JPH02140388A - ボーリング管 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ、　産業上の利用分野 本発明は、特許請求の範囲第１項の上位概念に記載のボ
ーリング管に関する。

ｂ、　従来の技術 上位概念に記載の形式のボーリング管は知られており、
この場合、関連するＡＰＩ仕様（例えばＡＰＩ　５ＡＸ
）にもとづいて、ねじ込み要素またはねじ込みソケッ］
・要素として構成された結合部が、端部がアプセットさ
れた管と、溶接処理によって結合されている。内側、ま
たは内側と外側との方にアプセットされた管端部の場合
、結合部の内径が、変形されていない管の内径より常に
小さくされ、その場合、管のアプセット領域における内
径に差があり、結合部の円筒形穴部分が、溶接接合部か
らねじ部分まで均一な内径を有している。穴の深度の増
加にともなって、管および結合部内における伝達すべき
力およびモーメントが著しく増加することが知られてい
る。この負荷は、相応に高い強度の材料、特に−層高い
許容弾性限度値、または−層大きな負荷に耐える断面積
によって、受は止めることができる。この問題は、管に
おいては、相応に一層高い値の品質の選択によって解決
されるが、結合部においては、一方ではＡＰＩ仕様によ
って所定の等級が定められており、他方ではＡＰＩ仕様
から外れる一層高い強度のものでも結合部に必要な靭性
値を伴わないため、この問題の解決は不可能である。し
たがって、ねじ込み要素として形成された結合部の断面
の一定な領域において、負荷される断面を大きくする必
要がある。この面の増大は、結合部ストッパ領域におけ
る結合部の最大外径が、ボーリング管の寸法の実状によ
って定まるため、内側への半径の厚さを一層厚くするこ
とだけによって可能である。外部の上昇するボア洗棉の
圧力…芙が著しく増大するため、ポーリンブロンドとパ
イプライニングとの間の残存する環状空間を過度に小さ
くしてはならない。結局、これは、管のアプセット領域
における内径の跳ＨＵが一層大きくなることを意味する
。まずます大きくなるアプセットの形成は、製造技術的
にまずまず経費が増大させ、変形されていない管からア
プセットされたベンドへの内側の一層大きな移行のため
、切欠き脆性が一層悪くなる。さらにボーリング管を取
り去った場合に、この個所にボア洗滌水の残り分が集ま
り、腐食作用を生しる場合がある。したがって、この領
域は、使用条件を満たさないために見逃すことのできな
い重大な弱点になる。

Ｃ１発明が解決しようとする課題 本発明の目的は、ボーリング管洗滌に対する圧力損失お
よび重要な個所の故障の危険の低減に関して遵守すべき
ＡＰＩ仕様に注意して、深いボアホール深度における使
用に適し、正確な製造確度で経済的に製造することが可
能な、ボーリング管を提供することである。

ｄ、　課題を解決するための手段 この目的は、特許請求の範囲第１項の特徴部分に記載の
構成によって達成される。好適な実施態様は、特許請求
の範囲の従属項に示されている。

この解決策の従業は、規定するＡＰＩ規程を遵守しなが
らも、正確な製造確度で経済的に製造することができ、
使用条件のもとにおいで故障を生じる弱点を有しない深
いボーリングに対して最適化されたボーリング管がつく
られたことを特徴としている。これは、一方では管端部
における必要なアプセットが最小にされ、内径の跳躍の
穴部分が結合部の重要でない部分に置かれ、他方では、
それぞれの内側の移行部が著しく丸められることによっ
て得られる。この丸めは、この個所において工「犬な切
欠き応力が生しることがなく、管を取り外した場合にボ
ーリング管洗滌の残り分が妨げられずに排流されるとい
う付加的な効果を有するように作用する。したがって、
移行個所における望ましくない腐食作用が有効に回避さ
れる。管端部におけるアプセットの減少は、すでに手元
にある通常の工具によって、このアプセットをつくるこ
とが可能であり、移行領域がアプセットの減少によって
ますます所望の理想的な曲率線に近づくという利点を有
している。これに対して、管端部におけるアプセットが
大きい場合、変形されていない管部分への移行領域の幾
何学的な形態を調整することが困難である。その場合、
切欠き応力ピーク値を生じる個所となる不都合に急峻な
移行部を形成し、これはこの個所におけるボーリング管
の故障の原因になる。

管端部に必要な最小アプセットの大きさは、管と結合部
との結合溶接によって生しる熱の影響する領域における
弾性限界値の低下と関連する。この弾性限度の低下を最
大３０％とした場合、安全側にあり、条件とする断面積
（ＷＥＺ）　Ｘ弾性限度（ＷＥＺ）−一層大きな断面積
（管）Ｘ弾性限度（管）を満たすためには、管の呼び面
積に対して少なくとも３０％大きな溶接接合部の断面積
が必要になる。アプセットヘッドの断面積は、安全余裕
度を考慮して、変形されていない管の断面積の少なくと
も１．５倍になる。内径が比較的太き（跳躍する結果と
なるが半径方向の内側だけに向いたアプセットを行うか
、または外径を越えて延びる直径は、自乗で面積を増大
させるため、内側および外側に向いたアプセットを行う
ことによって、断面積の増大が得られる。その場合、移
行領域が対向するのではなく軸方向に変位し、その場合
、内側のアプセットが軸方向に一層大きく延びる。

そのほかの形状的な注意事項は、ねじ込み要素として形
成された結合部におけるねじ部分の始点に必要な最小断
面積である。この位置においては、吊されたポーリンブ
ロンドの重量および回転トルク、ならびにねじ込みによ
って生じる力が、伝達される必要がある。へＰＴ規程に
おける決定によって、結合部の弾性限度が制限されてい
る。また、結合部ストッパ領域における肉厚によって靭
性値が低下し、最低の要求が満たされないため、結合部
に対するＡＰＩ規程以上の強度の増大は）１８奨できな
い。負荷に耐える断面積を必要な大きさに増大するため
、結合部の外径を簡単に太き（することができる。しか
しながら、これは、架台および結合部ストンパ領域の可
能な最大直径によって制約されてボーリングの寸法に適
合させるごとができる。高く、上昇するボーリング洗藷
のための圧力Ｉ４失が過度に増加するため、結合部とボ
ーリングと間の残留する環状空間を過度に小さくしては
ならない。その結果として、はぼ半径方向の内側に向い
た厚さが厚くなり、管端部における内径が大きく跳躍す
るようになる。この問題は、内径の穴部分の所要の跳躍
を結合部の臨界的でない部分に設ｉＪることによる本発
明の対策によって回避される。

この領域は、ねじの再切削加工を可能にするため、ねじ
部分から充分離す必要があるが、力およびモーメントを
伝達するための充分な断面積を使用することか可能な結
合部ストッパ領域に設ける必要がある。結合部における
移行領域は、截頭円錐として形成するか、または溶接接
合部の方に向いた円筒部分に接線状に移行する円弧状の
湾曲面の部分として形成することができる。この場合、
切欠き応力を回避するため、円筒形部分への移行部が、
著しく丸められる。溶接接合部から結合部ストッパ領域
への結合部の外側のすでに公知の丸め部が同し方向に作
用する。

ねじ込みソケット要素として形成された結合部に対して
は、管にいたるまで−様な円筒形の穴を確保するには、
口臨界的な領域における断面が充分であるため、外側に
標準として１８°傾斜した肩部の場合、半径方向の内側
に向いて肉厚にするこの対策は不必要である。したがっ
て、双方の管端部におけるアプセットが等しくないよう
になることが回避される。ねじ込みソケ・ノド要素のね
じ部分の始点にいたるねじ込み要素の移行端部ねじ部分
における外側に突出した跳躍個所は、ねじ込みソケット
要素の端部における面取りによって緩和される。ねじ込
みソケット要素として形成された結合部の外側に９０°
の肩部を形成する場合には、前述の小さな半径およびこ
れに伴う切欠き脆性によって、弱点が生じる。

この問題を解決するため、ねじ込みソケット要素として
形成された結合部にも、この個所に、半径方向の内側に
向いた肉厚部を設けるように提案されている。その場合
、ねじ部分の方向に減少する内径を有する中間領域の始
点は、９０″の外側肩部の位置の手前にあり、したがっ
て、この位置においては、若干大きな断面積を使用する
ことができる。強度を増加するには半径方向に少し厚く
するだけでよいため、ねじ込み部と比較して跳躍の比率
を余り高くする必要はない。その場合、管のアプセット
領域における内径の跳躍は、結合部における跳躍と同じ
か、またはこれより少しだけ小さい。

ｅ、　実施例 本発明によるボーリング管を２つの実施例によって図で
詳細に説明する。

第１図は、溶接されねじ込み部として形成された結合部
１８を有する本発明によるボーリング管Ｉの部分的な縦
断面図を示している。結合部１８は、例えば摩擦溶接に
よって形成された溶接接合部４によって管３と互いに結
合されている。管３は、その端部において溶接接合部４
の方向にアプセットされ、その場合、この実施例におい
てアプセットは半径方向の内側および外側に向けられて
いる。

半径方向の外側１７．１７’　に向いたアプセットの軸
方向の延びは、半径方向の内側３０．３０’　に向いた
アプセットの延びより短い。変形されていない管３の穴
部分５は、図示の矢６に相応する内径を有している。ア
プセットヘッド８の穴部分７の内径は、図示の矢９が示
すように、これより小さい。

これらの双方の円筒形穴部分５．７の間に、双方の穴部
分５，７の移行部になる中間部分１０が延びている。こ
の中間部分１０において、内径が溶接接合部４の方向に
連続的に減少し、その場合、最大内径と最小内径との差
は、図示の距離１１に相応する。この中間部分１０の長
さは矢１２で表わされており、その場合、この長さは隣
接する双方の穴部分５．７の内径差の１０倍より大きい
。変形されていない管３の穴部分５から中間部分１０へ
の移行部は著しく丸められており、その場合、矢１３で
表わされている丸めの半径は最小３００ｍ＋＋＋である
。この図において、ねじ込み部として形成された結合部
１８は、溶接接合部４から肩部分１９にまで延びる円筒
形穴部分２０を有し、この内径９は、溶接された管３の
アプセットヘッド８の内径に等しい。この部分に、減少
する内径を有する中間部分２２が、ねじ部分２１の方向
に続いている。この図において矢２３で示されている中
間部分２２の長さは、双方の隣接する穴部分２０．２５
の内径９．２４の差の３倍より大きい。この差は図示さ
れた距離２６で読み取ることができる。この中間部分２
２の端部は、肉厚にされた結合部ストッパ領域２７の部
分にある。この実施例において、中間部分２２は円弧状
に湾曲する面として形成され、この面は、溶接接合部４
の方に向いた円筒形穴部分２０に接線方向に移行してい
る。

この円弧状に湾曲した面の半径２９は、少なくとも１５
０ｍｍである。外面にある昇り（頃斜肩部１つは、（票
準として３０°の角度で傾斜している。

第２図は、第１図と同様であるが、溶接されねじ込みソ
ケット部分として形成された結合部２を有する、本発明
によるボーリング管１の同し様に部分的な縦断面図を示
しており、その場合、同一の部品は同一の参照符号で示
されている。結合部２は、例えば摩擦溶接によって形成
された溶接接合部４′によって、管３に結合されている
。管３は、その端部において溶接接合部４′の方向にア
プセットされ、その場合、管３の他方の端部と同様にア
プセットが形成されている（第１図参照）。この場合、
ねじ込みソケット部分として形成された結合部２は、溶
接接合部４′からねじ部分１４の端部にまで延びる円筒
形の穴部分１５を有し、その内径９′は溶接された管３
のアプセットヘッド８′の内径に等しい。外面にある昇
り傾斜肩部１６は、標準として１８°の角度で１頃斜し
ている。

第３図は、第２回と同様であるが、９０’　の肩部３１
を有する結合部２を備えた本発明によるボーリング管ｌ
の同様な部分的の継断面を示しており、その場合、同一
の部品は同一の参照符号を備えている。結合部２は、溶
接接合部４′によって管３と互いに結合されている。管
３は、その端部において溶接接合部４′の方向にアプセ
ットされ、その場合、アプセットは管３の他方の端部に
おけるアプセットと同様に形成されている（第１回参照
）。

この場合、第２図と同様にねじ込みソケット部分として
形成された結合部２は、溶接接合部４′から結合部の所
定の部分だけに延びる円筒形の穴部分２０′　を有し、
この内径９′は、溶接された管３のアプセットヘッド８
′の内径に等しい。これに、減少する内径を有する中間
部分２２′　が、ねじ部分１４の方向に続いている。こ
の中間部分２２′　は、急峻な９０°の外側肩部３１の
始点よりかなり前方で終結しており、したがって場合に
よっては危険な断面の減少が回避される。この図におい
て矢２３′　で示されている中間部分２２′　の長さは
、双方の隣接する円筒形穴部分２０’　、　２５’　の
内径９′、２４’　の差の３倍より大きい。この差は、
図示の距離２６′　でも読み取ることができる。この実
施例において、中間部分２２′　は、溶接接合部４′の
方に向いた円筒形穴部分２０′　に接線方向に移行する
円弧状に湾曲した面として形成されている。この円弧状
に湾曲した面の半径２９′　は、少なくとも１５０胴で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はねじ込み部として形成された結合部を有する本
発明によるボーリング管の一実施例を示す断面図、第２
図はねじ込みソケット部として形成された結合部を有す
る本発明によるボーリング管の一実施例を示す断面図、
第３図は、第２図に示すボーリング管の別の実施例を示
す断面図である。 ■・・・ボーリング管、 ２・・・ねじ込みソケントとして形成された結合部、３
・・・管、　　　　　　　４．４′・・・溶接接合部、
５．５′、７．７’・・・穴部分、 ８８′・・・アプセットヘッド、 ９．９′・・・内径、　　　　１０．１０’　・・・中
間部分、１１、１１’　・・・内側に向いたアプセット
部の内径差の半分、 １２、１２’　・・・中間部分の長さ、１３　１３’　
・・・丸め半径、　１４・・・ねじ部分、１５・・穴部
分、 １７、１７’　・・・外側アプセット部の軸方向長さ、
１８・・・ねじ込み部として形成された結合部、２０、
２０’　・・・穴部分、　　２１・・・ねじ部分、２２
　２２’　・・・中間部分、 ２３、２３’　・・・中間部分の長さ、２５、２５’　
・・・穴部分、 ２６、２６．’　・・・内径の差（跳躍）の半分、２７
・・・結合部ストッパ領域、 ２８、２８’　・・・外側に向いたアプセット部の内径
の差（跳躍）の半分、 ２９　２９’　・・・中間部分の半径、３０、３０’　
・・・内側アプセット部の軸方向長さ、３１・・・肩部
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）アプセットされた端部に溶接された結合部を有し、
   該結合部は、肉厚の結合部ストッパ領域を有しねじ込み
   要素およびねじ込みソケット要素として形成され相補的
   な円錐状に形成されたねじ部分によって、互いにねじ込
   み可能であり、結合部の内径は、変形されていない管の
   内径より小さく、その場合、管の端部はアプセットに関
   して同様に形成され、変形されていない管の円筒形穴と
   アプセットヘッドの円筒形穴との間にあり溶接接合部の
   方向に減少する内径を有する中間部分を備え、ねじ込み
   ソケットとして形成された結合部が、溶接接合部から外
   側における肉厚の結合部ストッパ領域への移行部に、肩
   部を有する形式のボーリング管において、 ａ）管内の中間部分（１０、１０′）の長さ（１２、１
   ２′）が、双方の隣接する穴部分（５、７、５′、７′
   ）の内径（１１、１１′）の半分の差の２０倍より大き
   く、変形されていない管（３）の円筒形穴部分（５、５
   ′）から中間部分（１０、１０′）への移行部が著しく
   丸め（１３、１３′）られ、 ｂ）ねじ込みソケット要素として形成された結合部（１
   ８）が、溶接接合部（４）から始まり溶接された管（３
   ）のアプセットヘッド（８）の内径と内径が同一の円筒
   形穴部分（２０）と、これに続き主として結合部ストッ
   パ領域（２７）にありねじ部分（２１）の方向に減少す
   る内径を有する中間部分（２２）と、ねじ部分（２１）
   の始点まで延びた別の円筒形穴部分（２５）とを有し、
   その場合、中間部分（２２）の長さ（２３）が、双方の
   隣接する円筒形穴部分（２０、２５）の内径（２６）の
   半分の差の６倍より大きく、少なくとも溶接接合部（４
   ）の方に向いた円筒形穴部分（２０）への移行部が著し
   く丸められ、 ｃ）管（３）のアプセット領域における内径（１１、１
   １′）の跳躍が、ねじ込み要素として形成された結合部
   （１８）における跳躍（２６）より著しく小さく、 ｄ）ねじ込みソケット要素として形成された結合部（２
   ）が、ねじ部分（１４）への移行部まで通して延びる円
   筒形穴部（１５）を有し、その内径（９′）が、溶接さ
   れた管（３）のアプセットヘッド（８′）の内径に等し
   い、 ことを特徴とするボーリング管。 ２）アプセット領域における管（３）の外径が同一であ
   り、アプセットが半径方向の内側だけに向くことを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項記載のボーリング管。 ３）管端部におけるアプセットが半径方向の内側および
   外側に向き、その場合、外側のアプセットの軸方向の延
   び（１７、１７′）が、内側のアプセットの軸方向の延
   び（３０、３０′）より短いことを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項記載のボーリング管。 ４）半径方向の内側（１１、１１′）に向いたアプセッ
   トの大きさが、外側（２８、２８′）に向いたアプセッ
   トの大きさより大きいことを特徴とする、特許請求の範
   囲第３項記載のボーリング管。 ５）変形されていない管（３）から中間部分（１０、１
   ０′）への内側の移行個所における丸め半径（１３、１
   ３′）が少なくとも３００ｍｍであり、結合部において
   は少なくとも１５０ｍｍであることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項記載のボーリング管。 ６）ねじ込み部として形成された結合部（１８）におけ
   る中間部分（２２）が、截頭円錐状に形成されることを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項記載のボーリング管
   。 ７）ねじ込み部として形成された結合部（１８）におけ
   る中間部分（２２）の断面が円弧状に湾曲し、溶接接合
   部（４）の方に向いた円筒形穴部分（２０）に移行する
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載のボーリ
   ング管。 ８）ねじ込み部として形成された結合部と比較して、管
   （３）のアプセット領域における内径の跳躍が、５０％
   ないし３０％小さくされ、その場合、アプセットヘッド
   （８）の断面が、変形されていない管の断面の少なくと
   も１．５倍であることを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項記載のボーリング管。 ９）ねじ込みソケットとして形成された結合部（２）に
   ９０°の肩部（３１）がある場合、この結合部（２）が
   、溶接接合部（４′）から始まり内径が溶接管（３）の
   アプセットヘッド（８′）の内径と等しい円筒形穴部分
   （２０′）と、これに続き９０°の外側肩部（３１）の
   位置の手前に設けられねじ部分（１４）の方向に減少す
   る内径を有する中間部分（２２′）と、ねじ部分（１４
   ）への移行個所にまで延びる別の円筒形穴部分（２５′
   ）とを有し、その場合、中間部分（２２′）の長さ（２
   ３′）が双方の隣接する円筒形穴部分（２０′、２５′
   ）の内径の半分の差（２６′）の６倍より大きくされ、
   少なくとも溶接接合部（４′）の方に向いた円筒形穴部
   分（２０′）への移行個所が著しく丸められ、 管（３）のアプセット領域における内径の跳躍（１１′
   ）が、結合部における跳躍（２６′）と等しいか、また
   は若干小さくされ、その場合、アプセットヘッド（８′
   ）における断面が、変形されていない管（３）の断面の
   少なくとも１．５倍である、ことを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項記載のボーリング管。 １０）ねじ込みソケットとして形成された結合部（２）
   における中間部分（２２′）の断面が、円弧状に湾曲し
   、溶接接合部（４′）の方に向いた円筒形穴部分（２０
   ′）に接線方向に移行することを特徴とする、特許請求
   の範囲第９項記載のボーリング管。 １１）円弧状に湾曲した中間部分の面（２２、２２′）
   の半径（２９、２９′）が、少なくとも１５０ｍｍであ
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第７または１０項
   記載のボーリング管。