JPS5817285A - 油井管継手 - Google Patents
油井管継手Info
- Publication number
- JPS5817285A JPS5817285A JP11447381A JP11447381A JPS5817285A JP S5817285 A JPS5817285 A JP S5817285A JP 11447381 A JP11447381 A JP 11447381A JP 11447381 A JP11447381 A JP 11447381A JP S5817285 A JPS5817285 A JP S5817285A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- joint
- metal
- seizure
- plating
- oil country
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
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。
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ってそのシー
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）をカップリング継手２により連結する
場合、ねじ部３が終シそれよシ先端が管１側からみて先
細のテーバ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ってい
る。
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）をカップリング継手２により連結する
場合、ねじ部３が終シそれよシ先端が管１側からみて先
細のテーバ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ってい
る。
従来、円弧シール部５の曲率半径Ｒとしては、高気密用
（ｉｏｏｏ〜２０００気圧）では１〜４龍が、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中と
も関係する。これを第２図によって説明すれば、曲率半
径がＲ１，Ｒ２として異なる円弧シール部５に対して同
じ荷重Ｗ）工作用した場合、それぞれ接触中ｂｔ Ｉ
ｂ２が異なるため、面圧Ｐ１． Ｐ２も異々る。そして
高気密用としては曲率半径を１〜４ ｍｍとし、面圧を
ａ ｏ ｏ ｋｇ／−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
低下するからといって、接触中が大きくなるため、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やムシレを
生じるから、焼付防止等の点でも曲率半径の値を適切に
設定することが重要になってくる。
（ｉｏｏｏ〜２０００気圧）では１〜４龍が、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中と
も関係する。これを第２図によって説明すれば、曲率半
径がＲ１，Ｒ２として異なる円弧シール部５に対して同
じ荷重Ｗ）工作用した場合、それぞれ接触中ｂｔ Ｉ
ｂ２が異なるため、面圧Ｐ１． Ｐ２も異々る。そして
高気密用としては曲率半径を１〜４ ｍｍとし、面圧を
ａ ｏ ｏ ｋｇ／−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
低下するからといって、接触中が大きくなるため、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やムシレを
生じるから、焼付防止等の点でも曲率半径の値を適切に
設定することが重要になってくる。
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）やモリブデン（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って、Ｈ
２Ｓ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
０ 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っていた。しか
し前述の高り凸ム含有鋼に対して、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為
したがって焼付やムシレを防止することが実質的に困難
であった。
ロム（以下Ｃｒとする）やモリブデン（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って、Ｈ
２Ｓ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
０ 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っていた。しか
し前述の高り凸ム含有鋼に対して、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為
したがって焼付やムシレを防止することが実質的に困難
であった。
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
図シ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。
表面処理の困難性に対処するために、所期のシール性を
図シ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って、金属およびその合金メッ
キを施すことが有効な手段であシ、かつそめ金属および
その合金メッキの選択に際しては、硬度と融点とが選択
の重要なファクターであることを見出し、本発明の完成
に至った。
ろ、従来の化成処理に代って、金属およびその合金メッ
キを施すことが有効な手段であシ、かつそめ金属および
その合金メッキの選択に際しては、硬度と融点とが選択
の重要なファクターであることを見出し、本発明の完成
に至った。
すなわち、本発明はミクロムを１０チ以上含有する高ク
ロム含有鋼からなり、鋼管と継手との螺合面が終りそれ
よシ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って
、少くとも前記メタル−メタルシール部に、ビッカース
硬度で３００以下、かつ融点が４００℃以上である金属
およびその合金メッキを施したことを特徴とするもので
ある０ なお、本発明の高クロム含有鋼には、ＣｒｌＯ％以上と
ともにＮｉその他の成分を含む、フェライト系、マルテ
ンサイト系、オーステナイト系或いはフェライトとオー
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。
ロム含有鋼からなり、鋼管と継手との螺合面が終りそれ
よシ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って
、少くとも前記メタル−メタルシール部に、ビッカース
硬度で３００以下、かつ融点が４００℃以上である金属
およびその合金メッキを施したことを特徴とするもので
ある０ なお、本発明の高クロム含有鋼には、ＣｒｌＯ％以上と
ともにＮｉその他の成分を含む、フェライト系、マルテ
ンサイト系、オーステナイト系或いはフェライトとオー
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った（その実験の一つは次の通り
である。
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った（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２ ｍｍ
φ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
処理を行った０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を所定
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８表面の損傷状態をも観察、そ
の結果を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２０に９ｆ／ｉシのステップで増加するよう
にし、その押付回転時間を各ステップ６０秒とした。な
お、今ステップロード方式でなくても、連続増加方式で
もよい。
φ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
処理を行った０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を所定
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８表面の損傷状態をも観察、そ
の結果を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２０に９ｆ／ｉシのステップで増加するよう
にし、その押付回転時間を各ステップ６０秒とした。な
お、今ステッ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、Ｃ
ｕメッキ＋ Ｚｎメッキ＊ Ｎｉ−Ｚｎ合金メッキ。
ｕメッキ＋ Ｚｎメッキ＊ Ｎｉ−Ｚｎ合金メッキ。
Ｃｒメッキ、 Ｓｎメッキ、Ｎｉメ、キを施した。これ
ら各種の表面処理についての耐焼付性（８０に９ｆ／ｍ
ＩＬでの焼付きの有無で評価）の結果を次表に示す。
ら各種の表面処理についての耐焼付性（８０に９ｆ／ｍ
ＩＬでの焼付きの有無で評価）の結果を次表に示す。
上表から、Ｃｕメッキｅ Ｚｎメ、キ、 Ｎｉ−Ｚｎメ
ッ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、継手締結時にメッ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。
ッ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、継手締結時にメッ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ッカース硬度の臨界値を考
究したところ、融点が４００℃以上でアシ、ビッカース
硬度で３００以下のものであればよいことが明らかとな
った。
目的を達成する融点およびビッカース硬度の臨界値を考
究したところ、融点が４００℃以上でアシ、ビッカース
硬度で３００以下のものであればよいことが明らかとな
った。
またこのようなメッキ材をカップリング継手およびまた
は油井管のメタル−メタルシェル部に施すと、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１〜４１１％中気密用で２００〜３０
０詣で足りることも判明した。しかしながら、その曲率
半径を１０〜５ｏｉｅｓとしかつ上記のメッキ処理を施
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。
は油井管のメタル−メタルシェル部に施すと、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１〜４１１％中気密用で２００〜３０
０詣で足りることも判明した。しかしながら、その曲率
半径を１０〜５ｏｉｅｓとしかつ上記のメッキ処理を施
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ッキが施された油井
管継手について次の試験を行った。
管継手について次の試験を行った。
油井管の鋼種は次表に示す２種のものである。
それぞれの継手について、２０回にわたって締付、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メッキ、Ｚｎメ、キ、 Ｎｉ−Ｚｎメ
ッキを施したものでは、焼付けがみられなかったが、Ｓ
ｎメッキ、 ＣｒメッキおよびＮｉメ、キでは焼付がみ
られた０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。
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メッキ、Ｚｎメ、キ、 Ｎｉ−Ｚｎメ
ッキを施したものでは、焼付けがみられなかったが、Ｓ
ｎメッキ、 ＣｒメッキおよびＮｉメ、キでは焼付がみ
られた０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、メッキ処理部位は、メタル−メ
タルシール部のほか、ねじ部に施してもよい。
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、ビッカース硬度で３００以下、かつ融点が４００
℃以上である金属およびその合金メッキを施したので、
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０
部に、ビッカース硬度で３００以下、かつ融点が４００
℃以上である金属およびその合金メッキを施したので、
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０
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・・・・ネジ
部 ４°°・・メタル−メタルシール部５・・・
・円弧シール部 特許出願人 住友金属工業株式会社 第１図 第３図 第４９図 第５図 Ｂｅ ？Ｊ 第６図
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・・・・ネジ
部 ４°°・・メタル−メタルシール部５・・・
・円弧シール部 特許出願人 住友金属工業株式会社 第１図 第３図 第４９図 第５図 Ｂｅ ？Ｊ 第６図
Claims (1)
- （１） クロムを１０チ以上含有する高クロム含有鋼
からなシ、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って、少くとも
前記メタル−メタルシール部に、ビッカース硬度で３０
０以下、かつ融点が４００℃以上である金属およびその
合金メッ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 true JPS5817285A (ja) | 1983-02-01 |
| JPH0112995B2 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) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06346988A (ja) * | 1993-06-04 | 1994-12-20 | Nippon Steel Corp | 油井管継手とその表面処理法 |
| US6027145A (en) * | 1994-10-04 | 2000-02-22 | Nippon Steel Corporation | Joint for steel pipe having high galling resistance and surface treatment method thereof |
| 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 |
| JP2003074763A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Kawasaki Steel Corp | 油井鋼管用継手 |
| EP1920180B1 (en) | 2005-09-02 | 2016-08-24 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Threaded joint for steel pipes |
| WO2018003455A1 (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-04 | 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 |
| WO2018074212A1 (ja) * | 2016-10-18 | 2018-04-26 | 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 |
| WO2018216497A1 (ja) * | 2017-05-22 | 2018-11-29 | 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 |
| CN111051757A (zh) * | 2017-09-04 | 2020-04-21 | 日本制铁株式会社 | 管用螺纹接头及管用螺纹接头的制造方法 |
| 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 * |
Cited By (26)
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| JPWO2018074212A1 (ja) * | 2016-10-18 | 2019-08-08 | 日本製鉄株式会社 | 管用ねじ継手及び管用ねじ継手の製造方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0112995B2 (ja) | 1989-03-02 |
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