JPS60500728A - 可撓性パイプ継手 - 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】 可撓性パイプ継手 本発明は中央貫通孔を有するボール部材と、該ボール部材とソケット部材を回動 自在に連結する連結手段とを具えたボール・ソケットタイプの可撓性・ぐイブ継 手に関する。

このタイプのパイプ継手はドイツ特許Ｄ　Ｅ　−Ａ、　−］６５００３Ｃに開示 されている。この先行技術にがかる可撓性・ぐイブ継手のボール部材は可撓性・ やイブ継手によって相互に連結されるべき・ぐイブの一つを連結するために内側 にねじを切られた頚部を有している。ソケット部材は同じように前記パイプの他 方を連結するために内側にねじを切られた頚部を有している。このボール部材は ソケット部材上にねじ込まれるリングナツトを有する前記連結手段によってソケ ット部材に回動自在に取付けられ、シールリングによってシールされている。と の可撓性・ぐイブ継手は一つのパイプを他方のパイプに対して限られた角度の範 囲で三次元的に回動させることができる。

ドイツ特許ＤＥ−’Ｃ−５０４７９２はソケット部材内でのボール部材の回動が 該ソケット部材内にねじ込まれたピンによってボール部材の中心ケ通って延びる 単一の回動軸に限定され、ボール部材はボール部材の球面内の軸方向溝に変位自 在に受容されている？−ル・ソケットタイプの可撓性・やイブ継手を開示してい る。これらのピンは前記軸まわりの回動を溝の端面との係合によって所定の角度 に限定する。この先行技術の装置は複雑な製作工程を要する。ピンはソケット内 に別個の要素として取付けられることが必要であシ、又溝は微妙な機械加工を要 する。更にこの装置は曲がった状態で重い荷重や内部圧力を担持することはでき ず、又その機能は溝内に侵入する異物によって害される。

本発明の主目的は前述のタイプの可撓性パイプ継手であって頑丈でしかも簡単な 構造を有し、パイプラインが海底条件に順じて設置される際継手が撓なうために 特に高い圧力変動に耐えパイプライン用の支持脚なしに及び海底を平らにするこ とを要することなく不規則な深海底に直接に敷設されることのできる・ぐイブラ イン用コネククとして恒久的な設備に適したパイプ継手を提供することにある。

本発明の別の目的は船から海中に敷設される時にｉ？イゾの敷設が容易になり、 該敷設作業によってパイプラインに生ずるストレスが小さくなるようにパイプが 案内される可撓性パイプライン継手を提供することにある。

本発明のもう一つ、の目的は深孔のｚ−ＩＪングで岩石に垂直に孔をあける改良 された回転穿孔用相互連結チューブ状ドリルパーのために作られた可撓性・ぐイ ブ継手を提供することにある。

本発明の更に別の目的は前述の種類の可撓性継手であって、連結手段を緊締する ことによってボール部材とソケット部材との間に加えられる力が相互に係合する ボール・ンケノト両部材のベアリング部分によって担持され、前記部イ」の球状 面間の重圧を緩和する可撓性継手を提供することにある。これらの面は相互に金 属接触しないように配置することかで・きる。

これらの及びその他の目的、利点は斜上のタイプの可撓性・ぐイブ継手であって 、ボール部材がボール部材の球状面に平坦部を形成する二つの平面を有し、数面 は中心軸面に対してイ行で■一つ１！ｌｌ＋面の両側に夫夫対称的に配置されて ソケット部材の平面を案内するようにこれと係合し、ソケット部材の平ｍ１はソ クノｔ・内の平坦部を形成し且つその中に受容されたボール部材の両側に夫々設 けられ、それによって、ソケット部材内のボール部材の回動を前記軸面に直角に 延在する単一の回動軸に限定することを特徴とするパイプ継手によって達成され る。

本発明の可撓性ノｅイブ継手は又地上のパイプライン内、生産プラットフォーム 及びドリル装着用の荷降装置内、又はその他すべてのパイプ連結作業、特４ に海上又は地上でのオイルやガスの生産用に用いられるのに適している。

本明細書に組入れられ、これの一部を構成する添付の図面は本発明の実施例を図 示し、明細書の説明と共に本発明の原理を理解するのに役立つ。

第１図はボールがソケット上に載っている本発明の一実施例の主要部を示す側面 図である。

第２図は第１図に示された可撓性パイプの軸方向断面図である。

第３図はボール部材の側面図である。

第４図は第３図の矢印ＩＶ−ＩＶ方向から見たボールの底面図である。

第５図は第６図の矢印ｖ−■の方向から見たソケットの平面図である。

第６図は第５図に示されたソケットの軸方向断面図である。

第７図は連結ねじ手段によって相互に回動自在に連結されたボールとソケットを 有する完成された可撓性パイプ継手を示す斜視図である。

第８図は本発明の他の実施例の可撓性パイプ継手の軸方向断面図である。

第９図は第８図に対して直角に見た断面図である。

図面、特に第１図〜第４図によれば符号１を付されたポール部材は円筒状の頚部 ２、ゾール３及び中央円形貫通孔４を具えている。この貫通孔は頚部２とボール ３の間の推移部から第１軸面６（第４図）内において広がってぎ一ルの外周に頚 部の孔の巾の二倍の巾の開ロアを構成している。しかし前記第１軸面６に直角な 第２の軸面８内ではボールを貫通する広がった孔は頚部２の孔４の巾（直径）に 等しい。

ボール３は前記第１軸面６に平行に両側に対称的に設けられた二つの平坦な面９ ，１０を有する０これらの面はポール３０球面を平らにすることによりて形成さ れている。ボールはまた夫々面９，１ｏがら突出した肩部１１，１２をも有する 。これらの肩部は夫々丸い縁部１３，１４を有し、前記第１軸面６に直角にぎ− ル３の中心を貫通する直径上に実質的に位置している。二つの傾斜した接触表面 １５゜１６並びに１７．１８は夫々関連する縁部１３又は１４から反対方向に延 びている。

第１図、第２図、第５図及び第６図に示されたように、ソケット部材は符号２１ で表わきれ、円筒状頚部２２、ソケット２３及び中央円形貫通孔２４を有する。

第５図、第６図から明らかなようにソケット２３は二つの対面する平坦な側面２ ６’、２７’を有する半球状凹所２５を有し、該凹所は互に平行であシ且つ反対 側の位置に対称的に配置された二つの半球状セグメン）２６．２７によって形成 され、平坦な円形セグメント２８．２９におけるソケット２３の直径平面内で終 っている。平坦な側面２６’、２７’は半球状凹所２５を取巻くようにソケット 部材を平らにして形成されている。セグメン）２６．２７は縁部１３．Ｊ４にお いて円形セグメントと接触する肩部ＩＩ、１２と協働してボール３をソケット２ ３の平行面凹所２５内に回動自在に増刊けるためのベアリングを形成する。そし てボール３の表面９，１０は単一軸、即ち前記第１軸面６に直角なボール３の中 心を通って延びる軸のまわりにソケット部材内のボール部イ」を回動させるため の案内面を形成する。

第１図から最もはっきり判るように、接触面１５゜１６のなす角αの大きさはボ ール部材とソケット部材の相互の回動範囲を規定する。流れと設計を考慮してン ケソト部材の軸をゼロ位置とした場合各方向への最大回動角度は約４４°が好ま しい。即ち第４図の接触面１５．１６並びに１．７　、１８のなす角αは約１３ ６０が好才しい。

ボール部材１とソケット部材２１はソケット郵相２１の底部肩部３３と係合する 円環状端部フランジ３２を形成する止めリング３１及び該止めリング３１内にね じ適寸れ、ボール３の外周面と係合するねじリング３４とを具えている。ねじリ ング３４は止めリング３１にねじ込まれ、所望に応じて緊締されることかできる 。ねじリングとボールの環状溝内にはシールリング３５が設けられ、又フランジ ３２と肩部３３の間にはシールリング３６が設けられてソケット部材と止めリン グ３１の間の二次的なシールを提供している。

本発明の可撓性パイプ継手においてはボール３の球状面は半球状凹所２５の球状 湾曲面との間に小さな間隙を形成し、これらの面間には金属同士の接触は生じな い。ねじリング３４が締められるとシールリング３５はボール３の球状面に押圧 され、シールリング３６は肩部３３に押圧される。最初Ｃ１ねしリングと球状面 との間又は止めリング３１のフランジ３２と肩部３３との間に金属同士の接触は 生じない。

ボールに対するねじリングの圧力は縁部］　：３　、　］　４におりて面２８， ２９Ｊ二に担持される肩部ＩＩ、１２によって受持たれる。継手がパイプライン のコネクタとして用いられる場合、パイプラインがパイプ継手の撓みによってパ イプを支持している面の不規則性を自己調整することができるように敷設される 時には継手はこの状態になければならない。パイプラインが敷設され終った時に はねじリング３４は更に締められ、ねじリング３４をが−ル３と金属接触させる ようにシールリング３５を完全に押圧し、又フランジ３２を肩部３３と金属接触 させるようにン−８ ルリング３６を完全に押圧する。

この状態でボールとソケット部材とはロックされてパイプ継手の撓みは防止され 、従って強固なパイプ継手として機能する。

第７図から判るように止めリング３２とねじリング３４は該リングを操作するた めに工具と係合する突起３７を具えている。

斜上の如く、継手によって連結された二本のパイプの相対角運動を単一平面内に 限定する本発明のパイプ継手の積極的に制御された可撓性はパイプラインの取扱 いが非常に容易になると云う事実のために海底又は地上にオイル又はガスパイプ ラインを敷設する場合に非常に有利である。これに関連して、パイプは海岸を離 れてなされるべき機械的組立を除いて、地上でとの可撓性・ぐイゾ継手の頚部に 溶接されることができることが語られるべきである。このことは設置時間を実質 的に減少させることができる。

この可撓性継手はすべての個所においてパイプ自身よシも頑丈であシ、又継手は 平滑な外面を有し、パイプラインの取扱いを助ける。パイプラインが敷設される とき継手は撓み、そして継手は連結手段を締めることによって最終位置に固定さ れる。

本発明の可撓性パイ、プ継手はまた深穴のポーリングの際の筒状ドリルバーの連 結に使用することもできる。止めリング３１とねじリング３４が緊締されると、 継手によって連結された個々のドリルバーの間には遊びが存在しなくなる。可撓 性は一平面内だけに積極的に限定されているので、ドリルビットのずれによって 生ずる回転複合ドリルバーの危険は実質的に減少する。本発明のパイプ継手によ ってもたらされるもう一つの利点はドリルビットが孔内で動かなくなった動台に 回転方向を逆転し得ることである。個々のドリルバーが相互にねじ込まれて連結 された従来のやり方の複合ドリルバーではこのようなことはできない。

本発明の可撓性パイプ継手を用いて筒状ドリルバーを連結するもう一つの利点は ドリルビットと複合ドリルバーは共にシールされた個々の筒状ドリルバーを有し ているので穴が完成した後にオイルやガスの輸送に用いられることである 前述の実施例において、ボールの中心及び半球状のソケットの凹所２５の中心は 一致しており、又この可撓性パイプ継手の回動軸はこの中心を貫通して延在して いる。しかしながら継手内の流れのパターンを考慮するとボールと凹所の中心及 び回動中心を相互に軸方向に離れた位置におくことが好ましく、回動中心は第１ 図、第２図に見られるようにボールと凹所の中心の下方に位置せしめられること が好ましい。そのような場合、ソケット部材は凹所２５の中心の下方に位置せし められた面２８．２９を持つことが必要である、縁部１０，１１は回動中心を規 定する前記面上に接触している。

第８，９図には本発明の可撓性・母イブ継手のもう一つの実施例が示され、これ は前述の実施例のようにボール３と頚部２を有するｊ−ル部材１、及びソケット ２３と頚部２２を有するソケット部材２１を具えている。しかしこの場合、ベア リング装置は改変されている。ソケット′２１は直径の両側に配置された要素４ ０を具えている。各要素４０はソケット２３に固定されるか又は一体化され、そ の端面４１から突出している。要素４０はボール３のＶ型凹所４２内に受容され 、該要素４０とボール３とは４３で相互に係合する平坦面を形成している。これ らは又４４で相互に接触する円形曲面をも形成している。

この装置によってボール部材とソケット部材の相対角運動は第１実施例の場合と 同様にボールの中心及び該円形曲面の中心を通って延在する第９図に４５で示さ れ大半−の交差軸面に限定される。角運動は要素４０と接触する凹所４２内の面 ４６によって限定され、ボール部材とソケット部材とは第８，９図に示されたゼ ロ位置の画側に向って最大角２５°にわたって相互に回動できることが好ましい 。

第８，９図の実施例において、ボールとソケット部材はソケット部材２１のねじ 部４８と係合するねじリング４７によって相互に連結されている。ボール３とね じリング４７の間に主シールリング３５が設けられ、又ソケット部材２１の円筒 状外周面とねじリング４７の間には補助シールリングが設けられている。

第８，９図に示された実施例の機能と利点は第］実施例のそれと同じである。こ の二つの実施例は均等であり、相互に入れ替えて使うことができる。

竹表昭ＧＯ−５００７２８（８） 手続補正書（方式） ％式％ ■　事件の表示 ＰＣＴ／ＳＥ８４１０　ＯＯ４４ ２発明の名称 可撓性パイプ継手 ３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 氏名　アケルダール　ケンス　オロフ ハーティル ４代理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−−１目８番１０号５　補正命令の日付 昭和６０年２月５日（発送日）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　中央貫通孔を有するボール部材、中央貫通孔を有するソケット部材、及び該 ボール部材とソケット部材とを回動自在に連結する連結手段を具えたボール・ソ ケット型の可撓性・ぞイブ継手であって、ボール部材が、ボール部材の球状面に 丁坦部を形成する二つの平面を有し、該平面は中心軸面に平行で且つ軸面の両側 に対称的に夫々設けられてソケット部材の１７面を案内するようにとれと係合し 、ソケット部材の平面はソケット内の平坦部を形成し且つその中に受容されたボ ール部刊の両側に夫々設けられ、それに」：ってソケット部材内でのボール部材 の回動を前記中心軸面に直角に延びる単一の回動＋ｍｌ＋に限定することを特徴 とする可撓性パイプ継手２　ボール部拐が直径方向の両側でベアリングによって ソケット部材上に支持され、回動軸が前記ベアリングによって規定されているこ とを特徴とする請求の範囲第１項に記載された可撓性パイプ継手３　前記ベアリ ングが直径方向の両側に縁部な有し、回動軸が実質的に該縁部に渚って延在して いることを特徴とする請求の範囲第２項に記載された可撓性パイプ継手 ４　縁部がボール部材によって形成され、ボール部材が各縁部の側面で支承面を 形成してソケット部材との保合によってボール部材の回動を制限していることを 特徴とする請求の範囲第３項に記載された可撓性パイプ継手 ５、各縁部がボール部材の各平坦面から一つづつ突出した肩部によって形成され 、前記支承面が該突起によって形成され又前記縁部から拡開していることを特徴 とする請求の範囲第４項に記載された可撓性パイプ継手 ６　各縁部がソケットの開口部においてソケット部材の端面に押圧されているこ とを特徴とする請求の範囲第５項に記載された可撓性パイプ継手７　前記ベアリ ングがソケット部材上に突出部を具え、該突出部はソケット部材の開口部の直径 方向の両側においてその端面から突出していることを特徴とする請求の範囲第２ 項に記載された可撓性・ぐイブ継手 ８　ボール部材がその両側に凹所を有し、各凹所は前記突出部の一つを受容し、 各凹所の拡開した境界面はその中に受容された突出部の側面に支承面を形成し、 該突出部との保合によってボール部材の回動を制限することを特徴とする請求の 範囲第７項に記載された可撓性・母イブ継手 ９　突出部と凹所とが夫々ボール部材とソケット部材上に前記案内面を形成して いることを特徴とす１４ る請求の範囲第８項に記載された可撓性パイプ継手１０　ボール部材が夫々ボー ル部材と突出部上の円形湾曲ペリアリング面において突出部上に支持され、該ベ アリング面の中心は前記回動軸上に存在していることを特徴とする請求の範囲第 ８項又は第９項に記載された可撓性・ぐイブ継手 浄書（゛自宛に変更なし）