油井用金属管

技术领域

本公开涉及一种油井用金属管，进一步详细而言涉及一种形成有螺纹接头的油井用金属管。

背景技术

为了开采油田、天然气田(以下，将油田和天然气田统称为“油井”)，使用油井用金属管。具体而言，在油井开采地，根据油井的深度来连结多个油井用金属管，形成套管、油管所代表的油井管连结体。油井管连结体通过将在油井用金属管的端部形成的螺纹接头彼此螺纹紧固而形成。存在对油井管连结体实施检查的情况。在实施检查的情况下，将油井管连结体拉起，将螺纹接头螺纹拧松。然后，检查被螺纹拧松而从油井管连结体拆掉的油井用金属管。检查后，再次螺纹紧固油井用金属管的螺纹接头，作为油井管连结体的一部分而再次使用。

油井用金属管具备管主体，该管主体包括第1端部和第2端部。管主体包括在第1端部形成的公扣和在第2端部形成的母扣。公扣在管主体的第1端部的外周面具有包括外螺纹部的公扣接触表面。母扣在管主体的与公扣相反的一侧的端部(第2端部)的内周面具有包括内螺纹部的母扣接触表面。在螺纹紧固在油井用金属管的端部形成的螺纹接头时，公扣接触表面与母扣接触表面接触。

公扣接触表面和母扣接触表面在油井用金属管的螺纹紧固和螺纹拧松时反复承受较强的摩擦。若在这些部位没有针对摩擦的充分的耐久性，则在反复进行了螺纹紧固和螺纹拧松时产生粘结(不可修复的烧结)。因而，对油井用金属管要求针对摩擦的充分的耐久性即优异的耐烧结性。

以往，为了提高耐烧结性，使用了被称为涂料的掺入重金属的复合润滑脂。通过在公扣接触表面和/或母扣接触表面涂敷复合润滑脂，能够改善油井用金属管的耐烧结性。然而，存在复合润滑脂所含有的Pb、Zn以及Cu等重金属给环境带来影响的可能性。因此，期望的是，开发即使不使用复合润滑脂，耐烧结性也优异的油井用金属管。

在专利文献1(国际公开第2016/170031号)所公开的油井用金属管中，在公扣接触表面或母扣接触表面形成有Zn-Ni合金镀层来替代复合润滑脂。在油井用金属管的接触表面形成的Zn-Ni合金镀层中的Zn由于牺牲防腐而提高油井用金属管的耐腐蚀性。而且，在专利文献1中公开为Zn-Ni合金的耐磨耗特性也优异。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2016/170031号

发明内容

发明要解决的问题

不过，在油井用金属管的螺纹紧固和螺纹拧松时，Zn-Ni合金镀层也反复承受较强的摩擦。若反复承受了较强的摩擦的Zn-Ni合金镀层的一部分剥离，则接触表面的摩擦系数一下子提高，油井用金属管的耐烧结性急剧地降低。因而，在油井用金属管的接触表面形成的Zn-Ni合金镀层优选为即使反复承受较强的摩擦，也难以剥离。以下，在本说明书中，也将即使反复承受较强的摩擦、也难以剥离称为“紧密贴合性较高”。

根据上述专利文献1所公开的技术，通过在公扣接触表面或母扣接触表面形成Zn-Ni合金镀层，而能够提高油井用金属管的耐烧结性。然而，在上述专利文献1中未对在油井用金属管的接触表面上形成的Zn-Ni合金镀层的紧密贴合性进行研究。

本公开的目的在于提供一种具备具有较高的紧密贴合性的Zn-Ni合金镀层的油井用金属管。

用于解决问题的方案

本公开的油井用金属管具备管主体，所述管主体包括第1端部和第2端部，

所述管主体包括：

公扣，其形成于所述第1端部；以及

母扣，其形成于所述第2端部，

所述公扣具有包括外螺纹部的公扣接触表面，

所述母扣具有包括内螺纹部的母扣接触表面，

所述油井用金属管还具备在所述公扣接触表面和所述母扣接触表面中的至少一者之上形成的Zn-Ni合金镀层，

所述Zn-Ni合金镀层的X射线衍射强度满足式(1)，

I

其中，将密勒指数的平方和成为18的{411}和{330}的X射线衍射强度以单位cps代入式(1)中的I

发明的效果

本公开的油井用金属管的Zn-Ni合金镀层具有较高的紧密贴合性。

附图说明

图1是表示本实施例中的Fn1(＝I

图2是表示本实施方式的油井用金属管的一个例子的结构图。

图3是表示图2所示的油井用金属管的管接头的沿着管轴方向的截面(纵截面)的局部剖视图。

图4是图3所示的油井用金属管中的公扣附近部分的、与油井用金属管的管轴方向平行的剖视图。

图5是图3所示的油井用金属管中的母扣附近部分的、与油井用金属管的管轴方向平行的剖视图。

图6是表示与图3不同的、本实施方式的油井用金属管的管接头的沿着管轴方向的截面(纵截面)的局部剖视图。

图7是本实施方式的整体型的油井用金属管的结构图。

图8是图4所示的公扣接触表面的放大图。

图9是图5所示的母扣接触表面的放大图。

图10是与图8不同的结构的公扣接触表面的放大图。

图11是与图9不同的结构的母扣接触表面的放大图。

图12是与图8和图10不同的结构的公扣接触表面的放大图。

图13是与图9和图11不同的结构的母扣接触表面的放大图。

具体实施方式

以下，参照附图而详细地说明本实施方式。对图中相同或相当部分标注相同的附图标记且不重复进行其说明。

本发明人等针对在油井用金属管的公扣接触表面和母扣接触表面中的至少一者形成的Zn-Ni合金镀层，详细地研究了提高该Zn-Ni合金镀层的紧密贴合性的方法。其结果，本发明人等获得了如下见解。

金属材料的物理性质和化学性质因材料的结晶学的构造、表面形态所代表的微细构造而受到影响。因此，本发明人等着眼于作为金属材料的Zn-Ni合金镀层的显微组织，详细地研究了提高Zn-Ni合金镀层的紧密贴合性的方法。其结果，本发明人等获得了如下见解：紧密贴合性由于Zn-Ni合金镀层中的晶体的取向而变化。在本说明书中，也将Zn-Ni合金镀层中的晶体的取向的分布状态称为“Zn-Ni合金镀层的取向性”。也就是说，本发明人等认为：若能够恰当地控制Zn-Ni合金镀层的取向性，则存在提高Zn-Ni合金镀层的紧密贴合性的可能性。

其中，作为评价金属材料的取向性的方法，存在X射线衍射分析(XRD：X-RayDiffraction analysis)。在XRD中，分析X射线因位于原子的周围的电子而进行了散射、干涉的结果所引起的衍射。因此，在XRD中，能够针对材料中的原子的排列状态而获得特有的衍射图案。也就是说，能够根据通过XRD而获得的衍射图案评价晶体的大小、材料的取向性。

因此，本发明人等制造各种在接触表面上形成有Zn-Ni合金镀层的油井用金属管，利用XRD评价Zn-Ni合金镀层的取向性，调查了Zn-Ni合金镀层的取向性与紧密贴合性之间的关系。其结果，明确了：若Zn-Ni合金镀层的X射线衍射强度满足下式(1)，则Zn-Ni合金镀层的紧密贴合性显著提高。

I

其中，将密勒指数的平方和成为18的{411}和{330}的X射线衍射强度以单位cps代入式(1)中的I

定义为Fn1＝I

图1是表示本实施例中的Fn1(＝I

参照图1，若Fn1成为0.60以上，则紧密贴合性评价急剧地降低。也就是说，若Fn1成为0.60以上，则Zn-Ni合金镀层的紧密贴合性显著提高。因而，在本实施方式的油井用金属管中，在形成在接触表面上的Zn-Ni合金镀层中，将Fn1设为0.60以上。

此外，在将Fn1设为0.60以上的情况下，对于Zn-Ni合金镀层的紧密贴合性提高的理由，详细情况并不清楚。然而，本发明人等如下这样进行推测。如上所述，金属材料的物理性质和化学性质因材料的结晶学的构造而受到影响。也就是说，若Zn-Ni合金镀层的取向性不同，则存在晶格中的应变的残存难易度也改变的可能性。其中，在{411}和{330}趋向于相同的方向的情况下，存在应变难以残存的可能性。其结果，本发明人等认为：若将Fn1提高到0.60以上，则能够降低Zn-Ni合金镀层中的残余拉伸应力，而提高紧密贴合性。

根据以上的机理，本发明人等推测为，将Fn1设为0.60以上的Zn-Ni合金镀层的紧密贴合性会提高。此外，根据与上述机理不同的机理，也存在将Fn1设为0.60以上的Zn-Ni合金镀层的紧密贴合性提高的可能性。然而，通过将Fn1设为0.60以上而Zn-Ni合金镀层的紧密贴合性提高的情况由随后论述的实施例证明。

基于以上的见解而完成的本实施方式的油井用金属管的主旨如下这样。

[1]一种油井用金属管，其中，该油井用金属管具备管主体，所述管主体包括第1端部和第2端部，

所述管主体包括：

公扣，其形成于所述第1端部；以及

母扣，其形成于所述第2端部，

所述公扣具有包括外螺纹部的公扣接触表面，

所述母扣具有包括内螺纹部的母扣接触表面，

所述油井用金属管还具备在所述公扣接触表面和所述母扣接触表面上中的至少一者之上形成的Zn-Ni合金镀层，

所述Zn-Ni合金镀层的X射线衍射强度满足式(1)，

I

其中，将密勒指数的平方和成为18的{411}和{330}的X射线衍射强度以单位cps代入式(1)中的I

[2]根据[1]所述的油井用金属管，其中，

所述Zn-Ni合金镀层的厚度是5μm～25μm。

[3]根据[1]或[2]所述的油井用金属管，其中，

在所述Zn-Ni合金镀层之上或上方具备润滑覆膜。

以下，详细论述本实施方式的油井用金属管。

[油井用金属管的结构]

首先，对本实施方式的油井用金属管的结构进行说明。油井用金属管具有众所周知的结构。油井用金属管存在T&C型的油井用金属管和整体型的油井用金属管。以下，详细论述各类型的油井用金属管。

[油井用金属管是T&C型的情况]

图2是表示本实施方式的油井用金属管1的一个例子的结构图。图2是所谓的T&C型(螺纹连接：Threaded and Coupled)的油井用金属管1的结构图。参照图2，油井用金属管1具备管主体10。

管主体10在管轴方向上延伸。管主体10的与管轴方向垂直的截面呈圆形状。管主体10包括第1端部10A和第2端部10B。第1端部10A是第2端部10B的相反侧的端部。在图2所示的T&C型的油井用金属管1中，管主体10具备公扣管体11和管接头12。管接头12安装于公扣管体11的一端。更具体而言，管接头12通过螺纹而紧固于公扣管体11的一端。

图3是表示图2所示的油井用金属管1的管接头12的与管轴方向平行的截面(纵截面)的局部剖视图。参照图2和图3，管主体10包括公扣40和母扣50。公扣40形成于管主体10的第1端部10A。在紧固时，将公扣40插入其他油井用金属管(未图示)的母扣50而通过螺纹而与其他油井用金属管1的母扣50紧固。

母扣50形成于管主体10的第2端部10B。在紧固时，将其他油井用金属管1的公扣40插入母扣50而利用螺纹与其他油井用金属管1的公扣40紧固。

[对于公扣的结构]

图4是图3所示的油井用金属管1中的公扣40附近部分的、与油井用金属管1的管轴方向平行的剖视图。图4中的虚线部分表示与其他油井用金属管1紧固的情况的、其他油井用金属管1的母扣50的结构。参照图4，公扣40在管主体10的第1端部10A的外周面包括公扣接触表面400。公扣接触表面400在与其他油井用金属管1紧固时与其他油井用金属管1的母扣50接触。

公扣接触表面400至少包括在第1端部10A的外周面形成的外螺纹部41。也可以是，公扣接触表面400还包括公扣密封面42和公扣台肩面43。在图4中，公扣密封面42配置于第1端部10A的外周面中的、比外螺纹部41靠第1端部10A的顶端侧的位置。也就是说，公扣密封面42配置于外螺纹部41与公扣台肩面43之间。公扣密封面42设为锥状。具体而言，在公扣密封面42中，在第1端部10A的长度方向(管轴方向)上，随着从外螺纹部41朝向公扣台肩面43而外径逐渐变小。

在与其他油井用金属管1紧固时，公扣密封面42与其他油井用金属管1的母扣50的母扣密封面52(随后论述)接触。更具体而言，在紧固时，将公扣40插入其他油井用金属管1的母扣50，从而公扣密封面42与母扣密封面52接触。然后，通过将公扣40进一步拧入其他油井用金属管1的母扣50，从而公扣密封面42与母扣密封面52紧密贴合。由此，在紧固时，公扣密封面42与母扣密封面52紧密贴合而形成基于金属-金属接触的密封。因此，在相互紧固的油井用金属管1中，能够提高气密性。

在图4中，公扣台肩面43配置于第1端部10A的顶端面。也就是说，在图4所示的公扣40中，从管主体10的中央朝向第1端部10A依次配置有外螺纹部41、公扣密封面42、公扣台肩面43。在与其他油井用金属管1紧固时，公扣台肩面43与其他油井用金属管1的母扣50的母扣台肩面53(随后论述)相对并接触。更具体而言，在紧固时，将公扣40插入其他油井用金属管1的母扣50，从而公扣台肩面43与母扣台肩面53接触。由此，能够在紧固时获得较高的扭矩。另外，能够使公扣40与母扣50之间的紧固状态下的位置关系稳定。

此外，公扣40的公扣接触表面400至少包括外螺纹部41。也就是说，也可以是，公扣接触表面400包括外螺纹部41，不包括公扣密封面42和公扣台肩面43。也可以是，公扣接触表面400包括外螺纹部41和公扣台肩面43，不包括公扣密封面42。也可以是，公扣接触表面400包括外螺纹部41和公扣密封面42，不包括公扣台肩面43。

[对于母扣的结构]

图5是图3所示的油井用金属管1中的母扣50附近部分的、与油井用金属管1的管轴方向平行的剖视图。图5中的虚线部分表示与其他油井用金属管1紧固的情况的、其他油井用金属管1的公扣40的结构。参照图5，母扣50在管主体10的第2端部10B的内周面包括母扣接触表面500。母扣接触表面500在与其他油井用金属管1紧固时供其他油井用金属管1的公扣40拧入，与公扣40的公扣接触表面400接触。

母扣接触表面500至少包括在第2端部10B的内周面形成的内螺纹部51。在紧固时，内螺纹部51与其他油井用金属管1的公扣40的外螺纹部41啮合。

也可以是，母扣接触表面500还包括母扣密封面52和母扣台肩面53。在图5中，母扣密封面52配置于第2端部10B的内周面中的比内螺纹部51靠管主体10侧的位置。也就是说，母扣密封面52配置于内螺纹部51与母扣台肩面53之间。母扣密封面52设为锥状。具体而言，在母扣密封面52中，在第2端部10B的长度方向(管轴方向)上，随着从内螺纹部51朝向母扣台肩面53而内径逐渐变小。

在与其他油井用金属管1紧固时，母扣密封面52与其他油井用金属管1的公扣40的公扣密封面42接触。更具体而言，在紧固时，通过将其他油井用金属管1的公扣40拧入母扣50，从而母扣密封面52与公扣密封面42接触，通过进一步拧入，母扣密封面52与公扣密封面42紧密贴合。由此，在紧固时，母扣密封面52与公扣密封面42紧密贴合而形成基于金属-金属接触的密封。因此，在相互紧固的油井用金属管1中，能够提高气密性。

母扣台肩面53配置于比母扣密封面52靠管主体10侧的位置。也就是说，在母扣50中，从管主体10的中央朝向第2端部10B的顶端依次配置有母扣台肩面53、母扣密封面52、内螺纹部51。在与其他油井用金属管1紧固时，母扣台肩面53与其他油井用金属管1的公扣40的公扣台肩面43相对并接触。更具体而言，在紧固时，通过将其他油井用金属管1的公扣40插入母扣50，母扣台肩面53与公扣台肩面43接触。由此，能够在紧固时获得较高的扭矩。另外，能够使公扣40与母扣50之间的紧固状态下的位置关系稳定。

母扣接触表面500至少包括内螺纹部51。在紧固时，母扣50的母扣接触表面500的内螺纹部51与公扣40的公扣接触表面400的外螺纹部41相对应且与外螺纹部41接触。母扣密封面52与公扣密封面42相对应且与公扣密封面42接触。母扣台肩面53与公扣台肩面43相对应且与公扣台肩面43接触。

在公扣接触表面400包括外螺纹部41且不包括公扣密封面42和公扣台肩面43的情况下，母扣接触表面500包括内螺纹部51且不包括母扣密封面52和母扣台肩面53。在公扣接触表面400包括外螺纹部41和公扣台肩面43且不包括公扣密封面42的情况下，母扣接触表面500包括内螺纹部51和母扣台肩面53且不包括母扣密封面52。在公扣接触表面400包括外螺纹部41和公扣密封面42且不包括公扣台肩面43的情况下，母扣接触表面500包括内螺纹部51和母扣密封面52且不包括母扣台肩面53。

公扣接触表面400可以包括多个外螺纹部41，也可以包括多个公扣密封面42，也可以包括多个公扣台肩面43。例如，也可以是，在公扣40的公扣接触表面400处，从第1端部10A的顶端朝向管主体10的中央依次配置有公扣台肩面43、公扣密封面42、外螺纹部41、公扣密封面42、公扣台肩面43、公扣密封面42、外螺纹部41。在该情况下，在母扣50的母扣接触表面500处，从第2端部10B的顶端朝向管主体10的中央依次配置有内螺纹部51、母扣密封面52、母扣台肩面53、母扣密封面52、内螺纹部51、母扣密封面52、母扣台肩面53。

在图4和图5中，图示公扣40包括外螺纹部41、公扣密封面42、以及公扣台肩面43且母扣50包括内螺纹部51、母扣密封面52、以及母扣台肩面53的所谓的高级接头。然而，也可以是，如上所述，公扣40包括外螺纹部41，不包括公扣密封面42和公扣台肩面43。在该情况下，母扣50包括内螺纹部51，不包括母扣密封面52和母扣台肩面53。图6是表示公扣40包括外螺纹部41且不包括公扣密封面和公扣台肩面，且母扣50包括内螺纹部51且不包括母扣密封面和母扣台肩面的油井用金属管1的一个例子的图。本实施方式的油井用金属管1也可以具有图6所示的结构。

[油井用金属管是整体型的情况]

图2、图3以及图6所示的油井用金属管1是管主体10包括公扣管体11和管接头12的所谓的T&C型的油井用金属管1。然而，本实施方式的油井用金属管1也可以不是T&C型，而是整体型。

图7是本实施方式的整体型的油井用金属管1的结构图。参照图7，整体型的油井用金属管1具备管主体10。管主体10包括第1端部10A和第2端部10B。第1端部10A配置于与第2端部10B相反的一侧。如上所述，在T&C型的油井用金属管1中，管主体10具备公扣管体11和管接头12。也就是说，在T&C型的油井用金属管1中，管主体10通过将两个单独的构件(公扣管体11和管接头12)紧固而构成。相对于此，在整体型的油井用金属管1中，管主体10一体地形成。

公扣40形成于管主体10的第1端部10A。在紧固时，将公扣40插入其他整体型的油井用金属管1的母扣50并拧入，与其他整体型的油井用金属管1的母扣50紧固。母扣50形成于管主体10的第2端部10B。在紧固时，将其他整体型的油井用金属管1的公扣40插入母扣50并拧入，母扣50与其他整体型的油井用金属管1的公扣40紧固。

整体型的油井用金属管1的公扣40的结构与图4所示的T&C型的油井用金属管1的公扣40的结构相同。同样地，整体型的油井用金属管1的母扣50的结构与图5所示的T&C型的油井用金属管1的母扣50的结构相同。此外，在图7中，在公扣40中，从第1端部10A的顶端朝向管主体10的中央依次配置有公扣台肩面、公扣密封面、外螺纹部41。因此，在母扣50中，从第2端部10B的顶端朝向管主体10的中央依次配置有内螺纹部51、母扣密封面、母扣台肩面。然而，与图4同样地，整体型的油井用金属管1的公扣40的公扣接触表面400至少包括外螺纹部41即可。另外，与图5同样地，整体型的油井用金属管1的母扣50的母扣接触表面500至少包括内螺纹部51即可。

总之，本实施方式的油井用金属管1可以是T&C型，也可以是整体型。

[对于管主体的化学组成]

在本实施方式的油井用金属管1中，管主体10的化学组成并没有特别限定。管主体10可以具有相当于碳钢的化学组成，也可以具有相当于不锈钢的化学组成。

[对于Zn-Ni合金镀层]

在本实施方式的油井用金属管1中，在公扣接触表面400和母扣接触表面500中的至少一者的接触表面之上形成有Zn-Ni合金镀层。也就是说，也可以是，Zn-Ni合金镀层形成于公扣接触表面400之上，未形成于母扣接触表面500之上。另外，也可以是，Zn-Ni合金镀层形成于母扣接触表面500之上，未形成于公扣接触表面400之上。另外，Zn-Ni合金镀层也可以形成于公扣接触表面400之上和母扣接触表面500之上。

在以后的说明中，对Zn-Ni合金镀层形成于公扣接触表面400之上的情况的公扣接触表面400上的结构以及Zn-Ni合金镀层形成于母扣接触表面500之上的情况的母扣接触表面500上的结构进行说明。

[Zn-Ni合金镀层形成于公扣接触表面之上的情况的公扣接触表面上的结构]

图8是Zn-Ni合金镀层100形成于公扣接触表面400之上的情况的公扣接触表面400附近的放大图。参照图8，在该情况下，油井用金属管1还具备形成于公扣40的公扣接触表面400之上的Zn-Ni合金镀层100。

Zn-Ni合金镀层100可以形成于公扣接触表面400的局部，也可以形成于公扣接触表面400整体。公扣密封面42在螺纹紧固的最终阶段表面压力变得特别高。因而，在Zn-Ni合金镀层100局部地形成于公扣接触表面400之上的情况下，Zn-Ni合金镀层100优选为至少形成于公扣密封面42。如上所述，Zn-Ni合金镀层100也可以形成于公扣接触表面400整体。

[Zn-Ni合金镀层形成于母扣接触表面之上的情况的母扣接触表面上的结构]

图9是Zn-Ni合金镀层100形成于母扣接触表面500之上的情况的母扣接触表面500附近的放大图。参照图9，在该情况下，在母扣接触表面500之上形成有Zn-Ni合金镀层100。Zn-Ni合金镀层100可以形成于母扣接触表面500的局部，也可以形成于母扣接触表面500整体。母扣密封面52在螺纹紧固最终阶段表面压力变得特别高。因而，在Zn-Ni合金镀层100局部地形成于母扣接触表面500之上的情况下，Zn-Ni合金镀层100优选为至少形成于母扣密封面52。

[对于Zn-Ni合金镀层的组成]

如上所述，Zn-Ni合金镀层100形成于公扣接触表面400和母扣接触表面500中的至少一者的接触表面之上。其中，Zn-Ni合金镀层100由Zn-Ni合金形成。具体而言，Zn-Ni合金含有锌(Zn)和镍(Ni)。存在Zn-Ni合金含有杂质的情况。其中，Zn-Ni合金的杂质是指除了Zn和Ni以外的物质，且是在油井用金属管1的制造过程中等Zn-Ni合金镀层100所含有的、以不给本实施方式的效果带来影响的范围的含量含有的物质。

其中，Zn-Ni合金镀层100含有Zn。与Fe比较，Zn是贱金属。因此，Zn-Ni合金镀层100相对于钢材优先腐蚀(牺牲防腐)。由此，油井用金属管1的防腐性提高。

能够以如下方法测定Zn-Ni合金镀层100的化学组成。从油井用金属管1采集包括Zn-Ni合金镀层100的样品(包括形成有Zn-Ni合金镀层100的接触表面)。利用10％浓度的盐酸将所采集的样品的Zn-Ni合金镀层100溶解而获得溶液。对所获得的溶液实施由电感耦合等离子体发光分析法(ICP-AES：Inductively Coupled Plasma Atomic EmissionSpectrometry)进行的元素分析，求出Zn-Ni合金镀层100中的Ni含量(质量％)和Zn含量(质量％)。

[Zn-Ni合金镀层100的厚度]

Zn-Ni合金镀层100的厚度并没有特别限定。Zn-Ni合金镀层100的厚度例如是1μm～20μm。若Zn-Ni合金镀层100的厚度是1μm以上，则能够进一步提高耐烧结性。即使Zn-Ni合金镀层100的厚度超过20μm，上述效果也饱和。Zn-Ni合金镀层100的厚度的下限优选是3μm，更优选是5μm。Zn-Ni合金镀层100的厚度的上限优选是18μm，更优选是15μm。

本实施方式中能够以如下方法测定Zn-Ni合金镀层100的厚度。使用HelmutFischer GmbH制的涡流相位式膜厚计PHASCOPE PMP10而针对形成有Zn-Ni合金镀层100的公扣接触表面400、或母扣接触表面500的任意的4个部位测定Zn-Ni合金镀层100的厚度。以依据ISO(International Organization for Standardization)21968(2005)的方法进行测定。测定部位是油井用金属管1的管周方向的4个部位(0°、90°、180°、270°这4个部位)。将测定结果的算术平均值设为Zn-Ni合金镀层100的厚度。

[Zn-Ni合金镀层100的显微组织]

Zn-Ni合金镀层100含有γ相。其中，在通过电镀处理而形成的Zn-Ni合金中含有η相、γ相以及α相。η相是指化学式是Zn且具有六方晶的晶体结构的相。γ相是指化学式是Ni

[Zn-Ni合金镀层100的取向性]

本实施方式的Zn-Ni合金镀层100的X射线衍射强度满足下式(1)。

I

其中，将密勒指数的平方和成为18的{411}和{330}的X射线衍射强度以单位cps代入式(1)中的I

Fn1(＝I

Fn1的优选的下限是0.65，进一步优选是0.70，进一步优选是0.75，进一步优选是0.80，进一步优选是0.85，进一步优选是0.90。此外，Fn1的上限并没有特别限定。Fn1也可以是1.00。然而，在本实施方式的油井用金属管1中，Fn1的上限实质上是0.99。

如上所述，在本说明书中，Zn-Ni合金镀层100的取向性是指Zn-Ni合金镀层中的晶体的取向的分布状态。而且，根据XRD，能够评价材料的取向性。另一方面，在XRD中，存在一部分的面无法分离的情况。具体而言，将任意的面的密勒指数表述为(hkl)。此时，衍射线不是针对每个面(hkl)而获得1条，而是针对每个密勒指数的平方和s(＝h

而且，统称处于对称关系的面(411)、面(141)、以及面(114)而表示为{411}。同样地，统称处于对称关系的面(330)、面(303)、以及面(033)而表示为{330}。对于{411}和{330}，均为s＝18。因此，s＝18的衍射线成为源自{411}的衍射线与源自{330}的衍射线的叠加。另外，对于统称处于对称关系的面(442)、面(424)、以及面(244)的{442}和统称处于对称关系的面(600)、面(060)、以及面(006)的{600}，均为s＝36。因此，s＝36的衍射线成为源自{442}的衍射线与源自{600}的衍射线的叠加。

如此，式(1)中的I

在本实施方式中，能够以如下方法求出Fn1。从本实施方式的油井用金属管1中的、形成有Zn-Ni合金镀层100的公扣接触表面400或母扣接触表面500制作试验片。试验片的大小并没有特别限定，例如是15mm×15mm×厚度2mm。使用X射线衍射装置而对试验片的Zn-Ni合金镀层100的表面实施X射线衍射测定。能够以众所周知的方法实施X射线衍射测定。X射线衍射装置并没有特别限定，例如，能够使用日本理学株式会社制的RINT-2500。另外，在本实施方式中，X射线衍射装置的靶并没有特别限定。例如，作为X射线衍射装置的靶，也可以使用Co(CoKα线)。

从通过X射线衍射测定而获得的X射线衍射光谱确定相当于s＝18、36、以及54的衍射峰。求出所确定的衍射峰的强度，将该衍射峰的强度定义为I

[对于本实施方式的油井用金属管1的其他任意的结构]

[对于化学转化处理覆膜]

也可以是，本实施方式的油井用金属管1还在Zn-Ni合金镀层100之上具备化学转化处理覆膜110。参照图10，也可以是，在Zn-Ni合金镀层100形成于公扣接触表面400之上的情况下，化学转化处理覆膜110形成于Zn-Ni合金镀层100之上。另外，参照图11，也可以是，在Zn-Ni合金镀层100形成于母扣接触表面500之上的情况下，化学转化处理覆膜110形成于Zn-Ni合金镀层100之上。

化学转化处理覆膜110并没有特别限定，是众所周知的化学转化处理覆膜为佳。化学转化处理覆膜110例如可以是草酸盐化学转化处理覆膜，也可以是磷酸盐化学转化处理覆膜，也可以是硼酸盐化学转化处理覆膜，也可以是铬酸盐覆膜。在化学转化处理覆膜110是铬酸盐覆膜的情况下，优选在铬酸盐覆膜中不含有6价铬。

油井用金属管1有可能在直到在石油开采地实际使用为止的期间内长期间保管在室外。化学转化处理覆膜110在油井用金属管1长期间在室外暴露于大气的情况下提高公扣接触表面400的耐腐蚀性，能够抑制公扣接触表面400生锈(白锈)。化学转化处理覆膜110的膜厚并没有特别限定。化学转化处理覆膜110的膜厚例如是10nm～200nm。

[润滑覆膜]

在油井用金属管1中，也可以是，还在Zn-Ni合金镀层100之上、化学转化处理覆膜110之上、或未形成有Zn-Ni合金镀层100的接触表面之上(公扣接触表面400之上或母扣接触表面500之上)具备润滑覆膜120。润滑覆膜120进一步提高油井用金属管1的润滑性。

参照图12，在Zn-Ni合金镀层100形成于公扣接触表面400之上的情况下，润滑覆膜120也可以形成于在Zn-Ni合金镀层100之上形成的化学转化处理覆膜110之上。也就是说，润滑覆膜120也可以形成于Zn-Ni合金镀层100的上方。另外，参照图13，在Zn-Ni合金镀层100形成于母扣接触表面500之上的情况下，润滑覆膜120也可以形成于Zn-Ni合金镀层100之上。也就是说，润滑覆膜120也可以形成于Zn-Ni合金镀层100之上。

此外，润滑覆膜120的配置并不限定于图12和图13。也就是说，润滑覆膜120可以形成于未形成有Zn-Ni合金镀层100的公扣接触表面400之上或上方，也可以形成于未形成有Zn-Ni合金镀层100的母扣接触表面500之上或上方，也可以形成于在公扣接触表面400之上形成的Zn-Ni合金镀层100之上或上方，也可以形成于在母扣接触表面500之上形成的Zn-Ni合金镀层100之上或上方。

润滑覆膜可以是固体，也可以呈半固体状和液体状。润滑覆膜能够使用市场上销售的润滑剂。润滑覆膜例如含有润滑性颗粒和结合剂。润滑覆膜也可以根据需要含有溶剂和其他成分。润滑性颗粒若是具有润滑性的颗粒，则没有特别限定。润滑性颗粒例如是从由石墨、MoS

结合剂例如是从由有机结合剂和无机结合剂构成的组中选择出的1种或两种。有机结合剂例如是从由热固性树脂和热塑性树脂构成的组中选择出的1种或两种。热固性树脂例如是从由聚乙烯树脂、聚酰亚胺树脂以及聚酰胺酰亚胺树脂构成的组中选择出的1种或两种以上。无机结合剂例如是从由烷氧基硅烷和含有硅氧烷键的化合物构成的组中选择出的1种或两种。市场上销售的润滑剂例如是JET-LUBE株式会社制的SEAL-GUARD ECF(商品名)。其他润滑覆膜例如是含有松香、金属皂、蜡以及润滑性粉末的润滑覆膜。

[油井用金属管1的制造方法]

以下对本实施方式的油井用金属管1的制造方法进行说明。此外，若本实施方式的油井用金属管1具有上述结构，则制造方法不限定于以下的制造方法。不过，以下说明的制造方法是制造本实施方式的油井用金属管1的优选的一个例子。

油井用金属管1的制造方法具备准备形成有公扣40或母扣50的管坯的准备工序(S1)和Zn-Ni合金镀层形成工序(S2)。以下，详细论述本实施方式的油井用金属管1的制造方法的各工序。

[准备工序(S1)]

在准备工序(S1)中，准备形成有公扣40或母扣50的管坯。在本说明书中，“形成有公扣或母扣的管坯”是指T&C型的油井用金属管1中的管主体10、公扣管体11、以及整体型的油井用金属管1的管主体10中的任一者。

例如，利用如下的方法制造形成有公扣40或母扣50的管坯。使用钢水来制造原材料。具体而言，使用钢水并通过连续铸造法制造铸片(钢板(slab)、钢锭(bloom)或钢坯(billet))。也可以使用钢水并利用铸锭法来制造铸锭(ingot)。也可以根据需要对钢板、钢锭或铸锭进行开坯轧制而制造钢片(钢坯)。通过以上的工序制造原材料(钢板、钢锭或钢坯)。对所准备的原材料进行热加工而制造管坯。热加工方法可以是基于曼内斯曼法的穿孔轧制，也可以是热挤压法。对热加工后的管坯实施众所周知的淬火和回火来调整管坯的强度。通过以上的工序来制造管坯。此外，在油井用金属管1是T&C型的情况下，还准备管接头12用的管坯。管接头12用的管坯的制造方法与上述的管坯的制造方法相同。

在油井用金属管1是T&C型的情况下，对公扣管体11用的管坯的两端部的外表面实施螺纹切削加工而形成包括公扣接触表面400的公扣40。通过以上的工序，准备油井用金属管1是T&C型的情况的、形成有公扣40的管坯(公扣管体11)。此外，也可以是，在油井用金属管1是T&C型的情况下，还准备管接头12。具体而言，对管接头12用的管坯的两端部的内表面实施螺纹切削加工而形成包括母扣接触表面500的母扣50。通过以上的工序来制造管接头12。

在油井用金属管1是整体型的情况下，对管坯的第1端部10A的外表面实施螺纹切削加工而形成包括公扣接触表面400的公扣40。而且，对管坯的第2端部10B的内表面实施螺纹切削而形成包括母扣接触表面500的母扣50。通过以上的工序来准备油井用金属管1是整体型的情况的、形成有公扣40和母扣50的管坯(管主体10)。

[其他任意的工序]

也可以是，在本实施方式的准备工序(S1)中还包括磨削加工工序和Ni闪镀工序中的至少1个工序。

于在本实施方式的准备工序(S1)中实施磨削加工工序的情况下，在磨削加工工序中，例如，实施喷砂处理和机械磨削精加工。喷砂处理是将喷砂材料(研磨剂)和压缩空气混合并向接触表面喷射的处理。喷砂材料例如是球状的喷丸材料和角状的砂粒材料。能够利用喷砂处理增大接触表面的表面粗糙度。能够利用众所周知的方法实施喷砂处理。例如，利用压缩机压缩空气，将压缩空气与喷砂材料混合。喷砂材料的材质例如是不锈钢、铝、陶瓷以及氧化铝等。喷砂处理的喷射速度等条件并没有特别限定，能够利用众所周知的条件适当调整。

在Ni闪镀工序中，在管坯的表面形成Ni闪镀层。Ni闪镀层是非常薄的基底镀层，提高随后论述的Zn-Ni合金镀层100的紧密贴合性。此外，在Ni闪镀工序中所使用的电镀液并没有特别限定，能够使用众所周知的溶液。另外，形成Ni闪镀层的条件也没有特别限定，能够适当调整而实施。

此外，在实施了Ni闪镀工序的情况下，在管主体10与Zn-Ni合金镀层100之间形成Ni闪镀层。另一方面，所形成的Ni闪镀层的厚度与Zn-Ni合金镀层100的厚度相比较，薄到能够忽视的程度。也就是说，在本实施方式的油井用金属管1中，也可以在Zn-Ni合金镀层100中包含Ni闪镀层。

[Zn-Ni合金镀层形成工序(S2)]

在Zn-Ni合金镀层形成工序(S2)中，利用电镀在准备工序(S1)后的形成有公扣40的管坯的公扣接触表面400之上、和/或形成有母扣50的管坯的母扣接触表面500之上形成Zn-Ni合金镀层100。

在Zn-Ni合金镀层形成工序(S2)中，使用含有锌离子和镍离子的电镀液来形成Zn-Ni合金镀层100。锌离子和镍离子的平衡阴离子并没有特别限定。例如，可以将氯离子用作平衡阴离子，也可以将硫酸根离子用作平衡阴离子。也就是说，在本实施方式的Zn-Ni合金镀层形成工序(S2)中，可以使用氯化电镀液作为电镀液，也可以使用硫酸电镀液作为电镀液。

以下，具体而言，对使用氯化电镀液作为电镀液的一个例子的情况进行说明。在使用氯化电镀液的情况下，优选在电镀液中不含有光亮剂。在该情况下，进一步优选为，电镀液中的金属离子浓度较高。也就是说，在使用氯化电镀液的情况下，具体而言，优选的是，其是锌离子浓度与镍离子浓度之和是30g/L以上，且锌离子的浓度(g/L)比镍离子的浓度(g/L)高的电镀液，且不含有光亮剂。在该情况下，在所形成的Zn-Ni合金镀层100中，能够将Fn1稳定地设为0.60以上。

进一步具体而言，在本实施方式的Zn-Ni合金镀层形成工序(S2)中，例如，能够使用含有锌离子：40g/L、镍离子：30g/L、以及氯化铵：240g/L、且不含有光亮剂的电镀液。此外，如上所述，在本实施方式的Zn-Ni合金镀层形成工序(S2)中，电镀液并不限定于氯化电镀液，可以使用硫酸溶液，也能够使用其他电镀液。

Zn-Ni合金镀层形成工序(S2)中的电镀的条件并没有特别限定，能够利用众所周知的条件适当调整。电镀的条件例如是：电镀液pH：1～10；电镀液温度：10℃～60℃；电流密度：1A/dm

通过以上的制造工序来制造具有上述的结构的本实施方式的油井用金属管1。此外，上述的制造工序是本实施方式的油井用金属管1的制造工序的一个例子，本实施方式的油井用金属管1的制造方法并不限定于上述的制造方法。

[其他任意的工序]

也可以是，本实施方式的油井用金属管1的制造方法还实施如下化学转化处理工序和成膜工序中的至少1个工序。这些工序是任意的工序。因而，也可以不实施这些工序。

[化学转化处理工序]

本实施方式的制造方法也可以根据需要实施化学转化处理工序。也就是说，化学转化处理工序是任意的工序。在实施化学转化处理工序的情况下，在Zn-Ni合金镀层100之上形成化学转化处理覆膜110。在化学转化处理工序中，实施众所周知的化学转化处理即可。化学转化处理例如可以是草酸盐化学转化处理，也可以是磷酸盐化学转化处理，也可以是硼酸盐化学转化处理。例如，在实施磷酸盐化学转化处理的情况下，可以实施使用了磷酸锌的化学转化处理，也可以实施使用了磷酸锰的化学转化处理，也可以实施使用了磷酸锌钙的化学转化处理。

具体而言，在实施磷酸锌化学转化处理的情况下，作为处理液，例如，能够使用含有磷酸根离子1g/L～150g/L、锌离子3g/L～70g/L、硝酸根离子1g/L～100g/L、镍离子0～30g/L的化学转化处理液。在该情况下，化学转化处理液的液温例如是20℃～100℃。如此，通过适当设定众所周知的条件而实施化学转化处理，能够形成化学转化处理覆膜110。

[成膜工序]

本实施方式的制造方法也可以根据需要实施成膜工序。也就是说，成膜工序是任意的工序。在成膜工序中，在Zn-Ni合金镀层100之上、和/或化学转化处理覆膜110之上、和/或未形成有Zn-Ni合金镀层100的接触表面(公扣接触表面400或母扣接触表面500)之上形成润滑覆膜。

在成膜工序中，涂敷含有上述的润滑覆膜的成分的组合物或润滑剂。由此，能够形成润滑覆膜。涂敷方法并没有特别限定。涂敷方法例如是喷涂、刷涂以及浸渍。在采用喷涂的情况下，也可以加热组合物或润滑剂而以提高了流动性的状态进行喷雾。使组合物或润滑剂干燥而形成润滑覆膜。

以下，利用实施例进一步具体地说明本实施方式的油井用金属管1。以下的实施例中的条件是为了确认本实施方式的油井用金属管1的可实施性和效果而采用的一条件例。因而，本实施方式的油井用金属管1并不限定于该一条件例。

实施例

在本实施例中，在模拟了接触表面的钢板形成Zn-Ni合金镀层而评价了Zn-Ni合金镀层的紧密贴合性。具体而言，钢板是指冷轧钢板，化学组成如下：C≤0.15％、Mn≤0.60％、P≤0.100％、S≤0.050％，剩余部分：Fe和杂质。

对各试验编号的钢板实施了电解脱脂、盐酸酸洗、以及Ni闪镀作为基底处理。将Ni闪镀的处理时间表示在表1中的“基底处理(分钟)”栏中。此外，表1中的“基底处理(分钟)”栏的“-”意味着未实施Ni闪镀。

[表1]

表1

针对各试验编号的钢板，使用表1所记载的电镀液而形成了Zn-Ni合金镀层。此外，在使用了任一电镀液的情况下，Zn-Ni合金镀层的厚度均约为10μm。而且，Zn-Ni合金镀层中的Ni比率是12质量％～16质量％。具体而言，电镀液“A”和“B”如以下这样。

[电镀液A]

作为电镀液A，使用了株式会社大和化成研究所制的产品名DAIN ZIN ALLOYN2-PL。电镀液A是氯化电镀液，不含有光亮剂。在电镀液A中，锌离子浓度与镍离子浓度之和还是30g/L以上，并且，锌离子的浓度(g/L)比镍离子的浓度(g/L)高。此外，使用电镀液A的情况的电镀的条件设为：电镀液pH：5.8，电镀液温度：40℃，电流密度：6A/dm

[电镀液B]

作为电镀液B，使用了株式会社大和化成研究所制的产品名DAIN ZIN ALLOYN-PL。电镀液B是氯化电镀液，含有光亮剂。在电镀液B中，锌离子浓度与镍离子浓度之和还是30g/L以上，且锌离子的浓度(g/L)比镍离子的浓度(g/L)低。此外，使用电镀液B的情况的电镀的条件设为：电镀液pH：6.4，电镀液温度：25℃，电流密度：2A/dm

对如以上这样形成有Zn-Ni合金镀层的各试验编号的钢板实施了由XRD进行的X射线衍射强度测定试验和紧密贴合性试验。

[X射线衍射强度测定试验]

以上述的方法对各试验编号的钢板实施X射线衍射强度测定试验而求出来Fn1。具体而言，使用X射线衍射装置而对各试验编号的钢板实施了X射线衍射测定。X射线衍射装置使用了日本理学株式会社制RINT-2500。另外，在X射线衍射测定中，将靶设为Co(CoKα线)。根据通过X射线衍射测定而获得的X射线衍射光谱确定了相当于s＝18、36、54的衍射峰。求出所确定的衍射峰的强度，定义为I

[紧密贴合性试验]

对各试验编号的钢板实施了依据由JIS K 5600-5-6(1999)规定的交叉切割法的紧密贴合性试验。具体而言，利用刀片在与各试验编号的钢板的Zn-Ni合金镀层垂直的朝向上对各试验编号的钢板的Zn-Ni合金镀层施加了切口。在以约1mm的间隔施加了6个平行的切口之后，改变90°方向，以约1mm的间隔施加了与6个切口正交的6个切口。在将透明的粘合带粘贴于施加有切口的区域之后，在5分钟以内拉开了粘合带。目视观察拉开了粘合带之后的各试验编号的钢板的表面，按照JIS K 5600-5-6(1999)的标准，以0～5这6个等级对试验结果进行了分类。此外，剥离最少的分类是“0”，剥离最多的分类是“5”。将所获得的试验结果表示在表1的“紧密贴合性评价”栏中。

[评价结果]

参照表1，在试验编号1～试验编号6的钢板中，Zn-Ni合金镀层的X射线衍射强度满足了式(1)。其结果，紧密贴合性试验的紧密贴合性评价是0～2。即、试验编号1～试验编号6的Zn-Ni合金镀层具有较高的紧密贴合性。

另一方面，在试验编号7～试验编号9的钢板中，Zn-Ni合金镀层的X射线衍射强度不满足式(1)。其结果，紧密贴合性试验的紧密贴合性评价是4或5。即、试验编号7～试验编号9的Zn-Ni合金镀层不具有较高的紧密贴合性。

以上，说明了本公开的实施方式。然而，上述的实施方式只不过是用于实施本公开的例示。因而，本公开并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内适当变更上述的实施方式而实施。

附图标记说明

1、油井用金属管；10、管主体；10A、第1端部；10B、第2端部；40、公扣；41、外螺纹部；50、母扣；51、内螺纹部；100、Zn-Ni合金镀层；110、化学转化处理覆膜；120、润滑覆膜；400、公扣接触表面；500、母扣接触表面。