JP4740869B2 - 継手及び継手を生産する方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば炭化水素井戸、又は、地熱井戸のような類似した井戸に使用するような管継手の分野に関する。

これらの継手は通常管同士を接続するため、又は、管とスリーブを共に接続するために使われる。このように継手は一連のケースや管が形成されることを可能にする。

さらに、これらの継手は内部と外部の間のおおきな曲がり、張力、圧縮力、時折あるねじれの圧力、またかなりの圧力の変化に耐えることができなければならない。さらにまた、これらの継手はある場合には気密になっていなければならない。これらの理由により、この継手は、しばしばネジタイプのものであり、スリーブや管は通常スチールや（多分熱処理によって得られた）高い屈曲点を有する合金から作られる。ねじ継手の場合、たいていの場合、気密性は、“メタルオンメタル”型接触で干渉することでシール面によって供給される。

管の最初の全体的なサイズを減らし、同一の直径を有する井戸の穴を開けることを可能にするために、ＵＳ６，６０４，７６３号公報及びＷＯ０３/０７０１８６号公報で提案されている、“ボール”として知られている拡張ツールを用いて本来の場所にて強く直径を拡張する。例えばＥＰ０４８８９１２号公報で説明されているシールドネジ継手は、そのような拡張には耐えることができるが、拡張の間にシール性を失い、雄シール面を支えている雄部の端部突出部が、拡張の間に軸の方へ落ち（“バナナ”状態）、シール性を破壊する。

この問題を解決するために、出願人はＷＯ０２/０１１０２号公報でネジ管継手を提案している。そのネジ管継手の雄突出部は、雌溝にはめ込まれた環状小片と共に一つの端部を供給する。前記溝は、前記小片をサポートし、拡張時に雄小片が軸の方へ落ちるのを防ぐ。

しかしながら、このタイプのネジ継手は拡張割合が１０％を超えた時、十分に高いシール性を持たない。拡張ボールによって生成された変形は、雄小片と溝の間の接触をずらし、又は排除することもある。そして、これが干渉接触を減らす又はさらに排除することによってシール面間の干渉接触をずらす。

用語“干渉接触”は、現在の文脈では、２つの接触面間の接触圧を発現させている接触を示す。接触圧がより高いと、流動圧がより高くなり継手はシール性が壊れることなく耐えることができる。内部又は外部のネジ継手におよぼされるかもしれない流動圧に加えて、軸張力、圧縮力のある負荷が接触圧とそのためのシール特性を変更するかもしれない。言い換えれば、これらの継手の具体化に起因して、内部圧又は外部圧に関しては一致しないかもしれず、負荷の機能として安定しないかもしれない。

状態を改善するために、出願人は（２００２年１月３日にファイルされた特許公報ＦＲ０２/０００５５号の国内優先の元で２００２年３月２７日にファイルされた）特許公報ＦＲ０２/０３８４２号で提案した。それは、ＷＯ０２/０１１０２号公報で記述されている環状小片（またはリップ）を設け、傾斜した雄及び雌肩部を有しており、拡張後にもう一方に対してきつく締まる金属対金属管シール継手である。溝の面からなる雌要素の肩部と雄要素の肩部は、拡張の間、溝の底で雄要素を前もって押圧するか、又は結果として押圧することを可能とする。

この継手は１０％より典型的に高い拡張割合でシール性を供給するよう構成されているが、様々な型の負荷に要求されたシール特性が高い場合、拡張前後のシール特性が不十分であると判明するかもしれない。

従って、本発明の目的は、様々な型の負荷に対して、特に拡張前の高圧液体に対する密閉と、高圧ガスに対する密閉を安定にする点で、拡張前後で、状態を改善する。

それによって、本発明は次のようなものからなる拡張可能な管継手を提案する。

＊一方で、雄ネジを形成する第１部分と、他方で第１部分に延びている第２部分からなり、i）第１外側面、ii）第１軸当接面、第１内側面を有し、その軸方向長さの部分にわたって第１外側面によって限界を定められた第１環状リップ、そしてiii）第２接合面からなる第１管要素

＊第１に、雄ネジに合致し、ネジ止めされる雌ネジ、第２に、第２当接面に対して静止する第３当接面を有する第２環状リップ、第１内側面に対向して配列された第２外側面、及び、第２内側面、第３に、第４軸当接面、第４に、第４軸当接面と雌ネジの間に延び、第２外側面と第４当接面で第１リップに合致する環状凹部を規定する第３内側面からなる第２管要素

この継手は、第２及び第３当接面が、長手方向に横切る平面に対して略一定の傾斜角度を有する円錐形の表面であり、第２外側面又は第３内側面のそれぞれに対して、第１リップの第１内側及び外側面の一つの第１半径方向干渉接続部を生成するために、第３当接面に対して第２当接面を押圧するように選択され、その後実行された塑性変形領域で管継手が直径を拡張する間、第１外側面及び第３内側面は第２シール干渉接続部として局部的に規定されるという事実により特定される。

このように、高品質シール性は、拡張前後の両方で、さらに高い直径拡張割合（最大約３５％）で、第１及び第２リップの協力によって生成される。

本発明によると、拡張可能な継手は、個々に又は共同して用いられる（特に、次のような）他の特徴を構成してもよい。

−第２当接面が第３当接面上に静止するまで、第１干渉接触部が生成されないので、第１リップ及び凹部は、拡張前、選択された形状を有する。

−第２及び第３当接面の傾斜は、拡張前、約＋５°と＋３０°の間である。

−拡張の間、継手の長手方向軸の方向への第１リップの湾曲により、補助シール干渉接触部は、拡張後第１内側面と第２外側面の間に規定される。

−第１当接面は第４当接面に対して静止するように配列されており、従って第１リップが弾性変形範囲で軸圧縮に陥る原因となる。

−第２リップは、拡張前、第３当接面に接続する範囲内で、約８°と約１２°の間の角度、好ましくは約１０°で長手方向に対して傾斜した環状部分を有する第２外側面を構成する。

−第１リップは、拡張前、約０．１°と約１５°の間の角度で長手方向に対して傾斜した第１内側面からなる。

−長手方向での第２リップの長さと、横断方向への凹部の深さの間の割合は、約１と約３の間で、約１．２と約１．６の間が好ましい。

−雄及び雌ネジは、約−３°と約−１５°の間の負の角度を有する伝達面を形成するネジ山からなる。

−雄及び雌ネジは、約＋１０°と約３０°の間の正の角度を有する挿入面を形成するネジ山からなり、この場合、雄及び雌ネジは、ネジ止め後で拡張前に、約０．０５ｍｍと約０．３ｍｍの間の挿入面の間に軸方向の間隙を有する。

−第１管要素は、拡張前、第１外側面の範囲内で第１部分の前に、内部の方（第１部分の方）へ第１局部環状セットバックを規定する円錐形の面取り部を有する。この場合、面取り部は、約８°と約１２°の間の長手方向に対して略連続した傾斜を有する。

−第１管要素は、第１部分の方向に第２当接面を延長する第４内側面の範囲に選択された局部に環状の厚みを加えた部分を有する第２部分で拡張前形成される。そして第３内側面は、選択された場所で、ネジ止め後に、局部に環状の厚みを加えた部分の略範囲内に配列されるのに適合した溝からなる。この場合、第１外側面は、直径の拡張後、少なくとも溝の形の部分を持ち、それに加えてシール干渉接触部にある環状肩部からなる。

−第１管要素は、拡張前、第１部分の範囲内に、雄ネジに対向するその内部表面にわたって、第２局部環状セットバックを規定する円錐形の頸部を有する。この場合、頸部は、拡張前約２°と約２０°の間の長手方向に対して略連続したスロープになる。

−溝は、拡張前、略円筒形の中央部分によって分けることが可能である少なくとも二つの曲面の部分からなり、この場合、この部分は、拡張前、例えば約２ｍｍと約２０ｍｍの間で、略同一の曲率半径を有する。溝の底部での材料断面積が前記第１及び第２管要素が結合される管の共通部分の最小断面積と継手効率との積より大きくなるように選択される最大値を有する半径方向の深さを持つ。用語“管の共通部分” はその二つの端部から遠い中央部分を示し、略一定の直径を有する。

−雄及び雌ネジは、好ましくは円錐形と円筒形のネジ山の中から選択されており、各々少なくとも一つの管要素部分にわたって形成されている。

−前記第２管要素は、略対称的な雌／雌型の接続スリーブと、前記第１管要素の管の端部とを関連づける。スリーブは、二つの第２管要素によって各側に延出され、拡張前、環状領域の範囲内でスリーブ（Ｍ）の拡張前、断面積が、第１管要素の端部に形成された管の共通部分の断面積と継手効率との積より大きく、又は等しくなるように選択される厚みの減少した部分を有する環状領域の外側面を形成する中央部分からなる。

−第２外側面に対して第１内側面の第１半径方向シール干渉接触部を生成するために、第２及び第３当接面の円錐形の表面は、それぞれ凹面と凸面である。この場合、第１及び第２リップは初めに、第２当接面が第３当接面上に押圧される前に、第１当接面が第４当接面上に静止するように選択された形状を有する。

−具体的には、第３内側面に対して第１外側面の第１半径方向シール干渉接触部を生成するために、第２及び第３当接面の円錐形の表面は、それぞれ凹面と凸面である。この場合、第２管要素の第３内側面は、拡張前、第４当接面に接続する範囲内で、長手方向に対して選択された角度で傾斜する第１シール面を持ち、そして、第１管要素は、拡張前、第１外側面の範囲内及び第１当接面への接続の範囲内で、ネジ止めの間、長手方向に対して選択された角度で傾斜する第２シール面を有する。第１及び第２シール面はお互いに対して半径方向に締められており、第３シール干渉接触部を生成している。第１及び第２シール面は、第３シール干渉接触部を補強するために、第３シール干渉接触部の後で、それらの間に生成されるように配列されている。

−第１及び第２シール面の選択された角度は、拡張前は約＋１°と約＋３０°の間である。（二つのシール面の一つの角度が０になることはありうる）。

−少なくとも第１及び第２シール面の一つは、円錐形の表面又は円形の表面である。（円環タイプの部分を有している可能性もある）

−第１シール面は、第３内側面の内側の方への第３局部環状セットバックによって規定される。

−第２シール面は、第１外側面の内側の方への第４局部環状セットバックによって規定される。

本発明は、前述タイプの拡張管継手から拡張管継手を生成する方法までも示す。

前述の拡張管継手に基づいたこの方法は、i）第１リップが環状凹部に収まり、第２外側面又は第３内側面の各々に対して第１リップの第１内側及び外側面の一つを、第１半径方向シール干渉接触部を形成することによってシールする方法で、半径方向にきつく締まるように、第２当接面が第３当接面に対して静止するまで第１及び第２管要素をネジ止めし、ii）軸方向に移動可能な拡張ツールによって、第１外側面と第３内側面を局部的に第２シール干渉接触部に規定させるために、拡張管継手を、塑性変形範囲内で直径拡張することからなる。

この方法で、出発点は、拡張前、第１干渉接触部が第１内側面と第２外側面の間に設置され、第１干渉接触部は第２当接面が第３当接面上に静止するまで生成されないように選択された形状を有する第１及び第２リップである。

さらに、第２及び第３当接面の円錐形の表面がそれぞれ凸部及び凹部の場合、ネジ止めは、最初に、第１リップを弾性変形範囲内で軸方向に圧縮させるために、第１当接面を第４当接面に対して押されるようにする。

具体的には、第２及び第３当接面の円錐形の表面がそれぞれ凸部及び凹部の場合、ネジ止めは第１及び第２シール面をお互いに対して半径方向にシールするようにさせ、第３シール干渉接触部を補強するように、最初に第３シール干渉接触部を生成し、それから第１シール干渉接触部を生成する。さらに、その拡張は、第１内側面の自由端と第２外側面の間に第４シール干渉接触部を生成する。

このタイプの方法は、限定しない方法だが、少なくとも１０％に等しい拡張割合での継手の半径方向の拡張に特に適している。

その他の発明の特徴及び利点は、次の詳細な記述及び図表を考察することで明白になる。

図１は長手方向の断面で、本発明による拡張可能なネジ継手の形態の部分を示す図表である。

図２は長手方向の断面で、ネジ止め及び拡張前の、雌円錐形ネジと、それに合致する雄円錐形ネジの部分を示す図表である。

図３は長手方向の断面で、図１の拡張可能なネジ継手の第１管の雄端部分を示す図表である。

図４は長手方向の断面で、図１の拡張可能なネジ継手の第２管の雌端部分を示す図表である。

図５は長手方向の断面で、最初のネジ止めステップの間に図３及び図４の雄及び雌の管先端に生成された力を示す図表である。

図６は長手方向の断面で、第２のネジ止めステップの間に図３及び図４の雄及び雌の管端部に生成された力を示す図表である。

図７は長手方向の断面で、塑性変形による拡張段階の間に図３及び図４の雄及び雌の管端部に生成された力を示す図表である。

図８は長手方向の断面で、拡張ステップ後の図３及び図４の雄及び雌の管端部に起こった変形を示す図表である。

図９は長手方向の断面で、本発明による対称的に配置された二つの拡張可能なネジ継手の組立部品の形態部分を示す図表である。

図１０は長手方向の断面で、本発明による拡張可能なネジ継手の第１管の雄端部分の他の形態部分を示す図表である。

図１１は長手方向の断面で、本発明による拡張可能なネジ継手の第２管の雌端部分の他の形態部分を示す図表である。

図１２は長手方向の断面で、ネジ止め段階の後、図１０及び図１１の雄及び雌管端部分の位置関係を示す図表である。

添付されている図表は、発明を補うだけでなく、その定義に貢献するのに役立つかもしれない。

発明はシールドネジ管継手に関係しており、特に炭化水素さく井、その他のさく井（例えば地熱さく井）、及び関連した生産方法に使用される。

序説で記載されているように、本発明によるネジ管継手により、ケースや一連の管は、管を一緒に接続、又は他の管及びスリーブを一緒に接続することによって、形成される。

本発明による継手の第１形態を説明するために、まず図１から図８を参照する。この例は、特に図１に部分的に記載されているように、継手は２つの管Ｔ１及びＴ２を接続させる。２つの管は、回転によって生成されるＸＸ軸を持ち、とても長い、すなわち数メートルの長さがあり、さらに特定すると、第１管Ｔ１の雄型端部ＥＭ（又は雄管要素）及び第２管Ｔ２の雌型端部ＥＦ（又は雌管要素）がある。図の形態で示されているように、管Ｔ１及びＴ２は、例えば、共通の部分を持ち、約１９３．６８ｍｍ（又は７ ５/８インチ）に等しい初期外部直径を有している。管の共通部分は二つの端部から離れた中間部分で、略一定の直径を有する。

図１に示されているように、管Ｔ１の雄端部ＥＭは二つの部分Ｐ１及びＰ２から成る。第１部分Ｐ１は管Ｔ１の中間部分に伸び、外部雄ネジＦＭで生成されている。円錐形の型が好ましいが、円筒形の型でもよい。

例えば、図２に示されているように、円錐形のネジはその円錐度△Ｄ/Ｄが１０％に供給される。ここで、Ｄは直径である。さらに、以下に示すように、ネジ間の軸（又は長手方向）の遊びは最初十分に大きく、直径の拡張の間、特別に自由に変形することができる。例えば、雄ネジＦＭと雌ネジＦＦの挿入面ＦＳ間の軸の遊びは、約０．０５ｍｍ〜約０．３ｍｍで、さらに好ましいのは約０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍである。

さらに、よい張力、特に圧縮力でない、抵抗を得るために、そしてそれによって、拡張前、拡張間及び拡張後に、雄及び雌ネジの離脱や飛び出しの危険を事前に減少するために、両ネジのキャリア面（荷重面）は、例えば、約−３°〜約−１５°、さらに好ましいのは約−１０°と同等の負の角度α１で半径方向と比較して傾斜する。しかるに、ネジの挿入面ＦＳは、例えば、約＋１０°〜約＋３０°、さらに好ましいのは約＋１５°と同等の正の角度α２で半径方向と比較して傾斜する。

負の角度α１は、特に緊張状態で、噛み合わさったネジの離脱や飛び出しを防ぐ。さらに正の角度α２は大きくなれば、よりネジのかみ合わせを簡単にし、またより圧縮抵抗を弱める。

雄ネジＦＭ及び雌ネジＦＦが管要素ＥＭ、ＥＦの少なくとも１部分でお互い形成されていることに注目することは重要である。言い換えれば、それらは一つ又はそれ以上の部分の形になっている。もしそれらが二つの部分から成る場合、前述の部分は二つの半径方向に分かれた表面又は一つの表面のどちらか一方に形成される。

第２部分Ｐ２は管Ｔ１の端部で第１部分Ｐ１から延びている。図３で示すように、まず、拡張前、略平面であり、管Ｔ１の長手方向Ａ（ＸＸに平行）に垂直である第１軸当接面ＳＢ１と、拡張前、第１部分Ｐ１の方向へ第１軸当接面ＳＢ１に対し略垂直な様に延びており、管Ｔ１の内側の方へ（すなわち雄ネジＦＭの反対側へ）適応されている第１内側面ＳＩ１と、そして、第１部分Ｐ１の方へ第１軸当接面ＳＢ１を拡張しており、管Ｔ１の外側の方へ適応されている第１外側面ＳＥ１の１部分を構成している第１環状リップ（又は環状小片）Ｌ１からなる。雄要素ＥＭの第２部分Ｐ２の第１外側面ＳＥ１は雄ネジＦＭの範囲まで第１当接面ＳＢ１から拡張している。第２部分Ｐ２は、第１内側面ＳＩ１に拡張し、管Ｔ１内を循環している流体（又はガス）と接触するように少なくとも（４番目の）部分的に円筒形の内側面ＳＩ４によって拡張されている第２当接面ＳＢ２からもなる。第１軸当接面ＳＢ１、第１内側面ＳＩ１及び第２当接面ＳＢ２は、当業者が“雄リベート”と呼んでいるものに規定する。

図３で示されているように、理由については以下に述べられるが、第１内側面ＳＩ１は管１の長手方向Ａと比較して、選択された角度α３によって傾けられている。そのため、拡張前、円錐形の表面を形成している。傾斜の角度は約０．１°と約１５°の間が好ましく、さらに好ましいのは約２．５°と同等の角度である。さらに、示されているように、第１外側面ＳＥ１は、以下に示されるように、溝Ｇ１に押されるために、例えば約２０ｍｍと約１００ｍｍの間の大きな半径を有する少し丸く特質な円環状になっている。

図４に示されているように、管Ｔ２の雌端部ＥＦも又、二つの部分Ｐ３とＰ４を構成する。第１部分Ｐ３は管Ｔ２の端部に最も離れて配列され、雄ネジＦＭと合致する内側雌ネジＦＦを有する。

第２部分Ｐ４は管Ｔ２の中間部分の方へ第１部分Ｐ３を拡張する。それは、まず、第３当接面ＳＢ３と、管Ｔ２の外部の方へ向けられ、第１部分Ｐ３の反対方向に第３当接面ＳＢ３を拡張し、第１内側面ＳＩ１に対向して配列されている第２外側面ＳＥ２と、管Ｔ２の内部の方へ向けられ、第１部分Ｐ３の反対方向へ第３当接面ＳＢ３を拡張しており、少なくとも部分的に円筒形の第２内側面ＳＩ２とからなる第２環状リップ（又は環状フィンガー）Ｌ２から構成される。

それは、拡張前、略平面で管Ｔ２の長手方向Ａに垂直な第４軸当接面ＳＢ４と、管Ｔ２の内部の方へ向けられ、第４軸当接面ＳＢ４を第１部分Ｐ３の方へ拡張している部分的に円筒形の第３内側面ＳＩ３とからも構成される。以下に参照されるように、第３内側面ＳＩ３の一部は、第２外側面ＳＥ２と第４当接面ＳＢ４とともに、管Ｔ１及びＴ２をネジ止めしている間、それを受けられるように第１リップＬ１と合致している環状凹部（又は溝）ＬＯを規定する。

凹部ＬＯは、第２リップＬ２の長さに等しい、選択された軸の長さＰＲにわたって延び、そして、選択された半径方向の深さＨ（長手方向Ａに垂直）で延びる。ＰＲ/Ｈの比率は約１と約３との間が好ましく、さらに好ましいのは約１．２と約１．６の間である。約１．５と同等がさらに好ましい。例えば、ＰＲが４ｍｍでＨが２．７ｍｍの場合、ＰＲ/Ｈ比率は１．５と同等である。以下に示されるように、これらＰＲとＨの二つの寸法は第１リップＬ１とその底部領域での選択された変形を可能にするように選択される。

第３当接面ＳＢ３、第２外部面ＳＥ２及び第４軸当接面ＳＢ４は当業者が“雌リベート”と呼んでいるものに規定する。

環状溝Ｇ１は少なくとも第３内側面ＳＩ３の部分に規定される。好ましくは、最初に二つの曲線部分ＰＣ１及びＰＣ２によって各々の側に拡張された略円筒形の中間部分ＰＣを構成している。好ましくは、これらの曲線部分Ｃ１及びＣ２は、拡張前、約２ｍｍと約２０ｍｍの間で湾曲の略一致した半径を有する。

例えば、溝Ｇ１は、約２ｍｍに等しい軸の長さＰＲ’、約１ｍｍに等しい半径方向の深さＨ’、そして約５ｍｍに等しい曲率半径を有している曲線部分Ｃ１及びＣ２にわたって延びている中間部分ＰＣからなる。溝Ｇ１の半径方向の深さＨは、前記溝の対称平面ＰＳＧの領域で、通常管Ｔ２の厚みによって制限されており、その厚みはネジ継手の臨界断面積を計算するために使用される最小限の厚みよりも少なくてはならない。より特定すると、溝Ｇ１の底の材料の断面積は管Ｔ１又はＴ２の共通部分（又はもしそれらが異なる場合、これら二つの部分のより小さい方）の断面積と伸長下での継手の効率との積より大きいように、半径方向の深さＨ’の最大値は選択されている。ネジ要素の臨界断面積と管（Ｔ１、Ｔ２）の断面積の間の比率は、接続（又は継手）の効率を特徴づけ、そしてそれは管の断面積と共に、一連の管をデザインするための入力データの項目になる。

この構成では、溝Ｇ１の対称平面ＰＳＧは、凹部（又は溝）ＬＯの底を規定している第４軸当接面ＳＢ４から選択された軸距離Ｄで配列されている。例えば、前述した値で、距離Ｄは約５．６１ｍｍに等しい。さらに、ネジ止め後、溝Ｇ１の中間部分ＰＣは、厚みを加えられた部分ＳＡ１に略対向して配置される。

以下に示されるように、曲率半径（特にネジ側面上の）、半径方向の深さＨ‘、軸方向の長さＰＲ及び半径方向の深さＨは、その底部で第１リップＬ１及び第２部分Ｐ２の領域の選択されたように変形するように選択される。

第２部分Ｐ４は、第１部分Ｐ３の反対方向（すなわち、管Ｔ２の中間部分の方向）に第２当接面ＳＢ２を拡張し、管Ｔ２内で循環している流体（又はガス）と接触された他の（第５の）円筒形内側面ＳＩ５からなる。

本発明によれば、第２当接面ＳＢ２と第３当接面ＳＢ３は、拡張前、円錐形の表面をもっており、長手方向Ａと垂直に交わる面に比較して傾斜α４の略同一の角度に選択されている。この第１形態で、第２当接面ＳＢ２と第３当接面ＳＢ３の円錐形の面は各々凸部及び凹部である。

好ましくは、図３及び図４で示されているように、第２当接面ＳＢ２及び第３当接面ＳＢ３は略同一の初期傾斜を有している。“略同一の傾斜”という語は、現在の文脈で、互いに等しい傾斜で、約±５°以内のことを示す。この一般的な傾斜は約＋５°の角度α４と約＋３０°の角度α４の間が好ましい。さらに約１０°とほぼ同等がより好ましい。

ネジ止めの間、第２当接面ＳＢ２が第３当接面ＳＢ３に対して継手の軸方向で静止している時、この傾斜により、第１リップＬ１は半径方向に前もって押圧され、そして、それゆえ、第１内側面ＳＩ１は、半径方向に締めつけられ、シールの方法で、第２リップＬ２の第２外側面ＳＥ２に対して（それらの選択されたそれぞれの形に起因して）、半径方向の要素をもつ第１シール干渉接触部をこのように規定する。

本発明によれば、拡張管継手は次のステップからなる方法を実行することによって形成される。

図５で示すように、第１ステップでは、管の１つ（例えばＴ１）の端部（例えば雄端部ＥＭ）が、他の管（例えばＴ２）の端部（例えば雌端部ＥＦ）に、第１リップＬ１の第１軸当接面ＳＢ１が凹部（又は溝）ＬＯの第４軸当接面ＳＢ４の上に静止するまで、ネジ止めされる。

このネジ止めを容易にするために、図４に示されているように、第２リップＬ２の第２外側面ＳＥ２は、第３当接面ＳＢ３への接続領域で、長手方向Ａと比較して短い距離にわたって選択された角度α５だけ傾斜している。このように、拡張前、円錐形の表面面取り部を形成する。この傾斜は、拡張前、約＋８°と約１２°の間の角度が好ましい。さらに好ましいのは、約１０°と同等である。この型の傾斜は、第１リップＬ１を凹部（又は溝）ＬＯに挿入することを容易にする。特に偶然の干渉の場合に、このように、第１リップＬ１に対するかじり又は損傷、そして特に第１内側面ＳＩ１の端部隆起の危険の可能性を減少することができる。このような干渉は、第２当接面ＳＢ２が第３当接面ＳＢ３の上に静止する前に、第１内側面ＳＩ１と第２外側面ＳＥ２の間に生じる。

そして、第２ステップでは、ネジ止め工程を第１リップＬ１の第２当接面ＳＢ２が、第２リップＬ１の第３当接面ＳＥ３の上に静止するまで続ける。ネジ止め工程の連続は、一度第１当接面ＳＢ１が第４当接面ＳＢ４に当接され、前記第１リップＬ１に軸圧縮を受けさせることによって、第１リップＬ１に潜在的な弾力エネルギーの貯蔵を開始させる。

図６に示されているように、第３ステップでは、第１リップＬ１及び第２リップＬ２の第２当接面ＳＢ２及び第３当接面ＳＢ３の傾斜（又はスロープ）並びに第１軸当接面ＳＢ１及び第４軸当接面ＳＢ４の協力により、ネジ止めの工程が継手の軸方向で第１リップＬ１を半径方向に前もって押圧するためにさらに続けられる。図６で、この前もっての押圧は矢印Ｆ１及びＦ２で示される。

種々の当接面と二つのリップの間の接触部は、このように特に補強され、直径が拡張するステップの前に継手がシールされるのを可能にする。内部圧力のもとで流体をきつく密閉することは、例えば軸張力又は圧縮力の存在で、このように拡張前に得ることができる。

第４ステップでは、最大直径が管Ｔ１とＴ２の初期内部直径ＤＩ（図１で示されている内部半径ＲＩの二倍と同等）よりも大きく、そしてその最終内部直径に略同等となるように、例えば円錐形の頭部をもつボールのような直径拡張ツールが、管Ｔ１とＴ２の一つに軸の方向に導入される。導入の方向の選択は実際上の重要性はない。ボールはそれゆえに雄端部ＥＭから、雌端部ＥＦの方へ軸方向に移動される（又は逆でも良い）。

ボールは当業者に知られている方法（特にＵＳ６，６０４，７６３号公報及びＷＯ０３/０７１０８６号公報参照）、例えばドリル棒で引くことによって又は他の液圧を及ぼすことによって移動される。ボールは、円筒形/円錐形の形を持ち、例えば、拡張を実行する責任のある円錐形の入口部を持ち、中央の円筒形の部分によって拡張される。しかしながら、それは球形もしくは双円錐形（円筒形部分によって拡張された円錐入口部、円錐形の出口部分によって拡張されたそれ自身）でもよい。ボールのこれらの３部分の連結している半径は必要に応じて選択される。

例えば、機械の拡張を生成する三つのローラーのあるロータリー拡張ツールのようなその他の拡張ツールがボールの代わりに使用される可能性がある。これらの拡張ツール（ボールを含む）及びその形態は特にＷＯ０２/０８１８６３号公報、ＵＳ６，４５７，５３２号公報及びＵＳ２００２/０１３９５４０号公報に記載されている。

直径の拡張は塑性変形範囲で生じる。生成された塑性変形が管要素の降伏点を増加するとき、このような変形に耐えることのできる金属が使用されなければならない。例えば最初に降伏点３１０ＭＰＡ（４５ＫＳＩ）を有している管に対して、拡張後にこの点は３８０ＭＰａ（５５ＫＳＩ）に増加する。

ボールが雄端部ＥＭの第２部分Ｐ２の第４内側面ＳＩ４及び雌端部ＥＦの第２部分Ｐ４の第５内側面ＳＩ５の範囲に到達した時、拡張された材料は第１リップＬ１に溝Ｇ１で変形に耐えさせる。

拡張の間、継手によって耐えた変形は、図７の矢印Ｆ３からＦ６で示されている。

さらに特定すると、第１リップＬ１は曲がるように力を加えられ（矢印Ｆ４）、少なくとも一部、溝Ｇ１の形を受け入れさせられる。このように、“金属対金属”型干渉接触部によるシール領域を形成する環状肩部又はかかと部ＥＰは、図８で示されるように、第１リップＬ１のちょうど前の、雄端部ＥＭの第１外側面ＳＥ１の領域で形成される。

肩部ＥＰ及びシールは、第４内側面ＳＩ４の領域及び第２当接面ＳＢ２の付近で、管Ｔ１の内部方向に局部的に環状の厚みを加えられた部分ＳＡ１の存在によって補強される。好ましくは、図３、図５から図７に示されているように、この厚みを加えられた部分ＳＡ１は、溝Ｇ１の中間部分ＰＣの拡張領域で略一定であり、それから減少される。この減少は第１部分Ｐ１の方向に略続けられることが好ましい。それは、例えば、約５°と約３０°の間の長手方向Ａと比較した角度α９で生じる。さらに好ましいのは、約１０°と約２０°の間で、約１２°と同等がより好ましい。

厚さが一定のレベルを有する範囲内で最大に厚みを加えられた部分は、雄要素ＥＭの最小内部直径を規定する。この内部直径は（当業者には“ドリフト”として知られている）検査ツールの直径より大きくなければならない。最小自由内部直径により、ツールが、引っ掛かる危険なく、一連の中に通るということを確実にするために、内部管が井戸の中に下げられる前に、ドリフトは管内に導入されるツールである。もしそれが上述した値以下しか残っていない場合、厚みを加えられた部分の最善の値は、必要とされるような変形を受けるために、拡張の間、溝Ｇ１の底で第１リップＬ１を最大に増やすために必要とされる材料の総量によって決められる。この厚みを加えられた部分は、例えば約０．８ｍｍと同等である。

この厚みを加えられた部分ＳＡ１が、溝Ｇ１の空間を満たし、それに応じて第１リップ及び前記第１リップの少し前に位置する領域に少なくとも前記溝Ｇ１の一部の形を引き受けるための過剰な材料を提供する。そしてそれによってほぼ要求された変形をする。

変形は、上記に示しているように、第１リップの前の雄端部ＥＭの第１外側面ＳＥ１の範囲内で、環状肩部又はかかと部ＥＰを生成する。また変形は以下に示す方法で干渉接触部によってシールされたゾーンの創造を可能にする。

雌要素ＥＦの直径が雄要素ＥＭの直径よりも大きいという事実のために、ボールによって生成された拡張は、雌要素ＥＦより雄要素ＥＭの拡張を更に大きい割合でもたらす。

雌要素ＥＦよりも大きい雄要素ＥＭの収縮は、材料の状態に起因して、図７の矢印Ｆ５とＦ６で示されている解除の方向にこれら二つの要素の相対的な軸方向の移動をもたらす。この移動は、傾斜した肩部ＥＰがもう一方に対して強く締められる原因となり、要求したシールを形成する。拡張した継手が軸伸長圧力を受けさせられる時、接触又は干渉圧力がさらに強化されることが示されるだろう。

拡張の間、軸方向移動に起因して、第１リップＬ１及び第２リップＬ２の軸方向長さは正確な方法で選択されなければならない。もし第１リップＬ１があまりにも短い場合、その凹部ＬＯを離れて、それによって継手の軸方向に落ちるという危険がある。従って、拡張の後にシールを除去している。もし第２リップＬ２が長すぎる場合、凹部ＬＯは形成するのが難しい。

拡張の間の第１リップＬ１の曲率は、溝Ｇ１及び厚みを加えられた部分ＳＡ１の形によって促進され、第１リップＬ１の端部の内部と第２外側面ＳＥ２の間に第２干渉接触をもたらす。

第１リップＬ１はそれから強化され、溝Ｇ１の壁に形成された肩部と第２外側面ＳＥ２の間に押し込まれる。このタイプの二重の接触は素晴らしいシールを提供し、様々な可能な型の加重に対して安定し、軸方向伸長又は圧縮圧力と共に結合し、又は、結合しないで、内部及び外部圧の両方を構成する。

第１リップの曲率をさらに促進するため、そして、肩またはかかと部ＥＰと溝Ｇ１の間の接触をさらに補強するために、図３及び図５から図７で示されるように、第１外側面ＳＥ１と第１部分Ｐ１の前の範囲内で、管Ｔ１の内部に向かってのセットバックＤＣ１が生成される。このセットバックＤＣ１は略連続することが好ましい。このように、まず円錐形の面取り部を形成する。それは、例えば、角度α６で長手方向Ａと比較して約８°と約１２°の間である。さらに約１０°と同等が好ましい。例えば、このセットバックＤＣ１は第１軸当接面ＳＢ１（長手方向Ａで）から約７．８ｍｍ離れて始まる。

さらに、必要とされる材料を供給するために、管Ｔ１は、その第１部分Ｐ１及び第２部分Ｐ２の範囲内で、雄要素ＥＭを形成するより優先して、頂上の半分の角度α７を有する円錐形の頸部を経る。その円錐の直径は雄要素ＥＭの自由端部の方へ徐々に減少する。

この頸部は、第２部分Ｐ２及び厚みを加えられた部分ＳＡ１が配置される範囲内で材料の厚みが増加されることを可能にする。雄要素ＥＭと、特に、厚みを加えられた部分ＳＡ１、を形成した後、頸部の軌道は、管の内部の方へ、雄部ＥＭの自由端の方へ、局部環状セットバックＤＣ２を形成する。

管Ｔ１におけるボールの進行を妨げないために、頸部は好ましくは略連続的であり、角度α７は約２°と約２０°の間が好ましく、さらに好ましいのは約５°である。

第１リップＬ１の第１内側面ＳＩ１に傾斜がある場合（例えば、約２．５°）、第２リップＬ２が管Ｔ２の外側に非常に接近して配置されることを可能にする。従って、ボールが第２リップＬ２の範囲に到達する時、前記第２リップは管Ｔ２の外側に接近することができる。これは又“バナナ”効果として知られている限界を与え、第２リップＬ２が管Ｔ２のくぼみの内部の方へ落ちる原因となりがちである。

この接近は、第２リップＬ２の第２内部面ＳＩ２の範囲内と第３当接面ＳＢ３の近辺で、管Ｔ２の内部方向にある局部的に環状に厚みを加えられた部分ＳＡ２の存在によって強調されるかもしれない。好ましくは、図４乃至図７に示されているように、この厚みを加えられた部分ＳＡ２は、第２リップＬ２の拡張ゾーンで略一定であり、それから減少される。この減少は略連続することが好ましい。このように、それは、拡張前、円錐形の面取り部を形成する。それは、例えば、長手方向Ａに対して、約８°と約１２°の間の角度α８であり、さらに好ましいのは約１０°である。

この厚みを加えられた部分ＳＡ２は、好ましくは厚みを加えられた部分ＳＡ１に依存し、さらに好ましくは、前記厚みを加えられた部分ＳＡ１より少ない。それは、どんな場合でも、ドリフトの直径によって規定された最大値よりも少ない。例えば、この厚みを加えられた部分ＳＡ２は約０．３ｍｍと０．８ｍｍの間であり、約０．５ｍｍが好ましい。初期のオフセットは、厚みを加えられた部分ＳＡ１とＳＡ２の違いによって生じ、特に第１リップＬ１の最後の変形を促進する。しかしながら、このオフセットは、あまり大きくないかもしれない。なぜなら（傾斜が存在する場合）第１リップＬ１の第１内部面ＳＩ１の傾斜によって生じる前記効果を解消するかもしれないからである。

上記に記載したように、ボールの通過によって生成された拡張の結果は図８に示されている。拡張が軸の離脱を原因とするという事実に起因して、スリーブ管継手（完全な継手ではない）で、第１リップＬ１及び第２リップＬ２の変形はスリーブの２つの反対の端部で完全に同一でなくてもよいということを心に留めておくことは重要である。しかしながら、この違い（又は不均等）は、ＦＲ０２/０３８４２号公報に記載されているスリーブ管継手で起こるよりも少ない。

ボールの通過後にネジ継手の要素のはね返り移動は、問題となる塑性変形と比較してごくわずかであることに気づくことも重要である。

本発明による、対称的に配置された、２つの継手の組立の形態を説明するために、図９を参照する。この例では、２つの継手により、２つの管Ｔ１及びＴ２が接続スリーブ型管要素Ｍによって接続される。このスリーブＭは、この場合、管１及び管２の長手方向Ａに垂直に交わる対称平面ＰＳＭに対して対称的な形状である。これはまた雌/雌タイプでもある。

このタイプのスリーブＭは、上で示した管Ｔ２の雌端部ＥＦの第１（Ｐ３）と第２（Ｐ４）部分と同じタイプの２つの第１部分Ｐ３’及び２つの第２部分Ｐ４’によって各サイドに拡張された中央部分ＰＣＭを構成している。それによって、管Ｔ２の雌端部の第１（Ｐ３）及び第２（Ｐ４）部分に関して前文に述べられた全ては、スリーブＭの第１部分Ｐ３’及び第２部分Ｐ４’としても適用される。

図に示されているように、スリーブＭの中央部分ＰＣＭは、好ましくは、対称平面ＰＳＭの中央の厚みの減少した部分を局部的に規定している（“三日月形”とも述べられている）環状溝Ｇ２を構成している。

この三日月形Ｇ２により、スリーブＭの厚みがその最大厚み部分で減少され、それによって、拡張圧力及び力が減少される。また、拡張後（回転によって生成された外側面で）略直線の外観で同時に継手を供給している間、変形により、様々な当接面（ＳＢ１からＳＢ４）及び支持面の範囲で上手くコントロールされる。それによって、対称平面ＰＳＭの範囲内でのスリーブＭの断面積は、第１管要素の端部に形成された管の共通部分の断面積と継手効率との積より大きく、又は等しくなるように選択されなければならない。

三日月形は略２つの向かい合った第２リップＬ２の２つの第３軸当接面ＳＢ３の間に拡張しているのが好ましい。しかしながら、それは、特に、２つの雌ネジの最後のネジ山の間で、より遠い距離にわたって拡張するかもしれない。最後のネジ山は、この場合、第３当接面ＳＢ３の側である。

この三日月形Ｇ２も、（対称平面ＰＳＭの範囲内で）最大減少厚み及び好ましくは約３０°よりも少ない角度、より好ましくは約１５°で傾く側面の壁を有する中央部分で生じるへこみの形状である。

三日月形（従って溝Ｇ２）は平面ＰＳＧに対して対称である必要はないと気付くことが重要である。それは、平面ＰＳＧのどちらかの側面に２つの不均等部分を有しているかもしれない。

次に、図１０乃至図１２を参照して、本発明による拡張可能な管継手の他の形態を説明する

この形態は図１乃至図８を参照して上記に記載されたものに対して多数の類似点を有している。従って、共通要素は同一の参照番号によって示される。さらに、形状が略同一の部材及び略同一の機能の動作については再度記述はしない。

さらに、この形態は、前の形態のように、回転によって生成される軸ＸＸを有する第１管Ｔ１の雄型端部ＥＭ（又は雄管要素）と、回転によって生成される軸ＸＸを有する第２管Ｔ２の雌型端部ＥＦ（又は雌管要素）との接続だけを可能にするのではなく、図９を参照して上述した２つの対称的に配列した継手の結合と、接続スリーブ型管要素Ｍによる２つの管Ｔ１とＴ２の接続も可能にする継手に関する。

この形態と前述のものとの間の主な違いは、第２当接面ＳＢ２及び第３当接面ＳＢ３の詳細であり、そして、あるいは第１外側面ＳＥ１と第１管要素ＥＭと第２管要素ＥＦの第３内側面ＳＩ３の詳細である。これにより、第１及び第３シール（又は干渉接触面）が拡張前に形成される。

第２当接面ＳＢ２及び第３当接面ＳＢ３は、長手方向Ａに垂直な面に対して傾斜α４の略同一の選択された角度を有している円錐形の面を最初から有する。しかしながら、この第２形態では、第２当接面ＳＢ２と第３当接面ＳＢ３の円錐形面は、それぞれ凹面および凸面である。

角度α４の傾斜は第２当接面ＳＢ２が第３当接面ＳＢ３に対して静止するように選択されており、第３内側面ＳＩ３に対して、（第１リップＬ１の）第１外側面ＳＥ１の第１半径方向シール干渉接触部を生成している。

好ましくは、図１０乃至図１２に示されているように、第２当接面ＳＢ２及び第３当接面ＳＢ３は、略同一の初期傾斜を有している。この一般的な傾斜は、約＋５°の角度α４と約３０°の角度α４の間が好ましい。さらに好ましいのは、約１０°である。

ネジ止め段階の間、第２当接面ＳＢ２が第３当接面ＳＢ３に対して静止している時、第１リップＬ１は、接続部の外側の方へ押圧される。これにより、第１リップＬ１は半径方向に前もって押圧され、それによって、凹部ＬＯの範囲内での第２管要素ＥＦの接触は補強される。

さらに、第２管要素ＥＦの第３内側面ＳＩ３が、第４当接面ＳＢ４へのその接続と溝Ｇ１の第２曲線部分Ｃ２の間に配置される一部分ＤＣ３を構成することは有利である。一般に長手方向Ａに横切っている面に対して選択された角度α１０の傾斜を有する第１シール面を拡張前、規定する。

この第１シール面ＤＣ３は、あるいは第３内側面ＳＩ３の内部の方へ第３局部環状をセットバックすることによって規定されてもよい。それは円錐形の表面又は円形の表面の形になってもよく、あるいは円環状タイプの部分を有してもよい。

第１シール面（あるいは第３局部環状セットバック）ＤＣ３の傾斜角度α１０は、拡張前、約＋１°と約＋３０°の間が好ましく、さらに約１０°が好ましい。

さらに、第１管要素ＥＭの第１外側面ＳＥ１は、第１当接面ＳＢ１への接続の範囲内に（それゆえに第１リップＬ１の範囲内に）位置している末端のゾーンを構成しており、一般に長手方向Ａに横切っている面に対して選択された角度α１１の傾斜を有する第２シール面を拡張前、規定する。

この第２シール面は、あるいは第１外側面ＳＥ１の内部の方へ第４局部環状をセットバックすることによって規定されてもよい。それは円錐形の表面又は円形の表面の形になってもよく、あるいは円環状タイプの部分を有してもよい。

この第２シール面ＤＣ４は、ネジ止め段階の間、第２管要素ＥＦの第１シール面ＤＣ３に対して、半径方向に締められるようにする。

第２シール面（あるいは第４局部環状セットバック）ＤＣ４の傾斜角度α１１は、拡張前、約＋１°と約＋３０°の間が好ましく、さらに約１０°が好ましい。

傾斜α１０及びα１１の角度は同一であることが好ましい。しかしながら、これは義務的なものではない。例えば、第１シール面ＤＣ３及び第２シール面ＤＣ４の一つは、円錐形または円形で、ゼロ以外の傾斜を有しており、ところがその他のシール面は、例えば、円筒形で傾斜はゼロであることはありうることである。

あるいは第３及び第４局部環状セットバックによって定義された、第１シール面ＤＣ３及び第２シール面ＤＣ４は、ネジ止め段階の間、その他に逆らって半径方向に締められるように各々が配置され、第３シール干渉面を生成する。

さらに、第１シール面ＤＣ３及び第２シール面ＤＣ４は、第１シール干渉接触部が第３シール干渉接触部の後ろに生成されるような方法で配置される。これにより、第１シール干渉接続部が補強される。

言い換えれば、ネジ止め段階の間、第１シール面ＤＣ３を通って、第２シール面ＤＣ４と共に、第１リップＬ１が接触部に最初に入り、それから、第２当接面ＳＢ２が第３当接面ＳＢ３の上で静止することが好ましい。

この形態で、環状溝Ｇ１の中央部分ＰＣは、例えば、軸の長さＰＲ‘が約２．２ｍｍ、半径方向の深さＨ’が約１ｍｍを超えて拡張し、曲線部分Ｃ１及びＣ２は、例えば、曲率半径が約５．３ｍｍを有する。さらに、凹部（又は溝）ＬＯの底を規定している、第４軸当接面ＳＢ４から溝Ｇ１の対称平面ＰＳＧを引き離している軸の距離Ｄは、例えば、約５．７ｍｍである。

凹部ＬＯは選択された軸の長さＰＲを超えて拡張し、第２リップＬ２のそれと、選択された半径方向の深さＨ（長手方向Ａに垂直）で同等である。ＰＲ/Ｈの割合はまだ約１と約３の間が好ましいが、この場合では約１．４〜約１．９の間がさらに好ましい。そしてさらに好ましいのは約１．７である。例えばＰＲが４．２ｍｍでＨが２．４ｍｍで、ＰＲ/Ｈの割合は約１．７になる。

さらに、前述の形態のように、第２リップＬ２の第２外側面ＳＥ２は、第３当接面ＳＢ３への接続範囲内で、長手方向Ａに対して短い距離の上に選択された角度α５の傾斜を有している。このように、それは拡張前、円錐形の面取り部を形成する。その面取り部の傾斜は、拡張前、約＋８°と約＋１２°の角度の間で、さらに好ましいのは約１０°である。上に示されたように、これにより、第１リップＬ１は、特に偶然の干渉の場合に、凹部（又は溝）ＬＯに入り込む。

さらに、前述の形態のように、第１リップＬ１の第１内部面ＳＩ１は、管Ｔ１の長手方向Ａに対して選択された角度α３で傾いていることが好ましい。このように、それは拡張前、円錐形の面を形成する。傾斜の角度は約０．１°と約１５°の間が好ましく、さらに好ましいのは約２．５°である。上に記載されているように、この傾斜により、第２リップは、ボールの通過している間、管Ｔ２の外部に近づき、それでバナナ効果を制限する。

さらに加えて、前述の形態のように、第１リップＬ１の湾曲を促進し、肩部又はかかと部ＥＰと溝Ｇ１の間の接触を補強するために、第１外側面ＳＥ１は、第１部分Ｐ１のちょうど前に、管Ｔ１の内部の方へ好ましくは略連続した第１セットバックＤＣ１を構成する。この第１セットバックＤＣ１は拡張前、円錐形の面取り部を形成し、約８°と約１２°の間、更に好ましいのは約１０°の長手方向Ａに対する角度α６を有している。例えば、このセットバックＤＣ１は約８．１ｍｍ（長手方向Ａで）第１軸当接面ＳＢ１から離れた所で始まる。

又前述の形態のように、第４内側面ＳＩ４は、管Ｔ１の内部の方向で、第２当接面ＳＢ２の付近に、局部的に環状の厚みを加えられた部分ＳＡ１を構成する。好ましくは、図１０及び図１２に示されているように、この厚みを加えられた部分ＳＡ１は、溝Ｇ１の中央部分ＰＣの拡張ゾーンで略一定であり、それから、好ましくは略連続して、第１部分Ｐ１の方向へ減少する。これは、例えば、約５°と約３０°の間、さらに好ましいのは約１０°と約２０°の間、そしてさらに好ましいのは１２°の長手方向Ａに対する角度α９である。

同様に、第２リップＬ２の第５内側面ＳＩ５は、前述の形態のように、第３当接面の付近で、管Ｔ２の内部の方向に局部的に環状の厚みを加えられた部分ＳＡ２を構成する。好ましくは、図１１及び図１２に示されているように、この厚みを加えられた部分ＳＡ２は、第２リップＬ２の拡張ゾーンで略一定であり、それから好ましくは略連続して減少する。このように拡張前、円錐形の面取り部を形成する。それは、例えば、約８°と約１２°の間、さらに好ましいのは約１０°の長手方向Ａに対する角度α８である。この厚みを加えられた部分ＳＡ２は、好ましくは厚みを加えられた部分ＳＡ１に依存し、前述の厚みを加えられた部分ＳＡ１より少ないのが好ましい。例えば、この厚みを加えられた部分ＳＡ２は約０．３ｍｍと約０．８ｍｍの間で、さらに好ましいのは約０．５ｍｍである。

図１０乃至図１２を参照して上述したタイプの拡張可能な継手から拡張継手の形成は、図５〜８を参照して記載されたそれと略同一である。

第１ステップでは、一方の管、例えばＴ１、の端部、例えば雄端部ＥＭは、例えば、他方の管、例えばＴ２、の端部、例えば雌端部ＥＦに、第２シール面ＤＣ４が第１シール面ＤＣ３との接触に入るまで、ネジ止めされ、第３シール干渉接触部を生成する。

第２ステップでは、ネジ止め過程は第２当接面ＳＢ２が第２リップＬ２の第３当接面ＳＢ３の上に静止するまで続けられ、第３内側面ＳＩ３に対して第１外側面ＳＥ１の第１半径方向シール干渉接触部を生成する。

第３ステップでは、第１リップＬ１と第２リップＬ２の第２当接面ＳＢ２と第３当接面ＳＢ３の傾斜（又はスロープ）に起因し、そして、凹部ＬＯと第１リップＬ１の第１シール面ＤＣ３と第２シール面ＤＣ４の傾斜（又はスロープ）に起因して、指定されたトルクレベルまで、ネジ止め過程は第１リップＬ１を半径方向に前もって押圧するためにさらに続けられる。

このように、リップＬ１及び凹部ＬＯの内側及び外側面の間の接触は、前述の例よりも大きい程度に補強され、直径の拡張ステップの前の継手のシールをさらに強いものにすることが可能である。

例えば、軸の張力又は圧縮力の存在で、内部圧の下での流体への優れた密閉は、そのため拡張の前に得られる。

管Ｔ１及びＴ２のひとつに、例えば、円錐形のヘッドボールのような直径拡張ツールの軸方向への導入によって塑性変形範囲で継手の直径の拡張からなる第４ステップは、上述されていることと同一である。

拡張の最後で、第４シール干渉接触部は（その第１内側面ＳＩ１の範囲内で）第１リップＬ１の自由端と第２リップの第２外側面ＳＥ２の間に規定される。このように、第４干渉接触部に起因して、その自由端により、そして第２干渉接続部に起因して、第１外側面ＳＥ１の範囲内で拡張している“かかと部”により、第１リップＬ１は、くさびで留められる。

第１管要素ＥＭが第１シール面ＤＣ３を構成し、可能であれば第２管要素ＥＦが第２シール面ＤＣ４を構成した場合、継手部品の上流及び下流側間のシール仕事における隙間は、第４ステップが完了されると略減少される。これは下流側の接触圧を害することなく、上流側の接触圧に増加をもたらす。

本発明は、例えば、高い又はさらに高い拡張割合、典型的に１０％と３５％の間の存在で、内外部両方、拡張段階の前後両方で、高圧の下、ガスに良い又はさらに優秀な密閉を有している継手を提供する。明らかに、本発明は１０％より少ない拡張割合も適用する。

さらに、本発明は、スリーブ部品の場合、変形が、拡張の間、過度な不均衡になることを防ぎ、それにより、スリーブの中央部分のいずれかの側に形成された拡張ネジ継手を効果的にシールする。

さらに、材料が拡張を受けるのに十分なしなやかさを有するならば、本発明は広範囲の鋼及び合金で実行される。鋼の場合、材料は合金ではないスチール、Ｍｎ鋼、Ｃｒ−Ｍｏ鋼、マイクロ合金鋼、ボロン鋼、又は前述した合成品の組み合わせ（Ｃｒ−Ｍｏ−Ｎｂ−Ｂ鋼）、又は１３％マルテンサイト系Ｃｒ鋼、２２又は２５％クロムオースチン-フェライト二重鋼、その他オーステナイト鋼である。例えばＣ−Ｍｎ鋼は、ＣＯ₂を含んでいる腐食的な井戸のために、腐食的ではない井戸、他に０．２％Ｃ及び１３％Ｃｒ鋼（ヨーロッパ基準によるＸ２ＯＣｒ１３及びアメリカ基準によるＡＩＳＩ４２０）のために使用される。

さらに、材料は、選択された値よりも大きい降伏点又は選択された値以内を有するように熱処理されてもよい。最小降伏点は、例えば、３００ＭＰａから１０００ＭＰａ又はそれ以上までの拡張範囲から選択される。

本発明は、ただ例を通して、上述されたシール性ネジ管継手の方法及び形態に制限されない。むしろ次の請求項のなかで当業者に想像可能な変形のすべてをカバーする。

長手方向の断面で、本発明による拡張可能なネジ継手の形態の部分を示す図表である。 長手方向の断面で、ネジ止め及び拡張前の、雌円錐形ネジと、それに合致する雄円錐形ネジの部分を示す図表である。 長手方向の断面で、図１の拡張可能なネジ継手の第１管の雄端部分を示す図表である。 長手方向の断面で、図１の拡張可能なネジ継手の第２管の雌端部分を示す図表である。 長手方向の断面で、最初のネジ止めステップの間に図３及び図４の雄及び雌の管先端に生成された力を示す図表である 長手方向の断面で、第２のネジ止めステップの間に図３及び図４の雄及び雌の管端部に生成された力を示す図表である。 長手方向の断面で、プラスティック変形による拡張段階の間に図３及び図４の雄及び雌の管端部に生成された力を示す図表である。 長手方向の断面で、拡張ステップ後の図３及び図４の雄及び雌の管端部に起こった変形を示す図表である。 長手方向の断面で、本発明による対称的に配置された二つの拡張可能なネジ継手の組立部品の形態部分を示す図表である。 長手方向の断面で、本発明による拡張可能なネジ継手の第１管の雄端部分の他の形態部分を示す図表である。 長手方向の断面で、本発明による拡張可能なネジ継手の第２管の雌端部分の他の形態部分を示す図表である。 長手方向の断面で、ネジ止め段階の後、図１０及び図１１の雄及び雌管端部分の位置関係を示す図表である。

Claims (43)

1. 一方で、雄ネジ（ＦＭ）を形成した第１部分（Ｐ１）、
   並びに
   前記第１部分から延び、
   i）第１外側面（ＳＥ１）、
   ii）第１軸方向当接面（ＳＢ１）と第１内側面（ＳＩ１）とを有し、その軸方向長さにわたって第１外側面（ＳＥ１）によって境界を定められる第１環状リップ（Ｌ１）、
   及び、
   iii）第２当接面（ＳＢ２）
   からなる第２部分、
   からなる第１管要素（ＥＭ）と、
   他方で、
   i）前記雄ネジ（ＦＭ）に合致し、そこにねじ込まれる雌ネジ（ＦＦ）、
   ii）前記第２当接面（ＳＢ２）に対して静止する第３当接面（ＳＢ３）と、前記第１内側面（ＳＩ１）に対向して配列された第２外側面（ＳＥ２）と、第２内側面（ＳＩ２）と、を有する第２環状リップ（Ｌ２）、
   iii）第４軸方向当接面（ＳＢ４）、
   及び、
   iv）前記第４軸方向当接面（ＳＢ４）と前記雌ネジ（ＦＦ）の間に延び、前記第２外側面（ＳＥ２）と第４当接面（ＳＢ４）と共に、前記第１リップ（Ｌ１）に合致する環状凹部（ＬＯ）を規定する第３内側面（ＳＩ３）、
   からなる第２管要素（ＥＦ）と、
   から構成され、
   前記第２（ＳＢ２）及び第３（ＳＢ３）当接面は、長手方向（Ａ）へ横切る面に対して傾斜した略同一の角度を有する円錐形の表面であり、前記第２当接面（ＳＢ２）が前記第３当接面（ＳＢ３）に対して静止することを可能とするように選択され、
   前記第２外側面（ＳＥ２）又は前記第３内側面（ＳＩ３）のそれぞれに対して前記第１リップ（Ｌ１）の前記第１内側（ＳＩ１）及び外側（ＳＥ１）面の一つを半径方向の第１シール干渉接触部とし、
   その後実行された塑性変形領域で管継手が直径を拡張する間、前記第１外側面（ＳＥ１）及び前記第３内側面（ＳＩ３）は局部的に第２シール干渉接触部として規定されることを特徴とする継手。
2. 第２外側面（ＳＥ２）に対して第１内側面（ＳＩ１）が半径方向の前記第１シール干渉接触部を生成するように、前記第２（ＳＢ２）及び第３（ＳＢ３）当接面がそれぞれ凹部及び凸部であることを特徴とする請求項１に記載された継手。
3. 前記第２（ＳＢ２）及び第３（ＳＢ３）当接面は、第３内側面（ＳＩ３）に対して第１外側面（ＳＥ１）が半径方向の前記第１シール干渉接触部を生成するように、それぞれ凹部及び凸部であることを特徴とする請求項１に記載された継手。
4. 前記傾斜は、拡張前、約＋５°と約＋３０°の間であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の継手。
5. 前記第１リップ（Ｌ１）及び前記凹部（ＬＯ）は、拡張前、前記第２当接面（ＳＢ２）が前記第３当接面（ＳＢ３）上に静止するまで前記第１シール干渉接触部が生成されないように選択された形状を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の継手。
6. 前記第１当接面（ＳＢ１）は、前記第１リップ（Ｌ１）が弾性変形範囲内で軸方向の圧縮を受けられるように、ネジ止めの間、前記第４当接面に対して静止させるように配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の継手。
7. 前記第２リップ（Ｌ２）の第２外側面（ＳＥ２）は、拡張前、前記第３当接面（ＳＥ３）に接続する範囲内で、約８°と約１２°の間で前記長手方向Ａに対して傾斜した環状部分を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の継手。
8. 前記第２リップ（Ｌ２）の第２外側面（ＳＥ２）は、拡張前、前記第３当接面（ＳＥ３）に接続する範囲内で、約１０°の角度で前記長手方向Ａに対して傾斜した環状部分を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載の継手。
9. 前記第１リップ（Ｌ１）の第１内側面（ＳＩ１）は、拡張前、約０．１°と約１５°の間の角度で前記長手方向Ａに対して傾斜されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の継手。
10. 長手方向Ａの第２リップ（Ｌ２）の長さ（ＰＲ）と、その横断方向の凹部の深さ（Ｈ）の間の割合は、約１と約３の間であることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一つに記載の継手。
11. 長手方向Ａの第２リップ（Ｌ２）の長さ（ＰＲ）と、その横断方向の凹部の深さ（Ｈ）の間の割合は、約１．２と約１．６の間であることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一つに記載の継手。
12. 前記雄（ＦＭ）及び雌（ＦＦ）ネジは、拡張前、約−３°から約−１５°の間の負の角度を有する伝達面を形成したネジからなることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一つに記載の継手。
13. 前記雄（ＦＭ）及び雌（ＦＦ）ネジは、拡張前、約＋１０°と約＋３０°の間の正の角度を有する挿入面を形成したネジからなることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一つに記載の継手。
14. 前記雄（ＦＭ）及び雌（ＦＦ）ネジは、ネジ止め後で拡張前に、約０．０５ｍｍと約０．０３ｍｍの間の挿入面間の軸方向の間隙を有するように配列されることを特徴とする請求項１３に記載の継手。
15. 前記第１管要素（ＥＭ）は、拡張前、第１外側面（ＳＥ１）の範囲内で、その第１部分（Ｐ１）の前に、内部の方へ第１局部環状セットバック（ＤＣ１）を規定する円錐形の面取り部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか一つに記載の継手。
16. 前記面取り部は、約８°と約１２°の間で長手方向Ａに対して略連続したスロープを有していることを特徴とする請求項１５に記載の継手。
17. 前記第１管要素（ＥＭ）は、拡張前、前記第１部分（Ｐ１）の方向に前記第２当接面（ＳＢ２）を延長する第４内側面（ＳＩ４）の範囲に選択された局部に環状の厚みを加えた部分（ＳＡ１）を有する第２部分（Ｐ２）を形成し、
    前記第３内側面（ＳＩ３）は、選択された場所で、ネジ止め後に、略前記局部に環状の厚みを加えた部分（ＳＡ１）の範囲内に配列され、前記第１外側面（ＳＥ１）の範囲内に規定するのに適合した溝（Ｇ１）と、直径の拡張の間、少なくとも前記溝（Ｇ１）の形状の部分を有し、それに加えてシール干渉接触部にある環状肩部（ＥＰ）からなることを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれか一つに記載の継手。
18. 前記第１管要素（ＥＭ）は、拡張前、前記第１部分（Ｐ１）の範囲内で、前記雄ネジ（ＦＭ）に反対するその内側面にわたって、第２局部環状セットバック（ＤＣ２）を規定する円錐形の頸部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれか一つに記載の継手。
19. 前記の頸部は、拡張前、約２°と約２０°の間の長手方向Ａに対したスロープで略連続して増大することを特徴とする請求項１８に記載の継手。
20. 少なくとも２つの曲線部分（Ｃ１、Ｃ２）からなる溝（Ｇ１）は、拡張前、形成されることを特徴とする請求項１７乃至１９のいずれか一つに記載の継手。
21. 前記湾曲部分（Ｃ１、Ｃ２）は、拡張前、略同一の曲率半径を有することを特徴とする請求項２０に記載の継手。
22. 前記曲率半径は、拡張前、約２ｍｍと約６０ｍｍの間であることを特徴とする請求項２１に記載の継手。
23. 二つの曲線部分（Ｃ１、Ｃ２）は、略円筒形の中央部分（ＰＣ）によって分けられることを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれか一つに記載の継手。
24. 前記溝（Ｇ１）は、拡張前、溝（Ｇ１）の底部での材料断面積が前記第１（ＥＭ）及び第２（ＥＦ）管要素が結合される管（Ｔ１，Ｔ２）の共通部分の最小断面積と継手効率との積より大きくなるように選択される最大値を有する半径方向の深さ（Ｈ’）を持つことを特徴とする請求項２０乃至２３のいずれか１つに記載の継手。
25. 前記雄（ＦＭ）及び雌（ＦＦ）ネジは、円錐形タイプ及び円筒形タイプのネジからなるグループから選択され、少なくとも一つの管要素部（ＥＭ、ＥＦ）にわたって各々形成されることを特徴とする請求項１乃至２４のいずれか一つに記載の継手。
26. 前記第１管要素（ＥＭ）は、第１円形外側面（ＳＥ１）で形成されることを特徴とする請求項１乃至２５のいずれか一つに記載の継手。
27. 前記第２管要素は、略対称的な雌/雌型接続スリーブ（Ｍ）と結合され、前記第１管要素（ＥＭ）は、管の端部と結合されることを特徴とする請求項１乃至２６のいずれか一つに記載の継手。
28. 前記スリーブ（Ｍ）は、二つの第２管要素（ＥＦ１，ＥＦ２）によって各側に延出され、拡張前、環状領域（Ｇ２）の範囲内で前記スリーブ（Ｍ）の拡張前断面積が、前記第１管要素（ＥＭ）の端部に形成された管（Ｔ１，Ｔ２）の共通部分の断面積と継手効率との積より大きく、又は等しくなるように選択される減少された厚みを有する前記環状領域（Ｇ２）の外側面を形成する中央部分（ＰＣＭ）からなることを特徴とする請求項２７に記載の継手。
29. 第２外側面（ＳＥ２）に対して第１内側面（ＳＩ１）の第１半径方向シール干渉接触部を生成するように、前記第２（ＳＢ２）及び第３（ＳＢ３）当接面がそれぞれ凹部及び凸部であり、前記第１リップ（Ｌ１）及び第２リップ（Ｌ２）は、拡張前、前記第２当接面（ＳＢ２）が前記第３当接面（ＳＢ３）に押し付けられる前に前記第１当接面（ＳＢ１）が前記第４当接面（ＳＢ４）上に静止するように選択された形状を有していることを特徴とする請求項４乃至２８のいずれか一つに記載の継手。
30. 前記第２（ＳＢ２）及び第３（ＳＢ３）当接面は、第３内側面（ＳＩ３）に対して第１外側面（ＳＥ１）の第１半径方向シール干渉接触部を生成するように、それぞれ凹部及び凸部であり、前記第２管要素（ＥＦ）の前記第３内側面（ＳＩ３）は、拡張前、記第４当接面（ＳＢ４）への接続の範囲内で、一般に、長手方向Ａに対して選択された角度の傾斜を有する第１シール面（ＤＣ３）を有し、そして前記第１管要素（ＥＭ）は、その第１外側面（ＳＥ１）の範囲内、及び前記第１当接面（ＳＢ１）への接続の範囲内で、ネジ止めの間、前記第１シール面（ＤＣ３）及び前記第２シール面（ＤＣ４）がお互いに対して半径方向にきつく締められ、第３シール干渉接触部を生成しているような方法で、長手方向Ａに対して選択された角度の傾斜を有する第２シール面（ＤＣ４）を有することを特徴とする請求項４乃至２８のいずれか一つに記載の継手。
31. 前記第１シール面（ＤＣ３）及び第２シール面（ＤＣ４）は、前記第３シール干渉接触部を補強するように、前記第１シール干渉接触部が前記第３シール干渉接触部の後でそれらの間に生成されるような方法で配置されることを特徴とする請求項３０に記載の継手。
32. 前記第１シール面（ＤＣ３）及び第２シール面（ＤＣ４）の選択された角度は、拡張前、約＋１°と約＋３０°の間であることを特徴とする請求項３０又は請求項３１に記載の継手。
33. 前記第１シール面（ＤＣ３）及び第２シール面（ＤＣ４）の少なくとも一つは、円錐形の表面であることを特徴とする請求項３０乃至請求項３２のいずれか一つに記載の継手。
34. 前記第１シール面（ＤＣ３）及び第２シール面（ＤＣ４）の少なくとも一つは、円形の表面であることを特徴とする請求項３０乃至請求項３３のいずれか一つに記載の継手。
35. 前記円形表面は、円環状タイプの部分を構成することを特徴とする請求項３４に記載の継手。
36. 前記第１シール面（ＤＣ３）は、前記第３内側面（ＳＩ３）の内部の方へ第３局部環状セットバックによって規定されることを特徴とする請求項３０乃至請求項３５のいずれか一つに記載の継手。
37. 前記第２シール面（ＤＣ４）は、前記第１外側面（ＳＥ１）の内部の方へ第４局部環状セットバックによって規定されることを特徴とする請求項３０乃至請求項３６のいずれか一つに記載の継手。
38. 請求項１乃至請求項３７のいずれか一つに記載の継手に基づいて、
    −半径方向の前記第１シール干渉接触部を形成することによってシールする方法で、前記第２外側面（ＳＥ２）又は第３内側面（ＳＩ３）のそれぞれに対して第１リップ（Ｌ１）の前記第１内側面（ＳＩ１）及び前記第１外側面（ＳＥ１）の一つを半径方向に締めるように、前記第１リップ（Ｌ１）が前記環状凹部（ＬＯ）に結合され、そして前記第２当接面（ＳＢ２）が前記第３当接面（ＳＢ３）に対して静止するまで、前記第１管要素（ＥＭ）及び第２管要素（ＥＦ）をネジ止めすること、
    そして、
    −前記第１外側面（ＳＥ１）及び前記第３内側面（ＳＩ３）に、局部的に前記第２シール干渉接触部を規定させるように、軸方向に移動可能な拡張ツールによって、塑性変形領域での前記拡張可能な管継手の直径を拡張させること、
    からなることを特徴とする継手を生産する方法
39. 前記第１内側面（ＳＩ１）と第２外側面（ＳＥ２）の間に前記第１シール干渉接触部を確立するように選択される形状を有する第１リップ（Ｌ１）及び第２リップ（Ｌ２）は、前記第２当接面（ＳＢ２）が前記第３当接面（ＳＢ３）上に静止するまで前記第１シール干渉接触部が確立されないことを特徴とする請求項３８に記載の継手を生産する方法。
40. 前記ネジ止めは、前記第１リップ（Ｌ１）が弾性変形範囲で軸方向圧縮を受ける原因となるように、最初に、前記第１当接面（ＳＢ１）が前記第４当接面（ＳＢ４）に対して押されるようにすることを特徴とする請求項３８に記載の継手を生産する方法。
41. 前記ネジ止めは、最初に、前記第３シール干渉接触部を生成し、次に、前記第３シール干渉接触部を補強するようになる前記第１シール干渉接触部を生成することで、前記第１シール面（ＤＣ３）及び前記第２シール面（ＤＣ４）がお互いに対して半径方向に締められることを特徴とする請求項３８に記載の継手を生産する方法。
42. 前記拡張は前記第１内側面（ＳＩ１）の自由端及び前記第２外側面（ＳＥ２）の間に第４シール干渉接触部を生成することを特徴とする請求項３８乃至請求項４１のいずれか一つに記載の継手を生産する方法。
43. 継手の半径方向への拡張は、少なくとも１０％の拡張割合で生じることを特徴とする請求項３８乃至請求項４２のいずれか一つに記載の継手を生産する方法。

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