石油採掘パイプ用プロテクタ

本発明は石油採掘パイププロテクタの分野に関し、より具体的には、パイプの端部に配置されるネジ山のためのプロテクタに関する。

石油採掘パイプは、かなりの深さに達するように、井戸を掘削するために使用される。

これらのパイプは、それぞれの端部に、直接又は中間要素を用いた相互接続のためのネジ山を有する。

パイプのネジ山が付けられた端部は、雄型端部と呼ばれ、パイプの内側にネジを切られた端部は雌型端部と呼ばれる 当業者の習慣によれば、パイプの雄型端部に取付けられたプロテクタは雄型プロテクタ(又はピン)と呼ばれ、パイプの雌型端部に取付けられたプロテクタは雌型プロテクタ(又は箱)と呼ばれる。

従来、これらのネジ山は、保管の前に最初にいわゆる貯蔵グリースを塗られ、使用前に再び軽く「操業用」と呼ばれる潤滑油を塗られる。これは、各パイプの使用に対してかなりの時間消費を伴った。したがって、各パイプの使用前にネジ山の注油作業をもはや必要としないことを目的として、ネジ山に固体又は永久潤滑手段を有するパイプが提案されており、パイプはその製造から継続的に潤滑されている。

さらに、石油採掘パイプは、保管中又はパイプ輸送中の取り扱い中にネジ山が損傷しないように、ネジ山が付けられた端部を保護するためのプロテクタを必要とする。

これらのプロテクタは様々な要件に適合しなければならない: −パイプの輸送及び取扱段階に起因する振動にもかかわらずパイプの適切な位置に留まること、 −典型的には−46℃から66℃の、大きく変化する温度条件下で適切な位置に留まること、 −様々なパイプ取扱ステップ中ショックアブソーバとして働くこと、 −パイプの内側及び機械加工された領域の汚染を防ぐこと、すなわち、パイプの気密を確実にすること、 −容易に取付けられ且つ取外されることに適していること、 −一般に「ドリフト」と呼ばれる、パイプの内部の検査を可能にすること、 −必要に応じて、パイプの端部に収容されたフックによってパイプの把持を可能にすること。

ISO11960とも呼ばれるAPI 5CT標準は、これらのプロテクタによって適合されるべき要件をより具体的に定める。

固体潤滑剤の使用は、プロテクタを取付ける又は取外す場合に、潤滑剤が劣化しないことに関する追加的な要件を加える。

現在の解決方法は、高密度ポリエチレン(HDPE)で基本的に作られ且つ、プラスチック業界の標準の外の旋盤のような製造手段を伴って、主に機械加工された、プロテクタ組立体を提案する。

射出成形されたプロテクタを製造する試みが提案されているが、製品の最終的な品質に関して不満足であることが分かっている。

つまり、現在の解決方法は、コストに関して妥当なままである一方全てのこれらの要件を満たす解決方法を提供しない。

特に、雄型プロテクタは、プロテクタとパイプとの間の気密接続を有さないが、雌型及び雄型プロテクタは、不相応なコスト又は低い耐衝撃性のプロテクタを生じさせる構造を有する。満足な固定及び取り外すためのプロテクタの適合性は、全温度範囲に渡って保証されない。

本発明の目的は、従来のプロテクタに比べて過度に高い製造コストを招くこと無しにこれらの要件に適合するのに適した採掘パイプネジ山プロテクタを提供することである。

本発明は石油採掘パイプのネジ山のためのプロテクタに関し、プロテクタは: −近位端部、遠位端部、及びパイプのネジ山に相補的なネジ山を有し、中心軸周りに中空の実質的に円錐台の接続部分と、 −接続端部及び自由端部を有するバンパ部分であって、その接続端部は接続部分の遠位端部の延長部にあり、バンパ部分は: 同軸に延びるとともに接続部分の遠位端部の延長部にある内部リング、及び 外部リングであって、接続部分の遠位端部から同軸に延び、内部リングと外部リングとの間に内部空間を画定し、プロテクタの外径を増加させる、外部リング、を含む、バンパ部分と、を有し、 プロテクタは、プロテクタの全ての壁が実質的に同じ厚さを有することを特徴とする。

1つの代替実施形態によれば、プロテクタは、内部リングと外部リングを接続する長手方向リブを有し、このリブは、内部リング及び外部リングの厚さと実質的に等しい厚さを有する。

1つの代替実施形態によれば、プロテクタは、ポリカーボネート射出成形によって製造される。

1つの代替実施形態によれば、プロテクタは、バンパ部分の自由端部を密閉すると同時にプロテクタを外すことなくパイプの「ドリフト」検査を可能にするように、バンパ部分の自由端部に取り外し可能に取付けられるキャップをさらに有する。

本発明は、プロテクタの雄型の代替実施形態に関し、 −接続部分は、近位端部から遠位端部に減少する直径を有し、 −パイプのネジ山に相補的なネジ山は接続部分の内側に配置され、 −内部リングは、接続部分の遠位端部の延長部に円錐台部分、及び円錐台部分の延長部の中空円筒形状を有する部分を有し、 −外部リングは、接続部分の遠位端部から延びる、実質的に中空円錐台形状を有し、直径は接続部分の遠位端部から離れると増加し、外部リングの最大直径は、近位端部における接続部分の直径より大きい。

1つの特定の実施形態によれば、プロテクタの自由端部は、実質的に45%傾斜される。

さらなる特定の実施形態によれば、雄型プロテクタは、接続部分の内面に取付けられたポリマフィルムをさらに有し、ポリマフィルムは、プロテクタとプロテクタが取り付けられる石油採掘パイプとの間の接続の気密性を確実にするのに適している。

本発明はまた、このような雄型プロテクタを配置するためのプロセスに関し、プロセスは: −ポリマフィルムの一部を接続部分の外面に反り返らせるステップと、 −プロテクタをパイプの適所に保持するようパイプのネジ山及びプロテクタの相補的なネジ山が係合するようにプロテクタを石油掘削パイプに配置するステップと、 −プロテクタと石油採掘パイプとの間の接続の気密性を確実にするように、反り返ったポリマフィルムの一部をパイプに広げるステップと、を有する。

本発明はまた、プロテクタの雌型の代替実施形態に関し: −接続部分は、その近位端部から遠位端部に増加する直径を有し、 −パイプのネジ山に相補的なネジ山は、接続部分の外側に配置され、 −内部リングは、遠位端部において接続部分の直径と等しい直径を有する、中空円筒であり、 −外部リングは、接続部分の遠位端部からプロテクタの外側に向かって半径方向に延びる隔壁と、隔壁から延びる直径がバンパ部分の自由端部に向かって増加する実質的に円錐台の部分と、を有する。

本発明のさらなる特徴、目的及び利点は、以下の説明から明らかになるであろう。この説明は、限定するものではなく単に例示に過ぎず、添付の図面を参照して読まれるべきである。

図1は、本発明によるプロテクタの雄型の代替実施形態を示す。

図2は、自由端部を閉鎖するためのキャップの2つの例とともに本発明による雄型プロテクタを示す。

図3は、ポリマフィルムを備えたこのような雄型プロテクタのパイプへの配置の断面図を示す。

図4は、ポリマフィルムを備えたこのような雄型プロテクタのパイプへの配置の断面図を示す。

図5は、本発明によるプロテクタの雌型の代替実施形態を示す。

図6は、本発明によるプロテクタの雌型の代替実施形態を示す。

図7は、パイプに配置された雌型プロテクタの断面図を示す。

図8は、パイプに配置されるとともに自由端部を閉鎖するキャップを伴う雌型プロテクタの3Dの図を示す。

(雄型プロテクタ) 図1は、本発明による雄型プロテクタ1の実施形態の例を示す。

図示されたように、雄型プロテクタ1は、2つの部品、 −接続部分2、及び −バンパ部分3、 に分解され得る。

接続部分2は、近位端部21及び遠位端部22を有するとともに、実質的に円錐台形状を有し、近位端部21から遠位端部22に直径が減少する。

バンパ部分3は、接続端部31及び自由端部32を有し、その接続端部31は、接続部分2の遠位端部22の延長部にある。

バンパ部分3は、内部リング33及び外部リング34を有し、これらの2つのリング33及び34は、同軸であるとともにそれらの間の内部空間35を画定する。

図示された内部リング33は、接続部分2の遠位端部22の延長部に円錐台部分と、円錐台部分の延長部に中空円筒形状を有する部分とを有し、この円筒部分の直径は、雄型プロテクタが配置されることになるパイプの内径と実質的に等しい。

したがって内部リング33は、円錐台接続部分2に対して典型的には半径方向にオフセットし(ずれ)、したがって典型的には、以下に詳述される図3及び4に示されるように、接続隔壁23を有し、接続隔壁23は円錐台部分と内部リング33の円筒部分との間に配置される。

外部リング34は、円錐台部分を有し、直径は、接続端部31から接続部分3の自由端部32に増加し、外部リング34の最大直径は接続部分2の最大直径より大きい。したがって、外部リング34は典型的には、雄型プロテクタ1の軸に対して5度の角度を有する。

図示された雄型プロテクタ1は、自由端部32から、雄型プロテクタ1の直径に沿って延びる2つの溝部40を有する。

これらの溝部40は、プロテクタをパイプにねじ込む及びねじって外すための工具の挿入を可能にするのに適している。

さらに、これらの溝40は、その壁の1つに設けられた開口部41を有し、これらの開口部41は、典型的には雄型プロテクタ1の自由端部32を閉鎖する実質的に円形のキャップの取付けを可能にすることが意図される。

1つの特定の実施形態によれば、内部空間35は、雄型プロテクタ1の製造に続いて樹脂で満たされる。樹脂は、有利には透明であり、プロテクタが形成される材料の屈折率と実質的に等しい屈折率を有する。雄型プロテクタ1の内部空間35に樹脂をこのように入れることは、樹脂によって可能にされる屈折率の連続性によるプロテクタ1の透明性を向上させることを可能にするだけでなく、プロテクタ1の機械的な耐衝撃性を実質的に向上させることも可能にする。

図2は、プロテクタ1の端部を閉鎖するキャップ45及び46の2つの実施形態とともに、上述の雄型プロテクタ1を示す。

キャップ45及び46のこれらの2つの実施形態では、キャップは、自由端部32の適所に保持されるように、雄型プロテクタ1の開口部41に対する相補的な突出部47を有する。

45の実施形態のキャップは、自由端部32全体を覆い、雄型プロテクタ1の最大直径に対応する直径を有する。

46の実施形態は、内部リング33によって画定された開口を単に閉鎖し、したがって、内部リング33の内径に実質的に対応する直径を有する。

キャップのさらなる代替実施形態が想像されることができ、特定の代替実施形態は、完全に気密なプロテクタを備えるパイプ内の水の貯留を防ぐために、プロテクタの開口を相補的に閉鎖しない。

キャップ45又は46は、プロテクタ1及び付随するキャップが分離されることができないように、チェーン、コード又はケーブル等の接続手段を介して有利にプロテクタ1の本体に接続される。

図示された実施形態では、雄型プロテクタ1は、内部リング33と外部リング34を接続する長手方向リブ36を有し、したがって、内部リング33と外部リング34の間の内部空間35を複数の区画に分割する。

図に示されるように、雄型プロテクタ1は12の長手方向リブ36を有し、溝部40のそれぞれの側部は2つのリブ36によって定められ、残りのリブ36は、内部リング33と外部リング34との間に実質的に均一に分布される。

図示されたように、雄型プロテクタ1の自由端部32は、実質的に45%に傾斜され、自由端部32に向かって直径の収縮をもたらす。この45%の傾斜は、雄型プロテクタ1の耐衝撃性を向上させることを可能にし、したがって直角の自由端部32を有するプロテクタよりもより効果的に、それが取り付けられることになるパイプを保護することを可能にする。

雄型プロテクタ1は、接続部分2の内壁部に配置されたネジ山42をさらに有し、これらのネジ山42は、雄型プロテクタ1が組み付けられることになるパイプのネジ山と係合するのに適している。

雄型プロテクタ1のネジ山42は典型的には1つ、2つ又は3つの巻きを有し、さらなる代替実施形態が明らかに可能である。

小さい数の巻きを有することは、雄型プロテクタ1が保護することを意図するパイプのネジ山の潤滑剤への影響を限定することを可能とするが、巻きのこの数は雄型プロテクタ1をパイプにしっかり固定するように選択される。 (ポリマフィルム) 図1に示されたように雄型プロテクタ1は典型的にはポリマフィルム60と結び付けられる。

ポリマフィルム60は管形状を有し、雄型プロテクタ1に、接着剤又は接着剤の帯、典型的には両面接着フィルム6を用いて接続部分2の内面に、接続部分2の近位端部21のネジ山42の間の中間位置で取付けられる。

接着剤は、雄型プロテクタ1へのポリマフィルム60の取付けが永久的であるように、すなわち、ポリマフィルム60が取り外し可能な留め具とは違って、損傷を受けることなしに雄型プロテクタから取り外すことができないように、選択される。

いったん雄型プロテクタ1に取付けられると、ポリマフィルム60は、雄型プロテクタ1の外壁を覆うように、近位端部21の周りで反り返される。図3は、外壁に反り返されたこのようなポリマフィルム60を備える雄型プロテクタ1の概略図を示す。

いったん雄型プロテクタ1がパイプに配置されると、雄型プロテクタ1の外面に反り返されているポリマフィルム60のこの部分は、パイプの一部、典型的には15と20cmとの間の長さを覆うように広げられる。

このように、ポリマフィルム60は、雄型プロテクタ1と雄型プロテクタ1の近位端部21に取り付けられるパイプとの間の接続の気密性を提供し、雄型プロテクタ1の自由端部32での接続の気密性は、図示されていないキャップによって提供される。

図4は、ネジ山付きパイプ4に配置された雄型プロテクタ1の概略図を示し、ポリマフィルム60はネジ山付きパイプ4の一部に広げられている。

ポリマフィルム60は: −非常に低い粘着性を有する面であって、この面は、プロテクタ1又は7がパイプから取り外される場合にパイプのネジ山の摩擦を制限するように、パイプに接触することが意図され、この非常に低い粘着性は典型的には、スリップ剤を加えることによって得られる、面を有するように、 −非常に高い粘着性を有する面であって、この面は、プロテクタ1又は7がパイプからのポリマフィルムの除去に続いてポリマフィルム60を保持するように、プロテクタ1又は7と接触することが意図される、面を有するように、 形成される、典型的には、多層ポリマフィルムである。

さらに、ポリマフィルム60は、接続の気密性を確保しながら、パイプへのプロテクタ1又は7の配置の前のプロテクタに反り返すこと、及びいったんプロテクタ1又は7がパイプに配置されるとパイプの外面に広げることの両方を可能にするように、伸張性である。

さらに、ポリマフィルム60は、プロテクタ1又は7のパイプへのねじ込み又はねじって外す間に破れないように、ねじり又はせん断に非常に耐性があるように、破れないように作られる。

ポリマフィルムは典型的には、多層フィルムブローイングによって製造され、典型的には1nmと1mmの間、例えば15と200μmの間の厚さを有する。 (雌型プロテクタ) 図5及び6は、石油掘削パイプの雌ネジ部を保護するのに適した、本発明による雌型プロテクタ7の2つの図を示す。

図1に示された雄型プロテクタ1のように、雌型プロテクタ7は接続部分2及びバンパ部分3を有する。

図1に示されたものと同一の要素は、同一の参照数字で示される。

上述のように、雌型プロテクタ7の自由端部32は、この図に示されていないキャップによって気密にシールされるのに適している。

接続部分2はこの場合、雌型プロテクタによって保護されることになるパイプの内部に挿入されるのに適しており、与えられた直径を有するパイプに対して、雌型プロテクタ7の接続部分2の直径はしたがって、雄型プロテクタ1の接続部分2の直径より小さくなり得る。

さらに、ネジ山42はこの場合、パイプの内部に配置されたネジ山と係合するように、接続部分2の外面に配置される。

上述のように、ネジ山42は典型的には、1つ、2つ又は3つの巻きを有し、さらなる代替実施形態が明らかに可能である。

図7は、雌型パイプに結び付けられる本発明によるこのような雌型プロテクタ7の断面図を示す。

この図は、接続部分2の直径の違いのために、雄型プロテクタ1のバンパ部分に対して、雌型プロテクタ7のバンパ部分3の構造的な違いを明らかにする。

実際、バンパ部分3の外部リング34は、衝撃を吸収するとともにパイプへの衝撃の作用を防ぐように、上述の雄型プロテクタ1の最大直径と典型的には同一であるパイプの直径より大きい最大直径を必然的に有さなければならない。

雌型プロテクタ7の場合、接続部分2は、パイプ内に配置され、外壁34はまた、雌型プロテクタ7の軸に対して半径方向に延びる隔壁37を有し、外側リング34と接続部分2との間の接合点を形成するのに適し、したがってパイプの直径より大きくするように外部リング34の外径を増加させる。

さらに、接続部分2及び内部リング33の厚さは典型的には、雌型プロテクタ7が、雌型プロテクタ7が配置されることになるところのパイプの内径を計測するための手段の挿入を可能にするように、選択される。

より具体的には、図7は、パイプが実質的に一定の厚さの主要部分81、及び減少した厚さのネジ山部分82を有し、したがって、雌型プロテクタ7が、組立体の内径をパイプの主要部分81の直径より小さい値に減少させるように配置され得る内部ハウジングを有する、実施形態を示す。

上述の雄型プロテクタ1のように、内部空間35は、雌型パイプ7の製造に続いて樹脂で満たされる。樹脂は、有利には透明であり、プロテクタが形成される材料の屈折率と実質的に等しい屈折率を有する。樹脂をこのように雄型プロテクタ7の内部空間35に入れることは、樹脂によって可能にされる屈折率の連続性によるプロテクタ7の透明性を向上させることを可能にするだけでなく、プロテクタ7の機械的な耐衝撃性を実質的に向上させることも可能にする。

さらに、雄型プロテクタ1に関して既に記載されたように、雌型プロテクタ7は、図2に示されるように、雌型プロテクタ7の自由端部を完全に又は部分的に閉鎖する、キャップ45又は46を有し得る。このキャップはこの場合、プロテクタ7及び付随するキャップが分離されることができないように、チェーン、コード又はケーブル等の接続手段を介して有利にプロテクタ7の本体に接続される。

図示されたように雌型プロテクタ7は、気密接続を提供するように、ポリマフィルムと組み合わされる必要はない。

実際、雌型プロテクタの場合、当接したときの隔壁37へのパイプの圧迫及びパイプと雌型プロテクタ7の相補的なネジ山42との間の接触は、十分な気密性を提供するのに十分である。

1つの代替実施形態によれば、雌型プロテクタ7は、パイプと隔壁37との間の接触部にシール、典型的にはO−リングを有する。

さらなる実施形態によれば、雌型プロテクタ7は二成分射出成形によって製造され、隔壁37のパイプの当接領域はここでは典型的には、接続部の気密性を確実にするように、プロテクタ7の残りよりもより弾性的な材料で作られる。

図8は、パイプ8に配置され、自由端部32を閉鎖するキャップ46と関連付けられる、本発明による雌型プロテクタ7の図を示す。 (製造) 雄型プロテクタ1及び雌型プロテクタ7は、射出成形によってポリカーボネートで作られる。

プロテクタ1又は7の特定の幾何学的形状は、射出成型によるその製造に関する重要な利点を提供する。実際、プロテクタ1又は7の全ての壁は、リブ36の存在に起因するバンパ部分3の壁を含めて、実質的に等しい厚さを有する。

実質的に等しい厚さによって、プロテクタの複数の壁の間の接合部等の領域の厚さが、150%以下で、又は有利にはプロテクタの壁の平均厚さに対して100%以下で、典型的には60%以下で変化することが理解される。

例えば、プロテクタ1又は7の壁が5mmの厚さを有する実施形態では、バンパ部分3の接続端部31における厚さは有利に実質的に8.5mmに等しく、丸い形を有する領域に渡る厚さにおけるこのような違いは、ほぼ300%程度の厚さの変化を有し、射出成形プロセスによる製造が法外な部品冷却時間及びかなりの製造欠陥を引き起こすプロテクタの既知の例と違って、射出成形によるプロテクタの製造を完全に許容するとともに射出成形によるプロテクタの製造に適している。

雄型プロテクタ全体に対するこの実質的に一定の厚さは: −引け巣を防ぐことを可能にし、 −必要な材料の量を減らすことを可能にし、 −バンパ部分3が「固体」の部分で作られる同等の部品に比べて凝固時間を著しく減少させることを可能にし、したがって、雄型1及び雌型7プロテクタの製造のためのサイクルタイムを減らすことによってかなり機械の使用を減らすことを可能にし、したがって、エネルギの節約すること及びより高い生産率を得ることを可能にする。

このように、図示されたプロテクタ1又は7は、同等の全体形状を有するが、バンパ部分3が「固体」であるプロテクタに比べて、より低い製造コストを有する。

さらに、全ての接続部及び端部は、プロテクタ1又は7が鋭角を有さず、抜け勾配として一般的に知られるこれらの角度によって好ましい離型を有し、そしてフィルムに損傷を与えやすく射出成形によりプロテクタの製造にかなり否定的な影響を及ぼす鋭角を防ぐように、隅肉部又は湾曲部を有する。

ポリカーボネートは、プロテクタ1又は7を製造するのに非常に高性能の材料であり、その射出成形はプロテクタの特定の形状のために可能である。

さらに、ポリカーボネートは透明材料であり、ユーザがプロテクタ1又は7が直接配置されるパイプのネジ山の状態を検査することを、このような検査を行うためにプロテクタ1又は7を外す必要なしに、可能にする。

この容易な検査は、プロテクタ1又は7の取り外し及び再配置ごとのパイプのネジ山の潤滑剤の劣化のリスクを防ぐことを可能にする。

さらに、プロテクタ1又は7は、紫外線及び/又は赤外線のフィルタリングを実行するように、表面処理にさらされ、このような処理は典型的には、オゾンの存在下でのマイクロ波プラズマ処理に続く、ソーキングから成る。

プロテクタ1又は7が形成される材料、典型的にはポリカーボネートは、このような紫外線及び/又は赤外線フィルタリング特性を有するように選択され得る。

パイプのネジ山に使用される固体潤滑剤は、実際、紫外線及び赤外線感受性であり、したがってそれらから保護されるべきである。

このように、提案された雄型プロテクタ1及び雌型プロテクタ7は、様々なパイプの取扱い及び検査作業を可能にしながら気密な接続を作り出すことによって、石油掘削パイプのネジ山が付けられた端部を効果的に保護するのに適するとともに、射出成形のための特に適切な形状により適正な製造コストを維持するのに適する。

さらに、射出成形は、複数の個別に製造された部品を結合することによって製造されたプロテクタに比べて増大した機械的特性、並びに特定の形状を有さない又は成形するために機械加工の工程を必要とするプロテクタに比べて大幅に減らされた製造時間及び製造コストを有する、一体のプロテクタ1又は7を得ることを可能にする。