(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄型端部（１）および雌型端部（２）が各々に設けられている第１および第２の管状コンポーネントを備え、前記雄型端部（１）はその外周面に少なくとも１つの雄型のねじゾーン（３）を備えるとともに端面（７）で終端し、前記雌型端部（２）はその内周面に少なくとも１つの雌型のねじゾーン（４）を備えるとともに端面（８）で終端し、前記ねじゾーン（３；４）は少なくともそれらの長さの一部にわたってねじ山（３２、４２）を備え、前記ねじ山（３２、４２）の各々が、接続部の回転軸（１０）を通る長手方向断面で見て、ねじ山頂部（３６、４６）と、ねじ山谷底部（３５、４５）と、雄型および雌型のロードフランク（３０；４０）と、雄型および雌型のスタビングフランク（３１；４１）とを備えるねじ接続部であって、
前記接続部の回転軸（１０）を通る長手方向断面で見た、前記雄型および雌型のロードフランク（３０；４０）の輪郭は、凸状または凹状のいずれかの連続曲線であり、
前記雌型のスタビングフランク（４１）の輪郭は、前記雌型のねじゾーン（４）の同じ部分の前記雌型のロードフランク（４０）の輪郭と相対するように配向され、
前記雄型のスタビングフランク（３１）の輪郭は、前記連続曲線の少なくとも７０％にわたって、前記雌型のスタビングフランク（４１）の輪郭と相補的になっており、
前記接続部の回転軸（１０）を通る長手方向断面で見た、前記雄型のスタビングフランク（３１）の輪郭は凸状であり、前記雄型のロードフランク（３０）の輪郭は凹状であり、
前記雄型のロードフランク（３０）の輪郭は、前記連続曲線の少なくとも７０％にわたって、前記雌型のロードフランク（４０）の輪郭と相補的になっている、
ことを特徴とするねじ接続部。
【請求項２】
前記接続部の回転軸（１０）を通る長手方向断面で見た、前記スタビングフランク（３１；４１）の輪郭および／または前記ロードフランク（３０；４０）の輪郭は、２５〜１２７ｍｍの半径を有する円弧であることを特徴とする、請求項１に記載のねじ接続部。
【請求項３】
前記スタビングフランク（３１；４１）と前記ロードフランク（３０；４０）とは、３〜１３ｍｍの半径を有する接続平縁部によって、前記ねじ山の頂部（３６、４６）および／または前記ねじ山の谷底部（３５、４５）で接続されることを特徴とする、請求項１または２に記載のねじ接続部。
【請求項４】
それぞれ前記接続部の回転軸に垂直な軸に対して見た、前記スタビングフランクの角度（ａ）と前記ロードフランクの角度（ｂ）とは等しいことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のねじ接続部。
【請求項５】
前記スタビングフランクの角度（ｂ）は、前記ロードフランクの角度（ａ）よりも最大で３０度大きいことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のねじ接続部。
【請求項６】
それぞれ前記接続部の回転軸に垂直な軸に対して見た、前記スタビングフランクの角度と前記ロードフランクの角度とは、１０°〜８０°であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のねじ接続部。
【請求項７】
前記ねじゾーン（３；４）のリード（Ｌ）は、２ｍｍ〜１３ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のねじ接続部。
【請求項８】
前記ねじゾーン（３；４）は、前記接続部の回転軸（１０）に対して１．５〜８度の角度を形成するテーパ母線（２０）を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のねじ接続部。
【請求項９】
前記コンポーネントは、掘削コンポーネントであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のねじ接続部。
【請求項１０】
前記ねじゾーン（３、４）の部分が互いに組み付けられた際に、前記雌型のねじゾーン（４）の歯の前記頂部と前記雄型のねじゾーン（３）の頂部の底部との間に隙間（ｈ）が形成されるように、前記雌型端部（２）の頂部（４６）は丸みを帯びていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のねじ接続部。
【請求項１１】
前記ねじゾーン（３、４）の部分が互いに組み付けられた際に、前記雄型端部（１）の端面（７）は、前記雌型端部（２）の内側に設けられた肩部（９）に当接することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のねじ接続部。
【請求項１２】
前記ねじゾーン（３、４）の部分が互いに組み付けられた際に、前記雌型端部（２）の端面（８）は、前記雄型端部（１）の外側に設けられた肩部（１１）に当接することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のねじ接続部。
【請求項１３】
前記雄型端部（１）および雌型端部（２）の各々は、ねじゾーン（３、４）の部分が互いに組み付けられた際に、互いに干渉接触して協働することが可能なシール面（５、６）を備えることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のねじ接続部。
【請求項１４】
前記ねじゾーン（３、４）の部分が互いに組み付けられた際の、ロードフランク（３０、４０）の間とスタビングフランク（３１、４１）の間との軸方向の締め代は、０．０５ｍｍより大きいことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のねじ接続部。
【請求項１５】
前記雄型のロードフランクの輪郭は、雄型および雌型のロードフランクの輪郭の前記連続曲線の９０％にわたって、前記雌型のロードフランクの輪郭と相補的になっていることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のねじ接続部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素坑井を掘削および稼動するのに用いられる管状コンポーネントに関し、より正確には、そのようなコンポーネントの端部に関し、該端部は雄型または雌型であり、同じく炭化水素坑井を掘削および稼動するのに用いられる他のコンポーネントの対応する端部に接続可能である。また、本発明は、組み付けによる２つの管状コンポーネントの接続によって得られるねじ接続部に関する。
【背景技術】
【０００２】
「炭化水素坑井を掘削および稼動するのに用いられるコンポーネント」という用語は、同じ型の別の要素またはそれ以外のものに接続されることで、炭化水素坑井用のドリルステムまたはメンテナンスに使用されるワークオーバーライザー（改修ライザー）あるいは稼動のためのライザー、もしくは坑井の稼働に関わるケーシングストリングまたはチュービングストリングのいずれかを構成する、略管状を有する何らかの要素を意味する。特に、本発明は、例えばドリルパイプ、大重量ドリルパイプ、ドリルカラー、およびパイプや大重量パイプを接続するためのツールジョイントとして知られる部品等の、ドリルステムに用いられるコンポーネントに適用可能である。
【０００３】
公知の方法において、ドリルステムに用いられる各コンポーネントは、一般的に、他のコンポーネントの対応する端部と組み付けによって接続される雄型ねじゾーンが設けられた端部および／または雌型ねじゾーンが設けられた端部を備え、その組立体により接続部が形作られる。そのように構成されたステムは、掘削する際に坑井の地表面で回転させられるので、解体さらには破損することなく坑井を掘削できるように十分な回転トルクを伝達できるようにするため、それらのコンポーネントを高トルクで互いに組み付けなければならない。
【０００４】
従来の製品では、まず、これらのコンポーネントの各々に設けられた内側および／または外側当接面の締付けによる協働によって、次に、相互に組み付けられたコンポーネントのねじ切り部のフランクの締付けによる協働によって、その組み付けトルクに達する。しかし、掘削条件が益々複雑に（大深度、水平掘削等）なり、必要な組み付けトルクが着実に増加しているため、接続部を介してより大きなトルクを伝達することが必要である。該当接面の範囲は、掘削コンポーネントの場合には管厚の一部、より具体的にはツールジョイントの一部にすぎないため、過度に高い組み付けトルクが印加されると、即座に該当接面の臨界可塑化閾値に達してしまう。また、該当接面のトルクを軽減するために、該ねじ切り部により大きなトルクを伝達することも解決策の１つである。
【０００５】
従来技術の米国再発行特許第３０６４７号明細書および同第３４４６７号明細書に記載されているねじ山等のセルフロック式ねじ山を採用することで、解決策が開発されてきている。このタイプのセルフロック式ねじ山において、雄型端部のねじ山フランク（歯とも呼ばれる）と雌型端部のねじ山（歯とも呼ばれる）とは一定のリードを有しているが、ねじ山幅は異なっている。
【０００６】
より正確には、ロードフランク間の距離は、スタビングフランク間のリード（距離）と同様に一定であるが、該ロードフランク間の距離は、該スタビングフランク間の距離とは異なっている。
【０００７】
より正確には、ねじ山（または歯）頂部の幅は、雄型端部および雌型端部のねじ山それぞれにおいて、該雄型端部および該雌型端部からの距離とともに徐々に増していく。
【０００８】
したがって、組み付け中、該雄型ねじ山と雌型ねじ山（または歯）が、固定点に対応する位置で互いにロックされることによって完了する。このため、その組み付けトルクは、該フランク間の接触面の全体、すなわち、従来の当接面によって構成された全表面よりも非常に大きな全表面によって受け止められる。しかし、セルフロック式ねじ切り部として知られているねじ切り部の構造においては、これらの当接面とねじ山フランクの当接面との結合を同期させる必要があるため、この種のねじ切り部を有する当接面を結合させることは容易ではない。
【０００９】
ＡＰＩ７の解決策においては、ねじ山の谷底部と頂部との間に隙間を残すように先端が切り取られたＶ字形のねじ切り部と結合される内側および／または外側当接面が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国再発行特許第３０６４７号明細書
【特許文献２】米国再発行特許第３４４６７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、特に、ねじ山のフランク間の接触面を増やすことによって、より大きなトルクをねじ切り部に伝達することができる新規なねじ切り部の輪郭を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
より正確には、本発明は、雄型端部および雌型端部が各々に設けられている第１および第２の管状コンポーネントを備えるねじ接続部であって、該雄型端部はその外周面に少なくとも１つのねじゾーンを備えるとともに端面で終端し、該雌型端部はその内周面に少なくとも１つのねじゾーンを備えるとともに端面で終端し、該ねじゾーンは少なくともそれらの長さの一部にわたってねじ山を備え、該ねじ山の各々が、該管状コンポーネントの軸を通る長手方向断面で見て、ねじ山頂部と、ねじ山谷底部と、ロードフランクと、スタビングフランクとを備えるねじ接続部であって、該接続部の回転軸を通る長手方向断面で見た、該雄型および雌型のロードフランクの輪郭は、凸状または凹状の連続曲線であり、該雄型フランクの輪郭は、該連続曲線の少なくとも７０％、好ましくは９０％にわたって、該雌型フランクの輪郭と相補的になっていることを特徴とするねじ接続部を提供する。
【００１３】
補完的または代替的な本発明の任意の特徴を、以下に定義する。
【００１４】
該雄型および雌型のスタビングフランクの輪郭と該雄型および雌型のロードフランクの輪郭とは、凸状または凹状の連続曲線であり、該スタビングフランクの輪郭は、ねじゾーンの同じ部分のロードフランクの輪郭と相対するように配置されている。
【００１５】
該接続部の軸を通る長手方向断面で見た、該雄型のスタビングフランクの輪郭は凸状であり、該雄型のロードフランクの輪郭は凹状である。
【００１６】
該接続部の軸を通る長手方向断面で見た、該スタビングフランクの輪郭および／または該ロードフランクの輪郭は、２５〜１２７ｍｍの半径を有する円弧である。
【００１７】
該スタビングフランクと該ロードフランクとは、３〜１３ｍｍの半径を有する接続平縁部によって、該ねじ山の頂部および／または該ねじ山の谷底部で接続される。
【００１８】
それぞれ該接続部の回転軸に垂直な軸に対して見た、該スタビングフランクの角度と該ロードフランクの角度とは等しい。
【００１９】
該スタビングフランクの角度は、該ロードフランクの角度よりも最大で３０度大きい。
【００２０】
それぞれ該接続部の回転軸に垂直な軸に対して見た、該スタビングフランクの角度と該ロードフランクの角度とは、１０°〜８０°である。
【００２１】
該ねじゾーンのリードは、２ｍｍ〜１３ｍｍである。
【００２２】
該ねじゾーンは、該接続部の軸に対して１．５〜８度の角度を形成するテーパ母線を有する。
【００２３】
該コンポーネントは、掘削コンポーネントである。
【００２４】
該ねじゾーンの部分が互いに組み付けられた際に、該雌型のねじゾーンの歯の該頂部と該雄型のねじゾーンの頂部の底部との間に隙間が形成されるように、該雌型端部の頂部は丸みを帯びている。
【００２５】
該ねじゾーンの部分が互いに組み付けられた際に、該雄型端部の端面は、該雌型端部の内側に設けられた肩部に当接する。
【００２６】
該ねじゾーンの部分が互いに組み付けられた際に、該雌型端部の端面は、該雄型端部の外側に設けられた肩部に当接する。
【００２７】
該雄型端部および雌型端部の各々は、ねじゾーンの部分が互いに組み付けられた際に、互いに干渉接触して協働することが可能なシール面を備える。
【００２８】
該ねじゾーンの部分が互いに組み付けられた際の、ロードフランクの間とスタビングフランクの間との軸方向の締め代は、０．０５ｍｍより大きい。
【００２９】
本発明の特徴および効果は、添付図面を参照して、以下の記載においてより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による、それぞれのねじゾーンを組み付けることで２つの管状コンポーネントをつなぎ合わせることにより得られる接続部の図である。
【図２】非接続状態で示す、図１の接続部の２つの管状コンポーネントにおけるねじゾーンの詳細な図である。
【図３】本発明の実施形態における管状接続コンポーネントの雄型端部のねじ山の詳細図である。
【図４】本発明の実施形態における管状接続コンポーネントの雄型端部のねじ山の詳細図である。
【図５】本発明の実施形態における管状接続コンポーネントの雄型端部のねじ山の詳細図である。
【図６】本発明の実施形態における管状接続コンポーネントの雄型端部のねじ山の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１に示すねじ接続部は掘削用途に用いられ、公知の方法で、雄型端部１が設けられ回転軸１０を有する第１の管状コンポーネントと、雌型端部２が設けられ回転軸１０を有する第２の管状コンポーネントとを備えている。２つの端部１および２は、該ねじ接続部の回転軸１０に対して径方向に向けて配置された端面７、８でそれぞれ終端され、それぞれの端部１および２には、組み付けによるこれら２つのコンポーネントの相互接続のために協働するねじゾーン３および４が設けられている。なお、該ねじ接続部の軸１０は、管状コンポーネント１および２の回転軸でもある。「該ねじ接続部の軸１０に対して径方向に向けて配置された」という用語は、端部１および２の端面７および８が、該ねじ接続部の軸１０に垂直な平面に対して、最大で２０度、傾斜していることを意味する。
【００３２】
補助的な方法においては、より具体的には掘削用途よりはむしろ炭化水素坑井の稼動を対象とする用途の場合、該接続部は、必要に応じて該管状接続部の内側および該管状接続部の外側の両方で移動する流体に対するシールを備えることができる。このシールは、雄型端部１の端面７の近傍に位置する２つのメタル−メタルシール面５、６によって形成されている。より正確には、シール面６は、該接続部の軸１０に実質的に垂直な直線方向に配置された雄型端部１の端面７の近傍の雌型端部２の内周面に設けられている。シール面６に対向して、雄型端部１の外周面にはシール面５がある。これら２つのシール面５、６は、該雄型端部が該雌型端部に組み付けられた際に干渉接触するように位置決めされている。シール面５における雄型端部１の外径がシール面６における雌型端部２の内径よりもわずかに大きいため、「干渉接触」が得られる。メタル−メタルシール面５、６間の接触は、例えば、２つの錐体、２つの環状面または環状面と錐体とすることができる。
【００３３】
第１および第２の管状コンポーネントがともに最終的な位置に組み付けられると、雄型端部１および雌型端部２のそれぞれの端面７、８は、該雌型端部の内側に設けられた肩部９と該雄型端部の外側面に設けられた肩部１１とにそれぞれ当接する。なお、該最終的な位置は、一般的に、そのトルクａが所定の基準値に達したときに確定される。これは、選択した接続部および用途に応じて、該コンポーネントを使用する際に加えなければならない基準トルクをユーザが参照することを意味する。
【００３４】
図２は、図１の接続部の２つのねじゾーンの軸１０を通る長手方向断面図を示し、参照番号３を有するねじゾーンは雄型であり、参照番号４を有するねじゾーンは雌型であり、これらのねじゾーンは組み付けによって相互に連携するよう意図されている。該管状コンポーネントの端部１、２が互いに組み付けられる際、ねじゾーン３、４が組み付けによって協働するように互いに嵌合するため、図２は図１に示す接続部の分解図である。ねじ山３２は管状コンポーネントの雄型端部１のねじゾーン３に属し、各ねじ山はスタビングフランク３１と、ロードフランク３０と、ねじ山谷底部３５と、ねじ山頂部３６とを備えている。同様に、ねじ山４２は管状コンポーネントの雌型端部２のねじゾーン４に属し、各ねじ山はスタビングフランク４１と、ロードフランク４０と、ねじ山谷底部４５と、ねじ山頂部４６とを備えている。
【００３５】
該雄型端部に関して、本発明の一実施形態によれば、（該管状コンポーネントの軸１０を通る長手方向断面で見た）該雄型のねじ山のスタビングフランク３１の輪郭および該雄型のねじ山のロードフランク３０の輪郭は、それぞれ凸状または凹状のいずれかを有する連続曲線であり、スタビングフランク３１の輪郭とロードフランク３０の輪郭とは、相対するように配置されている。より正確には、該雄型のねじ山のスタビングフランク３１の輪郭は凸状であり、ロードフランク３０の輪郭は凹状である。換言すれば、該雄型のスタビングフランクの輪郭と雄型のロードフランクの輪郭とは、反対の曲率を有している。「湾曲した輪郭」という用語は、その輪郭が直線的ではないことを意味する。
【００３６】
該雌型端部に関して、本発明の一実施形態によれば、（該管状コンポーネントの軸１０を通る長手方向断面で見た）該雌型のねじ山のスタビングフランク４１の輪郭および該雌型のねじ山のロードフランク４０の輪郭は、それぞれ凸状または凹状を有する連続曲線であり、スタビングフランク４１の輪郭とロードフランク４０の輪郭とは、相対するように配置されている。より正確には、該雌型のねじ山のスタビングフランク４１の輪郭は凹状であり、該雌型のねじ山のロードフランク４０の輪郭は凸状である。換言すれば、該雌型のスタビングフランクの輪郭と雌型のロードフランクの輪郭とは、反対の曲率を有している。
【００３７】
さらに、該雄型のねじ山のフランクの輪郭と該雌型のねじ山のフランクの輪郭とは、該雄型のねじ山のフランクが該雌型のねじ山のフランクと接触させられるため、相補的になっている。これは、各々が該雄型のロードフランクの輪郭および該雌型のロードフランクの輪郭を構成するそれらの連続曲線が、少なくとも７０％、好ましくは９０％にわたって合致していることを意味する。同様に、各々が該雄型のスタビングフランクの輪郭および該雌型のスタビングフランクの輪郭を構成するそれらの連続曲線は、少なくとも７０％、好ましくは９０％にわたって合致している。
【００３８】
逆の構造を設けることも可能であることは明らかであり、その場合、該雄型のねじ山のスタビングフランク３１の輪郭は凹状であり、ロードフランク３０の輪郭は凸状である。その結果、相補的に該雌型のねじ山のスタビングフランク４１の輪郭は凸状となり、該雌型のねじ山のロードフランク４０の輪郭は凹状となる。
【００３９】
（該管状コンポーネントの軸１０を通る長手方向断面で見た）該雄型のねじ山のロードフランク３０の輪郭のみが凸状または凹状を有する連続曲線である構造を有することも可能であることは明らかであり、すなわち、スタビングフランク３１の輪郭は直線的であってもよい。その結果、各々が該雄型のロードフランクの輪郭および該雌型のロードフランクの輪郭を構成するそれらの連続曲線が少なくとも７０％、好ましくは９０％にわたって合致するように、該雌型のねじ山のロードフランク４０の輪郭は該雄型のねじ山のロードフランク３０の輪郭と相補的になっている。
【００４０】
選択した構造にかかわらず、該雄型の構成要素と該雌型の構成要素とが互いに組み付けられて接続部を形成する場合、直線的な輪郭の場合よりも湾曲した輪郭の場合の方がフランク間に大きな接触面が得られる。しかし、組み付けトルクは接触している面の全表面積に比例するため、該フランクの接触面が大きければ大きいほど、得られる組み付けトルクはより高くなる。
【００４１】
図１を見て分かるように、該接続部は内側当接部および外側当接部を備えている。該外側当接部に関して、第１および第２の管状コンポーネントは、雌型端部２の端面８が雄型端部１の外側面に設けられた肩部１１に当接するように互いに組み付けられる。該内側当接部に関して、第１および第２の管状コンポーネントは、雄型端部１の端面７が雌型端部２の内面に設けられた肩部９に当接するように互いに組み付けられる。
【００４２】
内側当接部および外側当接部の両方が設けられている構造も可能である。
【００４３】
内側当接部と外側当接部のどちらも設けられていない構造および該雄型および雌型のロードフランクおよびスタビングフランクが組み付けのある段階で接触する構造も可能である。その結果、該雄型および雌型のロードフランク間と該雄型および雌型のスタビングフランク間とに正の軸方向の締め代が存在し、それによって組み付けトルクが構成されている。この締め代は０．０５ｍｍ以上であることが有効である。該軸方向の締め代は、ねじ山谷底部の幅よりも大きいねじ山幅を用いることによって得られる。
【００４４】
同時に、可能な範囲で最良の程度まで組み付けトルクを受け止められるように、ロードフランク３０、４０における接触面の表面積を最大限にすることも有効である。有利には、雌型および雌型のロードフランクの表面積の少なくとも９０％が接触していることが好ましい。これは、該接続部の軸１０を通る長手方向軸に沿った断面で見て、該雄型および雌型のロードフランクの湾曲した輪郭の少なくとも９０％が接触していなければならないことを意味する。
【００４５】
応力集中の危険性を少なくするために、該ロードフランクおよび該スタビングフランクは、接続平縁部を用いて、該ねじ山の谷底部および頂部において接線方向に接続される。
【００４６】
「湾曲した輪郭のフランク」という用語は、概して、その輪郭が楕円部分の形状、円弧、または接線方向に接続した円弧の連続部をたどるフランクを意味する。該湾曲部はいかなる特異点も有しておらず、連続部であることは明らかである。また、該湾曲部は、「Ｓ」字状の輪郭を有するフランクの場合と同様に、変曲点を有する可能性が排除された完全な凹状または完全な凸状である輪郭をたどる。
【００４７】
図６は、具体的な構造における雄型ねじゾーンの軸１０を通る長手方向断面の詳細図を示す。雄型フランク３２は、該ロードフランクのための凹状円弧部と該スタビングフランクのための凸状円弧部とを有している。
【００４８】
該接続平縁部も、該ねじ山の頂部に半径Ｒ１および該ねじ山の谷底部に半径Ｒ３をそれぞれ有する円弧である。好ましくは、該ねじ山の頂部における該接続平縁部の半径Ｒ１と該ねじ山の谷底部における該接続平縁部の半径Ｒ３とは、それぞれ３ｍｍ〜１３ｍｍの範囲内である。
【００４９】
該ロードフランクの輪郭のための半径Ｒ４と該スタビングフランクの輪郭のための半径Ｒ２とは、それぞれ２５ｍｍ〜１２７ｍｍの範囲内であることが好ましい。１２７ｍｍという上限値は、十分な曲率を設けることができ、高い組み付けトルクを支持することが十分に可能である十分に大きな接触面を確保することができることを意味している。２５．４ｍｍという下限値は、該管状コンポーネントの直径に適合する十分なねじ山高さが設けられるということを意味している。
【００５０】
該ロードフランクおよび該スタビングフランクの輪郭の半径Ｒ４およびＲ２は必ずしも同一ではないことは明らかである。しかし、そもそも、２５．４ｍｍおよび１２７ｍｍという下限値および上限値による隔たりは、該接続部が当接部を備えている場合の該ロードフランクの半径Ｒ４に関係している。実際に、該ロードフランクは、組み付けトルクの一部を受け止めている。このため、該スタビングフランクの曲率Ｒ２の半径は、それほど重要ではない。
【００５１】
なお、該スタビングフランクの半径Ｒ２が非常に大きく、それによって、該スタビングフランクに擬似直線状の輪郭が形成される構造を有することが可能である。
【００５２】
図３、図４および図５は、ロードフランクおよびスタビングフランクの異なる角度を有するねじ切り部の輪郭を示す。
【００５３】
図３において、該ロードフランクの曲線に対する翼弦線ｌと該スタビングフランクの曲線に対する翼弦線ｓとは、該管状コンポーネントの軸１０に対する垂線に対して、同一の角度ａを形成している。翼弦線ｌおよびｓは、該ロードフランクの輪郭を支持する曲線と該スタビングフランクの輪郭を支持する曲線との交点によって決められる。
【００５４】
なお、ねじ山の頂部３６の位置は、該ロードフランクの輪郭を支持する曲線と該スタビングフランクの輪郭を支持する曲線との交点によって決められる。同様に、ねじ山の谷底部３５の位置は、該ロードフランクの輪郭を支持する曲線と該スタビングフランクの輪郭を支持する曲線との交点によって決められる。そのため、該ねじ切り部のリードＬは、２つの連続するねじ山の頂部間の距離に等しく、該距離は、２つの連続するねじ山の谷底部間の距離にも等しい。
【００５５】
該ロードフランクの傾斜と該スタビングフランクの傾斜とが同一である場合および該ロードフランクの曲率と該スタビングフランクの曲率とが同一である場合において、該接続部は、引張および圧縮において均衡の取れた特性を有している。この構成は、良好な引張特性および圧縮特性で、ねじゾーンを形成できることを意味している。
【００５６】
図４において、該ロードフランクの曲線に対する翼弦線ｌと該スタビングフランクの曲線に対する翼弦線ｓとは、該管状コンポーネントの軸１０に対する垂線に対して、それぞれ異なる角度ａおよびｂを形成している。翼弦線ｌおよびｓもまた、該ロードフランクの輪郭を支持する曲線と該スタビングフランクの輪郭を支持する曲線との交点によって決められる。
【００５７】
該スタビングフランクの傾斜が該ロードフランクの傾斜よりも大きい（該ロードフランクが該スタビングフランクよりもより垂直に近い）場合、圧縮強度は好適である。この構造は、圧縮応力が高い、掘削ヘッドの近傍で使用される掘削コンポーネントに好適である。該スタビングフランクの角度は、該ロードフランクの角度よりも最大で３０度大きいことが好ましい。実際には、ねじ山間の掛止が失われて、該雄型および雌型の構成要素が外れる可能性がある。
【００５８】
該スタビングフランクの傾斜が該ロードフランクの傾斜よりも小さい（該ロードフランクが該スタビングフランクよりも垂直に近くない）場合、引張強度は好適である。この構造は、ダウンホールステム以外の場所、すなわち、掘削ヘッドから遠く離れた場所で使用される掘削コンポーネントに好適である。
【００５９】
図５において、該ロードフランクおよびスタビングフランクの輪郭は楕円形である。該ロードフランクの輪郭の端部を通る翼弦線間の矢印ｃと該スタビングフランクの輪郭の端部を通る翼弦線間の矢印ｄとは、３ｍｍ〜１３ｍｍの範囲内であることが好ましい。
【００６０】
なお、ねじ山の頂部３６の位置は、該ロードフランクの輪郭を支持する曲線と該スタビングフランクの輪郭を支持する曲線との交点によって決められる。同様に、ねじ山の谷底部３５の位置が、該ロードフランクの輪郭を支持する曲線と該スタビングフランクの輪郭を支持する曲線との交点によって決められる。したがって、該ねじ切り部のリードＬは２つの連続するねじ山の頂部間の距離に等しく、また、該距離は２つの連続するねじ山の谷底部間の距離にも等しい。
【００６１】
該スタビングフランクの角度および該ロードフランクの角度は１０°〜８０°の範囲内であることが好ましい。１０°という下限値は、該コンポーネントが組み付け可能でなければならないということに対応し、８０°という上限値は、ある程度の掛止がねじ山間で維持されなければならないということに対応している。
【００６２】
磨耗のリスクを防ぐため、および／または組み付けのために使用される潤滑油などの流れを促進するために、丸みを帯びた輪郭を持つねじ山の頂部を設けることが有利である。この種の丸みを帯びた輪郭は、雄型の頂部または雌型の頂部にあるいは両方に適用してもよい。
【００６３】
「丸みを帯びた輪郭」という用語は、円弧状の該接続平縁部によって形成された輪郭よりも、該ねじ山の頂部においてより平坦である輪郭を意味する。したがって、これらの丸みを帯びた輪郭は、該ロードフランクと該スタビングフランクとを該ねじ山の頂部において接線方向に接続する楕円形状の輪郭に基づいていてもよい。
【００６４】
ねじゾーン３、４のリードＬは２ｍｍ〜１３ｍｍの範囲内にあることが有効であり、これは、１０および２ＴＰＩ（ｔｅｎ  ａｎｄ  ｔｗｏ  ｔｈｒｅａｄｓ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）に相当する。この間隔は、ねじ要素の組み付けの速さとこれらのねじ要素間の十分な掛止との妥協点になっている。
【００６５】
管状コンポーネント１および２の組み付けを容易にするために、ねじゾーン３、４はそれぞれ該管状コンポーネントの軸１０に対して１．５〜８度の角度を形成するテーパ母線２０を有している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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