JPWO2009022571A1 - 管のねじ継手部のバリ除去方法及び装置 - Google Patents

Abstract

管のねじ継手部のバリを除去する際の火花の発生や粉塵の飛散を抑止し得るバリ除去方法及び装置を提供する。本発明に係るバリ除去装置（１００）は、管（Ｐ）に形成されたねじ継手部（ＰＪ）のバリを除去する装置であって、回転させながらねじ継手部（ＰＪ）に押し当ててねじ継手部（ＰＪ）を研削するための回転研削体（１０）と、少なくとも回転研削体（１０）とねじ継手部（ＰＪ）との接触部分（Ｃ）に液体（Ｌ）を供給する液体供給手段（２０）とを備える。回転研削体（１０）は、外周縁が略円形状の複数の研磨層（１１）を接着性樹脂を介して積層し固着することにより形成される。研磨層（１１）は、表面に研磨材を付着させた細長シート状の基材（１１１）を渦巻き状に巻回して接着性樹脂で固着することにより形成される。液体供給手段（２０）は、供給後の液体（Ｌ）を回収して濾過し、濾過後の液体（Ｌ）を少なくとも接触部分（Ｃ）に再び供給する。

Description

本発明は、管のねじ継手部のバリ除去方法及び装置に関する。特に、本発明は、バリを除去する際の火花の発生や粉塵の飛散を抑止し得るバリ除去方法及び装置に関する。

油井やガス井等の施工現場において地中に埋設されて使用される油井管は、管端にねじ継手部を有する。そして、施工現場での油井管の施工は、先行する油井管の後端のねじ継手部に、後行する油井管の先端のねじ継手部をねじ込んで締結する作業を繰り返すことによって行われる。

上記のようにして施工される油井管には、内部に圧送される流体からの圧力や、軸方向へ作用する応力等に十分耐えることができ、圧送される流体が外部に漏洩しないことが求められる。このため、管端に形成されるねじ継手部には、焼き付けやかじりを生じることなく、設計通りに確実に締結され得ることが求められる。

しかしながら、管端にねじ切削等を施して製造された直後の油井管のねじ継手部には、不可避的にバリ（かえり）が存在する。このバリの寸法は微小ではあるものの、施工現場では、先行する油井管及び後行する油井管それぞれの中心軸が微妙にずれた状態でねじ継手部がねじ込まれることが多い。このため、たとえバリの寸法が微小であったとしても、締結の際にねじ継手部に焼き付きやかじりを生じ、所望の締め付けトルクを得られない虞がある。この結果、油井管の内部に圧送される流体が、ねじ継手部から外部に漏洩する虞がある。

油井管からの流体の漏洩を確実に回避するには、所望の締め付けトルクが得られなかった油井管のみならず、この油井管との間に焼き付きやかじりを生じた締結相手であるもう一本の油井管をも外して地中から引き上げ、新たな２本の油井管に順次交換する必要がある。

このように、油井管の施工時に焼き付きやかじりが生じた場合における施工コストの上昇や施工効率の低下は極めて著しい。従って、油井管のねじ継手部に存在するバリは、施工現場に出荷する前に確実に除去することが求められる。

このため、従来より、施行現場に出荷する前の油井管のねじ継手部に存在するバリを除去する作業が実施されている。具体的に説明すれば、バリの除去には、例えば、表面に研磨材を付着させた一枚のシート状の基材を渦巻き状に巻回して接着性樹脂で固着することにより形成される、外周縁が略円形状の回転研削体が用いられている。この回転研削体を回転させながら（更には、これと同時に油井管を周方向に回転させながら）、該回転研削体の外周縁をねじ継手部に押し当てることにより、バリを研削除去している。

しかしながら、上記のような従来のバリ除去方法では、バリを除去する際に、火花が発生したり粉塵（油井管の切削屑や回転研削体の研磨材など）が飛散するという問題がある。火花の発生は、火災の発生に通じる虞がある他、オペレータの作業の安全性を阻害する点からも好ましくない。粉塵の飛散は、周囲を汚染する他、オペレータの健康上も好ましくない。また、飛散した粉塵を清掃する時間を確保する必要があるため、その分だけ作業効率が低下する。さらには、粉塵による周囲の汚染を抑止するために集塵装置を設置すると、設備コストの増大を招くという問題もある。

本発明は、斯かる従来技術に鑑みなされたものであり、管のねじ継手部のバリを除去する際の火花の発生や粉塵の飛散を抑止し得るバリ除去方法及び装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明者は鋭意検討した結果、回転研削体とねじ継手部との接触部分に液体を供給すれば、火花の発生を抑止できると共に、粉塵の飛散を抑止できる（発生した粉塵を液体で洗い流すことができる）ことに着想した。

しかしながら、従来の回転研削体は、比較的大きな幅（例えば、２５ｍｍ程度）を有する一枚のシート状の研磨材付き基材を渦巻き状に巻回して接着性樹脂で固着することにより形成されているため、接着性樹脂の行き渡りが悪く、固着状態が不均一になり易い。このため、回転研削体とねじ継手部との接触部分に液体を供給すれば、この供給した液体が、基材内部に浸透して基材が膨潤したり、重なり合った基材同士の隙間に浸透することにより、固着状態が部分的に解除される場合のあることが分かった。そして、この状態の回転研削体の使用を継続すれば、固着状態の解除された部位が徐々に拡がり、やがて使用できなくなることが分かった。

そこで、本発明者は、さらに鋭意検討した結果、比較的小さな幅（例えば、５ｍｍ程度）のシート状の研磨材付き基材を巻回して接着性樹脂で固着したものを複数枚作製し、これらを接着性樹脂を介して積層し固着して回転研削体を形成すれば、従来と同等の幅を有する回転研削体であっても、接着性樹脂が全体に行き渡り、均一な固着状態が得られることが分かった。そして、このような回転研削体を用いれば、回転研削体とねじ継手部との接触部分に液体を供給しても、固着状態が解除される虞が無く、且つ、火花の発生や粉塵の飛散を抑止できることに想到した。また、本発明者は、供給した液体を回収し、液体中に含まれる粉塵を濾過して除去した後に再利用すれば、ランニングコストを低減できることにも想到した。

本発明は、本発明者の上記の新しい知見に基づき、完成されたものである。
すなわち、本発明は、管に形成されたねじ継手部のバリを除去する方法であって、回転研削体を回転させながら前記ねじ継手部に押し当てると共に、少なくとも前記回転研削体と前記ねじ継手部との接触部分に液体を供給する手順と、前記供給後の液体を回収して濾過する手順と、前記濾過後の液体を少なくとも前記接触部分に再び供給する手順とを含み、前記回転研削体は、外周縁が略円形状の複数の研磨層を接着性樹脂を介して積層し固着することにより形成され、前記研磨層は、表面に研磨材を付着させた細長シート状の基材を渦巻き状に巻回して接着性樹脂で固着することにより形成されることを特徴とする管のねじ継手部のバリ除去方法を提供するものである。

なお、本発明における「回転研削体とねじ継手部との接触部分に液体を供給する」とは、接触部分に液体を直接供給する場合に限らず、例えば、回転研削体の一部に液体を供給し、回転研削体が回転することにより、前記供給された液体が接触部分に到達するといった、間接的に供給される場合をも含む意味である。

また、前記課題を解決するため、本発明は、管に形成されたねじ継手部のバリを除去する装置であって、回転させながら前記ねじ継手部に押し当てて該ねじ継手部を研削するための回転研削体と、少なくとも前記回転研削体と前記ねじ継手部との接触部分に液体を供給する液体供給手段とを備え、前記回転研削体は、外周縁が略円形状の複数の研磨層を接着性樹脂を介して積層し固着することにより形成され、前記研磨層は、表面に研磨材を付着させた細長シート状の基材を渦巻き状に巻回して接着性樹脂で固着することにより形成され、前記液体供給手段は、前記供給後の液体を回収して濾過し、該濾過後の液体を少なくとも前記接触部分に再び供給するように構成されていることを特徴とする管のねじ継手部のバリ除去装置としても提供される。

本発明に係る管のねじ継手部のバリ除去方法及び装置で用いる回転研削体は、表面に研磨材を付着させた細長シート状の基材を渦巻き状に巻回して接着性樹脂で固着することにより研磨層を形成し、この研磨層を接着性樹脂を介して複数積層し固着することにより形成されている。このため、接着性樹脂が回転研削体の全体に行き渡り、均一な固着状態が得られる。従って、回転研削体とねじ継手部との接触部分に液体を供給しても、固着状態が解除される虞が無く、且つ、接触部分に液体を供給することによりバリを除去する際の火花の発生や粉塵の飛散を抑止可能である。また、供給後の液体を回収して濾過し、該濾過後の液体を接触部分に再び供給するため、ランニングコストを低減可能である。

図１は、本発明に係る管のねじ継手部のバリ除去方法を実施するための装置構成例を模式的に示す正面図である。 図２は、図１に示す回転研削体の概略構成を表す図であり、図２（ａ）は正面図を、図２（ｂ）は平面図を示す。

以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明に係る管のねじ継手部のバリ除去方法の一実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る管のねじ継手部のバリ除去方法を実施するための装置構成例を模式的に示す正面図である。図１に示すように、本発明に係る管Ｐのねじ継手部ＰＪのバリ除去装置（以下、適宜、「バリ除去装置」と略称する）１００は、管Ｐの端部に形成されたねじ継手部ＰＪに押し当ててねじ継手部ＰＪを研削するための回転研削体１０と、少なくとも回転研削体１０とねじ継手部ＰＪとの接触部分Ｃに液体（例えば、水）Ｌを供給する液体供給手段２０とを備える。

回転研削体１０は、適宜の回転駆動手段（図示せず）によって、周方向（図１に点線で示す矢符の方向）に回転するように構成されている。一方、適宜の回転駆動手段（図示せず）によって、管Ｐも周方向（図１に点線で示す矢符の方向）に回転可能とされている。管Ｐを回転させながら、回転する回転研削体１０の外周縁を管Ｐのねじ継手部ＰＪに押し当てることにより、ねじ継手部ＰＪに存在するバリが研削除去される。この際、液体供給手段２０によって、回転研削体１０とねじ継手部ＰＪとの接触部分Ｃに液体Ｌが供給される。本実施形態では、直接的には回転研削体１０の上側（接触部分Ｃと対向する側）に液体Ｌが供給されるものの、回転研削体１０が回転することにより、前記供給された液体Ｌが接触部分Ｃに到達して供給されることになる。

なお、本実施形態に係るバリ除去装置１００は、好ましい構成として、カバー３０と、エアシリンダ４０と、アーム５０と、バランスウェイト６０とを備える。

カバー３０は、回転研削体１０の上方に位置し、回転研削体１０と連結されている。カバー３０は、回転研削体１０の回転に伴う液体Ｌの飛散を防止するために設けられている。

エアシリンダ４０は、カバー３０に連結され、カバー３０及び回転研削体１０を一体として昇降させるために設けられている。より具体的に説明すれば、エアシリンダ４０は、バリを研削除去する前には回転研削体１０を管Ｐの上方の位置に待機させる一方、管Ｐが軸方向に搬送されてねじ継手部ＰＪが回転研削体１０の真下の位置に到達すると、回転研削体１０の外周縁がねじ継手部ＰＪに押し当てられるように回転研削体１０を降下させる。

アーム５０は、軸５１回りに揺動自在に構成され、その一端側がカバー３０に連結されている。一方、アーム５０の他端側にはバランスウェイト６０が載置されている。斯かる構成により、回転研削体１０を降下させて回転研削体１０の外周縁がねじ継手部ＰＪに押し当てられる際、回転研削体１０及びカバー３０等の自重によって、回転研削体１０がねじ継手部ＰＪに過度に強く押し当てられないように、重量バランスをとることが可能である。

以下、回転研削体１０及び液体供給手段２０について、より具体的に説明する。

図２は、回転研削体１０の概略構成を表す図であり、図２（ａ）は正面図を、図２（ｂ）は平面図を示す。図２に示すように、回転研削体１０は、外周縁が略円形状の複数の研磨層１１を接着性樹脂を介して積層し固着することにより形成されている。そして、各研磨層１１は、表面に研磨材を付着させた幅Ｗ（例えば、５ｍｍ程度）の細長シート状の基材１１１を渦巻き状に巻回して接着性樹脂で固着することにより形成されている。

具体的には、例えば、芯材１２の周りに基材１１１を渦巻き状に巻回した後、或いは巻回している最中に、基材１１１と芯材１２との隙間や、重なり合った基材１１１同士の隙間に接着性樹脂を浸透させて固着することにより、一層目の研磨層１１が形成される。次に、この一層目の研磨層１１の上面に接着性樹脂を塗布した後、上記と同様にして、芯材１２の周りに基材１１１を渦巻き状に巻回して接着性樹脂で固着することにより、二層目の研磨層１１が形成される。以上の工程を繰り返し、更には必要に応じて積層方向に研磨層１１を圧縮することにより、複数の研磨層１１が接着性樹脂を介して積層され固着された回転研削体１０が形成される。

なお、研磨材としては、例えば、アルミナ研磨材が好適に用いられる。基材１１１としては、例えば、ナイロン繊維の成形体が好適に用いられる。さらに、接着性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等が好適に用いられる。

以上に説明したように、回転研削体１０は、表面に研磨材を付着させた細長シート状の基材１１１を渦巻き状に巻回して接着性樹脂で固着することにより研磨層１１を形成し、この研磨層１１を接着性樹脂を介して複数積層し固着することにより形成されている。このため、基材１１１の幅（各研磨層１１の幅に相当）Ｗを小さくして、積層する研磨層１１の数を増やせば、回転研削体１０全体の幅としては従来のものと同等であっても、接着性樹脂が回転研削体１０の全体に行き渡り、均一な固着状態が得られる。従って、回転研削体１０とねじ継手部ＰＪとの接触部分Ｃに液体Ｌを供給しても、固着状態が解除される虞が無く、且つ、接触部分Ｃに液体Ｌを供給することによりバリを除去する際の火花の発生や粉塵の飛散を抑止可能である。

図１に示すように、本実施形態に係る液体供給手段２０は、第１配管２１と、第１濾過槽２２と、第２配管２３と、第２濾過槽２４と、第３濾過槽２５と、ポンプ槽２６とを備える。

第１配管２１は、一端が回転研削体１０の上方に配置され、他端がポンプ槽２６内に配置されたポンプ２６１に接続されている。第１配管２１内には、図１に実線で示す矢符の方向に、ポンプ２６１で吸い上げられた液体Ｌが流通する。第１配管２１内を流通した液体Ｌは、回転研削体１０の上方に配置された一端から噴出して、回転研削体１０の上側に供給される。

第１濾過槽２２は、回転研削体１０及び管Ｐのねじ継手部ＰＪの下方に配置されている。これにより、第１濾過槽２２には、液体Ｌ及び液体Ｌで洗い流された粉塵（管Ｐの切削屑や回転研削体１０の研磨材など）Ｄが流入することになる。そして、第１濾過漕２２は、その底部が第２配管２３の一端と連通している。この第２配管２３の一端は、第１濾過槽２２の底壁よりも上方に突出した状態で連通している。斯かる構成により、第１濾過槽２２に流入した粉塵Ｄの少なくとも一部は、第２配管２３内に流入することなく、第１濾過槽２２の底部に沈殿した状態で残留することになる。

第２配管２３の他端は、第２濾過槽２４の下部に連通している。この第２濾過槽２４には、側壁２４１を共通する第３濾過槽２５が隣接して配置されている。第３濾過槽２５には、側壁２５１を共通するポンプ槽２６が隣接して配置されている。斯かる構成により、第１濾過槽２２から第２配管２３内に流入した液体Ｌ及び粉塵Ｄは、第２配管２３内を流通し、第２濾過槽２４に流入する。そして、第２濾過槽２４に流入した液体Ｌの液面高さが側壁２４１を超えると、隣接する第３濾過槽２５に液体Ｌ及び粉塵Ｄが流入する。この際、第２濾過槽２４に流入した粉塵Ｄの少なくとも一部は、第３濾過槽２５に流入することなく、第２濾過槽２４の底部に沈殿した状態で残留することになる。同様にして、第３濾過槽２５に流入した液体Ｌ及び粉塵Ｄは、側壁２５１を超えてポンプ槽２６に流入するが、粉塵Ｄの少なくとも一部は、ポンプ槽２６に流入することなく、第３濾過槽２５の底部に沈殿した状態で残留することになる。

以上に説明したように、本実施形態に係る液体供給手段２０は、第１配管２１の一端から回転研削体１０の上側に供給された液体Ｌを、第１濾過槽２２で回収し、第１濾過槽２２、第２濾過槽２４及び第３濾過槽２５で濾過（粉塵Ｄを沈殿濾過）し、該濾過後の液体Ｌをポンプ２６１で吸い上げて再び供給するように構成されている。つまり、液体Ｌを循環使用する構成であるため、ランニングコストを低減することができる。

なお、液体Ｌの濾過方法としては、本実施形態のような液体Ｌと粉塵Ｄとの比重差を利用した沈殿濾過に限るものでなく、例えば、メッシュフィルタを用いて濾過する方法を採用することも可能である。また、供給する液体Ｌとしては、水に限るものではなく、非燃焼性の液体である限り、任意の液体を用いることが可能である（ただし、液体Ｌの濾過方法として沈殿濾過を用いる場合には、粉塵Ｄよりも比重の小さい液体Ｌを用いる必要がある）。さらに、液体Ｌとして水を用いた場合、管Ｐのねじ継手部ＰＪを水で濡れたまま放置すれば、ねじ継手部ＰＪに錆が生じる。従って、水を用いた場合には、バリの研削除去後に、有機溶剤等を用いてねじ継手部ＰＪを洗浄することが好ましい。

本発明は、本発明者の上記の新しい知見に基づき、完成されたものである。
すなわち、本発明は、管に形成されたねじ継手部のバリを除去する方法であって、回転研削体を回転させながら前記ねじ継手部に押し当てると共に、少なくとも前記回転研削体と前記ねじ継手部との接触部分に液体を供給する手順と、前記供給後の液体を回収して濾過する手順と、前記濾過後の液体を少なくとも前記接触部分に再び供給する手順とを含み、前記回転研削体は、外周縁が略円形状の複数の研磨層を接着性樹脂を介して該各研磨層の幅方向に積層し固着することにより形成され、前記研磨層は、表面に研磨材を付着させた細長シート状の基材を該基材の幅が前記研磨層の幅に相当するように渦巻き状に巻回して接着性樹脂で固着することにより形成されることを特徴とする管のねじ継手部のバリ除去方法を提供するものである。

また、前記課題を解決するため、本発明は、管に形成されたねじ継手部のバリを除去する装置であって、回転させながら前記ねじ継手部に押し当てて該ねじ継手部を研削するための回転研削体と、少なくとも前記回転研削体と前記ねじ継手部との接触部分に液体を供給する液体供給手段とを備え、前記回転研削体は、外周縁が略円形状の複数の研磨層を接着性樹脂を介して該各研磨層の幅方向に積層し固着することにより形成され、前記研磨層は、表面に研磨材を付着させた細長シート状の基材を該基材の幅が前記研磨層の幅に相当するように渦巻き状に巻回して接着性樹脂で固着することにより形成され、前記液体供給手段は、前記供給後の液体を回収して濾過し、該濾過後の液体を少なくとも前記接触部分に再び供給するように構成されていることを特徴とする管のねじ継手部のバリ除去装置としても提供される。

Claims (2)

1. 管に形成されたねじ継手部のバリを除去する方法であって、
   回転研削体を回転させながら前記ねじ継手部に押し当てると共に、少なくとも前記回転研削体と前記ねじ継手部との接触部分に液体を供給する手順と、
   前記供給後の液体を回収して濾過する手順と、
   前記濾過後の液体を少なくとも前記接触部分に再び供給する手順とを含み、
   前記回転研削体は、外周縁が略円形状の複数の研磨層を接着性樹脂を介して積層し固着することにより形成され、
   前記研磨層は、表面に研磨材を付着させた細長シート状の基材を渦巻き状に巻回して接着性樹脂で固着することにより形成されることを特徴とする管のねじ継手部のバリ除去方法。
2. 管に形成されたねじ継手部のバリを除去する装置であって、
   回転させながら前記ねじ継手部に押し当てて該ねじ継手部を研削するための回転研削体と、
   少なくとも前記回転研削体と前記ねじ継手部との接触部分に液体を供給する液体供給手段とを備え、
   前記回転研削体は、外周縁が略円形状の複数の研磨層を接着性樹脂を介して積層し固着することにより形成され、
   前記研磨層は、表面に研磨材を付着させた細長シート状の基材を渦巻き状に巻回して接着性樹脂で固着することにより形成され、
   前記液体供給手段は、前記供給後の液体を回収して濾過し、該濾過後の液体を少なくとも前記接触部分に再び供給するように構成されていることを特徴とする管のねじ継手部のバリ除去装置。

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