JPS61218891A - ねじ込み式継手 - Google Patents
ねじ込み式継手Info
- Publication number
- JPS61218891A JPS61218891A JP5826485A JP5826485A JPS61218891A JP S61218891 A JPS61218891 A JP S61218891A JP 5826485 A JP5826485 A JP 5826485A JP 5826485 A JP5826485 A JP 5826485A JP S61218891 A JPS61218891 A JP S61218891A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pin
- box
- cross
- joint
- stress
- 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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- Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明に、例えば油井′d継手のように、胴付部を持つ
継手の構造において、荷に引張の疲労領置の同上を目的
としたねじ込み式4手に関するものである。
継手の構造において、荷に引張の疲労領置の同上を目的
としたねじ込み式4手に関するものである。
油井・Uのツールジヨイントとして一般には、第8図に
示すように胴付き部でピンとボックスが接触した状態で
4上げるねじ込み継手が使用される。
示すように胴付き部でピンとボックスが接触した状態で
4上げるねじ込み継手が使用される。
図は、油井管のねじ込み継手部の断面図で、1はピン(
オネジ側)、2はボックス(メネジ側)である。このよ
うなねじ込み継手の引張に対する強度の検討にあたって
は従来は図に示されるねじの逃げ部1a、2aのA−A
断面及びB−B断面の面積に注目し、強度計算が行われ
るのが一般であるO 〔発明が解決しようとする問題点〕 この継手部に外力が加わる場合、第9図に示すA−A断
面、C−C断面の断面積及び逃げg 1 m及びボック
ス2の先端部2bの長さtによって形成される継手形状
によりピン1のA−A断面に負萌される応力値に大巾な
変化がある。第10図は初期の締付けによりFoの力が
生じている状態でCA点)、外力Pが作用する場合のピ
ン1のA−A断面、及びボックス2のC−C断面の応力
の変化を示す特性図である。図において、縦軸Fはピン
1のA−A断面及びボックス2のC−C断面に作用する
力、横軸Δtは第9図に示す2間のピン1及びボックス
2の変形量を示す。6はピン1のA−A wIrIfi
の変形特性、4はボックス2のc−C断面の変形特性、
Pは作用する外力、為及びbはピン1及びボックス2が
外力を受ける分担域を示すものである。
オネジ側)、2はボックス(メネジ側)である。このよ
うなねじ込み継手の引張に対する強度の検討にあたって
は従来は図に示されるねじの逃げ部1a、2aのA−A
断面及びB−B断面の面積に注目し、強度計算が行われ
るのが一般であるO 〔発明が解決しようとする問題点〕 この継手部に外力が加わる場合、第9図に示すA−A断
面、C−C断面の断面積及び逃げg 1 m及びボック
ス2の先端部2bの長さtによって形成される継手形状
によりピン1のA−A断面に負萌される応力値に大巾な
変化がある。第10図は初期の締付けによりFoの力が
生じている状態でCA点)、外力Pが作用する場合のピ
ン1のA−A断面、及びボックス2のC−C断面の応力
の変化を示す特性図である。図において、縦軸Fはピン
1のA−A断面及びボックス2のC−C断面に作用する
力、横軸Δtは第9図に示す2間のピン1及びボックス
2の変形量を示す。6はピン1のA−A wIrIfi
の変形特性、4はボックス2のc−C断面の変形特性、
Pは作用する外力、為及びbはピン1及びボックス2が
外力を受ける分担域を示すものである。
図に示す如く、外力Pのうち、ピン1に加えら繰り返し
荷重のような外力の作用に、ピン1のA−Alt!Fr
面(強度上のウィークポイント)に対し応力値が変化し
て作用する。従来の桐付纒手の設計に当って、このよう
なことか考慮されず、繰返し応力を受ける場合のねじ込
み式継手の大きな問題となっていt。
荷重のような外力の作用に、ピン1のA−Alt!Fr
面(強度上のウィークポイント)に対し応力値が変化し
て作用する。従来の桐付纒手の設計に当って、このよう
なことか考慮されず、繰返し応力を受ける場合のねじ込
み式継手の大きな問題となっていt。
本発明に、このような問題を解決するためになされたも
ので、胴付き部を有する継手の胴付き部のピンとボック
スとの剛性比が、付加される応力振巾を許容値内におさ
める様に形成されたねじ込み式継手を提供するものであ
る。即ち、先づ断面積を基本として考えた場合は、第1
図(A)に示すピン1のねじの逃げf31 m及びボッ
クス2の先端部2bの夫々の断面積t−A及びC1外力
に対する応力を1.応力振巾をΔσ、許容振巾金Δσ、
とした場合に、静的強度としてのピン1の断面積Aをせ
れば、ボックス2の断面積Cが求められる。
ので、胴付き部を有する継手の胴付き部のピンとボック
スとの剛性比が、付加される応力振巾を許容値内におさ
める様に形成されたねじ込み式継手を提供するものであ
る。即ち、先づ断面積を基本として考えた場合は、第1
図(A)に示すピン1のねじの逃げf31 m及びボッ
クス2の先端部2bの夫々の断面積t−A及びC1外力
に対する応力を1.応力振巾をΔσ、許容振巾金Δσ、
とした場合に、静的強度としてのピン1の断面積Aをせ
れば、ボックス2の断面積Cが求められる。
これに従って、胴付き部近傍において第1図(B)に示
すようにボックス2の先端の肉#を増すことになる。図
のtはボックス2のねじの先端部2bの長さを示し、L
は外径を太きくLfc部分の長さを示すもので、前記t
の長さに2〜3のねじ山が加えられた長さである。
すようにボックス2の先端の肉#を増すことになる。図
のtはボックス2のねじの先端部2bの長さを示し、L
は外径を太きくLfc部分の長さを示すもので、前記t
の長さに2〜3のねじ山が加えられた長さである。
又、ツールの外径が檀々の理由で制限される場合が多い
ので、外径全増大しないで継手部の剛性比全調整するた
めには、逃げ部1&及び先端g2bの長さt−1JI4
整して、第2図に示す如くスリット6を設けることが出
来る。図においてピン1のスリット長す’k Ltとし
、ボックス2の先端部2bの長さをt1外径をDとすれ
ば、先づ、静的強度から外力に対する断面積Aが決まり
、外径りの制約から断面積Cも決定し、これに伴いC/
Aの値が決定される。したがって外力による応力σに対
して応力振巾はΔσ=い+c×σとなる。
ので、外径全増大しないで継手部の剛性比全調整するた
めには、逃げ部1&及び先端g2bの長さt−1JI4
整して、第2図に示す如くスリット6を設けることが出
来る。図においてピン1のスリット長す’k Ltとし
、ボックス2の先端部2bの長さをt1外径をDとすれ
ば、先づ、静的強度から外力に対する断面積Aが決まり
、外径りの制約から断面積Cも決定し、これに伴いC/
Aの値が決定される。したがって外力による応力σに対
して応力振巾はΔσ=い+c×σとなる。
許容応力振巾をΔ#a とすれば、一般に△σ〉ΔIF
、 となるから、このとき@2図に示すスリンめられ
るり、 以上に設定すれば、Δσぼ減挺してΔlとな
り、更にΔ” 5Δ#島となる。
、 となるから、このとき@2図に示すスリンめられ
るり、 以上に設定すれば、Δσぼ減挺してΔlとな
り、更にΔ” 5Δ#島となる。
このように設計されたねじ込み式継手部のピン1とボッ
クス2の形状差が、剛性の差としてどのようになるかを
剛性変化による特性的−によって求めてみる。
クス2の形状差が、剛性の差としてどのようになるかを
剛性変化による特性的−によって求めてみる。
第3図(A)及び(B)はピン1とボックス2の形状差
によってピン1の逃げ部1aに負荷される応力並びに応
力厳重の変化を示したもので、剛性比CF=F、”a・
ΔtのE−A で示されるもの)による違L
L いが明らかである。図に示すFはピン1の断面人に作用
する力、Δtはボックス2の先端部2bの長さ2間のピ
ン1及びボックス2の変形量を示し、6′ハピン1の剛
性、4′はボックス2の剛性を示す特性曲線、Δσ及び
Δ1tri繰り返し応力振巾を示す。8g3図(A)に
おいては、ボックス2の剛性曲線BE−A 、大きく
する)ことで、同じ外力Pに対しでピンに作用するりt
力振巾ΔσがΔσlに減小することを示す。
によってピン1の逃げ部1aに負荷される応力並びに応
力厳重の変化を示したもので、剛性比CF=F、”a・
ΔtのE−A で示されるもの)による違L
L いが明らかである。図に示すFはピン1の断面人に作用
する力、Δtはボックス2の先端部2bの長さ2間のピ
ン1及びボックス2の変形量を示し、6′ハピン1の剛
性、4′はボックス2の剛性を示す特性曲線、Δσ及び
Δ1tri繰り返し応力振巾を示す。8g3図(A)に
おいては、ボックス2の剛性曲線BE−A 、大きく
する)ことで、同じ外力Pに対しでピンに作用するりt
力振巾ΔσがΔσlに減小することを示す。
同様に第6図(B)においては、ピン1の剛性曲線ダを
矢印に示すμ口く下げることticより、同じ外力Pに
対してピンに作用する応力蚕巾△シがΔσ′に減少する
ことを示している。
矢印に示すμ口く下げることticより、同じ外力Pに
対してピンに作用する応力蚕巾△シがΔσ′に減少する
ことを示している。
第4図に油井gのジヨイントとして海水等の腐雌性の高
い環境下で使用されたツールジヨイント(材質 クロ
ームモリブデン鋼)の海水中での疲労gI匿を示す線図
の一例である。縦軸△−は応力振巾、横軸Nは疲労破壊
に至るまでの繰返し回数を示す。5は疲労強度を示す曲
線である。
い環境下で使用されたツールジヨイント(材質 クロ
ームモリブデン鋼)の海水中での疲労gI匿を示す線図
の一例である。縦軸△−は応力振巾、横軸Nは疲労破壊
に至るまでの繰返し回数を示す。5は疲労強度を示す曲
線である。
次に本発明と比較のために従来の一般のツールジヨイン
トの一例″f:第11図に示す。図にお−・て1はピン
、2はボックス、a、=270鴎φ、d、=285aφ
、a3=320mφ、d4=200rgφ。
トの一例″f:第11図に示す。図にお−・て1はピン
、2はボックス、a、=270鴎φ、d、=285aφ
、a3=320mφ、d4=200rgφ。
t=25mの場合、ピン1及びボックス2の健手部にか
−る負荷を夫々Fpin e FBoXとすれば、次
の計算式となる。
−る負荷を夫々Fpin e FBoXとすれば、次
の計算式となる。
A断面積S、 =π・(27−5,5)X、5.5=
i=258.4 iC断面#tSz =π・(62−
1,75)xl、75==166.5cdFpin=丁
・Δtp=2−1x10’ x25B−4×Δt、=2
,17x10@髄E・A 2.5 上記の計算式による特性図は第12図に示す通りである
。図においてA及びCは夫々A断面、C断面の剛性比を
示すもので、その他の符号は前記の説明と同じである。
i=258.4 iC断面#tSz =π・(62−
1,75)xl、75==166.5cdFpin=丁
・Δtp=2−1x10’ x25B−4×Δt、=2
,17x10@髄E・A 2.5 上記の計算式による特性図は第12図に示す通りである
。図においてA及びCは夫々A断面、C断面の剛性比を
示すもので、その他の符号は前記の説明と同じである。
今、外力、P=1000tonが加えられた場合、25
8°’ 600.84 ton、ピンの負荷はp
、1n=1000XBuT区汀−600.84x10’ となり、これによる発生応カ#;−]5■−一=232
5kgf/ffl =2!l+、25kgf/sj、と
なる。これは従来のこのサイズの継手における平均的な
作用荷重であり、この場合の破壊に至るまでの繰返し数
は第4図を照合すると%N=2X10’となる。
8°’ 600.84 ton、ピンの負荷はp
、1n=1000XBuT区汀−600.84x10’ となり、これによる発生応カ#;−]5■−一=232
5kgf/ffl =2!l+、25kgf/sj、と
なる。これは従来のこのサイズの継手における平均的な
作用荷重であり、この場合の破壊に至るまでの繰返し数
は第4図を照合すると%N=2X10’となる。
次ニ、前記と同径のツールジヨイントに、本発明を取り
入れて#!5図に示す如くボックス2の先141部2b
の肉厚を増大した場合を説明する。
入れて#!5図に示す如くボックス2の先141部2b
の肉厚を増大した場合を説明する。
図においてピン1.ボックス2の夫々の寸法をd+=2
70smφ、dz=280wφ、ds=320+a+φ
、d4=200mφ、ds=360mφ、L = 50
rmとした。その結果C断蘭の断面積S = x(3
(S−3,75)X6.75中580.0 となり、
外力P=1000tonに対す15.67 kgf /
m”、となる。これt−第4図に照合すると、破断に至
る繰返し数N=8X10’となる。
70smφ、dz=280wφ、ds=320+a+φ
、d4=200mφ、ds=360mφ、L = 50
rmとした。その結果C断蘭の断面積S = x(3
(S−3,75)X6.75中580.0 となり、
外力P=1000tonに対す15.67 kgf /
m”、となる。これt−第4図に照合すると、破断に至
る繰返し数N=8X10’となる。
次に他の実施例として、第6図に示すμ口くツールジヨ
イントのピン1の根元部にスリット6全設け、その寸法
t” rf] Dx= 51ag 、長さL+=50閣
トL。
イントのピン1の根元部にスリット6全設け、その寸法
t” rf] Dx= 51ag 、長さL+=50閣
トL。
た場合を説明する。その他の寸法は第11図の場合と同
じである。この場合ピン1とボックス2の剛性比は、 E・A 2.1x258.4x10’(A断rfi)
t+k 2. + 、「−−E−A 7.1x
166.3x10’ カ、ら(CF!I
frIXi)−=25 34.5 : 66.5 となる。
じである。この場合ピン1とボックス2の剛性比は、 E・A 2.1x258.4x10’(A断rfi)
t+k 2. + 、「−−E−A 7.1x
166.3x10’ カ、ら(CF!I
frIXi)−=25 34.5 : 66.5 となる。
したがって、外力P=1000tonに対するピンこの
場合の破断に至る繰返し数はjigd図に照会して、N
=9.2X105となる。
場合の破断に至る繰返し数はjigd図に照会して、N
=9.2X105となる。
尚、本発明による前記の2つの実施例を組合せ258.
4 。
4 。
た場合は、A断面、C断面の剛性比は Z5゜)L軽4
.45:152となる。
.45:152となる。
2.5
したがってP=1000tonに対するピンの負荷環に
至る繰返し数は第4図に照合して、N=2x106とな
る。
至る繰返し数は第4図に照合して、N=2x106とな
る。
このようにスリット6は剛性比の調整に有効であり、又
外部からの荷重の作用方向と平行であるから、亀裂を発
生するようなことはない。又第7図に示すようにスリッ
ト6に密着性のゴム等による詰物7t−装着すれば、隙
間腐蝕を防止することが出来る。
外部からの荷重の作用方向と平行であるから、亀裂を発
生するようなことはない。又第7図に示すようにスリッ
ト6に密着性のゴム等による詰物7t−装着すれば、隙
間腐蝕を防止することが出来る。
又、小径サイズのねじ込み式継手による実験によれば、
従来の継手形状による場合P=100 tonに対しσ
= 8kgf/m”であったが、実施例1による剛性を
増したことによってσ= 3.9 kgf /m2に減
少しうろことが明らかとなった。
従来の継手形状による場合P=100 tonに対しσ
= 8kgf/m”であったが、実施例1による剛性を
増したことによってσ= 3.9 kgf /m2に減
少しうろことが明らかとなった。
本発明によれば、胴付き部を有するねじ込み式継手に、
繰り返し外力を受けた場合、ピンとボックスの剛性比が
適正に保持されることによって発生応力1&:tl、少
させ、破断に至る寿命を4〜4.6倍とすることが出来
た。これを実際の海洋に適用した場合は、従来の油井管
の寿ff11.2年のものが4.8〜5.5年になり、
実施による効果きわめて大である。
繰り返し外力を受けた場合、ピンとボックスの剛性比が
適正に保持されることによって発生応力1&:tl、少
させ、破断に至る寿命を4〜4.6倍とすることが出来
た。これを実際の海洋に適用した場合は、従来の油井管
の寿ff11.2年のものが4.8〜5.5年になり、
実施による効果きわめて大である。
第1図(AKB)は本発明実施例のm成因、第2図は本
発明の他の実施例の構成図、第3図(A)(B)は継手
部の剛性比による付加応力と応力振巾の変化の線図、第
4図は繰返し応力とその破壊に至るまでの回数の線図、
第5図はボックスの肉厚を増加しt本発明実施例の説明
図、第6図はスリットを設けた本発明の詳細な説明図、
第7図は不発命の別の実施例の説明図、g8図は従来の
、−手の構造図、第9図は従来の継手構造の一部詳細図
、第10図は従来の継手部にか−る応力の変化を示す特
性図、8g11図は従来の一実施例の説明図、第12図
は従来の一実施例の特性1である。 1:ピン、2:ボックス、6:ピンの変形特性曲[,4
:ボックスの変形特性曲1.5:疲労強度曲線、6:ス
リット。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第 9図 市10 I’ll 区 区 寸 O w= 城 ■ 城 1
発明の他の実施例の構成図、第3図(A)(B)は継手
部の剛性比による付加応力と応力振巾の変化の線図、第
4図は繰返し応力とその破壊に至るまでの回数の線図、
第5図はボックスの肉厚を増加しt本発明実施例の説明
図、第6図はスリットを設けた本発明の詳細な説明図、
第7図は不発命の別の実施例の説明図、g8図は従来の
、−手の構造図、第9図は従来の継手構造の一部詳細図
、第10図は従来の継手部にか−る応力の変化を示す特
性図、8g11図は従来の一実施例の説明図、第12図
は従来の一実施例の特性1である。 1:ピン、2:ボックス、6:ピンの変形特性曲[,4
:ボックスの変形特性曲1.5:疲労強度曲線、6:ス
リット。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第 9図 市10 I’ll 区 区 寸 O w= 城 ■ 城 1
Claims (3)
- (1)胴付き部を有する継手において、胴付き部のピン
とボックスとの剛性比を、引張により付加される応力振
巾を許容値内におさめるように形成したことを特徴とす
るねじ込み式継手。 - (2)胴付き面のピンとボックスの断面積と長さにより
剛性比を調整した特許請求の範囲第1項記載のねじ込み
式継手。 - (3)胴付き部のピンの根元部に、軸方向にスリットを
形成して剛性比を調整した特許請求の範囲第1項記載の
ねじ込み式継手。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5826485A JPS61218891A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | ねじ込み式継手 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5826485A JPS61218891A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | ねじ込み式継手 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61218891A true JPS61218891A (ja) | 1986-09-29 |
JPH0535317B2 JPH0535317B2 (ja) | 1993-05-26 |
Family
ID=13079303
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5826485A Granted JPS61218891A (ja) | 1985-03-25 | 1985-03-25 | ねじ込み式継手 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61218891A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05133490A (ja) * | 1991-11-08 | 1993-05-28 | Nkk Corp | 高トルクツールジヨイント |
JP4939688B2 (ja) * | 1998-09-07 | 2012-05-30 | バローレック・マネスマン・オイル・アンド・ガス・フランス | 高い組立トルクでの2つの金属管のためのネジ接続 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS599387A (ja) * | 1982-07-05 | 1984-01-18 | 川崎重工業株式会社 | 管継手構造 |
JPS59159486A (ja) * | 1983-02-28 | 1984-09-10 | 住友金属工業株式会社 | 油井管用管継手 |
-
1985
- 1985-03-25 JP JP5826485A patent/JPS61218891A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS599387A (ja) * | 1982-07-05 | 1984-01-18 | 川崎重工業株式会社 | 管継手構造 |
JPS59159486A (ja) * | 1983-02-28 | 1984-09-10 | 住友金属工業株式会社 | 油井管用管継手 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05133490A (ja) * | 1991-11-08 | 1993-05-28 | Nkk Corp | 高トルクツールジヨイント |
JP4939688B2 (ja) * | 1998-09-07 | 2012-05-30 | バローレック・マネスマン・オイル・アンド・ガス・フランス | 高い組立トルクでの2つの金属管のためのネジ接続 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0535317B2 (ja) | 1993-05-26 |
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