JPH0112995B2 - - Google Patents
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- JPH0112995B2 JPH0112995B2 JP56114473A JP11447381A JPH0112995B2 JP H0112995 B2 JPH0112995 B2 JP H0112995B2 JP 56114473 A JP56114473 A JP 56114473A JP 11447381 A JP11447381 A JP 11447381A JP H0112995 B2 JPH0112995 B2 JP H0112995B2
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Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
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Description
本発明はクロム含有量の油井継手、さらに詳し
くはそのシール部の硬度および融点が特定された
油井管継手に関する。 油井管における継手部のシール性は重要な事項
である。そこで一般的に第1図に示す継手構造を
もつてそのシール性を確保している。すなわち油
井管1相互(他方の油井管は図示省略)をカツプ
リング継手2により連結する場合、ねじ部3が終
りそれより先端が管1側からみて先細のテーパを
なして相互に接触するメタル−メタリシール部4
と、このメタル−メタルシール部の入口部に継手
2側に曲率中心を有す円弧シール部5とを形成し
ておき、継手2の回転締付けにより前記シール部
4,5に圧入代を与えて接触面に高面圧を発生さ
せシールを図つている。 従来、円弧シール部5の曲率半径Rとしては、
高気密用(1000〜2000気圧)では1〜4mmが、中
気密用(数百気圧)では200〜300mmが採用されて
いる。ところで、シール性は接触部の面圧ととも
に接触巾とを関係する。これを第2図によつて説
明すれば、曲率半径R1,R2として異なる円弧シ
ール部5に対して同じ荷重Wが作用した場合、そ
れぞれ接触巾b1,b2が異なるため、面圧P1,P2も
異なる。そして高気密用としては曲率半径を1〜
4mmとし、面圧を300Kg/mm2程度を与えている。
しかしながら、曲率半径を大きくすれば、第2図
のように最高面圧が低下するからといつて、接触
巾が大きくなるため、シール性がそのまま低下す
るとは限らない。また最高面圧をあまり高くして
おくと、継手の締結時に焼付がムシレを生じるか
ら、焼付防止等の点も曲率半径の値を適切に設定
することが重要になつてくる。 一方、従来油井管の材料としては、普通鋼、あ
るいはクロム(以下Crとする)やモリブテン
(以下Moとする)を数重量%含有するCr−Mo鋼
が用いられていたが、近年、油井の条件が益々厳
しくなるにしたがつて、H2SやCO2を伴う腐食環
境下でも耐食性等の性能を十分発揮する油井管を
との要望のもとに、Crを10%以上含む高クロム
含有鋼からなる油井管が用いられている。 油井管の継手シール部には、上述の焼付やムシ
レの防止の点から何らかの表面処理を行う必要が
ある。そこで従来の一般的な材質の油井管に対し
ては、リン酸亜鉛またはリン酸マンガン等による
化成処理を行つていた。しかし前述の高クロム含
有鋼に対して、この種の化成処理を行わんとして
も、化学反応が十分でなく付着性も悪く、したが
つて焼付やムシレを防止することが実質的に困難
であつた。 本発明は、上述のような高クロム含有鋼に対し
て特有の表面処理の困難性に対処するために、所
期のシール性を図りながら焼付およびムシレを確
実に防止できる油井管継手を提供することを目的
としている。 この目的の達成のために、本発明者が種々検討
したところ、従来の化成処理に代つて、金属また
はその合金メツキを施すことが有効な手段であ
り、かつその金属およびその合金メツキの選択に
際しては、硬度と融点とが選択の重要なフアクタ
ーであることを見出し、本発明の完成に至つた。 すなわち、本発明は、クロムを10%以上含有す
る高クロム含有鋼からなり、鋼管と継手との螺合
面が終りそれより先端が鋼管側からみて先細のテ
ーパをなして相互に接触するメタル−メタルシー
ル部を有する継手であつて、少くとも前記メタル
−メタルシール部に、ビツカース硬度で300以下、
かつ融点が400℃以上である金属またはその合金
メツキを施したことを特徴とするものである。 なお、本発明の高クロム含有鋼には、Cr10%
以上とともにNiその他の成分を含む、フエライ
ト系、マルテンサイト系、オーステナイト系或い
はフエライトとオーステナイトの2相系その他油
井管用材料として用いられる全ての鋼が含まれ
る。 前述のように、高クロム含有鋼では化成処理被
膜の付着性が悪い。そこで本発明者は、それに代
る表面処理法について種々の実験を行つた。その
実験の一つは次の通りである。 すなわち、試験片として第3図のような先端が
2mmφの截頭円錐状の試験片Aと、第4図のよう
な正方形板試験片Bとを用意し、試験片Bの表面
Boに各種の表面処理を行つた。試験順序は、(1)
試験片B上に油井管継手のねじ部に一般に塗布さ
れるグリースの一種であるコンパウンドを塗布し
た後、その上から試験片Aの所定の荷重で押付け
る、(2)その試験片Aを実際の継手による締結を想
定した回転数で所定時間回転させる、(3)その回転
中のトルクを連続的に測定し、第6図のようにト
ルクが急激に増大した時点で焼付が生じたと判定
する(なお、同時に試験片B表面の損傷状態をも
観察、その結果も参考にして焼付の有無の判定の
参考とする)、(4)焼付が生じていない場合には、
押付荷重を増大し、焼付が生じるまで(2)〜(3)の操
作を繰返す。ここで、本実験では、第5図に示す
ように押付荷重を接触面圧が20Kgf/mm2のステツ
プで増加するようにし、その押付回転時間を各ス
テツプ60秒とした。なお、ステツプロード方式で
なくても、連続増加方式でもよい。 ここで、試験片Bの表面Boへの表面処理とし
ては、Cuメツキ、Znメツキ、Ni−Zn合金メツ
キ、Crメツキ、Snメツキ、Niメツキを施した。
これら各種の表面処理についての耐焼付性(80Kg
f/mm2での焼付きの有無で評価)の結果を次表に
示す。
くはそのシール部の硬度および融点が特定された
油井管継手に関する。 油井管における継手部のシール性は重要な事項
である。そこで一般的に第1図に示す継手構造を
もつてそのシール性を確保している。すなわち油
井管1相互(他方の油井管は図示省略)をカツプ
リング継手2により連結する場合、ねじ部3が終
りそれより先端が管1側からみて先細のテーパを
なして相互に接触するメタル−メタリシール部4
と、このメタル−メタルシール部の入口部に継手
2側に曲率中心を有す円弧シール部5とを形成し
ておき、継手2の回転締付けにより前記シール部
4,5に圧入代を与えて接触面に高面圧を発生さ
せシールを図つている。 従来、円弧シール部5の曲率半径Rとしては、
高気密用(1000〜2000気圧)では1〜4mmが、中
気密用(数百気圧)では200〜300mmが採用されて
いる。ところで、シール性は接触部の面圧ととも
に接触巾とを関係する。これを第2図によつて説
明すれば、曲率半径R1,R2として異なる円弧シ
ール部5に対して同じ荷重Wが作用した場合、そ
れぞれ接触巾b1,b2が異なるため、面圧P1,P2も
異なる。そして高気密用としては曲率半径を1〜
4mmとし、面圧を300Kg/mm2程度を与えている。
しかしながら、曲率半径を大きくすれば、第2図
のように最高面圧が低下するからといつて、接触
巾が大きくなるため、シール性がそのまま低下す
るとは限らない。また最高面圧をあまり高くして
おくと、継手の締結時に焼付がムシレを生じるか
ら、焼付防止等の点も曲率半径の値を適切に設定
することが重要になつてくる。 一方、従来油井管の材料としては、普通鋼、あ
るいはクロム(以下Crとする)やモリブテン
(以下Moとする)を数重量%含有するCr−Mo鋼
が用いられていたが、近年、油井の条件が益々厳
しくなるにしたがつて、H2SやCO2を伴う腐食環
境下でも耐食性等の性能を十分発揮する油井管を
との要望のもとに、Crを10%以上含む高クロム
含有鋼からなる油井管が用いられている。 油井管の継手シール部には、上述の焼付やムシ
レの防止の点から何らかの表面処理を行う必要が
ある。そこで従来の一般的な材質の油井管に対し
ては、リン酸亜鉛またはリン酸マンガン等による
化成処理を行つていた。しかし前述の高クロム含
有鋼に対して、この種の化成処理を行わんとして
も、化学反応が十分でなく付着性も悪く、したが
つて焼付やムシレを防止することが実質的に困難
であつた。 本発明は、上述のような高クロム含有鋼に対し
て特有の表面処理の困難性に対処するために、所
期のシール性を図りながら焼付およびムシレを確
実に防止できる油井管継手を提供することを目的
としている。 この目的の達成のために、本発明者が種々検討
したところ、従来の化成処理に代つて、金属また
はその合金メツキを施すことが有効な手段であ
り、かつその金属およびその合金メツキの選択に
際しては、硬度と融点とが選択の重要なフアクタ
ーであることを見出し、本発明の完成に至つた。 すなわち、本発明は、クロムを10%以上含有す
る高クロム含有鋼からなり、鋼管と継手との螺合
面が終りそれより先端が鋼管側からみて先細のテ
ーパをなして相互に接触するメタル−メタルシー
ル部を有する継手であつて、少くとも前記メタル
−メタルシール部に、ビツカース硬度で300以下、
かつ融点が400℃以上である金属またはその合金
メツキを施したことを特徴とするものである。 なお、本発明の高クロム含有鋼には、Cr10%
以上とともにNiその他の成分を含む、フエライ
ト系、マルテンサイト系、オーステナイト系或い
はフエライトとオーステナイトの2相系その他油
井管用材料として用いられる全ての鋼が含まれ
る。 前述のように、高クロム含有鋼では化成処理被
膜の付着性が悪い。そこで本発明者は、それに代
る表面処理法について種々の実験を行つた。その
実験の一つは次の通りである。 すなわち、試験片として第3図のような先端が
2mmφの截頭円錐状の試験片Aと、第4図のよう
な正方形板試験片Bとを用意し、試験片Bの表面
Boに各種の表面処理を行つた。試験順序は、(1)
試験片B上に油井管継手のねじ部に一般に塗布さ
れるグリースの一種であるコンパウンドを塗布し
た後、その上から試験片Aの所定の荷重で押付け
る、(2)その試験片Aを実際の継手による締結を想
定した回転数で所定時間回転させる、(3)その回転
中のトルクを連続的に測定し、第6図のようにト
ルクが急激に増大した時点で焼付が生じたと判定
する(なお、同時に試験片B表面の損傷状態をも
観察、その結果も参考にして焼付の有無の判定の
参考とする)、(4)焼付が生じていない場合には、
押付荷重を増大し、焼付が生じるまで(2)〜(3)の操
作を繰返す。ここで、本実験では、第5図に示す
ように押付荷重を接触面圧が20Kgf/mm2のステツ
プで増加するようにし、その押付回転時間を各ス
テツプ60秒とした。なお、ステツプロード方式で
なくても、連続増加方式でもよい。 ここで、試験片Bの表面Boへの表面処理とし
ては、Cuメツキ、Znメツキ、Ni−Zn合金メツ
キ、Crメツキ、Snメツキ、Niメツキを施した。
これら各種の表面処理についての耐焼付性(80Kg
f/mm2での焼付きの有無で評価)の結果を次表に
示す。
【表】
上表から、Cuメツキ、Znメツキ、Ni−Znメツ
キが好適であることが判明する。これは、融点が
高く、かつ硬度が低いためであることが考えられ
る。すなわち融点が高ければ、継手締結時におけ
る摩擦熱により溶融することがないから、焼付や
ムシレを防止でき、また硬度が低ければ、継手締
結時にメツキ材が接触面で潤滑効果を発揮し、焼
付やムシレ防止に寄与するためであると思料され
る。 そこで、さらに種々の実験(詳細せず)を行
い、所期の目的を達成する融点およびビツカース
硬度の臨界値を考究したところ、融点が400℃以
上であり、ビツカース硬度で300以下のものであ
ればよいことが明らかとなつた。 またこのようなメツキ材をカツプリング継手お
よびまたは油井管のメタル−メタルシール部に施
すと、前記円弧シール部の曲率半径にほぼ関係な
く、従来通常用いられている高気密用で1〜4
mm、中空密用で200〜300mmで足りることも判明し
た。しかしながら、その曲率半径を10〜50mmとし
かつ上記のメツキ処理を施すと、焼付防止性とと
もにシール性をも満足するためには望ましい。 一方、上記実験にも用いられた各メツキが施さ
れた油井管継手について次の試験を行つた。油井
管の鋼種は次表に示す2種のものである。
キが好適であることが判明する。これは、融点が
高く、かつ硬度が低いためであることが考えられ
る。すなわち融点が高ければ、継手締結時におけ
る摩擦熱により溶融することがないから、焼付や
ムシレを防止でき、また硬度が低ければ、継手締
結時にメツキ材が接触面で潤滑効果を発揮し、焼
付やムシレ防止に寄与するためであると思料され
る。 そこで、さらに種々の実験(詳細せず)を行
い、所期の目的を達成する融点およびビツカース
硬度の臨界値を考究したところ、融点が400℃以
上であり、ビツカース硬度で300以下のものであ
ればよいことが明らかとなつた。 またこのようなメツキ材をカツプリング継手お
よびまたは油井管のメタル−メタルシール部に施
すと、前記円弧シール部の曲率半径にほぼ関係な
く、従来通常用いられている高気密用で1〜4
mm、中空密用で200〜300mmで足りることも判明し
た。しかしながら、その曲率半径を10〜50mmとし
かつ上記のメツキ処理を施すと、焼付防止性とと
もにシール性をも満足するためには望ましい。 一方、上記実験にも用いられた各メツキが施さ
れた油井管継手について次の試験を行つた。油井
管の鋼種は次表に示す2種のものである。
【表】
それぞれの継手について、20回にわたつて締
付、締戻しを行い、メタル−メタルシール部にお
ける焼付状態を観察したが、Cuメツキ、Znメツ
キ、Ni−Znメツキを施したものでは、焼付けが
みられなかつたが、Snメツキ、Crメツキおよび
Niメツキでは焼付がみられた。ここで与えた圧
力は、パイプの内面が降伏する圧力の80%で、
API(米国石油協会)の規定値にも準じている。 なお、本発明において、メツキ処理部位は、メ
タル−メタルシール部のほか、ねじ部に施しても
よい。 以上の通り、本発明は、少くともメタル−メタ
ルシール部に、ビツカース硬度で300以下、かつ
融点が400℃以上である金属またはその合金メツ
キを施したので、高クロム含有鋼に対して強固に
密着させることができるとともに、焼付やムシレ
を確実に防止できる。
付、締戻しを行い、メタル−メタルシール部にお
ける焼付状態を観察したが、Cuメツキ、Znメツ
キ、Ni−Znメツキを施したものでは、焼付けが
みられなかつたが、Snメツキ、Crメツキおよび
Niメツキでは焼付がみられた。ここで与えた圧
力は、パイプの内面が降伏する圧力の80%で、
API(米国石油協会)の規定値にも準じている。 なお、本発明において、メツキ処理部位は、メ
タル−メタルシール部のほか、ねじ部に施しても
よい。 以上の通り、本発明は、少くともメタル−メタ
ルシール部に、ビツカース硬度で300以下、かつ
融点が400℃以上である金属またはその合金メツ
キを施したので、高クロム含有鋼に対して強固に
密着させることができるとともに、焼付やムシレ
を確実に防止できる。
第1図は継手部を示す要部断面図、第2図は曲
率半径と面圧との関係を示す模式図、第3図およ
び第4図は試験片の正面図および斜視図、第5図
は荷重作用方式を示す説明図、第6図は焼付発生
判断時についての説明図である。 1……油井管、2……継手、3……ねじ部、4
……メタル−メタルシール部、5……円弧シール
部。
率半径と面圧との関係を示す模式図、第3図およ
び第4図は試験片の正面図および斜視図、第5図
は荷重作用方式を示す説明図、第6図は焼付発生
判断時についての説明図である。 1……油井管、2……継手、3……ねじ部、4
……メタル−メタルシール部、5……円弧シール
部。
Claims (1)
- 1 クロムを10%以上含有する高クロム含有鋼か
らなり、鋼管と継手との螺合面が終りそれより先
端が鋼管側からみて先細のテーパをなして相互に
接触するメタル−メタルシール部を有する継手で
あつて、少くとも前記メタル−メタルシール部
に、ビツカース硬度で300以下、かつ融点が400℃
以上である金属またはその合金メツキを施したこ
とを特徴とする油井管継手。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11447381A JPS5817285A (ja) | 1981-07-23 | 1981-07-23 | 油井管継手 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11447381A JPS5817285A (ja) | 1981-07-23 | 1981-07-23 | 油井管継手 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5817285A JPS5817285A (ja) | 1983-02-01 |
JPH0112995B2 true JPH0112995B2 (ja) | 1989-03-02 |
Family
ID=14638608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11447381A Granted JPS5817285A (ja) | 1981-07-23 | 1981-07-23 | 油井管継手 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5817285A (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3317461B2 (ja) * | 1993-06-04 | 2002-08-26 | 新日本製鐵株式会社 | 油井管継手とその表面処理法 |
WO1996010710A1 (fr) * | 1994-10-04 | 1996-04-11 | Nippon Steel Corporation | Union de tuyaux d'acier presentant une resistance elevee au grippage et traitement de surface destine a cet effet |
JP2002130552A (ja) * | 2000-10-24 | 2002-05-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 環境保全性に優れた油井管用ネジ継手 |
JP4680446B2 (ja) * | 2001-08-31 | 2011-05-11 | Jfeスチール株式会社 | 油井鋼管用継手 |
JP4275656B2 (ja) | 2005-09-02 | 2009-06-10 | 住友金属工業株式会社 | 鋼管用ねじ継手 |
US20190331262A1 (en) * | 2016-06-30 | 2019-10-31 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Threaded Connection for Pipe and Method for Producing Threaded Connection for Pipe |
AU2017346799B2 (en) * | 2016-10-18 | 2020-04-02 | Nippon Steel Corporation | Threaded connection for pipe and method for producing threaded connection for pipe |
RU2729482C1 (ru) * | 2017-05-22 | 2020-08-07 | Ниппон Стил Корпорейшн | Резьбовое соединение для труб или трубок и способ изготовления резьбового соединения для труб или трубок |
WO2019044961A1 (ja) | 2017-09-04 | 2019-03-07 | 新日鐵住金株式会社 | 管用ねじ継手及び管用ねじ継手の製造方法 |
WO2023243170A1 (ja) * | 2022-06-15 | 2023-12-21 | 日本製鉄株式会社 | 油井用金属管 |
-
1981
- 1981-07-23 JP JP11447381A patent/JPS5817285A/ja active Granted
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
API SPECIFICATION FOR THREADING GAGING AND THREAD INSPECTION OF CASING TURBING AND LINE PIPE THREADS=1979 * |
API SPECIFICATION=1979 * |
CONTROL OF CO2 CORROSION BY SPECIAL PRODUCTION TUBULARS IN OFFSHORE OPERATION =1980 * |
JOURNAL OF PETROLEUM TECHNOLOGY=1967 * |
MANUFACTURING AND QUALITY ASSURANCE SYSTEM FOR WELD ON DRILL PIPE * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5817285A (ja) | 1983-02-01 |
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