JPS63502608A - 鋼管用複合ネジ込み継手 - 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】 鋼　人ネジ゛入み 本発明は、その端部が軸方向に互いにかみ合わされている２つの雄エレメントと １つのスリーブから成るタイプの、特に石油産業に用いることのできる鋼管用ネ ジ込み継手に関するものである。

石油産業で用いられている管用継手が、特に、機械加工が容易でかつ損傷に対し て敏感でないものでありながら、たとえそれが曲げ及び大きな引張り力又は軸圧 縮力を受けているという仮定の下であっても内側或いは外側に及ぼされる非常に 強い圧力に対して完全な気密性を保つことができるものである、といった両立し 難い一定数の特徴を呈さなくてはならない、ということは既知のことである。

又、継手のエレメントは、継手を他のエレメントと新たにネジ合わせる際に得ら れる気密性の質に対し不利な影響を及ぼすことなく、互換性がなくてはならない 。

現在石油産業において用いられているネジ込み継手には、往々にして円錐形であ り、特に継手上に及ぼされる軸方向引張り力を支持しながら雌スリーブ内に２つ の雄エレメントを機械的に維持する雄及び雌のネジ山がついている。

同様に、雄エレメントの端部が互いに突合わせになり、その結果規定のトルクが 得られるやいなやネジ込みを停止させることができるような継手もある。

このタイプの継手は又、継手のネジ込みの際に一般に金属対金属の気密性を得る のに充分な圧力で互いに接触することになるような形で設置されている少なくと も一対の気密面を有している。

同様に、１９８４年１０月１０日付で提出されたフランス特許出願明細書第８４ ．１５５５１号より、雄及び雌エレメントのネジ山に対しネジ山全体を構成する 雄エレメントと雌エレメントの表面が連続的に接触するように完全に一致する形 状を与えることによってネジ山レベルの気密性を得る手段も知られている。

このタイプの継手の特徴は、継手の第１のエレメントが、継手のネジ込み状態に おいてエレメント間に考えられる最大の遊びを可能にするような加工許容誤差を 限界寸法とする第１エレメントと第２エレメント間のネジ込み状態での遊びの形 及び体積に正に一致する形及び体積の合成材料製パツキンを、少なくともそのネ ジ山の一定長全体にわたって有していることにある。

このような条件の下で、かかる継手が混合構造をもつ第１のエレメントそして完 全に金属製の第２のエレメントから構成されており、ネジ込みの際に第２のエレ メントのネジ山上に圧縮応力を及ぼす第１のエレメントのネジ山の周りの表面の 一部分が金属製であるのに対し、締付けの際に第２のエレメントとの遊びを存続 させる金属製の第１のエレメントのネジ山の周辺表面の一部分は、完全に金属製 の第２のエレメントの限界加工許容誤差ではもはや継手の２つのエレメントのネ ジ込みの際にいかなる遊びも存在しないよう合成材料でパツキンされているとい うことがわかる。

このようにして、こうして第１のエレメント上にはめ込まれた合成材料ブロック の形状は、加工許容誤差の結果生じる軽い圧縮しか受けないために、既存のごと （、完全に金属製の第２のエレメントのネジ山形状に適合させるためネジ込みの 際に修正される必要はない。

このタイプの継手において、合成材料としては、例えば微孔性構造のＲＩＭ１６ ０又はＰｏ１ａｔｈａｎｅ　Ｘ　Ｐ　Ｅといったウレタンエラストマ、ポリカー ボネート、ポリオレフィン又はポリアミドを用いることが望ましい。

本発明は、内部ストフパをもたないスリーブにより２つの雄エレメントが結合さ れ、雄エレメントの２つの端部は継手のネジ込みの際互いに支持し合うことにな ること、そしてネジ山レベルでスリーブの内側に適用される合成材料が雄エレメ ントの端部が合わさる場所の近くにてスリーブの中央ゾーン内において連続的に 続いていることを特徴とする、このタイプの継手に関するものである。

本発明の目的は、スリーブが混合構造をもつこと、そして、継手のネジ込み状態 において考えられる最大の遊びを可能にする加工許容誤差を限界とする大きさの 、混合スリーブの金属部分と相応する雄エレメントの各々の間のネジ込み状態に おける遊びの形及び体積に正に一致する形及び体積をもつ合成材料製パツキンが 、そのネジ山の各々の少なくとも一定長全体にわたってついていること、さらに この合成材料製パツキンがその中で雄エレメントの端部が接触するスリーブの中 央面の両側に対称的に配置された２つの円錐台状の凹面を呈しているスリーブの 内部中央部分内に延びていること、雄エレメントの端部がその外部周辺上に合成 材料製パツキンの円錐台状の凹面の各々に一致する形状の円錐台状の凸形べ末ル を有していること、膣エレメントの凸形円錐台状ベベルならびに前記合成材料製 パツキンの円錐台状の凹面のそれぞれの寸法が、雄エレメントの各々の端部とス リーブの間の最大の遊びを存続させるような製造許容誤差の場合に雄エレメント の各々の端部の円錐台状凸形ベベルが合成材料製パツキンの相応する円錐台状凹 面を支えとし、雄エレメントの端部が互いに接触する前にこのパツキンを圧縮す るようなものであること、を特徴とする、２つの雄エレメントのネジ山つき端部 が２重ネジ山をもつスリーブによって互いに連結され、雄エレメントの端部がネ ジ込みの際に互いに対して突合わさることになるようなタイプの、特に石油産業 向けの鋼管用継手、にある。

本発明に従うと、バットレスタイプの円錐台状台形のネジ山をもつ雄エレメント 端部とスリーブを作ることが有利である。

本発明の特別の実施態様に従うと、継手に及ぼされる軸方向引張り力を支持する ネジ山の有効フランクは、継手の軸に対し鉛直な平面に対し５度以上傾斜した入 隅を形成する。

本発明に従うと、スリーブ上に固定され円錐台状凹面とネジ山の間にある合成材 料製パツキンの一部分は、継手のネジ込みに際し雄エレメントがこのパツキン部 分に干渉しないように、雄エレメントの相応する部分の考えられる最大直径以上 の内径を呈することが望ましい。

本発明に従うと、スリーブのパツキンの円錐台状の面ならびに雄エレメントの円 錐台状の凸形ベベルのレベルで、雄エレメントの端部について最小直径を与える 加工許容誤差の場合においては、約０．４〜１．２　ｍｍの直径干渉部が存在す ることが望ましい。換言すると、雄端部の円錐台状凸形ベベルがスリーブの合成 材料製パツキンの円錐台状凹形面を０．１〜０．６　ｍｔａ以上の深さで圧縮す ることが望ましい。

本発明に従った継手は、既知の継手に比べ複数の利点を示している。

まず第一に、雄エレメント端部の円錐台状凸形ベベルとスリーブめパツキンの円 錐台状凹形ベベルの間の接触は、ネジ山レベルで得られる気密性及び雄エレメン トの端部が互いに張りつくことになるという事実から得られる気密性に付加され る補足的な気密性を確保する。

さらに、本発明によると、合成材料製パツキンで内面全体がライニングされてい るスリーブを得ることができ、こうしてこの面上のあらゆる腐食問題を避けるこ とができる。

最後にスリーブの内面をライニングし雄エレメントの形状と一致する合成材料製 パツキンの形状のおかげで、受けているさまざまな機械的応力に対してきわめて 優れた耐性をもつモノリシック継手を得ることができる。

本発明によると、その機械加工が非常に単純で（実際「バットレス」継手のもの に相当する）、油又はガスの高圧に対し気密性を有ししかも、ネジ山レベルのバ ンディングが少なく雄エレメント端部が突き合わさっている完全にモノリシック なものである、「プレミアム」と呼ばれる継手グループに属する高品質の継手が 得られる。

こうして極めて経済的な方法で高品質の継手が実現できるのである。

本発明に従った継手は、１９８４年ｌＯ月１０日に提出されたフランス特許出願 明細書中８４．１５５１号の記述中に示されているように製造することができる 。

特に、本発明に従ったスリーブのパツキンを構成するよう圧力下で合成材料を中 で射出できるオリフィスが備っだマンドレルである、雄エレメントの製造許容誤 差を考慮して最小寸法に一致する雄エレメント端部の形状をもつ２つのマンドレ ルによって、構成される装置を用いることができる。

本発明をより良く理解するため、ここで例示として、いかなる制限的意味も与え ずに、添付図面に表示され例としてとられたいくつかの実施態様について説明し ていこうと思う。

なお図面中； 第１図は、本発明に従った継手の一部分の概略的断面図である。

第２図は、第１図のスリーブの中央部分の部分断面図である。

第３図は、第１図の雄エレメントの端部の部分断面図である。

第４図は、逆になった支持フランクをもつネジ山の派生型の断面図である。

第５図は、スリーブの内面上に合成材料製パツキンを実現できるようにする装置 の断面図である。

第１図、第２図及び第３図にば、本発明に従った継手の第一の実施態様の部分断 面図が概略的に示されている。

この継手は、内側円錐台状ネジ山（２）がその端部各々に備わり、その内側には 同じく相応する外側ネジ山（４）が備わった２つの雄エレメント（３及び３′） の端部がかみ合ってくるような１つのスリーブ（１）から成り立っている。

第１図には、雄エレメント（３）の端部のみが表わされている。雄エレメント（ ３′）の形状は、雄エレメント（３）の端部のものと同じ（つまり対称）なので ある。

第２図及び第３図には、一方ではスリーブ（１）の中央部分、他方では雄エレメ ントの端部（３及び３′）が示されている。

これまでの未公開の特許出願明細書中にすでに記述されているように、スリーブ の雌ネジ山（２）と雄エレメントの端部の雄ネジ山（４）の間に含まれている自 由空間は、この場合スリーブ（１）の内面上に固定されている合成パツキン（５ ）で充てんされている。

本発明に従うと、パツキン（５）は、スリーブの中央円筒面上に続行している。

本発明に従うと、合成材料製パツキン（５）上に本発明に基づいて作られる２つ の円錐台状凹形面（９及び９′）は、雄エレメント（３及び３′）の前面（８及 び８′）がそれに沿って互いに張りついている１つの平面（７）内で連結してい る。

第２図にも、合成材料製のパツキン（５）が上に延びているスリーブの内側中央 円筒面（６）、ならびに稜（９ａ）に沿って連結している本発明に従った２つの 円錐台状凹形面（９及び９′）がみられる。

同様に第３図にも、同じく第２図のライン９ａに相応する平面（７）内で合わさ る族エレメント（３及び３′）の端部（８及び８′）がみられる。

第３図をみてもわかるように、雄エレメントの外周には、その凹形円錐台状面（ ９及び９′）の形と一致する形状の凹形ベベル（１０及び１０′）がついている 。

本発明によると、雄エレメントの円錐台状凸形ベベル（１０及び１０′）及びス リーブ（２）の円錐台状凸形面（９及び９′）の寸法及び位置は、継手のネジ込 みの際、雄エレメントの端部（８及び８′）が接触する瞬間において、ベベル（ １０及び１０′）が補足的な気密性を与えるようすでにスリーブの円錐台状面（ ９及び９′）上に圧縮力を加えているようなものである。

例として、直径約１１００ｎの継手について、ベベル（１０及び１０’）は、鉛 直に測定して円錐台状面（９及び９′）から０．２〜０．６１の圧縮を加えるこ とができる。

本発明に基づくと、円錐台状表面（９，９’）の両側のスリーブのパツキンの表 面（１１及び１１′）の内径は、ネジ込みの際に合成材料製パンキンの部分（１ １及び１１′）の変形が全くひき起こされないよう、雄エレメントの部分（１２ 及び１２′）の外径より大きいものであることが望ましい。

第４図には、第１図から第３図までに示されている継手のネジ山の派生型が示さ れている。

このさらに拡大した図にも、再度、それぞれネジ山（２及び４）が備わった誰エ レメント（３）の端部とスリーブ（１）がみられる。

ネジ山の支持面（４ａ）は、継手の軸に対して左にずれた状態で入隅を形づくっ ている。

本発明に従うと、この実施態様においては、角度Ａの値が５度以上であることが 望ましい。

同様に第４図には、ネジ山の後方非支持面と継手の軸に鉛直な平面が成す角度Ｂ も示されている。この角度Ｂは例えば１０度から４５度といった広範囲にわたっ て変化しうる。

第５図には、本発明に従った合成材料製のパツキンをいかに製造できるかが示さ れている。

断面で見たこの図にも、ネジ山が備わりその内部には、製造許容誤差の最小値に 一致する寸法の雄管端部の外表面に相応する外表面をもつ２つの同一のマンドレ ル（１２）がネジ込マしているスリーブ（１）がみられる。

これらのマンドレル（１２及び１２′）には、それ自体スリーブ（１）とマンド レルの間にある体積に二次通路を介して結びつけらでいる一連の縦方向通路が備 わっている。

こうして、前述のもののような合成材料を通路（１３）内に注入することにより 、本発明に従ったパツキンを作り上げることができる。

又、二次通路（１４）により、ネジ山レベルにおいてもスリーブの円筒部分（６ ）においてもパツキン（５）を作り上げることができ、こうして円筒部分（６） で円錐台状の面（９及び９′）が得られる。

成形の際にパツキンがマンドレル（１２及び１２′）に付着しないようにするに は、取付は前にこれらの円錐台状面に付着防止剤を噴霧するだけで充分である。

このように、本発明は、単純かつ経済的な手段を用いて実現できるということが わかる。

当然のことながら、上述の実施態様は例として挙げられたものにすぎず、本発明 の範囲から逸脱することなく、望まれるあらゆる修正を受けることができるもの である。

特に、本発明がここで記述されてきたネジ山のタイプに制限されるものでなく、 その他のネジ山形状も用いることができる、ということは明白である。

最後に、合成材料製のスリーブのパツキンの内部面は、ここで記されているもの と異なる方法によっても実現できるということは、言うまでもない。

７′７￥−２ 国際調査報告 ｆｉＭＮ）：Ｘ　Ｔｏ　Ｔ）：Ｅ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣ！ ！　ＲＥＰＯＲＴ　０ＮＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬＡＰＰＬＺＣＡＴＺＯＮ　 Ｎｏ、　ＰＣＴ／ｚａ　８７１０００１５　（ＳＡ　１５８Ｓ９）ＣＩｉ−Ａ− ５５７４９９３１／１２／７４　Ｎｏｎｅ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）スリーブ（１）が混合構造（１，５）をもつこと、そして、継手のネジ込 み状態において考えられる最大の遊びを可能にする加工許容誤差を限界とする大 きさの、スリーブ（１）の金属部分と相応する雄エレメント（３，３′）の各々 の間のネジ込み状態における遊びの体積及び形に正しく一致する体積及び形をも つ合成材料製パッキン（５）が、そのネジ山（２）の各々の少なくとも一定長全 体にわたってついていること、さらに、この合成材料製パッキン（５）がその中 で雄エレメント（３，３′）の端部（８，８′）が接触するスリーブ（１）の中 央面（７）の両側に対称的に配置された２つの円錐台状の凹面（９，９′）を呈 しているスリーブ（１）の内部中央部分（６）内に延びていること、雄エレメン トの各々の端部がその外部周辺上に合成材料製パッキン（５）の円錐台状凹形面 （９，９′）の各々に一致する形状の円錐台状の凸形ベベルを有していること、 雄エレメントの凸形円錐台状ベベル（１０，１０′）ならびに前記合成材料製パ ッキン（５）の円錐台状凹面（９，９′）のそれぞれの寸法が、雄エレメントの 各々の端部とスリーブの間の最大の遊びを存続させるような製造許容誤差の場合 に雄エレメントの各々の端部の円錐台状凸形ベベル（１０，１０′）が合成材料 製パッキン（５）の相応する円錐台状凹面（９，９′）を支えとし、雄エレメン トの端部（８，８′）が互いに接触する前にこのパッキンを圧縮するようなもの であることを特徴とする、２つの雄エレメント（３，３′）のネジ山つき端部（ ４）が２重ネジ山（２）をもつスリーブ（１）によって互いに連結され、雄エレ メント（３，３′）の端部（８，８′）がネジ込みの際に互いに対して突合わさ ることになるようなタイプの、特に石油産業向けの鋼管用継手。
2. （２）前記、ネジ山が、「バットレス」タイプの台形ネジ山であるということを 特徴とする、請求の範囲第１項に記載の継手。
3. （３）前記、継手上に及ぼされた軸方向引張り力を支持するネジ山（４）の有効 フランク（４ａ）が、継手の軸に対して鉛直な平面に対し５度以上傾斜した入隅 （Ａ）を形づくっていることを特徴とする、請求の範囲第１項又は第２項のいず れかに記載の継手。
4. （４）前記、継手（１）上の円錐台状凹形面（９，９′）とネジ山（４）の間に ある合成材料製パッキン（５）の部分（１１，１１′）が、継手のネジ込みの際 に雄エレメントがパッキンのこの部分に干渉しないように、雄エレメントの相応 する部分の最大限の直径以上の直径を呈していること、を特徴とする、請求の範 囲第１項から第３項までのいずれかに記載の継手。
5. （５）前記、ネジ込みの際に、雄エレメントの円錐台状凸形ベベル（１０，１０ ′）がスリーブ（１）の円錐台状面（９，９′）を、これらの表面に対し鉛直に 測定して約０．２〜０．６ｍｍだけ圧縮させることを特徴とする、請求の範囲第 １項から第４項までのいずれかに記載の継手。
6. （６）前記、合成材料製パッキン（５）がＰｏ１ａｔｈａｎｅ　ＸＰＥ又は徴孔 性構造のＲＩＭ１６０などのようなウレタンエラストマ、ポリカーボネート又は ポリオレフィン又はポリアミドにより構成されていることを特徴とする、請求の 範囲第１項から第５項までのいずれかに記載の継手。
7. （７）前記、ネジ山（２，４）が円錐台状であることを特徴とする、請求の範囲 第１項から第６項までのいずれかに記載の継手。
8. （８）前記、スリーブ（１）の内側中央部分（６）が円筒形であることを特徴と する、請求の範囲第１項から第７項までのいずれかに記載の継手。