JP2003506602A

JP2003506602A - ネジ付パイプ接続部

Info

Publication number: JP2003506602A
Application number: JP2001515411A
Authority: JP
Inventors: オリバー，イリュイ，ピー
Original assignee: ハンティングオイルフィールドサービス，インコーポレーテッド
Priority date: 1999-08-10
Filing date: 2000-08-07
Publication date: 2003-02-18
Also published as: WO2001011182A1; DE60023504D1; CN1271309C; US20030075924A1; US6990719B2; IL148075A0; AR025038A1; NO20020646L; AU7054600A; TR200200362T2; DE60023504T2; MXPA02001524A; CA2381711C; AU761378B2; ATE307957T1; NZ517173A; NO20020646D0; CA2381711A1; US6485063B1; EP1200704B1

Abstract

(57)【要約】掘削ストリングは各々が、隣接する管状部材のピンコネクタとボックスコネクタによる接続部を有する複数の管状部材を含む。ピンコネクタは負の負荷フランク３５２と正のスタブフランク３４０を伴い、隣接する管状部材のボックスコネクタの負の負荷フランクと正のスタブフランクを伴う内部の第２のネジとネジで係合するように構成された、外部のネジを有する。正のスタブフランクはコーナ半径３７０、３７４を有し、負の負荷フランクはＳ字型を形成する半径を有する。ピンコネクタは外側の溝６６を有してボックス部材の終端の突起８６を受け止め、ロックするショルダを形成する。突起と溝は輪郭で描かれた表面を有し、大きな金属対金属の接触を提供して、輪郭を描かれた表面は掘削ストリングのトルク過剰と繰り返される曲げの間にスライドすることを防ぐ。負の負荷フランクとロックするショルダは接続部をロックする。負の負荷フランクは張力を吸収し、ロックするショルダは接続部に加わる圧力を吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】

本発明は掘削パイプの接続部に関し、より具体的には、パイプラインやユーテ
ィリティ業界でボアホールを掘削するための管状部材を接続するために、管状部
材の端部に配置されるピンコネクタとボックスコネクタに関する。

【０００２】掘削ストリングは特に、パイプラインやユーティリティサービス業界用のユー
ティリティに関連する、電話回線、光ファイバケーブル、下水ライン、水道ライ
ン、および同様な設備を設置するために設計されたものである。一般的な目的は
、通常はなんらかのタイプの障害物またはユーティリティ設置用の構造の下方に
おいて、Ａ地点からＢ地点にボアホールを掘削することである。一般的には、掘
削されるボアホールの距離は、２００フィートと６００フィートの間である。ま
た一般的にはボアホールは浅く、一般的には水平である。

【０００３】一般的な掘削作業では、フィッシュテールビット(fishtail bit)などのビット
が掘削ストリングの端部に装着され、送信器がビットのすぐ背後に置かれる。掘
削ストリングは加圧され、回転してビットに力を加え、ボアホールを掘削する。
掘削ストリングとビットを通じて液体が循環し、ボアホールの壁と掘削ストリン
グの間に形成された環をバックアップし、ビットが掘削している地面を湿らせる
。これによって、掘削ストリングがボアホールの中で止まってしまう傾向が弱ま
る。携帯受信器が地面の上にあって送信器をフォローし、ビットの方向、すなわ
ち勾配と方位角を決定する。ビットがＡ地点とＢ地点の間の正しいボアホールの
経路の軌道からそれた場合、オペレータはビットの方向を調節する。

【０００４】障害の下方でボアホールが掘削されると、ビットは取り除かれ、スイベル上の
リーマが掘削ストリングの端部に取り付けられ、ユーティリティが付属したまま
で掘削ストリングとリーマがボアホールから引き戻される。スイベルはたとえば
ケーブルなどのユーティリティラインに取り付けられている。ユーティリティが
取り付けられたままリーマがボアホールを通って引き戻されると、掘削ストリン
グに張力がかかる。

【０００５】周囲の地面の穴に過剰な液体が流れるのは望ましくないので、オペレータは掘
削ストリングの中を循環する液体の量を最小限にする。掘削ストリングの中と周
囲に循環する液体が多すぎると、液体は砂、ゴミ、土を洗い流し始め、ボアホー
ルが掘削されているハイウェイや水路などの障害物または構造の下を洗い流して
しまう。ハイウェイまたはほかの構造の下に隙間が形成されると構造的な問題が
生じることになる。

【０００６】パイプラインとユーティリティ業界用の掘削ストリングは、油田で使用されて
いる掘削ストリングとは全く異なる。油田の掘削作業では、掘削ストリングは広
く開いたボアホールを掘削するために使用される。掘削作業の液体は循環して切
削物を除去し、ビットを冷やす。したがって、掘削ストリング内の接続部が圧力
と液体から密閉されていることが重要である。一般的には、パイプラインとユー
ティリティ業界では、掘削ストリング内の接続部を介した液体の漏れがあるかど
うかは重要ではない。したがって、掘削パイプのジョイント間の接続部は、圧力
または液体に対して密閉されている必要はなく、熱と圧力は問題ではない。圧力
は、掘削作業の液体を流すためのポンプ圧だけである。

【０００７】特定の掘削作業用途に掘削ストリングと他の関連する管状の製品を設計する時
に、掘削ストリングの物理的な方向だけではなく、掘削ストリングの望ましい使
用法も考慮しなければならない。掘削ストリングは水平に置かれる場合も、垂直
に置かれる場合もあり、また、それた位置に置かれる場合もある。実際の方向は
用途のタイプによって異なる。

【０００８】パイプラインとユーティリティ業界においてボアホールをうまく掘削するため
には、多くの個別の管状部材を掘削ストリングの中に組み合わせる必要がある。
実際の組み合わせには、個別の管状部材を組み立て、トルクを加える必要がある
。実際の掘削作業プロセスでは、掘削ストリングの個別の管状部材の間の接続部
を何回も組み立て、分解することが必要である。組み立てと分解の数は、環境と
オペレータによって異なる。一般には、接続部は１日に４回または５回組み立て
と分解が繰り返され、１日に６回から７回におよぶ場合もある。したがって、パ
イプのジョイントの間の接続部は、１年に１０００回または１０００回以上も組
み立てられたり分解されたりするので、このような使用に耐えられるように強固
で頑丈でなければならない。また、時間的な配慮が非常に重要なので、組み立て
は非常に迅速に行われる。

【０００９】掘削ストリングジョイントの接続部に関する設計上の配慮は、接続部を繰り返
して結合したり外したりすること、トルク、曲げ、繰り返しの負荷、疲労、引張
加重、および加圧強度を含むが、配慮点はこれに限られるものではない。接続部
は一般的には、ネジ付のピンとボックスとの接続部を含む。ネジは、他のネジ付
のジョイントと簡単に組み立てられるようになっていなければならない。個別の
ネジの寿命もいくつかの理由で非常に需要である。第１に、ネジが一度変形しは
じめると、通常はその後の変形は指数関数的に増大する。第２に、ネジが一度劣
化すると、掘削ストリングの長さは非常に限定された変動しか有しないので、掘
削ストリング全体を無視しなければならなくなる。第３に、掘削ストリングがボ
アホールを実際に掘削作業しているプロセスでネジが故障すると、大きな金銭的
な損害が発生する。ここに挙げたものは単なる例示的なものである。

【００１０】これらの設計にもかかわらず、ユーティリティとパイプライン業界でボアホー
ルを掘削する多くの用途に使用される掘削ストリング部材がネジを有する時、ト
ルクが過剰になると、対応するショルダがフレア状になる可能性がある。また、
関連技術の設計では、ネジのプロファイルが変形し、外及び内ネジ設計プロファ
イルが組み立て機能を失い、早く故障するという結果になる。変形が始まってか
らも使用し続けると、協働する管状部材の間における対応性の問題が指数関数的
に増加する。さらに、ピンとボックスのねじを外し、その後再び組み立てた場合
、変形力は強化されるばかりである。言い換えれば、接続部のねじを何回も締め
たり外したりすると変形プロセスが加速され、一度変形が発生すると、このプロ
セスは指数関数的に増大する。

【００１１】図１は、関連技術の接続部と、ボックスとピンに過剰にトルクを加え、回転さ
せたことによる、ユーティリティ業界の関連技術の接続部を何回も絞めたり緩め
たりすることに伴う固有の問題を示す。関連技術の接続部は一般的には、ボック
ス端１５２と対応するためのピン端１５０を含む。ピン端１５０は接続部の軸に
対して垂直である環状のショルダ１５４を含む。丸い外部ネジプロファイル１５
６はショルダ１５４から外径１５８に伸びる。同じように接続部の軸に対して垂
直な、半径方向の終端１６０は、外径１５８から内径１６１に伸びている。

【００１２】ボックス端部１５２は、接続部の軸に対して垂直な表面を有する半径方向の終
端１６２を含む。丸い内部ネジプロファイル１６４は終端１６２から内面１６６
に伸びる。半径方向のショルダ１６８は、管状部材の内面１６６から内径１７０
に伸びる。

【００１３】図１に示されるように、半径方向の終端１６２はショルダ１５４に対してスラ
イドされており、変形している。この変形の１つの理由は、ボックス１５２の端
とピン１５０の端に過剰なトルクが加わったことであり、これによって半径方向
の端１６２がピン端１５０のショルダ１５４の面に対して強制的に外側にスライ
ドさせられていることである。このように加えられた力はまた、ピン１５０の半
径方向の端１６０を変形し、半径方向の端１６０が変形し、特に外面１５８とこ
れに対応する内面１６１が半径方向のショルダ１６８の加圧作用によって外側に
拡大させられることにより、半径方向の端１６０に押しつけられる。

【００１４】ピンとボックスとは２インチの円錐テーパ上に刻まれている。パイプストリン
グが駆動され、ストリングに圧力を加えられると、ボックスの外側の円錐がピン
の基部で外部に押し出される傾向がある。したがって、加圧されると、小さい端
できつく、大きな端で緩くなる。したがって、接続部に応力が加わり、動きが繰
り返されると、接続部は疲労し破損する。管状部材は互いに振動して接続部が緩
くなる。

【００１５】また、トルク過剰という状況により、ネジプロファイルが正しく対応しないよ
うになる。したがって図１に示されるように、第１の空隙１７２と第２の空隙１
７４が生じる。図１は２つの空隙１７２と１７４を表しているが、もちろん実際
にはネジプロファイルに沿って他の空隙も発生する可能性がある。

【００１６】一般には、関連技術の接続部は、図１Ａに示されるように、ピン端１５０とボ
ックス端１５２の上に標準のＡＰＩネジ１７６と１７８をそれぞれ含む。ＡＰＩ
ネジはスタブフランク(stab flanks)１５１と負荷フランク(load flanks)１５３
の両方に正のフランク角を有する。米国特許第５、１５４、４５２号は油田用の
管の接続部を開示しているが、この管の接続部は、角度が逆のネジ形状を備える
Ｓ字形のねじプロファイルを有し、掘削作業の間に接続部に加えられる厳しい張
力に耐えられるようにしている。しかし接続部が有する加圧能力は非常にわずか
である。

【００１７】振動として知られる繰り返される曲げ、すなわち横力により、ピン端１５０は
ボックス端１５２に対して移動またはスライドするようになり、これも、フレア
して空隙１７２と１７４が形成される原因となる。理想的には、掘削作業の方向
に急な変化があるべきではない。しかし逸れた設計など多くの用途で、オペレー
タが掘削作業の方向を急に変化させ、ボアホールの中にいくつかの突然の曲がり
やねじれが生じることになる。掘削軌道の急激な変化は、曲がった軌道を記述す
る言葉である、ねじれの原因となる。ねじれは、掘削ストリングに加えられる繰
り返される曲げ、トルク、および抗力を大幅に増加させる。

【００１８】パイプを回して、ボアホールの軌道の曲がり部または湾曲部を通過すると、掘
削ストリングは曲がり、接続部の対応する面が特に回転ショルダにおいて前後に
スライドするようになる。ボアホール内のベンドの半径が小さいほど、ピンに加
わる疲労は大きくなる。掘削ストリングがそれてねじれると、ネジプロファイル
内の振動は悪化する。変形が増加すると、振動はひどくなるばかりである。

【００１９】パイプストリングが掘削経路における障害を回避すると、パイプストリングは
急な曲げ半径を通過する。パイプストリングが多数の急な曲げ半径を通過すると
、曲げ部が接続部に位置して、ネジが接続部の片側で外れることになる。接続部
がほかの曲げ部を通過すると接続部はその方向に曲がる。

【００２０】接続部がこれらの急な曲げ部を通過すると、ＡＰＩネジ１７６と１７８の正の
フランク角が傾斜として作用し、ネジはさらに係合して、接続部がきつくなる。
ネジがルートに入り込むため、ＡＰＩネジの正のネジフランクにより接続部の振
動が生じる。接続部が振動すると、ネジの間に傾斜(ramping)作用が生じる。こ
の傾斜作用によって、ネジ素材がたわみ、ネジ部材が伸びる。ネジの傾斜によっ
て素材がたわみ、接続部が破損する。言い換えれば、ネジ素材は伸縮性のポイン
トを越えて、最後にはピンが壊れることになる。振動は疲労とピンの破損の原因
となる。

【００２１】リーマが掘削ストリングの端部に接続され、ボアホールを介して引き戻される
と、大きな張力が掘削ストリング、特に接続部に加えられる。リーマが掘削作業
経路の障害物に突き当たると、曲げとトルクが接続部に加えられ、ネジが閉じた
り開いたりする。ネジが伸ばされて離れると、ストリングにトルクが加わるため
、接続部はさらにきつくなる。

【００２２】掘削ストリングが回転する１回をサイクルと呼ぶ。掘削作業の間、掘削ストリ
ングは１分について３００から４００サイクル回転する。接続部が曲げ部を通過
し回転するたびに、ショルダはたがいに前後にスライドする。ショルダがスライ
ドしながらこれらのサイクルが繰り返されると、ピンの中央部に連続的に疲労が
加わる。これは大きな応力の原因となり、接続部においてピンが破損する原因と
なる。ピンはピンの基部近くで破損する傾向があり、これは関連技術のジョイン
トでは一般的である。パイプがボアホールの湾曲部または曲げ部を通って回転す
ると、ボックスの終端はピンの基部からスライドして離れる傾向がある。２つの
表面が互いにスライドすると、ボックスの終端は離れる傾向がある。これによっ
て、ピンのショルダの近くのネジと、ボックスの終端のネジとが離れる。しかし
、接続部はネジの中央部ではきついままである。中央のネジがきついままでピン
のショルダとボックスの終端が振動すると、ピンは基部で破損する傾向がある。
サイクルの前半ではピンは１つの方向に曲がり、サイクルの後半ではピンは別の
方向に曲がるので、疲労と破損の原因となる。この前後の動きは大きな疲労の原
因となる。ピンは一般的には数千サイクル後に破損する。コルクスクリューボア
ホールは、ジョイントの曲げ部半径能力の二倍である場合もある特殊な曲げとサ
イクルを掘削ストリングに与える。こういった要因がすべて、接続部の急速な疲
労を招く。

【００２３】また、掘削作業プロセスの間、大きな圧力が掘削ストリングの上に加えられ、
表面がスライドするにつれて、ボックスの終端を外側に押し出す傾向がある。こ
の力が大きければ大きいほど、ピンの基部とボックスの終端の間の空隙は大きく
なる。しかし、ネジの中央部はきついままである。ついでサイクルごとに、前後
の逆ストレッチが始まり、接続部を疲労させる。

【００２４】環境が非常に悪く、オペレータの経験が浅い場合、オペレータは過剰に補正し
、ステアリングもきつい傾向がある。また経験の浅いオペレータは、掘削ストリ
ングで直接旋回する。経験の浅いオペレータが掘削ストリングを旋回させすぎた
と気づくと、彼は他の方向に急に曲がる。これによって、掘削している穴にねじ
れが生じる。このため、掘削ストリングがボアホール内で回転する時に、非常に
厳しいバインド状態になる。接続部が維持されるサイクルの数は大幅に低減され
る。

【００２５】関連技術の接続部の別の問題は、大きなトルクに耐える能力である。オペレー
タはしばしば接続部に過剰なトルクを加える。パイプの小さな直径に対して極端
に大きなトルクが接続部に加えられるため、大きなトルクが直径の小さな掘削ス
トリングに加えられることになる。さらに、パイプストリングが多くの急な曲げ
部を通過し、パイプストリングが障害物を回避し多数の急な曲げ部を形成すると
、高い慣性トルクが接続部に加えられる。したがって、接続部は大きな慣性トル
クに耐えられなければならない。

【００２６】油田では、掘削作業をするオペレータははるかに経験が豊かで、掘削される距
離ははるかに長い。したがって、掘削作業をよく制御するために、より洗練され
た装置が使用される。さらに、専門家が継続的に掘削作業を監視している。ユー
ティリティ業界ではしばしばオペレータは経験が浅く、掘削ストリングに無理な
力を加えてボアホールをＡ地点からＢ地点まで貫通させようとし、スムーズなボ
アホールを掘削しない。ユーティリティラインを掘削するオペレータは、自分の
機器の摩耗より、自分の作業を完了させることに関心がある。

【００２７】表面の間に動きがあると疲労が発生するので、表面の間には動きがないことが
望ましい。表面がスリップし始めると、ピンとボックスが伸び始める。掘削スト
リングのサイクルの間、ピンは一部のストレッチを吸収することができる。伸び
の発生が限界内であれば、疲労は始まらない。伸びが限界を越えると、接続部は
疲労しはじめ、破損する。

【００２８】次の本発明の利点、機能、実施形態の説明から明らかになるように、本発明の
接続部は関連技術のこれらの問題と欠点、および他の問題と欠点を解決するもの
である。

【００２９】

【発明の概要】

本発明は、ピンコネクタを有する第１のパイプと、ボックスコネクタを有する
第２のパイプを含む管状ストリングを含む。ピンコネクタとボックスコネクタは
外ネジセットと内部ネセットをそれぞれ有し、これらは接続部を組み立てる時に
ネジ係合するように構成されている。

【００３０】ピンコネクタは基部に隣接する逃げネジと、逃げネジからピン端に伸びる全高
ネジを有するネジセットを含み、ボックスコネクタは全高ネジを伴うネジセット
を含む。ネジセットは正のフランク角を伴うスタブフランクと、負のフランク各
を伴う負荷フランクとを伴うネジを有する。スタブフランクはクレストコーナ(c
rest corner)半径とルートコーナ(root corner)半径を有し、ネジをルートに導
く。負荷フランクは、クレストからルートに伸びる一対の連続する半径から構成
される。接続部に張力が加えられると、負荷フランクはピンコネクタとボックス
コネクタをロックする。

【００３１】好ましい実施形態では、ピンコネクタは外部ネジの基部に外部溝を含み、ボッ
クスコネクタの終端の突起を受ける。突起は、ボックスコネクタの終端に渡って
伸びるブルノーズまたは半径の形状の断面を有する。ピンコネクタの溝は、接続
部を組み立てた時に突起を受け止める大きさの半径を有する。対応する突起と溝
はスライドしない係合を形成し、対応する溝と突起の間のスライドをほぼ除去す
る。

【００３２】別の実施形態では、ピンコネクタとボックスコネクタは突起と溝の間に、スラ
イドしない別の係合を含む場合もある。ボックス端は、ピンコネクタの終端の突
起を受け止めるように構成された内部溝を含む。この実施形態では、各接続部で
外部と内部の溝と突起が効果的に接続する。

【００３３】本発明の利点は、ボックスコネクタの溝をピンコネクタの突起と一致させるこ
とを含む。他の利点は、過剰トルクおよび／または繰り返して使用したことによ
って生じる、ボックスコネクタの膨らみを制御することを含む。

【００３４】他の利点は、ネジプロファイルが全長さに渡って係合されることである。他の
利点は、接続部は異なるサイズの掘削ストリングで使用できることである。さら
に他の利点は、種々のジョイントを迅速に組み立てられることと、掘削作業の間
、何回も組み立てと分解ができることである。別の利点は、ジョイントのネジの
寿命が伸びることである。

【００３５】本発明の特徴は、ショルダ溝と共同するように構成され、２つのジョイント間
の金属対金属の接触を増やし、ボックスコネクタのフレアアウトを防ぐ突起を含
む。突起は一般に、ブルノーズの断面を有する環状のリング状の部材という形状
である。別の特徴は、ボックスコネクタの上にある突起と、ピンコネクタの上に
ある溝を含む。

【００３６】さらに別の特徴は、突起がボックスコネクタとピンコネクタの両方に配置され
、協働する溝がボックスコネクタとピンコネクタの両方に配置される第２の実施
形態を含む。さらに別の特徴は、突起がピンコネクタのみに配置され、溝はボッ
クスコネクタのみに配置される実施形態を含む。さらに別の特徴は、本発明が異
なるタイプのネジと使用法に適用可能であることを含む。

【００３７】本発明の目的のうち１つは、半径を使用してボックスとピンの回転ショルダの
スライド作用を低減し、ピンコネクタのサイクルの数を最大にすることである。
本発明の接続部は、典型的な使用ではピンコネクタが疲労することなく１年間も
保ち、１０００回から１５００回の組み立てと分解に耐える。また、ネジの寿命
も伸びる。

【００３８】突起と溝のロックするショルダは加圧を取り、接続部のネジセットは張力を取
る。この種類のパイプでは、密封は問題ではない。もっとも大きな問題は、張力
と大きなトルクである。

【００３９】負荷フランクの負のフランク角は、ピンネジセットとボックスネジセットに張
力を加えてロックする。したがって、接続部に加えられる張力が大きいと、ネジ
の負荷フランクの間のロックする作用も大きくなる。負のフランク角は傾斜を防
ぐばかりでなく、接続部のトルク能力を増大させ、傾斜を除去するので、たわみ
とトルク過剰がなくなる。ネジの丸みのあるコーナは疲労も防ぐ。

【００４０】本発明の負のフランク角とロックするショルダは、接続部をロックする。した
がって、ネジセットがばらばらになる傾向は減る。これらの特徴によってネジは
互いにロックを維持し、たわみやトルク過剰という問題を低減する。さらに、負
荷フランクと外側のピンクレストとボックスルートもロックして係合しており、
接続部のトルク能力を増大させる。

【００４１】ネジのルートとクレストが平らであり、ネジが組み合わされた時にテーパコー
ン表面の接触が最大になるので、さらにトルクが提供される。平らなルートとク
レストはまた振動も防ぐ。

【００４２】本発明のネジプロファイルは、作業環境のすべての重要な要素と、関連技術の
ネジデザインのすべての弱点に対処するものである。新しいネジプロファイルは
接続部の傾斜、振動、疲労を防ぎ、また、トルクの増加を可能にし、もっとも重
要なことには、パイプの寿命が伸びる。

【００４３】本発明のさらなる目的および利点は、次の説明から明らかになろう。

【００４４】本発明の好ましい実施形態の詳細な説明のために、次に付随する図面を参照す
る。

【００４５】

【好ましい実施形態の説明】

まず図２を参照すると、２つのパイプまたは管状部材を接続し、掘削ストリン
グを組み立てる、本発明の接続部の好ましい実施形態が示されている。当業者で
あれば理解されるように、各管状部材は、ピンと呼ばれる第１の端と、ボックス
と呼ばれる第２の端を有する。図２では、第１の管状部材２と第２の管状部材４
の２つの管状部材が示されている。第１の管状部材２は１つの端に本発明のピン
コネクタ６を有し、第２の管状部材４は１つの端に本発明のボックスコネクタ８
を有する。ピンコネクタ６はボックスコネクタ８とネジで接続するように構成さ
れ、次にさらに詳細に説明するような本発明の接続部を形成する。もちろん、第
１の管状部材２の他の端にはボックスコネクタ（図示せず）があり、第２の管状
部材４の他の端にはピンコネクタ（図示せず）があることを理解されたい。

【００４６】第１の管状部材２は一般には円筒状の部材またはパイプであり、外径１０と内
径１２を有し、本発明のピンコネクタ６をその終端に伴う。ピンコネクタ６は、
両方とも管状部材２の軸にほぼ横向きの方向で向き合っている外側の半径方向の
カラー部分１４と、隣接する内側の環状の溝１６とを有する外側の環状ショルダ
１５を含む。外部ネジプロファイル２０は、溝１６の基部において外側の円筒面
１８から、管状部材２の半径方向の終端２４に隣接する内側の円筒面２２に伸び
る。

【００４７】第２の管状部材４は一般には円筒形の部材またはパイプであり、外径２８と内
径４２とを有し、本発明のボックスコネクタ８を終端に伴う。ボックスコネクタ
８は、管状部材４の軸に対してほぼ横向きの方向で向き合う内側の環状ショルダ
４０を含む。内部ネジプロファイル３６は、ショルダ４０の基部において内側の
円筒の表面３８から、管状部材４の半径方向の終端３０に隣接する内側の円筒の
表面３４に伸びる。

【００４８】半径方向の終端３５は、カラー部分３０と、ピンコネクタ６とボックスコネク
タ８がネジで係合すると溝１６に挿入するように構成されたリング状の環状部材
の形状の隣接する突起３２を含む。示された突起はノブまたは半径の形状の断面
を含むが、溝１６が角度のついた表面と共同する角度のついた表面など、他の形
状も使用できることに注意されたい。さらに、突起３２の長さと半径は変わるこ
ともあり、長さと半径が変わると溝１６の深さも変わるが、これらの変数は望ま
しい金属対金属の表面の接触の量によって異なる。

【００４９】種々のタイプのネジセットを本発明で使用することができる。これらを次の図
１１から図１６に関して詳細に論じる。

【００５０】作用においては、管状部材２のピンコネクタ６は、管状部材４のボックスコネ
クタ８に突き刺さる。ネジプロファイル２０、３６が係合すると、管状部材２、
４のうち１つが他に対して回転し、コネクタ６、８をネジで係合させる。ネジの
係合が継続すると、環状突起３２は溝１６の中に受け止められる。接続部が完全
に組み立てられると、突起３２は完全に溝１６に完全に受け止められてその中に
収まり、終端２４は環状ショルダ４０に隣接する。ショルダ１５の表面と半径方
向の終端３５の表面は完全に係合し、その間のスライドを防ぐ。ついでトルクが
増加され、接続部が完全に組みたてられる。

【００５１】次に図３を参照すると、本発明の接続部の別の好ましい実施形態が示されてい
る。この代替の実施形態では、第１の管状部材４０は１つの端に本発明のピンコ
ネクタ６０を有し、第２の管状部材４２は１つの端にボックスコネクタ７８を有
する。ピンコネクタ６０はボックスコネクタ７８とネジで接続されるように構成
され、次に詳細に説明するような本発明の接続部を形成する。もちろん、第１の
管状部材４０の他の端にはボックスコネクタ（図示せず）があり、第２の管状部
材７８の他の端にはピンコネクタ（図示せず）があることを理解されたい。

【００５２】第１の管状部材４０は一般には円筒状の部材またはパイプであり、外径６２と
内径８０を有し、本発明のピンコネクタ６０を終端に有する。ピンコネクタ６０
は，両方とも管状部材４０の軸にほぼ横向きの方向で向き合う半径方向のカラー
部分６４と隣接する溝６６とを有する、外側の環状ショルダ６５を含む。溝６６
は管状部材４０の直径表面６８で終了している。外部のネジプロファイル７０は
溝６６の基部の円筒の表面６８から、管状部材４０の半径方向の終端７５に隣接
する円筒の表面７２に伸びる。

【００５３】半径方向の終端７５はカラー部分７６と突起７４を含み、これらは管状部材７
８に対してほぼ横向きの方向で向かい合っている。突起７４はリング状の環状部
材で、ノブまたは半径の形状の断面を有し、次に説明するようにピンコネクタ６
０とボックスコネクタ７８がネジで係合すると溝９６に挿入するように構成され
ている。

【００５４】第２の管状部材４２は一般には円筒状の部材またはパイプであって、外径８２
と内径１００を有し、本発明のボックスコネクタ７８を終端に有する。ボックス
コネクタ７８は、カラー部分９８を有する内側の環状ショルダ９５と、隣接する
環状溝９６を有し、ショルダと溝は管状部材７８の軸に対してほぼ横向きの方向
で向かい合っている。カラー部分９８は内径１００から溝９６に伸びる。内部の
ネジプロファイル９０は溝９６の基部における円筒の表面９２から、管状部材４
２の半径方向の終端８５に隣接して円筒の表面８８に伸びる。

【００５５】半径方向の終端８５は、カラー部分８４と内径表面８８からカラー部分８４に
伸びる突起８６とを含み、カラー部分８４と突起８６は管状部材７８の軸に対し
てほぼ横向きの方向で向き合っている。突起８６はリング状の環状部材でノブま
たは半径の形態の断面を有し、次に説明するようにピンコネクタ６０とボックス
コネクタ７８がネジで係合すると溝６６に挿入するように構成されている。

【００５６】作用においては、管状部材４０のピンコネクタ６０は、管状部材４２のボック
スコネクタ７８に突き刺さる。ネジプロファイル７０、９０が係合すると、管状
部材４０、４２のうち１つが他に対して回転し、コネクタ６０、７８をネジで係
合させる。ネジの係合が継続すると、ボックスコネクタ７８の環状突起８６は、
まずピンコネクタ６０の溝６６に受け止められ、ついで、ピンコネクタ６０の突
起７４はボックスコネクタ７８の溝９６に受け止められる。接続部が完全に組み
合わせられると、突起８６は溝６６に完全に受け止められてその中に収まり、突
起７４は溝９６に完全に受け止められてその中に収まる。ショルダ６５の表面は
半径方向の終端８５に完全に係合し、ショルダ９５の表面は半径方向の終端７５
に完全に係合して、掘削作業の間のスライドを防ぐ。さらに、カラー部分６４、
８４と７６、９８も隣接して係合する。ついでトルクが増大され、接続部が完全
に組みたてられる。

【００５７】次に図４を参照すると、本発明の接続部の別の好ましい実施形態が示されてい
る。この代替の実施形態では、第１の管状部材１０２は１つの端に本発明のピン
コネクタ１１０を有し、第２の管状部材１０４は１つの端にボックスコネクタ１
２８を有する。ピンコネクタ１１０はボックスコネクタ１２８とネジで接続する
ように構成され、次に詳細に説明するような本発明の接続部を形成する。もちろ
ん、第１の管状部材１０２の他の端にはボックスコネクタ（図示せず）があり、
第２の管状部材１０２の他の端にはピンコネクタ（図示せず）があることを理解
されたい。

【００５８】第１の管状部材１０２は一般には円筒形の部材またはパイプであり、外径１１
２と内径１２６を有し、本発明のピンコネクタ１１０を終端に有する。ピンコネ
クタ１１０は管状部材１０２の軸に対してほぼ垂直である外側の環状部材１１４
を含む。ショルダ１１４は管状部材１０２の外径１１２から円筒の表面１１６に
伸びる。外部のネジプロファイル１１８はショルダ１１４の基部において円筒の
表面１１６から、管状部材１０２の半径方向の終端１２５に隣接する円筒の表面
１２０に伸びる。

【００５９】半径方向の終端１２５はカラー部分１２４と突起１２２を含み、カラー部分１
２４と突起１２２は管状部材１０２の軸に対してほぼ横向きの方向で向き合って
いる。突起１２２はリング状の環状部材であり、ノブまたは半径の形状の断面を
有し、次に説明するようにピンコネクタ１１０とボックスコネクタ１２８がネジ
で係合すると溝１４２に挿入するように構成されている。

【００６０】第２の管状部材１２８は一般には円筒形の部材またはパイプであり、外径１３
０と内径１４６を有し、本発明のボックスコネクタ１２８を終端に伴う。ボック
スコネクタ１２８はカラー部分１４４と隣接する環状溝１４２を有する内側の環
状ショルダ１４５を含み、カラー部分１４４と環状溝１４２は管状部材１０４の
軸に対してほぼ横向きの方向で向き合っている。カラー部分１４４は内径１４６
から溝１４２に伸びる。内部のネジプロファイル１３６は溝１４２の基部におい
て円筒の表面１３８から、管状部材１０４の半径方向の終端１３２に隣接する円
筒の表面１３４に伸びる。

【００６１】半径方向の終端１３２は環状ショルダで、管状部材１０４の軸にほぼ垂直であ
る。半径方向の終端１３２は、次に説明するようにピンコネクタ１１０とボック
スコネクタ１２８がネジで係合するとショルダ１１４に隣接して係合するように
構成されている。

【００６２】作用においては、管状部材１０２のピンコネクタ１１０は、管状部材１０４の
ボックスコネクタ１２８に突き刺さる。ネジプロファイル１１８、１３６が係合
すると、管状部材１０２、１０４のうち１つが他に対して回転し、コネクタ１１
０と１２８をネジで係合させる。ネジによる係合が継続すると、環状の突起１２
２は溝１４６に受け止められる。接続部が完全に組み合わせられると、突起１２
２は溝１４６によって完全に受け止められてその中に収まり、終端１３２は環状
ショルダ１１４に隣接する。ショルダ１４５の表面は半径方向の終端１２５に係
合して、掘削作業の間、ショルダと終端の間のスライドを防ぐ。ついでトルクが
増加されて、接続部が完全に組みたてられる。

【００６３】次に図５を参照すると、本発明の図３の好ましい接続部を有する、管状部材１
８０、１８２、１８４、１８６を組み立てた掘削ストリング１５０が示されてい
る。種々の図の中に現れる同様な参照番号は同様な構成部材を指すことに注意さ
れたい。図５には図３の接続部が示されているが、図２と図４の接続部も適用で
きることを理解されたい。管状部材１８０、１８２、１８４および１８６は各々
、それぞれの端にピンコネクタ６０とボックスコネクタ７８を有し、ネジプロフ
ァイル７０、９０によってネジで接合される。ピンコネクタ６０とボックスコネ
クタ７８の接続部ごとに、ボックスコネクタ７８の環状突起８６はピンコネクタ
６０の溝６６に受け止められ、ピンコネクタ６０の突起７４はボックスコネクタ
７８の溝９６に受け止められる。ショルダ６５の表面は完全に半径方向の終端８
５に係合し、ショルダ９５の表面は半径方向の終端７５に完全に係合して、掘削
作業の間のスライドを防ぐ。別のカラー部分６４、８４と７６、９８は隣接して
係合する。

【００６４】本発明の図２から図５の実施形態では、突起は薄い環状のリング状の部材であ
って、溝に受け止められ、表面の間のスライドを防いだ。次に説明する実施形態
では、突起ははるかに大きな半径を有し、ショルダから終端に渡って間で伸びて
いる。突起が薄いと、グループの中に完全に組み合わせられる前に現場で損傷す
る場合がある。突起が損傷すると、溝の中に完全にフィットしなくなる。さらに
薄い突起は製造が困難である可能性がある。

【００６５】次に図６と図７を参照すると、本発明の接続部の別の好ましい実施形態が示さ
れている。この代替の実施形態では、第１の管状部材１９０は１つの端に本発明
のピンコネクタ１９２を有し、第２の管状部材１９４は１つの端にボックスコネ
クタ１９６を有する。ピンコネクタ１９２はボックスコネクタ１９６とネジで接
続するように構成され、次に詳細に説明するような本発明の接続部を形成する。
もちろん、第１の管状部材１９０の他の端にはボックスコネクタ（図示せず）が
あり、第２の管状部材１９４の他の端にはピンコネクタ（図示せず）があること
を理解されたい。

【００６６】第１の管状部材１９０は一般には円筒状の部材またはパイプであり、外径１９
８と内径２００を有し、本発明のピンコネクタ１９２を終端に伴う。ピンコネク
タ１９２は管状部材１９０の軸に対してほぼ横向きの方向で向き合う環状溝また
は凹型の半径状の面２０４を有する外側の環状ショルダ２０２を含む。凹型の半
径状の面２０４はショルダ２０２全体に渡って伸びる。凹型の半径状の面２０４
の外側の縁は、２０６において面取りされており、凹型の半径状の面２０４の内
側の縁は円筒の表面２０８に伸びている。外側の縁が内側に曲がって凹型の半径
状の面２０４が凸型の半径状の面２２８を受け止められなくなることがないよう
に、凹状の半径状の溝２０４には外側に鋭い半径方向の縁があってはならない。

【００６７】外部のネジプロファイル２１０は凹型の半径状の面２０４の基部において円筒
の表面２０８から、管状部材１９０の半径方向の終端２１４に隣接する円筒の表
面２１２に伸びる。好ましくは、ネジプロファイルはフック負荷ネジ(hook load
thread)である。

【００６８】第２の管状の部材１９４は一般に円筒状の部材またはパイプであり、外径２１
６と内径２１８を有し、本発明のボックスコネクタ１９６を終端に伴う。ボック
スコネクタ１９６は、管状部材１９４の軸に対してほぼ横向きの方向で向き合う
、内側の環状ショルダ２２０を含む。内部のネジプロファイル２２２はショルダ
２２０の基部において円筒の表面２２４から、管状部材１９２の半径方向の終端
２２６に伸びる。ネジリリーフが２１０と２２２の両方のネジプロファイルに備
えられていることが分かるであろう。

【００６９】半径方向の終端２２６は突起または凸型の半径状の面２２８を含み、これは、
ピンコネクタ１９２とボックスコネクタ１９６がネジで係合した時に凹型の半径
状の面２０４に挿入されるように構成されたリング状の環状部材の形態である。
凸型の半径状の面２２８はブルノーズまたはアーチ状の半径の形状の断面を有す
る。ノーズ２２８の半径はボックス１９６の全終端に渡って伸び、ピンコネクタ
１９２の基部における凹型の半径状の面２０４の半径と比較すると、数千分の１
インチなどわずかに小さい。したがって、挿入側の凸型の半径状の面２２８は、
受け止め側の凹型の半径状の面２０４に比べて、数千分の数インチ小さいことに
なる。これによって、凸型の半径状の面２２８が容易に凹型の半径状の面２０４
に受け止められるようになる。さらに、凸型の半径状の面２２８の長さと半径は
変えることができるので、凹型の半径状の面２０４の深さも変わることになり、
これらの変数は望ましい金属対金属の表面の接触の量によって異なる。

【００７０】作用においては、管状部材１９０のピンコネクタ１９２は管状部材１９４のボ
ックスコネクタ１９６に突き刺さる。ネジプロファイル２１０、２２２が係合す
ると、管状部材１９０と１９４のうち１つが他に対して回転し、コネクタ１９２
、１９６をネジで係合させる。ネジによる係合が継続すると、凸型の半径状の面
２２８は凹型の半径状の面２０４に受け止められる。接続部が完全に組み合わせ
られると、凸型の半径状の面２２８は凹型の半径状の面２０４に完全に受け止め
られその中に収まって、スライドしない半径状の面の接続部２１５を形成し、終
端２１４は環状ショルダ２２０に隣接して隣接したショルダ接続部２２５を形成
する。ショルダ２０２の半径状の面と半径方向の終端２２６は係合して、掘削作
業の間のスライドを防ぐ。ついでトルクが増大され、接続部が完全に組みたてら
れる。

【００７１】次に図８と図９を参照すると、本発明の接続部のさらに別の好ましい実施形態
が示されている。この代替の実施形態では、第１の管状部材２３０は１つの端に
本発明のピンコネクタ２３２を有し、第２の管状部材２３４は１つの端にボック
スコネクタ２３６を有する。ピンコネクタ２３２は、ボックスコネクタ２３６と
ネジで接続し、次にさらに詳細に説明するような本発明の接続部を形成するよう
に構成される。もちろん、第１の管状部材２３０の他の端にはボックスコネクタ
（図示せず）があり、第２の管状部材２３４の他の端にはピンコネクタ（図示せ
ず）があることを理解されたい。

【００７２】第１の管状部材２３０は一般には円筒形の部材またはパイプであって、外径２
３８と内径２４０を有し、本発明のピンコネクタ２３２を終端に伴う。ピンコネ
クタ２３２は外側の環状ショルダ２４２を含み、外側の環状ショルダ２４２は管
状部材２３０の軸に対してほぼ横向きの方向で向き合う溝または凹型の半径状の
面２４４を有する。凹型の半径状の面２４４はショルダ２４２全体に渡って伸び
る。凹型の半径状の面２４４の外側の縁は２４６で面取りをされ、凹型の半径状
の面２４４の内側の縁は円筒の表面２４８に伸びている。外部のネジプロファイ
ル２５０は凹型の半径状の面２４４の基部において円筒の表面２４８から、管状
部材４０の半径方向の終端２５４に隣接する円筒の表面２５２に伸びている。

【００７３】半径方向の終端２５４は突起または凸型の半径状の面２５６を含み、これは管
状部材２３０の軸に対してほぼ横向きの方向で向き合っている。凸型の半径状の
面２５６はリング状の環状部材で、この後説明するように、ピンコネクタ２３２
とボックスコネクタ２３６がネジで係合すると凹型の半径状の面２６４に挿入す
るように構成される。凸型の半径状の面２５６はブルノーズまたはアーチ状の半
径である形状の断面を有し、ピンコネクタ２３２の終端２５４の全体に渡って伸
びる。凸型の半径状の面２５６は、ボックスコネクタ２３６の基部において凹型
の半径状の面２６４の半径よりも、１インチの数千分の１などわずかに小さい。
これによって、挿入側の半径２５６は、受取側の半径２６４よりも１インチの数
千分の１小さいことになる。

【００７４】第２の管状部材２３４は一般には円筒形の部材またはパイプであって、外径２
５８と内径２６０とを有し、本発明のボックスコネクタ２３６を終端に伴う。ボ
ックスコネクタ２３６は内側の環状ショルダ２６２を含み、内側の環状ショルダ
２６２は管状部材２３４の軸に対してほぼ横向きの方向で向き合う環状溝または
凹型の半径状の面２６４を有する。凹型の半径状の面２６４は、ショルダ２６２
全体に渡って伸びる。凹型の半径状の面２６４の外側の縁は２６６で面取りされ
、溝２６４の内側の縁は円筒の表面２６８に伸びる。内側のネジプロファイル２
７０は溝２６４の基部において円筒の表面２６８から管状部材２３４の半径方向
の終端２７２に伸びる。

【００７５】半径方向の終端２７２は突起または凸型の半径状の面２７４を含み、これはネ
ジプロファイル２７０の端から直径表面２５８に伸び、管状部材２３４の軸に対
してほぼ横向きの方向で向き合っている。凸型の半径状の面２５６はリング状の
環状部材で、次に説明するように、ピンコネクタ２３２とボックスコネクタ２３
６がネジで係合すると凹型の半径状の面２６４に挿入するように構成されている
。凸型の半径状の面２７４はブルノーズまたはアーチ型の半径の形状の断面を有
する。凸型の半径状の面２７４は、ボックスコネクタ２３６の終端２７２の全体
に渡って伸び、ピンコネクタ２３２の基部において凹型の半径状の面２４４の半
径よりも数千分の１インチなどわずかに小さい。したがって、挿入側の半径２７
４は、受取側の半径２４４よりも数千分の１インチ小さい。

【００７６】作用においては、管状部材２３０のピンコネクタ２３２は、管状部材２３４の
ボックスコネクタ２３６に突き刺さる。ネジプロファイル２５０、２７０が係合
すると、管状部材２３０、２３４のうち１つが他に対して回転し、コネクタ２３
２、２３６がネジで係合する。ネジによる係合が継続すると、ボックスコネクタ
２３６の凸型の半径状の面２７４はまずピンコネクタ２３２の凹型の半径状の面
２４４に受け止められ、ついで、ピンコネクタ２３２の凸型の半径状の面２５６
はボックスコネクタ２３６の凹型の半径状の面２６４に受け止められる。接続部
が完全に組みたてられると、凸型の半径状の面２７４は凹型の半径状の面２４４
に完全に受け止められてその中に収まって、スライドしない半径の接続部２５５
が形成され、凸型の半径状の面２５６は凹型の半径状の面２６４に完全に受け止
められてその中に収まり、別のスライドしない半径の接続部２６５を形成する。
次にトルクが増大され、接続部が完全に組みたてられる。半径による接続部２５
５と２６５は、掘削作業の間、表面の間のスライドを防ぐ。

【００７７】次に図１１と図１２を参照すると、本発明の接続部用のネジの好ましい実施形
態が示されている。説明の目的で、好ましいネジは図６と図７と同様な実施形態
で示されている。第１の管状部材２９０は１つの端にピンコネクタ２９２を有し
、第２の管状部材２９４は１つの端にボックスコネクタ２９６を含み、ピンコネ
クタ２９２はボックスコネクタ２９６とネジで接続するように構成されて、図１
２に示されるような本発明の接続部を形成する。ピンコネクタ２９２は基部にお
いて外側の環状ショルダ３０２を含み、環状ショルダ３０２はショルダ３０２の
ほぼ全体に渡って伸びる凹型の半径状の面３０４を有する。外部ネジセット３１
０は凹型の半径状の面３０４の基部における円筒の表面３０８から、ピンコネク
タ２９２の半径方向の終端３１４に隣接する円筒の表面３１２に伸びる。

【００７８】第２の管状部材２９４は基部において、内部の環状ショルダ３２２を含む。内
部のネジセット３２０はボックス基部ショルダ３２２において円筒の表面３２４
から、ボックスコネクタ２９６の半径方向の終端３２６に伸びる。半径方向の終
端３２６は突起または凸型の半径状の面３２８を有し、凸型の半径状の面３２８
はリング状の環状部材の形態であって、ピンコネクタ２９２とボックスコネクタ
２９６が係合すると、凹型の半径状の面３０４に挿入するように構成されている
。表面３２８の半径はボックス２９６の終端全体に渡って伸び、ピンコネクタ２
９２の基部における凹型の半径状の面３０４の半径よりも数千分の１インチなど
わずかに小さい。

【００７９】ピンコネクタ２９２上のネジセット３１０は、好ましくは、円筒の表面３０８
から全高ネジのセクション３３２に伸びる逃げネジのセクション３３０を含み、
ピン終端３１４における円筒の表面３１２まで伸びる。逃げネジのセクションと
は、ルートが管状部材の長手方向の軸に対してテーパで機械加工されているが、
クレストは管状部材の長手方向の軸に対して平行に機械加工されているネジの部
分を意味し、ネジのクレストとルートの構成（機械加工）らせんは交差してしだ
いにネジが消滅するネジの部分を意味すると理解されたい。

【００８０】ボックスコネクタ２９６のネジセット３２０は、基部においてボックスの半径
方向の終端３２６から円筒の表面３２４に伸びる全高ネジ３３４のセクションを
含む。逃げネジ３３０はボックスコネクタ２９６で全高ネジ３３４と一致する。
ピンコネクタ２９２の基部にある逃げネジ３３０は、高さが低減されたネジであ
って、ショルダ３０２の幅が最大化されるようになっている。ネジのクレストの
まっすぐなテーパが連続すると、ショルダの厚さはかなり低減される。ピンコネ
クタ２９２の基部近くのネジの円筒セクション３０８によって、ロックするショ
ルダ３０２の厚さが増大することが可能になる。ピンコネクタ２９２の基部にお
いて逃げネジを全部使用すると、接続部のネジ係合が大幅に低減されるため、逃
げネジ全部が使用されるわけではない。これは、ロックするショルダ３０２の強
さと高いトルクに対する十分なネジ係合の間で妥協したものである。接続部に加
えられる剪断力に耐えられるようにするために、十分なネジ係合がある。

【００８１】ピンコネクタ２９２の最初のネジ３９６は３９８において斜めになっており、
方形ネジではない。最初のネジとして方形ネジがあると、この最初のネジのスタ
ブフランクは突き刺さる間に損傷する。ついで、組み立ての間、他のネジも損傷
することになる。したがって、最初のネジ３９６は、ピンコネクタ２９２をボッ
クスコネクタ２９６に突き刺すためのリーディング傾斜２９８を備える。

【００８２】次に図１３と図１４を参照すると、ピンネジセット３１０とボックスネジセッ
ト３２０が説明のために別々に示されている。ネジ角が隣接するネジ溝から離れ
ている時、スタブフランクは「正」である。負荷フランクは、軸に対してスタブ
フランクとほぼ同じ角度であるが、ネジ角が隣接するネジ溝を超えている時には
「負」である。ネジフランク角は、ネジフランクと、接続部の長手方向の軸に垂
直な線の間に形成される角を意味すると理解されたい。

【００８３】ピンコネクタ２９２のピンネジセット３１０は、スタブフランク３４０、負荷
フランク３５０を有し、これはピン終端３１４にもっとも近いネジ３９６の端か
ら開始するらせん状でコーン型のピンコネクタ２９２に巻きついており、これに
対して、スタブフランク３４２、負荷フランク３５２を伴うボックスコネクタ２
９６のボックスネジセット３２０は、ボックスコネクタ２９６のボックスの半径
の終端３２６にもっとも近いネジの端から開始するらせん状で巻きついている。
ネジスタブフランクは、ピン部材がボックス部材の中に入れ子になっている時の
ネジの前方のフランクまたはリーディングフランクを意味し、ネジ負荷フランク
は、ピンコネクタ２９２がボックスコネクタ２９６に入れ子になっている時のネ
ジのトレーリングフランクを意味すると理解されたい。

【００８４】ピンコネクタ２９２とボックスコネクタ２９６のネジセット３１０、３２０は
、それぞれクレスト３４４、３５４とルート３４６、３５６とを有する。ネジク
レストは、管状部材の壁が最小の深さで機械加工されピンネジの大きな直径とボ
ックスネジの小さな直径を画定するネジの位置を意味し、ネジルートは、管状部
材の壁が最大の深さで機械加工され、ボックスネジの大きい直径とピンネジの小
さい直径を画定するネジの位置を意味すると理解されたい。クレスト３４４、３
５４とルート３４６、３５６は、平らで接続部の軸３５８に対して平行であり、
ピンコネクタ２９２がより深くボックスコネクタ２９６に突き刺さることを可能
にする。さらなる利点は、クレスト３４４、３５４がルート３４６、３５６の上
でスライドできるようにすることによって、交差ネジを防ぐことである。

【００８５】接続部の張力の効率を増大するために、ネジプロファイルは好ましくはフック
ネジであって、負のフランク角を有する負荷フランク３５０、３５２と、正のフ
ランク角を有するスタブフランク３４０、３４２を伴う。接続部の加圧効率は、
ショルダ３１４、３２２と３０２、３２６の係合によって提供される。

【００８６】スタブフランク３４０、３４２は、好ましくは、負荷フランク３５０、３５２
と比較すると、接続部の軸３５８に対してより大きな接続部角を有するかまたは
より半径方向である。フランクの角は、スタブフランク３４０、３４２と比較す
ると、負荷フランク３５０、３５２が接続部の軸３５８に対してより半径方向に
近くなるような角であり、ルート幅または開口部３６６よりわずかに小さなクレ
スト幅３６４を備える。

【００８７】スタブフランク３４０、３４２は好ましくは約２０度であるより大きな正のフ
ランク角３６０を有し、管状部材２９０、２９４の中央の軸３５８に対して垂直
３６４である。負荷フランク３５０、３５２は好ましくは約１５度であるより小
さい負のフランク角３６２を有し、垂直３６４である。

【００８８】ネジクレスト３４４、３５４は、ネジルート３４６、３５６の断面幅３６６よ
りも小さな断面幅３６４を有する。幅３６４と幅３６６は、通常のスタブフラン
ク３４０、３４２と負荷フランク３５０、３５２の間でそれぞれ測定される。ク
レスト３４４、３５４の幅３６４は、ルート３４６、３５６の幅３６６よりも約
０．００６インチ小さく、ネジと溝の間に隙間を提供する。負の負荷フランク３
４２、３５２が、ルート３４６、３５６に挿入できるように、ルートの開口部を
十分開けるために、スタブフランク３４０、３５０の間に隙間が必要である。ス
タブクレストコーナの丸溝３７０、３７２は最初の係合でクレスト３４４、３５
４をルート３４６、３５６と正しく並べるが、この空隙で十分に、ネジが回転し
て組み立てられる時に溝の中に入ることが可能である。

【００８９】スタブフランク３４０、３４２は好ましくは、スタブクレストコーナ半径３７
０、３７２と、スタブルートコーナ半径３７４、３７６とを有し、その間にそれ
ぞれテーパードフランク部分３７８、３８０を伴う。スタブクレストコーナ半径
３７０、３７２は、スタブルートコーナ半径３７４、３７６よりも大きい。より
大きな半径がより小さな半径に渡され、ネジがロックするのを避けることが望ま
しい。この半径の差は、スタブクレストコーナ半径３７０、３７２とスタブルー
トコーナ半径３７４、３７６の間に空隙または隙間３９２を形成し、ネジ混合物
などの異物が隙間３９２の中に入ることを可能にする。スタブクレストコーナ半
径３７０、３７２は、クレスト３４４、３５４が、実際のパイプが完全な円筒に
ならなくなる、整合ミス、偏心、または他の逸脱の結果として生じる拘束なしに
、最小の隙間でルート３４６、３５６にスライドし、ルート３４６、３５６の開
口部３６６になることを可能にする。接続部が組み立てられると、１つの部材が
他の部材に対して回転するのでネジは収用側の溝に入り込み、ピンネジの直径は
大きくなり、ボックスネジの直径は小さくなって（それぞれの円錐のテーパの機
能により）、クレスト３４４、３５４をルート３４６、３５６の開口部３６６の
中に入れる。クレストコーナの半径３７０、３７２は、ネジを溝に突き刺し、ネ
ジを溝の開口部に移動し、ついでネジを溝に導く十分な道程の隙間を確保する。

【００９０】スタブクレストコーナ半径３７０、３７２は、好ましくは、米国特許第５，４
６２、３１５号に説明されたように「正」の角を有し、ネジの縁を不必要に係合
させずに、進むピンコネクタ２９２がボックスコネクタ２９６に対して自然に中
心になるようにする。全高ネジのスタブクレストコーナ半径３７０、３７２は、
ピンコネクタ２９２とボックスコネクタ２９６の上のいくつかのネジが係合し並
んでから、回転して組み立てられるようにする。望ましくは、少なくとも半分の
ネジがこのように係合する。好ましくは、ネジが最初に係合する前に、ピンコネ
クタ２９２はボックスコネクタ２９６の深さの約６５％から７０％挿入され非常
に深く差し込まれる。

【００９１】ピンクレスト３４４とボックスルート３５６は、３８２において半径方向の干
渉を有する。ボックスクレスト３５４とピンルート３４６は、約０．００２イン
チの隙間４０２を有する。ボックスクレスト３５４とピンルート３４６の間の０
．００２インチの隙間は、製造の間にネジを切削するために十分な公差を提供す
るために必要である。実際の寸法に応じて、ボックスクレスト３５４とピンルー
ト３４６の間にまったく隙間がない場合もある。パワータイトな作業状態で、ボ
ックスクレスト３５４はピンルート３４６と係合する。

【００９２】次に図１３から図１６を参照すると、負荷フランク３５０、３５２は負荷クレ
スト半径３８４、３８６と負荷ルート半径３８８、３９０から構成されている。
負荷クレスト半径３８４、３８６と負荷ルート半径３８８、３９０は、好ましく
は同じ半径を有し、スタブルートコーナ半径３７４、３７６と同じ半径を有する
こともある。負荷クレスト半径３８４、３８６はそれぞれルート半径３８８、３
９０の中にとどまるので、負荷フランク３５０、３５２の半径の間にフランクま
たはフラットはなく、負荷フランク３５０、３５２の上にほぼＳ字型を形成する
。クレスト半径３８４、３８６は、好ましくは可能な限り大きく、ネジが破損す
る原因となる組み立ての間の鋭いコーナを避ける。図１５と図１６に最良に示さ
れているように、負荷フランク３４２、３５２はロックするフックネジを形成し
、接続部に張力が加えられた時の分解を防ぐ。図１５と図１６は、最終的に組み
立てられた位置の、スタブフランク３４０、３４２と負荷フランク３５０、３５
２を示す。

【００９３】次に、本発明の接続部の組み立てを順番に説明する。組み立てプロセスは、ピ
ンコネクタ２９２をボックスコネクタ２９６に突き刺すことから始まる。ピンコ
ネクタ２９２の外側の円錐形の形状と、ボックスコネクタ２９６の内側の円錐形
の形状により、ピンコネクタ２９２がボックスコネクタ２９６の中に合い始める
。スタブフランク３４０のスタブクレストコーナ半径３７０とスタブフランク３
５０のスタブクレストコーナ半径３７２は、ボックスコネクタ２９２がピンコネ
クタ２９２の少なくとも２分の１から４分の３受け止められた後に係合する。こ
の段階では、スタブフランク３４０、３５０はちょうど接触する。スタブの深さ
は、ネジのテーパとピッチによって調節することができる。スタブクレストコー
ナ半径３７０、３７２を係合させると、さらに、ピンコネクタ２９２はボックス
コネクタ２９６の中で自然に合わさる。

【００９４】スタブクレストコーナ半径３７０、３７２が係合し整列すると、ピンコネクタ
２９２はボックスコネクタ２９６の中で前方に移動し、必要なスタブ隙間を提供
し、ピンコネクタ２９２とボックスコネクタ２９６上のネジが移動し、対応する
ピンコネクタ２９２とボックスコネクタ２９６のそれぞれの収用側の開口部３６
６の開口部の中に受け止められるようになる。ボックスの半径方向の終端３２６
の凸型の半径状の面３２８は、ピンの凹型の半径状の面３０４にまだ係合せず、
ピンの終端３１４はボックスの内部の環状ショルダ３２２にまだ係合していない
。

【００９５】最初に突き刺さった後、ショルダが係合するまでネジはスタブフランクのルー
トの中に乗る。ショルダが係合すると、追加のトルクがネジの係合をスタブフラ
ンクから負荷フランクにシフトする。ショルダと追加のトルクによって、負荷フ
ランクはたがいに押しつけられる。負荷フランクに加えられた大きなトルクはつ
いで、ストリングに大きな張力を加えることを可能にする。

【００９６】スタブクレストコーナ半径３７０、３７２が最初に接触した後、管状部材２９
０、２９４のうち１つは他に対して回転し、スタブフランク３４０、３４２は移
動して係合する。非常に低いトルクで回転すると、ピンコネクタ２９２とボック
スコネクタ２９６のネジがスタブ位置からガイド位置に移動する。このトルクが
加えられると、接続部が組み合わせられるにつれて、接続部は軸方向と半径方向
の両方で動く。１つの部材が他の部材に対して最初に回転している間、ネジはル
ート３４６、３５６の開口部３６６に向かって動き、スタブクレストコーナ半径
３７０、３７２は、スタブフランク３４０、３５０の平らなフランク３７８、３
８０を係合に導く。十分な数の回転があり、これによって、ネジ直径が距離を増
加させ、隣接するネジ間のステップ高に等しくなった後、スタブクレストコーナ
半径３７０、３７２によるガイダンスは停止する。クレスト３４４、３５４はル
ート３４６、３５６の収用側溝３６６によって受け止められている。最初に、ス
タブフランク３４０と３５０だけが接触している。負荷フランク３４２、３５２
はその間に隙間を有する。

【００９７】追加の回転が発生すると、ネジは平らなフランク３７８、３８０によってルー
ト３４６、３５６に導かれるが、ネジは依然としてスタブフランク３４０、３５
０の上に乗っている。ネジまたはショルダのどちらにも干渉する表面はほとんど
ないかあるいはまったくないので、ピンコネクタ２９２はボックスコネクタ２９
６の中で自由に回転する。この比較的自由な回転は、ボックスの凸型の半径状の
面３２８がピンの凹型の半径状の面３０４に係合し、ピンの半径方向の終端３１
４がボックスの内側の環状ショルダ３２２に係合するまで続く。これはピンコネ
クタ２９２とボックスコネクタ２９６の間の最初の干渉である。なんらかの干渉
があるまで、パワータイトトルクを接続部に加えることはできない。

【００９８】ショルダ３２６、３０２と３１４、３２２が係合すると、負荷はスタブフラン
ク３４０、３４２から負荷フランク３４２、３５２に移動し始める。このシフト
はまた、ピンネジセット３１０、ボックスネジセット３２０の間に発生するネジ
の干渉によっても発生する。接触がスタブフランク３４０、３５０から負荷フラ
ンク３４２、３５２に移動すると、ピン部材２９０の終端３２８、３０４と、ボ
ックス部材２９４の終端３１４、３２２がそれぞれ接触し、および負荷フランク
３４２、３５２の間が接触しているため、トルクは増大し始める。

【００９９】ネジがスタブフランク係合から負荷フランク係合に移動すると、スタブフラン
ク３４０、３５０の間に隙間４００が生じる。コネクタ２９２、２９６の回転に
よる組み立てを続け、これによって、フランクの接触をネジのスタブフランク３
４０、３５０から負荷フランク３４２、３５２に強制的に変えるには、パワータ
イトトルクを加えなければならない。言い換えれば、負荷フランクの接触は干渉
するピンコネクタ２９２とボックスコネクタ２９６をたがいに押しつける、つま
りパワートルクすることを求める。

【０１００】接続部が完全に組み立てられると、凸型の半径状の面３２８は、凹型の半径状
の面３０４によって完全に受け止められてその中に収まり、スライドしない半径
の面の接続部３１５を形成し、終端３１４は環状ショルダ３２２に隣接して、隣
接するショルダ接続部３２５を形成する。ショルダの半径状の面３０２と半径方
向の終端３２６は係合して、掘削作業の間、スライドを防ぐ。

【０１０１】最終的な組み立てでは、全パワータイト位置、追加で加えられる組み立てトル
クによって、ボックスの凸型の半径状の面３２８が、ピンの凹型の半径状の面３
０４に落ち着く。ほぼ完全に組み立てられるまで、ネジと相補的な一致するネジ
との間の干渉は最小である。追加のトルクが接続部に加えられると、ピンクレス
ト３４４とボックスルート３５６の間の干渉接触領域は増大する。半径状の面３
０４と凸型の半径状の面３２８は互いに押しつけられ、ボックス部材ルート３５
６／ピン部材クレスト３４４は干渉しながら係合し、ピン部材ルート３４６／ボ
ックス部材クレスト３５４は干渉しながら係合する場合があるが、これは特定の
接続部の壁の厚さと公差の組み合わせによって異なる。加えられるねじれ力が大
きいと、干渉も大きくなる。

【０１０２】接続部のショルダ３１４、３２２と３０２、３２６は加圧を取り、接続部のネ
ジセット３１０と３２０は張力を取る。この種類のパイプでは密封は関係ない。
もっとも大きな問題は張力と大きなトルクである。

【０１０３】負荷フランク３５０、３５２の負のフランク角３６０は、ピンネジセット３１
０とボックスネジセット３２０を張力でロックする。したがって、接続部に加わ
る張力が強いほど、ネジの負荷フランク３５０、３５２の間のロックする作用が
大きくなる。負のフランク角は傾斜を防ぐばかりでなく、接続部のトルク能力を
増加させ傾斜を除去するので、たわみと過剰トルクはなくなる。ネジの最大化さ
れた半径状のコーナはまた疲労も防ぐ。

【０１０４】本発明の負のフランク角３６０とロックするショルダ３０２、３２８は、接続
部をロックする。したがって、ネジセット３１０、３２０が互いに分離する傾向
はほとんどなくなる。これらの特徴によってネジは互いに対してロック状態を保
ち、これによって、たわみと過剰トルクの問題が低減される。さらに、負荷フラ
ンク３５０、３５２と外側のピンクレスト３４４とボックスルート３５６はロッ
クして係合しており、これによって接続部のトルク能力が増大する。

【０１０５】ネジが組み立てられるとテーパ円錐表面の接触が最大になるため、平らなルー
ト３４６、３５６とクレスト３４４、３５４は追加のトルクを提供する。平らな
ルート３４６と３５６およびクレスト３４４、３５４はまた振動を防ぐ。

【０１０６】本発明のネジプロファイルは、作業環境のすべての重要な要素と、関連技術の
ネジ設計のすべての弱点に対処している。新しいネジプロファイルは接続部の傾
斜、振動および疲労を防ぎ、トルクの増大を可能にし、もっとも重要なことには
パイプの寿命を伸ばす。

【０１０７】本発明の接続部は、他のネジプロファイルでも使用できることを理解されたい
。さらに、ロックするショルダ３２０、３２８は標準のネジと共に使用すること
もできる。

【０１０８】本発明の接続部と共に使用することのできる他のタイプのネジは、半径状のル
ートと半径状のクレストを伴う標準の３０°Ｖのネジ、スタブフランクの角度が
４５°で、負荷フランクの角度が３０°であるネジ、または、３°または４°の
逆角度負荷フランク（フック負荷フランク）と７°のスタブフランクを伴うネジ
などを含む。何回も組み立てるタイプの接続部では、ネジは典型的には１フィー
トにつき２インチで開始する急なテーパを有することが好ましい。テーパが急で
あると、ピン部材がボックス部材の中に深く突き刺さってからネジが係合するの
で、組み立てに必要な時間は少なくなる。またこれはネジの摩耗も減らす。

【０１０９】フック負荷ネジは、ショルダの表面と半径方向の終端の表面の間のスライドを
防ぐ傾向があるため、一度組み立てられるとはるかによい接続部となる。しかし
、接続部の組み立てと分解は何回も行われるので、フック負荷ネジはＶネジのよ
うには摩耗しない。

【０１１０】他のタイプのネジも接続部に使用することができる。任意のタイプの迅速で、
強固で、業界標準のネジが使用できることを理解されたい。接続部は方形ネジ、
フック負荷ネジ、またはＶタイプネジを使用することができる。本発明に適用で
きる他のタイプのネジプロファイルは、バットレス、アクメ、プレミアム、およ
び他のタイプのネジを含む。ネジは典型的には顧客によって指示される。

【０１１１】次に図１０を参照すると、本発明の図６と図７の好ましい接続部を有する、管
状部材２８０、２８２、２８４、２８６を組み立てた掘削ストリング２７８が示
されている。種々の図面に現れる同様な参照番号は同様な構成要素を指すことに
注意されたい。図６と図７の接続部が図１０に示されているが、図８と図９の接
続部も適用可能であることを理解されたい。管状部材２８０、２８２、２８４、
２８６は各々、それぞれの端にピンコネクタ１９２とボックスコネクタ１９６を
有し、ネジプロファイル２１０、２２２によってネジで結合される。ピンコネク
タ１９２とボックスコネクタ１９６の接続部ごとに、ボックスコネクタ１９６の
凸型の半径状の面の突起２２８はピンコネクタ１９２の凹型の半径状の面２０４
によって受け止められ、回転はするがスライドしない半径状の面の接続部２１５
を形成し、ピンコネクタ１９２の隣接ショルダ２１４は、ボックスコネクタ１９
６のショルダ２２０に隣接して、隣接するショルダ接続部２２５を形成する。

【０１１２】次に図１１から図１６を参照すると、本発明の接続部用の好ましいネジが示さ
れている。

【０１１３】輪郭を示された凸型の半径状の面と凹型の半径状の面は、関連技術の接触面よ
りもはるかに大きい接触面を提供する。金属対金属の接触が大きく、金属の量が
増大するため、過剰トルクと繰り返される曲げの間でも、２つの輪郭を示された
半径状の面が互いにスライドする傾向は少なくなる。輪郭を示された係合する半
径状の面には、一致するベアリング表面のような作用がある。図６から図１０の
実施形態の半径状の面ショルダはロックしないが、パイプが曲がる時にショルダ
がたがいに対して前後にスライドすることを防ぐ。これによって、掘削ストリン
グの繰り返される動きの間も、ボックスコネクタの終端のたわみは最小になる。

【０１１４】組み立てられると、ボックスコネクタの終端はまずピンコネクタの外側のショ
ルダと係合し、ついで数千分の１インチ移動してから、完全に組み立てられると
ピンコネクタの終端はボックスコネクタの内側のショルダと係合する。したがっ
て、ボックスコネクタの終端とピンコネクタの外側のショルダは、完全に組み立
てられるとたわむ。干渉があるが、この干渉は金属対金属の密封が形成され液圧
を密封する油田のプレミアム接続部などの計画されたタイプの干渉ではない。ボ
ックスコネクタの終端をまず収める目的は、最初にたわむ傾向がある部材である
ピンコネクタから加圧をいくらか取り除くことである。

【０１１５】ネジプロファイルを正しく係合させ、共同するショルダを結合させるために、
より大きなトルクが本発明の接続部に加えられる。好ましいトルクの量は、接続
部の大きさによって異なる。たとえば、本発明は典型的には、２と８分の３イン
チまたはそれ以上の大きさのパイプに使用される。２と８分の３インチの大きさ
は、２４００フートポンドから２５００フートポンドの好ましいトルクを有する
。

【０１１６】掘削作業に際しては、掘削ストリングは高い偏りを伴うボアホールに入れられ
る。さらに、結合される管状部材の数は数千にもなる場合があることを理解され
たい。したがって、種々のピンとボックスの接続部に加えられる力はとても大き
い。本発明の接続部によって、ネジプロファイルが確実に係合される。さらに、
一致する半径状の面と一致するカラー部分とショルダによって、バックリング力
が制御される。また、管状部材を使用して、ボアホールを通じてリーマを引き戻
すことができる。管状部材は何回も使用することができる。

【０１１７】本発明の接続部は、単一の凸型の半径状の面をピンコネクタの上に置くか、ま
たは、単一の凸型の半径状の面をボックスの上に置くか、凸型の半径状の面をボ
ックスコネクタとピンコネクタの両方の上に置くかによって、関連技術の問題と
欠点を解決する。一致する半径状のショルダは、関連技術の接続部とは対照的に
、ピンコネクタまたはボックスコネクタが拡大するのを防ぐ。凸型の半径状の面
は凹型の半径状の面と共同するように構成され、２つの管状部材の間の金属対金
属の接触を増やし、接続部を強化し、これによって、ボックスのフレアアウトが
除去される。さらに、ネジプロファイルは正しく係合した状態を維持するので、
関連技術の接続部に見られる振動を防ぐことができる。さらに、ボックスコネク
タの終端がフレアしても、ネジプロファイルは係合を維持する。これによって何
回も使用することができ、掘削ストリングを使用している間のピンコネクタの故
障を防ぐことができる。

【０１１８】首記の請求項の範囲によってのみ限定される本発明の範囲から逸脱することな
く、具体的に説明された実施形態の変更および修正を行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】フレアしたネジを示す関連技術の接続部の断面図である。

【図１Ａ】図１の接続部に関する、関連技術のＡＰＩネジの拡大した断面図である。

【図２】本発明の第１の好ましい実施形態の断面図である。

【図３】本発明の第２の好ましい実施形態の断面図である。

【図４】本発明の第３の好ましい実施形態の断面図である。

【図５】個別の管状部材が本発明の図３に示された接続部を有する、管状ストリングの
３つのセクションを示す図である。

【図６】本発明の別の好ましい実施形態のピンコネクタとボックスコネクタの断面図で
ある。

【図７】図６のピンコネクタとボックスコネクタを係合した位置で示した断面図である
。

【図８】本発明のさらに別の好ましい実施形態のピンコネクタとボックスコネクタの断
面図である。

【図９】図８のピンコネクタとボックスコネクタを係合した位置で示した断面図である
。

【図１０】個別の管状部材が本発明の図６と図７に示された接続部を有する、管状ストリ
ングの３つのセクションを示す図である。

【図１１】本発明の接続部のネジセットの好ましい実施形態を有する本発明のピンコネク
タとボックスコネクタの断面図である。

【図１２】図１１のピンコネクタとボックスコネクタを係合した位置で示した断面図であ
る。

【図１３】図１１に示された接続部のボックス部材のネジセットの断面図である。

【図１４】図１１に示された接続部のピン部材のネジセットの断面図である。

【図１５】図１２のネジを係合した位置で示した拡大図である。

【図１６】図１５のピンネジとボックスネジのうち１つを係合した位置で示した拡大図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ【要約の続き】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管の接続部であって、ピン端からピンの基部に伸びる外部のテーパードネジを有するピン部材であっ
て、該ピン端はピン端のショルダを有し、該ピンの基部はピンの基部のショルダ
を有するピン部材と、ボックス端からボックスの基部に伸びる内部のテーパードネジを有するボック
ス部材であって、該ボックス端は前記ピン基部ショルダに係合するボックス端シ
ョルダと、前記ピン端ショルダに係合するボックス基部ショルダとを有するボッ
クス部材とを備え前記外部のテーパードネジと内部のテーパードネジはクレストとルートとを有
し、正のフランク角を伴うスタブフランクと負のフランク角を伴う負荷フランク
とを有し、前記スタブフランクは、前記ピン部材が前記ボックス部材に挿入されると係合
するコーナ半径を有し、前記負荷フランクは、前記クレストとルートにおいて連続するコーナ半径を有
し、前記ピン端ショルダと前記ボックス端ショルダのうち１つは、凸型の半径状の
面を有し、前記ピン基部ショルダとボックス基部ショルダのうち１つは凹型の半
径状の面を有し、前記凸型の半径状の面は前記凹型の半径状の面と係合する管の接続部。
【請求項２】前記凸型の半径状の面は前記ボックス端ショルダの突起によ
って形成され、前記凹型の半径状の面は前記ピン基部ショルダの溝によって形成
される請求項１に記載の管の接続部。
【請求項３】さらに、前記ピン端ショルダと前記ボックス端ショルダのう
ち別の１つは凸型の半径状の面を有し、前記ピン基部ショルダと前記ボックス基
部ショルダのうち別の１つは凹型の半径状の面を有し、前記ピン端ショルダと前
記ボックス端ショルダのうち別の１つの前記凸型の半径状の面は、前記ピン基部
ショルダと前記ボックス基部ショルダのうち別の１つの前記凹型の半径状の面と
係合する請求項１に記載の管の接続部。
【請求項４】前記ピン端ショルダと前記ボックス端ショルダのうち別の１
つの前記凸型の半径状の面は突起を形成し、前記ピン基部ショルダと前記ボック
ス基部ショルダのうち別の１つの前記凹型の半径状の面は溝を形成する請求項３
に記載の管の接続部。
【請求項５】前記正のフランク角は前記負のフランク角よりも大きい請求
項１に記載の管の接続部。
【請求項６】前記負のフランク角は約１５°であり、前記正のフランク角
は約２０°である請求項１に記載の管の接続部。
【請求項７】さらに、前記ピン部材が前記ボックス部材に突き刺さった時
に前記負荷フランクの間に少なくとも０．００６インチの隙間を含む請求項１に
記載の管の接続部。
【請求項８】前記外部のネジは、前記ピン基部において逃げネジを含み、
該逃げネジから前記ピン端に伸びる全高ネジを含む請求項１に記載の管の接続部
。
【請求項９】前記凸型の半径状の面と前記凹型の半径状の面は丸みのある
表面を形成し、組み立てられた時にトルクが加えられると、前記ピン部材と前記
ボックス部材の間の金属対金属の接触を増加させる請求項１に記載の管の接続部
。
【請求項１０】前記凸型の半径状の面と前記凹型の半径状の面は、前記部
材の長手方向の軸にほぼ平行な部分を有し、これによって、組み立てられた時に
スライドしない係合を形成する請求項１に記載の管の接続部。
【請求項１１】前記負の負荷フランクはフック負荷タイプのネジを形成す
る請求項１に記載の管の接続部。
【請求項１２】内部のテーパードネジを有するボックスと、接続部が組み
立てられた時に該ボックスのネジと一致する外部のテーパードネジを有するピン
とを備えるネジによるパイプ接続部であって、前記ボックスと前記ピンの前記ネ
ジは、負のフランク角を伴う負荷フランクと、該負荷フランクの負のフランク角
より大きな正のフランク角を伴うスタブフランクとを有し、該スタブフランクは
、前記ピンと前記ボックスが相対的に回転して該ピンが該ボックスの中に入ると
係合し、該ボックスは突起を有し、該ピンは溝を有して、該突起と該溝は回転に
よる組み立ての間動いて係合し、ネジによる接続部が回転して組み立てられると
、前記スタブフランクから前記負荷フランクに負荷を移動するネジによるパイプ
接続部。
【請求項１３】管の接続部であって、ピン部材の基部から端に伸びる全高ネジと逃げネジとを含む外部のテーパード
ネジを有するピン部材と、ボックス部材の基部から端まで伸びる全高ネジを含む内部のテーパードネジを
有するボックス部材とを備え、前記ネジは溝を含み、該ネジはクレストとルートとスタブフランクと負荷フラ
ンクを有し、該スタブフランクは間に平らなフランクを伴うスタブクレストコー
ナ半径とスタブルートコーナ半径とを有し、前記負荷フランクはＳ字を形成する
連続する半径を有し、前記ボックス端は前記ピン基部と係合してロックするショ
ルダを形成し、前記ボックス部材は前記コーナ半径が係合するまで前記ピン部材を受け止め、前記ピン部材またはボックス部材のうち１つが他に対して回転すると、前記コ
ーナ半径は前記ネジを前記収用側の溝に導き、前記平らなフランクは前記スタブ
フランクを係合に導き、前記ロックするショルダが形成されると、前記スタブフランクの係合は前記負
荷フランクの係合に移動する管の接続部。
【請求項１４】管状の掘削ストリングであって、内径と外径とを有する第１のパイプと第２のパイプと、第１のショルダ、負の負荷フランクと正のスタブフランクを伴う第１のネジ、
第１の半径方向の端を有する前記第１のパイプのピン端であって、該第１のショ
ルダは第１のカラーと、第１の表面を伴う第１の溝を有するピン端と、第２の半径方向の端、負の負荷フランクと正のスタブフランクを伴い、前記第
１のネジとネジで係合する第２のネジ、および第２のショルダを有する前記第２
のパイプのボックス端であって、前記第２の半径方向の端は第２のカラーと、接
続部が組み立てられると前記ピン端の前記第１の溝によって受け止められる、前
記第２のパイプの前記ボックス端の第２の表面を伴う第２の突起する部材とを有
するボックス端とを備え、前記第１の表面と前記第２の表面は半径状であり、組み立ての時にトルクが加
えられると前記ピン端と前記ボックス端の間の表面接触を増大させ、組み立てられると、前記第１の半径方向の端は前記第２のショルダに隣接する
管状の掘削ストリング。
【請求項１５】組み立てられると前記第１のカラーと前記第２のカラーは
隣接する請求項１４に記載の管状の掘削ストリング。
【請求項１６】前記第２のショルダは第３のカラーと、第３の表面を有す
る第２の溝を含み、前記第１の半径方向の端は第４のカラーと、第４の表面を伴
う第１の突起部材とを有し、前記第３の表面と前記第４の表面は半径状であって
、組み立てられた時にトルクが加わると前記ピン端と前記ボックス端の間の表面
接触を増加させる請求項１５に記載の管状の掘削ストリング。
【請求項１７】組み立てられると前記第３のカラーと前記第４のカラーは
隣接する請求項１６に記載の管状掘削ストリング。
【請求項１８】負の負荷フランクと正のスタブフランクを伴う第１のネジ
と、第１の半径状の面を伴う第１の終端と、第１のショルダとを有するピンコネ
クタと、負の負荷フランクと正のスタブフランクとを伴う第２のネジと、第２の半径状
の面を伴う第２の終端と、第２のショルダとを有するボックスコネクタとを備え
、前記第１の半径状の面は前記第１のショルダに渡って伸び、前記第２の半径状
の面は前記第２の終端に渡って伸び、組み立てられると、前記第１の半径状の面と前記第２の半径状の面は係合する
接続部。
【請求項１９】管の接続部を組み立てる方法であって、ネジのついたピン部材をネジのついたボックス部材に突き刺すことと、ピンネジとボックスネジのスタブフランクのコーナ半径を係合させることと、前記ネジの間に隙間を形成することと、前記ピン部材と前記ボックス部材を互いに対して回転させることと、前記ピン部材と前記ボックス部材の前記ネジを、対応するピン部材とボックス
部材の収用側の溝に導くことと、前記ボックス部材の端の半径状の面と前記ピン部材の基部の上の半径状の面を
係合させることと、前記ネジの前記スタブフランクから前記負荷フランクに負荷を移動することと
、前記半径状の面をロックすることとを含む方法。
【請求項２０】前記ピン部材を前記ボックス部材の中で中央に置くことを
さらに含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】前記ピン部材を前記ボックス部材の少なくとも半分まで突
き刺してから前記コーナ半径が係合することをさらに含む請求項１９に記載の方
法。
【請求項２２】前記ネジが前記溝に導かれる時に、前記スタブフランクを
係合させ、前記負荷フランクを係合させないことをさらに含む請求項１９に記載
の方法。
【請求項２３】前記半径状の面の係合により、負荷が前記スタブフランク
から前記負荷フランクに移動する請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】前記ピン基部と前記ボックス端の間にロックするショルダ
を形成することをさらに含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】前記ピン端と前記ボックス基部を係合させてロックするシ
ョルダを形成することをさらに含む請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】ボアホールを掘削する方法であって、該方法は、各々がネジのあるピンコネクタとネジのあるボックスコネクタを有する複数の
管状部材を掘削ストリングの中に接続することと、隣接するピンコネクタとボックスコネクタのネジを係合させ、隣接する管状部
材を接続することと、各接続部において、前記ピンコネクタと前記ボックスコネクタの少なくとも１
組のロックするショルダを係合させることと、前記ピンコネクタの前記ネジと前記ボックスコネクタの前記ネジのフック負荷
フランクを係合させることと、掘削ストリングを回転し駆動してボアホールを掘削することと、前記掘削ストリングが前記ボアホールに駆動される時に、前記ロックするショ
ルダにおける該掘削ストリングの加圧を吸収することと、前記掘削ストリングが前記ボアホールの曲がった部分を通過する時に、前記接
続部を繰り返して曲げることと、曲げが繰り返される間に、前記ロックするショルダと前記負荷フランクの係合
を維持することと、前記掘削ストリングにリーマを取り付けることと、前記ボアホールを通じて前記掘削ストリングの前記リーマを引き戻すことと、前記リーマが前記ボアホールを通じて引き戻される時に、前記負荷フランクに
おいて前記掘削ストリングに加えられる張力を吸収することとを含む方法。