(57)【要約】【課題】端部の完全ねじ部に黒皮が残らないようにする。【解決手段】油井管１の端部をねじ切削するに際し、チャック装置２，３から油井管端面までの突き出し長さＬと、油井管１の外径Ｄとの比Ｌ／Ｄが、外径Ｄが８８．９mm未満で、肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、３．０以上、４．５以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合は２．５以上、３．５以下、外径Ｄが８８．９mm以上、１３９．７mm以下で、ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、２．０以上、３．５以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合は１．５以上、３．５以下、外径Ｄが１３９．７mmを超え、ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、１．５以上、２．５以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合は１．０以上、２．５以下の位置で保持してねじ切削する。【効果】先端部の曲がりや、大きな圧力で保持されて楕円形状となった場合でも、端部の加工精度が良くなり、完全ねじ部に黒皮が残ることがない。【選択図】図１
2008238358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺管材の端部を加工するに際し、
長尺管材を保持するチャックから加工する長尺管材の端面までの突き出し長さＬと、長尺管材の外径Ｄとの比Ｌ／Ｄが、
長尺管材の外径Ｄが８８．９mm未満で、長尺管材の肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、３．０以上、４．５以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合は２．５以上、３．５以下、
の位置で保持して加工することを特徴とする長尺管材の端部加工方法。
【請求項２】
長尺管材の端部を加工するに際し、
長尺管材を保持するチャックから加工する長尺管材の端面までの突き出し長さＬと、長尺管材の外径Ｄとの比Ｌ／Ｄが、
長尺管材の外径Ｄが８８．９mm以上、１３９．７mm以下で、前記ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、２．０以上、３．５以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合は１．５以上、３．５以下、
の位置で保持して加工することを特徴とする長尺管材の端部加工方法。
【請求項３】
長尺管材の端部を加工するに際し、
長尺管材を保持するチャックから加工する長尺管材の端面までの突き出し長さＬと、長尺管材の外径Ｄとの比Ｌ／Ｄが、
長尺管材の外径Ｄが１３９．７mmを超え、前記ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、１．５以上、２．５以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合は１．０以上、２．５以下、
の位置で保持して加工することを特徴とする長尺管材の端部加工方法。
【請求項４】
長尺管材の端部を加工するに際し、
長尺管材を保持するチャックから加工する長尺管材の端面までの突き出し長さＬと、長尺管材の外径Ｄとの比Ｌ／Ｄが、
長尺管材の外径Ｄが８８．９mm未満で、長尺管材の肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、３．０以上、４．５以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合は２．５以上、３．５以下、
前記外径Ｄが８８．９mm以上、１３９．７mm以下で、前記ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、２．０以上、３．５以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合は１．５以上、３．５以下、
前記外径Ｄが１３９．７mmを超え、前記ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、１．５以上、２．５以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合は１．０以上、２．５以下、
の位置で保持して加工することを特徴とする長尺管材の端部加工方法。
【請求項５】
長尺管材の端部を加工するに際し、
長尺管材を保持するフローティングチャックから加工する長尺管材の端面までの突き出し長さをＬ、芯合せ用のポジショニングチャックから前記長尺管材の端面までの突き出し長さをＬ’、長尺管材の外径をＤとした場合、
長尺管材の外径Ｄが８８．９mm未満で、長尺管材の肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、Ｌ／Ｄが３．０以上で、Ｌ’／Ｄが３．０以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合はＬ／Ｄが２．５以上で、Ｌ’／Ｄが３．０以下、
の位置で保持して加工することを特徴とする長尺管材の端部加工方法。
【請求項６】
長尺管材の端部を加工するに際し、
長尺管材を保持するフローティングチャックから加工する長尺管材の端面までの突き出し長さをＬ、芯合せ用のポジショニングチャックから前記長尺管材の端面までの突き出し長さをＬ’、長尺管材の外径をＤとした場合、
長尺管材の外径Ｄが８８．９mm以上、１３９．７mm以下で、前記ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、Ｌ／Ｄが２．０以上で、Ｌ’／Ｄが２．０以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合はＬ／Ｄが１．５以上で、Ｌ’／Ｄが２．０以下、
の位置で保持して加工することを特徴とする長尺管材の端部加工方法。
【請求項７】
長尺管材の端部を加工するに際し、
長尺管材を保持するフローティングチャックから加工する長尺管材の端面までの突き出し長さをＬ、芯合せ用のポジショニングチャックから前記長尺管材の端面までの突き出し長さをＬ’、長尺管材の外径をＤとした場合、
長尺管材の外径Ｄが１３９．７mmを超え、前記ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、Ｌ／Ｄが１．５以上で、Ｌ’／Ｄが１．５以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合はＬ／Ｄが１．０以上で、Ｌ’／Ｄが１．５以下、
の位置で保持して加工することを特徴とする長尺管材の端部加工方法。
【請求項８】
長尺管材の端部を加工するに際し、
長尺管材を保持するフローティングチャックから加工する長尺管材の端面までの突き出し長さをＬ、芯合せ用のポジショニングチャックから前記長尺管材の端面までの突き出し長さをＬ’、長尺管材の外径をＤとした場合、
長尺管材の外径Ｄが８８．９mm未満で、長尺管材の肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、Ｌ／Ｄが３．０以上で、Ｌ’／Ｄが３．０以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合はＬ／Ｄが２．５以上で、Ｌ’／Ｄが３．０以下、
前記外径Ｄが８８．９mm以上、１３９．７mm以下で、前記ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、Ｌ／Ｄが２．０以上で、Ｌ’／Ｄが２．０以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合はＬ／Ｄが１．５以上で、Ｌ’／Ｄが２．０以下、
前記外径Ｄが１３９．７mmを超え、前記ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、Ｌ／Ｄが１．５以上で、Ｌ’／Ｄが１．５以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合はＬ／Ｄが１．０以上で、Ｌ’／Ｄが１．５以下、
の位置で保持して加工することを特徴とする長尺管材の端部加工方法。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれかに記載の長尺管材の端部加工方法の実施に適したフローティングチャック装置であって、
ポジショニングチャックの芯合せ位置が、フローティングチャックから２００mm以下の位置に存在することを特徴とするフローティングチャック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばメタルシール部を有する油井管の端部に継手用のねじを高精度に切削加工する方法及びこの方法の実施に適したフローティングチャック装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば油井管は、カップリング接続して使用されるが、管端部に施される継手用のねじには気密性が要求される。従って、そのねじを切削加工するに際しては、図３に示すように、完全ねじ部１ａに切削加工が施されていない黒皮１ｂが残ることは許されず、高い加工精度が要求される。なお、図３中の１は管端部にねじ加工が施された油井管、１ｃは不完全ねじ部、１ｄは完全ねじ部１ａと不完全ねじ部１ｃの境界位置を示す。
【０００３】
この油井管へのねじ加工は、管端近傍を保持したチャックを回転させることによって油井管を回転させ、回転させた油井管の端部に、油井管との相対位置の制御が可能な切削工具を当接させることで行っている。
【０００４】
ところで、油井管は、その長さが約１０mと長く、また、チュービングと称される外径が１１４mm以下の小径のものも存在する。このような長尺の油井管の場合、長手方向に若干の曲がりが存在し、また管端部に設ける継手用のねじは、ねじ部の長さが長くなる。従って、油井管の芯出しを精度良く行わないと、加工精度が悪くなる。
【０００５】
そこで、例えば図４に示すようなフローティングチャック装置２を用いることが多くなってきている。このフローティングチャック装置２では、まず、完全ねじ部１ａと不完全ねじ部１ｃの境界位置１ｄでポジショニングチャック２ａの芯合せを行う。その後、前記境界位置１ｄよりも管中央部側をフローティングチャック２ｂで保持して、ポジショニングチャック２ａを開放することにより、油井管の保持が行われる。
【特許文献１】特開昭５９−２０１７２０号公報
【０００６】
このフローティングチャック装置を用いた場合、一般的なチャックを用いる場合よりも管端部側で芯合せを行うので、油井管の芯出し精度が良くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、如何に芯出し精度を良くしても、管端部側の曲がりにより、加工された完全ねじ部に黒皮が残る場合があった。また、油井管の回転時、チャックには開く方向に遠心力が作用するので、ある程度保持圧力を大きくする必要があるが、この大きな圧力で保持された油井管は保持部近傍では楕円形状となり、この楕円形状部が完全ねじ部に及んだ場合も黒皮が残る。
【０００８】
本発明が解決しようとする問題点は、従来の長尺管材の端部加工では、如何に芯出し精度を良くしても、例えばねじを切削加工する場合には、加工された完全ねじ部に黒皮が残る場合があるという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の長尺管材の端部加工方法は、
例えば端部にねじを切削加工する場合には、完全ねじ部に黒皮が残ることがないようにするために、
長尺管材の端部を加工するに際し、
(1) 通常のチャック装置を使用する場合は、
長尺管材を保持するチャックから加工する長尺管材の端面までの突き出し長さＬと、長尺管材の外径Ｄとの比Ｌ／Ｄが、
長尺管材の外径Ｄが８８．９mm未満で、長尺管材の肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、３．０以上、４．５以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合は２．５以上、３．５以下、
前記外径Ｄが８８．９mm以上、１３９．７mm以下で、前記ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、２．０以上、３．５以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合は１．５以上、３．５以下、
前記外径Ｄが１３９．７mmを超え、前記ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、１．５以上、２．５以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合は１．０以上、２．５以下、
(2) フローティングチャック装置を使用する場合は、
長尺管材を保持するフローティングチャックから加工する長尺管材の端面までの突き出し長さをＬ、芯合せ用のポジショニングチャックから前記長尺管材の端面までの突き出し長さをＬ’、長尺管材の外径をＤとした場合、
長尺管材の外径Ｄが８８．９mm未満で、長尺管材の肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、Ｌ／Ｄが３．０以上で、Ｌ’／Ｄが３．０以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合はＬ／Ｄが２．５以上で、Ｌ’／Ｄが３．０以下、
前記外径Ｄが８８．９mm以上、１３９．７mm以下で、前記ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、Ｌ／Ｄが２．０以上で、Ｌ’／Ｄが２．０以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合はＬ／Ｄが１．５以上で、Ｌ’／Ｄが２．０以下、
前記外径Ｄが１３９．７mmを超え、前記ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、Ｌ／Ｄが１．５以上で、Ｌ’／Ｄが１．５以下、ｔ／Ｄが０．０７を超える場合はＬ／Ｄが１．０以上で、Ｌ’／Ｄが１．５以下、
の位置で保持して加工することを最も主要な特徴としている。
【００１０】
フローティングチャック装置を使用する場合の本発明の長尺管材の端部加工方法では、ポジショニングチャックの芯合せ位置が、フローティングチャックから２００mm以下の位置に存在する、本発明のフローティングチャック装置を使用することが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、長尺管材の端部を加工するに際し、長尺管材のチャックからの突き出し長さを最適な範囲に規定するので、先端部の曲がりや、大きな圧力で保持されて楕円形状となった場合でも、端部の加工精度が良くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に至るまでの過程と、本発明の最良の形態例を、通常のチャックについて説明する図１と、フローティングチャックについて説明する図２に基づいて説明する。
【００１３】
発明者は、油井管の端部にねじを切削加工する場合に、フローティングチャック装置を使用して芯出し精度を良くしても、完全ねじ部に黒皮が残る場合があることの原因について考察を行った。
【００１４】
完全ねじ部に黒皮が残る原因は、油井管の端部側の曲がりに起因する振れ回りと、ねじを切削する際に、チャック装置による保持部分が保持圧力によって楕円形状に変形することである。なお、端部側の曲がりによって発生する黒皮部分は管端面側に発生する一方、チャックの保持圧力による変形によって発生する黒皮部分は図３に示すように保持部側に発生する。
【００１５】
このうち、管端部の振れ回りは、油井管の端面から油井管を保持するチャック装置の端面までの距離（突き出し長さ）Ｌを小さくすることによって抑制することができる。一方、チャック装置による保持圧力は、低すぎると保持力が低下して加工時にビビリが発生するので、保持圧力による変形はある程度避けられず、管径が大きくなるほど、また肉厚が薄くなるほど大きくなって、その変形が加工部に及ぼす影響が大きくなる。
【００１６】
発明者は、このような観点から、加工条件を種々変更して実験を行なった結果、通常のチャック装置を使用する場合において、油井管の端面からチャック装置の端面までの距離Ｌと油井管の外径Ｄとの比Ｌ／Ｄに最適の範囲があることを見出した。
【００１７】
また、発明者は、フローティングチャック装置を使用する場合においても、油井管の端面からフローティングチャックの端面までの距離Ｌ及び油井管の端面からポジショニングチャックまでの距離Ｌ’と油井管の外径Ｄとの比Ｌ／Ｄ及びＬ’／Ｄに最適の範囲があることを見出した。
【００１８】
本発明は、以上の知見に基づいてなされたものであり、通常のチャック装置の場合と、フローティングチャック装置の場合について説明する。
【００１９】
図１は通常のチャック装置を使用する場合における本発明の長尺管材の端部加工方法の一例について説明する図であり、ねじ切り機によって、油井管１の一方側端部に所定のねじを切削する場合を示している。
【００２０】
３はねじ切り機に設けられた通常のチャック装置であり、油井管１の端部に所定のねじを切削する際に、当該油井管１の端部側を、所定の間隔例えば２０００〜２５００mmを存してフロントチャック３ａとリアチャック（図示せず）とで保持するものである。
【００２１】
なお、チャック装置３よって保持された油井管１の一方側端部には、所定のねじ加工を施すべく、油井管１に対する相対位置の制御が可能なバイトが配置されていることは言うまでもない。
【００２２】
このような通常のチャック装置３で端部を保持して、油井管１の端部にねじを切削するに際し、本発明では、前記突き出し長さＬと外径Ｄの比Ｌ／Ｄが、以下の範囲となる位置で保持してねじ切削を行うことを特徴としているのである。
【００２３】
（油井管１の外径Ｄが８８．９mm未満の場合）
肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、３．０以上、４．５以下
肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄが０．０７を超える場合は、２．５以上、３．５以下
【００２４】
（油井管１の外径Ｄが８８．９mm以上、１３９．７mm以下の場合）
肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、２．０以上、３．５以下
肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄが０．０７を超える場合は、１．５以上、３．５以下
【００２５】
（油井管１の外径Ｄが１３９．７mmを超える場合）
肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、１．５以上、２．５以下
肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄが０．０７を超える場合は、１．０以上、２．５以下
【００２６】
上記通常のチャック装置３に代えて、フローティングチャック装置２を使用する場合の例を図２に示す。この場合は、油井管１の端面からフローティングチャック２ｂの端面までの距離Ｌ及び油井管１の端面からポジショニングチャック２ａまでの距離Ｌ’と油井管１の外径Ｄとの比Ｌ／Ｄ及びＬ’／Ｄが、以下の範囲となる位置で保持する。
【００２７】
（油井管１の外径Ｄが８８．９mm未満の場合）
肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、Ｌ／Ｄが３．０以上で、Ｌ’／Ｄが３．０以下
肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄが０．０７を超える場合は、Ｌ／Ｄが２．５以上で、Ｌ’／Ｄが３．０以下
【００２８】
（油井管１の外径Ｄが８８．９mm以上、１３９．７mm以下の場合）
肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、Ｌ／Ｄが２．０以上で、Ｌ’／Ｄが２．０以下
肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄが０．０７を超える場合は、Ｌ／Ｄが１．５以上で、Ｌ’／Ｄが２．０以下
【００２９】
（油井管１の外径Ｄが１３９．７mmを超える場合）
肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄが０．０７以下の場合は、Ｌ／Ｄが１．５以上で、Ｌ’／Ｄが１．５以下
肉厚ｔと外径Ｄとの比ｔ／Ｄが０．０７を超える場合は、Ｌ／Ｄが１．０以上で、Ｌ’／Ｄが１．５以下
【００３０】
本発明において、油井管１の外径Ｄや肉厚ｔによって、突き出し長さＬ，Ｌ’と外径Ｄの比Ｌ／Ｄ，Ｌ’／Ｄの最適範囲を変えているのは、外径Ｄが大きくなるほど、また肉厚ｔが薄くなるほどチャック装置２，３の保持圧力による変形量が大きくなり、変形部が加工範囲に及ぶようになるからである。
【００３１】
また、本発明において、突き出し長さＬ，Ｌ’と外径Ｄの比Ｌ／Ｄ，Ｌ’／Ｄを前記範囲内としているのは、以下の理由によるものである。
すなわち、下限値未満の場合には、フロントチャック３ａやフローティングチャック２ｂで保持した際に、保持圧力による変形がねじ切削する完全ねじ部に及び、完全ねじ部に黒皮が残ることになるからである。一方、上限値を超えた場合には、油井管１の端部曲がりの影響で、切削した完全ねじ部に黒皮が残ることになるからである。
【００３２】
このような本発明のうち、フローティングチャック装置２を使用する場合には、ポジショニングチャック２ａの芯合せ位置が、フローティングチャック２ｂから２００mm以下の位置に存在するフローティングチャック装置２を使用することが望ましい。これが本発明のフローティングチャック装置である。
【００３３】
本発明において、ポジショニングチャック２ａの芯合せ位置が、フローティングチャック２ｂから２００mm以下の位置で行うようなフローティングチャック装置２とするのは、以下の理由によるものである。
【００３４】
すなわち、２００mmを超えた場合は、油井管１の先端曲がりが大きい場合に、フローティングチャック２ｂの振れ回りが大きくなってフローティングチャック装置２の振動が大きくなり、最大回転数を低下させなければならなくなるからである。
【００３５】
本発明の効果を確認するために、発明者は、外径が７３．０mm〜１７７．８mmの油井管（原管の管端曲がりは３００mm当たり３．０mm以下）を、図１及び図２に示したチャック装置２，３を用いて保持し、その管端部にＡＰＩねじを切削した。
【００３６】
その結果の一例を下記表１〜表４に示す。なお、表１及び表２は通常のチャック装置３を使用した場合、表３及び表４はフローティングチャック装置２を用いた場合の結果である。
【００３７】
【表１】
2008238358.tif 000003
【００３８】
【表２】
2008238358.tif 000004
【００３９】
【表３】
2008238358.tif 000005
【００４０】
【表４】
2008238358.tif 000006
【００４１】
上記表１〜表４における実験を行った際の保持圧力は、小さすぎると保持力が低下して加工時にビビリが発生するので、ビビリが発生せず、かつ変形量が大きくならないように、２０〜４０kgf／cm2の範囲内で調整した。
【００４２】
評価は、切削後、完全ねじ部に発生した黒皮部分が５％以上、楕円不良が５％以上のときに×、黒皮部分、楕円不良が５％未満のときは○とした。
上記表１〜表４より、本発明によれば、曲がりや楕円変形が抑制され、黒皮部分や楕円不良の発生が５％未満に抑制できることが分かる。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示された技術的思想の範疇であれば、適宜変更可能なことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上の本発明は、油井管の端部にねじを切削加工する装置に限らず、長尺管材の端部を加工するものであればどのような加工装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】通常のチャック装置を用いて端部を保持した本発明の長尺管材の端部加工方法の一例について説明する図である。
【図２】フローティングチャック装置を用いて端部を保持した本発明の長尺管材の端部加工方法の一例について説明する図である。
【図３】長尺管材の端部にねじ切削を施した場合の、黒皮不良を説明する図である。
【図４】フローティングチャック装置を用いた芯出しを説明する図である。
【符号の説明】
【００４６】
１    油井管
２    フローティングチャック装置
３    チャック装置
【図１】
2008238358.tif 000007
【図２】
2008238358.tif 000008
【図３】
2008238358.tif 000009
【図４】
2008238358.tif 000010