JP6795084B2 - 鋼管用ねじ継手 - Google Patents
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Description
以下、鋼管用ねじ継手の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図中同一及び相当する構成については同一の符号を付し、同じ説明を繰り返さない。
図5に示されるように、ねじ継手10は、メタルシールを備えていてもよい。具体的には、ピン30はさらに、ピン30の先端と雄ねじ31との間であってピン30の外周に形成されるピンシール面26を含む。ボックス50はさらに、ピンシール面26と対向し、ボックス50の内周に形成され、締結状態でピンシール面26と密着するボックスシール面56を含む。ピンシール面26とボックスシール面56とがメタルシールを構成する。
図6に示されるように、ボックス50は、上述した突出部52を備えていなくてもよい。この場合、一方のピン30のピンショルダ面24と、他方のピンのピンショルダ面24とは、締結状態で互いに接触する。この実施形態3は、いわゆるPin to Pin構造を有する。
図7を参照して、特開平8−303657号公報に開示されるねじ継手においては、ピンの雄ねじ31pは、雄ねじ山面32pと、雄ねじ底面33pと、雄ねじスタビング面34pと、雄ねじロード面35pとを含む。雄ねじスタビング面34pは、2つの雄ねじスタビング段341p,342pを有する。スタビング段342pのスタビング角α2pはスタビング段341pのスタビング角α1pよりも小さい(α2p<α1p)。したがって、雄ねじスタビング面34pはほぼ中腹で膨らんでいる。
図8に示されるように、リグ上で鋼管20を接続するとき、カップリング50付きの鋼管20を吊り下げ、ねじのスタビングを行う。ねじを嵌め合わせ、回転させて締め付ける過程において、ねじを回転させることなく嵌め合わせられる位置を「スタビング位置」という。鋼管20とカップリング50の管軸が一致した状態の理想的なスタビング位置では、雄ねじ山面と雌ねじ山面とは全体で接触している。しかし、海上や陸上での作業時には、波や風の影響を受けて吊り下げられた鋼管20が揺れるため、1度程度の揺れ角を伴うことが多い。
下記の通り、実際の鋼管を用いた。
・寸法:18−5/8、136#(公称外径473.08mm、肉厚14.71mm)
・材料:API(American Petroleum Institute)規格のP110鋼(公称降伏強度862N/mm2、弾性係数205kN/mm2、ポアソン比0.3)
実施例と同様に、比較例3に係るねじ継手の雄ねじ及び雌ねじも2段のスタビング面を有する。比較例3に係るねじ継手は上述した先行技術に係るねじ継手である。比較例3のスタビング角α1は30度であり、スタビング角α2は10度である。
Claims (15)
- ねじ継手であって、
鋼管の一方の先端部に形成される管状のピンと、
前記ピンが挿入されて前記ピンと締結される管状のボックスとを備え、
前記ピンは、前記ピンの外周に形成される雄ねじを含み、
前記ボックスは、前記雄ねじに対応し、前記ボックスの内周に形成される雌ねじを含み、
前記雄ねじ及び前記雌ねじは、台形ねじであり、かつ、テーパねじであり、
締結状態で前記雄ねじ及び前記雌ねじの少なくとも一部はねじシールを構成し、
前記雄ねじは、
雄ねじ山面と、
雄ねじ底面と、
前記ピンの先端に近い側に形成される雄ねじスタビング面と、
前記ピンの先端から遠い側に形成される雄ねじロード面とを含み、
前記雄ねじスタビング面は、
前記鋼管の管軸から遠い側に形成され、8〜12度のスタビング角を有する第1雄ねじスタビング段と、
前記管軸に近い側に形成され、20〜60度のスタビング角を有する第2雄ねじスタビング段とを有し、
前記第2雄ねじスタビング段は、前記雄ねじの高さの20〜60%の高さを有し、
前記雌ねじは、
前記雄ねじ底面と対向する雌ねじ山面と、
前記雄ねじ山面と対向する雌ねじ底面と、
前記雄ねじスタビング面と対向する雌ねじスタビング面と、
前記雄ねじロード面と対向する雌ねじロード面とを含み、
前記雌ねじスタビング面は、
前記管軸から遠い側に形成され、前記第1雄ねじスタビング段のスタビング角と同じスタビング角を有する第1雌ねじスタビング段と、
前記管軸に近い側に形成され、前記第2雄ねじスタビング段のスタビング角と同じスタビング角を有する第2雌ねじスタビング段とを有する、ねじ継手。 - 請求項1に記載のねじ継手であって、
前記雄ねじはさらに、
前記雄ねじ山面と前記雄ねじスタビング面との間の角に形成される第1雄ねじラウンド面を含み、
前記雌ねじはさらに、
前記雌ねじ山面と前記雌ねじスタビング面との間の角に形成される第1雌ねじラウンド面を含む、ねじ継手。 - 請求項2に記載のねじ継手であって、
前記雄ねじはさらに、
前記雄ねじ山面と前記雄ねじロード面との間の角に形成される第2雄ねじラウンド面と、
前記雄ねじ底面と前記雄ねじスタビング面との間の角に形成される第3雄ねじラウンド面と、
前記雄ねじ底面と前記雄ねじロード面との間の角に形成される第4雄ねじラウンド面とを含み、
前記雌ねじはさらに、
前記雌ねじ山面と前記雌ねじロード面との間の角に形成される第2雌ねじラウンド面と、
前記雌ねじ底面と前記雌ねじスタビング面との間の角に形成される第3雌ねじラウンド面と、
前記雌ねじ底面と前記雌ねじロード面との間の角に形成される第4雌ねじラウンド面とを含む、ねじ継手。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のねじ継手であって、
前記雄ねじロード面は、−10〜3度のロード角を有し、
前記雌ねじロード面は、前記雄ねじロード面のロード角と同じロード角を有する、ねじ継手。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のねじ継手であって、
前記雄ねじ山面、前記雄ねじ底面、前記雌ねじ山面、及び前記雌ねじ底面は、前記管軸と平行に形成される、ねじ継手。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載のねじ継手であって、
前記雄ねじスタビング面及び前記雌ねじスタビング面は、締結状態でそれらの間に60〜120μmの隙間を有する、ねじ継手。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載のねじ継手であって、
前記雄ねじ山面及び前記雌ねじ底面は、締結状態でそれらの間に0〜50μmの隙間を有し、かつ、前記雄ねじ底面及び前記雌ねじ山面は、締結状態でそれらの間に0〜50μmの隙間を有する、ねじ継手。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載のねじ継手であって、
前記ピンはさらに、前記ピンの先端部に形成されるピンショルダ面を含み、
前記ボックスはさらに、締結状態で前記ピンショルダ面と接触するボックスショルダ面を含む、ねじ継手。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載のねじ継手であって、
前記雄ねじは、前記ピンの先端から遠ざかるにつれて小さくなるテーパ比を有するテーパねじを含む、ねじ継手。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載のねじ継手であって、
前記ピンはさらに、前記ピンの先端と前記雄ねじとの間であって前記ピンの外周に形成されるピンシール面を含み、
前記ボックスはさらに、前記ピンシール面と対向し、前記ボックスの内周に形成され、締結状態で前記ピンシール面と密着するボックスシール面を含む、ねじ継手。 - 請求項1〜10のいずれか1項に記載のねじ継手であって、
前記ねじシールを構成する前記雄ねじ及び前記雌ねじの一部は、管軸方向において、前記鋼管の肉厚の3倍以上の長さを有する、ねじ継手。 - 請求項1〜11のいずれか1項に記載のねじ継手であって、
前記鋼管は、16インチを超える外径を有する、ねじ継手。 - 請求項1〜11のいずれか1項に記載のねじ継手であって、
前記鋼管は、16インチ以下の外径を有する、ねじ継手。 - 2本の鋼管を互いに接続するためのねじ継手であって、
前記鋼管の一方の先端部に形成される管状の第1ピンと、
前記鋼管の他方の先端部に形成される管状の第2ピンと、
前記第1ピンが挿入されて前記第1ピンと締結される管状の第1ボックスと、前記第1ボックスの反対側に形成され、前記第2ピンが挿入されて前記第2ピンと締結される管状の第2ボックスとを含むカップリングとを備え、
前記第1及び第2ピンの各々は、前記ピンの外周に形成される雄ねじを含み、
前記第1及び第2ボックスの各々は、前記雄ねじに対応し、前記ボックスの内周に形成される雌ねじを含み、
前記雄ねじ及び前記雌ねじは、台形ねじであり、かつ、テーパねじであり、
締結状態で前記雄ねじ及び前記雌ねじの少なくとも一部はねじシールを構成し、
前記雄ねじは、
雄ねじ山面と、
雄ねじ底面と、
前記ピンの先端に近い側に形成される雄ねじスタビング面と、
前記ピンの先端から遠い側に形成される雄ねじロード面とを含み、
前記雄ねじスタビング面は、
前記鋼管の管軸から遠い側に形成され、8〜12度のスタビング角を有する第1雄ねじスタビング段と、
前記管軸に近い側に形成され、20〜60度のスタビング角を有する第2雄ねじスタビング段とを有し、
前記第2雄ねじスタビング段は、前記雄ねじの高さの20〜60%の高さを有し、
前記雌ねじは、
前記雄ねじ底面と対向する雌ねじ山面と、
前記雄ねじ山面と対向する雌ねじ底面と、
前記雄ねじスタビング面と対向する雌ねじスタビング面と、
前記雄ねじロード面と対向する雌ねじロード面とを含み、
前記雌ねじスタビング面は、
前記管軸から遠い側に形成され、前記第1雄ねじスタビング段のスタビング角と同じスタビング角を有する第1雌ねじスタビング段と、
前記管軸に近い側に形成され、前記第2雄ねじスタビング段のスタビング角と同じスタビング角を有する第2雌ねじスタビング段とを有する、ねじ継手。 - 請求項14に記載のねじ継手であって、
前記第1ピンはさらに、前記第1ピンの先端に形成される第1ピンショルダ面を含み、
前記第2ピンはさらに、前記第2ピンの先端に形成され、締結状態で前記第1ピンショルダ面と接触する第2ピンショルダ面を含む、ねじ継手。
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