(57)【要約】  本発明のねじ込み接続部は、上反り面およびテーパ面によってそれぞれ構成される座面を介して雄型および雌型要素（１，２）が密封接触されているねじ切り（３，４）から軸方向に分離された少なくとも１つの接触区間（５，６）を備えている。ねじ込みの幾何学的特性により、組立終了時での雄型および雌型要素の位置的不正確さにもかかわらず、そのような接触区間が流体に対して密封を確保する。油田およびガス井戸に適用可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄型ねじ切り（３）を備えた雄型管状要素（１）と、組立の際に前記雄型ねじ切り（３）と協働する雌型ねじ切り（４）を備えた雌型管状要素（２）とを有し、前記ねじ切りのねじ山の軸方向幅および／または前記ねじ山の間の間隔が、ねじ切りの軸方向長さの少なくとも一部分を越えて接続部の軸方向に沿って漸次変化し、それぞれのねじ切りのねじ山が、組立開始時に他方のねじ切りの間隔内に軸方向逃げを伴って収容されるようにし、前記逃げが組立終了時にゼロになるまで漸次減少するねじ込み管状接続部であって、
上反り面（１１）およびテーパ面（１２）によってそれぞれ構成された座面により雄型および雌型要素（１，２）が密封接触している前記ねじ切り（３，４）から軸方向へ分離した少なくとも１つの接触区間（５，６）を備えていることを特徴とするねじ込み管状接続部。
【請求項２】
請求項１に記載のねじ込み接続部において、前記上反り面（１１）が、曲率半径３０〜８０ｍｍの母線を有することを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項３】
請求項１または２に記載のねじ込み接続部において、前記テーパ面（１２）の半頂角に対する正接が０．０２５〜０．０７５の範囲内であることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載のねじ込み接続部において、前記接触区間（５）が、前記ねじ切り（３，４）と前記雄型要素（１）の自由端部（７）との間に軸方向に配置されていることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか一項に記載のねじ込み接続部において、前記接触区間（６）が、前記ねじ切り（３，４）と前記雌型要素（２）の自由端部（８）との間に軸方向に配置されていることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項６】
請求項４または５に記載のねじ込み接続部において、前記接触区間（５，６）が、前記自由端部（７，８）から軸方向へ少なくとも３ｍｍまで間隔を置いて配置されていることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項７】
請求項４〜６の何れか一項に記載のねじ込み接続部において、前記上反り面と前記テーパ面とが、前記自由端部を持つ前記要素の一方と前記要素の他方とにそれぞれ設けられていることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項８】
請求項４〜７の何れか一項に記載のねじ込み接続部において、前記上反り面（１１）が、その上反り面に接する第２のテーパ面（１３）とともに前記自由端部（７）の方向へ延びていることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項９】
請求項１〜３の何れか一項に記載のねじ込み接続部において、前記接触区間（１６）が、前記ねじ切りのそれぞれの２つの部分（３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ）の間に軸方向へ配置されていることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項１０】
請求項９に記載のねじ込み接続部において、前記上反り面（１１）と前記テーパ面（１２）とが、雄型要素と雌型要素とにそれぞれ属していることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか一項に記載のねじ込み接続部において、前記雄型および雌型要素が、軸方向の当接面から離れていることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか一項に記載のねじ込み接続部において、前記ねじ切りのねじ山の軸方向幅および／または前記ねじ山の間の間隔が、前記ねじ切りの軸方向長さ全体に渡って漸次変化していることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項１３】
請求項９または１０記載のねじ込み接続部において、前記ねじ切りのねじ山の軸方向幅および／または前記ねじ山の間の間隔が、前記ねじ切り部（３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ）のそれぞれの軸方向長さ全体に渡って漸次変化していることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れか一項に記載のねじ込み接続部において、前記ねじ切り（３，４）がテーパ付けられていることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項１５】
請求項９に従属する請求項１４記載のねじ込み接続部において、同一のねじ切りのそれぞれの２つの部分（３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ）に対する母線として、異なる巻き上の相応点をつないだ線を持つ前記テーパ面が、ほぼ一致していることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項１６】
請求項９に従属する請求項１４に記載のねじ込み接続部において、同一のねじ切りのそれぞれの２つの部分（３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ）に対する母線として、異なる巻き上の相応点をつないだ線を持つ前記テーパ面が、相違していることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項１７】
請求項１６記載のねじ込み接続部において、前記テーパ面が、半径方向へ少なくとも１つのねじ山深さまで離れていることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項１８】
請求項１〜１７の何れか一項に記載のねじ込み接続部において、前記ねじ山（１８）が、蟻継ぎ形状を有していることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項１９】
請求項１８に記載のねじ込み接続部において、前記ねじ山の頂上部（２０）および根本部（２１）が、前記ねじ込み接続部の軸方向と平行であることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項２０】
請求項１５〜１７の何れか一項に従属する請求項１８または１９に記載のねじ込み接続部において、前記雄型要素（１）が非常に長いパイプ上にあり、その自由端部（７）から最も遠いそのねじ切り（３ａ）と前記接触区間（１６）との間の最小半径方向厚さｅが、前記パイプの長さ内の半径方向厚さＥの少なくとも６０％であることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項２１】
請求項１〜２０の何れか一項に記載のねじ込み接続部において、前記接続部が、請求項４、５、および９の何れか二項で定義されたような２つの接触区間（５，６，１６）を備えていることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項２２】
請求項１〜２１の何れか一項に記載のねじ込み接続部において、前記雄型ねじ山（１８）または前記雌型ねじ山の頂上部に形成された溝（２８）が、その螺旋状経路に沿って延びて潤滑の排出を許容し、ねじ切りまたはそれに対応するねじ切り部の端部で前記雄型要素と雌型要素との間に存在する環状の排出空間で終了していることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項２３】
請求項２２に記載のねじ込み接続部において、前記溝（２８）が、約０．４ｍｍの幅（１）を有していることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項２４】
請求項２２または２３に記載のねじ込み接続部において、前記溝（２８）が、約０．４ｍｍの深さ（ｈ）を有していることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項２５】
請求項１〜２４の何れか一項に記載のねじ込み接続部において、前記雄型ねじ切り（３）および／または前記雌型ねじ切り（４）に対し、負荷フランク（１９）が、湾曲部（２２）を介してねじ山の頂上部（２０）および／または根本部（１９）につながり、その湾曲部の形状が相互に接する２つの円形（２３，２４）の弧によってほぼ形成され、前記負荷フランク（１９）に隣接する一方の弧（２３）が、他方の弧（２４）より小さい曲率半径を有していることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項２６】
請求項２５に記載のねじ込み接続部において、前記負荷フランク（１９）に隣接する弧（２２）の半径（Ｒ１）が、０．１〜０．２ｍｍの範囲内であることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項２７】
請求項２５または２６に記載のねじ込み接続部において、前記他方の弧（２４）の半径（Ｒ２）が、０．８〜１．２ｍｍの範囲内であることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項２８】
請求項１〜２７の何れか一項に記載のねじ込み接続部において、前記雄型および雌型ねじ切りが、前記ねじ切りの全体または一部分に渡ってねじ山根本部および頂上部と干渉していないことを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項２９】
請求項１〜２８の何れか一項に記載のねじ込み接続部において、前記雄型および雌型ねじ切りが、前記ねじ切りの全体または一部分に渡ってねじ山の根本部および頂上部と干渉していることを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項３０】
請求項１〜２９の何れか一項に記載のねじ込み接続部において、前記雄型および雌型ねじ切りが、そのねじ切りの長さの全体または一部分に渡って第１のねじ切りのねじ山根本部と、第２のねじ切りのねじ山頂上部とで干渉し、一方、前記第２のねじ切りのねじ山根本部と前記第１のねじ切りのねじ山頂上部との間に半径方向逃げが存在することを特徴とするねじ込み接続部。
【請求項３１】
請求項３０記載のねじ込み接続部において、前記半径方向逃げが、少なくとも０．０５ｍｍであることを特徴とするねじ込み接続部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雄型ねじ切りを有する雄型管状要素と、組立の際に前記雄型ねじ切りと協働する雌型ねじ切りを有する雌型管状要素とからなるねじ込み管状接続部であって、前記ねじ切りのねじ山の軸方向幅がおよび／または前記ねじ山の間の間隔が、ねじ切りの軸方向長さの少なくとも一部分を越えて接続部の軸に沿って漸次変化し、各ねじ切りのねじ山が組立開始時には軸方向逃げを伴って他方のねじ切りの間隔に収容され前記逃げが組立中にはゼロになるまで漸次減少するようにしたねじ込み管状接続部に関する。
【０００２】
ここで使用されるような用語「密封接触」とは、相互に対してハードに押圧された２平面間の接触を意味し、金属間密封、特に気密密封を作り出す。
【背景技術】
【０００３】
このタイプのねじ込み接続部は、特に油田およびガス井戸での使用において公知である。それらの接続部は、たとえばUS Re 30 647およびUS Re 34 467において開示されているように、一般には蟻継ぎ形状を備えたねじ山を有している。その接続部は多くの欠点を有している。まず、順次干渉するねじ山の幾何学的特徴は気密密封を確保できない。そのような密封を、ねじ切りから分離した当接面を使って得ることは困難であり、表面を密封することは、組立終了時に２つの要素の非常に正確な相対的な位置決めを必要とする。しかしながら、この場合には、要素の最終の相対的な位置は、ねじ山の機械加工公差によって強く影響を及ぼされる。軸方向位置に関してはより耐性がある小さなテーパおよび小さな頂角を持つテーパ状密封面を使用することは満足できる解決法を構成しておらず、座面が摩損現象に極端に敏感になるようになっており、その結果、多少の組立分解動作のみの後に役に立たなくなる。
【０００４】
前記公知のねじ込み接続部のさらなる欠点は、ねじ切りの幾何学的特徴が組立用に使われる潤滑グリースの排出を助長しないことである。このグリースは、たとえば、要素の適切な位置決めと密封面の接触とを順に混乱させる非常に高い圧力を生じさせ、ねじ山の頂上部とねじ山の根本部との間に局所的に集まる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述の欠点の全てをなくすこと、および、密封面の負荷（内圧または外圧、軸方向張力、または、圧縮）の下で軸方向の有効接触長さを最大にすることを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、周期的な機械負荷（疲労）に耐えるねじ込み接続部を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のために、本発明は、イントロダクションで規定されたタイプのねじ込み接続部を提供し、そのねじ込み接続部は、上反り面およびテーパ面によってそれぞれ構成された座面により雄型および雌型要素が密封接触である前記ねじ切りから軸方向へ分離した少なくとも１つの接触区間を備えている。
【０００８】
そのような接触区間は、それ自体公知であるが、気密密閉を失わずに接触区間の軸方向位置、従って要素の相対的位置の実質的変化を許容し、接触区間の有効長さ、すなわち接触区間に沿っての接触圧の積分は高い（接触安定を有する）ことが示される。
【０００９】
本発明の選択的特徴は、相補的または代替的であっても良いが、以下のようである。
【００１０】
前記上反り面が、曲率半径３０〜８０ｍｍの母線を有する。
【００１１】
前記テーパ面の半頂角に対する正接が０．０２５〜０．０７５の範囲内であり、５％〜１５％の範囲内のテーパに対応する。
【００１２】
前記接触区間が、前記ねじ切りと前記雄型要素の自由端部との間に軸方向に配置されている。
【００１３】
前記接触区間が、前記ねじ切りと前記雌型要素の自由端部との間に軸方向に配置されている。
【００１４】
前記接触区間が、前記自由端部から軸方向へ少なくとも３ｍｍまで間隔を置いて配置されている。
【００１５】
前記上反り面と前記テーパ面とが、前記自由端部を持つ前記要素の一方と前記要素の他方とにそれぞれ設けられている。
【００１６】
前記上反り面が、その上反り面に接する第２のテーパ面とともに前記自由端部の方向へ延びている。
【００１７】
前記接触区間が、前記ねじ切りのそれぞれの２つの部分の間に軸方向へ配置されている。
【００１８】
前記上反り面と前記テーパ面とが、雄型要素と雌型要素とにそれぞれ形成されている。
【００１９】
前記雄型および雌型要素が、軸方向の当接面から離れている。
【００２０】
前記ねじ切りのねじ山の軸方向幅および／または前記ねじ山の間の間隔が、前記ねじ切りの軸方向長さ全体に渡って漸次変化している。
【００２１】
前記ねじ切りのねじ山の軸方向幅および／または前記ねじ山の間の間隔が、前記ねじ切り部のそれぞれの軸方向長さ全体に渡って漸次変化している。
【００２２】
前記ねじ切りがテーパ付けられている。
【００２３】
同一のねじ切りのそれぞれの２つの部分に対する母線として、異なる巻き上で相応点をつないだ線を持つ前記テーパ面が、ほぼ一致している。
【００２４】
同一のねじ切りのそれぞれの２つの部分に対する母線として、異なる巻き上で相応点をつないだ線を持つ前記テーパ面が、相違している。
【００２５】
前記テーパ面が、半径方向へ少なくとも１つのねじ山深さまで離れている。
【００２６】
前記ねじ山が、蟻継ぎ形状を有している。
【００２７】
前記ねじ山の頂上部および根本部が、前記ねじ込み接続部の軸方向と平行である。
【００２８】
前記雄型要素が非常に長いパイプ上にあり、その自由端部から最も遠いそのねじ切りの部分と前記接触区間との間の最小半径方向厚さｅが、前記パイプの長さ内の半径方向厚さＥの少なくとも６０％である。
【００２９】
前記接続部が、上述されたような軸方向位置のうちの２つにそれぞれ位置された２つの接触区間を備えている。
【００３０】
前記雄型ねじ山または前記雌型ねじ山の頂上部に形成された溝が、その螺旋状経路に沿って延びて潤滑の排出を許容し、ねじ切りまたはそれに対応するねじ切り部の端部で前記雄型要素と雌型要素との間に存在する環状の排出空間で終了してグリース圧力を解放する。
【００３１】
前記溝が、約０．４ｍｍの幅を有する。
【００３２】
前記溝が、約０．４ｍｍの深さを有する。
【００３３】
前記雄型ねじ切りおよび／または前記雌型ねじ切りに対し、負荷フランクが、湾曲部を介してねじ山の頂上部および／または根本部につながり、その湾曲部の形状が相互に接する２つの円形の弧によってほぼ形成され、前記負荷フランクに隣接する一方の弧が、他方の弧より小さい曲率半径を有する。
【００３４】
前記負荷フランクに隣接する弧の半径が、０．１〜０．２ｍｍの範囲内である。
【００３５】
前記他方の弧の半径が、０．８〜１．２ｍｍの範囲内である。
【００３６】
前記雄型および雌型ねじ切りが、前記ねじ切りの全体または一部分に渡ってねじ山根本部および頂上部と干渉しないことを特徴とするねじ込み接続部。
【００３７】
前記雄型および雌型ねじ切りが、前記ねじ切りの全体または一部分に渡ってねじ山の根本部および頂上部と干渉している。
【００３８】
前記雄型および雌型ねじ切りが、そのねじ切りの長さの全体または一部分に渡って第１のねじ切りのねじ山根本部と、第２のねじ切りのねじ山頂上部とで干渉し、一方、前記第２のねじ切りのねじ山根本部と前記第１のねじ切りのねじ山頂上部との間に半径方向逃げが存在する。
【００３９】
前記半径方向逃げが、少なくとも０．０５ｍｍである。
【００４０】
本発明の特徴および利点が、添付図面を参照しながら、以下の記述の中で詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
図１で示すねじ込み管状接続部は、雄型管状要素１および雌型管状要素２からなり、それらは、全てが示されていないけれども十分に長いパイプ状に形成され、２つの要素の組立によって相互の組立体で互いに協働するテーパ状ねじ切り３，４をそれぞれ設けられている。ねじ切り３，４は、軸方向のねじ山幅および／またはねじ山間の間隔の漸次変化を伴う公知のタイプであり、組立中に最終的なブロック位置まで軸方向干渉が漸次生じるようになっている。
【００４２】
本発明によれば、管状接続部の内部と外部媒体とに対しての流体密封は、雄型要素の自由端部７と雌型要素の自由端部８とにそれぞれ密接するねじ切り３，４の何れかの側で軸方向へ配置された２つの接触区間５，６によって確保される。
【００４３】
接触区間５は図４の拡大尺度で示されている。前記接触区間を規定するために、雄型要素１は、径方向外方へ曲げられた上反り面１１を有し、その面の径は自由端部７に向かって減少している。面１１は、母線として半径４０〜８０ｍｍの円形の弧を有する。前記上反り面１１に対向させて、雌型要素１２は、内部に向けて径方向へ曲げられ雄型要素の自由端部７の方向へ減少する半径、すなわち雌型要素の自由端部８に対向して減少する半径を持つテーパ面１２を備えている。テーパ面１２の半頂角に対する正接は、０．０２５〜０．０７５の範囲であり、すなわち、５％〜１５％の範囲内のテーパである。図示するために、面１１，１２は、図４では組立前での初期の幾何学的形態で示されているが、ねじ込み接続部の組立終了に対応する相対的位置で示されているので、それらの母線は互いに交差している。明らかに、実際には、前記面の漸次的変形が組立中に生じており、その結果、半径方向の干渉によって密封となる。面１１と面１２との間の接触区間に適切または有効な接触区間は、ある長さを有し、自由端部７から距離ｄ離れて、好都合には少なくとも３ｍｍ離れて置かれた点Ｐで終了する。
【００４４】
本発明者が発見したことは、テーパ面と上反り面との間のそのような接触区間が、端部に２つの狭い有効な接触区間を持つ２つのテーパ面の間の接触区間と対照的に、軸方向へ非常に有効な接触幅と、有効接触区間に沿ってほぼ放物線状の接触圧分布とを作り出すことである。
【００４５】
本発明の接触区間形状は、機械加工公差による組立要素の軸方向位置的変化にもかかわらず、良好な有効接触幅を維持しており、有効な接触区間は、上反り面１１の上反り部分に沿って枢支しており、局所的な接触圧に対して放物線状の外形を保持している。
【００４６】
この点に関して、接触面１１，１２の軸方向長さが、有効な接触区間における軸方向の位置決め変化より大きいことが利点である。好適には、接触面１１，１２の軸方向長さは３．５ｍｍ以上である。
【００４７】
また、このことが当てはまるのは、接続部のねじ込み要素が被らされるストレス（特に、内圧または外圧）が接触面１１，１２の枢支を引き起こす時の使用条件による。
【００４８】
本発明の接触区間形状は、接続部が高い外圧を被らされた後に高い内圧を被らされた時に、密封を確保するために特に有利であるようである。
【００４９】
面１２に対して余りにも小さくし過ぎるテーパ（＜５％）は、構造上の摩損の危険を引き起こし、余りにも大き過ぎるテーパ（＞１５％）は、余りにも狭い機械加工公差を余儀なくされる。
【００５０】
上反り面１１に対して余りにも大き過ぎる半径（＞８０ｍｍ）は、テーパ間接触を持つものと同一の欠点を生じる。
【００５１】
前記上反り面１１に対して余りにも小さ過ぎる半径（＜３０ｍｍ）は、不十分な接触幅を生じる。
【００５２】
自由端部７から点Ｐの少なくとも３ｍｍの距離は、上反り面１１が形成された雄型リップの半径方向の剛性を増大させ、次に、点Ｐでの材料の一定断面に対する接触圧を増大できる。
【００５３】
距離ｄが４〜１０ｍｍの範囲であることは好適であり、特に、パイプ半径とともに変化することは好適である。
【００５４】
図示された例では、雄型要素の上反り面１１は、点Ｐを越えて、半頂角７度を有するテーパ面１３と接線方向で連結している。そのテーパ面は、前記要素の自由端部７まで延びねじ込み接続部の軸と垂直な平坦面である。テーパ面１２は、点Ｐを越えてバックオフ中空部１５により雌型要素の肩部１４まで続いている。そのバックオフ中空部は、端部７に対向し、ねじ込み接続部の軸と垂直な平坦環状形態を有する。
【００５５】
要素の組立は、軸方向の当接面によって限定されない。特に、面７，１４は、当接しておらず、要素１，２と協働して何らの役割も果たしていない。また、テーパ面１２と肩部１４との間のバックオフ中空部も要素１，２と協働して何らの役割も果たしていない。
【００５６】
それに対して、上反り面１１と端部７との間のテーパ面は、接触面１１，１２への損傷の危険を冒さずに組立より前に雌型要素と係合するので、雄型要素を前もって中心に置くことができる。
【００５７】
さらに、そのテーパ面は、上反り面１１が自由端部まで延びている雄型要素に対しテーパ面と点Ｐとの間の一定距離において端部７での材料の十分な厚さを保つことができる。
【００５８】
上反り面１１の他端部には雄型ねじ切り３が始まる環状溝１７がある。
【００５９】
好適には、前記溝の底部には雄型要素１上での金属厚さが、パイプの厚さの少なくとも３０％であり、前記区間の軸に向けて半径方向の撓みを防止するようにしている。
【００６０】
接触区間６は、雌型要素と雄型要素とにこの時それぞれ設けられた区間５の表面１１，１２と同じ形状特性を持つ上反り面とテーパ面とによって形成されている。有効接触区間は、雌型要素の自由端部８から少なくとも３ｍｍの距離まで間隔を置かれている。発明者が確証したことは、そのような距離が区間５，６において接触圧を実質的に増加させることである。接触区間５は管状接続部の内部に対して流体密封を提供し、接触区間６は外部媒体に対して流体密封を提供する。
【００６１】
図１において連続したねじ切り３，４と対比して、図２の管状接続部のねじ切りのそれぞれは、軸方向へ互いから分離された２つの部分に、すなわち、雌型ねじ切り４ａの一部と協働する雄型ねじ切り部３ａと、雌型ねじ切り４ｂの一部と協働する雄型ねじ切り部３ｂとに分離される。部分３ａ，４ａは雌型要素の自由端部８にもっと密接し、部分３ｂ、４ｂは雄型要素１の自由端部７にもっと密接する。ねじ山形状の特徴点は、たとえば、ねじ切り部３ａ，３ｂの突き刺しフランクの根本部の特徴点は、ほぼ一致したテーパ面上でのねじ切り部４ａ，４ｂに対して類似するように置かれている。用語「ほぼ一致」が意味していることは、前記テーパ面がミリメートルの数十分の一を越えない半径方向距離まで離れていることである。ねじ山の軸方向幅および／またはねじ山間の間隔の漸次的な変化は、ここではねじ切り部のそれぞれに対して、好都合なことにねじ切り部のそれぞれの全長を越えて生じる。
【００６２】
内部に向けての図２の接続部の密封は、図１のものと同じ接触区間５によって確保される。外部に向けての密封に対しては、図１の接触区間６が、ねじ切り部３ａ，４ａとねじ切り部３ｂ，４ｂとの間に配置された中間接触区間１６によって置き換えられている。接触区間１６は、図１の接触区間５に対して上述されたような形状特性を持つ雄型要素上の上反り面と雌型要素上のテーパ面とによって規定される。
【００６３】
蟻継ぎねじ山（以下参照）に対しては、ねじ切り部３ａと接触区間１６との間の雄型要素１の最小半径方向厚さｅは、雄型要素が一部を形成する非常に長いパイプ１０の長さにおいて半径方向厚さＥの少なくとも６０％である。発明者が確証したことは、軸方向幅がねじ山の根本部から頂上部まで減少した一般的に「台形」と呼ばれるねじ山と比較して、蟻継ぎねじ山の形状が半径方向の剛性を増大していることである。
【００６４】
図３の管状接続部は、ねじ切り部３ａ，４ａのねじ山と、ねじ切り部３ｂ，４ｂのねじ山との間での半径方向オフセットによって、図２の管状接続部と異なっている；ねじ切りのねじ山３ａ，４ｂの負荷フランクおよび突き刺しフランクの根本部および頂上部は、ねじ切り部３ｂ，４ｂのものより大きい半径を持つテーパ面に置かれている。前記半径方向オフセットは、ねじ山の半径方向深さより大きい。前記接続部の流体密封は、図１および図２の接触区間５と類似する内側接触区間５と、図２のものと類似する中間接触区間１６とによって提供されている。
【００６５】
図５は、本発明のねじ込み接続部１の雄型要素の軸方向平面を介した部分断面図であり、前記要素の１つのねじ山１８を示している。公知のように、ねじ山１８は、ねじ込み接続部の軸方向と平行であるとともに従って直線的なねじ山の頂上部および根本部を具えた蟻継ぎ形状を有している。さらに、ねじ山１８の負荷フランク１９は、それぞれ湾曲部を介してねじ山頂上部２０と、隣接するねじ山根本部２１とを接合しており、湾曲部の始まりが図５Ａにおいて拡大尺度で示されている。前記湾曲部２２の形状は、円２３、２４の２つの弧からなり、弧２３はフランク１９に接し０．１〜０．２ｍｍの範囲の半径Ｒ１を有し、弧２４は弧２３およびねじ山頂上部２０に接し０．８〜１．２ｍｍの範囲の半径を有している。負荷フランク１９をねじ山根本部２１に接続する湾曲部２５は、湾曲部２２と類似しており、より小さい半径を持つ円弧はフランク１９にも隣接している。こられの湾曲部は、負荷フランクの基部で負荷集中要因を低減し、従って前記接続部の疲労動作を改善する。
【００６６】
図６は図５と類似した図であり、ねじ山頂上部２０に設けられた溝２８を示している。前記溝は、雄型ねじ切りの螺旋状経路の全体に渡って、ねじ切りまたはねじ切り部での環状排出溝１７（図１、図２、および図４）まで延び、組立中での潤滑に利用されるグリースの排出を助長し、その結果として、前記グリースにより発生される圧力を開放する。また、溝２８は、ねじ山の可撓性を僅かに増大させ、雄型および雌型要素の相対的な軸方向位置を機械加工公差にあまり依存させなくしている。示された例では、溝２８は湾曲部を介してねじ山頂上部に接続されている。これらは面取りと置き換え可能である。
【００６７】
湾曲部２２，２５と類似する湾曲部、および／または溝２８と類似する溝は、雄型要素のものを加えて、または雄型要素のものを取り替えるために、雌型要素に設けることができる。さらに、湾曲部および溝が、図５および図６で分けて示されている時に、図９で示されるように都合良く同時に使用可能である。また、雄型要素および／または雌型要素のねじ山の負荷フランクをねじ山頂上部または根本部だけに接続することも可能である。さらなる可能な変形は、密封を確保する単一の接触区間を内部流体および外部流体の両方に設けることからなる。
【００６８】
本実施の形態で利用されているねじ切りは、ねじ山の頂上部と根本部との間での非干渉タイプ、または、ねじ山頂上部と根本部との間での干渉タイプのいずれであっても良い。
【００６９】
図７は、非干渉タイプのねじ切りの場合における組立位置の雄型ねじ切り３と雌型ねじ切り４とを示す。
【００７０】
雄型突き刺しフランク３１と雌型突き刺しフランク３２とがそうであるように、雄型負荷フランク１９と雌型負荷フランク３０とは接触している。
【００７１】
それに比べて、雌型ねじ山頂上部３４と雄型ねじ山根本部２１との間のみならず、雄型ねじ山頂上部２０と雌型ねじ山根本部３３との間には逃げがある。
【００７２】
ねじ山の根本部と頂上部との間で何らかの接触前に負荷フランクおよび突き刺しフランクを接触させることによって、前記機能は得られる。
【００７３】
溝２８が無い場合であっても、前記逃げの窪みによってほぼ螺旋状の漏れ溝３５が存在し、密封が接触面５，６，１６により形成されることが理解可能である。
【００７４】
図８は、干渉タイプのねじ切りの場合では組立位置での雄型ねじ切り３と雌型ねじ切り４とを示し、図７で使用されている符号が使われて類似要素が指定される。
【００７５】
負荷フランクと突き刺しフランクとの接触前の組立中に、雌型ねじ山頂上部が雄型ねじ山根本部と接触し、および／または、雄型頂上部が雌型ねじ山根本部と接触するように、ねじ切りが指定される。
【００７６】
ねじ山の頂上部と根本部との間での前記接触の後に、負荷フランクおよび突き刺しフランクが接触するまで、組立が継続可能であり、ねじ山頂上部が、対応するねじ山根本部と干渉する。
【００７７】
しかしながら、発明者によって行われた計算が示していることは、組立終了時にねじ山の面とその面間の角度との変化により、ねじ切りタイプのねじ山によって十分な密封が保証できないことである（気密密封）。
【００７８】
また、溝が存在することにより、前記変形から生じる漏れ溝の断面も増大される。非干渉タイプのねじ切りと同様に、干渉タイプのねじ切りとの密封が接触面５，６，１６によって行われる。
【００７９】
干渉タイプのねじ切りの１つの利点は、一定のパイプ厚さ用に高い臨界断面を使用し、その結果として、張力によりねじ込み接続部のより高い効率に同調することである。
【００８０】
図１０は、図７および図８と類似し、雄型ねじ山根本部２１および雌型ねじ山頂上部３４での干渉タイプのねじ切りの場合には再び同符号を有し、軸方向逃げが、雌型ねじ山根本部３３と雄型ねじ山頂上部２０との間に存在する。もちろん、１つは、反転配置に、すなわち、雄型ねじ山根本部２１と雌型ねじ山頂上部３４との間の逃げに、および、雌型ねじ山根本部３３と雄型ねじ山頂上部２０との間での干渉に備えることができる。
【００８１】
また、図７、図８、および図１０の配置と、たとえばねじ切りが２つの部分である図２および図３の実施の形態と同様に、ねじ切り長さの様々な部分の上で反転された図１０の配置とのうち２つ以上を有することは可能である。
【００８２】
これよって説明されることは、図２において２つのねじ切り部のテーパ面だけが何故ほぼ一致することを必要とし、２つの部分間の干渉差が何故これらの面間の僅かな半径方向の距離を含むのかである。
【００８３】
一例として、図７および図８の配置は、１．１６±０．０２５ｍｍの均一高さの雄型ねじ山および雌型ねじ山を伴って生成可能であり、図１０の配置は、１．２８５±０．０２５ｍｍの雌型ねじ山高さを増加させることによって生成可能であり、雄型ねじ山高さは、不変のままであるので、その結果、雄型頂上部と雌型根本部との間で半径方向逃げ≧０．０７５ｍｍとなる。
【００８４】
図９は、本発明の接続部の雄型ねじ切りのねじ山１８の数巻きを示し、その数巻きは螺旋状間隔によって互いに分離されている。その図は、ねじ山１８の軸方向幅と間隔３６の軸方向幅とのそれ自体公知な漸次的な変化を示し、雄型要素の自由端部からそれぞれ増加および減少させ、その結果、組立中に雄型および雌型ねじ山の軸方向干渉を漸次引き起こしている。
【００８５】
図１〜図３の実施の形態は、１つのねじ込み接続部のみによって構成される２つの非常に長いパイプ間のねじ込み組立体に関しており、その１つのねじ込み接続部の雄型および雌型管状要素が非常に長いパイプの端部に配置されている。
【００８６】
そのようなねじ込み組立体は、「フラッシュ（面一）」タイプ（ねじ込み接続部の両要素の外径がパイプの外径である）、または、「スリムライン」（雌型要素の外径が雄型要素の径より数パーセント大きい）としても知られる「セミフラッシュ（半面一）」タイプであっても良い。
【００８７】
また、本発明は、２つの非常に長いパイプ間のねじ込み結合組立体にも適用可能であり、そのような結合組立体は２つの管状ねじ込み接続部によって構成され、雌型要素は継ぎ手と反対に位置決めされるのに対し、雄型要素は非常に長いパイプに生成されている。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】油田またはガス井戸用に意図された本発明の３つのねじ込み管状接続部の軸方向の半断面図である。
【図２】油田またはガス井戸用に意図された本発明の３つのねじ込み管状接続部の軸方向の半断面図である。
【図３】油田またはガス井戸用に意図された本発明の３つのねじ込み管状接続部の軸方向の半断面図である。
【図４】雄型要素の自由端部に密接する図１〜図３の接続部の何れか１つの領域の拡大尺度での部分図である。
【図５】本発明の接続部の一方のねじ山をさらに拡大尺度で示す軸方向の部分断面図である。
【図５Ａ】拡大尺度で図５の詳細Ａを示す図である。
【図６】本発明の接続部の一方のねじ山をさらに拡大尺度で示す軸方向の部分断面図である。
【図７】非干渉ねじ切りおよび干渉ねじ切り用の組立位置において、本発明の接続部の雄型ねじ切りおよび雌型ねじ切りの数巻きをそれぞれ示す軸方向の部分断面図である。
【図８】非干渉ねじ切りおよび干渉ねじ切り用の組立位置において、本発明の接続部の雄型ねじ切りおよび雌型ねじ切りの数巻きをそれぞれ示す軸方向の部分断面図である。
【図９】本発明の接続部の雄型ねじ切りと、ねじ山の軸方向幅と、雄型要素の自由端部から漸次それぞれ増加および減少するねじ山の間の間隔の軸方向幅との数巻きを示す部分断面図である。
【図１０】図７および図８の変形例を示す図である。
【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５Ａ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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