JP4819054B2 - シール螺子式筒状接続部の雄型エレメント - Google Patents
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Description
厚みに対して±12.5%
質量に対して−3.5%から+6.5%
内径に関しては、APIは、その公差が外径および質量の公差によって決定されることを指摘している。このように、公差は、外径に対するものよりもかなり広い。
雄型筒状エレメントは、図3に従って、193.68mmの呼び径(外径)と44.2kg/mの線形質量を有する管から製造され、174.63mmの呼び内径(それぞれ172.24mmと177.47mmのAPIに従う最小直径と最大直径)を生成する。このエレメントは、リップ3上のシール面7(内側シール面)と、螺子部2に対して自由端4とは反対側のシール面15(外部シール面)とを有する。また、このエレメントは、以下の数値的特徴も有する。
半径R1 87.315mm
半径R2 88.025mm
(API最大半径=88.735mm)
面取り部21の傾斜 5°
面取り部22の傾斜 6°
長さL1 101mm
得られた雄型エレメントは、適切な雌型エレメントに組み合わされ、194mmの直径を有する拡張ツールは、結果として得られた接続部の中に通過させられる。次に、内側シール面は、雌型エレメントの対応する面と効果的な接触をする二つの環状ゾーンを有しており、外側シール面は、雌型エレメントの対応する面を有する有効環状接触ゾーンを有する。コンピュータシミュレーション(仕上げられたエレメント)を使って、これら三つの接触ゾーンの各々に対して有効接触ゾーンの軸方向長さと接触圧の分布とを決定し、それによって、接触特性の最も顕著な尺度であるゾーンの長さにわたって計算されるべき接触圧の積分を可能にする。
この比較例の手順は、以下の通りであり、成形ステップを省略している。拡張後に、実施例の接触ゾーンと類似する接触ゾーンが得られ、そのために、最小内径の半分に等しい半径R0に基づいて同じ計算が行われる。
Claims (24)
- 外面と内面が、ほぼ一定の径を有するほぼ円形横断面を具備する管(13)の端部領域に形成された雄型筒状エレメント(1)であって、
前記雄型筒状エレメントは、第1のテーパー状雄型螺子部(2)と少なくとも一つのシール面(7)とを備えており、
第2のテーパー状雌型螺子部と少なくとも一つの第2のシール面とを備える雌型筒状エレメントと組立により協働してシール螺子式筒状接続部を形成し、
前記シール式螺子式筒状接続部では前記シール面は金属同士の相互シール接触状態になっており、前記少なくとも一つのシール面(7,15)は、雌型螺子部と自由端(4)との間に配置されたおよび/または自由端(4)とは反対側で前記雄型螺子部を越えて配置されたリップ(3)に配置され、
前記雄型筒状エレメントの内面は、前記雄型エレメントの前記自由端(4)に隣接し、円形断面を備え、前記管の外面と同心である第1の形成されたゾーン(10)を有する雄型筒状エレメントであって、
前記雄型筒状エレメントの内面は、前記第1のゾーン(10)に軸方向に追随し、前記管の外面と同心の円形断面を有し、
前記第1のゾーンの半径(R1)よりも大きな半径(R2)を有するとともに、前記管の長さの残りの部分の内面の半径よりも大きい第2の形成されたゾーン(20)を備えている、雄型筒状エレメント(1)。 - 前記第2のゾーン(20)の半径(R2)は、前記管(13)の最大内径の半分以下である、請求項1に記載の雄型筒状エレメント(1)。
- 前記第2のゾーン(20)の半径(R2)は、前記管(13)の最大内径の半分に近い、請求項2に記載の雄型筒状エレメント(1)。
- 前記第2のゾーン(20)は、軸方向に前記自由端(4)とは反対側で少なくとも前記自由端(4)とは反対の前記螺子部(2)の端部へ延出している、請求項1〜3のいずれか一項に記載の雄型筒状エレメント(1)。
- 前記第2のゾーン(20)は、前記雄型筒状エレメントの前記リップ(3)および前記自由端(4)とは反対側の方向に延出している、請求項1〜4のいずれか一項に記載の雄型筒状エレメント(1)。
- 前記雄型螺子部(2)は、リップによって前記自由端(4)から分離されており、前記第1のゾーン(10)は、前記リップまたは前記第1の螺子部へ軸方向に延出している、請求項1〜5のいずれか一項に記載の雄型筒状エレメント(1)。
- 前記第2のゾーン(20)は、ほぼテーパー状面を介して前記第1のゾーン(10)に接続されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の雄型筒状エレメント(1)。
- 前記第1のゾーンに接続する前記ほぼテーパー状面が、15度以下の半頂角を有する、
請求項7に記載の雄型筒状エレメント(1)。 - 前記第2のゾーン(20)は、ほぼテーパー状面を介して前記管(13)の残りの内面に接続されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の雄型筒状エレメント(1)。
- 前記管の残りの内面に接続する前記ほぼテーパー状面は、15度以下の半頂角を有する、請求項9に記載の雄型筒状エレメント(1)。
- 前記第1のゾーン(10)の半径(R1)は、前記管の内面の直径に対して呼び値の半分未満である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の雄型筒状エレメント(1)。
- 前記自由端の前面は、前記雌型筒状エレメントに対して軸方向当接面である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の雄型筒状エレメント(1)。
- 前記第2のゾーンの表面特性は、前記管の長さの残りの部分の内面よりも良好である、
請求項1〜12のいずれか一項に記載の雄型筒状エレメント(1)。 - 請求項1〜13のいずれか一項に記載の雄型筒状エレメント(1)と、前記雄型筒状エレメントと協働する雌型筒状エレメント(30)とを備えている、螺子式筒状接続部。
- 請求項1〜13のいずれか一項に記載の雄型筒状エレメントを製造する方法であって、前記第1のゾーン(10)は第1の成形によって得られ、前記第2のゾーン(20)は第2の成形によって得られる、雄型筒状エレメントを製造する方法。
- 前記第2の成形は、前記第1の成形の後に実行される、請求項15に記載の方法。
- 前記第2のゾーン(20)は材料を除去することによって得られる、請求項15または16に記載の方法。
- 前記第2のゾーン(20)は加工によって得られる、請求項17に記載の方法。
- 前記第1のゾーン(10)の製造に先立って、前記端部領域の長さの一部にわたって、
前記管(13)がリダクションスエージング操作を受けて外径および内径を前記自由端(4)まで漸進的に減少する、請求項15〜18のいずれか一項に記載の方法。 - 請求項7に記載の雄型筒状エレメントを製造するために、前記第2のゾーン(20)を前記第1のゾーン(10)に接続する前記ほぼテーパー状面は、前記リダクションスエージング操作によって形成される、請求項19に記載の方法。
- 前記リダクションスエージング操作は、前記第1および第2の成形に先立って実行される、請求項19または20に記載の方法。
- シール筒状接続部を製造する方法であって、
請求項14に記載の初期の筒状接続部(1)は、前記雄エレメントの前記第2のゾーンの内径(R2)よりも大きな半径を有し前記接続部において軸方向へ変位される拡張ツールを使って、塑性変形領域内で直径方向の拡張を受ける、シール筒状接続部を製造する方法。 - 前記第2のゾーン(20)は、少なくとも前記接続部の全長(L)に等しい、前記雄型エレメントの自由端(4)から軸方向距離まで延出する、請求項22に記載の方法。
- 少なくとも一つのシール面(15)は、前記自由端(4)の反対側で前記雄型螺子部を越えて配置され、前記第2のゾーン(20)は、前記雄型エレメントの自由端(4)から軸方向距離まで延出して、前記拡張ツールが前記雄型螺子部を越えて配置された前記シール面(15)の下を通過する時に前記第2のゾーン(20)を拡張するようにする、請求項22に記載の方法。
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