JPS6350462A - 油井管用ネジ継手の表面改質法 - Google Patents
油井管用ネジ継手の表面改質法Info
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- JPS6350462A JPS6350462A JP19372686A JP19372686A JPS6350462A JP S6350462 A JPS6350462 A JP S6350462A JP 19372686 A JP19372686 A JP 19372686A JP 19372686 A JP19372686 A JP 19372686A JP S6350462 A JPS6350462 A JP S6350462A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
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〕
本発明は油井管用ネジ継手部、特にメタルシール部の表
面改質して、継手性能を大幅に向上させる方法に関する
ものである。
面改質して、継手性能を大幅に向上させる方法に関する
ものである。
油井環境の過酷化に伴って油井用鋼管への要求性能はよ
り厳しくなってきておシ、管体の高合金化に加え継手の
高性能化が大きな課題となりている。これまで油井管用
継手ネジには、耐食性及び耐リーク性の改善或いは繰シ
返し使用時のネジ部の焼き付きを防ぐ耐ゴーリング性の
改善を目的として、その表面に亜鉛メッキ、銅メッキな
どのメッキが施され、またリン酸処理等の表面処理が適
用されることは、よく知られている。
り厳しくなってきておシ、管体の高合金化に加え継手の
高性能化が大きな課題となりている。これまで油井管用
継手ネジには、耐食性及び耐リーク性の改善或いは繰シ
返し使用時のネジ部の焼き付きを防ぐ耐ゴーリング性の
改善を目的として、その表面に亜鉛メッキ、銅メッキな
どのメッキが施され、またリン酸処理等の表面処理が適
用されることは、よく知られている。
然し一般にはこれらの方法は密着力が弱く、繰シ返し使
用時に剥離し易くまた膜厚制御が困難であるという欠点
がある。またかかる従来の方法ではその効果に限界があ
り、前記した今後の性能要求にはとても対応できるもの
ではない。
用時に剥離し易くまた膜厚制御が困難であるという欠点
がある。またかかる従来の方法ではその効果に限界があ
り、前記した今後の性能要求にはとても対応できるもの
ではない。
本発明はかかる実情に鑑み、ネジ継手部、特にメタルシ
ール部にこれらの表面処理とは異なった改質処理を行う
ことＫよシ、継手性能を大幅に向上させることを目的と
してなしたものである。
ール部にこれらの表面処理とは異なった改質処理を行う
ことＫよシ、継手性能を大幅に向上させることを目的と
してなしたものである。
本発明の特徴とするところは、ネジ加工の完了した油井
管を真空室に置き、これを回転且つ内面を冷却しつつ油
井管ネジ継手先端のメタルシール部にイオン化した粒子
を照射し、メタルシール部の表面改質をおこなう油井管
用ネジ継手の表面改質法にある。
管を真空室に置き、これを回転且つ内面を冷却しつつ油
井管ネジ継手先端のメタルシール部にイオン化した粒子
を照射し、メタルシール部の表面改質をおこなう油井管
用ネジ継手の表面改質法にある。
イオン化した粒子の注入による金属材料の表面或いは表
層の改質法は、イオンビームと固体表層との非熱平衡相
互作用を利用するものであり、又該技術の鉄鋼材料への
応用例が例えば「鉄と鋼、第７１年（１９８５）、第１
５号。
層の改質法は、イオンビームと固体表層との非熱平衡相
互作用を利用するものであり、又該技術の鉄鋼材料への
応用例が例えば「鉄と鋼、第７１年（１９８５）、第１
５号。
２４〜３１頁」に紹介されている。原理的には目的とす
る粒子をイオン化し、数１０〜数１００ｋＶで静電加速
して固体の基板に照射して、その表層に硬度、ＪＩ！擦
係数、摩耗、耐蝕等の特性を新たに付与するものである
。又この手段として、イオンブレーティング、イオンミ
キシング、スパッタ蒸着、プラズマＣＶＤ等が挙げられ
ている。
る粒子をイオン化し、数１０〜数１００ｋＶで静電加速
して固体の基板に照射して、その表層に硬度、ＪＩ！擦
係数、摩耗、耐蝕等の特性を新たに付与するものである
。又この手段として、イオンブレーティング、イオンミ
キシング、スパッタ蒸着、プラズマＣＶＤ等が挙げられ
ている。
本発明はこの原理を油井管ネジ継手の特定の部位に適用
することにより、従来のネジ面全体の表面処理する方法
とは本質的に異なる大幅な継手性能向上を図るようにし
念ものである。
することにより、従来のネジ面全体の表面処理する方法
とは本質的に異なる大幅な継手性能向上を図るようにし
念ものである。
また本発明ではこれをネジ加工を完了した製品に適用す
るものであり、従ってイオン注入による処理部の温度上
昇に伴う材質変化を回避するため内面を特殊表手段で冷
却し、かつ継手を回転状態で処理するようにしている。
るものであり、従ってイオン注入による処理部の温度上
昇に伴う材質変化を回避するため内面を特殊表手段で冷
却し、かつ継手を回転状態で処理するようにしている。
以下本発明を図面に示す一実施例に基づいて具体的に！
！明する。
！明する。
第１図は本発明を具現化するための装置例であシ、真空
室１（１０−’ トール程度）内に継手部分を含む管
体２を挿入し、管体２は図示しない装置により管軸を中
心として回転するようにセットされる。真空室１の管体
２挿入部はシール部３により密閉状態に保たれ、一方継
手側の管端前方には通水冷却管４が配置され、その前端
には外周にシール部５をもつ２枚の密封冷却盤６が同軸
に支持され、これが管端内に装着される。これによって
継手部近傍は最小限の通水冷却で管端部の温度上昇を抑
制することができる。一方管端部近傍にはイオン照射ガ
ン７が配置され、第３図のように管端とネジ山間に形成
したメタルシール部８に所要のイオンが照射されること
になる。なお図中９はイオン源、１０はイオンビーム、
１１はシャッター、１２は蒸着物質、１３はダートバル
ブ、１４は真空ポンプを示している。粒子は例えばＣｒ
、 Ｔｉ 、 Ｎｉ。
室１（１０−’ トール程度）内に継手部分を含む管
体２を挿入し、管体２は図示しない装置により管軸を中
心として回転するようにセットされる。真空室１の管体
２挿入部はシール部３により密閉状態に保たれ、一方継
手側の管端前方には通水冷却管４が配置され、その前端
には外周にシール部５をもつ２枚の密封冷却盤６が同軸
に支持され、これが管端内に装着される。これによって
継手部近傍は最小限の通水冷却で管端部の温度上昇を抑
制することができる。一方管端部近傍にはイオン照射ガ
ン７が配置され、第３図のように管端とネジ山間に形成
したメタルシール部８に所要のイオンが照射されること
になる。なお図中９はイオン源、１０はイオンビーム、
１１はシャッター、１２は蒸着物質、１３はダートバル
ブ、１４は真空ポンプを示している。粒子は例えばＣｒ
、 Ｔｉ 、 Ｎｉ。
Ｃｕ 、 Ａｕ、 Ａｇ 、 Ｐｔ 、 Ｉｎ３ｍい
はそれらの化合物等が、その目的によって用いられる。
はそれらの化合物等が、その目的によって用いられる。
前述の装置は所謂イオンビームミキシング法での採用例
で、金属のＭＭとイオン注入し念表面改質法であり、任
意の薄膜を表面に形成できる点が特に優れている。さら
にこの方法によれば、 （ａ） 低温での処理が可能であるため母材の熱変形
なく最終形状での処理が可能なこと、（ｂ） 表夏処
理と膜形成が非熱千貸プロ七スであり、擬似高温、擬似
高圧状態に近い結合状態を実現でき非平衡で責な材質が
得られる。
で、金属のＭＭとイオン注入し念表面改質法であり、任
意の薄膜を表面に形成できる点が特に優れている。さら
にこの方法によれば、 （ａ） 低温での処理が可能であるため母材の熱変形
なく最終形状での処理が可能なこと、（ｂ） 表夏処
理と膜形成が非熱千貸プロ七スであり、擬似高温、擬似
高圧状態に近い結合状態を実現でき非平衡で責な材質が
得られる。
（ｃ） 基板と表面処理層との間に混合層が形成され
、密着力が格段に向上する。
、密着力が格段に向上する。
かどの特長がある。
又イオンビームを用いたダイナミックミキシング法によ
れば、蒸着による薄膜形成とイオン注入を同時に行うの
で、基板と薄膜の界面は消失して強固表皮膜を作ること
が可能であり、蒸着・注入物質を適宜選択することによ
）、（イ）硬度向上、（ロ）摩擦係数の減少、ぐ→耐摩
耗性の向上、に）耐食性の向上等の効果をもたらす。
れば、蒸着による薄膜形成とイオン注入を同時に行うの
で、基板と薄膜の界面は消失して強固表皮膜を作ること
が可能であり、蒸着・注入物質を適宜選択することによ
）、（イ）硬度向上、（ロ）摩擦係数の減少、ぐ→耐摩
耗性の向上、に）耐食性の向上等の効果をもたらす。
本発明による耐ゴーリング性の改善効果を確認するため
高面圧摺動焼付試験装置により、従来法によるものとの
比較を行なった。
高面圧摺動焼付試験装置により、従来法によるものとの
比較を行なった。
試験材にはＣｒを１３憾及び２０％含有する２遣類のク
ロム含育鋼を用いた。
ロム含育鋼を用いた。
第−表に見られるようにピン、板の双方とも、表面処理
が全く施されていない場合は、面圧２〜３ ｋｇ／ｍ”
で焼付きが発生する。ピン側に電解銅メッキ（膜厚的１
０μｍ）を施した場合は面圧４０ ’に９／ｍ２でも焼
付きは発生しないが、摺動を３０回繰返した後軽微な損
傷がみられた。
が全く施されていない場合は、面圧２〜３ ｋｇ／ｍ”
で焼付きが発生する。ピン側に電解銅メッキ（膜厚的１
０μｍ）を施した場合は面圧４０ ’に９／ｍ２でも焼
付きは発生しないが、摺動を３０回繰返した後軽微な損
傷がみられた。
一方銅をイオン注入した場合は、面圧４０に９／簡２で
１００回摺動を繰り返しても、損傷は全く観察されなか
った。
１００回摺動を繰り返しても、損傷は全く観察されなか
った。
但し第３図における装置の試験条件は摺動速度０．８３
ｃｍ ／ ｓｅｅ 、摺動長さ１３０ｗ／回である。
ｃｍ ／ ｓｅｅ 、摺動長さ１３０ｗ／回である。
第 １ 表
〔発明の効果〕
本発明による油井管ねじ継手の表面改質法は以上に説明
した通りであるが、本発明によれば継手部のメタルシー
ル部のみを前記処理を施せば、大幅な継手性能の向上を
図れる効果がある。
した通りであるが、本発明によれば継手部のメタルシー
ル部のみを前記処理を施せば、大幅な継手性能の向上を
図れる効果がある。
又特殊な冷却手段を適用した場合には、最小限の冷却で
熱的な材質変化を回避できる効果を奏する。
熱的な材質変化を回避できる効果を奏する。
表お油井管ネジ継手の表面改質法としてかかるイオン注
入法を適用するとその深さを加速電圧によ多制御でき、
又粒子の添加量を正確に制御できる。
入法を適用するとその深さを加速電圧によ多制御でき、
又粒子の添加量を正確に制御できる。
第１図は本発明を具現化する装置の一例であり、正面図
を示す。第２図は第１図の側面図であり、第３図は本発
明を適用する油井管ネジ継手の対象部分を示す図である
。 １：真空容器 ２：ノ９イブ ３：シール部 ４：通水冷却管 ５：シール部 ６：密封冷却盤 ７：イオン照射ガン ８：メタルシール部９：イオン源
１０：イオンビーム１１：シャッター １２
：蒸着物質 １３：）ｙａ−）パルプ １４：真空ポンプ第１図 １・真空容器 ２゛バイブ ３：シール部 ４：通水冷却管 ５、シール部 ６ 密封冷却盤 ７、イオン照射ガン ８−メタルシール部 １２ 蒸着物質 １４ μ空ボンブ
を示す。第２図は第１図の側面図であり、第３図は本発
明を適用する油井管ネジ継手の対象部分を示す図である
。 １：真空容器 ２：ノ９イブ ３：シール部 ４：通水冷却管 ５：シール部 ６：密封冷却盤 ７：イオン照射ガン ８：メタルシール部９：イオン源
１０：イオンビーム１１：シャッター １２
：蒸着物質 １３：）ｙａ−）パルプ １４：真空ポンプ第１図 １・真空容器 ２゛バイブ ３：シール部 ４：通水冷却管 ５、シール部 ６ 密封冷却盤 ７、イオン照射ガン ８−メタルシール部 １２ 蒸着物質 １４ μ空ボンブ
Claims (1)
- ネジ加工の完了した油井管を真空室に置き、これを回転
且つ内面を冷却しつつ油井管ネジ継手先端のメタルシー
ル部にイオン化した粒子を照射し、メタルシール部の表
面改質をおこなうことを特徴とする油井管用ネジ継手の
表面改質法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19372686A JPS6350462A (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | 油井管用ネジ継手の表面改質法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19372686A JPS6350462A (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | 油井管用ネジ継手の表面改質法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6350462A true JPS6350462A (ja) | 1988-03-03 |
Family
ID=16312777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19372686A Pending JPS6350462A (ja) | 1986-08-19 | 1986-08-19 | 油井管用ネジ継手の表面改質法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6350462A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013052546A1 (en) * | 2011-10-03 | 2013-04-11 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Methods for coating tubular devices used in oil and gas drilling, completions and production operations |
-
1986
- 1986-08-19 JP JP19372686A patent/JPS6350462A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013052546A1 (en) * | 2011-10-03 | 2013-04-11 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Methods for coating tubular devices used in oil and gas drilling, completions and production operations |
| CN103958728A (zh) * | 2011-10-03 | 2014-07-30 | 埃克森美孚研究工程公司 | 涂覆用于油气钻井、完井和开采操作中的管状装置的方法 |
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