API仕様11Bは、往復動ロッドポンプに使用される鋼とロッド関連製品の業界標準を設定します。ロッドグレード、サイズ、カップリング、表面処理を正しく選択し、さらに適切な取り扱い、トルク管理、検査を行うことで、通常、坑井で最高の運転寿命が得られます。従来の陸上ポンプでは、最大ロッド荷重、腐食リスク、坑井の深さに基づいて正しいAPI等級（C、K、D、HA/HS、または特殊合金/FRP）を選択することが、ダウンホールの故障と運転コストを削減するためにオペレーターが取ることのできる唯一で最も重要なステップです。

API 11Bとは？

API規格11Bは、鋼製吸盤棒と関連製品（ポニーロッド、カップリング、研磨棒、ねじゲージなど）の寸法要件、ねじ形状、機械的試験、マーキング、製品品質管理を定義しています。APIモノグラム・プログラムと規格の編集更新は、米国石油協会によって維持されています。最新版（第28版）には、オペレーターが信頼する最新のねじ山、試験、製品識別要件が含まれています。

なぜこれが重要なのか：API 11Bに適合することで、サプライヤー間の互換性、一貫した機械的性能の主張、および校正済みのねじゲージとカップリングの入手が保証されます。不適合製品は、不適切なねじの適合、仕様以下の機械的強度、早期故障による現場リスクを大幅に高めます。

吸盤付きストリングの基本的な解剖学と機能

吸盤ロッドストリングは、地上の原動機（ポンプジャッキ）から坑内の往復動ポンプ（プランジャーとバレル）に往復運動を伝達する。主な構成部品：

• 地上設備ポリッシュロッド、スタッフィングボックス、ウォーキングビーム、ホースヘッド。

• ロッドストリング標準的な吸盤ロッド（長さ25～30フィート／7～9メートルが一般的）の両端をネジ切りし、カップリングで結合する。

• ダウンホールコンポーネントポンプバレル、プランジャー、スタンディングバルブ、トラベリングバルブ。

ロッドストリングは、軸方向の張力／圧縮、坑井の横方向のたわみによる曲げ、回転させた場合のトルク、数百万回のストロークによる繰り返し疲労に耐えなければならない。

典型的な小売の長さ：25フィート（7.62メートル）と30フィート（9.14メートル）。典型的なボディ直径の範囲は5/8の″から適用によって1-1/4の″まで。

一般的なサイズと幾何学的データ

(注：ピン、ねじの長さ、肩の寸法はメーカーによって異なるため、検査時にAPIゲージチャートと照合する必要がある)

APIグレード、機械的特性、材料オプション

吸盤棒のAPI呼称は、最小および最大引張特性と多くの場合化学成分によって製品をグループ化します。以下は、実用的な表を要約したものです。正確な仕様と認証については、メーカーのデータシートをご利用ください。

API11Bでは、各グレードの具体的な引張範囲と機械的試験方法を規定している。事業者は、出荷ごとに材料試験報告書（MTR）とトレーサビリティを要求すべきである。

実践的なメモ： より高い引張グレードは、より大きなアキシャル耐力を与えるが、表面仕上げ、熱処理、取り扱いが適切でないと、疲労寿命が短くなることが多い。適切な選択は、静的負荷容量と繰返し負荷条件に対する耐疲労性のバランスをとる。

スレッドフォーム、カップリング、ゲージング

API 11B は、ねじの形状（ピンとボックス）、寸法、ゲージング方法を標準化している。ねじの適合性は、校正されたプラグゲージとリングゲージでチェックしなければならない。カジリを避け、設計されたかみ合わせに達するためには、推奨トルクと組み立て中のねじ潤滑が不可欠である。サプライヤーは一般的に、API仕様に準拠したピンとボックスのねじゲージを提供している。

一般的なカップリングタイプ：

• 標準カップリング（全周） 同じサイズのロッド接続用。

• レデューサーカップリング 必要に応じて、異なる直径を接合する。

• 特殊カップリング 制限された設備の中を走行する場合は、路肩や停止装置を使用する。

練習量を測る： ねじ山の形状、ピッチ、振れ、かみ合い長さをチェックし、ねじ山が摩耗していたり、ゲージ限界に達していないロッドは不合格とする。

表面処理、コーティング、腐食軽減

表面仕上げと保護処理は、疲労寿命と腐食性能に劇的に影響します。オプション

• リン酸塩処理またはパーカライジング 低予算の設備におけるマイルドな腐食防止用。

• 硬質クロムメッキ 厚みと公差の問題からサッカー・ロッドにはほとんど使用されない。

• 窒化 またはその他の拡散硬化を適切に施すと、表面硬度と耐摩耗性が向上する。

• ポリマーコーティングまたはエポキシラップ 公差を維持しながら部分的な防錆を行う。

• FRP/コンポジット・ロッド 多くの腐食問題は解消されるが、異なる接合方法が必要となる。

ネジ山の公差や熱処理によるコアの靭性を損なわない 処理を選択すること。すべてのコーティングがAPIのねじゲージに適合するわけではないので、ベンダーのデータを参照すること。

疲労、摩耗、主な故障メカニズム

吸盤ロッドは高サイクル疲労下で作動する。典型的な故障メカニズム：

• 疲労骨折 表面欠陥の近くやねじの根元で、繰返し軸応力と曲げから生じる。

• ネジ山の摩耗とカジリ 不適切なトルク、潤滑不良、ねじ山の不一致によるもの。

• 腐食（一般、孔食、H2S/CO2） 応力集中と疲労の加速につながる。

• 砂による浸食 と研磨粒子。

• 座屈と曲げ 横方向の接触とフレッティングの原因となる。

表-故障モードと一般的な緩和策：

注目すべき技術的研究は、複合材料が異なる挙動を示すこと（回転曲げはユニークな破壊モードを生み出す）や、腐食性環境における実験室での疲労試験が、酸性の井戸や砂質の井戸用のロッドを指定する際に重要であることを示している。

特定の坑井に適したロッドのグレードとサイズの選択方法

選考は以下のことを考慮しなければならない：

• 最大静的引張荷重 研磨されたロッドで（プラス安全係数）。

• 動的負荷振幅 ポンピングストローク中（張力と圧縮のピーク）。

• 井戸の深さ とロッドストリングウェイト。

• 腐食性種の存在 (CO2、H2S、塩化物）。

• 砂/磨耗リスク とサイドローディングの可能性。

• 経済学より高いグレードやコーティングは、より長い寿命によってコストを回収することが多い。

即決表（簡易版）：

各グレードのロッド荷重（lbf）と深さの関係を示したメーカー選定チャート（主要OEMメーカーによる）。

取り扱い、組み立て、トルク練習、走行手順

フィールドでの練習はロッド寿命に大きく影響する。主な提言

• トルクレンチを使用し、カップリングの組立て時には供給業者のトルク表に従ってください。

• 潤滑と腐食防止のために認可されたスレッドコンパウンドを塗布する。

• 従来のスチール製ロッドを回転させると、ねじり応力が増加し、疲労寿命が短くなります。一部のスクリュー式ポンプではロッドの回転が必要です。トルク定格のロッドとカップリングを使用してください。

• 保管には十分注意すること：ロッドは地面から離し、湿気のない場所で保管すること。

• ロッドの使用状況を記録し、サプライヤーの推奨に従ってのみ再使用する。

検査、非破壊検査、交換基準

定期点検は以下を含むべきである：

• ねじゲージ (プラグとリング）を装着してから走行する。

• 目視検査 腐食孔、ネジ山の損傷、刻み目、表面の欠陥について。

• 超音波または磁粉探傷検査 疲労損傷が疑われる場合は、クリティカルロッドに使用する。

• 硬度検証と引張試験 品質保証のためにサンプリングされたロットについて。

ゲージの許容範囲を超えてねじ山が摩耗したもの、NDTで亀裂が検出されたもの、断面積または疲労強度を低下させるような著しい孔あき／断面欠損があるロッドは交換する。

新たな選択肢FRPとハイブリッド複合ロッド

FRPロッド（エポキシマトリックスを使用したガラス繊維または炭素繊維）には利点がある：

• 軽量化（静荷重を低減し、許容ポンプ深度を増加させる可能性がある）。

• 地層流からの腐食に対する耐性。

• 電気絶縁（迷走電流やガルバニック電流の懸念に役立つ）。

制限：

• さまざまな接合およびカップリング・システム；特別なトレーニングが必要。

• 異なる破損モード（マトリックス割れ、層間剥離）と異なる検査基準。

• 1フィートあたりのコストは高くなることが多いが、腐食性の高い井戸ではライフサイクルの経済性でFRPが有利になることがある。複合材料を検討する際には、技術カタログやライフサイクルのケーススタディを参照すべきである。

経済性：ライフサイクルコストと初期投資額

評価する：

• 類似坑井における候補ロッドタイプの平均故障間隔（MTBF）。

• 故障1件当たりのダウンタイムコスト（生産損失＋作業オーバー）。

• フィートあたりの単価と、コーティングや特別な処理にかかる費用。

• 再利用方針と改装費用。

多くの場合、グレードの高いロッドやFRPストリングは、運転寿命を延ばし、除去作業の頻度を下げることで、年間総コストを削減する。

クイック調達チェックリスト

• API11Bの準拠声明と引用版。

• 化学的および機械的特性に関する製造所試験報告書（MTR）。

• ネジゲージ証明書と校正記録。

• トレーサビリティ（熱番号、バッチID）。

• 推奨トルクチャートと組み立て説明書。

• 該当する場合は、腐食/コーティングに関する文書。

• 早期故障に対する保証または交換方針。

実用的な表と比較スナップショット

表 A - 代表的な機械的性質の概要

(法的拘束力のある値については、API 11Bおよびベンダーのデータを参照のこと)。

表B-ロッドの長さと推奨使用

失敗事例

• ケース-ピンショルダー部のネジ山疲労： 多くの場合、かみ合わせの長さが不十分で、ねじの根元付近に小さな加工溝があることが原因である。是正措置：加工公差の改善、ねじの根元半径の管理、疑わしいロットの定期的なNDT。

• ケース - サワーウェルにおける腐食助長疲労： オペレーターは、ニッケルベアリングまたは特殊合金ロッドに変更し、積極的な腐食防止剤を塗布した。

現場でのベストプラクティス・チェックリスト

• ロッドラックは乾燥させ、土に触れないようにする。

• すべてのロッドのランナンバーと状態を記録する。

• 校正されたトルク工具と推奨コンパウンドを使用する。

• メイクアップ前にスレッドを検査し、引き抜いた後、NDTのために疑わしいロッドに印をつける。

• ロッドの選定を静的荷重と繰返し応力の両方に適合させる。

発注書に盛り込むべき10の実務仕様

1. API 11Bのエディションナンバーを引用し、サプライヤーに適合を要求する。

2. API呼称で等級と引張範囲を指定する。

3. 各ヒートロットの化学分析および引張/硬さ試験のMTRを要求する。

4. 州が要求するねじゲージ証明書。

5. コーティング／表面処理を公差で宣言する。

6. 糸の損傷を防ぐための梱包を義務付ける。

7. NDTの受入サンプリング計画を含むこと。

8. 早期疲労故障に関する保証用語を定義する。

9. スレッドコンパウンドの適合性とトルク値を指定する。

10. 各ロッドにトレーサビリティマーキング（ヒート番号）を義務付ける。

よくある質問

Q1：API 11Bとは何ですか、またなぜ発注書に義務付けるのですか？
A1：API11Bは、サッカロッドとロッド関連製品の仕様として認められているもので、この版をPOに含めることで、サプライヤーは標準化されたねじの形状、試験、マーキング方法を満たさなければならない。これにより、互換性の問題を減らし、現場作業を保護することができます。

Q2: スチールとFRPロッドはどのように選べばよいですか？
A2：腐食レベル、ロッド重量の削減希望、総所有コストを評価する。スチールは多くのスイートウェルで経済的である。FRPは、重量削減と耐腐食性が正味の節約をもたらすような、腐食性の高い、または深い揚水用途で優れている可能性がある。

Q3: API鋼棒を回転させることはできますか？
A3: ロッドシステムとカップリングがトルクと回転に対して定格されている場合のみ。回転はねじりや曲げ応力を増加させるので、ポンプの設計で必要とされ、ロッドの材質が許容する場合を除き、回転を避けるのが標準的なやり方です。

Q4: 糸の不具合で最も多い原因は何ですか？
A4：不適切な締め付けトルク、ねじ山の汚染、ゲージの磨耗や不一致、製造時のねじ山形状管理不良。定期的なゲージングと正しいトルクの適用が、これらの不具合を軽減する。

Q5: ロッドはどれくらいの頻度で検査する必要がありますか？
A5: 走行前に各ロッドを目視とネジゲージで検査する。疑わしいストリングや異常が発生した場合は、サンプリングしたロッドに磁粉探傷や超音波探傷などのNDTを適用する。

Q6: 標準トルク表はありますか？
A6: はい、ほとんどのOEMはロッドサイズとカップリングごとのトルクチャートを公表しています。正確な値については、サプライヤーの資料を参照してください。

Q7: 酸洗腐食に耐えるグレードは？
A7：ニッケル含有グレードや高合金棒、またはFRP棒は、普通の炭素鋼よりも酸や塩素を含む環境によく耐える。

Q8: 掘削された坑井のロッド疲労を軽減するにはどうすればよいですか？
A8: センタライザーの使用、スリーブの着用、ロッド径の拡大、坑井のコンディショニング強化によるサイドローディングの低減、疲労に強いグレード/仕上げの指定。

Q9: 古いロッドをリフォームして再利用できますか？
A9: ロッドによっては、残断面と熱処理が設計限界に達していれば、再ネジ切りして検査することで再生できるものもある。

Q10:ロッドの出荷にはどのような書類が必要ですか？
A10： MTR、ネジゲージ証明、ヒートナンバー、マーキング検証、取扱い／組立説明書。これらの文書は、製品のトレーサビリティと保証請求をサポートします。

閉会勧告

1. POにAPI 11B適合を要求し、版を確認する。

2. 動荷重と腐食環境に適合するグレードを選ぶ。迷った場合は、OEMの選定チャートを参照すること。

3. 最も一般的な現場での故障を防ぐために、規律あるゲージング、トルク管理、検査プロトコルを実施する。