(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接している筒状体間の連結部を封鎖する方法であって、
第１の筒状体の軸方向端部を第２の筒状体の軸方向端部開口の中に置き、これにより前記筒状体間に環状区域を定める段階、
前記第１及び第２の筒状体間の前記環状区域内に封鎖部品を配置する段階、更に
前記第１及び第２の筒状体間の環状区域を封鎖するために前記第１及び第２の筒状体間の前記封鎖部品を圧縮させるように前記第１及び第２の筒状体を半径方向で拡張させる段階、を有する方法。
【請求項２】
前記封鎖部品が、弾性シールリング及び別個のスペーサーリングよりなる請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記シールリングが過フッ化炭化水素化合物よりなり、前記スペーサーリングがテフロン含有化合物よりなる請求項２記載の方法。
【請求項４】
入れ子状に組み合わせられた筒状体間の封鎖を形成する方法であって、
第１及び第２の入れ子式に組み合わせられた筒状体間の重なっている環状区域内に封鎖部品を配置する段階、更に
前記重なっている環状区域において前記第１及び第２の筒状体間の封鎖を形成するために前記封鎖部品を圧縮するように前記第１及び第２の筒状体を半径方向で拡張させる段階、を有する方法。
【請求項５】
前記封鎖部品が、弾性シールリング及び別個のスペーサーリングよりなる請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記封鎖部品が、前記重なっている区域における前記第１及び第２の筒状体の一方に形成された環状の溝の中に持ち込まれる請求項４記載の方法。
【請求項７】
前記シールリングが過フッ化炭化水素化合物よりなり、前記スペーサーリングがテフロン含有化合物よりなる請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記筒状体の拡張前の前記シールリングの断面収縮率が１５％以上である請求項６記載の方法。
【請求項９】
入れ子状に組み合わせられた筒状体を封鎖する方法であって、
第１の筒状体の軸方向端部を、直径がより大きい第２の筒状体の軸方向開口内に挿入し、これにより前記第１及び第２の筒状体の軸方向端部に隣接して軸方向に伸びている環状区域において前記第２の筒状体を前記第１の筒状体に重ねる段階、
前記第１及び第２の筒状体の間の環状区域に変形可能な封鎖部品を配置する段階、
前記第１及び第２の筒状体を半径方向で拡張させる段階、更に
前記環状区域の前記第１及び第２の筒状体間に封鎖を形成するための前記拡張段階中に前記封鎖部品を圧縮する段階、を有する方法。
【請求項１０】
前記封鎖部品が、弾性シールリング及び別個のスペーサーリングよりなる請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記封鎖部品が、前記重なっている区域における前記第１及び第２の筒状体の一方に形成された環状の溝の中に持ち込まれる請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記筒状体の拡張前の前記シールリングの断面収縮率が１５％以上である請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
ネジの切られた筒状のピン部材とネジの切られた筒状のボックス部材との間の組み合わせられたネジ連結を封鎖する方法であって、
前記ピン部材と前記ボックス部材との間に定められた環状区域内に封鎖用部品を配置する段階、
環状区域において封鎖を形成し、これにより前記環状区域を軸方向の横切る流体の動きを防ぐように前記封鎖部品を圧縮させるために前記ピン部材と前記ボックス部材とを半径方向で拡張する段階を有する方法。
【請求項１４】
前記封鎖部品が、弾性シールリング及び別個のスペーサーリングよりなる請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記封鎖部品が、前記環状区域における前記ネジの切られた筒状のピン部材又はネジの切られた筒状のボックス部材の一方に形成された環状の溝の中に持ち込まれる請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記ネジの切られた筒状のピン部材及び前記ネジの切られた筒状のボックス部材の拡張前の前記シールリングの断面収縮率が１５％以上である請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記シールリングが過フッ化炭化水素化合物よりなり、前記スペーサーリングがテフロン含有化合物よりなる請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
ネジの切られたパイプピンとネジの切られたパイプボックスとの間の半径方向に拡張され封鎖された連結であって、
前記ピンと前記ボックスとの間に環状の組み合わせ区域を形成するようにネジの切られたピンをネジの切られたボックス内にネジ結合する段階、
前記ピンと前記ボックスとの間の環状の組み合わせ区域内に環状の封鎖部材を配置する段階、更に
前記組み合わせ区域を横切る軸方向の流体の移動を防止する封鎖を形成するために前記組み合わせ区域において前記封鎖部品を圧縮するように前記組み合わせ区域において前記ピンと前記ボックスとを半径方向に拡張する段階、により作られる封鎖連結。
【請求項１９】
前記封鎖部品が、弾性シールリング及び別個のスペーサーリングよりなる請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記封鎖部品が、前記ピン又は前記ボックスの環状の溝内に持ち込まれる請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記ピン及び前記ボックスの拡張前の前記シールリングの断面収縮率が１５％以上である請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
ネジの切られた連結具用のシールであって、
雄ネジの切られたピン連結具を受け入れるための雌ネジの切られた筒状ボックス連結具、
前記ボックス連結具の内面に形成された環状の溝、
前記ピン連結具が前記ボックス連結具の中に受け入れられたとき、前記ピン連結具と組み合い且つこれに対して封鎖するために、前記溝の中に持ち込まれた環状で弾性的なシール部材、及び
前記溝の中に持ち込まれた環状のスペーサーリングであって、これにより、前記ピンが前記ボックス内に受け入れられたときに、前記スペーサーリングが前記溝の中の前記シール部材を保持するように前記シール部材と組み合うスペーサーリング、を備えたシール。
【請求項２３】
前記シール部材の断面収縮率が１５％以上である請求項２２記載のシール。
【請求項２４】
前記シール部材が過フッ化炭化水素化合物よりなり、前記スペーサーリングがテフロン含有化合物よりなる請求項２３に定められたシール。
【請求項２５】
前記溝が前記ボックス内に形成され且つ前記シール部材が前記スペーサーリングと前記ボックスの面との間に配置され、これにより、前記ピンが前記ボックス内にネジで受け入れられたとき、前記スペーサーリングと組み合うより前に前記ピンの先端が前記シール部材と組み合う請求項２３記載のシール。
【請求項２６】
ネジの切られた連結具用のシールであって、
雌ネジの切られたボックス連結具内に組み合うための雄ネジの切られたピン連結具、
前記ピン連結具の外面に形成された環状の溝、
前記ピン連結具が前記ボックス連結具内で組み合わせられたとき、前記ボックス連結具と組み合いかつこれに対して封鎖するために前記溝に持ち込まれた環状で弾性的なシール部材、及び
前記溝に持ち込まれた環状のスペーサーリングであって、これにより、前記ピン連結具が前記ボックス連結具内で組み合わせられたとき、前記シール部材を前記溝の中に保持するように前記スペーサーリングが前記シール部材と組み合うスペーサーリング、を備え、
これにおいて、前記ピン連結具及びボックス連結具が半径方向に拡張された状態となって前記シール部材を圧縮して前記環状の溝内の前記ピン連結具とボックス連結具の間にシールを形成するようになるシール。
【請求項２７】
前記シール部材の断面収縮率が１５％以上である請求項２６記載の封鎖。
【請求項２８】
前記シール部材が過フッ化炭化水素化合物よりなり、前記スペーサーリングがテフロン含有化合物よりなる請求項２７記載のシール。
【請求項２９】
半径方向に拡張可能な連結具組立体用のシール機構であって、
ピン部材、
前記ピン部材とボックス部材との間の重なっている環状区域を形成するように前記ピン部材を入れ子状に受け入れるようにされたボックス部材、
前記重なっている区域内で前記ピン部材又は前記ボックス部材の一方により支持された環状の溝であって、前記重なっている区域内で環状の体積を定めている溝、
前記溝の中に持ち込まれた環状で変形可能な封鎖部品であって、前記連結具の拡張前には前記溝の前記環状の体積の全部は占めず、そして半径方向拡張に続いては前記重なっている区域の封鎖を形成するために前記環状の体積の大きい割合を占めている封鎖部品、
を備えたシール機構。
【請求項３０】
前記封鎖部品が、環状のシールリング及び別個の環状スペーサーリングよりなる請求項２９記載のシール機構。
【請求項３１】
前記連結具組立体の半径方向拡張前の前記シールリングの断面収縮率が１５％以上である請求項３０記載のシール機構。
【請求項３２】
前記シールリングが過フッ化炭化水素化合物よりなり、前記スペーサーリングがテフロン含有化合物よりなる請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
ピン及びボックス連結具用のシールであって、
軸方向及び半径方向に伸びていて雄ネジの切られたピン、
前記ピンの組み合わせられた外面と前記ボックスの組み合わせられた内面との間に環状の面を形成するように前記ピンをネジ結合で受け入れるようにされた軸方向及び半径方向に伸びていて雌ネジの切られたボックス、
前記ボックスの前記内面における環状の凹所、及び
前記凹所内に持ち込まれた環状の封鎖部品であって、前記ピンが前記ボックス内に受け入れられたとき、前記凹所の最大の平均軸方向寸法より少なくも１５％小さい最大の平均軸方向寸法を持っている封鎖部品、
を備えたシール。
【請求項３４】
前記封鎖部品が環状のシールリング及び別個のスペーサーリングよりなる請求項３３記載のシール。
【請求項３５】
前記ピン及びボックスの連結具が半径方向に拡張される前の前記凹所内の前記シールの断面収縮率が１５％以上である請求項３４記載のシール。
【請求項３６】
前記シールリングが過フッ化炭化水素化合物よりなり、前記スペーサーリングがテフロン含有化合物よりなる請求項３５記載の方法。
【請求項３７】
ピン及びボックスの連結具の間のシールの形成方法であって、
ボックス連結具の内部に形成された環状の溝の中に封鎖部品を配置する段階、
ピン連結具とボックス連結具との間に重なっている環状の区域を形成し、前記溝が前記重なっている区域内に落ち、更に前記ピン連結具が前記ボックス連結具内に完全に組み合わせられたときに前記封鎖部品が前記溝の体積の９５％以下を占めるようにピン連結具を前記ボックス連結具内に組み合わせる段階、そして
前記封鎖部品を前記ピン連結具との封鎖組み合わせ状態に強制し、これにより前記封鎖部品が前記溝の実質的に１００％を占めるように前記重なっている区域において前記ピン連結具とボックス連結具とを半径方向で拡張させる段階、を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
発明の分野
本発明は一般にチューブ状ボデイを接続するための方法と装置に関する。特に、拡大する内径の掘削用パイプ（pipe string）を形成するために半径方向に拡張されるパイプ部分（pipe section）の接続端部で堅固な機械的係合をシールをもたらすための方法と装置に関する。
従来技術の説明
鋼管油井ボア（ｗｅｌｌ  ｂｏｒｅ）用の新技術は、該鋼管掘削パイプが油井ボア内に降ろされた後該油井鋼管パイプを半径方向に拡張する。該鋼管掘削パイプは、オーバーサイズの鍛造用ツール、又は”ピッグ（pig）”を該掘削用パイプを通るよう動かし、該掘削用パイプをその元の半径寸法を越えて半径方向に拡張させることにより半径方向に拡大される。この技術は鋼管の次の掘削用パイプを、前に拡張された鋼管掘削用パイプの部分を通して降ろされさせ、そしてその後同様に拡張されさせることを可能にする。結果は実質的に同じ内径を有する鋼管の１連のリンクされた部分によりケース（cased）された油井となる。該過程はシェルオイル社に譲渡された米国特許第５、３４８、０９５号により詳細に説明されている。
【０００２】
従来の鋼管掘削パイプはそれらの端部でねじ結合で一緒に取付られた１連の個別パイプジョイントで構成される。典型的に、鋼管のジョイントは長さで約１２．１９ｍ（約４０フイート）であり、該ジョイントの１端でおねじの”ピン”接続部と相手ジョイント端でめねじの”ボックス”接続部とを有する。該ジョイントは各端部にピンを有してもよく、ボックス接続部は該ピン接続部の１つ上にねじ込まれる短いカップリングにより形成される。幾つかの鋼管は該鋼管ジョイントの１端に構成して形成されるボックス接続部を有して作られる。これらの構成ボックス接続部は該パイプボデイより半径方向に大きいか、又はそれらは同じサイズでもよい。後者の場合は、該接続はフラッシュジョイント接続（flush joint connection）と呼ばれる。
【０００３】
従来の鋼管ジョイントでの適当に取り付けられたピンとボックスの接続の間のねじ係合は該掘削パイプを一緒に保持する確実な機械的接続部を維持するには有効であり、内部鋼管範囲を形成油井ボア環境から有効にシールする。該鋼管掘削パイプが半径方向に拡張される時、従来の接続部は、該接続部の係合部品に適当な係合作用とシール作用を妨げ得る仕方で寸法変化する。従来の接続の該半径方向拡張は又機械的分離を可能にするに充分な程該ピンとボックスの構造を弱めるか又は他の仕方で破損するかも知れない。
【０００４】
油田用のねじ接続は主に３種類のシールに頼るが、金属対金属のショルダリングシール（shouldering seal）か又は空虚範囲（void areas）内でシールをもたらすねじコンパウンドを使用する大きなねじ締め代付き係合ねじで形成されるシールか又は該ねじ範囲内にトラップ（entrapped）された変形可能シールリングである。これらの種類の全部の３つのシールは該ピッグにより起こる半径方向拡張により不能となる、各場合に、該ピンとボックスの拡張に続いて、該ピンとボックスの部材は半径方向に分離し（separate）、該シールを破損させる。
【０００５】
該拡張されたピンの端部は該ピッグが除去された時該パイプの内径内にスプリングバックする自然の傾向がある。拡張過程に続く該分離及びゆがみは該ピンとボックスとの間に配置されたシールを傷つけ、該パイプのボア内に障碍物を創る。該ゆがみは非常に大きいので該ピンとボックスのねじは外れるかも知れない。
【０００６】
拡張された接続部の破損の関連原因は、従来の鋼管ジョイント接続の半径方向拡張が該ピンとボックス内の異なる度合の永久変形を生ずることである。拡張力が除去されると、該ピンは該ボックスよりも多くその元の寸法に戻る傾向がある。結果は漏洩又は機械的分離を起こさせるかも知れない該ピンとボックスの間の環状の分離となる。
【０００７】
又従来のコネクターの半径方向拡張は該コネクターに漏洩を起こさせるかも知れない。多くのねじ式パイプ接続部でのシール機構は該ピンとボックス内の金属対金属のシール用面の係合から生ずる。これらのシール面の係合は圧力シールを提供するために該ピンとボックスの間の環状空間を閉じる。該接続部の半径方向拡張は該シール用面をゆがませ、変位させて該環状空間を通しての漏洩を可能にする。
【０００８】
該ピンとボックスの係合面間にエラストマーの、環状シールリングを使うコネクターも又該接続部が半径方向に拡張されると漏洩にさらされる。従来のＯリングシールされたコネクターの環状のエラストマーのシールは該ピン又はボックスの何れか、又は両者内に形成された環状溝内に担われる。この様な接続部のシールは、該環状のシールリングが該充分に係合されたピンとボックスの間で半径方向に圧縮された時形成される。該係合された接続部の次の半径方向拡張は該環状シールリングの半径方向圧縮を変え、それは今度は該拡張された接続部を通しての漏洩を可能とするかも知れない。該拡張過程中に起こる該溝内の寸法変化は又該環状のシールリングを破損し、該シールが漏れることを可能にする。
【０００９】
又従来の油井パイプ接続は、該接続部が半径方向に拡張された時該ボックスの長さに沿って裂けやすい。該拡張過程は該接続されたパイプセグメントの端部にある何等かの薄い壁部分で膨張応力を集中させる。従来のコネクターで壁厚さについての受け入れ可能な裕度は、ピン又はボックスが、比較的薄い壁範囲を含む不均一厚さを有しても欠陥がないように、比較的大きい。この従来のコネクターでは、しかしながら、該接続部の膨張により誘起される応力の集中は該薄い部分を破断又は過度に膨張させるに充分である。従来のコネクターが該ボックス又はピンの何れかで比較的薄い壁部分を有する範囲を備える確率は余りに大きいので半径方向に拡張されるべき掘削パイプ内にはこの様なコネクターは使えない。
【００１０】
【発明の概要】
環状の、エラストマーのシールが、チューブ状コネクターのねじ付きボックス内に形成された非標準の環状溝内に担われる。環状の、スペーサーリングが該溝内の該シールリングに隣接して位置付けされる。該溝、該シールリングそしてスペーサーリングの寸法は、該接続部のピンが該ボックス内で半径方向に拡張され、該ボックスとピンの両者が更に半径方向に拡張される時、該シールリングが軸方向及び半径方向に圧縮されるように、機能的に関係付けられる。該接続部の半径方向拡張は該ボックス内の該溝を軸方向に収縮させ、該シールリングを該スペーサーと該溝の反対壁との間に圧縮するよう該スペーサーリングを該シールリングに対し押し付ける。該スペーサーリングは該シールリングを該溝内に保持するのを助け、又該シールリングをトラップしそれを該接続部の拡張時に該溝が収縮する時該溝内で膨張させるために圧縮性壁面として役立つ。該拡張されたシールリングは対圧力性シールを提供するために該膨張リングに相対した溝壁で該ピンとボックス間のギャップ内に押し出される。
【００１１】
本発明の接続部の好ましい形式は、係合されたピンとボックスの部品間の顕著な半径方向ねじ締め代無しのフックされたねじ形式を有する一条テーパーねじ部分を装備している。該接続部の拡張に続いて該ピン端部が該拡張されたボックスから半径方向に内部へ離れるよう動くのを防止するために内部の逆角のトルクショルダーが該ピンと係合する。
【００１２】
該ボックスの該面の薄い部分に隣接する該ボックスの外径と該ピンの薄い部分端部に隣接する該ピンの内径とは、該拡張過程中に該部品の何れかの薄い壁の部分内への応力の集中を防止するために該２つの接続部品の壁厚さの変動を限定するために加工される。
【００１３】
ピッグが該ピンから該ボックス内へ進行すると、該ピン内径は該ボックス内径より小さいか又は等しい。それが半径方向に拡張された時該接続部内に形成される誘起応力を限定するために、該加工された内径間のスムーズで緩やかな移行と該ピンとボックス接続部上の”ロールされた様な（as rolled）”内径も提供される。
【００１４】
該ねじの端部と、該ピン端部を取り込むために提供された逆角トルクショルダー（reverse angle torque shoulder）と、の間のボックス内の溝にエラストマーの、環状シールが据え付けられる。該環状シールは、シーリングの完全性を保持しながら該拡張過程中該接続部の半径方向拡張と軸方向収縮を受け入れるような寸法とされる。該シールリングと共に該溝内に使われる環状スペーサーリングは、該シールリングを位置的に保持しそれを破損から保護するために、該接続部組立時該ピンが該ボックス内に入る時そして該拡張過程中該接続部が拡大される時、該シールリングの動きを限定する。
【００１５】
もし望むならば、外部圧力に対しシールするために、該ピンねじの端部と該ピン接続部の極端な端部との間で該接続部のピン内に第２のエラストマーのシールが据え付けられてもよい。第２のシールリングも又スペーサーリングと共に使用され、両者は該ピン内に形成された溝内に担われ、該溝は、該接続部が半径方向に拡張される時該シールリングを半径方向に拡張させるよう該シールリング及び該スペーサーリングのそれらと協調する寸法を有する。
【００１６】
逆角トルクショルダーは、該接続部の組立を助けるための積極的メークアップ位置基準を提供し、又組立後該接続部の何等かの弛め動作に抵抗するための捻りエネルギーを貯蔵する機構を提供する。加えて、該逆角トルクショルダーは、該拡張過程中に該ピンの該ボックスからの係合外れの防止のために該ピンのノーズへの半径方向の支持を提供する。
【００１７】
該接続部のねじは、該接続部を容易に組立るためのそして該油井掘削パイプの運転と設定で遭遇する負荷を支える構造部材を提供するための手段を提供するような寸法を有する。該ねじテーパーは該接続部の負荷支持部分を最大化する手段を提供する。
【００１８】
自由回転ねじ（ねじ締め代の無い）の具備はねじのゴーリング（）の確率を減じて該接続部が構成されることを可能にする。フックドねじ形式の使用は、該接続部の該半径方向拡張時該ピンとボックス間の機械的接続を保持するために追加的構造的支持を提供する。又フックドねじ形式は拡張後該ピンが縮む時該ピンとボックスを共に保持する。又該フックドねじ形式は、軸方向張力負荷の印加中該ボックス及び”ジャンピングアウト（jumping out）”から半径方向に延びることから該ピンを助けために追加的支持を提供する。
【００１９】
本発明の重要な特徴は該接続で使われる該ボックスの面の薄い部分上の制御された厚さの具備である。該ボックスの面での該薄い部分の厚さの変動を制御することにより、拡張過程中該薄い部分を裂けさせる、より薄い部分内でのひずみの集中を防止するために該厚さの大きな変動を避けられる。該薄い部分の裂けは該接続部が漏れ構造的に破損させ、該ボックスとピンの係合外れを引き起こす。
【００２０】
本発明の好ましい形式では、該ピンの面では、該接続部の該ボックスの内径は該ピンのそれと実質的に同じである。もし該ボックスの内径が、該ピンとボックスの接続部間の内部インターフエースで該ピン内径より顕著に小さければ、該ボックスは該ピンより半径方向に膨張する。このより大きい膨張は該ピンとボックス間の該シールリングの接触を顕著に減じるか、又は完全に無くし、漏洩を起こさせる。又該ボックスのより大きい半径方向膨張は該ねじフランク（flank）の半径方向係合を減ずるか又は無くする。該ねじフランクの半径方向係合の減少又は排除は印加負荷用の適当な構造的支持を保持する該ねじの能力消失に導き、該接続の係合外れをさせる。
【００２１】
本発明の好ましい形式の該ピンとボックス接続は、該ピンとボックスが同じ程度に半径方向に拡張されることを更に保証するよう実質的に同心の内径を備えている。該ピンとボックスのコネクターでの均一な壁厚さの具備のみならず該ピンとボックス間の実質的に同一内径の具備も、従来のピンとボックスのコネクターで起こる普通の変動を防止するために重要範囲内で該接続部を加工することにより保証される。
【００２２】
それが該接続部を通過する時該拡張装置の通過を混乱させる突然の変化を防止するために該接続部の内径部分のどんな変化もスムーズで緩やかね推移で保持される。
【００２３】
例え該接続部が半径方向に拡張された後でも該パイプの内側からの油井ボア流体の通過を防止又は減ずる方法で本発明の環状のシールリングが該係合されたピンとボックスの間に位置付けされる。該環状のシールリングの寸法は、該係合されたピンとボックスの間の望ましいシールを創り、保持するために該接続部の拡張後に適当な”スクイーズ（squeeze）”を保持するよう選択される。
【００２４】
該環状のシールリングと連携して使用される環状のバックアップリングは、該接続部の組立中該シールリングが該シール組立体溝から部分的にか完全にか何れかで外れることを防止する。又該バックアップリングは、該接続の拡張中、該環状リングが該シールリングから部分的に又は完全に押し出されることを防止する。
【００２５】
望むならば、本組立体のシールは又、該ねじの端部と該ピンの外部ショルダーとの間の該ピン接続部内の溝内に外部シールとして使われてもよい。該外部シールの環状のシールリングとスペーサーリングとは、該ボックス内で使われる内部シール組立体の場合に於ける様に、該拡張過程中該シールリングが該ピンとボックスの間のシールする係合部内に半径方向に膨張するような寸法を有する。該第２のシール組立体の主な目的は該パイプの外側から該パイプの内側内への流体の通過に対しより良い抵抗を提供することである。この位置でのオプションのシールリングの配置は、圧力負荷の下で該ピンとボックスのシール面間で半径方向剥離に対しより大きい抵抗を提供する、該ピンの実質的により厚い部分内でその存在のために該パイプの外側からの流体の通過に対するより良い抵抗を提供する。
【００２６】
該シールを担う該接続部が半径方向に拡張される時該シールリングを半径方向に拡張させる寸法を有する溝内でエラストマーの環状シールリングを使うことにより、該拡張されたピンとボックス間で有効なシールが保持される。加えて、該接続部を加工するか又は他の仕方で該接続部厚さを近接して制御することにより該ボックスカウンターボアの円周の周りで均一な厚さを保持することにより、該拡張過程中誘起されるプラスチックひずみの効果は均一に分布され、該ボックス接続の裂けを防止する。又該加工過程は該係合されたピンとボックスの接続部の内径間に高度の同心度が保持されることを保証する。これは鍛造用ピッグが妨害無しで該接続部を通過することを可能にし、該ねじ及び／又はシールの係合外れを防止するために該ピンとボックス接続部間の高度の差動的膨張を防止する。
【００２７】
従来のフラッシジョイント接続部は単純な端部パイプ上を加工される、該パイプ端部はスウエージ加工され（swaged）そして次いで該パイプより著しく小さな直径に加工される。これらの接続部のピンとボックス間の内径の最終差は該接続形状での突然の変化を創りそれは該ピッグの通過を妨げる可能性がある。本発明は該ピンの内径上に加工面を提供し、それは該嵌合するボックス接続部と実質的に同じ直径であり、接続形状での突然の変化を防止する。
【００２８】
シームレス鋼管より寧ろ電気抵抗溶接により形成された鋼管の方がより均一なボデイ壁を有し、拡張される鋼管掘削パイプでの使用に好ましい。
【００２９】
鍛造作用からは、本発明の目的が、機械的に堅固で漏れがないような拡大された接続部を有し、該接続部内でより大きい内径を作るために接続されたチューブ状ボデイを半径方向に拡張する方法を提供することであることが評価されるであろう。
【００３０】
又本発明の目的は、拡張された後堅固に係合され、漏れがなく留まる接続部を提供するためにねじ係合されたチューブ状接続部を半径方向に拡張する方法を提供することである。
【００３１】
本発明のなおもう１つの目的は油井ボア内の接合鋼管パイプ部分の掘削パイプを半径方向に拡張するための方法であり、該拡張されたジョイント接続部の各々は該油井ボア内の掘削パイプの漏れのない支持を保証するために堅固に係合されてシールされている様な、方法を提供することである。
【００３２】
本発明の重要な目的は、内部ボデイが外部ボデイ内に半径方向に拡張され、両ボデイが次いで一緒に半径方向に拡張される時シールを作るために重畳された、内部及び外部のチューブ状ボデイ間に使われ得るシール組立体を提供することである。
【００３３】
又本発明の目的は、拡張された接続部でシールを形成するためにピンとボックスの間のシール組立体を圧縮するために半径方向に拡張され得るシール組立体を有する係合されたピンとボックス接続部を提供することである。
【００３４】
本発明のなおもう１つの目的は、拡張されたピンとボックス間のシールを提供するために接続部が半径方向に拡張される時軸方向及び半径方向に圧縮されるピンとボックスの接続用シールを提供することである。
【００３５】
本発明のもう１つの目的は、接続部が半径方向に拡張された後該ピンノーズが該ボックスから半径方向に離れて収縮することを防止するためにピンノーズがボックスと機械的に係合され、ロックされる様な、ピンとボックスの接続部を提供することである。
【００３６】
本発明のなおもう１つの目的は接続部が半径方向に拡張された時ねじの機械的分離を防止するためにインターロックするねじを有するピンとボックスの接続部を提供することである。
【００３７】
本発明の重要な目的は、接続部が半径方向に拡張された時ピン又はボックスの何れかの薄い壁の範囲での破損に抵抗するピンとボックスの接続部を提供することである。
【００３８】
【例示の態様の説明】
図１は、フォーメイション（ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）Ｆをとおして掘削された坑井（ｗｅｌｌ  ｂｏｒｅ）ＷＢの慣用の完成を示し、この坑井（ｗｅｌｌ  ｂｏｒｅ）においては引き続いてセットされたケーシング区域１１、１２及び１３は坑井内のより深い区域においてセメンティングされている（ｃｅｍｅｎｔｅｄ）。ケーシング区域１２をケーシング区域１１を通して降下させることが必要であるので、ケーシング区域１２はケーシング区域１１の内径より小さい外径でなければならない。非常に深い井戸を掘削する場合には、前記の先行技術の方法は、地下生成フォーメイションに隣接した適当に大きい坑井を得るために、井戸は表面における相対的に大きな最初の坑井を有することを必要とする。
【００３９】
図１は慣用の線状ケーシングの完成を示す。或る井戸においては、ストリング１２及び１３の１つ又はそれより多くが、すぐ上のケーシング区域から吊り下げられているよりもむしろ表面にはるばる戻って延びていることがある。或る区域で遭遇するいくらかのフォーメイションの問題（ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｐｒｏｂｌｅｍｓ）は、典型的なケーシングプログラムが使用されのを妨害する。その理由は地下フォーメイション（ｓｕｂｓｕｒｆａｃｅ  ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を破壊しそして井戸の循環を失わせるか、さもなければ井戸の制御を失わせる危険があるからである。
【００４０】
図２は、フォーメイションＦを通して掘削された坑井ＷＢへと延びているケーシングのストリング１４を示す。ストリングは、井戸表面に延びている細長いストリングを形成することが示されているとおり連結部１５ａ、１６ａ及び１７ａにより固定されている（ｓｅｃｕｒｅｄ）一連の連結されたケーシングジョイント、例えばジョイント１５、１６、１７及び１８からなる。ケーシングストリング１４は、隣接するケーシングジョイント間にフラッシュジョイント連結部（ｆｌａｓｈ  ｊｏｉｎｔ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を有する長さ約４０フィートの個々のケーシングジョイントから構成されているものとして示されている。本発明に従えば、ケーシングストリング１４は、本発明のケーシングストリング１４及び連結部１５Ａ、１６ａ及び１７ａを通って内部を進むフォージング装置（ｆｏｒｇｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）を使用して取り囲んでいる坑井ＷＢと係合するように半径方向に膨張させられるべきである。
【００４１】
図３は油圧の如き適当な力によりケーシングストリング１４を通って下向きに強制されて、ケーシングストリングを取り囲んでいる坑井ＷＢの壁と係合するように半径方向に膨張させる、ピグ（ｐｉｇ）Ｐを示している。ケーシングストリング１４は、本発明の１つの形態では、ストリングの内径がケーシングの膨張された区域より下の坑井の内径とほぼ同じ寸法となるまで半径方向に膨張させられる。ケーシングストリング１４の下部内表面は減少した肉厚及び次のケーシングのストリングを固定するために使用される環状リッジ２０を備えている。
【００４２】
ピグＰは表面からケーシングストリングの底部に向けて下向きにケーシングストリング１４に適用されているものとして示されているが、実際の適用においては、フォージング装置は、実際にはケーシングストリングの底部に担持されそして所定の位置においてストリングにより活性化されて、ピグをストリングの底部から井戸表面に向けて戻るように強制することができる。フォージング要素を井戸ストリングを通して移動させるための特定の手段及びフォージング要素の構造の詳細は本発明の一部ではない。
【００４３】
図４は取り囲んでいる坑井ＷＢへと完全に膨張させられたケーシングストリング１４を示す。
【００４４】
図５は、最上部区域がケーシングストリング１４の最下部区域内にあるように位置しているケーシング２１の第２区域の上端部へと進められているピグＰを示す。ケーシング区域２１は膨張させられたケーシングストリング区域１４の内径より小さい外径を有する。
【００４５】
図６は、取り囲んでいるフォーメイションＦと係合するように半径方向に膨張させられそしてケーシング区域２１の上部とケーシング区域１４の下端との間のフォージングされた機械的インターロックにより機械的に固定されたケーシング区域２１を示す。ケーシング区域２１の上部をケーシング区域１４の下端に接続する方法は例示的でありそして本発明の一部ではない。ケーシング区域２１の半径方向膨張の後、坑井ＷＦは、ケーシングストリング１４がその中へと延びている元の坑井の内径に実質的に等しい内径を有するケーシングのシングルストリングによりその全長にわたってケーシングされる。
【００４６】
図７は、一般に２５で示された本発明のコネクタの断面図を示す。コネクタ２５はピン区域２６とボックス区域２７を含む。ピン及びボックスを係合させるねじ山は単一のテーパーに沿って形成されたフック付きタイプ（ｈｏｏｋｅｄ  ｔｙｐｅ）である。ねじ山のプロフイル及び形状の特定の形態は本発明の連結部及びシールを説明する目的で例示されており、本発明においてはいかなる適当なねじ山も使用できることは認識されうる。好ましくは、ねじ山形態は単一のテーパーに沿って形成される機械的にロッキング又はフッキングするタイプのねじ山を与える。
【００４７】
コネクタ２５は環状エラストマーシールリング２９及び環状スペーサリング３０からなる一般に２８で示された環状シール組立体を含む。シールリング及びスペーサは、ボックス２７内のねじ山の基部内に形成された環状溝３１において担持される。好ましい形態では、シールリング２９はフルオロカーボン化合物の如き適当な弾性材料から構成され、そしてスペーサリング３０はＴｅｆｌｏｎ含有化合物の如きより少ない弾性の材料から構成される。
【００４８】
図７ａは、環状シール組立体２８の構造及び図７のコネクタ２５のピンの鼻の形状の詳細を示す。図７Ａは環状溝３１と、連結部の半径方向膨張の前に連結部において溝内に担持されたシールリング及びスペーサリングとの寸法関係の例を示す。溝３１は深さ３１ａ及び幅３１ｂを有する。溝深さ３１ａはリング２９の寸法を有するシールリングと関連して慣用的に使用される標準溝の深さより小さい。慣用のシールリング及び溝連結部は約１１〜１５％のスクイズ（ｓｑｕｅｅｚｅ）を与え、ここでスクイズは元の変形していないシールリングの断面高さで割ったシールリングの断面高さの変化として定義される。本発明の連結部は２６％又はそれより多くのスクイズを与える。
【００４９】
膨張リング３０はピンがボックスに入るにつれてピンとボックスとの間のギャップを橋かけして、シールリング２９が溝からピンの鼻とボックスとの間のギャップに押し出されるのを防止する。溝の幅３１ｂは、シール２９が最初の構成期間中に圧縮された溝３１を部分的にのみ充填し、それによりシールリングがピンとボックスとの間のギャップ中に押し出されるのを防止するように選ばれる。
【００５０】
シールリング２９は、膨張用具がスペーサ３０の下にある区域を膨張させる前にシールリングの下にある区域を最初に膨張させるように配置されるのが好ましい。スペーサリング３０の存在はスペーサ用具が連結部を通って進行するにつれてシールリングがギャップ３１ｃ中に押し出されるのを防止する。連結部の膨張はピン２６とボックス２７の内部半径を増加させるが溝の深さ３１ａを有意に減少させない。しかしながら、膨張は溝の幅３１ｂを減少させる。その結果、膨張プロセスは環状溝３１とピン２６の外表面との間で規定された全容積を減少させる。
【００５１】
図７Ｂを参照することによりわかるとおり、溝の容積は膨張プロセスにより減少させられて、弾性シールリング２９が溝３１を過充填する（ｏｖｅｒｆｉｌｌ）することを引き起こす。膨張リング３０は膨張プロセカ期間中ピンの外表面と接触したままであり、シールリング２９が溝の膨張リング側におけるピン２６とボックス２７との間のギャップに入るのを防止する。しかしながら、シールリングは溝の反対側端部でギャップ３１ｄへと膨張するのは自由である。ギャップ３１ｄ中への押出は初期膨張期間中に起こることができ、そして膨張用具の通過の後ピン２６がボックス２７から収縮した後に起こることもできる。シールリング２９の得られる押し出されたシール区域２９ａは、膨張させられたピン及びボックス間のシールを与えることを助ける。
【００５２】
シールリング３１の一側のみの単一スペーサリング３０の使用は、シールリングの各側のスペーサリングよりはむしろ、圧縮されたシールリングが溝３１から押し出されて連結部品間のシーリング効果を高めることを可能とする。単一スペーサリングは連結膨張の後生じるギャップへのリングの押出を限定することなく組立及び膨張期間中シールリングを所定の位置に維持する。
【００５３】
図８は一般に３２で示された連結部の改変された形態の断面図である。本発明の連結部３２は、ボックス区域３３とピン区域３４を含む。環状シール組立体３５はピン３４のねじ山の基部に設けられて外部坑井環境とコネクタ３２の係合したねじ山区域との間のシールを与える。シール組立体３５は環状溝３５ａに担持された環状弾性シールリング３６及び環状スペーサリング３７を含む。ボックスコネクタ３３の基部は管状コネクタ内の区域からの圧力漏洩を防止する環状シール組立体３８を備えている。環状シール組立体３８は弾性シールリング３９と環状スペーサリング４０を含む。
【００５４】
図８Ａはシール組立体３５の詳細を示す。図７Ａ及び８Ａを一緒に参照することにより気が付くとおり、シール組立体２８及び３５はそれらが中に配置されている溝３１及び３５ａを完全には充填しない。シール組立体と溝とのこの寸法的関係の目的は以後詳細に説明されるであろう。
【００５５】
図９はピグＰが本発明のコネクタ３２を通って進行している状態のピグＰを示す。例示された膨張プロセスはピグＰがピンから連結部のボックスに向けて進行すると共に起こる。膨張プロセカースをピンで逆転させて最初にボックスを膨張させ、次いでピンを膨張させことができることが認識されうる。
【００５６】
図９Ａは、連結部が膨張させられるにつれてのシール組立体３５の操作の詳細を示す。この初期の膨張期間中、スペーサリング３７はシールリング３６の運動を限定するのを助けて、シールリングへの損傷を防止しそしてバックアップ表面を与え、該バックアップ表面に対してシールリング３６は膨張の後の部分の期間中に反応して半径方向外向きに膨張し、それによりピン及びボックス連結部間のシールを維持する。図９Ａは、ピン及びボックスのフックねじ山間のロッキング係合も例示し、これはピン及びボックス接合部が膨張プロセス期間中と及び膨張プロセスの後分離するのを防止するのを助ける。例示されたねじ山形態はこの目的を達成するためにネガティブロードフランク（ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｌｏａｄ  ｆｌａｎｋ）を備えている。本発明の１つの態様は０．２０００インチ／インチのリード、連結の最大効率を許容する（ねじ山の妨害なし）ねじ山高さ及び連結部の全長を最適化するねじ山テーパーを有するピン及びボックスねじ山を使用した。パイプ外径の２０％までの膨張に適当な本発明の形態は、インチ当たり５ねじ山、フットテーパー当たり１インチ、０．０５０インチねじ山高さ、ネガティブロードフランク及びポジティブスタブフランク（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｓｔａｂ  ｆｌａｎｋ）を有する高級連結部を使用した。膨張するピン及びボックス連結部間の所望の保持を達成するために他のねじ山形態及びロッキング形状を使用することもできることは認められるであろう。
【００５７】
図１０はシールアセンブリ３８の膨張（ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）における詳細を示す。アセンブリ３８のシール領域の詳細図が図１０Ａに示されている。コネクターが膨張する前、シールリング３１及びスペーサーリング４０が占めるのは環状の溝３９とピンノーズにより区画される体積の全体未満であるのがわかる。ピンノーズの膨張の初期の間、回りのボックスコネクションから半径方向に内方に曲がっているピンのノーズも示されている。ボックス区画３３のねじ山の基底部に内部逆角トルクショルダー３９ａが形成される。本明細書下記においてさらに十分に記載する通り、ショルダー３９ａはピン区画の逆にテーパー付けられたノーズ末端３４ａを、コネクションが完全に膨張した後にその膨張位置に保つように機能する。
【００５８】
図１１は本発明のボックス５０の詳細を示す。ボックスの面端（ｆａｃｅ  ｅｎｄ）における壁厚寸法ＢＷは、ボックス中に比較的薄い壁の領域が存在するのを防ぐために、ボックスの円周全体の回りで均一に保たれる。ボックスの壁が領域ＢＥにおいてボックスの円周展開全体（ｅｎｔｉｒｅ  ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ）を通じて均一な厚さのものであることを保証するために適した、ＢＥにおいて示される外部領域の長さが機械加工される（ｍａｃｈｉｎｅｄ）。５．５−インチＯＤフラッシュジョイントパイプのボックスの場合、寸法ＢＥは約１．５インチかもしくはそれより大きいことができる。５．５−インチパイプの場合の寸法ＢＷは好ましくは０．０５５インチより大きい。ボックスの面におけるコネクションのためのシリンダーの最小壁厚／最大壁厚の比率は好ましくは０．７００より大きいかそれに等しい。一般に、好ましいコネクションは０．０５５インチより大きいシリンダーの壁の厚さを用い、面におけるボックスシリンダーの最小の壁を面における最大の壁厚で割った比率は０．７００より大きい。これらのデザインを有するコネクションは、膨張過程の間の割れに対して抵抗性である。本発明の方法で用いられるべきほとんどのケーシングの大きさの場合、これらの寸法はボックスの外径を面から１．５インチの最小の長さに機械加工し、壁厚及び壁厚比が適合することを厚さゲージを用いて物理的に確かめることにより適合される。壁厚が均一であることを保証するための他の適した方法も用いられ得る。
【００５９】
ボックスコネクション５０は好ましくは環状の溝５１を含み、その場合溝の断面積５２はボックスの限界（ｃｒｉｔｉｃａｌ）断面積５３より大きいか、もしくはそれに等しい。
【００６０】
図１２は本発明のピン６０の構築における詳細を示す。ピンノーズ６１はボックスの基底部において形成される内部逆角トルクショルダーにより噛み合わされ、且つその中に保持されるべくテーパー付けられている。ピンノーズから後に延びる内部領域ＰＥは、ピンの正しい均一な壁厚を保証するように機械加工される。５．５−インチＯＤフラッシュジョイントパイプのためのコネクターの場合、領域ＰＥは約１．５インチであることができる。ピンノーズの厚さＰＷは好ましくは０．０５０インチより大きいか、又はそれに等しい。溝６４の６３における断面積は、６５におけるピンの限界断面領域の断面積より大きいか、又はそれに等しい。
【００６１】
ピン末端形状における詳細を示す図１２Ａを参照すると、遷移角（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  ａｎｇｌｅ）Ｔがピン上に機械加工され、コネクションのボックス内にピンを埋める（ｍａｋｅｕｐ）間に、環状シールリングを位置に滑り込ませることを可能にしている。本発明の好ましい形態の場合、角Ｔは約１０oであることができる。ピン末端のテーパー角Ｎは約１５oであることができる。
【００６２】
図１３は本発明のボックスの溝の断面における詳細を示す。弾性Ｏ−リングシール（シールリング）７１が環状の溝７３内の環状スペーサーリング（位置リング）７２に隣接して示されている。シールリング７１は、コネクションのピン及びボックスが噛み合う前、溝を越えて半径方向に内方に延びているのがわかる。スペーサーリング７２は溝７３と大体同じ半径寸法だけ半径方向に延びている。溝の面を越えてシールリング７１が半径方向に延びている量は寸法Ｖにより示されている。コネクションの構築の間、位置リング７２はシールリング７１のための軸方向の支持面を与えている。これは、シールリング７１が構築の間に溝の壁内における噛み合わせにより薄切りされるか、又は裂けるのを防ぐ。本発明の１つの形態において、位置リングは半径当たり０．００２インチ〜０．００６インチの締め代の範囲内ですべてのパイプの直径上のピンノーズと干渉する（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅ）ように選ばれる。すべてのパイプの直径上のボックス後部シリンダー及びピンノーズシリンダーの間の初期間隙は０．００６インチ〜０．０１４インチの範囲内である。
【００６３】
図１４は、ピンをボックス内に進ませる間の本発明のコネクションを示す。この位置では、ピンノーズがシールリング７１の下を滑り、位置リング７２内に動いている。示されている本発明の形態の場合、ピンノーズのＯＤ及び位置リングのＩＤの間の締め代は半径上で０．００２インチ〜０．０１０インチの範囲内である。位置リングは、コネクションの構築の間、シールリングを溝内に保つ。
【００６４】
図１５及び１６は本発明のスペーサーリング６５における詳細を示す。５．５−インチ外径のコネクションの場合に用いるために、スペーサーリングに４．９９４インチの内径、５．１０４インチの外径、０．０５５インチの厚さ及び０．０６７インチの幅が与えられる。本発明の好ましい形態の場合、位置リング６５は２５％のファイバーガラス充填剤を有するバージンテフロンから構築される。溝を介するその動き易さを助けるため、ならびに隣接シールリングへの損傷を防ぐために、すべての鋭い端は位置リングから除去される。１００％テフロン組成物（ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）を含む他の組成物を位置リング６５のために有益に使用することができる。
【００６５】
図１７及び１８は本発明のシールアセンブリにおいて用いられる弾性環状シールリング６６を示す。シールリングは７０〜７５のショアーＡ押込硬度計範囲を有するフルオロカーボン  Ｖ  ７４７−７５配合物のようないずれの適した材料から構築することもできる。
【００６６】
図１９はパイプ本体のパーセント膨張と本発明のシールリングの特性又は寸法、溝の幅及びスペーサーリングの間の関係を示す表である。図１９に示す通り、０．０７０インチ±０．００３インチの断面を有するシールリング（「Ｏ−リング」）を用いて１０％膨張した本体が与えられる。スペーサー（「位置リング」）と一緒に用いる場合、シールのための溝の幅は０．１５６インチ±０．００２インチである。示されているＯ−リングの選択の場合、位置リングは溝の体積の４９．５％より多くを占めなければならない。Ｏ−リングが占めるのは溝の体積の４１％未満でなければならない。シールリングと位置リングのこの組合わせを用いると、満たされていないのは溝の体積の９．５％未満である。図１９は、パイプ膨張の種々の組合わせの場合のシールリング、Ｏ−リング及び溝の寸法とＯ−リング断面、溝の幅及びリングの体積の間の関係を与えている。
【００６７】
図２０は、パーセントパイブ本体膨張、シールリング断面、位置リングを有する溝の幅と、コネクションの膨張の前及び後のスクィーズ（ｓｑｕｅｅｚｅ）のパーセンテージの関係を示す表である。かくしてパイプ本体の１０％膨張及び０．０７０インチ±０．００３インチのＯ−リング断面、位置リングを有する０．１５６インチ±０．００２インチの溝の幅の場合、膨張前のパーセンテージスティーズは２８．０％より大きく、膨張後の必要なパーセンテージスクィーズは２６．０％より大きい。Ｏ−リングスクィーズは、Ｏ−リングシールの直径が膨張過程の初期１０％に１０％減少し、膨張過程の最後の２０％の間にさらに５％減少するという仮定を用いて計算される。Ｏ−リングシール及び位置リング体積は膨張過程の間、一定に留まるであろう。溝の直径及びピンノーズシリンダーの直径は膨張パーセンテージと共に１対１で膨張する（ｅｘｐａｎｄ  １  ｔｏ  １）であろう。溝の幅は膨張過程の間に減少するであろう。Ｏ−リング及び位置リングを装着した後に満たされない溝全体の体積の制限は、噛み合わされ且つ膨張したピン及びボックスの間の領域がＯ−リングシールにより架橋されるように膨張過程を適応させる。
【００６８】
図２１は本発明のコネクションの修正形態７０を示す。コネクション７０はピンコネクション７１及びボックスコネクション７２を含む。ピン７１のノーズ区画７３に逆角テーパー付け面が設けられ、それはボックス内に形成される逆角トルクショルダー７４と噛み合う。ボックス区画７２内に形成される溝内に圧縮可能なシールアセンブリ７５が設けられる。ピン区画７１及びボックス区画７２の内径はＴＡにおいて示される領域に沿って半径方向に外方にテーパー付けられる。５．５−インチＯＤコネクションの場合、長さＴＡは約２．４インチである。このコネクションでは、コネクション効率は４５．１１％に等しく；パイプ本体面積は４．９６２４平方インチに等しく；限界面積ボックスは２．２３８４平方インチに等しく；ピン限界面積は３．１０３６平方インチに等しく；剪断力面積は２．７９８０平方インチに等しく；ねじ山フランク面積は５．６６３２平方インチに等しく；支持面積は３．２６７７平方インチに等しく；トルクショルダー面積は１．２２５２平方インチに等しく；最大降伏トルクは４２４６フートポンドに等しい。
【００６９】
図２２はコネクション７０における追加の詳細を示す。ピンコネクションは約２oのテーパー角Ｌを含み、それはピン後部のノーズからピンコネクションの本体に向かって約１．２インチ延びていることがわかる。
【００７０】
図２３はコネクション７０のボックスにおける詳細を示す。ボックス区画は、該区画の内部テーパーを与え、トルクショルダーから約１．２インチ延びている約２oの角Ｍを含む。コネクションはシールアセンブリを受け入れるためにボックスのねじ山内に切断されたシールリング溝７５ａを有するフックねじ山（ｈｏｏｋ  ｔｈｒｅａｄ）を含む。
【００７１】
図２４は本発明のコネクションにおいて用いられ得るねじ山の１つの形態のフックねじ山の構造における詳細を示す。ねじ山はねじが切られる領域の１つのテーパー７６に沿って形成され、ねじ山フランク７７はテーパーに平行である。ねじ山は負のロードフランク（ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｌｏａｄ  ｆｌａｎｋ）７８及び正のスタブフランク（ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｓｔａｂ  ｆｌａｎｋ）７９を有する。
【００７２】
本明細書内に記載する本発明の好ましい形態は、好ましくは組込みジョイント型の形状におけるパイプ上に機械加工され、その場合ピンコネクションがパイプの一方の平らな末端上に機械加工され、ボックスコネクションが他方の平らな末端上に機械加工される。他の態様が同様に可能であり、うまくいく。例えば平らなパイプ末端の代わりに、パイプ末端の一方の端又は両方を内方に、及び／又は外方にアップセットする（ｕｐｓｅｔ）ことができる。さらにパイプに一方の末端上でピンのねじ山を切り、他方の末端上でボックスのねじ山を切るのではなく、両方の末端上でピン及び／又はボックスのねじ山をパイプに切り、ピン−バイ−ピン（ｐｉｎ−ｂｙ−ｐｉｎ）又はボックス−バイ−ボックス（ｂｏｘ−ｂｙ−ｂｏｘ）カップリングを用いて連結することができる。この後者の形状におけるパイプ末端は平らな末端であるか、ならびに／あるいは内方に、及び／又は外方にアップセットされていることができる。
【００７３】
必要なら、パイプ末端を膨張させるか、及び／又はスエージ加工することができる。このパイプに次いでピン−バイ−ボックスでねじ山を切り、ピン−バイ−ボックスでねじ山を切られたコネクターにより連結することができる。ピン及びボックスコネクションの外径が必ずしも同じである必要はないことが認識されるであろう。コネクションのねじ山は必ずしもテーパー上にねじ山が切られている必要もない。必要なら、テーパーなしでねじ山を機械加工することができるか、あるいは半径方向に分離している２つのねじ山ステップ（ｔｈｒｅａｄ  ｓｔｅｐｓ）を設けることができる。２−ステップ形状の場合、ねじ山は真っすぐであるか、又はテーパー付けられているか、あるいは両者の組合わせであることができる。
【００７４】
本発明の好ましい形態は半径方向のねじ山締め代を用いないが、ねじ山はそのような半径方向のねじ山締め代を適したデザインにおける不利な影響なく有することができる。さらに、必要なら、ねじ山は「くさびねじ山」型のものであることができ、この場合スタブ及びロードフランクの両方がフックされる（ｈｏｏｋｅｄ）。
【００７５】
ボックス内に設けられる逆角トルクショルダーは、くさび−型ねじ山が用いられる場合には必要でないかも知れない。そのような用途におけるトルクショルダーは通常の９０o角ショルダーであるか、又は全く省略することができる。同様に、ピンノーズの長さが十分に長ければ、逆角トルクショルダーは必要でないかも知れない。
【００７６】
必要なら、ボックスの面に置かれる外部トルクショルダー及び／又は２つのねじ山ステップの間に設けられる中間トルクショルダーをコネクションに設けることができる。
【００７７】
ピン及びボックスコネクションの間の界面におけるボックスの内径は実質的にピンより大きいことができ、但しピン及びボックスの２つの内径の間には滑らかでゆるやかな遷移がある。必要なら、ピン及びボックスコネクションの間の界面におけるボックスの内径は滑らかでゆるやかな遷移なしで実質的にピンＩＤより大きいことができ、但し膨張装置が、該装置がピンコネクションを有するパイプを出てボックスコネクションを有するパイプの末端に入るような方向で動いている。
【００７８】
前記の記載及び例は本発明の選ばれた態様を示している。それらを見ると、変更及び修正が当該技術分野における熟練者に示唆され、それらのすべては本発明の精神及び範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ケーシングのより深い区域が各々より小さな内径を有している井戸をケーシングするための慣用の方法を例示する坑井（ｗｅｌｌ  ｂｏｒｅ）を通る部分鉛直断面図である。
【図２】  半径方向に膨張させられる前に坑井内に入れられたフラッシュジョイントケーシングのストリングを例示する坑井を通る部分鉛直断面図である。
【図３】  ケーシングを通って下向きに移動するフォージング体により取り囲んでいる井戸フォーメイション中に半径方向に膨張させられている井戸ケーシングの部分鉛直断面図である。
【図４】  坑井中の膨張させられたケーシングストリングの底部端を示す部分鉛直断面図である。
【図５】  先に膨張させられたケーシング区域からより小さい膨張されていないケーシング区域に進行させられているフォージング用具を示す部分鉛直断面図である。
【図６】  得られるケーシングストリングがケーシングの上部ストリングの内径と実質的に同じ内径を有している、取り囲んでいる坑井及び取り囲んでいるケーシング中に半径方向に膨張させられた下部ケーシング区域を例示する部分鉛直断面図である。
【図７】  本発明のボックスシールリングを有する係合されたピン及びポックス連結部を例示する部分断面図である。
【図７Ａ】  膨張させられていないボックスシールの構造の詳細を示す拡大断面図である。
【図７Ｂ】  膨張されたボックスシールの詳細を示す拡大断面図である。
【図８】  本発明のピン及びボックスシール組立体を有する管状連結部を例示する部分断面図であるる
【図８Ａ】  図８のピンシール組立体の構造の詳細を示す拡大部分断面図である。
【図９】  連結部への最初のエントリーにおける本発明の連結部を通って進んでいるフォージング要素を示す部分断面図である。
【図９Ａ】  本発明のピンシール組立体が半径方向外向きに膨張させられといる、本発明のピンシール組立体の操作の詳細を示す図９のシール区域の拡大図である。
【図１０】  膨張の中間相における、膨張装置により半径方向に膨張させられている図９の連結部の部分断面図である。
【図１０Ａ】  本発明のボックスシール組立体の詳細を示す図１０のシール区域の拡大図である。
【図１１】  連結部のシール溝の詳細を示す本発明の単一テーパーの、フック付きねじ山コネクタのボックスの部分断面図である。
【図１２】  ピン端部形状の詳細を示す本発明のピンコネクタの部分断面図である。
【図１２Ａ】  図１２のピンの端部の構造の詳細を示す拡大スケールで示された断面図である。
【図１３】  本発明のボックス連結部で使用された溝、環状シールリング及び環状スペーサリング組立体の構造の詳細を示す部分断面図である。
【図１４】  ピン及びボックス連結部が本発明のシール組立体に最初に係合している、ピン及びボックス連結部の構成の詳細を示す部分断面図である。
【図１５】  本発明のスペーサリングの正面端部図である。
【図１６】  本発明のスペーサリングの詳細を示す図１５の線１６−１６に沿って取った断面図である。
【図１７】  本発明の環状シールリングを示す鉛直正面図である。
【図１８】  本発明のシールリングの断面を示す図１７の線１８−１８に沿って取った断面である。
【図１９】  所望のパイプボデー膨張とシール組立体の部品の寸法との関係を示す表である。
【図２０】  ハイプボデー膨張と本発明のシール組立体の膨張させられた部品の特徴及び寸法との関係を示す表である。
【図２１】  本発明の改変された形態の係合されたピン及びボックス連結部の部分断面図である。
【図２２】  本発明の連結部のピン部分の構造の詳細を示す部分断面図である。
【図２３】  本発明のボックス連結部の改変された形態のボックス構造の詳細を示す部分断面図である。
【図２４】  本発明のピン及びボックス連結部のねじ山構造の詳細を示す部分断面図である。
【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６】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図８Ａ】
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【図９Ａ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１０Ａ】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１２】
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【図１２Ａ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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