表面が、特定の負荷条件のもとにおける前記歯の
食込み度合を正確に制御する一部となるように構成する
本発明の更に他の実施例においては、スリップ部材にか
かる負荷が増大すると、ケーシングとケーシングヘッド
の内表面との間の環状空間を密封するだめの手段を設け
、最終設置状態において上記環状空間が密封されるよう
にする。
スリップ部材は、外側部分と、最初にケーシングと共に
該外側部分に対して相対的に移動するように取付けた内
側部分とを有する。
上記密封手段として弾性密封リングを設けて、その上に
圧縮リングを配設する。
該圧縮リングを前記スリップ部材の内側部分に連結して
該圧縮リングが該内側部分の初期下降運動と共に下降さ
れるようにし、それによって前記密封リングをケーシン
グとケーシングヘッドの間で半径方向に拡張して密封作
用を行なうようにする。
スリップ部材の前記内側部分と外側部分の間に設けた停
止体が、該2つの部分の相対移動を制限し、それによっ
て密封リングの圧縮を制限する。
本発明のパイプ係留装置の更に他の実施例においては、
ケーシングとケーシングヘッドのボール表面との間の環
状空間を密封するための手操作式の密封手段を設ける。
この密封手段は、スリップ部材を構成する区分体の上に
位置する弾性密封リングと、該密封リングの上に位置す
る圧縮リングと、該圧縮リング及び密封リングを貫通し
て前記区分体に螺着する複数のボルトを有する。
これらのボルトを手で締めると、密封リングを垂直方向
に圧縮して半径方向に拡張させ、ケーシングヘッドのボ
ールとケーシングとの間に密封を施す。
本発明の目的は、坑井構造体内にケーシングを取付けて
支持するだめのもので、ケーシングヘッドの切頭円錐形
ボール内に装着することのできるスリップ部材を備えた
パイプ係留装置を提供することである。
本発明の他の目的は、初期荷重を受けたときケーシング
ヘッドの切頭円錐形ボール表面に滑シ接触して移動する
下方平滑表面部分を外側面に有し、所定の高い荷重を受
けた後前記ケーシングヘッドの切頭円錐形ボール表面に
食込むようになされた複数の下向きの歯を前記下方平滑
表面に隣接するところに有するパイプ又はケーシング係
留装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、スリップ部材に負荷がかけら
れたとき、自動的に作動されてケーシングとボール表面
との間の環状空間を密封する働きをする密封構成体を具
備したパイプ係留装置を提供することである。
本発明のその他の目的、利点及び特徴は、添付図を参照
して記述した以下の説明から一層間らかになるであろう
まず、第1〜8図に示されている実施例について説明す
る。
第1図を参照すると、ケーシングヘッドが総体的に符号
10で示されており、該ヘッド内にケーシング(パイプ
)12の1分節体の上端部分を本発明のパイプアンカー
即ちパイプ係留装置14によって固定されている。
パイプ係留装置14は、一続きのケーシング分節体をケ
ーシングヘッド10から懸架させることができるように
、ケーシング12をヘッド10内にしつかシと係留する
第2,5、及び6図は、無負荷状態にある固着装置14
を示し、第3,7、及び8図は、最終の負荷状態におけ
る係留装置14を示す。
ケーシングヘッド10は、攻井内における一続きのケー
シングの上端に取付けるだめのものとして構成しである
即ち、ケーシングヘッド10の下方端部分は、該ヘッド
を一続きのケーシングの上端部分に取付けるための継手
部分16を設けである。
ケーシングヘッド10の中空の内側部分は、下方円筒状
表面18と、切頭円錐形の中間ボール表面20と、該ボ
ール表面20から上方に延びる円筒形の上方表面22と
を有する。
第1〜3図に示されるように、上方円筒状表面22は、
切頭円錐形表面20の上方大径部分に連接し、下方円筒
状表面18は切頭円錐形表面20の小径部分に連接して
いる。
ケーシングヘッド10は、その上方端部分に外方に突出
するフランジ24を有し、該フランジにはそれを他の坑
井装置に固定するだめの複数の貫通孔を設けである。
ケーシングヘッドの下方部分にはその側壁を貫通して複
数の孔26を形成し、それらの孔をケーシング12の外
表面とケーシングヘッドの下方表面18との間に形成さ
れた環状空間28に連通させる。
ケーシングヘッド10は、機械加工によって容易に形成
することのできる実質的に平滑な切頭円錐状表面20を
有する。
同様に、上方円筒状表面も実質的に平滑な表面とするこ
とが好ましい。
切頭円錐状表面20を平滑な表面とすることは、本発明
の係留装置の重要な特徴である。
この表面は、係留装置14が初期負荷操作中に容易に摺
動することができるような平滑性を有していなければな
らない。
この切頭円錐状表面は、米国規格協会の表面組織に関す
るASAB46,1において規定された約125 RM
S (二乗平均値)の相対荒きを有するように研磨する
ことが好ましい。
約30 ORMS程度の荒さであれば十分良好に機能し
、場合によっては500 RMSもの荒さであってもよ
いが、良好な結果を得るためには約125RMSの荒さ
が好ましく、300 RMS以下の荒さとすることが望
ましい。
更に、切頭円錐状表面20は、垂直線に対して傾斜をも
たせてお択表面の長さ1フイートにつき6〜2インチ程
度内方ヘケーシングヘッド10の中心に向ってテーパさ
せである。
このテーパの度合を変更することによって、ケーシング
12に及ぼされる半径方向の押圧力を調整することがで
きる。
第1〜8図に示した係留装置は、自動的スリップ部材と
称することができる。
なぜなら、ケーシング12がスリップ部材14の後述す
る歯65に係合したとき該ケーシングの重量によって自
動的にスリップ部材が作動されて該ケーシングヘッドし
、かつ、弾性密封材をケーシングの外表面30とケーシ
ングヘッドの内表面22との間の環状空間に係合させる
からである。
第4図は、係留装置14のうちケーシング12を握持す
る部分の直ぐ上のところで、かつ、ケーシング12をケ
ーシングヘッド10内に密封する部分の直ぐ下のところ
においてみた係留装置の下方部分(即ち、パイプ支持体
)の上面図である。
パイプ係留装置14のこの部分は、図示のように各々9
0°の弧をなす複数個の円弧区分体32゜34.36.
38から成る。
このように複数の円弧区分体(セグメント)から成る支
持体を「分割型」支持体と称する。
これらの円弧区分体は、ケーシング12の周りに嵌着さ
せ、一連のピン40゜42.44,46によって相互に
連結させ、所定位置に保持させる。
即ち、各円弧区分体の一端縁に少くとも1つのピンを取
付けて突出させ、他方の端縁にはピンを受入れるだめの
少くとも1つの孔を形成する。
各円弧区分体のピン及び孔は、それぞれ符号40,42
,44,46及び48゜50.52,54で示されてい
る。
孔48,50゜52.54は、ピン40,42,44,
46の摺動を許容するような大きさとし、各円弧区分体
をケーシングヘッド内にケーシングを囲繞して組立てる
際、並びに係留装置の使用中に係留装置に負荷が与えら
れた際に各円弧区分体が必要に応じて互いに接近又は離
間する方向に移動することができるようにする。
これらの区分体が協同してパイプ支持体又はスリップ部
材を構成する。
第1〜8図の実施例においては、係留装置14の下方部
分を構成する各円弧区分体は、内側部分56と外側部分
60とを有し、それらの部分は、それぞれの平滑な円筒
状表面62.64において互いに滑シ接触している。
表面62.64は、いずれも第2図に明示されるように
上端において上向き外方に拡開している。
表面62及び64は、ケーシング12の長手軸線を中心
とする円筒形であり、内側部分56と外側部分60との
間の相対的な垂直移動がケーシング12の軸線に沿って
行われるように構成しである。
係留装置が無負荷状態におかれているときは、表面62
の拡開端部分61と表面64の拡開端部分63とは第2
図に示されるように離隔した関係にある。
係留装置に負荷がかけられると、拡開端部分61と63
は、第3図に示されるように互いに接近し、内側部分5
6と外側部分60との間の相対的垂直移動を制限する。
スリップ区分体の外側部分60は、内側部分56を2側
面において囲包するように総体的に逆り字形の断面形状
をなすように形成しである。
内側部分56には、ケーシング12に係合する複数の上
向きに延びた歯65を形成し、これらの歯がケーシング
12に係合することによってケーシング12と歯65と
の間の相対移動を阻止する。
歯65は、パイプ把持手段を構成する。
外側部分60は、内方に突出して内側部分56の一端を
覆う上方端部分66を有する。
上方端部66にはボルト70を挿通する複数の孔68を
設置る。
ボルト70は、スリップ14の密封部分の一部を構成す
る。
スリップ区分体の内側部分56の上方端部分72には孔
68と垂直方向に整合する複数のねじ付札73を設ける
ポル)70は、孔68内を自由に挿通してそのねじ端を
ねじ付札73に螺合させる。
内側部分56の上方端部分72は、その下方部分よ如厚
くしてあり、外側部分60の上方部分66の下側と拡開
端部分63の上側との間の空間を埋めるようにしである
初期負荷作用中外側部材60の滑シ運動を許容し、初期
負荷後例えば30000ポンド(13608Ic9)の
ケーシングの荷重を受けると外側部分60の食込手段を
それに隣接する切頭円錐状支持表面に食込ませるように
、係留装置14の切頭口頭状の背面を特別の構成にする
即ち、係留装置14の背面は、その下方部分に切頭円錐
状の平滑表面部分74を有し、それに隣接して形成した
食込手段を構成する複数の下向きに延びる歯76を有し
、歯16の部分の上端から上方へ延びる実質的に円筒状
の平滑表面77を有する。
歯76の頂部は、切頭円錐状表面74によって画定され
る円錐面内に位置するように形成しである。
初期負荷作用を受けると、切頭円錐表面74は、それに
隣接する切頭円錐形のボール表面20に沿って荷重担持
関係をなして摺動し、下向きに延びている歯76はボー
ル表面20に食込まない。
下向きの歯76が平滑な切頭円錐状ボール表面20に食
込むのはボール20とスリップの区分体32 、34
、36 。
38との間の法線力が、パイプ把持手段即ち上向きの歯
65がケーシング12に両者間の軸方向の相対移動を阻
止するのに十分なだけ係合したときに存在していた法線
力よシ大きい所定の値を超えた後、かつ、この法線力が
ケーシング12とスリップの区分体32,34,36,
38との間の相対移動を阻止するのに十分な値を超える
前である。
歯76がボール表面20に食込むことによってケーシン
グヘッド10と係留装置14との間の滑シ摩擦係数が実
質的に増大される。
ケーシング12の内径が限界を越えて収縮されないよう
に、そしていずれにしてもケーシング12が内方へ圧潰
されることのないように、該ケーシングに及ぼされる法
線力を制御しなければならないことは斯界において周知
のことである。
ケーシング12とケーシングヘッド12の間を密封する
係留装置14の密封用部分は、区分体32.34,36
,38の上方に設けである。
この密封用部分は、上記区分体の上に配置した分割型裏
当てリング(複数の区分体から成るリング)T8を弾性
材で形成した密封リング80を有し、密封リング80の
上に金属製の分割型圧縮リング82を装着しである。
圧縮リング82にはボルト70を受容するためには孔6
8に整合させた複数の孔を設けである。
ポル)70は、ソケット型ボルトであ択頭部をリング8
2の孔の拡大孔部分に嵌入させる。
圧縮リング82は、斜切された上方外側縁表面84を有
する。
弾性密封リング80にも孔68と垂直方向に整合する複
数の孔を設けである。
密封リング80は、装着する前に切断して分割し、ケー
シング12の周シに嵌着させることができるようにする
弾性密封リング80は、無負荷状態においては第2図に
示されるように円筒状ボール表面22に対して離隔関係
にある。
負荷を受けると、パイプ係留装置14の分割型内側部分
56は下方に押下けられ、それによってボルト70及び
圧縮リング82を下方に移動させ、それによって弾性リ
ング80を圧縮リング82と裏当てリング78との間に
圧縮させる。
この作用によシ密封リング80を半径方向に拡張させ、
ケーシング12と円筒状ボール表面22との間の環状空
間を充填させる。
弾性リング80を所定位置に保持し、半径方向外方に拡
張させるのを助成するために、上側の圧縮リング82及
び下側の裏当てリング78には、第2図に示されるよう
に密封リング80の方に突出した表面86及び88をそ
れぞれ設けである。
表面86.88は、密封リング80に係合してそれを半
径方向に拡張させるために設けたものである。
第5及び6図には、係留装置の歯76及び65とそれら
が接触する表面のm一部分を拡大断面図で示しである。
第5及び6図は、係留装置に負荷をかける前において歯
76及び65が取る位置を示している。
これらの歯の特定の構成が本発明の1つの重要な特徴で
ある。
歯76及び65は、いずれも鋭い山を備えた鉱型の歯と
して形成するのが好ましい。
更に、そのような鉱型歯は、鋭角をなして交差する実質
的に平坦な上方フランク(斜面)と下方フランクとを有
するように構成することが好ましい。
第5図は、係留装置14の外面に設けた下向きの歯76
を拡大図で示す。
歯76は、上方フランク92と下方フランク94との間
の角度が、例えば約800の鋭角をなすように構成しで
ある。
角Aは、約45°から900までの範囲にすれば良好に
機能する。
上方フランク92と下方フランク94とが交差して歯先
96を形成する。
歯76は、上方フランクと下方フランクの間で円滑な輪
郭をなすように好ましくは丸味を付した歯元98を有す
る。
スリップ区分体60の各歯76の歯先96が、ボール表
面20と実質的に同じ角度に傾斜した線に沿って位置す
るように構成しである。
ケーシング12の垂直方向即ち長手軸線は、符号L1で
示しである。
垂直線に対するボール表面20及び各歯先96を含む平
面の傾斜は、角Cで示してあ択例えば約9°にすること
ができる。
又、垂直線に対する上方フランク92の平面の角度Bは
、例えば約100とすることができる。
角Cは、ボール表面20のテーパ度合即ち傾きを表わす
歯先96を画定する角度Aは、いうまでもなく角Bの大
きさに影響を及ぼす。
歯76のこれらの角は、歯が第7図に示されるようにケ
ーシングヘッド10のボール表面20に食込み、該表面
の内側にまで食込むように選定する。
第7図は、歯76がケーシングヘッド10のボール部分
に食込み、ボール部分の切頭円錐形表面20に圧入した
ときの状態を示す。
第7図にみられるように、歯先96は、平滑であったと
きの表面20よシ下に食込んでおり、表面20の内側の
素材は歯76によってその下方フランク94に沿って変
位せしめられて表面20から突出したうね102を形成
する。
歯76は鋭利であるから、ケーシングヘッド10の素材
に切込むようにして食込む。
歯76は、機械加工によって螺旋ねじ山として係留装置
14上に形成するのが好ましい。
もちろん、歯76は、ねじ山ではなく環状の歯として個
々に刻設してもよいが、実際の製作上においてはねじ山
として形成するのが好都合であることが判明した。
又、歯76は、適当にとがらせた複数の個別突起として
形成してもよい。
歯76は、外側部分60の高さ1インチ当シ約4〜16
個の範囲内で形成するのが好ましい。
第6及び第8図は、パイプ把持手段を構成する歯65と
、ケーシング12の一部分を拡大図で示す。
歯65は、実質的に真直ぐな下方フランク106と上方
フランク108とで構成されている。
下方フランクと上方フランクが結合して鋭い歯先110
を形成する。
下方フランクと上方フランクの内側連接部に形成される
歯元112は、図示のように断面でみて丸味を付しであ
る。
各歯先110は、第6図に示されるようにケーシング1
2の外面に同時に接触するように、ケーシング12と同
軸の円筒面内に位置するように整列させである。
歯65は上向きに形成されてお如、下方フランク106
と上方フランク108との間の角りが好ましくは800
程度の鋭角をなすように構成する。
角りは、約45°〜90°の範囲にすれば良好に機能す
るものと考えられる。
歯65の下方フランク106は、垂直線に対して例えば
2O2程度(角E)傾斜させである。
第6図は、歯65の歯先110力ζ無負荷状態において
ケーシング12の外表面30に接触しているところを示
す。
第8図は、歯65がケーシング12に食込んだときの状
態を示す。
歯先110は、ケーシングの外表面よシ実、質的に内方
へ圧入している。
歯65は、その歯先110が鋭利であるので、ケーシン
グ12に切込むような形で食込み、表面30の下に凹部
を形成し、上方フランク108に沿ってケーシングの素
材の一部を突起又はうねの形に隆起させる。
歯65は、図示のような形、即ち、鋭利な歯先を形成す
るように結合する実質的に平坦な上方フランクと下方フ
ランクを有する鋸歯ねじの形に形成するのが好ましく、
それらの歯は、係留装置14に複数の溝を機械加工によ
り刻設することによって形成してもよく、あるいは、螺
旋ねじ山として形成してもよい。
実際上は、歯65は、加工の容易性からみて螺旋ねじ山
として形成するのが便利であることが判明している。
歯65をねじ山として刻設すると否とにかかわりなく、
歯が上述のようにケーシング12に適正に食込むように
するために歯先110を鋭利にすることが肝要である。
歯65は、内側部材56の高さ1インチ当シ約1〜8個
の範囲内で形成することが好ましい。
第2図に示されるように、係留装置の外側部分60の下
方表面74の平滑面部分74Aだけがそれに隣接する切
頭円錐状ボール表面20に対して荷重担持関係をなして
接触している。
部分74Aは、初期負荷作用状態のもとにおいて鋭利な
歯先96が表面20に食込むのを防止する働きをする。
大抵の応用例において、部分74Aは、歯76をボール
の内表面20に食込ませることなくケーシング12によ
る初期負荷を吸収するのに十分な支承接触面積を提供す
るためには、高さ約1/4インチ(6,35mm)以上
とすることが望ましい。
例えば50トン以上に荷重が増大すると、スリップ14
は1/4インチ(6,351L11)又はそれ以上下降
し、歯76は、負荷作用が終了するまでボール表面20
に食込み続ける。
第1〜8図の実施例において鋸歯型ねじ山を例示しだが
、その他の形態のねじ山又は突起を使用することができ
、鋭利な歯に近接する平滑な下方表面がボール表面20
に対して荷重担持関係をなして接触するようにすること
ができる。
鋸歯型のねじ山は、それによって得られる鋭い歯先がボ
ール表面に対して滑シを起すことがないので望ましいこ
とが判明している。
係留装置14を使用する際、該係留装置は第1図に示さ
れるように装着する。
まず、ケーシング12を支持装置(図示せず)によって
上から懸架シテ、ケーシングの最終定置位置より僅かに
上の地点に位置づけする。
この時点で、係留装置14の区分体を、それぞれの孔4
8,50,52,54にピン41,44,46,48を
挿入することによってケーシング12の周シに組立て、
次いで裏当てリング78、弾性リング80及び圧縮リン
グ82を装着し、それらのリングをボルト70によって
内側部分56に固定する。
係留装置14は、このように組立てられると、ケーシン
グヘッド10内に第1図に示される位置に位置づけられ
る。
この位置においては、歯先96及び110はボール表面
20及びケーシング表面30に接触しているが、それら
の表面に食込んでいない。
これは、係留装置14の初期即ち無負荷状態(荷重を受
けていない状態)である。
ケーシング12が下降されるにつれて、係留装置14は
、最初、初期負荷状態に負荷され、その後最終負荷状態
に負荷される。
歯65がケーシングの表面30に係合した後、ケーシン
グ12が下降すると、歯65がケーシング表面30に食
込み、係留装置の内側部分56がケーシング12と共に
下降する。
それと同時に、係留装置の背面の平滑表面部分74Aが
ケーシングヘッド10の切頭円錐形ボール表面20に沿
って摺動し、歯16は表面20に沿って移動するが、該
表面に食込まない。
内側部分56が下降するにつれて、ボルト10を下降さ
せ、それによって圧縮リング82及び密封リング80を
下降させる。
係留装置の外側部分60に作用する垂直方向の力が該外
側部分の下降運動を阻止するほどにまで増大したとき、
内側部分56は、外側部分60に対して相対的に更に一
定量だけ下降することができ、それによって弾性密封リ
ング80をリング78と82との間に圧縮し、密封リン
グ80をケーシングヘッドの表面22とケーシング表面
30との間 − に半径方向に拡張させる。
係留装置14の受ける負荷が増大することと、ケーシン
グ12の下降運動と、ケーシングヘッド10の半径方向
の負荷とによって、ケーシングヘッドのボール20と係
留装置14との間の法線力が、歯65がそれらの歯とケ
ーシング12との間の軸方向の運動を阻止するのに十分
なだけケーシングに係合したときに存在していた法線力
よシ大きい成る所定の値を超えたとき、かつ、ボール2
0と係留装置との間のこの法線力がケーシング12と係
留装置14全体との間の相対移動を阻止するのに十分な
値を超える前に、歯76はそれに近接する平滑なボール
表面20に食込む。
係留装置14に作用する負荷が更に増大されると、内側
部分56が第3図に示されるように外側部分60に対し
て相対的に下降し、歯76は、第3及び7図に示される
ようにボール表面20に食込む。
第3図は、ケーシング12をその最終設置に設定したと
きにとる係留装置14の位置を示す。
この最終負荷状態においては、歯65及び76は、それ
ぞれの表面30及び20に対して第7及び8図に示され
る程度にまで食込んでおシ、弾性密封リング80はケー
シング12及びボール表面22に圧接して圧縮されてお
シ、係留装置の内側部分56は、第3図に示されるよう
に外側部分60に対してずれている。
又、この最終負荷状態においては、ケーシング12に及
ぼされる半径方向の力は、該ケーシングをケーシングヘ
ッド10に対して固定位置に保持するのには十分である
が、ケーシング12を圧潰させたシ、屈曲させた沙、あ
るいは許容限度を越えてケーシングの径を縮小させるほ
ど大きな力ではない。
ケーシング12を係留装置14によってケーシングヘッ
ド内に最初に懸架したときは、ケーシング120重量は
ボルト70だけによって支えられる。
この位置では、可動の内側部分56は静止してお虱その
外向きに拡開した部分61は第3図に示されるように外
側部分60の対応する拡開部分63上に支持されている
ケーシング12とケーシングヘッド10との間に密封を
施すための弾性密封リング80に及ぼされる力は、内側
部片56に螺着したボルト70を介して圧縮リング82
から伝達される。
この構成を使用した場合、内側部分56と外側部分60
との間の相対移動の大きさとボルト70の長さとを調節
することによって弾性リング80の圧縮度合を調整する
ことができる。
このようにして弾性リング80の圧縮度合を調節するこ
とによって、該リングの素材を損傷させることなく良好
な密封作用を発揮するのに適正な圧縮力を該リングに与
えるようにすることができる。
従って、ケーシング12の全重量が弾性リング80にか
けられるのではない。
第9 、10 、10A及び11図には、本発明のパイ
プ係留装置の幾つかの別の実施態様を示してある。
第9〜11図に示されているケーシングヘッド及びケー
シングの各部には、第1〜8図の実施例に示されたもの
と同じ参照符号を与えである。
第9図の係留装置14は、外側部分60の外表面に設け
た食込手段を構成する歯120を除いて第1〜8図の係
留装置と同じである。
歯120は、歯76に比べて、切頭円錐状表面74の上
方端部分に設けられる個数が非常に少いという点で、歯
76と異るが、構造的には第5図に示したような歯76
と同じである。
第9図の係留装置においては歯120は切頭円錐状表面
74の表面積の小部分を占めているのに対して、第1〜
8図の係留装置においては切頭円錐状表面74の相当大
きな部分を占めている。
従って、それだけ第9図の実施例においては表面74の
うちボール表面20に対して荷重担持接触をする部分が
大きくなっている。
食込手段を構成する歯の数は、ケーシングヘッドのボー
ル及び係留装置の特定の構造及び形状に応じて、かつ、
表面20と74との間の相対荒さを考慮しているいろに
変更することができる。
実際に、ある種の応用例に対しては第9図に示されるよ
うな最少数の歯を使用することができ、他の応用例に対
しては第1〜8図に示すような多数の歯を使用すること
ができる。
第10及びIOA図には、本発明の更に他の実施例の係
留装置124と、ケーシングヘッドの側壁27の一部及
びケーシング12の1分節を示しである。
係留装置124は、複数の円弧状区分体126を有する
各区分体は、一体の前面及び背面を備えた単一部材であ
わ、その前面には複数の上向きのパイプ把持歯128を
有する。
区分体126の背面は、切頭円錐状の平滑な表面130
と、その上方に隣接する歯132を有し、歯1′32の
上方に円筒状表面134を有する。
平滑表面130の下方部分130Aは、それに近接する
ボール表面20に荷重担持接触する。
ボール表面20に対する歯132の食込み量を制御する
のを助成するために、歯132よ如上方の部分には、表
面130及び130Aと同一の円錐表面内に位置し、ボ
ール表面20に荷重担持接触する上方平滑表面130B
を設けである。
この構成によれば、背面の下方平滑表面の荷重担持接触
面の高さく上下幅)を低くした設計の場合には、近接す
るボール表面20への歯の食込み量を制御するために歯
132より上方に平滑な切頭円錐状表面を設けることが
望ましい。
歯128 、130及び切頭円錐状表面130は、第1
〜8図の第1実施例におけるものと同様な構成とするこ
とが好ましい。
ボー表面20に対して荷重担持接触する下方部分130
Aの幅は、距離Aで示し、ボール表面20に対して荷重
担持接触する上方部分130Bの幅は、距離Bで示しで
ある。
幅A及びBは、例えば、負荷条件及びケーシング12及
び側壁27の素材の種類等に応じて変更することができ
る。
例えば、幅Aを1/2インチ(12,7mm)とし、幅
Bを3/4インチ(19,05tnm )とすることが
できる。
通常、幅A及びBは最小限少くとも1/4インチ(6,
35m)程度であシ、最大限21/2インチ(57,1
5m)程度となるであろう。
歯132は、表面130A及び130Bによって画定さ
れる円錐平面にまで突出してお択平滑表面130Aと1
30Bの間に亘る幅Cを有する。
幅Cは、最小限少くとも1/4インチ(6,35ma)
程度であフ、最大限3インチ(7,62m)程度となる
であろう。
ケーシングヘッドのボールの高さによっても幅A。
B、Cを変える必要があるが、この高さは、おそらく最
大限4インチ(10,1611)程度であろう。
幅A、B、Cは、大部分はケーシング12の総荷重と、
どの時点において歯132がボール表面20に食込むよ
うにするべきであるかということによって決定される。
例えば、総荷重の50%に達したときに歯132がそれ
に近接するボール表面に食込むようにすることが望まし
い場合は、幅A及びBを比較的大きくすればよい。
各区分体126は、負荷を受けると半径方向に撓み、こ
の撓みと、内側ボール表面20が表面130A及び13
0Bから離れる方向に圧潰することが相俟って、歯13
2をそれに近接するボール表面20に食込ませる。
上方表面130Bは、区分体126の撓み量を制御する
一部となる。
歯132の幅Cが約2インチ(50,8m)である場合
、400トンのケーシングの荷重を受けると、撓みDは
、例えば0.005インチ(0,127m)となる。
撓み量りは、通常のサイズのケーシング及び素材の場合
、主として総荷重に応じて0.001〜o、oosイン
チ(0,025〜0.203m)の範囲内で変化する。
密封構成体は、係留装置124の円弧状区分体126の
頂面に載置した金属製の裏当てリング138と、圧縮リ
ング140との間に挾持させた弾性密封リング136か
ら成る。
複数のボルト142をリング140 、136 、13
8を貫通して円弧状区分体126に螺着させ、該ボルト
の頭部をリング140の上面に設けた凹部に座着させる
この密封装置は、係留装置124を設置し、ケーシング
をその最終定置位置に懸架した後、手操作で設定しなけ
ればならないので、一般に手動密封装置と称される形式
のものである。
この密封装置の設定は、ボルト142を締めて圧縮リン
グ140を裏当てリング138の方へ引きつけ、弾性リ
ング136をボール表面22とケーシング表面30との
間で半径方向に拡張させることによって達成される。
係留装置124は、その密封構成体を手で操作しなけれ
ばならない点を除いては、係留装置14と実質的に同じ
ように操作される。
第10図は、ケーシングヘッドのボールとケーシング1
2との間に挿入した係留装置124が無負荷状態にある
ところを示す。
密封構成体は弛緩状態にある。
係留装置124に負荷がかけられると、まず区分体の平
滑な表面130がボール表面20に摺動するにつれて法
線力が高まり、歯128がケーシング表面30に食込み
、次いで歯132がボール表面20に食込む。
歯132がボール表面20に食込むのは、ボール表面2
0と係留装置12との間の法線力が、歯128がそれと
ケーシング12との間の軸方向の相対移動を阻止する程
に該ケーシングに係合したとき存在していた法線力よシ
大きい成る値を超えた後で、かつ、ボール表面20と係
留装置124との間の法線力がケーシング12とパイプ
係留装置124全体との間の軸方向の相対移動を阻止す
るほど大きい値を超える前である。
この時点から歯132は、第1〜8図の実施例に関して
説明したようにボール表面20に食込む。
係留装置124が最終負荷状態に達したとき、ケーシン
グ12がケーシングヘッド10内に懸架され支持される
この時点で、歯132及び128は、第7及び8図に示
される歯と同様に、それぞれの近接表面に係合され、ケ
ーシング12とケーシングヘッド10との間の軸方向の
相対移動が阻止される。
区分体126が最終負荷位置に達したとき、ボルト14
2を締めて弾性リング136をボール表面22とケーシ
ング表面30との間で拡張させ、ケーシング12と円筒
状ボール表面22との間の環状空間に有効な密封を施す
係留装置124がその最終負荷位置に達し、ボルト14
2を締めると、圧縮リング140の上方部分がケーシン
グヘッド10の研磨された上面と同じ高さになるか、あ
るいはそれより僅かに下に位置され、従って、ケーシン
グヘッド10の上面に床置する坑井構造体のフランジ部
材が係留装置124の上端を被って嵌着することができ
る。
係留装置124の1つの利点は、操作者の判断でケーシ
ング12とケーシングヘッド10との間の環状空間を密
封するのに十分な程に弾性リング136を圧縮させるよ
うに必要に応じて密封構成体を手操作で調節することが
できることである。
この係留装置124は、密封構成体を手操作で締めるこ
とが必要とされるか、あるいは望ましい場合、あるいは
、自動密封及び係留装置が何らかの理由で望ましくない
場合に適用することができる。
第11図には、ケーシングヘッドの側壁27とケーシン
グ12との間に挿入した本発明の更に他の実施例におけ
る係留装置150を示す。
係留装置150は、ケーシングヘッド10のボール内に
おいて環状の支持体を構成する複数の円弧状区分体を有
する。
この係留装置は、ボール表面22とケーシングの外表面
30との間の環状空間を密封するだめの手段を備えてお
らず、別個の密封装置151を設ける。
密封装置151は、係留装置の区分体とは別体のものと
してその上に装着される環状部材154を有する。
環状密封リング154の内周面には、ケーシング外表面
30に対して密着するための弾性Oリング158を受容
する環状溝156を設け、リング154の外周面には、
ボール表面22に密着するための弾性0リング162を
装着する環状構160を設けである。
係留装置の区分体152は、総体的にウェッジ状の断面
形状を有し、その前面には複数の上向きの鋸歯164か
ら成るパイプ把持手段を有する。
区分体152の背面は、切頭円錐状の下方平滑表面16
6と、それに隣接する複数の下向きの歯168と、歯1
68から区分体の上端にまで延びる円筒状の上方表面1
70を有する。
各区分体152の上方部分の外周面には溝172を設け
てあり、該溝内に保持月割D IJング174を挿入し
、締具176によって固定する。
保持月割hvング174は、係留装置150の周面に延
在し、各区分体152を並置関係に位置づけする。
保持リング174は、係留装置が負荷を受けた際、各区
分体152を一緒に移動させる役割シを果す。
保持リング174は、係留装置をケーシングの周りに組
立てる際に取付けられる。
第11図は、係留装置150がケーシングヘッド内に挿
入され、無負荷状態にあるところを示す。
ケーシング12は係留装置の内側に位置しておシ、密封
装置151は係留装置の上に配置されている。
但し、密封装置151は、必ずしも係留装置を設置する
際に取付ける必要はなく、係留装置が最終負荷状態に達
し、ケーシング12が懸架された後で取付けてもよい。
第12図には、いわゆる真円筒状孔型ケーシングヘッド
182内に装着したケーシングハンガー180を有する
本発明の別の実施例が示されている。
ケーシングヘッド182は、円筒状の内表面184と、
内方へ突出した環状の下方張出し部186を有するボー
ルを構成し、張出し部186上にケーシングハンガー1
80を支持する。
ケーシングハンガー180の上方円弧状ハンガー区分体
188は、切頭円錐状の内側平滑表面190を有する。
区分体188の下降によって弾性密封部材192を半径
方向に拡張させる。
スリップ区分体194は、ハンガー区分体188の表面
190に荷重担持接触する下方平滑表面196を有する
スリップ区分体194の背面に歯198を刻設してあシ
、歯198は、該区分体の前面に設けた歯200に係合
するケーシングの重量による荷重が所定の値に達すると
、表面190に食込む。
このように、本発明は、真円筒状の孔を有するケーシン
グヘッドにも適用することができ、切頭円錐状の孔を有
するケーシングヘッドに対する場合と同様の態様で機能
する。
本発明のパイプ係留装置を製造する場合、多区分体型パ
イプ支持部材及びそれに関連するリング部材は、1個の
円形部材として形成し、それを幾つかの区分体に切断す
ることによって容易に形成することができる。
本発明の係留装置は、平滑な表面と表面の摩擦接触とス
リップ部材の背面に設けた鋭い歯の食込み作用を利用し
て、ケーシング(パイプ)を坑井構造体のケーシングヘ
ッドから懸架するのに必要な把持及びウェッジ作用を得
るものであシ、パイプ係留作用と共に自動密封作用を必
要とする場合にも、あるいはケーシングの係留だけが必
要とされる場合にも適用される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の1実施例による自動パイプ係留装置
を装着され、無負荷状態のケーシングの1分節体を支持
しているケーシングの断面図、第2図は、第1図の部分
拡大図であり、無負荷状態にあるケーシングを断面で示
す。 第3図は、第2図と同様な拡大断面図であるが、自動ス
リップ部材即ち係留装置がケーシングヘッド内において
最終負荷状態にあるところを示す。 第4図は、第1〜3図のパイプ係留装置の区分体をその
密封構成体の下のところに沿ってみた上面図、第5図は
、ボール表面の一部分に接触したパイプ係留装置の背面
の歯の一部分を示す拡大断面図であり、歯の山が無負荷
状態でボール表面に産量しているところを示す。 第6図は、無負荷状態のケーシングの外表面に接触した
パイプ係留装置の前面の歯の一部分を示す拡大断面図、
第7図は、第5図と同様の拡大断面図であるが、歯がそ
れに近接するボール表面に食込み、負荷状態にあるとこ
ろを示す。 第8図は、第6図と同様の拡大断面図であるが、パイプ
係留装置の前面のパイプ把持用の歯がケーシングに食込
み、負荷状態にあるところを示す。 第9図は、第1〜8図の実施例と総体的に類似している
が、スリップ部材が比較的大きい平滑な下方表面と、歯
を刻設した比較的小さい表面とを備えた切頭円錐状外表
面を有することを特徴とする本発明の自動パイプ係留装
置の別の実施例の断面図、第10図は、無負荷状態にあ
るパイプ係留装置の他の実施例の断面図であ択背面に荷
重担持用上方及び下方平滑表面と鋭利な歯を有するスリ
ップ部材と、ケーシングとケーシングヘッドとの間に配
設した手操作式密封装置を示す。 第10A図は、第10図の実施例の概略図であり、スリ
ップ部材の背面の荷重担持用上方平滑表面と下方平滑表
面との間の歯の位置関係を示す。 第11図は、無負荷状態にある本発明の更に他の実施例
の断面図であシ、ケーシングヘッドのボールとケーシン
グとの間の環状空間を密封するのに別個の密封構成体を
示す。 第12図はケーシングヘッド内に装着したケーシング・
・ンガーの切頭円錐形開口内にスリップ部材を装着する
ようにした本発明の更に他の実施例の断面図である。 図中、10はケーシングヘッド、12はケーシング即ち
パイプ、14はパイプ係留装置、20は切頭円錐状ボー
ル表面、32,34,36,38は円弧状区分体(スリ
ップ部材又はパイプ支持体を構成する)、56は内側部
分、60は外側部分、61.63は拡開部分、62.6
4は円筒状平滑表面、65は歯即ちパイプ把持手段、7
0はボルト、74は切頭円錐状平滑表面、76は歯即ち
食込み手段、78は裏当てリング、80は密封リング、
82は圧縮リング、92は上方フランク、鯛は下方フラ
ンク、106,108は上方及び下方フランク、110
は歯先、124は係留装置、126は円弧状区分体、1
26は歯、132は歯、130A、130Bは平滑表面
、136は弾性密封リング、140は圧縮リング、14
2はボルト、150は係留装置、152は円弧状区分体
、151は密封手段、154は環状部材、156 、1
60は環状溝、158 、162はOリング、164は
歯、168は歯、180はケーシングバンガー、190
は切頭円錐状内側平滑表面、192は弾性密封部材、1
94はウェッジ部材即ちスリップ区分体、198,20
0は歯。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ケーシングヘッドを通して下方に延長するパイプを
    固定するために該ケーシングヘッド内の切頭円錐状の平
    滑な支持表面の内側に装着することのできるパイプ係留
    装置において、 総体的に円筒状の内周面と切頭円錐状の外周面を有する
    環状の分割型ウェッジ状パイプ支持体を前記ケーシング
    ヘッドの切頭円錐状支持表面に支持接触させて該ケーシ
    ングヘッド内に対称的に配置し、前記パイプに対面する
    パイプ把持手段を前記環状分割型支持体の内周面に設け
    、前記ウェッジ状パイプ支持体の切頭円錐状外周面に下
    方平滑表面とそれに隣接する食込み手段を形成し、該下
    方平滑表面をケーシングヘッドの前記切頭錐状の平滑な
    支持表面に荷重担持接触させ、それによって、前記食込
    み手段が所定の荷重を受けるまでそれに近接する前記切
    頭円錐状支持表面に食込まないように保持されるように
    し、前記食込み手段は、前記ケーシングヘッドの前記平
    滑な切頭円錐状支持表面に対面しておシ、該食込み手段
    にかかる荷重が所定値に達した後該支持表面に食込む部
    分を有し、該食込み手段は、鋭利であって前記平滑な切
    頭円錐状支持表面に対面しているが、該食込み手段にか
    かる前記荷重が前記パイプ把持手段と前記パイプとの間
    の軸方向の相対移動を阻止するのに十分なだけ該パイプ
    把持手段を該パイプに係合させるのに必要な荷重よシ小
    さい間は、前記切頭円錐状支持表面に食込むことなく該
    支持表面に沿って移動するように該支持表面に対面させ
    たことを特徴とするパイプ係留装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記パ
    イプ把持手段は、前記分割型支持体と一体に形成した鋭
    い歯先を備えた複数の歯から成択前記食込み手段は、前
    記分割型支持体と一体に形成した複数の悦い歯から成り
    、該歯の歯先を前記ウェッジ状パイプ支持体の外周面に
    よって画定される円錐平面内に位置させたことを特徴と
    するパイプ係留装置。 3 特許請求の範囲第2項記載の装置において、前記食
    込み手段の歯を前記パイプ把持手段の歯と実質的に同じ
    鋭さとしたことを特徴とするパイプ係留装置。 4 特許請求の範囲第3項記載の装置において、前記歯
    は、いずれも鋸歯形ねじ出で形成し、前記食込み手段を
    構成する歯は下向きに配向し、前記パイプ把持手段を構
    成する歯は上向きに配向したことを特徴とするパイプ係
    留装置。 5 特許請求の範囲第4項記載の装置において、前記各
    歯は、結合して鋭い歯先を形成する比較的平担な上方フ
    ランクと下方フランクを有することを特徴とするパイプ
    係留装置。 6 特許請求の範囲第5項記載の装置において、前記食
    込み手段の歯の方を、前記パイプ把持手段の歯より実質
    的に小さい歯としたことを特徴とするパイプ係留装置。 7 特許請求の範囲第6項記載の装置において、前記各
    歯を螺旋ねじ山として形成したことを特徴とするパイプ
    係留装置。 8 特許請求の範囲第7項記載の装置において、前記パ
    イプ把持手段の歯を構成するねじ山の巻き方向を、前記
    食込み手段の歯を構成するねじ山の巻き方向と反対にし
    たことを特徴とするパイプ係留装置。 9 特許請求の範囲第7項記載の装置において、前記パ
    イプ把持手段の歯を構成するねじ山の巻き方向を、前記
    食込み手段の歯を構成するねじ山の巻き方向と同じにし
    たことを特徴とするパイプ係留装置。 10特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記分
    割型支持体は、各々前記パイプの周りに同軸的に配置さ
    れ相互に接触する平滑な表面を有する内側部分と外側部
    分から成シ、前記各平滑な表面は、該分割型支持体の内
    部において外向きに拡開、する端部を有し、それらの拡
    開表面部分は、常態においては互いに接触しないように
    配置し、前記外側部分は、前記内側部分を該外側部分か
    ら垂下させた状態に取付けるだめの手段と、前記パイプ
    と前記ケーシングヘッドの間の環状空間を弾性的に密封
    するだめの手段とを具備したことを特徴とするパイプ係
    留装置。 11 特許請求の範囲第10項記載の装置において、前
    記パイプを弾性的に密封する前記手段は、前記分割型支
    持体の各区分体の前記外側部分の上面とその上方に配置
    した密封リング押え部材との間に配設した弾性密封リン
    グを含み、前記内側部分を取付けるための前記手段は、
    該内側部分に固着され、前記外側部分を貫通して前記密
    封リング押え部材に固定された連結部材を有し、紋押え
    部材は前記区分体の方に向って移動させることができ、
    それによって前記弾性密封リングを前記パイプとケーシ
    ングヘッドとの間で圧縮し拡張させることができるよう
    にしたことを特徴とするパイプ係留装置。 12特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記分
    割型支持体の各区分体の外Ji部分の上面とその上方に
    配置した密封リング圧縮部材との間に配設した弾性部材
    を有するパイプ密封手段を設け、該密封手段は、前記各
    区分体及び圧縮部材と協同して前記弾性部材を前記パイ
    プとケーシングヘッドとの間で圧縮させるだめの手段を
    具備することを特徴とするパイプ係留装置。 13特許請求の範囲第12項記載のパイプ係留装置にお
    いて、前記弾性部材を圧縮させるだめの前記圧縮手段は
    、前記圧縮部材及び前記弾性部材を貫通して延長し、前
    記各区分体に螺着された連結部材を有し、該連結部材の
    外端部分には前記圧縮部材に接触する衝接部分を設け、
    該連結部材を締めれば、前記弾性部材を前記圧縮部材と
    区分体との間に圧縮させ、それによって該弾性部材を拡
    張して前記ケーシングヘッド及びパイプに密封係合させ
    るように構成したことを特徴とするパイプ係留装置。 14特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記パ
    イプとケーシングヘッドを密封するために、該パイプを
    囲繞して、かつ前記分割型支持体が上方に離隔させて前
    記ケーシングヘッド内に装着された密封材支持部材を備
    えた別体の手段を設けたことを特徴とするパイプ係留装
    置。 15特許請求の範囲第14項記載の装置において、前記
    パイプ把持手段は、前記分割型支持体と一体に形成した
    鋭い歯先を備えた複数の歯から成シ、前記食込み手段は
    、前記分割型支持体と一体に形成した鋭い歯先を備えた
    複数の歯から成り、該歯を該支持体の前記外周面によっ
    て画定される円錐平面内に位置させ、前記密封材支持部
    材は、その外周面及び内周面に溝を有する環状部材から
    成り、該溝内に弾性密封リングを装着したことを特徴と
    するパイプ係留装置。 16特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記パ
    イプ把持手段は、1インチ(25,4mm)当シ1個の
    歯ないし1インチ当シロ個の歯の割合で隔置された複数
    の歯を有し、前記食込み手段は、1インチ当り4個の歯
    ないし1インチ当シ16個の歯の割合で隔置された複数
    の歯を有することを特徴とするパイプ係留装置。 17特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記食
    込み手段は、前記外周面の周如に前記下方平滑表面に隣
    接して設けた複数の歯を有し、それらの歯を約−インチ
    (12,7m)〜2インチ(50,8in)の長手方向
    の距離に亘って配設したことを特徴とするパイプ係留装
    置。 18バイブを下方に貫通させて固定するためのパイプ係
    留装置において、 総体的に切頭円錐状の平滑な内表面を画定する貫通開口
    を有する、前記パイプのだめの環状支持体を設け、前記
    パイプの周シに嵌着するように形成した複数の円弧状区
    分体から成る環状ウェッジ部材を前記支持体の内側に配
    設し、該各区分体は総体的に円筒状の前面と該前面に形
    成した複数の上向きの歯を有し、該各区分体は総体的に
    切頭円錐状の背面を有し、該背面には間隔を置いて環状
    の上方表面と下方表面を形成し、これらの上下表面は前
    記環状支持体の切頭円錐状表面に荷重担持接触して該支
    持体との常時接触を設定して前記ウェッジ部材の内方へ
    の移動を起させて前記上向きの歯を前記パイプに係合さ
    せる働きをし、前記背面の前記上方平滑表面と下方平滑
    表面の間には、該上下表面が前記支持体の切頭円錐状表
    面に沿って下降した後前記パイプから受ける荷重が増大
    したとき該支持体の切頭円錐状表面に係合する複数の鋭
    い歯を形成し、該背面の歯の歯先は、該背面の前記環状
    の上下平滑表面によって画定される円錐平面内に位置さ
    せ、前記パイプからの前記ウェッジ部材に対する負荷が
    成る所定の値を超えると、前記背面の歯は前記環状支持
    体の前記平滑な内側表面に係合して食込み、該ウェッジ
    部材に更に下向きの負荷がかかると該背面の歯は更に該
    支持体の内側表面に食込み、該ウェッジ部材と環状支持
    体との間の滑シ抵抗係数を増大させるように構成したこ
    とを特徴とするパイプ係留装置。 19特許請求の範囲第18項記載の装置において、前記
    歯は、総体的に下向きに配向された比較的長い下方フラ
    ンクと、該下方フランクの下向き方向に対してほぼ横断
    する方向に配向された比較的短い上方フランクとを有す
    る鉱型の歯であることを特徴とするパイプ係留装置。 2、特許請求の範囲第19項記載の装置において、前記
    歯を螺旋ねじとして形成したことを特徴とするパイプ係
    留装置。 2、特許請求の範囲第18項記載の装置において、前記
    ウェッジ部材の前記各区分体は、各々前記パイプの周シ
    に同軸的に配設され、互いに接触する平滑な表面を有す
    る内側部分と外側部分とを備え、該内側部分の前記平滑
    表面及び該外側部分の前記平滑表面は、該環状ウェッジ
    部材の上方端部分において外方上向き方向に拡開してお
    シ、該拡開した2つの表面は、常態においては互いに離
    隔されており、前記各区分体の前記外側部分は、前記内
    側部分を該外側部分から垂下させて取付けるだめの手段
    と、前記パイプと前記環状支持部材との間の環状空間を
    弾性的に密封するための手段を備&たことを特徴とする
    パイプ係留装置。 nパイプを下方に貫通させて固定するだめのパイプ係留
    装置において、 総体的に切頭円錐状の平滑な内表面を画定する貫通開口
    を有する。 前記パイプのだめの環状支持体を設け、前記パイプの周
    りに嵌着するように形成した複数の円弧状区分体から成
    る環状ウェッジ部材を前記支持体の内側に配設し、該各
    区分体は総体的に円筒状の前面と該前面に形成した複数
    の上向きの鋭い歯先を備えた歯を有し、該各区分体は総
    体的に切頭円錐状の背面を有し、該背面の下方部分には
    平滑表面部分を形成し、該平滑表面部分は、前記環状支
    持体の切頭円錐状表面に接触する荷重担持滑シ表面を提
    供して該支持体との常時接触を設定して前記ウェッジ部
    材の内方への移動を起させて前記上向きの歯を前記パイ
    プに係合させる働きをし、前記各区分体の前記切頭円錐
    状の背面には前記下方平滑表面部分に隣接して複数の下
    向きの鋭い歯先の歯を形成し、該歯は、前記区分体の平
    滑表面部分が前記支持体の切頭円錐状表面に沿って下降
    した後前記パイプから受ける荷重が増大したとき該支持
    体の切頭円錐状表面に係合するように構成し、前記上向
    きの歯及び下向きの歯は、結合して歯先を形成する上方
    フランクと下方フランクを有する鋸歯型の螺旋ねじ山と
    して形成し、該下向きの歯を該上向きの歯と実質的に同
    じ鋭さとし、該上向きの歯の歯先を前記背面の下方平滑
    表面部分によって画定される円錐平面と実質的に同一の
    円錐平面内に位置させ、前記ウェッジ部材に対する前記
    パイプからの負荷が成る所定の値を超えると、前記下向
    きの歯は前記堤状支持体の前記内側表面に係合して食込
    み、該ウェッジ部材に更に下向きの負荷がかかると該下
    向きの歯は更に該支持体の内側表面に食込み、該ウェッ
    ジ部材と環状支持体との間の滑シ抵抗係数を増大させる
    ように構成したことを特徴とするパイプ係留装置。 23パイプを下方に貫通させて固定するためにケーシン
    グヘッド内の平滑な切頭円錐状支持表面の内側に装着す
    ることができるパイプ係留装置において、 前記パイプの周シに嵌着するように形成した複数の円弧
    状区分体から成択総体的に円筒状の内周面と切頭円錐状
    の外周面を有する環状の分割型ウェッジ状パイプ支持体
    を前記切頭円錐状支持表面に支持接触させて前記ケーシ
    ングヘッド内に対称的に配設し、前記環状のウェッジ状
    パイプ支持体の内周面には前記パイプに対面するパイプ
    把持手段を設け、該ウェッジ状パイプ支持体の切頭円錐
    状外周面には間隔を置いて配置した下方平滑表面と上方
    平滑表面と、該両表面の間に配置した食込み手段とを形
    成し、該両平滑表面は、前記切頭円錐状支持表面に荷重
    担持接触して、該パイプ支持体が受ける負荷が所定の値
    に達するまでは前記食込み手段をそれに近接する該切頭
    円錐状支持表面に食込まないように維持する働きをし、
    前記食込み手段は、該パイプ支持体にかかる負荷が所定
    の値に達した後、前記平滑な支持表面に食込み、それに
    係止する部分を有し、前記各円弧状区分体は、各々前記
    ・パイプの周シに同軸的に配置され相互に接触する平滑
    な円筒状表面を有する内側部分と外側部分とを有し、該
    内側部分の該平滑表面と該外側部分の該平滑表面は、そ
    れぞれの上端近くにおいて外向きに拡開していて、無負
    荷状態においては互いに離隔されておシ、前記外側部分
    は、前記パイプと前記ケーシングヘッドとの間を密封す
    るだめの密封手段を備え、該密封手段は、前記各区分体
    の外側部分の上方に配置した密封材押え部材と該外側部
    材の上面との間に配設した弾性部材を有し、該外側部材
    は、更に、前記内側部材を該外側部材から垂下させて取
    付けるだめの取付手段を有し、該取付手段は、前記内側
    部分に固着されて該外側部分を貫通して延長し、前記密
    封材押え部材に固定された連結部材から成択該連結部、
    材は前記押え部材を前記各区分体の方に向って移動させ
    て前記弾性部材を圧縮させて拡張させ、前記パイプとケ
    ーシングヘッドに密封係合させる働きをするように構成
    したことを特徴とするパイプ係留装置。 2、特許請求の範囲第23項記載の装置において、前記
    ケーシングヘッドは総体的に円筒状の内孔を有し、前記
    平滑な切頭円錐状支持表面を有するケーシングバンガー
    を前記ケーシングヘッド内に装着したことを特徴とする
    パイプ係留装置。 2、特許請求の範囲第23項記載の装置において、前記
    ケーシングヘッドは、前記平滑な切頭円錐状支持表面を
    画定する総体的に切頭円錐状の内孔を有することを特徴
    とするパイプ係留装置。
JP51109739A 1975-10-01 1976-09-13 坑井構造体のためのパイプ係留装置 Expired JPS5910476B2 (ja)

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US05/618,648 US3994517A (en) 1975-10-01 1975-10-01 Pipe anchor for wellhead assemblies

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5243702A JPS5243702A (en) 1977-04-06
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JP51109739A Expired JPS5910476B2 (ja) 1975-10-01 1976-09-13 坑井構造体のためのパイプ係留装置

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JP (1) JPS5910476B2 (ja)
AT (1) AT352663B (ja)
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GB (1) GB1563727A (ja)

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