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JPS61136087A - Pipe joint for oil well pipe - Google Patents

Pipe joint for oil well pipe

Info

Publication number
JPS61136087A
JPS61136087A JP25712584A JP25712584A JPS61136087A JP S61136087 A JPS61136087 A JP S61136087A JP 25712584 A JP25712584 A JP 25712584A JP 25712584 A JP25712584 A JP 25712584A JP S61136087 A JPS61136087 A JP S61136087A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
surface roughness
metal
galling resistance
pipe
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
Application number
JP25712584A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0378517B2 (en
Inventor
秀男 山本
間瀬 俊朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP25712584A priority Critical patent/JPS61136087A/en
Publication of JPS61136087A publication Critical patent/JPS61136087A/en
Publication of JPH0378517B2 publication Critical patent/JPH0378517B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、地下から産出される天然ガスや原油を採をす
るために、地中深く竪で込まれる油井管の管継手に関す
るものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a pipe joint for oil country tubular goods that are vertically inserted deep underground to extract natural gas and crude oil produced underground. .

〔発明の背景〕[Background of the invention]

原油を産出する井戸の深さは、数1000mに及び、近
年その深さは更に増大して10000mにも達する傾向
にある。このような井戸に竪で込まれる油井管は莫大な
数にのぼるが、これらは総て管継手によって一連に接続
される。かかる管継手に対しては、各種の苛酷な力が作
用する。まず第1に管や管継手自体の重量が集積された
軸方向の引張力、第2に土庄による外周面への圧縮力、
第3に内部流体による内周面への押圧力その他である。
The depth of wells that produce crude oil is several thousand meters, and in recent years the depth has been increasing further to reach 10,000 meters. A huge number of oil country tubular goods are inserted vertically into such wells, and they are all connected in series by pipe joints. Various severe forces act on such pipe joints. Firstly, the tensile force in the axial direction due to the accumulated weight of the pipe and pipe fitting itself, and secondly the compressive force on the outer circumferential surface due to Tonosho,
The third factor is the pressure exerted by the internal fluid on the inner circumferential surface.

これらの力は、井戸の深化に伴って一層苛酷なものとな
ることはいうまでもない。このように次第に増大する苛
酷な条件下で使用し得る管継手にあっては、強大な引張
荷重に耐え得ること及び確実な気密的シール性を保持で
きることが非常に重要である。それで、従来からこれら
の要求に応ずべく多くの提案がなされてきた。
Needless to say, these forces become even more severe as the well deepens. For pipe joints that can be used under these increasingly severe conditions, it is very important that they can withstand enormous tensile loads and maintain reliable airtight sealing. Therefore, many proposals have been made to meet these demands.

〔従来の技術及びその欠点〕[Conventional technology and its drawbacks]

以下は、従来の提案技術について検討する。強大な引張
荷重に耐え得る技術は、継手部分のねじ部の形状、ピッ
チ等を改良することで満足する結果が得られている。ま
た気密的シール性については、ねじ部でのシールの他に
テーパー状のリップ部を形成してメタル対メタルのシー
ル部を設けることで、ある程度のシール性を確保するよ
うにしている。
Below, conventional proposed techniques will be considered. Satisfactory results have been achieved by improving the shape, pitch, etc. of the threaded portion of the joint in order to develop technology that can withstand enormous tensile loads. Regarding airtight sealing performance, in addition to the sealing at the threaded portion, a tapered lip portion is formed to provide a metal-to-metal sealing portion, thereby ensuring a certain degree of sealing performance.

ところが、メタル対メタルのシール部にあっては、締付
時のゴーリング(焼付)の問題がある。
However, metal-to-metal seals have a problem of galling (seizure) during tightening.

通常、油井管と継手のシール部には、100〜150k
g / w ’の高面圧が加えられており、締結時にシ
ール部の潤滑が不足するとゴーリングが発生し易い。こ
のゴーリングが発生するとシール不良の原因となり、管
継手全体としての気密的シール性に対する信頼が失われ
、原油若しくはガス漏れ等の事故に至ることがあった。
Usually, the seal part of oil country tubular goods and joints has a weight of 100 to 150 k.
A high surface pressure of g/w' is applied, and galling is likely to occur if there is insufficient lubrication of the seal part during fastening. When this galling occurs, it causes a seal failure, leading to a loss of confidence in the airtight sealing performance of the pipe joint as a whole, which may lead to accidents such as oil or gas leaks.

それで、その対策の1つとして、従来ではリン酸亜鉛被
膜、シュウ酸鉄被膜等の化成被膜及びZnメッキを、前
記メタル対メタルのシール部に施している。また特に高
潤滑を必要とする場合、或いは化成被膜の形成しに(い
高合金材料についてはCuメッキやMoS2ペーストを
用いていた。然しなから、前記化成被膜及びZnメッキ
の場合には、潤滑が不十分で耐ゴーリング性に劣り、わ
ずか数回・  の使用でゴーリングが発生するという欠
点があった。またCuメッキの場合には、硫化水素等の
環境下では著しく腐蝕されるため、近年開発されている
腐蝕環境下での使用に耐える高合金材料に使用すること
は不適当であった。更に、Mo32ペーストを用いる場
合は、相手方部材との密着力が弱いため剥離し易く、ま
た前記シール部へのMoS2ペーストの供給付着がし難
いという問題があり、高潤滑性が得られなかった。
Therefore, as one of the countermeasures, conventionally, a chemical conversion coating such as a zinc phosphate coating or an iron oxalate coating and Zn plating are applied to the metal-to-metal seal portion. In addition, when high lubrication is particularly required or when forming a chemical conversion film (for high alloy materials, Cu plating or MoS2 paste is used. However, in the case of the chemical conversion film and Zn plating, lubrication is Cu plating had the disadvantage that galling resistance was poor due to insufficient galling resistance, and galling occurred after only a few uses.Also, in the case of Cu plating, it corrodes significantly in environments such as hydrogen sulfide, so it has been developed in recent years. It was inappropriate to use it with high alloy materials that can withstand use in the corrosive environment that is currently used.Furthermore, when Mo32 paste is used, it is easy to peel off due to weak adhesion to the other material, and the seal There was a problem in that it was difficult to supply and adhere MoS2 paste to the parts, and high lubricity could not be obtained.

第1表は、耐ゴーリング性を評価する試験方法として、
タイト試験の場合とバウデン摩擦試験の場合を用い、シ
ュウ酸鉄とCuメッキを母材のメタル対メタルシール部
へ施した従来技術の試験結果を示すものである。母材は
第3表に示す二相ステンレス鋼である。尚、タイト試験
とは、実継手で締付−締戻しを繰り返し、ゴーリング発
生までの繰り返し回数を耐ゴーリング性として評価した
ものである。またバウデン摩擦試験は、バウデン摩擦試
験機によるゴーリング発生までの摺動回数を耐ゴーリン
グ性として評価したものである。バウデン摩擦試験の試
験条件は以下の通りである。
Table 1 shows the test methods for evaluating galling resistance.
This figure shows the test results of the prior art in which iron oxalate and Cu plating were applied to the metal-to-metal seal portion of the base material using the tight test and Bowden friction test. The base material is a duplex stainless steel shown in Table 3. It should be noted that the tight test is a test in which the actual joint is repeatedly tightened and untightened, and the number of repetitions until galling occurs is evaluated as galling resistance. In addition, the Bowden friction test evaluates the number of sliding movements until galling occurs using a Bowden friction tester as galling resistance. The test conditions for the Bauden friction test are as follows.

バウデン摩擦試験条件。Bowden friction test conditions.

ビン側の試験片 先端形状 :直径3/16インチの半球表面あらさ: 
 0.5 p mRmax以下プレート側の試験片 形状   =3寵X 15m x 100 tm表面あ
らさ=2〜35μmRmax 摺動条件 押付荷重 :3kgf 摺動長さ : 10n+ 摺動速変 :4tx/see 温度   =200℃ 潤滑剤  ニスレッドコンパウンドLog/rrfであ
る。
Shape of tip of test piece on bottle side: Hemisphere with diameter of 3/16 inch Surface roughness:
0.5p mRmax or less Test piece shape on plate side = 3cm x 15m x 100tm Surface roughness = 2 to 35μmRmax Sliding conditions Pressing load: 3kgf Sliding length: 10n+ Sliding speed variation: 4tx/see Temperature = 200 °C Lubricant Varnish Red Compound Log/rrf.

(以下余白、次頁へ続く) 第1表 この第1表からも明らかなように、シュウ酸鉄被膜をメ
タル対メタルシール部に形成する従来の技術は、タイト
試験及びバウデン試験のいずれにおいても耐ゴーリング
性が不十分である。それにCuメッキの場合は、充分な
耐ゴーリング性を示すものの腐蝕環境下での使用に耐え
得ないことは前述の通りである。
(Margins below, continued on next page) Table 1 As is clear from Table 1, the conventional technology for forming iron oxalate coatings on metal-to-metal seals has failed in both the tight test and Bowden test. Galling resistance is insufficient. In addition, in the case of Cu plating, although it exhibits sufficient galling resistance, it cannot withstand use in a corrosive environment, as described above.

また従来にあっては、Auメッキ等の貴金属メッキを施
すことで、腐蝕環境下での使用に耐え、且つ同時に耐ゴ
ーリング性を向上させることのできるものがある。然し
ながら、この場合には局部電池の作用により、母材自体
が腐蝕するという問題があった。
Furthermore, conventionally, by applying noble metal plating such as Au plating, some products can withstand use in corrosive environments and at the same time improve galling resistance. However, in this case, there was a problem in that the base material itself corroded due to the action of the local battery.

要するに、従来の油井管用管継手にあっては、耐ゴーリ
ング性、耐腐蝕性、母材としての材料の使用範囲の点で
充分に満足するものが得られていなかった。
In short, conventional pipe joints for oil country tubular goods have not been sufficiently satisfactory in terms of galling resistance, corrosion resistance, and range of use of materials as base materials.

〔問題点を解決するための手段〕 本発明は従来の油井管用管継手の前記欠点に鑑みてこれ
を改良除去したものであって、一般材質から高合金材料
までの広範囲の材質に対して使用可能で且つ腐蝕の心配
がな(、Cuメッキ並以上の高?12I滑が得られる耐
ゴーリング性に優れた油井管用管継手を提供せんとする
ものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention improves and eliminates the above-mentioned drawbacks of conventional pipe joints for oil country tubular goods, and can be used for a wide range of materials from general materials to high-alloy materials. It is an object of the present invention to provide a pipe joint for oil country tubular goods which has excellent galling resistance and is free from corrosion and has a high slip resistance of 12I, which is higher than that of Cu plating.

而して本発明の要旨は、メタル対メタルのシール部を有
する油井管用の管継手であって、前記メタル対メタルシ
ール部の少なくとも一方側の表面あらさを5〜25μm
Rmaxとし、該表面に粒径10μm以下のMoS2粉
末を20〜90wt%の割合で分散混合した合成樹脂の
被膜を前記表面あらさ以下の厚みで形成したことを特徴
とする油井管用管継手である。
The gist of the present invention is therefore a pipe joint for oil country tubular goods having a metal-to-metal seal portion, the surface roughness of at least one side of the metal-to-metal seal portion being 5 to 25 μm.
This is a pipe joint for oil country tubular goods, characterized in that the surface roughness is equal to or less than the surface roughness, and a synthetic resin coating is formed on the surface of the synthetic resin in which MoS2 powder with a particle size of 10 μm or less is dispersed and mixed at a ratio of 20 to 90 wt%.

以下に、本発明の構成を、図面を参照して更に詳細に説
明すると次のilりである。
The configuration of the present invention will be explained in more detail below with reference to the drawings.

第11!Iはカップリング式の油井管用管継手部分を示
す半縦断面図である。同図において、1は油井管、2は
カップリング、3は油井管1に形成された雄ねじ、4は
カップリング2に形成された雌ねじである。油井管1の
雄ねじ3の先端には、ねじ部の形成されてないテーパー
状のリップ部5が形成されている。またカップリング2
の雌ねじ3の奥部には、前記リップ部5に対応するテー
パー状のねじ熱部6が形成されている。前記リップ部5
と管端5a並びにねじ熱部6と段部6aがメタル対メタ
ルシール部7である。本発明は、該メタル対メタルシー
ル部7に、耐ゴーリング性、耐腐蝕性に優れ、広範囲の
材料に使用が可能な樹脂被膜を形成せんとするものであ
る。
11th! I is a half-longitudinal cross-sectional view showing a coupling type oil country tubular pipe joint part. In the figure, 1 is an oil country pipe, 2 is a coupling, 3 is a male thread formed in the oil country country pipe 1, and 4 is a female thread formed in the coupling 2. A tapered lip portion 5 without a threaded portion is formed at the tip of the male thread 3 of the oil country tubular goods 1. Also coupling 2
A tapered screw heating portion 6 corresponding to the lip portion 5 is formed at the inner part of the female thread 3 . Said lip portion 5
The tube end 5a, the screw heat section 6, and the stepped section 6a constitute a metal-to-metal seal section 7. The present invention aims to form a resin coating on the metal-to-metal seal portion 7, which has excellent galling resistance and corrosion resistance, and can be used with a wide range of materials.

ところで、一般に、樹脂被膜は非導電体であり、金属と
接しても局部電池を形成せず、塗布した母材の腐蝕に何
隻影響を与えるものではない、また樹脂自身は高分子で
あるため分解や変質が起こりにくいという性質を持って
いる。この特性は本発明の対象である油井管用管継手の
潤滑下地材として最通である。本発明者らは、樹脂被膜
に耐ゴーリング性を付与する実験を繰り返した結果、以
下の条件下であれば樹脂被膜がCuメッキと同等以上の
充分な耐ゴーリング性を発揮するということを見い出し
た。
By the way, in general, resin coatings are non-conductive and do not form local batteries even when they come into contact with metal, and do not affect the corrosion of the base material to which they are applied, and since the resin itself is a polymer, It has the property of being resistant to decomposition and deterioration. This property is most suitable as a lubricating base material for oil country tubular pipe joints, which is the object of the present invention. As a result of repeated experiments to impart galling resistance to resin coatings, the present inventors found that resin coatings exhibit sufficient galling resistance equivalent to or better than Cu plating under the following conditions. .

すなわち、 ■、被被膜形成する樹脂に添加するMoS2粉末の粒径
は10μm以下であること。
That is, (1) The particle size of the MoS2 powder added to the resin forming the coating must be 10 μm or less.

■、被被膜形成する樹脂は、MoS2粉末を20〜90
訂%含むものであること。
(2) The resin used to form the film is MoS2 powder at 20 to 90%
It must include the revised percentage.

■、母材のメタル対メタルシール部7は、表面粗さが最
大高さ5〜25μmRmaxになされでいること。
(2) The metal-to-metal seal portion 7 of the base material has a surface roughness of a maximum height of 5 to 25 μmRmax.

■、樹脂被膜の厚みは、前記表面あらさの最大高さ以下
であること。
(2) The thickness of the resin coating shall be less than or equal to the maximum height of the surface roughness.

である。It is.

第2図は、上記条件の下でメタル対メタルシール部7の
リップ部5へ、樹脂液lIw8を形成した場合の拡大断
面図である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view when the resin liquid lIw8 is formed on the lip portion 5 of the metal-to-metal seal portion 7 under the above conditions.

次に、前記条件の限定理由並びに該固定理由を見い出す
に至った実験方法について第3図乃至第5図を参照して
説明する。なお、いずれの場合もバウデン摩擦試験に用
いる材料は、第3表に示す二相ステンレス鋼(第1表の
従来の場合と同じ)である。また第3図及び第4図の場
合において、バウデン摩擦試験に用いるプレートの表面
あらさば15μaR+saxであり、被膜厚は10μm
である。前記表面あらさば、サンドブラスト又はショツ
トブラスト等で形成すればよい。
Next, the experimental method used to discover the reason for limiting the conditions and the reason for fixing them will be explained with reference to FIGS. 3 to 5. In both cases, the material used for the Bauden friction test is duplex stainless steel shown in Table 3 (same as in the conventional case shown in Table 1). In the case of Figures 3 and 4, the surface roughness of the plate used for the Bauden friction test is 15μaR+sax, and the coating thickness is 10μm.
It is. The surface roughness may be formed by sandblasting, shotblasting, or the like.

先ず、MoS2粉末の粒径を限定した理由であるが、こ
れは第3図に示す通りである。ところで、この場合のM
oS2粉末の添加量は70−t%、基材樹脂は低分子エ
ポキシ樹脂である。その他の条件は上述の通りである。
First, the reason for limiting the particle size of the MoS2 powder is as shown in FIG. By the way, M in this case
The amount of oS2 powder added was 70-t%, and the base resin was a low molecular weight epoxy resin. Other conditions are as described above.

この第3図から明らかなことは、粒径は10μmを境に
して大きくなると耐ゴーリング性が急激に低下し、摩擦
時の粒子の剥離量は逆に急激に増大するということであ
る。従って、MO32粉末の粒径は10μm以下が好ま
しいものである。
What is clear from FIG. 3 is that as the particle size increases beyond 10 μm, the galling resistance rapidly decreases, and the amount of particles peeled off during friction increases rapidly. Therefore, the particle size of the MO32 powder is preferably 10 μm or less.

次に、MO32$5)末の混合割合を限定した理由につ
いて、第4図を参照して説明する。この第4図は、シリ
コン樹脂(分子量約2000) 、低分子エポキシ樹脂
(分子量約20.000) 、ポリエーテルサルホンを
基材としての樹脂としている。試験方法は、それぞれの
樹脂について、平均粒径6μm (粒径分布幅3〜10
μm)のMoS2粉末を10〜’115wt%の範囲内
で適宜変更して添加し、これを各含有率それぞれについ
てバウデン摩擦試験を行って耐ゴーリング性を比較した
。その他の試験条件は前述の通りである。この第4図の
結果から明らかなことは、いずれの樹脂の場合もMoS
2粉末の含有量が15wt%以下では耐ゴーリング性が
低いということである。また耐ゴーリング性は、20−
t%を境として急激に」二昇し、90−t%以上で再び
急激に低下している。特に、ポリエーテルサルホン、低
分子エポキシ樹脂の場合は、いずれもMoS2粉末の含
有量が20〜90iv t%の範囲内で、Cuメッキの
場合の耐ゴーリング性(150)以上となっている。
Next, the reason for limiting the mixing ratio of MO32$5) powder will be explained with reference to FIG. In FIG. 4, silicone resin (molecular weight approximately 2000), low molecular weight epoxy resin (molecular weight approximately 20,000), and polyether sulfone are used as base resins. The test method was to use an average particle size of 6 μm (particle size distribution width of 3 to 10 μm) for each resin.
[mu]m) MoS2 powder was added in a range of 10 to 115 wt% as appropriate, and a Bowden friction test was conducted for each content to compare galling resistance. Other test conditions were as described above. What is clear from the results shown in Figure 4 is that for any resin, MoS
If the content of the two powders is 15 wt% or less, the galling resistance is low. In addition, the galling resistance is 20-
It rises sharply after reaching t%, and then drops sharply again above 90-t%. In particular, in the case of polyether sulfone and low molecular weight epoxy resin, the content of MoS2 powder is within the range of 20 to 90 iv t%, and the galling resistance is higher than that of Cu plating (150).

尚、このようにMoS2粉末を添加すると急激に耐ゴー
リング性が向上し、Cuメッキと同等以上の潤滑を示す
樹脂として、他にもエポキシフェノール樹脂(分子量1
000〜3000) 、アクリル樹脂(分子量2000
〜5000) 、ウレタン化部(分子量3000〜10
000 ) 、フェルール樹脂(分子量2000〜50
00) 。
In addition, when MoS2 powder is added in this way, the galling resistance improves rapidly, and epoxy phenol resin (molecular weight 1
000-3000), acrylic resin (molecular weight 2000
~5000), urethanized part (molecular weight 3000~10
000), ferrule resin (molecular weight 2000-50
00).

レゾルシンエポキシ樹脂(分子量20000〜5000
0)、ポリアミド樹脂(ナイロン66)、ポリオキシベ
ンゾイル(エコノール)、ポリイミド樹脂、イソシアネ
ート樹脂等の樹脂が確認された。またこれらの樹脂であ
っても、Cuメッキと同等以上の耐ゴーリング性を得る
ために必要なMO52粉末の含有量はいずれの樹脂とも
共通しており、略々20〜90wt%であった。
Resorcinol epoxy resin (molecular weight 20,000-5,000
Resins such as 0), polyamide resin (nylon 66), polyoxybenzoyl (Econol), polyimide resin, and isocyanate resin were confirmed. Moreover, even with these resins, the content of MO52 powder required to obtain galling resistance equivalent to or higher than that of Cu plating was common to all resins, and was approximately 20 to 90 wt%.

ところで、MoS2は潤滑性の良好な固体潤滑剤として
公知であり、この添加量が増えた場合には潤滑性の向上
が得られるのは当然であるかの如く考えられている。然
しなから、第4図の実験によれば、シリコン樹脂の場合
と、ポリエーテルサルホン及び低分子エポキシ樹脂でM
oS2の含有量が90−t%を越えた場合とにあっては
、耐ゴーリング性が極めて低いという結果である。これ
は、いずれもMoS2粉末を含有してなる樹脂被膜の密
着性が低く、摩擦試験時に剥離を生じたためである。
By the way, MoS2 is known as a solid lubricant with good lubricity, and it is considered as a matter of course that when the amount added increases, the lubricity improves. However, according to the experiment shown in Figure 4, M
When the oS2 content exceeds 90-t%, the galling resistance is extremely low. This is because the adhesion of the resin coating containing MoS2 powder was low in both cases, and peeling occurred during the friction test.

従って、このMO52粉末を混合してなる合成樹脂を1
fJif)剤として使用する技術のみでは、目的を達成
できないことが明らかである。
Therefore, 1 synthetic resin made by mixing this MO52 powder
It is clear that the technology used as fJif agent alone cannot achieve the objective.

次に母材(リップ部5)の表面あらさと樹脂被膜の厚み
を限定した理由について、第5図を参照して説明する。
Next, the reason for limiting the surface roughness of the base material (lip portion 5) and the thickness of the resin coating will be explained with reference to FIG.

この場合のMoS2粉末の添加量は70−t%、平均粒
径は6μm (分布幅3〜10μl11)。
In this case, the amount of MoS2 powder added was 70-t%, and the average particle size was 6 μm (distribution width 3 to 10 μl11).

基材としての樹脂は低分子エポキシ樹脂である。The resin used as the base material is a low molecular weight epoxy resin.

試験はバウデン摩擦試験であり、母材としての二相ステ
ンレス鋼のプレートの表面あらさを、2〜35μmRm
axに門整し、それぞれについて前記混合割合の樹脂を
被膜厚み3〜30μmに塗布して行った。
The test is a Bauden friction test, and the surface roughness of the duplex stainless steel plate as the base material is 2 to 35 μmRm.
ax, and each resin was coated with the above-mentioned mixing ratio to a film thickness of 3 to 30 μm.

この第5図から明らかなことは、被膜厚みが3μmの場
合は、表面あらさに拘わらず低い耐ゴーリング性を示し
ている。これは潤滑不足が原因である。また被膜厚み5
μmでは、母材の表面あらさが5〜25μm Rmax
の範囲で耐ゴーリング性がCuメッキと同等以上となっ
ている。注目すべきは、被膜厚み10μmでは表面あら
さが10μm以上のとき、被膜厚み20.cImでは表
面あらさが20μm以上のときに、Cuメッキと同等以
上となっていることである。つまり、表面あらさが被膜
厚みよりも大であるとき(被膜厚みが表面あらさよりも
小であるとき)に、Cuメッキと同等以上の耐ゴーリン
グ性を示しているということである。これは樹脂被膜の
厚みと表面あらさとが密接に関係していることを示すと
同時に、母材の表面あらさよりも樹脂被膜の厚みを薄く
して、被膜表面に母材の表面あらさの影響が多少残る程
度の微小かつ緩やかな凹凸をとどめるようにするのがよ
いことを示すものである。
What is clear from FIG. 5 is that when the coating thickness is 3 μm, the galling resistance is low regardless of the surface roughness. This is due to lack of lubrication. Also, the coating thickness is 5
In μm, the surface roughness of the base material is 5 to 25 μm Rmax
Within this range, the galling resistance is equal to or higher than that of Cu plating. What should be noted is that when the coating thickness is 10 μm and the surface roughness is 10 μm or more, the coating thickness is 20 μm. In cIm, when the surface roughness is 20 μm or more, it is equivalent to or better than Cu plating. In other words, when the surface roughness is larger than the coating thickness (when the coating thickness is smaller than the surface roughness), it exhibits galling resistance equal to or higher than that of Cu plating. This shows that the thickness of the resin coating and the surface roughness are closely related, and at the same time, by making the thickness of the resin coating thinner than the surface roughness of the base material, the effect of the surface roughness of the base material on the coating surface is reduced. This indicates that it is better to keep small and gentle unevenness to a certain extent.

すなわち、被膜厚さを表面あらさより薄くし、被膜表面
に微細な凹凸を設けておくと、実際の締結作業時に通常
使用するn滑剤(スレッドコンパランド)が凹部に充填
される状態となり、潤滑剤を介して摩擦面が接触するた
めの被膜と潤滑剤の相乗作用とにより良好な潤滑性が得
られるということを意味する。それに、被膜厚みが表面
あらさより厚くなると(第2図の鎖線参照)、被膜の表
面は平滑面となり、潤滑剤が容易にしごき取られ、潤滑
剤との相乗作用による良好な潤滑性が得られなくなるだ
けでなく、被膜の摩耗や剥離を起こし易くなり、潤滑作
用を持続し難くなるということをも意味するものである
In other words, if the coating thickness is made thinner than the surface roughness and fine irregularities are provided on the coating surface, the lubricant (thread comparand) normally used during actual fastening work will be filled into the recesses, and the lubricant will This means that good lubricity is obtained due to the synergistic effect of the coating and the lubricant because the friction surfaces come into contact with each other through the . In addition, when the film thickness is thicker than the surface roughness (see the chain line in Figure 2), the surface of the film becomes smooth, the lubricant is easily squeezed out, and good lubricity is obtained due to the synergistic effect with the lubricant. This means that not only does it disappear, but the coating becomes more prone to wear and peeling, making it difficult to maintain its lubricating effect.

ところで、母材の表面あらさば25μmRmax以上で
は気密的シール性が損なわれることは公知である。従っ
て、母材(リップ部5)の表面あらさば、5〜25μm
Rmaxが適当となり、樹脂被膜の厚みも5〜25μ、
 −1)<適当となる。
By the way, it is known that airtight sealability is impaired if the surface roughness of the base material exceeds 25 μmRmax. Therefore, the surface roughness of the base material (lip portion 5) is 5 to 25 μm.
Rmax is appropriate, and the thickness of the resin coating is 5 to 25μ.
-1) <Appropriate.

上述の検討結果から、本発明の目的達成のためには前述
の■乃至0項に記載した条件を満足する必要のあること
が明らかである。
From the above study results, it is clear that in order to achieve the object of the present invention, it is necessary to satisfy the conditions described in items 1 to 0 above.

〔実施例〕〔Example〕

次に、具体的な実施例を第2表及び第3表に基づいて説
明する。第2表は本発明の場合と従来技術の場合とを比
較したものであり、第3表は第2表における母材の材質
を示すものである。なお、耐ゴーリング性の評価はバウ
デン摩擦試験で行い、従来のCuメッキの場合の150
を平均的指数とし、それ以上の場合は良、それ以下の場
合は不良と判定した。
Next, specific examples will be described based on Tables 2 and 3. Table 2 compares the case of the present invention and the case of the prior art, and Table 3 shows the materials of the base materials in Table 2. The galling resistance was evaluated using the Bowden friction test, and the galling resistance was 150% compared to conventional Cu plating.
was taken as the average index, and if it was higher than that, it was determined to be good, and if it was lower than that, it was determined to be poor.

c以下余白、次頁へ続く) 上記第2表から明らかなように、本発明の場合の耐ゴー
リング性は、いずれも従来のCuメッキの場合の耐ゴー
リング性150を上回っており、非常に優れている。
As is clear from Table 2 above, the galling resistance of the present invention exceeds the galling resistance of 150 for conventional Cu plating, and is extremely excellent. ing.

ところで、本発明は上述の実施例に限定されるものでは
なく、適宜の変更が可能である0例えば継手はカップリ
ング式の他に油井管と油井管とを直接連結するインテグ
ラル式の継手であってもよい、また母材への表面あらさ
の形成並びにこの凹凸面へのMoS2粉末を添加した樹
脂被膜の形成は、雄ねじが刻設されたリップ部5でなく
ても、雌ねじ側のねじ熱部6であってもよいことは当然
である。
By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified as appropriate. For example, the joint may be of a coupling type or an integral type joint that directly connects oil country tubular goods and oil country country tubular goods. In addition, the formation of surface roughness on the base material and the formation of a resin film added with MoS2 powder on this uneven surface can be performed even if the lip part 5 is not carved with a male thread, and the thread heat on the female thread side can be formed. Of course, it may be part 6.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明にあっては、一般材質から高
合金材料までの広範囲の材質に対して使用でき、且つ腐
蝕環境下での腐蝕の心配もなく、またCuメッキ並以上
の高潤滑が得られる耐ゴーリング性に優れた油井管を提
供することが可能である。
As explained above, the present invention can be used for a wide range of materials from general materials to high-alloy materials, has no fear of corrosion in corrosive environments, and has high lubricity superior to that of Cu plating. It is possible to provide oil country tubular goods with excellent galling resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面はいずれも本発明に係るものであり、第1図はカッ
プリング式管継手の半縦断面図、第2図はそのリップ部
の拡大図面、第3図はMoS2粉末の粒子径と耐ゴーリ
ング性との関係を示す図面、第4図はMoS2粉末含有
量と耐ゴーリング性の関係を示す図面、第5図は母材表
面あらさと耐ゴーリング性の関係を示す図面である。 7・・・メタル対メタルシール部 l・・・油井管     2・・・カップリング特許出
願人   住友金属工業株式会社代 理 人   弁理
士 内田敏彦 第3ス =:::閣濁セ 第5図
The drawings are all related to the present invention; Fig. 1 is a half-longitudinal cross-sectional view of a coupling-type pipe joint, Fig. 2 is an enlarged view of the lip portion thereof, and Fig. 3 is a particle size of MoS2 powder and galling resistance. FIG. 4 is a drawing showing the relationship between MoS2 powder content and galling resistance, and FIG. 5 is a drawing showing the relationship between base material surface roughness and galling resistance. 7...Metal-to-metal seal portion l...Oil country tubular goods 2...Coupling patent applicant Sumitomo Metal Industries Co., Ltd. Representative Patent attorney Toshihiko Uchida 3rd page=:::Kakudaku page 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、メタル対メタルのシール部を有する油井管用の管継
手であって、前記メタル対メタルシール部の少なくとも
一方側の表面あらさを5〜25μmRmaxとし、該表
面に粒径10μm以下のMoS_2粉末を20〜90W
t%の割合で分散混合した合成樹脂の被膜を前記表面あ
らさ以下の厚みで形成したことを特徴とする油井管用管
継手。
1. A pipe joint for oil country tubular goods having a metal-to-metal seal, wherein the surface roughness of at least one side of the metal-to-metal seal is 5 to 25 μmRmax, and 20 μm of MoS_2 powder with a particle size of 10 μm or less is applied to the surface. ~90W
1. A pipe joint for oil country tubular goods, characterized in that a coating of synthetic resin dispersed and mixed at a ratio of t% is formed with a thickness equal to or less than the surface roughness.
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