JPS63130986A - 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】 （産業上の利用分野） この発明は気密性の優れた油井管用管継手に関するもの
である。

（従来の技術） 油井管用管継手では気密性を確保するため一般に、次に
示す継手が知られている。

（、）　　テーパーネジが使われ締め込むことにょシネ
ジ面間の面圧を高め、ネジ加工公差にょるス／４’イラ
ル状の隙間にコンパウンドグリースを高圧状態で充填さ
せている。ネジ面には耐焼付性防止とコン・母ワンドグ
リースのトラ、ｆ性を向上させるため各極表面処理（Ｚ
ｎメ、キ、Ｓｎメ、キ、Ｃｕメッキ、金属溶射、燐酸塩
被膜等）が施されている（特開昭５２−９４５１９号公
報）。

嵌合された雌雄ネジ間の隙間を埋めるため軟かい金属ａ
ｎを厚メッキし気密性を得る方法がある。

（ｂ）　　その他雌ネジにグループ加工を施しそこにテ
フロンリングを入れ、ネジ間のスパイラル状の隙間を遮
断する方法もある（特開昭５８−５０３８５号、同５８
−５０３８６号公報など）。

（、）　　更に気密性を高めるため雌ネジ、雄ネジを刻
設した管で、ネジが形成されていないリップ部を設けた
金属対金属接触によるシールを図る方法（特公昭５３−
１９２８号公報など）もあるが、その場合殆んどの管継
手ではネジ部分での気密機能を保持しない。特殊な場合
として金属対金属接触と前記した雌ネジにグループ加工
しテフロンリング挿入を組合せた高気密性油井管用管継
手がある。

（発明が解決しようとする問題点） 以上の従来知られている方法にはそれぞれ長所、短所を
持りている。

ネジ面を表面処理しシール性を得る（−）の方法唸ネジ
の隙間をコンパウンドグリースの充填だけでは水圧、油
圧には耐えるが高圧ガスではシールは難しい。また（ｂ
）のネジ部に厚メッキ、粂るいは雌ネジにシールリング
を入れた管継手ではネジ部の干渉式が大きくなり接触面
圧を高め高気密性を得ることは出来るが、締込み時の継
手外表面の周方向応力が大きくなりＨ２Ｓ、ＣＯ□等腐
食環境下で内圧負荷されると材料の１００％８ＭＹＳを
越えＳＳｃ　（Ｓｕｌｆｉｄ＠５ｔｒｏ■Ｃｏｒｒｏｓ
ｌｏｎＣｒａｃｋｉｎｇ）を起す難点がある。

一方、通常メッキの場合メッキ厚さが５〜２０μｍ程度
であるためネジ嵌合隙間（ネジ加工公差；にコン７やラ
ンドグリースを高圧状態で充填することは難しく油、水
内圧に対しては洩れないがガスの場合高内圧に耐えきれ
ず洩れる。この対策トシてコンパウンドグリースをネジ
嵌合間に高圧充填させることが必要である。方法として
はネジ締込みを太きくしなければならないが。

そうするとネジ焼付きやカップリング表面の周方向応力
が大きくなり同様に問題となる。

−万、（ｃ）の雄ネジ先端部に金属対金属接触によるシ
ール部を設けた管継手では、通常ネジ部の干渉式は小さ
く締込みによる継手外表面の周方向応力が小さい。又ネ
ジ部でシール性を保持しないため、外圧に対するシール
性が弱く洩れる危険性がある。外圧あるいは金属対金属
接触内圧シールのバックアップシール（Ｂａｅｋｌｌｐ
　５ｅａｌ）としてテフロンリングを入れた管継手（ｂ
）においては、前記したネジ締付けによ多継手外表面の
局方向応力が大きくなる問題がある、更にテフロンリン
グがネジ締込時に切れそれが金属対金：　Ｒ接触部に入
りシール性を阻害する場合がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記の諸問題点を有利に解決したものであり雌
あるいは雄ネジの完全ネジ１．０〜２．０ビ、チを３０
〜２００．ｍの表面処理加工（金属メッキ、燐酸塩被膜
形成、金属溶射等）を施し、ネジ締込みによるカップリ
ングの周方向応力を過度に高めることなく、内、外圧に
対する高シール性を確保するものである。

（実施例及び作用） 以下に本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。

第１図は本発明に係る管継手のビンに実施した例を示す
説明図である。−ン１には雄ネジ４が刻設され、雄ネジ
の先にす、ｆ部２が２段に形成され中間に端面５がある
。雄ネジ４には不完全ネジ３の先に本発明である完全ネ
ジ１部分即ちネジピッチ１．０〜２．０のみに３０〜２
００趨の金属メッキ或いは溶射等の表面処理加工を施す
。

これに対応するカップリング６には雌ネジ７が刻設され
雌ネジ７の内奥に、ピンのリップ部２、外周シール面２
ａに対応するネジ無し内周シール面８ａが形成され、雌
ネジ７と内周シール面８龜との間にはビ／１の端面５に
対応するカップリング端面９が形成されている。

この管継手は上記リップ部外周シール面２ａ及びネジ無
し内周シール面８＆は適宜のチー・ぐ−になされた平坦
面である。

このす、ｆ部外周シール面ｚ＆とネジ無し内周シール面
８ａとの接触面が密封部（メタル対メタルシール部）と
して機能している。

本発明において表面処理加工を１．０〜２．０のネジピ
ッチとしたのは次の理由による。

クール性確保に必要な表面処理ネジ山数はネジ嵌合スフ
９イラル状隙間を完全に遮断しなければならない。その
ためには最低１ピツチ必要である。ビ、テ数が多くなる
とネジ締付けによる周方向応力が増加するため周方向応
力を低く押えるためには２ピツチ以下が適正である。

又その厚みを３０〜２００μｍとしたのは、ネジ嵌合ス
ノｉイラル状隙間はＡＰＩ　／４　、トレスネジの場合
約３０〜２３０跪ある。この隙間を表面処理（金属メッ
キ、溶射、燐酸塩は膜形成等）とコンパウンドグリース
の充填によシシール性を得るにはネジ面に最低３０μｍ
の厚さが必要で２００μｍ以上になるとネジ締付けによ
るカップリングの周方向応力が大きくなる（締付けと１
００　％　１．Ｙ、Ｐによシカラグリング表面の周方向
応力が１００チ最小降伏応力を超える）と同時にネジ焼
付きを生じる。

このようにネジ部分表面厚メツキピッチ数は１〜２ピ、
テメ、キ厚さは３０〜２００ＩＢが適正領域である。又
表面処理としての金属メッキはＺｎメッキ、Ｓｎメッキ
力どが有効であり、さらに溶射としではＺｎ、Ｎｉ−グ
ラファイト、　Ｃｏ、Ｍ。

などが有効であり、さらに燐酸塩処理も有効であり、特
に限定されない。

次に本発明の前提となるシールのメカニズムについて説
明する。

第２図に第１図のピン１とカップリング６とを締め込ん
だ状態を示す。ピン完全ネジａ部分（実施例として１．
５ピツチ）には実施例として７０μｍのＺｎ溶射を施し
である。さらに、第３図に第２図のａ近傍拡大図を示す
。Ａ部分にはＺｎ溶射膜が雄ネジ４と雌ネジ７とのスパ
イラル状の隙間を埋めている。更に雌ネジ７表面とＺｎ
溶射膜との微小隙間にはコンパウンドが高圧状態で充填
されシール性を高める。Ｂ部分にはコンパウンドグリー
スが充填されている。本発明を適用した継手と従来の管
継手とのガスリーク試験を７＃Ｏ，Ｄ　Ｘ３５１ｂ／ｆ
ｔ　、　Ｌ　−８０材について行った。試験条件は第１
表に示すように内圧Ｐ１と引張Ｔの複合荷重下に温度サ
イクルを与え洩れを試験するものである。

第１表 本発明である完全ネジ部分表面処理の気密性を確認する
ため第４図に示すような孔加工を行った。ピン孔Ｃはネ
ジ部の気密性、力、ｆクリング孔はメタル対メタルシー
ル部の気密性を試験するものである。洩れは配管すを伝
ってリーク検出器にて行う。ガスリーク試験結果を第２
表に示す。

第２表 本発明を適用した管継手ではメタル対メタルシール部は
勿論のことネジ部で洩れはなかった。

一方従来管継手ではネジ部に３サイクル目に洩れを生じ
た。本発明の適用によるシール性効果が著しいことがわ
かる。

一方管継手の締込みによるカップリング表面に発生する
最大周応力について本発明を適用した管継手と従来の管
継手との比較試験を７＃０．Ｄ、　Ｘ３５１ｂ／ｆｔ　
、　Ｌ　８０にテ行ッ７’Ｃ。ソノ結果を第３表に示す
。

第３表 従来の管継手に比べ本発明適用の管継手は３に９／ｗｍ
２と僅か大きくなる。しかし管体最小降伏内圧の１００
％と締付は時に発生する周応力との合成応力は管体最小
降伏強度よシ小さく、耐サワーに優れた管材を使用すれ
ば腐食環境油井に対し十分に使用目的を果すものである
。又第４表に従来の全面メッキと本発明による部分メッ
キによる継手性能の比較を行なった結果を示す。

第　　４　　表 本発明法では気密性、酎ＳＳＣの両面で良好な特性を示
している。

なお、実施例にはピンのネジ１．５ピッチＫＺｎ溶射膜
７０μｍを施したが他の表面処理、またピンでなくカッ
プリング部に施しても、同様の本発明の優れた効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は油井管用管継手のカップリングとピンの断面図
、第２図は油井管用管継手を締込んだ断面図、第３図は
第２図ａ近傍の拡大図、第４図はガスリーク試験片の加
工図である。 １・・・ピン　　　　　　　２・・・ピン先端リップ部
２′・・・ピンシール面　　３・・・ピン不完全ネジ４
・・・雄ネジ　　　　　５・・・ピン端面６・・・カッ
プリング　　７・・・雌ネジＡ・・・Ｚｎ溶射膜とコン
パウンド Ｂ・・・コンパウンドグリース ８ｍ・・・力、プリングシール面 ９・・・カッブリング端面 鳳・・・表面処理部分 ｂ・・・リーク検出器への配管 Ｃ・・・ビン孔加工 ｄ・・・カップリング孔加工 Ｐｌ・・・内圧力　　　　　　Ｔ・・・引張荷重手続補
正書 １．事件の表示 昭和４／　年特ｆｆ　１１　＝ｆｉ’Ｑｒ７ｒｒ３’；
／号４、代理人 住　所　　東京都千代田区丸の内２丁目６番２号丸の内
へ重洲ビル３３〇補　　　　正　　　　書 本願明細書中下記事項を補正いたします。 記 １ｏ第１１頁下から９〜６行目に 「なお、実施例には・・・・・・・優れた効果が得られ
る。」とあるｔ次の如く訂正する。 「　実施例にはピンのネジ１．５ピツチにＺｎ溶射膜厚
７０　ｐｍ施した継手について記したが、７”Ｏ，Ｄ、
　ｘ３５１ｂ／Ｂ、　Ｌ　−８０に′）いて今度は力、
５ツブリング側のネジ１．５ピツチにＺｎ溶射膜厚７０
μｍｆ施した継手について締め込み、ガスリーク試験し
た結果、ピンのネジ１．５ピツチにＺｎ溶射した継手特
性と同等なカップリング表面に発生する周応力とシール
性が得られた。 ７／／　ＯｏＤ、　Ｘ３５　ｌｂ／ｆｔ、Ｌ−８０材の
ピンのネジ１．５ピツチに膜厚７０μｍ　のＮｉ−グラ
ファイト溶射、Ｚｎメッキ、Ｓｎメッキの表面処理を施
した継手について各々ガスリーク試験した。継手は第２
図に示す形状でリーク検出は第４図に示す様にネジ部と
メタルシール部の２ケ所のシール性を検査する。 第１表に示す条件でガスリーク試験した結果、ネジ部、
メタルシール部ともに各表面処理のいずれも洩れがなか
った。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 油井管用の管継手でテーパーネジの雌ネジあるいは雄ネ
   ジの１．０〜２．０ピッチ部ネジ表面に気密性保持のた
   めの厚さ３０〜２００μｍの金属メッキ又は溶射燐酸塩
   は膜形成等の部分表面処理加工を施してなる油井管用管
   継手。