改良した弾性シールリングを有するねじ結合部

专利摘要:
ねじ結合部（１）は、軸方向平面上での断面でテーパ付きの形を有する第１シールリング（３０）であって、このリングが該リング内に埋め込まれたＬ型の金属強化リング（３４）を有する第１シールリングと、及び該第１シールリング（３０）に対して、より内方に位置付けられ、ねじ部分（５）の端部とボックスの鼻部（１５）との間でハウジング（１８）内に配置された第２シールリング（６）と、を具備する。該第２シールリング（６）は第１ベースと、該第１ベースと軸方向に相対する第２ベースと、そして該外面上か又は該内面上か何れかで突出する環状リブと、を有する。
公开号:JP2011514490A
申请号:JP2010548127
申请日:2009-02-27
公开日:2011-05-06
发明作者:クイロガ，アルフレド・フランシスコ；サンテイ，ネストル・ジエイ；マザフエロ，ガストン
申请人:テナリス・コネクシヨン・リミテツド；
IPC主号:F16L15-04

专利说明:

[0001] 本発明は、特に油井管［ＯＣＴＧ（Ｏｉｌ Ｃｏｕｎｔｒｙ Ｔｕｂｕｌａｒ Ｇｏｏｄｓ）］の分野及び海底油田用のラインパイプで使用するため、炭化水素燃料産業で使われる管列を作るよう、予め規定された長さの管を接続するねじ結合部に関する。]
背景技術

[0002] 石油、一般的に炭化水素燃料、の探索は、油田及びガス田、又はそれらの溜まり層が地表面下深い所、又は海底下の到達し難い所、に位置するので、近年ハードウエア及びデバイスの面で厳しさを増している。炭化水素燃料田の探索の期待は、過去には重要性が低かった高い負荷や、激しい腐食の環境での挑戦に耐えられるハードウエアを求めている。]
[0003] 最近の結合部は、該結合部のねじ部分の１端か又は両端に通常位置付けられる２面間の接触により作られる金属対金属シールを用いて設計されるのが一般的である。該２接触面は、適当な応力の大きさに対応する弾性係数の弾性範囲で相互に干渉する。しかしながら、特定の状況では、ねじの隙間内への外部流体の貫入を防止するために金属シールの代わりに、又は金属シールとの組み合わせで、弾性シールが求められる。]
[0004] 従って、結合部の腐食速さを減じるために、該結合部シールが該外部流体の貫入に抵抗する、又は少なくとも既に貫入した流体の周囲流体との連続交換を可能にしないことが設計要求である。]
[0005] 既述の問題を解決するために、種々の解決策が示唆されて来たが、該解決策の１つは、該ねじ部分の近くの該結合端部に、ポリマー材料製のシールリング、例えばＯリングを挿入することから成る。]
[0006] 該ボックス上に予め設置されたＯリングを使うことは普及している慣行であるが、この慣行は、該シールリングが該リングの設置時、及び／又は組立時、破損させられ得る重要な欠点を有する。]
[0007] この様なシールは通常該ボックス上に事前に設置されるので、該ボックスの組立時に、該シールがピンねじの上を該ボックスと共に引きずられる。ねじの形状、ピッチ、テーパ角度、スタブ角度等の様な結合用幾何学的パラメーターと共に、該シールが適切に働くようピン、ボックス及びシール寸法の間に直径方向の干渉が必要なので、該シールは不可避的に該ピンのねじ上を這うことを強いられ、該シールの下面への破損又は該シールへの永久変形を引き起し、該破損又は変形が運転時にシール効率を危うくする。]
[0008] もっと複雑な形状を有するシールリング、例えば、効率を高め、海水が該結合部のギャップ内に貫入するのを防止する“Ｈ”又は“Ｕ”型断面を有するリングも提案された。しかしながら、この様なシールリングは、初期組立操作時及び運転寿命中の両方で、かかる応力及び不利な環境条件に供されるので、それらの効率は或る時間後には著しく減じられる。該ピン上への事前設置はシールリング用には例え有害性が低くても、或る現場応用品はボックス上へ事前設置されねばならぬ簡単な形状のシールリングを要する。]
[0009] 特許文献１は排水シールを有するねじ結合部を開示しているが、該シールは、該結合部の各端の無ねじ範囲と、チューブ状断面の各端に隣接する無ねじ円柱範囲と、の間の半径方向シールを作るために、該結合部の各端の近くの溝内に位置する加圧されたエラストマーシールである。]
[0010] 該リング断面形状は、組立時、ねじ上でのそれの引きずりを容易化しない。この形状のために、その鋭い隅部がねじ頂上を打ち、該ねじに固着し勝ちである。結合部解体の場合、該結合部は該シールリングを更に破損しそうである。]
[0011] 損傷した場合、結合部を潤滑するため使われるドープ剤は浸透外部流体により容易に洗い流されるので、ピンの消滅するねじを有する部分は起こり得る外部腐食性流体に対し未保護の侭となる。]
[0012] この結合部は市場で入手可能な標準シールリングを使う。従って、同じリング設計が種々の結合部で使われねばならず、各ピンのテーパ、スタブ角度、ねじ高さ及びピッチ等のためにリング形状を専用化することは困難である。]
[0013] リップ間に配置された空洞は、ハウジングを脆弱化させ、該結合部の分解時に該ハウジングを破損し勝ちにさせ、該ハウジングの下部がピンねじ上を引きずられた時に該ハウジングを破る程の甚だしい変形を生じる。]
[0014] ボックスの鼻部近傍内に収容されるべきシールリング用の改良された形状を設計する多くの試みが行われて来たが、何れも現在の結合部用に設定される高い要求に耐えるには充分でない。]
[0015] 米国特許第６，５５０，８２２号明細書]
[0016] 従って本発明の目的は前記欠点を克服するねじ結合部を提供することである。]
[0017] 本発明の主な目的は、簡単で高い信頼性の初期組立と、運転時の高いシール効率とを保証し、特に腐食性外部流体の浸透に抵抗する、２つの革新的シールリングを有する結合部を提供することである。]
[0018] 上記目的は本発明に従うねじ結合部により達成されるが、該ねじ結合部は、請求項１に依れば、ピンとして規定される雄ねじパイプと、ボックスとして規定される雌ねじパイプと、を備え、該ピンは、ピン及びボックスが共通の長手方向軸線を規定しながら、該ボックス内に組み立てられるよう構成されており、該ピン及びボックスの間に間挿され、ねじ部分の端部と該ボックスの鼻部との間で該ボックスの面の一部分内に配置され、そして１つの側上のそれぞれの半径方向の外面により該ボックスの内面と、又それぞれの半径方向の内面により該ピンの外面と、締まったシール接触をする第１シールリング及び第２シールリングと、更に該ボックスの該内面に設けられた、該第１シールリングを収容するために該ボックスの該鼻部に近接して作られた第１凹部と、該第１凹部と該ボックスの該ねじ部分との間に置かれて該第２シールリングを収容するために該ボックスの厚さ内に作られた第２凹部と、を備えている。]
[0019] 本発明の該結合部は特に不利な動作条件下で最適なシール能力を保証する新規設計の２つのシールリングを有し、該第２の、すなわち内方のシールリングは該結合部のねじ部分を保護し、第１の、すなわち外方のシールリングは次に該第２シールリングを保護し、該結合部の該保護を更に改善する。]
[0020] 又、該シールリングの再使用可能性は該シールリングのボックス及びピンとの接触面の形状の故に保証される。]
[0021] 何れの場合も、本発明の解決策はスペアのＯリングが入手可能でない場合でも信頼性が高い。円形断面等を有するＯリングの様な従来技術のシールを有する結合部と反対に、本発明の結合部は分解時にシールリングの破損を引き起こさない。これは次の組立操作用に同じシールリングが使われ得る利点を有する。]
[0022] 本発明のもう１つの利点は、信頼性が決定的に重要で、時間及び仕事量の意味での運転コストの削減が望ましい、実現地運転条件での高信頼性ねじ結合部を提供することである。]
[0023] 結合部に対し最も外方に置かれる第１シールリングは、ボックスの外側リップと該ピンの対応する外面との間の空間内深くへ、外部流体圧力により楔の様に押されるのに特に好適な断面形状を有し、それにより該リングの、そしてその結果、該結合部のシール能力を改良する。]
[0024] 該ボックスの内面内の第１シールリング用のハウジングを、該ボックスの内側に向かうテーパを有するように、該第１リングと接触する部分で直円錐台形にすることは、該第１シールリングの該金属面との接触を更に高め、シール能力を改善するので有利である。限界圧力からスタートして、該シールリングは該ボックスのリップと向き合うピン外壁との間の環状空間内に完全に填ることも保証される。]
[0025] 更に進んだ利点は、金属製でＬ字型断面を有するのが好ましい強化リングを、該第１シールリングのボデイ内に埋め込むことにより提供される。これは外部流体圧力の作用下で該第１シールリングの限定され、制御された変形を保証する。]
[0026] 該第１シールリングの断面はＵ字型を有してもよく、これは該シールリングが該直円錐台型ハウジング内に押し込まれることを可能にし、それで最適シール能力を保持する。]
[0027] もう１つの実施例では、該第１シールリングはそのエッジと対応した環状リブを備えており、組立前に前記第１シールリングを収容するピン領域の外面は、該リブを安定に収容するため対応する環状の凹部又は段差を備えている。]
[0028] 該結合部の内方に置かれる第２シールリング用ハウジングは、該第２シールリングの形状に最善にマッチするよう、そして逆に該シールリングの形状が該ハウジングにマッチするよう、構成され、それにより該第２シールリングは組立時及び組み立て後の両面で、そのハウジングと相乗効果を発揮するよう働く。]
[0029] 第２シールリング用には、該結合部に作用する外部流体圧力に依って選択される種々の断面形状が提供される。]
[0030] 該第２シールリングの第１実施例では、本発明の該結合部の第２シールリング用ハウジングは、円形断面の標準的Ｏリングを収容する現在使われる溝形状よりも作りやすく、生産するのに複雑でなく、又高価でないので、コストを高めることなくシール能力の改善が達成されるので有利である。]
[0031] 該第２シールリングの第２実施例では、Ｖ字型断面の口は、第１及び第２シールリング間に含まれる環状空間内で外部流体圧力がその端部に印加される時、該リングのピン及びボックスの面とのより良い接触を保証する。内面及び外面の１つ又は両者上の、外に突出する環状リブは、それらが付着するピン及びボックスの面上のより良い特定圧力を保証する。該シールリング内面はピン外面上に作られたシールリングハウジング内の良い位置付けと接触を保証する。該結合部内でより内方に位置付けられた該ボデイの部分内での強化
金属リングの提供は、該第２シールリングが該ピンを締めるよう保持し、周方向張力を創ることを保証して有利である。]
[0032] 該第２シールリングの第３の実施例では、該強化リングはＶ字型断面の口内に確実に填められており、そして該シールリングは又シール作用を更に改善するために、ベースのエッジと対応し、肩部の下の該ボックスの内面とピンの外面との間に、組立時に契合するのに好適な、それ自身の環状リブを備える。]
[0033] 本発明の結合部では、第１シールリングはその実施例の全てで、ピン上に予め設置されるのが有利であり、かくして組立時このシールリングの損傷を避ける。]
[0034] 該第２シールリングに関しては、その第２及び第３実施例で、それは又組み立て前にピンに予め設置される。その上、これらの場合、該第２シールリングは追加的で重複し又は冗長なシール機能を提供するが、該機能は該機能の１つ自身が外部流体により打ち負かされた時でも結合部全体の締まり度を確保する。]
[0035] その第１実施例では、該第２シールリングは代わりにボックスの内面上のそのハウジング内に予め設置される。]
[0036] 組立完了後、該第２シールリングは、実施例のどれが使われても、該ボックスの内面と該ピンの外面により、環状ハウジング内に保持される。この環状ハウジングは又仕上げ及びコーティング層を備えてもよい。該ハウジングは該シールと協力するよう特別に設計された形状を有する。]
[0037] 本発明の結合部は普通のねじ切り動作とは別のごく限られた追加加工操作を要するのみである。]
[0038] それらの種々の形状のシールリング内に埋め込まれるのが好ましい強化リングの提供は該リングのツイストを防止し、組立操作を容易にさせ、該シールリング自体のより容易な全体的取扱い及び組み立てを保証する。]
[0039] 有利なことに、腐食性外部化学薬品と接触するよう曝されそうな該結合部の消滅ねじ領域に近い該ピンの加工面を保護するために、該第２シールリングにより含まれる面上にコーティングが塗布されてもよい。]
図面の簡単な説明

[0040] 前記及び他の目的は下記の詳細な説明及び附属する図面を参照することにより更に容易に明らかになるであろう。
予め設置された１つのシールリングを有する組立前の本発明の結合部の軸方向平面上に投影された断面図を示す。
設置された２つのシールリングを有する組立後の本発明の結合部の軸方向平面上に投影された断面図を示す。
無負荷位置に於ける図１の結合部の１つのシールリングの拡大断面図を示す。
設置された２つのシールリングを有する本発明の結合部の第２の実施例の軸方向平面上に投影された断面図を示す。
図２及び４の該結合部の１つのシールリングの２つの異なる実施例の断面図をそれぞれ示す。
無負荷位置の図４の結合部のもう１つのシールリングを示す。
設置された２つのシールリングを有する本発明の結合部の第３の実施例の軸方向平面上に投影された断面図を示す。
無負荷位置の図８の結合部のシールリングを示す。] 図１ 図２ 図４ 図８
[0041] 本説明を通して結合部の種々の要素の面は結合部軸線Ａに対して外方又は内方と呼ばれる。]
[0042] 特に図１から３を参照すると、公称外径Ｄを有し、ピン２と普通呼ばれる雄パイプと、Ｄに等しいか又はＤより大きい公称外径Ｄ１を有し、ボックス３とも呼ばれる雌パイプと、の２つのパイプを一緒に結合する、参照数字１で全体的に示されるねじ結合部の第１実施例が示される。] 図１
[0043] 該ピン２は適当な形状、例えば台形の雄ねじを有する外側ねじ部分４を備え、ボックス３は該雄ねじの形状に補間的な形状の雌ねじを有する内側ねじ部分５を備える。]
[0044] ピン２及びボックス３の共通軸線はＡにより示される。該ボックス３は鼻部１５で終了する。該結合部は、中を流体、例えば、天然ガス又は石油又は他の同様な流体の様な炭化水素燃料が流れ、ピン及びボックスの軸線Ａを含む内側空間１６と、或る応用品では海水の様な種々の流体と接触してもよい外側空間１７と、を規定する。]
[0045] ボックス３の端部には、エラストマー材料の第１シールリング３０が配置される。該シールリング３０は直円錐台形状を有し、その外面３１は結合部１の内側部分の方へテーパが付けられている。該シールリング３０の外面３１はボックス３０のリップ３３の内面３２とマッチし、該内面も又適当な長さの間の補間的な直円錐台形状を有する。]
[0046] この特定の形状は、動作中の外部流体により印加される圧力下で、挿入の瞬間のその位置から、該第１シールリング３０と第２シールリング６の間の環状空間５０内にトラップされて留まる流体の量により及ぼされる対抗圧力により、その容積全体を圧縮するように前記圧力の大きさと該シールリング３０の能力により決定される最後の休止位置まで、該シールリング３０が該ピン２に沿ってスライドすることを可能にする。]
[0047] 特に図５を参照すると、該シールリング３０はそのボデイ内に埋め込まれた強化リング３４を有する。該強化リング３４は軸方向平面上への投影で見て、相互に直角の２つのアーム３５，３６を有するＬ型の断面を有する。該Ｌ型の角度Ψは９０°より僅かに大きいか又は小さくてもよく、代わりに２つのアーム３５，３６は、ピン２上に印加されねばならぬ捲き力、該結合部の動作環境で印加される外部流体圧力の大きさ、そして外部流体の作用下で該接合部の内部部品の方へのその最初のスライドの後で該リングにより到達されねばならない最終位置、により左右される種々の長さであってもよい。] 図５
[0048] 好ましくは、該強化リング３４は図２及び４で示されるよう位置付けられ、すなわち、アーム３５はシールリング３０の軸線に平行に、アーム３６は前記リング３０の軸線に直角になるよう位置付けられる。該シールリング３０の軸線はピン２及びボックス３の同じ共通軸線Ａである。] 図２
[0049] 図６はＵ型の断面を有する第１シールリング４０の第２実施例を示し、外側アーム４１は内側アーム４２より短いのが好ましい。該シールリング４０のボデイ内に埋め込まれた強化リング４３は、軸方向平面上への投影で見て、相互に直角な２つのアーム４４，４５を有するＬ型断面を備える。該Ｌ型の角度Ψも９０°より僅かに大きいか又は小さくてもよく、該２つのアーム４４，４５は異なる長さでもよい。該アーム４４は結合部軸線Ａに平行な該シールリング４０のボデイの外側アーム４１内に埋め込まれるが、アーム４５は該結合部軸線Ａに直角に該シールリング４０のボデイ内に埋め込まれる。] 図６
[0050] 該第１シールリングの両実施例の該強化リングは該シールリング内に完全に埋め込まれてもよく、或いはその面の１つを、ベースと同一面であるか又はこのベースから突出するよう、該シールリングの外部へ露出させてもよい。]
[0051] 該第１シールリング３０，４０の内面３７，４７は、１０°より小さい角度Φの、非常に僅かのテーパを有する直円錐台形を備えるのが有利である。]
[0052] ねじ５の端部に近いボックス３の部分はボックスの鼻部１５と該ねじの端部の間に環状の溝１８を有する。この溝１８は第２シールリング６用のハウジングである。]
[0053] ボックス３内のハウジングである溝１８内に配置された、無負荷位置の、内方の又は第２の、シールリング６を通る断面を示す図３を特に参照すると、該シールリング６は環状の畝間１３で分離された２つの環状リブ１１，１２を有する外面を備える。該リブ１１，１２は好ましくは丸められた又は何等かの他の適当な形状の頂上を有する。ハウジングである溝１８内にシールリングが位置付けられると、第２シールリング６の外面は該溝の底部に接する。この底部は機械加工を容易にするために軸方向にフラットであることが好ましい。] 図３
[0054] 畝間１３とリブ１１，１２は下記の２つの主な利点を有する。すなわち
−一方で、該畝間１３は肺として作用し、該第２シールリング６の内面がより容易に押し込まれるのを可能にすることに必要な半径方向の変形を提供し、
−他方で、該リブ１１，１２が負荷集中を発生し、かくしてシール用接触力を増大し、２重の独立のシール用バリヤとして作用する。]
[0055] 該シールリング６は相互に軸方向に相対する２つのベース８，９を有する。１つ又は両方のベース８，９は実質的にフラットであるが、フラットに限らない。]
[0056] 第２シールリング６の内面は軸方向断面で見た時、Ｖ型の２つの直円錐台の面１９，２０すなわち横腹を有する。面１９，２０のテーパ角度αは、ねじパラメーター、すなわちテーパ、スタブ角度、他の関数として規定されてもよい。角度αの好ましい値は４５°である。]
[0057] 各面１９及び２０のテーパ角度は又異なる値α及びγを有してもよい。この実施例は特に図３で示される。] 図３
[0058] 該結合部の更に特に有利な実施例では、第２シールリング６は特定の寸法を有する断面を備える。]
[0059] 軸方向のシールリング６の厚さ“ｔ”は該ねじ幅により規定され、該リング６の厚さ“ｔ”は、該ねじの２つの頂上間の開き“ｂ”（図１）の軸方向長さより大きい。これは組立時該シールリングの先端１０による該頂上の飛び越えを容易にする。] 図１
[0060] ボックス３の溝１８の半径方向の深さ“ｄ”は好ましくは３から１５ｍｍの間にあるのがよい。溝１８は第２シールリング６が無負荷位置にある時、半径方向で該第２シールリング６の厚さの約７５％を収容すべきである。]
[0061] 横腹である面１９及び２０のテーパ角度α及びγは、該ねじの横腹のスタブ角度β及び負荷角度δとの下記関係、すなわちα＞β及びγ＞δ、が充たされる寸法を有するように選ばれる。]
[0062] ２つのテーパ付き直円錐台の面１９及び２０が会するシールリング６の先端は、断面で見た時、フィレットの様なアール付き形状を有するのが好ましい。該第２シールリング６は現場で現在使われる従来のＯリングに優る簡単で有効な改善である。主な利点は、該シールリングの中央に向かってテーパを付けられ、間が先端又はフィレット１０により接合されたその直円錐台型の環状の面１９、２０であるが、該面はねじ上での該シールリングの前進及び後退運動を容易化し、かくして損傷を防止する。更に、シールリング６の内面も負荷集中を発生し、かくして組立時、シール用接触を増し、シールリング６のシール能力を改善する。]
[0063] このシールリング６はそのボデイ内に埋め込まれた種々の断面の強化リング７を有することが出来るので有利である。]
[0064] 上記説明の実施例の同じ特徴が同じ参照数字で示される図４を特に参照すると、本発明の結合部の第２実施例が示される。結合部１の外方領域内に位置付けられた第１シールリング３０は、該結合部内のより内方に位置付けられた第２シールリング２１と組み合わされる。シールリング２１の断面形状は幾つかの改良されたシール機能を提供する形状を有する。] 図４
[0065] シールリング２１は、環状溝２２’により分離された１つ以上の環状リブ２２が外側で、上に提供される主ボデイを有する。ピン及びボックスのねじ部分４，５により近いその端部に、シールリング２１は実質的にフラットであるが、必ずしもフラットと限らないベース２４を有する。]
[0066] ベース２４に近く、もう１つの材料の強化リング２５が提供されるが、該材料はより高い堅さを有し、好ましくは金属がよいが、金属に限らない。]
[0067] 強化リング２５は、該シールリング２１内に完全に埋め込まれるか、又は該強化リングの面の１つを前記ベース２４と同一面で、又は前記ベース面２４から突出して、シールリング２１の外部に露出させてもよい。該強化リング２５は種々の断面形状を有してもよいので有利である。]
[0068] ベース２４に対しその長手方向に相対する端部で、シールリング２１は２つの環状リップ２６，２７を有し、該リップは、図７で図解された無負荷位置で考えた時、軸線Ａに対しそれぞれ傾斜された方向で、リング２１の境界線を越えてそれぞれ突出している。２つの環状リップ２６と２７の間に規定された空間内で、環状溝が規定されるが、該溝は軸方向断面でＶ型口２８の様に見える。] 図７
[0069] 第１実施例では、図７で示すシールリング２１の内面２３は軸方向ではうねっており、軸方向平面上に投影された断面では、環状溝２９’により分離された少なくとも１つの環状リブ２９を有する。] 図７
[0070] もう１つの実施例（図示されてない）では、シールリング２１の内面２３は急な変化はない。この場合、該シールリングは、円柱形、又は代わりに丸い形又はドーナッツ形、又は軸線Ａに対する面２３の円錐度の角度ζが約３°の直円錐台形を備えてもよい。これはピン２上へのリング２１の設置を容易にする。]
[0071] 強化リング２５により、上記説明の結合部の前記の実施例の様に、シールリング２１は捲き力を及ぼし、該力はその内面をピン外面に対し加圧し、かくしてシールリング２１とピン２の外面の間の締まり度を高める。]
[0072] シールリング２１により及ぼされるこの捲き力は、組立が完了した後、第２シールリング２１用に設計された領域のピン２の面の小さなテーパにより更に高められる。この領域の面は１５°、好ましくは３°、より小さい角度εだけ軸線Ａに対し傾斜してもよい。これは、増加する把持力に対抗することにより、該シールリング２１が運転時その位置から滑り出すことを防止する機能を有する。この場合、シールリング２１は、摩擦力と、該ピン面の円錐度により発生される増加する周方向応力と、の両者で位置的に保たれる。]
[0073] 上記説明の実施例の同じ特徴が同じ参照数字で示される図８を特に参照すると、本発明の結合部の第３実施例が示される。] 図８
[0074] ボックス３の端部にエラストマー材料の第１シールリング６０が配置される。このシールリング６０は、軸方向平面上で、実質的に長方形の断面を有し、前記断面のエッジと対応する小さなリブ６１を有する。該小さなリブ６１（図９）は軸方向に突出する環状の隆起の断面である。] 図９
[0075] 又シールリング６０は、例えばシールリング内に完全に埋め込まれた、又ベースと同一面で又はこのベースから突出して、該シールリングの外部に露出されたその面の１つを有する、Ｌ型の断面を備える、強化リングを具備してもよい。]
[0076] ボックス３の鼻部１５の内面はシールリング６０の外面の形と相補形の円柱形を有する。]
[0077] シールリング６０が組立前に収容されるピン２の領域の外面も円柱形を有するが、該外面はリブ６１を安定した仕方で保持するために環状の凹部又は段差を備える。]
[0078] 本発明のこの実施例でも、第１シールリングはピン２上に予め設置され、かくして組立時このシールリングの損傷を避けるので有利である。]
[0079] 結合部のこの第３の実施例で、第２シールリング７０に関しては、それも又組み立て前にピン上に予め設置される。]
[0080] この第２シールリング７０は図９では無負荷位置で該結合部上に設置されて示される。該シールリング７０の断面形状は改良されたシール機能を提供する形状を有する。] 図９
[0081] 該シールリングはボックス３の肩部８０上に隣接するよう適合されたベース７４を備える。ベース７４に対しその長手方向で相対する端部に、シールリング７０は２つの環状リップ７６，７７を有し、該リップは図９の無負荷位置で考えた時、軸線Ａに対しそれぞれの傾斜された方向で、リング７０の境界線を越えてそれぞれ突出する。２つの環状リップ７６，７７の間に規定された空間内に、環状溝が規定され、該溝は軸方向断面ではＶ型口の様に見える。] 図９
[0082] この環状溝は前記溝内に確実に嵌合した強化リング７５を収容して有利である。リング７５は好ましくは円形断面を有するのがよく、そしてエラストマーとは異なり、より大きな堅さの、好ましくは金属がよいが、金属に限らない、材料で作られる。]
[0083] 強化リング７５により、上記説明の結合部の前記実施例の様に、シールリング７０は捲き力を及ぼし、該捲き力は該シールリングの内面をピン外面に対し加圧し、かくしてシールリング７０とピン２の外面との間の締まり方を向上させる。]
[0084] 第２シールリング７０は又ベース７４のエッジに対応するそれ自身の環状リブ７９を備える。この環状リブ７９は、組立時、シール作用を更に改良するために、肩部８０の下のボックス３の内面と、ピン２の外面と、の間に契合することが出来る。]
[0085] 図８及び９では、シールリング７０の外、内両面には急な変化はない。この場合、両面は円柱形であるか、又は代わりに丸形、又はドーナッツ形、又は直円錐台形の形状を有してもよい。] 図８
[0086] しかしながら、他の起こり得る実施例では、シールリング７０は、図７の軸方向平面上に投影された断面に於ける様に、環状溝により分離された１つ以上のリブを外側及び／又は内側に備えたその主ボデイを有してもよい。] 図７
[0087] 第１又は外方シールリング３０，４０，６０の実施例と、内方又は第２シールリング６，２１，７０の説明した実施例の何れかと、の組み合わせは最適な保護を結合部１に提供する。該ボックスの端部に配置される第１及び第２シールリングの両者は、それらの個別シール機能を組み合わせて、該結合部の外部の空間１７を占める外部流体が該結合部１のねじ帯域内に漏れるのを防止する。]
[0088] 説明した該シールリングはエラストマー材料で作られてもよく、該材料はこの出願では、ゴム、プラスチック、ポリマー他を含む、弾性特性を有する何等かの天然又は合成材料を含むよう意図されている。]
[0089] 上記で図解した実施例の何れに於いても、該シールリングのボデイ内に完全に、又は部分的に埋め込まれるか、又は確実に填め込まれる強化リングは種々の材料で、好ましくは該シールリングのエラストマー材料より強い金属で、作られるのがよい。例えば、該強化リングはアルミニウム、銅、銀、ニッケル、鋼又はステンレス鋼で作られてもよい。或る強化リングはカドミウム、銅、ニッケル、銀、金、又はインジウムでメッキ又はコートされる。他のものは熱処理、時効硬化又は焼き鈍しされる。ピンとボックスの間の空間内に圧縮された時、該エラストマーの変形を可能にするために、好ましくは該強化リングの半径方向厚さは該エラストマーシールリングの半径方向厚さより常に小さくあらねばならない。]
[0090] 種々の実施例で該第１及び第２シールリングと接し続けるピン及びボックスの両者の面にコーティングが塗布されるのが有利である。]
[0091] 本発明のねじ結合部は前記特徴により組立及び分解の損傷に対し改良されたシール性と保護を提供する。]
[0092] 該結合部は油井管の分野及び特に海底油田用の石油及びガス産業用ラインパイプ接続で好ましく使われるべきである。該結合部は３５００ｍまでの深さで使われてもよく、該深さでは該ねじ部分はなお外部水浸透から保護されて留まる。]
[0093] 図２，４及び８は負荷位置に於けるシールリングを有する該結合部を略図で示す。従って、該シールリングの形状は、種々の負荷条件によって示されたそれとは異なってもよい。] 図２

权利要求:

請求項1
ピンとして規定される雄ねじパイプ（２）と、ボックスとして規定される雌ねじパイプ（３）と、を備え、該ピンは、該ピン及びボックスが共通の長手方向軸線（Ａ）を規定しながら、該ボックス内に組み立てられるよう構成されており、該ピン及び該ボックスの間に間挿され、ねじ部分（５）の端部と該ボックス（３）の鼻部（１５）との間で該ボックス（３）の面の一部分内に配置され、そして１つの側上のそれぞれの半径方向の外面により該ボックス（３）の内面と、それぞれの半径方向の内面により該ピン（２）の外面と、締まったシール接触をする第１シールリング（３０，４０，６０）及び第２シールリング（６，２１，７０）と、該ボックスの該内面に設けられた、該第１シールリングを収容するために該ボックスの該鼻部に近接して作られた第１凹部と、該第１凹部と該ボックスの該ねじ部との間に位置付けられて該第２シールリングを収容するための該ボックスの厚さ内に作られた第２凹部と、を備えるねじ結合部。
請求項2
該第１シールリングが直円錐台形の半径方向の外面を有する請求項１記載のねじ結合部。
請求項3
該第１シールリング（３０，４０）の半径方向の内面（３７，４７）が直円錐台形を有する請求項２記載のねじ結合部。
請求項4
該第１シールリングが円柱形の半径方向の外面を有する請求項１記載のねじ結合部。
請求項5
該第１シールリング（６０）の半径方向の内面がエッジに対応する環状リブ（６１）を備えた円柱形を具備する請求項４記載のねじ結合部。
請求項6
該第２シールリング（６）の内面が、無負荷位置にある時、前記第２シールリング（６）の中央の方へテーパを付けられ、フィレット（１０）により接合された、２つの直円錐台形の環状の面（１９，２０）を有する請求項１乃至５の何れか１記載のねじ結合部。
請求項7
前記直円錐台形の環状の面（１９，２０）が異なる値の又は等しい値のそれぞれのテーパ角度（α、γ）を有する請求項６記載のねじ結合部。
請求項8
前記直円錐台形の環状の面（１９，２０）が関係α＞βそしてγ＞δを充たす値を有する角度（α、γ）を備え、ここでβはスタブ角度であり、δはねじ部分のねじ横腹の負荷角である、請求項７記載のねじ結合部。
請求項9
該第２シールリング（６）が該シールリングの外面上に２つの突出する環状リブ（１１，１２）を有する請求項８記載のねじ結合部。
請求項10
該第１シールリング（６）が相互に相対する２つの実質的にフラットなベース（８，９）を有する請求項９記載のねじ結合部。
請求項11
第２シールリング（２１，７０）が該軸線（Ａ）に対し傾斜した角度で位置付けられた少なくとも２つの突出した環状リップ（２６，２７，７６，７７）を有する請求項１乃至５の何れか１記載のねじ結合部。
請求項12
該第２シールリング（２１，７０）が少なくとも該リングの外面上に１つ以上の突出する環状リブ（２２）を有する請求項１１記載のねじ結合部。
請求項13
該第２シールリング（７０）がベース（７４）のエッジと対応する該シールリング自身の環状リブ（７９）を備える請求項１１又は１２記載のねじ結合部。
請求項14
強化リング（３４，４３，７，２５，７５）が該第１シールリング（３０，４０，６０）及び／又は該第２シールリング（６，２１，７０）内に設けられる請求項の１乃至１３何れかに１記載のねじ結合部。
請求項15
該第１シールリング（３０，４０）の該強化リング（３４，４３）が軸方向平面上に投影された時にＬ型の断面を有する請求項１４記載のねじ結合部。