JP5547204B2 - 石油産業に使用される管状接続部のセルフロックねじ部の検査方法及びゲージ - Google Patents

Description

本発明は、炭化水素井戸の調査又は運転に使用される管状コンポーネントの一端近傍に設けられたセルフロックねじ部の検査方法及びゲージに関する。また、本発明は、炭化水素井戸の調査又は運転に使用される接続部の製造方法に関する。

従来、炭化水素井戸を運転する状況でのケーシング又はチュービングを構成することを目的とする管同士は締付によって接続される。一般に、このような管は、雄ねじ区画を備える一端と、雌ねじ区画を備える他端とを備え、夫々が他のコンポーネントの対応端部と締付によって接続されることを目的とし、締付によって接続部が画定される。このように構成されたストリングは、井戸の掘削が行われる場合又は穴が水平な場合に、井戸の底に向かって前進することが出来るよう、水平回転可能である。このため、前記コンポーネント同士は、一方では前記ストリングが井戸内を前進出来るように十分な回転トルクを伝達し、他方ではストリングが破断することを防止するため、高いトルクによって互いに締付けられる必要がある。従来の製品では、締付トルクは、一般に、締付けられることを目的としたコンポーネント夫々に設けられた当接面同士の締付によって得られる。しかしながら、この当接面の面積は管厚の一部に過ぎないため、過度に高い締付トルクが印加されると、急激に当接面の臨界可塑化閾値に達してしまう。

このため、例えばＶＡＭ（登録商標）ＨＴＦという商品名で出願人により販売されている接続部等の接続部を対象とする開発は、特に、前記当接面が許容出来ない力の少なくとも一部、又はその全部をも当接面から取り除くことが出来るようにするためのねじ部に関して行われてきた。上記目的は、仏国特許出願公開番号ＦＲ−２ ８５５ ５８７に記載のセルフロックねじ部を使用することで達成された。この種の接続部のセルフロックねじ部では、雄端部のねじ山及び雌端部のねじ山は、一定のリードを有するが、異なるねじ山幅を有する。より正確には、雄端部のねじ山又は雌端部のねじ山夫々について、ねじ山の頂の幅が、雄端部又は雌端部から夫々遠ざかるに連れて次第に大きくなる。従って、締付中、雄ねじ及び雌ねじは、ロック点に対応する位置で互いにロックすることによって終端する。より正確には、雄ねじのフランクが対応する雌ねじのフランクにロックすると、セルフロックねじ部がロックされる。

このため、締付トルクは、フランク間の接触面全て、即ち、前記先行技術の当接面によって構成される全表面積よりも大幅に大きな全表面積によって吸収される。

しかしながら、ねじ山の幅の寸法が異なるため、セルフロックねじ部を有する接続部の機械加工は非常に複雑である。従って、機械加工公差の範囲外の僅かな差によって、ねじ山のロック点を変位させてしまう。このため、ねじ山のロック点の不確実性によってその接点がランダムになってしまうため、セルフロックねじ部を有する接続部は、当接面の使用とあまり互換性がない。しかし、このような非互換性は、前記フランク同士の全接触面によって当接面同士が噛み合うのであれば、問題ではない。

仏国特許出願公開番号ＦＲ−２ ８５５ ５８７

セルフロックねじ部の当接面の使用との非互換性は問題ではないが、封止面の場合は別である。２個のコンポーネント間の接続部の封止は確実に成されなければならないこと、ストリングが圧力下でガスを輸送する際には封止の密閉性が高くなければならないことが知られている。そのために、ねじ区画外の接続部の雄端部上に、接続部の雌端部上に設けられた封止面と締まり嵌めによって協働することを目的とした封止面を設けることが知られている。より正確には、前記二面間の締まり嵌めによる協働は、締付による接続部の組立中、雌端部の封止面下に雄端部の封止面を圧力嵌めすることによって行われる。この封止は、嵌合可能な封止面の高精度の位置決めの結果として生じるものであることが知られており、機械加工された接続部のロック点は製造図面を基準とするロック点と一致しなければならないようである。

このため、セルフロックねじ部の適合性は検査可能である必要があり、これが本発明の目的を構成している。

より正確には、本発明は、炭化水素井戸の調査又は運転に使用される管状コンポーネントの一端近傍に設けられたセルフロックねじ部を検査するためのゲージであって、前記ねじ部が前記管状コンポーネントの遠位面から最小値まで減少するねじ底幅を有し、当該ゲージが前記セルフロックねじ部においてロック位置Ｂまで変位可能な少なくとも１つの第1のねじ山を有する基部を備えることを特徴とするゲージに関する。

特定の特徴によると、当該ゲージが雄端部のねじ部の検査を目的とする場合、当該ゲージの第１のねじ山の高さは、前記ねじ部のねじ山の高さよりも高い。

その他の特徴によると、当該ゲージが雌端部のねじ部の検査を目的とする場合、当該ゲージの第１のねじ山の高さは、前記ねじ部のねじ山の高さよりも低い。

その他の特徴によると、当該検査ゲージは、前記セルフロックねじ部内で当該ゲージを案内するのに適した少なくとも１個の第２のねじ山を備える。

その他の特徴によると、前記第１及び第２のねじ山は同一の幅を有する。

その他の特徴によると、前記ねじ山（単数又は複数）は、前記ねじ部の形状に一致するように、前記ねじ部の曲率半径に略等しい曲率半径を有する。

その他の特徴によると、前記ねじ山（単数又は複数）は、前記管状コンポーネントのテーパに略等しいテーパを有する母線を有する。

その他の特徴によると、前記ねじ山（単数又は複数）は、前記管状コンポーネントの外径の３％〜７９％の範囲にある円周長さ「１」を有する。

その他の特徴によると、前記ねじ山（単数又は複数）の表面は、３５ＨＲＣ超の硬度を得るよう処理されている。

その他の特徴によると、前記ねじ山（単数又は複数）の表面は、０．８μｍ以下の粗度Ｒａを得るよう処理されている。

また、本発明は、炭化水素井戸の調査又は運転に使用される管状コンポーネントの一端近傍に設けられたセルフロックねじ部の適合性を検査するための方法であって、前記ねじ部が前記管状コンポーネントの遠位面から最小値まで減少するねじ底幅を有し、
―先行する請求項のいずれかに記載の検査ゲージを、前記管状コンポーネントの前記遠位面に近接したねじ山の一つに係合させ、
―前記ゲージがロック位置でロックするまで、前記ゲージを、前記管状コンポーネントの前記遠位面から遠ざかるよう変位させ、
―前記ロック位置をマークし、
―前記マークしたロック位置を基準ロック位置と比較する、
ことを特徴とする方法に関する。

特定の特徴によると、前記ゲージのロック位置をマークすることは、前記管状コンポーネントの前記遠位面と前記ゲージの第１のねじ山のロードフランクの間の距離を測定することである。

その他の特徴によると、前記検査ゲージの前記第１のねじ山の幅が、前記ねじ部上に任意に定められる基準ロック位置の関数として選択される。

その他の特徴によると、前記ねじ部上の前記基準ロック位置を、前記任意に固定された第１のねじ山の幅の関数として決定する。

また、本発明は、炭化水素井戸の掘削又は運転に使用されるねじ切り接続部の製造方法であって、以下のステップ、すなわち、
―第１及び第２の管状コンポーネントを用意するステップであって、前記第１及び第２の管状コンポーネントは、それらの端部且つそれらの外周面上に、前記管状コンポーネントの前記端部の遠位面から減少するねじ底幅を有する第１及び第２のねじ部を夫々備え、前記雄及び雌ねじ部は相補的であり、セルフロック締付によって協働可能であるステップと、
―本発明の検査ゲージがロック位置でロックするまで、当該ゲージを各ねじ部に係合させるステップと、
―前記管状コンポーネントの外周面上にマークを付すステップであって、前記マークは前記コンポーネントの回転軸と同一平面内に位置する方向に従って長手方向に延び、前記平面は先行ステップで決定する前記ロック位置Ｂを含むステップと、
―前記マーク間の角度ギャップが所定値に略等しくなるよう、セルフロックねじ部を所定の締付トルクＣ０下で螺合させるステップと、
を備えることを特徴とする方法に関する。

特定の特徴によると、セルフロックねじ部は、更に、本発明の検査方法に従って検査される。

特定の特徴によると、前記角度ギャップがゼロに略等しく、前記セルフロック雄ねじ部を検査するために使用される前記ゲージの幅が、前記セルフロック雌ねじ部を検査するために使用される前記ゲージの幅と同一の幅であり、それによって、前記雄及び雌ねじ部に定められる前記ロック位置が、前記管状コンポーネントの前記回転軸を含む同一平面内に位置する。

その他の特徴によると、雄ねじ端部を備える前記管状コンポーネントの外周面上にマークを付し、前記マークは円周方向に延び、前記締付トルクが所定値に到達した時、前記雌ねじ部を備える前記端部の前記遠位面と前記マークとが互いに対して所定位置に到達する。

その他の特徴によると、前記管状コンポーネントの前記雄及び雌端部の両方が夫々少なくとも一つの封止面を備え、前記面は、締付によって嵌合可能であり、前記ねじ部がセルフロック螺合に従って協働した時に封止区画を構成する。

本発明のその他の効果及び特徴は、非制限的例として提供される以下の詳細な記述から、また、本発明をより良く理解するのに役立つだけでなく必要であれば本発明の定義付けに寄与する添付の図面の参照によって明らかとなる。

セルフロックねじ部を備える接続部の断面図である。 接続部のセルフロックねじ部の詳細を示す断面図である。 本発明の一実施形態の断面図である。 本発明の一実施形態の上面図である。 上記の本発明の実施形態の詳細を示す図である。 本発明の一実施形態の斜視図である。 本発明の２個の管状コンポーネントの上面図である。 本発明の２個の管状コンポーネントの縦断面図である。 本発明の２個の管状コンポーネントの締付曲線を表わす図である。

図１は、セルフロックねじ部によって結合され、炭化水素井戸ストリングに一体化させることを目的とした２個の略管状コンポーネント間の接続部を示す。この接続部は、従来、雄端部１を備えるコンポーネントと、雌端部２を備えるコンポーネントから構成され、雄端部１は雌端部２に結合され得る。この種の接続部は、第１及び第２の封止区画５及び６を形成するように、端部１が、雌端部２上の対応する第１及び第２の封止面と夫々締まり嵌めによって協働可能な第１及び第２の封止面を備える。また、端部１は、対応する雌端部２のねじ切り区画４内に螺入可能な雄ねじ切り区画３を備え、これらのねじ切り区画は前記２つの封止面５と６の間に設けられる。端部１及び２は、夫々遠位面７及び８で終了する。

ねじ切り区画３及び４の詳細を示す図２から分かるように、前記ねじ切り区画はセルフロックねじ部を形成する。「セルフロックねじ部」という用語は、以下に詳述する特徴を備えるねじ部を意味する。雄ねじ山３２は、雌ねじ山４２と同様、一定のリードを有する一方で、締付中、雄ねじ山３２及び雌ねじ山４２は所定位置で互いにロックすることで終端する。より正確には、雌ねじ部４のロードフランク４０間のリードは、雌ねじ部のスタブフランク４１間のリードと同様に一定であり、ロードフランク４０間のリードがスタブフランク４１間のリードよりも大きいという固有の特徴を有する。同様に、雄ねじ部３のスタブフランク３１間のリードは、雄ねじ部のロードフランク３０間のリードと同様に一定であり、スタブフランク３１間のリードがロードフランク３０間のリードよりも小さいという固有の特徴を有する。なお、接触は、雄ねじスタブフランク３１と雌ねじスタブフランク４１の間と同様、雄ねじロードフランク３０と雌ねじロードフランク４０の間で主に行われる。一方、雄ねじ山の頂と雌ねじ山の底の間には、通常、空隙が設けられており、同様に雄ねじ山の底と雌ねじ山の頂の間にも空隙が設けられ、締付中の前進を促進し、あらゆる摩耗のリスクを回避する。

従来のように、締付後に雄ねじ山及び雌ねじ山が互いに強固な入れ子となるように、雄ねじ山及び雌ねじ山が蟻継ぎ断面を有することが有利である。これを足すことによって、前記接続部が高い曲げ又は引張応力を受けた時に雄ねじ山及び雌ねじ山の分断に当たるジャンプアウトのリスクが確実に回避される。「蟻継ぎ断面」とは、通常、雄ねじ山及び雌ねじ山のスタブ及びロードフランク角が負角であることを意味する。言い換えれば、ねじ山の底面の幅がねじ山の頂の幅よりも小さい。

従来のように、端部１及び端部２は、テーパ母線１００に沿って延びるテーパ断面を有し、雄ねじ要素の雌ねじ要素内への締付を容易にすることが有利である。

ねじ部３及び４は、テーパ母線１００に配向させて、締付の進行を促進することが有利である。一般に、前記テーパ母線は、軸１０と１．５°〜５°の角を形成する。本事例では、定義したテーパ母線はロードフランクの中心を通る。

図３及び４に示す本発明の実施形態に従い、炭化水素井戸の調査又は運転に使用される管状コンポーネント１の一端近傍に設けられたセルフロック雄ねじ部３を検査可能なゲージ９を示し、前記ねじ部は、ロードフランク間に一定幅のリードＬＦＰ_ｐを有し、同様に、スタブフランク間に一定幅のリードＳＦＰ_ｐを有し、さらに、前記管状コンポーネントの遠位面７の方向に値ＷＩＤＴＨ_ｍｉｎから値ＷＩＤＴＨ_ｍａｘまで増加するねじ底幅を有する。

図３から分かるように、ゲージ９は、セルフロックねじ部３においてロック位置Ｂまで変位可能な第１のねじ山９１を有する基部９０を備える。

「セルフロックねじ部３においてロック位置Ｂまで変位可能な」という表現は、ロック位置Ｂに達するように、第１のねじ山９１の頂ＷＩＤＴＨ_ｃの幅がねじ部３のねじ底幅の最小値ＷＩＤＴＨ_ｍｉｎよりも大きくなければならないことを意味する。当然のことながら、ゲージ９が遠位面７側でねじ部３に係合可能なように、第１のねじ山９１の頂の幅ＷＩＤＴＨ_ｃはねじ部３のねじ底幅の値ＷＩＤＴＨ_ｍａｘよりも小さくなければならない。

また、「セルフロックねじ部３においてロック位置Ｂまで変位可能な」という表現は、第１のねじ山９１がねじ部３の形状と相補的な形状を有していなければならないことも意味する。従って、ねじ部３が蟻継ぎ断面を有する場合、第１のねじ山９１も相補的な蟻継ぎ断面を有していなければならない。より一般的には、第１のねじ山のフランク、頂、及び底が形成する角は、検査対象のねじ部の角と同一でなければならない。

また、「セルフロックねじ部３においてロック位置Ｂまで変位可能な」という表現は、ねじ山９１は、それが雄コンポーネントの場合、ねじ部３の曲率半径よりも大きな曲率半径を有し、それが雌コンポーネントの場合、ねじ部４の曲率半径よりも小さな曲率半径を有することも意味している。

ねじ山９１は、前記管状コンポーネントに沿ってゲージが前進する間、ねじ部の形状に出来るだけ厳密に適合するよう、ねじ部の曲率半径に略等しい曲率半径を有していることが有利である。

ゲージ９の第１のねじ山９１の高さｈｃがねじ部３のねじ山の高さｈｐよりも高く、それによって空隙ｅを画定し、ねじ山の頂９１が常にねじ部３の基部に接触していることが有利である。このため、ねじ山９１はねじ底でねじ部３の幅を検査する。

一方、検査対象のねじ部が雌ねじ部４の場合、ゲージ９の第１のねじ山９１の高さがねじ部４のねじ山の高さよりも低いことが有利であり、それによってねじ山９１の底が常にねじ部４に接している。このため、ねじ山９１はねじ山の頂でねじ部４の幅を検査する。

図５及び６に示すように、ゲージ９は、更に、セルフロック雄ねじ部３に沿うゲージ９の前進中にゲージを案内可能な第２の及び第３のねじ山９２を備えることが有利である。これによって、ゲージがロック位置にある時、測定を不正確にするゲージの旋回も防止される。当然のことながら、ゲージ９が検査される管状コンポーネント上に載置された時、第２及び第３のねじ山９２が第１のねじ山９１と管状コンポーネントの遠位面７の間に位置するよう、第２及び第３のねじ山９２は第１のねじ山９１に後続する。

第１のねじ山９１、第２及び第３のねじ山９２は、一定のリード及び一定のねじ山幅を有するねじ部に一致することが有利であり、それによって、ゲージ９の機械加工が容易になり、第２及び第３のねじ山ではなく第１のねじ山９１のみがねじ部３にロックされ得る。言い換えれば、ねじ山９２のロードフランクＬＦ_ｃと雄ねじ部３に対応するねじ山のロードフランクＬＦ_ｐの間に軸方向空隙が設けられ、同様に、ねじ山９２のスタブフランクＳＦ_ｃと雄ねじ部３の対応するねじ山のスタブフランクＳＦ_ｐの間に空隙が設けられ、それによって、ねじ山９１によるロックが確実に起きるようにする。言い換えれば、ゲージ９に設けられたねじ山の特徴は、以下のように表わされる：
―ＳＦＰ_ｐ＜ＳＦＰ_ｃ≒ＬＦＰ_ｃ＜ＬＦＰ_ｐ、ここで、
―ＳＦＰ_ｐ：ねじ部３のスタブフランク間のリードの幅、
―ＬＦＰ_ｐ：ねじ部３のロードフランク間のリードの幅、
―ＳＦＰ_ｃ：ゲージのスタブフランク間のリードの幅、
―ＬＦＰ_ｃ：ゲージのロードフランク間のリードの幅。

ねじ部に対するゲージ９の抜差しを容易にするため、ねじ山９１及び９２は、ねじ部３のテーパ母線１００に略等しいテーパ母線１１を有することが有利である。より一般的には、ゲージの前進を促進するために、ゲージは、雄ねじ部のテーパよりも小さく且つ雌ねじ部のテーパよりも大きなテーパを有することが有利である。

ねじ山９１及び９２が、管状コンポーネント１の外径ＯＤの３％〜７９％の範囲にある円周長さｌを有することが有利である。この範囲内では、ゲージがねじ部３の円周の１％〜２５％を覆い、ゲージ９の案内も向上する。

ゲージは、工具鋼から生成され、耐摩耗処理が施されることが有利である。ゲージの耐摩耗性を更に高めるため、窒化や表面焼き入れ等の表面硬化処理を用いることが有利である。３５ＨＲＣ超の硬度が推奨される。

有利には、調整仕上げを行うことによって、特に興味深い結果が得られる可能性がある。また、耐摩耗性を高めることに加えて、検査対象のねじ部に対して低侵襲性のゲージも得られる。０．８μｍ以下の粗度Ｒａが推奨される。

ゲージ９が、ねじ山９１に隣接する面と案内ねじ山に隣接する面との境界を定めるマーキングを備えることが有利である。これによって、ゲージをねじ部上で正しい方向に載置することができ、ゲージが、ゲージ９のねじ山９１のロードフランクと案内ねじ山に隣接する表面の間の距離Ｌを定義することが出来る。

図４及び５において、炭化水素井戸の調査又は運転に使用される管状コンポーネント１の一端近傍に設けられたセルフロックねじ部の適合性を検査するための方法は以下のステップを備える：
―管状コンポーネントの遠位面７に近接したねじ山の一つに検査ゲージ９を係合させること、
―ゲージがロックされるまで管状コンポーネントの遠位面７からゲージを遠ざけるように変位させること、
―ゲージがロックされた位置をマークすること、
―マークされたロック位置を基準ロック位置と比較すること。

有利には、ゲージのロック位置Ｂをマークすることは、管状コンポーネント１の遠位面７とロック位置のゲージ９の間の距離Ｄを測定することである。より正確には、ゲージ９のねじ山９１のロードフランクとゲージ９のねじ山９１に隣接する面９３と反対の面９４の間の距離Ｌは分かっているので、前記距離Ｄを（例えばキャリパー又はその等価物を用いて）測定することにより、ねじ山９１のロードフランクと面７の間の距離を推定することが出来る。なお、ゲージ９のねじ山９１に隣接する面と反対の面は、遠位面７、８と平行になるよう、管状コンポーネントの軸１０に対して垂直である。

前記方法の第１の実施例によれば、検査対象の接続部専用の検査ゲージは、ゲージ９のロック位置が任意に選択されるように使用され、このロック位置がゲージ９の寸法を決定する。従って、所与のねじ部に関して、製造図面によって以下の値が指定される。
―ＬＦＰ：ロードフランクのリード、
―ＳＦＰ：スタブフランクのリード、
―Ｗｒ＝ＬＦＰ−ＳＦＰ：１回転に対するねじ山の幅の変化。

次に、前記ロードフランク上に位置するねじ部上の基準位置が、ねじ山幅ＷＩＤＴＨ_ｐに対応する遠位面７からの距離Ｌ_ｐに任意に選択される。次に、その端部にゲージがロックされるリードの数Ｎを選択し、そしてそこから、使用するねじ山９１の幅ＷＩＤＴＨｃを推定することが出来る。後者は以下の式によって与えられる：
―ＷＩＤＴＨ_ｃ＝ＷＩＤＴＨ_ｐ−Ｎ Ｗ_ｒ
検査ゲージと遠位面７との間で測定されるべき距離Ｄは以下の式によって与えられる。
―Ｄ＝Ｌ_ｐ＋Ｎ ＬＦＰ−Ｌ
上記では、ゲージのロック位置をマークすることは、管状コンポーネント１の遠位面７とゲージの間の距離Ｄを、ゲージ９のねじ山９１のロードフランクとゲージ９のねじ山９１と反対の端部の間の距離Ｌに加算することであることを示している。

この前記方法の第１の実施例は、ゲージのロック位置を選択可能にするという利点を有する。従って、検査が実施されるねじ部の長さを最大にすることが出来る。

当然のことながら、一旦ゲージが提供されると、歯部が適切に機械加工されていることを確認するため、幅ＷＩＤＴＨ_ｃの適合性を確認する必要がある。

当然のことながら、上記の方法の第１の実施例は、雄端部に設けられたねじ部と雌端部に設けられたねじ部の両方に適応可能である。

前記方法の第２の実施例では、寸法が任意に選択された単一の検査ゲージを使用する。従って、ゲージのロック位置は、ゲージの寸法の関数として決定されなければならない。より正確には、第１のねじ山９１の所定の幅、ＷＩＤＴＨ_ｃに関して、以下の値を求めるために、製造図面を参照しなければならない：
―ＬＦＰ：ロードフランクのリード、
―ＳＦＰ：スタブフランクのリード、
―Ｗｒ＝ＬＦＰ−ＳＦＰ：１回転に対するねじ山の幅の変化。

更に、前記ロードフランク上に位置するねじ部上の、ねじ山幅ＷＩＤＴＨ_ｐに対応する遠位面７からの距離Ｌ_ｐに、基準位置が選択される。

前記製造図面に指定されたこれらの値から、基準位置からの、この後にゲージがロックされなければならないリードの数Ｎ、即ち、
―Ｎ＝（ＷＩＤＴＨｐ−ＷＩＤＴＨｃ）／Ｗｒ
が推定される。

ここから、以下の式を用いて、検査ゲージと遠位面７の間で測定すべき基準距離Ｄも推定される：
―Ｄ＝Ｌ_ｐ＋Ｎ ＬＦＰ−Ｌ
ここで、Ｌはゲージ９のねじ山９１のロードフランクとゲージ９のねじ山９１と反対の端部の間の距離である。

この前記方法の第２の実施例は、様々な接続部を検査可能である汎用ゲージの使用という利点を有する。

また、本発明は、以下に詳述されるステップを備えることを特徴とする、炭化水素井戸の掘削又は運転に使用されるねじ切り接続部の製造方法に関する。

図７及び８に示すように、第１の管状コンポーネントが提供され、このコンポーネントは、回転軸１０を有し、そのコンポーネントの一方の端部１の外周面上に、端部１の遠位面７から減少するねじ底幅を有する雄ねじ部３を備える。第２の管状コンポーネントが提供され、このコンポーネントは、同じ回転軸１０を有し、そのコンポーネントの一方の端部２の内周面上に、端部２の遠位面８から減少するねじ底幅を有する雌ねじ部４を備える。雄及び雌ねじ部３、４は、相補的であり、セルフロック締付によって互いに係合可能である。なお、管状コンポーネントの機械加工作業は当業者に既知であり、これらの作業は、特に、旋盤のジョー同士の間に前記管状コンポーネントを設置するステップ、及びコンピュータ数値制御プログラムの下で所定位置から旋盤構造体に対して移動可能な切削工具によって前記コンポーネントの端部にねじ部を機械加工するステップを備える。

次に、本発明に従い、検査ゲージ９を各ねじ部３、４に係合させ、ロック位置Ｂまで変位させる。

次に、長手方向マークＴ１，Ｔ２が、各管状コンポーネント１、２の外周面上に付される。マークＴ１、Ｔ２は、前記コンポーネント１、２の回転軸１０を含む同一平面内に位置する方向に従って長手方向に延び、前記平面は前のステップで決定したロック位置Ｂを含む。

前記雄ねじ部を含む端部１に形成した長手方向マークＴ１は、ねじ部３の外側且つねじ部の遠位面７と反対側に位置する。

次に、長手方向マークＴ１、Ｔ２間の角度ギャップが所定の値Ａ０に略等しくなるよう、セルフロックねじ部３、４を所定の締付トルクＣ０下で螺合させる。通常、トルクＣ０は、ＡＰＩ（米国石油協会）規格に従い且つ前記接続部の特徴及び用途に従って選択される。

このような方法によって、前記管状コンポーネントの一方の他方に対する半径方向位置は、長手方向マークＴ１、Ｔ２によって制御される。これによって、締付後に、ロック位置Ｂに達しているか否かの確認が可能になる。実際、所定の締付トルクＣ０を印加する装置は、不正確な締付位置を生じる可能性がある。同様に、潤滑剤を使用した場合、締付トルクが誤って読取られる可能性がある。

特に前記管状コンポーネントが掘削作業中に破断しやすいドリル製品である場合、締付トルクＣ０に到達したか確認する必要がある。また、前記コンポーネントが封止部５、６を備える場合、雄及び雌ねじ部の一方の他方に対する相対位置を非常に正確に確認する必要がある。

実際、このような封止部は、封止面同士の締付によって生じ、前記封止面は、ねじ部がロック位置Ｂで締付けられる時に対向するよう位置決めされる。半径方向マークによって、前記封止面同士が対向するように位置決めされているか否かの確認が可能になる。図９に示すように、接続部を形成可能な２個の管状コンポーネントの締付ステップは、通常、４つの部分に分割することが出来る。Ｘ軸は回転数Ｎ_Ｔを示し、Ｙ軸は締付トルクＣを示す。
―第１の管状コンポーネントの雄ねじ部が、対応する第２の管状コンポーネントの雌ねじ部と半径方向締付を示さない期間である第１の部分Ｐ１。
―雄及び雌ねじ部間の接触が、螺合とともに増加する（低いが増加する締付トルクを発生する）半径方向締付を含む期間である第２の部分。
―「金属間」封止部を形成するための雄及び雌表面が対向し、雄及び雌ねじ部がセルフロック締付によって協働し始める期間である第３の部分Ｐ３。
―ねじ部のロック位置に到達すると同時に、封止面同士が締付によって接触し、封止部を形成する期間である第４の部分Ｐ４。

この第４の部分Ｐ４は、トルクＣ０に到達する締付の最終段階を表わす。この部分は、非常に短く、非常に正確な位置決めを要する。

セルフロック雄ねじ部３の検査に使用されるゲージの幅が、セルフロック雌ねじ部４の検査に使用されるゲージの幅ＷＩＤＴＨ_ｃと同一である場合、締付に使用される潤滑剤が影響を及ぼさなければ、雄及び雌ねじ部に対して定められるロック位置Ｂは、前記管状コンポーネントの回転軸１０を含む同一平面内に位置する。このため、角度ギャップＡはゼロに略等しい。

同様に、セルフロック雄ねじ部３の検査に使用されるゲージと、セルフロック雌ねじ部４の検査に使用されるゲージが異なる幅ＷＩＤＴＨ_ｃを有し、この差が１回転に対するねじ山幅の変化の整数倍に等しい場合、雄及び雌ねじ部に対して定められるロック位置は、前記管状コンポーネントの回転軸１０を含む同一平面内に位置決めされる。このため、角度ギャップＡはゼロに略等しい。１回転に対するねじ山幅の変化に対応する値は、以前に指定した通りである：Ｗｒ＝ＬＦＰ−ＳＦＰ。

セルフロック雄ねじ部３の検査に使用されるゲージと、セルフロック雌ねじ部４の検査に使用されるゲージが異なる場合、セルフロック雄及び雌ねじ部に対して定められるロック位置Ｂは、前記管状コンポーネントの回転軸１０を含む同一平面内に位置しない。このため、ゲージの幅ＷＩＤＴＨ_ｃが異なるため、角度ギャップＡは一層大きくなる。

前記ねじ切り接続部の製造中に、本発明の検査方法によってねじ部の適合性を確認することが推奨される。

前記接続部の製造中に、雄ねじ部１を有する前記端部を備える前記管状コンポーネントの外周面上に円周マークＭ１を付すことが推奨され、このマークは円周方向に延びており、締付トルクが所定値Ｃ０に到達した時に、前記雌ねじ部を備える端部２の遠位面８と円周マークＭ１とが互いに対して所定位置Ｐ０に到達する。

このようにして、前記管状コンポーネントの一方の他方に対する半径方向位置だけでなく軸方向位置も検査される。

Claims (19)

1. 炭化水素井戸の調査又は運転用管状コンポーネントの一端（１；２）近傍に設けられたセルフロックねじ部（３；４）を検査するためのゲージ（９）であって、前記ねじ部のねじ底幅が前記管状コンポーネントの前記端部（１；２）の遠位面（７；８）から最小値（ＷＩＤＴＨｍｉｎ）まで狭まり、当該ゲージ（９）に前記セルフロックねじ部（３；４）内をロック位置Ｂまで変位可能な少なくとも１個の第１のねじ山（９１）がある基部（９０）を備える、検査ゲージ（９）。
2. 当該ゲージは雄端部（１）の前記ねじ部（３）を検査することを目的とし、当該ゲージの第１のねじ山（９１）の高さ（ｈｃ）が、前記ねじ部（３）のねじ山の高さ（ｈｐ）よりも高い、請求項１に記載の検査ゲージ（９）。
3. 当該ゲージは雌端部（２）の前記ねじ部（４）を検査することを目的とし、当該ゲージの第１のねじ山（９１）の高さが、前記ねじ部（４）のねじ山の高さよりも低い、請求項１に記載の検査ゲージ（９）。
4. 当該ゲージが、前記セルフロックねじ部（３；４）内で当該ゲージ（９）を案内可能な少なくとも１個の第２のねじ山（９２）を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の検査ゲージ（９）。
5. 前記第１（９１）及び第２（９２）のねじ山の幅ＷＩＤＴＨｃが同一である、請求項４に記載の検査ゲージ（９）。
6. 前記第１及び第２のねじ山（９１；９２）の曲率半径が、前記ねじ部（３；４）の形状に一致するよう、前記ねじ部（３；４）の曲率半径と略等しい、請求項４又は５に記載の検査ゲージ。
7. 前記第１及び第２のねじ山（９１；９２）の母線に、前記管状コンポーネント（１；２）のテーパに略等しいテーパがある、請求項４〜６のいずれか一項に記載の検査ゲージ。
8. 前記第１及び第２のねじ山（９１；９２）の円周長「ｌ」が、前記管状コンポーネント（１；２）の外径（ＯＤ）の３％〜７９％の範囲にある、請求項４〜７のいずれか一項に記載の検査ゲージ。
9. 前記第１及び第２のねじ山（９１；９２）の表面の硬度が３５ＨＲＣより硬く処理される、請求項４〜８のいずれか一項に記載の検査ゲージ。
10. 前記第１及び第２のねじ山（９１；９２）の表面の粗度Ｒａが０．８μｍ以下になるよう処理される、請求項４〜９のいずれか一項に記載の検査ゲージ。
11. 炭化水素井戸の調査又は運転において使用される管状コンポーネント（１；２）の一端（３；４）近傍に設けられたセルフロックねじ部の適合性の検査方法であって、前記ねじ部のねじ底幅が前記管状コンポーネントの前記端部（１；２）の遠位面（７；８）から最小値（ＷＩＤＴＨｍｉｎ）まで狭まり、
    ―先行する請求項のいずれか一項に記載の検査ゲージを、前記管状コンポーネントの前記遠位面（７；８）に近接したねじ山の一つに係合させ；
    ―前記ゲージ（９）がロック位置（Ｂ）でロックするまで、前記ゲージを、前記管状コンポーネント（１；２）の前記遠位面（７；８）から遠ざかるように変位させ、
    ―前記ロック位置（Ｂ）をマークし、
    ―前記マークしたロック位置を基準ロック位置と比較する、
    検査方法。
12. 前記ゲージのロック位置をマークすることは、前記管状コンポーネント（１；２）の前記遠位面（７；８）と前記ゲージ（９）の第１のねじ山（９１）のロードフランク（ＬＦｃ）の間の距離を測定することである、請求項１１に記載の検査方法。
13. 前記検査ゲージ（９）の前記第１のねじ山（９１）の幅（ＷＩＤＴＨｃ）が、前記ねじ部（３；４）上に任意に定められる基準ロック位置（Ｂ）の関数として選択される、請求項１１又は１２に記載の検査方法。
14. 前記ねじ部（３；４）上の前記基準ロック位置（Ｂ）を、前記任意に固定された第１のねじ山（９１）の幅（ＷＩＤＴＨｃ）の関数として決定する、請求項１１又は１２に記載の検査方法。
15. 炭化水素井戸を掘削又は運転するためのねじ切り接続部の製造方法であって、
    ―第１及び第２の管状コンポーネントを用意し、前記第１及び第２の管状コンポーネントは、それらの端部（１、２）に、且つそれらの周面上に、前記管状コンポーネントの前記端部（１；２）の遠位面（７；８）から減少するねじ底幅を有する第１及び第２のねじ部（３、４）を夫々備え、前記雄及び雌ねじ部（３、４）は相補的であり、セルフロック締付によって互いに協働可能であり、
    ―請求項１〜１３のいずれか一項に記載の検査ゲージ（９）を、各ねじ部（３、４）に係合させ、ロック位置Ｂまで前記ねじ部（３；４）内で変位させ、
    ―長手方向マーク（Ｔ１、Ｔ２）を前記管状コンポーネント（１；２）の外周面上に付し、前記マークは前記コンポーネントの回転軸（１０）と同一平面内に位置する方向に従って長手方向に延び、前記平面は先行の工程で決定する前記ロック位置Ｂを含み、
    ―前記長手方向マーク（Ｔ１、Ｔ２）間の角度ギャップＡが所定の値（Ａ０）に略等しくなるよう、セルフロックねじ部（３、４）を所定の締付トルクＣ０下で螺合させる、
    ねじ切り接続部の製造方法。
16. セルフロックねじ部（３、４）が、請求項１１〜１４のいずれかの検査方法で検査される、請求項１５に記載のねじ切り接続部の製造方法。
17. 前記角度ギャップ（Ａ）がゼロに略等しく、前記セルフロック雄ねじ部（３）の検査に使用される前記ゲージの幅が、前記セルフロック雌ねじ部（４）の検査に使用される前記ゲージの幅（ＷＩＤＴＨｃ）と同一であり、それによってセルフロック雄及び雌ねじ部（３、４）に対して決定する前記ロック位置Ｂが、前記管状コンポーネントの前記回転軸（１０）を含む同一平面内に位置する、請求項１５又は１６に記載のねじ切り接続部の製造方法。
18. 雄ねじ部を有する前記端部（１）を備える前記管状コンポーネントの外周面上に円周方向マーク（Ｍ１）を付し、前記円周方向マーク（Ｍ１）は円周方向に延びており、前記締付トルクが所定値（Ｃ０）に到達した時、前記雌ねじ部を備える前記端部の前記遠位面（８）と前記円周方向マーク（Ｍ１）が互いに対して所定位置Ｐ０に到達する、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載のねじ切り接続部の製造方法。
19. 前記管状コンポーネントの前記雄（１）及び雌（２）端部の両方が夫々少なくとも一つの封止面を備え、前記面は、締付によって互いに係合可能であり、前記ねじ部（３、４）がセルフロック螺合に従って協働した時に封止部を構成する、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載のねじ切り接続部の製造方法。

Images