JPS62112892A - パ−フオレ−テイングガン用鋼管 - 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】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、油井の井戸内壁を支えるケーシングに油採
取の几めの貫通穴を明けるのに使用する、いわゆるパー
フォレーティングガン用の鋼管に関する。

〈従来の技術〉 地中に僅たわる石油層から油をと９出す場合には、第２
図に示すように地中の石油層（６）ヲさし貫くように井
戸（７）を掘シこれに内壁支承のためのケーシング（パ
イプ）　（８３ｅ着装し、次いでこのケーシング（８］
の、石油層（６）対応部位に貫通穴（９）ヲ明け、ここ
から井戸内に油を侵入させ、採取するものである。

このような作業の中で、ケーシング（８）に貫通穴（９
）を明ける作業は、一般に第３図イ）に示しｔようなパ
ーフオレーンヨンガンと呼ばれるもの全使用する。すな
わちこれは、鋼管の外面側に規則的な配置（軸方向、周
方向に千鳥の配置）でザグリ（スカロツプと呼ばれる）
（３）が設けてあシ、この各スカロツプ（３）に対応し
て、その管内面側にパーフォレータ（爆薬）（Ｘ）をセ
ットする。（同図（ｗ）（模断面図）謬照）。そして、
前出第２図（イ）或いは（ｗ）に示されるようにワイヤ
αＧまたはチューブ（１１）ｆｔ介して井戸内に吊り下
ろし所要の個所に臨ましめ、ここで前記パーフォレータ
Ｃｌ：Ｊｔ　爆発させ、その力によってケーシング（８
）にｆＸｉ６穴（９）ｆ、開口させるものである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、上記パーフオレーテイングガンによる穿孔作
業において、同ガンのパーフォレータ取付部位には爆発
によって第４図（イ）、（ｗ）に示すように穴（６）が
明くわけであるが、スカツップ（３）はこの穿孔と同時
にその穴（＋２の周囲に生じる、いわゆるカエリ（４１
が管外面α１から大きく飛び出すのを防ぎ、また穴（６
）の周辺に亀裂（５）が入った場合にも、その進展がス
カロツプ内に止まるようにする役目を果している。パー
フォレーティングガンは、使用後、井戸から引き上げる
か、或いは井戸底に落し込むものであるが、上記のカエ
リ（４）が大きい場合、または亀裂（５）が大きくその
周辺部が局部的に膨出したような形となった場合には、
その部分が井戸内壁（ケーシング内面）に引っ掛り、上
記使用後におけるパーフォレーティングガンの爾後処理
（引き上げ或いは落し込み）作業の障害となう、重大な
損害をもたらす結果となるもので、かかる事態の発生を
、上記スカツップ（３〕によシ回避しているわけである
。

ところが、このようなパーフォレーティングガンには、
次のような問題がある。

１）一定深さのスカツップ（３）を管外面全域に亘つて
正確に加工するには、専用の特殊な位ｆ＋ｆｆｉ決め装
置を備えた加工機が必要であるばかりでなく、そのよう
な加工機を用いてもなお、相当な手間と時間とを要する
不利がある。

１１）また、パーフォレータの装着は、スカツップに対
しその内面位置に正確にセットしなければ所期の効果が
得られないが、この精度を要求される装着の作業が非常
に面倒で、時間もかかる。

上記に鑑み本発明は、特殊な加工機を要さず簡単かつ短
時間で卿作でき、ま念パーフォレータの装着も迅速容易
に打い得、しかもパーフォレーションによる亀裂ならび
にカエリの発生に対してもすぐれた効果を発揮するパー
フォレーティングガン用鋼管の提供を目的とする。

く問題を解決する友めの手段・作用〉 すなわち本発明は、第１図（梢（正面図）および第１図
（ｗ）（要部拡大断面図）に示す如く、鋼管（１）の外
面に、スカツップに代えて、装着するパーフォレータ囚
の外径（ｄｘ）よシ大き目の巾（５）をもつ一定深さく
５）の周溝（グループ）（２Ｉを管軸方向に所定のピッ
チ（ｐ）で刻設してなることを特徴とするパーフォレー
ティングガン用鋼管を要旨とする。

グループを加工し友上記本発明の鋼管は、そのグループ
（２１に対応する内面位置にパーフォレータ囚全セット
するもので（詳しくは後述する）、その個々のセット作
業は、従来のスカツップの場合にくらへ格段に容易であ
る。パーフォレーション時の亀裂、カエリに対する一定
の効果を得ようとすると、スカツップの場合には、パー
フォレータｏ２、管軸方向、周方向の両方向について正
確に位置決めする必要があるが、本発明に基づくグルー
プの場合には、その形状が周方向についてはどこをとっ
ても条件一定であるから、パーフォレータの位置決めは
周方向については正確さを要求されず、管軸方向の精度
だけを心掛けるようにずれがよい。Ｌ７′？：かって、
パーフォレータの装着作業は、本発明の場合、従来にく
らべ遥かに容易なものとなり、迅速な作業が可能となる
ものである。

また、そのグループは、特殊な加工装置を用いしかも、
グループ形状は、パーフォレーション時の亀裂ならびに
カエリの発生に対しては、スカツップと同等以上の、良
好な効果が期待できるものである。この点に関しては、
次のように説明される。すなわち、いま第１図のグルー
プ（２）の巾（ｗ）と第３図のスカツップの径に）、お
よびグループの深さく５）とスカツップの深さく口）が
それぞれ等しいものとしてこれら両者を比較してみると
、まずス゛）発時の亀裂の発生、進展を阻止する効果に
ついては、以下の如くとなる。

従来のスカツップ（３）の場合、その部分の肉厚は、縦
断面についてみると第１図（ｗ）と同様になって、一定
であるが、横断面においては変化している。

すなわち、第５図に明らかなように、中央部（３）が最
も薄ぐ（この厚みをｔｇとする）、周方向両側へ順次厚
さを増す形になっているわけである。このような肉厚分
布の場合には、爆発で生じる穴（イ）は第４図（ｗ）に
示したよつに管軸方向に長い縦長楕円状のものとなり、
その長軸方向端から管２曲方向これに対し、不発明に基
づくグループ（２）では、肉厚は第１図（ｗ）、ならび
に第５図に明らかなように管軸方向、周方向の何れにつ
いても変化がなく、前記ｔｇ値で一定となシ、この場合
、爆発穿孔試験はほぼ円形に近いものとなり、上記管軸
方向亀裂（以下、縦割れという）（５）の発生順向は有
効に緩和されるものである。そしてまｔ、万一縦割れの
発生があったとしても、その進展を当該グループの山内
に確実に止めることができ、その阻止効果においては従
来のスカロツプと同等である。

なお、上記グループ＜２１の場合、当然のことながら周
方向への亀裂を阻止する効果はないが、もともと爆発に
よる亀裂は、周方向には生じにくい。

これは、次の理由による。爆発時パーフオレーテイング
ガンに作用する応力としては、衝撃力によるものと、内
圧によるものとがあるが、前者はその殆どが局方向応力
で、後者についても、軸方向、周方向の両応力があるも
のの、周方向応力の方が和尚に、具体的には２倍はども
大きい。いうまでもなく、周方向応力は管軸方向の縦割
れを生む原動力とな９、軸方向応力は周方向亀裂を惹き
包こすものであり、したがって亀裂はもともと、管軸方
向に入り易く、周方向には生じにくい１頃向にあるので
ある。

グループの、周方向亀裂に対する阻止効果がない点は、
したがって、実際面においてとくに不都合なこととはな
らない。グｌレープ部分の肉厚としである程度のもの全
確保してやりさえすれば、その発生そのものが確実に防
がれ、その阻止対策は実質上不要となるわけである。

次に、爆発によるカエリ（４）についても、カエリの発
生状況そのものが、グループの場合も、スカロツプのと
きと同様であり、し九がって管外面からの飛び出しの程
度は、スカロップに比較して大きなものになることはな
い。

本発明に基づくこのようなグμｍブ（２１の各部寸法に
ついていえば、まず深さく９）は同部分の肉厚（ｔｇ）
として、爆発時周方向亀裂が生じない厚みが確保される
範囲でできるだけ大きく設定するようにすす るのがよい。具体的には、ｔｇ中’Ｔｔとするのがよい
。グル−プの巾（至）としては、装着するパーフォレー
タ囚の内径（ｄｘｉ）より、ｔｇはど太き目に設定する
。グループを設けるピッチ（１））は、実用上手さいほ
ど流入油あるいはガスが多くなり有利であるが、パーフ
ォレーション時の衝撃力の点から２Ｗ８度にするのがよ
い。

このようなグル−プを設けた鋼管に対し、パーフォレー
タ囚は、通常第３図（ｗ）と同じ形態で円周位置の３ケ
所に等配設費されるが、小径の場合には円周の２ケ所に
、ま几大径の場合には円周の４ケ所に設けることが出来
、その円周方向の配設間隔は衝撃力の点から３Ｗ以上と
なるように配設するのがよい。

〈実施例〉 第１表に示すパーフオレーテイングガン用素材（４１４
０歪、引張強展約１００ｋｇシ盲）からなる？ｉｌｉ管
に、第６図（スカロップを実線で、グループを鎖線で示
す）に示す如く、不発明に基づくグループ（２）と従来
のスカロツプ（３）とをそれぞれ加工し、これを下記の
・冑２発穿孔試験に供した。素材鋼管の寸法は、外径１
２７Ｍ、肉厚１２．７ａＴ、クループ、ヌカロツプの深
さくｈ）は、ともに１１．９４７１１２（ｔ、ｇニア、
５＋ｔｍ）、グループ巾（５）とスカロップ径（ＣＬ）
は８８Ｕ、軸方向ピッチΦ）または（、Ｉ）／）は７６
７ｍでそれぞれ同一とした。グループ、スカロップ何れ
も、軸方向に２列に設け、スカロップは前出第３南同様
の千鳥配置とし、その周方向ピッチ（ｐＪ）は６０’で
ある。

第　　　１　　　表　　　（ｗｔ嵩） ・爆発穿孔試験 前記所定の加工を施した鋼管の加工部に対応する内面側
の部位に１．第３図（ｗ）（グループの場合もこれに準
する）に示す千鳥配置でパーフォレータ（火薬量２０　
ｇ／４＠）　００を計６個セットし、内管の両端をプラ
グ（財）で閉塞した状態で、そのパーフォレータＣｌ：
Ｊ全会て同時に爆発させ、これで明いた穴について、カ
エリならびにｖｌれ発生の状況を調べ友。試玲の実施回
数は、グル−プ（不発明例）、スカロップ（従来例）何
れも、３回である。

その結果、カエリについては、管外面からの飛び出し高
さが、不発明例、従来例とも、Ｏ〜３麿はどとなシ、こ
の程度のカエリは実際使用の上で問題になることはない
。ま几、割れについては、不発明例では、テスト３回中
、一度も発生しなかったが、従来例のものは、同回数の
テストにおいて、総計１８ケのスカロツプ中９ヶのスカ
ロツプに縦割れの発生が認められ、本発明に基づくグル
ープ加工が、従来のスカロツプ加工にくらべ効果上脚る
とも劣らないものであることが実証された。

次に、この不発明例と従来例について、加工に要し定時
間をくらべると、従来例が１スカロップ当り約１０秒を
要したのに対し、本発明例が１グループ当り約５秒とな
シ、不発明形状を得るグループ加工の容易性、迅速性は
明らかである。

また、パーフォレータの装着作条に要した時間は本発明
例では従来例の約且の時間となシ、この点においても本
発明の有効性が確認された。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように不発明に係るパーフオレ
ーテイングガン用鋼管は、爆発穿孔時におけるカエリや
割れの発生を効果的に防止し、穿孔作朶後における処理
が支障なく行えるものであり、しかも従来のスカロップ
を採用し几場合にぐらぺ、製作加工が遥かに容易で時間
がかがらない特徴を備えるのみならず、作条に当っての
パーフォレータの装着が容易迅速に行える、すぐれ之作
業性も有しておシ、その実用的利用価値はきわめて大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は不発明に係るパーフォレーティングガン用鋼管
を示し、ｑ）は正面図、（ｗ）はその要部拡大断面図。 第２図（イ）、（ｗ）は油井の内壁ケーシングに対する
爆発穿孔試験を説明する図。第８図は従来のパーフォレ
ーティングガン用鋼管の例全示し、りは正面図、（ｗ）
はそのパーフォレータ装着状態を表わす横断面図。第４
図は第３図口承の従来型のものにおける、パーフォレー
ションによるカエリ、亀裂の発生状況を示し、（イ）は
縦断面図、（ｗ）は正面図。第５図は不発明に基づくグ
ループと従来のスカロップの形状的比較を示す説明内。 第６図は実施例の爆発穿孔試験に供した鋼管の形状説明
図、である。 図中、２ニゲループ（周溝）、３：スカロツプ、４：カ
エリ、５：亀裂、６：石油層、７：井戸、８：ケーシン
グ、９：貫通孔、１０：ワイヤ、１１：パイプ、１２：
穴、Ｘ：パーフオレータ第　　Ｉ　　　Ｍ （イ）　　　　　　　　　　　（。） ’Ｆ’Ｔ　　３　　ｒ’ｊ （イ） 第　２１′４ （イ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼管の外面に、装着するパーフオレータ（Ｘ）の
   外径（ｄｘ）より大き目の巾（ｗ）をもつ一定深さの周
   溝（２）を、管軸方向に所定のピッチ（ｐ）で刻設して
   なることを特徴とするパーフオレーテイングガン用鋼管
   。