(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１パイプ（３）の一端に設けられ、先細−円錐状の長手部を有し、内部２段ネジ部（２）が設けられた第１ボックス要素（１）と、
第２パイプ（５）の一端に設けられ、先細−円錐状の長手部を有し、外部２段ネジ部（６）が設けられ、ボックス要素（１）の内側に適合するのに好適な第２ピン要素（４）と、
第２ピン要素（４）の外部２段ネジ部（６）に沿った途中に位置付けられた、第２パイプ（５）の軸に直交するピン要素途中肩部（７）と、
第１ボックス要素（１）の内部２段ネジ部（２）に沿った途中に位置付けられ、接続がなされる時に第２ピン要素（４）のピン要素途中肩部（７）と係合するのに好適な、第１パイプ（３）の軸に直交するボックス要素途中肩部（７）と、
第１ボックス要素（１）の開始部と終端部とにそれぞれ加工され、第２ピン要素（４）の終端部と開始部とに加工された対応する最後のフレア部（９）と最初のフレア部（８）とそれぞれ干渉するのに好適な、最初の挿入部（１１）と最後の挿入部（１０）と、
を備え、
第２ピン要素（４）の最初のフレア部（８）と外部２段ネジ部（６）の開始部との間に、第１の環状のスロット（１２）があり、その深さは、第２ピン要素（４）の外部２段ネジ部（６）の終端部に位置付けられた肩部（１３）の厚さに略等しく、
外部２段ネジ部（６）は、第１の環状のスロット（１２）の底部から開始しており、
第１ボックス要素（１）の最初の挿入部（１１）と内部２段ネジ部（２）の開始部との間に、第１の環状のスロット（１２）と同様に、第２の環状のスロット（１４）があり、その深さは、第１ボックス要素（１）の内部２段ネジ部（２）の終端部に位置付けられた肩部（１５）の厚さに略等しいか、あるいは、第１ボックス要素（１）の終端部に位置付けられた最後の挿入部（１０）の深さに略等しく、
内部２段ネジ部（２）は、第２の環状のスロット（１４）の底部から開始している
ことを特徴とする２つのパイプの接続のための一体結合器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つのパイプの一体結合構造に関している。
【０００２】
より詳細には、本発明は井ケーシングとして使用されるためのパイプのための一体結合システムに関している。
【０００３】
【従来の技術】
本明細書及び請求の範囲において用いられる「ケーシング」という用語は、機械的結合器によって共に組立てられた種々のパイプ部分からなり、井自体の壁の補強及び支持として、炭化水素の製造のための井の内側にセットされる管構造を指している。
【０００４】
知られているように、石油産業は、穴あけのコスト削減を得るために、生産井の直径を低減する傾向にある。この結果を得るため、ケーシングを得るためにパイプの部分を結合する接続器は、実質的にパイプ自身の幾何形状と同一の幾何形状、すなわち、略同一の外径及び内径を有していなければならない。
【０００５】
フラッシュジョイントやニアフラッシュジョイントのような一体接続器または一体結合器が、その目的のために提案されている。それは、組立てられるパイプの外径に等しい外径を有している（フラッシュジョイント）か、または、わずかに（２−３．５％）大きい直径を有している（ニアフラッシュジョイント）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの結合器の欠点は、パイプ自身のそれらよりもかなり小さい引張強度、圧縮強度、トルク強度及び曲げ強度のような機械的特性との接続（関連）の供給である。特に、フラッシュジョイントまたはニアフラッシュジョイントの引張強度は、パイプの直径及び厚みに依存して、パイプ本体に対して６５％から７５％にまで変化する。圧縮強度、曲げ強度及びトルク強度は、しばしばパイプのそれらのほんの少しであり、より一層低減される。
【０００７】
機械的特性のこれらの低減は、制限された深さと低い差圧とを有し（例えばライナのセメント塗布の場合に必要とされるような）ドリル穴の内側にパイプを挿入する間に回転を必要としない井へのこれら接続器の応用を制限する。
【０００８】
機械的特性を改良するための好適な修正を備えた前述のタイプの一体のニアフラッシュ結合器が、これらの欠点を克服する目的で文献において提案されている。例えば、公開された国際特許出願ＷＯ  ９３／１８３２９は、組立てられるパイプの各端に加工されピンとボックスとの２部材からなる一体結合器、を開示している。各部材は、少なくとも２つのネジ部を有しており、その各々はパイプが組立てられる時に互いにかみ合うのに好適な結合肩部によって分離されている。
【０００９】
公開された欧州特許出願７６７，３３５は、組立てられるパイプの各端に加工され、先細−円錐状の長手部を有するピンとボックスとの２つのネジ部材からなる、パイプのための一体結合器を開示している。２つのネジ部は、パイプの軸に直交する肩部によって、中間位置で中断されている。
【００１０】
結合器のシール効果を改良するために、ピン部材のネジ部の最初部とボックス部材のネジ部の終端部とが機械的な処理によって除去され、結合された時に２つの面が結果として弾性変形した面と接触するようになっている。
【００１１】
前述のような接続器は、フラッシュタイプの結合器に対して改良された機械的特性を有するが、深い井のための適合性を保証するには未だ十分でない。
【００１２】
本件発明者は、圧縮及びトルク強度における著しい改良によって特徴付けられたニアフラッシュタイプの一体結合器を見出した。この改良は、以下に示すように、結合器のピン及びボックス部材の端部の特別なデザインによって得られる。それは、圧縮強度を引張強度及びトルク強度に近い値に増大するために、少なくとも２つの肩部（外部及び中間部）の加工を許容する。その最大値は、結合器の構成トルク（make-up torque）の約２．５倍に等しい。
【００１３】
加えて、肩部と特別の２段ネジ外形と共に、２つの金属シール（内部と外部）の存在が、組合わされた負荷に対する優れた抵抗を有する接続を許容し、井内における極度の圧力、引張、圧縮、曲げ及びトルクの応力に耐えることを可能にし、その接続自身をそれた（deviated）または水平の高圧及び高温の井にとって極めて適切にする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明の目的は、
ａ）先細−円錐状の長手部を有し、第１パイプの一端に加工された内部２段ネジ部が設けられた第１ボックス部材；
ｂ）第２パイプの一端に加工された外部２段ネジ部が設けられ、先細−円錐状の長手部を有し、ボックス部材の内側に適合するのに好適な第２ピン部材；
ｃ）ピン部材上の、ネジ部に沿った途中に位置付けられた、パイプの軸に直交する肩部；
ｄ）ボックス部材のネジ部に沿った途中に位置付けられ、接続がなされる時にピン部材の肩部と係合するのに好適な、パイプの軸に直交する肩部；及び
ｅ）ボックス部材の開始部と終端部とにそれぞれ加工され、ピン部材の開始部と終端部とに加工された対応するフレア部と干渉するのに好適な２つの挿入部；を有する２つのパイプの接続のための一体結合器に関しており、
ｆ）ピン部材のフレア部とネジ部の開始部との間に、環状のスロットがあり、その深さ（ネジ部が加工されることを許容する）は、前記スロットの深さに略等しい厚さを有する対応する肩部でネジ部の端部において回復されること、及び
ｇ）ボックス部材の最初の挿入部と対応するネジ部の開始部との間に、第１のスロットと同様に別の環状スロットがあり、その深さ（ネジ部が加工されることを許容する）は、可能性のある（possible）対応する肩部で回復されるか、ネジ部の終端部の挿入部内に吸収されること
を特徴としている。
【００１５】
本発明によれば、結合器自身に対して外径におけるわずかな増大（２−３％）を有し、少なくとも２つの肩部を有する一体結合器を得ることが可能である。その幾何形状は、結果として接続されるパイプの幾何形状と同一を保っている。実際、１から２ｃｍの範囲の長さと２−４ｍｍの深さを有し得る２つのスロットの存在のために、パイプの直径及び厚みに依存して、ネジ部はより低い厚みでパイプの一部から始まり、ネジ部の終端部ではスロット自身の厚みが肩部によって回復される。このようにして、少なくとも１つの余分（extra ）の肩部が、接続されるパイプの端部の厚みを増大する必要なく、結合器の端部において得られ得る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明による２つのパイプ体の一体結合は、図示されるが非制限的な実施の形態を示す添付の図面を参照することによって、より容易に理解され得る。
【００１７】
図１及び図２は、非結合位置または結合位置での、Ｘ−Ｘ軸に沿った、３つの肩部が形成された結合器のピン及びボックス部材の長手方向半断面図である。
【００１８】
図５及び図６は、非結合位置または結合位置での、Ｘ−Ｘ軸に沿った、２つの肩部が形成された結合器のピン及びボックス部材の長手方向半断面図である。
【００１９】
図４及び図７は、結合されたピン及びボックス部材を有する結合器の完全な断面図を示している。特に、図４（Ｄ）及び図７（Ｄ）は、肩部／金属シールの３つの詳細部（４（Ａ），４（Ｂ），４（Ｃ）及び７（Ａ），７（Ｂ），７（Ｃ）の各図を参照）を有する結合器の長手方向断面を示している。図４（Ｄ）は、３つの肩部デザイン（１つは外部、１つは中間部、１つは内部）を有する結合器を示している。図７（Ｄ）は、２つの肩部（１つは外部、１つは内部）のみを有する結合器を示している。
【００２０】
図３は、Ｘ−Ｘ軸に沿ったネジ外形の部分図を示している。これから、好適なデザインは、負の充填角（loading angle ）と正の入口角（inlet angle ）との両方を含むことが理解され得る。
【００２１】
各図に示されるように、（１）は、内部ネジ（２）が設けられたボックスパイプ（３）の中空端部を示しており、（４）は、外部ネジ（６）が設けられたピンパイプ（５）の対応する中空端部を示している。
【００２２】
パイプのピン部材（ピン要素）及びボックス部材（ボックス要素）は、先細−円錐状長手部を有しており、そこでは、パイプの径及び厚みに依存して、円錐領域が８から１６％にまで変わる。
【００２３】
２つのネジ部（２）及び（６）の半分に相当する所に、肩部（７）がある。それは、各図（Ｂ）に示すようにパイプの軸に対して直交している。本発明の一体結合器の端部は、それぞれ図４（Ａ）／７（Ａ）及び図４（Ｃ）／７（Ｃ）に示されている。
【００２４】
本発明の結合対象物のピン部材は、端部において外部フレア（８）及び（９）が形成されている。それらは、ボックス部材の端部に加工された内部挿入部（１０）及び（１１）と干渉することによって、内部と外部との２つの金属−金属シールを形成する。それらは、どのような作動状態の下においても、結合器の完全なシールを保証する。ピン部材の最初のフレア部（８）とネジ部（６）の開始部との間には、スロット（１２）があり、その厚みはネジの端部においてフレア部（９）に直交する肩部（１３）によって回復される（埋合わされる）。ボックス部材の最初の挿入部（１１）とネジ部（２）の開始部との間には、スロット（１４）があり、その厚みはネジの端部において挿入部（１０）に略直交する肩部（１５）によって回復される（図４（Ｃ）参照）。別の解決法では、このような肩部は存在しないで（図７（Ｃ）参照）、挿入部（１０）によって吸収される。
【００２５】
単純に示された目的として、図１、図２及び図４において先に記述したような本発明による結合器の機械的特性が、径１９５．５８ｍｍ  厚み１５．１１ｍｍのパイプに関して以下に与えられる。肩部の高さは、内部肩部及び外部肩部については約２ｍｍであり、中間肩部については約１．５ｍｍである。
【００２６】
３つの肩部の面積の合計は、約８６００ｍｍ2 のパイプ本体の断面積及び６９００ｍｍ2 の結合器の断面積に対して、約３５００ｍｍ2 である。このことは、パイプ本体の降伏強度の約８０％に等しい結合器の引張効率（efficiency）をもたらす（引張効率％＝６９００／８６００×１００＝８０％）。
【００２７】
３つの肩部の面積を考慮すれば、圧縮効率は引張効率の５０％である（圧縮効率％＝３５００／６９００×１００＝５０％）。また、ネジ部の貢献（約３０％に評価され得る）を考慮すると、圧縮効率は結合器の引張効率（約８０％）に等しいと言うことができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、結合器自身に対して外径におけるわずかな増大（２−３％）を有し、少なくとも２つの肩部を有する一体結合器を得ることが可能である。その幾何形状は、結果として接続されるパイプの幾何形状と同一を保っている。実際、１から２ｃｍの範囲の長さと２−４ｍｍの深さを有し得る２つのスロットの存在のために、パイプの直径及び厚みに依存して、ネジ部はより低い厚みでパイプの一部から始まり、ネジ部の終端部ではスロット自身の厚みが肩部によって回復される。このようにして、少なくとも１つの余分の肩部が、接続されるパイプの端部の厚みを増大する必要なく、結合器の端部において得られ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】非結合位置での、Ｘ−Ｘ軸に沿った、３つの肩部が形成された結合器のピン及びボックス部材の長手方向半断面図。
【図２】結合位置での、Ｘ−Ｘ軸に沿った、３つの肩部が形成された結合器のピン及びボックス部材の長手方向半断面図。
【図３】Ｘ−Ｘ軸に沿ったネジ外形の部分図。
【図４】結合されたピン及びボックス部材を有する結合器の完全な断面図。
【図５】非結合位置での、Ｘ−Ｘ軸に沿った、２つの肩部が形成された結合器のピン及びボックス部材の長手方向半断面図。
【図６】結合位置での、Ｘ−Ｘ軸に沿った、２つの肩部が形成された結合器のピン及びボックス部材の長手方向半断面図。
【図７】結合されたピン及びボックス部材を有する結合器の完全な断面図。
【符号の説明】
１  ボックスパイプの中空端部
２  内部ネジ部
３  ボックスパイプ
４  ピンパイプの中空端部
５  ピンパイプ
６  外部ネジ部
７  肩部
８、９  外部フレア
１０、１１  内部挿入部
１２  スロット
１３  肩部
１４  スロット
１５  肩部
【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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