(57)【要約】  長手方向軸と第一端と第二端とを有する管状部材を開示する。管状部材はピンコネクタを含み、ピンコネクタは外側肩部と、外側肩部から軸方向に間隔を空けた位置にある内側肩部と、外側肩部と内側肩部との間の領域に複数のねじ山とを含み、ねじ山は長手方向軸に対して１フィートあたり１．０〜１．５インチの割合で先細っている。ねじ山は１インチ当たりのねじ山数で測定される軸方向の密度（ＴＰＩ）を備え、ピンコネクタをボックスコネクタとねじ係合するとき、ねじ山のそれぞれがボックスコネクタの対応するボックスのねじ山と、突出した半径方向の距離ＨCの間で接触する。さらに、ねじ山は２（√３）（ＨC）（ＴＰＩ）の積が０．９５以上かつ１．０５以下となるように形成される。
2018503042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状部材の一端に配置することができ、長手方向軸を有するねじ式ピンコネクタであって、
ピン外側肩部と、ピン内側肩部と、これらピン外側肩部とピン内側肩部との間の領域内にある複数のねじ山とを含み、
ピンコネクタをボックスコネクタにねじ係合するときに、接続するねじ式ボックスコネクタのボックス外側肩部とピン外側肩部とを係合するようになっており、
ピン内側肩部はピン外側肩部から軸方向に間隔を空けて配置されており、ピンコネクタをボックスコネクタにねじ係合するときに、ピン内側肩部とボックスコネクタのボックス内側肩部とを係合するようになっており、
複数のねじ山が、長手方向軸に対して１フィートあたり１．０〜１．５インチの比率で先細りしており、
ねじ山のそれぞれは、
頂部と、
頂部に対し半径方向内側にある底部と、
頂部と底部との間に延びるスタブフランクと、
頂部と底部との間に延びるロードフランクとを含み、スタブフランクはロードフランクよりもピン内側肩部の近くに位置しており、
複数のねじ山はロードフランクを塑性変形させるために必要な力の大きさを表す支持強度と、ロードフランクとスタブフランクとの間でねじ山をせん断するのに必要な軸方向の力の大きさを表すせん断強度とを有し、この複数のねじ山の支持強度とせん断強度との差異が±５％以内であることを特徴とするねじ式ピンコネクタ。
【請求項２】
請求項１のねじ式ピンコネクタであって、複数のねじ山のそれぞれに、
頂部とスタブフランクとの間に延び、第一曲率半径を有する第一アール部と、
頂部とロードフランクとの間に延び、第二曲率半径を有する第二アール部とを備え、
第一曲率半径が第二曲率半径よりも大きいことを特徴とするねじ式ピンコネクタ。
【請求項３】
請求項２のねじ式ピンコネクタであって、第一曲率半径が第二曲率半径の少なくとも４倍以上大きいことを特徴とするねじ式ピンコネクタ。
【請求項４】
請求項３のねじ式ピンコネクタであって、第一曲率半径が０．０６５インチであり、第二曲率半径が０．０１５インチであることを特徴とするねじ式ピンコネクタ。
【請求項５】
請求項１のねじ式ピンコネクタであって、ねじ山のそれぞれのスタブフランクが長手方向軸からの半径に対して第一角度αの傾きを有しており、ねじ山のそれぞれのロードフランクが前記半径に対して第二角度βの傾きを有しており、αとβが等しいことを特徴とするねじ式ピンコネクタ。
【請求項６】
請求項１のねじ式ピンコネクタであって、ねじ山のそれぞれのスタブフランクが長手方向軸からの半径に対して第一角度αの傾きを有しており、ねじ山のそれぞれのロードフランクが前記半径に対して第二角度βの傾きを有しており、αがβよりも大きいことを特徴とするねじ式ピンコネクタ。
【請求項７】
請求項６のねじ式ピンコネクタであって、αが４５度に等しく、βが３０度に等しいことを特徴とするねじ式ピンコネクタ。
【請求項８】
請求項７のねじ式ピンコネクタであって、長手方向軸に沿った断面で見たときに、ねじ山の部分集合のそれぞれの底部に楕円形の湾曲を有することを特徴とするねじ式ピンコネクタ。
【請求項９】
請求項１のねじ式ピンコネクタであって、複数のねじ山が長手方向軸に対して１フィートあたり１．２５インチの比率で先細りしていることを特徴とするねじ式ピンコネクタ。
【請求項１０】
長手方向軸と、第一端と、第一端の反対側の第二端とを含む管状部材を製造する方法であって、
（ａ）管状部材の第一端にねじ式ピンコネクタを形成するステップを備え、ねじ式ピンコネクタはピン外側肩部と、ピン外側肩部から軸方向に間隔を空けて配置されるピン内側肩部とを含み、
（ｂ）管状部材の第二端にねじ式ボックスコネクタを形成するステップを備え、ねじ式ボックスコネクタはボックス外側肩部と、ボックス外側肩部から軸方向に間隔を空けて配置されたボックス内側肩部とを含み、
（ｃ）ピン外側肩部とピン内側肩部との間の領域にピン部材に沿って複数のピンねじ山を形成するステップと、ボックス外側肩部とボックス内側肩部との間の領域にボックス部材に沿って複数のボックスねじ山を形成するステップとを備え、ピンねじ山とボックスねじ山はそれぞれ１フィートあたり１．０〜１．５インチの比率で長手方向軸に沿って先細りしており、複数のピンねじ山と複数のボックスねじ山は１インチあたりのねじ山数（ＴＰＩ）で測定される軸方向の密度を有し、ピンねじ山のそれぞれとボックスねじ山のそれぞれは、
頂部と、
底部と、
頂部と底部との間に延びるスタブフランクと、
頂部と底部との間に延びるロードフランクとを含み、ピンねじ山のそれぞれのスタブフランクはピンねじ山のロードフランクよりもピン内側肩部の近くに位置しており、ボックスねじ山のそれぞれのスタブフランクはボックスねじ山のロードフランクよりもボックス外側肩部の近くに位置しており、
ピン部材を他の管状部材のボックス部材にねじ係合するとき、複数のピンねじ山のそれぞれが、半径方向の投影距離Ｈｃの間でロードフランクに沿って、対応するボックスねじ山と接触し、
ボックス部材を別の管状部材のピン部材にねじ係合するとき、複数のボックスねじ山のそれぞれは、半径方向の投影距離Ｈｃの間でロードフランクに沿って、対応するピンねじ山と接触し、
ピンねじ山およびボックスねじ山に関する２（√３）（ＨC）（ＴＰＩ）の積が０．９５以上かつ１．０５以下となるように、複数のピンねじ山と複数のボックスねじ山を形成することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０の方法であって、
（ｄ）ピンねじ山のそれぞれおよびボックスねじ山のそれぞれの頂部とスタブフランクとの間に第一曲率半径を有する第一アール部を形成するステップと、
（ｅ）ピンねじ山のそれぞれおよびボックスねじ山のそれぞれの頂部とロードフランクとの間に第二曲率半径を有する第二アール部を形成するステップとをさらに備え、第一曲率半径が第二曲率半径よりも大きいことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１０の方法であって、ステップ（ｃ）が
（ｃ１）複数のピンねじ山と複数のボックスねじ山のそれぞれに、長手方向軸からの半径に対して角度αの傾きを有するスタブフランクを形成するステップと、
（ｃ２）複数のピンねじ山と複数のボックスねじ山のそれぞれに、前記半径に対して角度βの傾きを有するロードフランクを形成するステップとを備え、角度αが角度βよりも大きいことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１０の方法であって、ステップ（ｃ）が
（ｃ１）複数のピンねじ山と複数のボックスねじ山のそれぞれに、長手方向軸からの半径に対して角度αの傾きを有するスタブフランクを形成するステップと、
（ｃ２）複数のピンねじ山と複数のボックスねじ山のそれぞれに、半径に対して角度βの傾きを有するロードフランクを形成するステップとをさらに備え、角度αが角度βと等しいことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１０の方法であって、
（ｄ）ピンねじ山のそれぞれの底部と、ボックスねじ山のそれぞれの底部とに、楕円形の湾曲を形成するステップをさらに備える方法。
【請求項１５】
請求項１０の方法であって、ステップ（ｃ）に、ＴＰＩが３．５でＨCが０．０８３０インチとなるように、複数のピンねじ山と複数のボックスねじ山とを形成する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１０の方法であって、ステップ（ｃ）に、ＴＰＩが３．０でＨCが０．０９６７インチとなるように、複数のピンねじ山と複数のボックスねじ山とを形成する工程を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
長手方向軸と、第一端と、第一端の反対側の第二端とを有する管状部材であって、
第一端に設けた第一ねじ式ボックスコネクタと、
第二端に設けた第一ねじ式ピンコネクタとを備え、第一ピンコネクタには、
ピン外側肩部と、
ピン内側肩部と、
複数のねじ山とを含んでおり、
ピン外側肩部は、ピンコネクタを別の管状部材の第二のねじ式ボックスコネクタにねじ係合するときに、第二のボックスコネクタのボックス外側肩部と係合するようになっており、
ピン内側肩部はピン外側肩部から軸方向に間隔を空けて配置されており、ピンコネクタを第二のボックスコネクタにねじ係合するときに、ピン内側肩部が第二のボックスコネクタのボックス内側肩部と係合するようになっており、
複数のねじ山はピン外側肩部とピン内側肩部との間の領域にあり、１フィートあたり１．０〜１．５インチの比率で長手方向軸に対して先細りしており、複数のねじ山のそれぞれは、
頂部と、
頂部に対し半径方向内側にある底部と、
頂部と底部との間に延びるスタブフランクと、
頂部と底部との間に延びるロードフランクとを含み、スタブフランクはロードフランクよりもピン内部肩部の近くに位置し、
複数のねじ山は１インチあたりのねじ山数で測定される軸方向の密度（ＴＰＩ）を有し、
ピンコネクタを第二のボックスコネクタにねじ係合するとき、ねじ式ピンコネクタの複数のねじ山のそれぞれが、半径方向の投影距離ＨCの間でロードフランクに沿って第二のボックスコネクタの対応するボックスねじ山と接触し、
２（√３）（ＨC）（ＴＰＩ）の積が０．９５以上かつ１．０５以下となるように、複数のねじ山を形成することを特徴とする管状部材。
【請求項１８】
請求項１７の管状部材であって、各ねじ山が
頂部とスタブフランクとの間に延びて第一曲率半径を有する第一アール部と、
頂部とロードフランクとの間に延びて第二曲率半径を有する第二アール部とをさらに含み、
第一曲率半径が第二曲率半径よりも大きいことを特徴とする管状部材。
【請求項１９】
請求項１８の管状部材であって、第一曲率半径が第二曲率半径の少なくとも４倍以上大きいことを特徴とする管状部材。
【請求項２０】
請求項１９の管状部材であって、第一曲率半径が０．０６５インチであり、第二曲率半径が０．０１５インチであることを特徴とする管状部材。
【請求項２１】
請求項１７の管状部材であって、各ねじ山のスタブフランクが長手方向軸からの半径に対して第一角度αの傾きを有しており、各ねじ山のロードフランクが半径に対して第二角度βの傾きを有しており、αとβが等しいことを特徴とする管状部材。
【請求項２２】
請求項１７の管状部材であって、各ねじ山のスタブフランクが長手方向軸からの半径に対して第一角度αの傾きを有しており、各ねじ山のロードフランクが半径に対して第二角度βの傾きを有しており、αがβよりも大きいことを特徴とする管状部材。
【請求項２３】
請求項２２の管状部材であって、αが４５度に等しく、βが３０度に等しいことを特徴とする管状部材。
【請求項２４】
請求項２３の管状部材であって、長手方向軸に沿った断面で見たときに、各ねじ山の底部に楕円形の湾曲を有することを特徴とする管状部材。
【請求項２５】
請求項１７のねじ式ピンコネクタであって、複数のねじ山が長手方向軸に対して１フィートあたり１．２〜１．３インチの比率で先細っていることを特徴とするねじ式ピンコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般にねじ接続に関する。さらに具体的には、本開示は坑井の管状体（例えばドリルパイプ）用のねじ接続に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願に対する相互参照
本出願は２０１５年１月２２日に出願した「バランスのとれたねじ山形状および同形状を採用する管状体ならびにそれらに関する方法」と題する米国特許出願第１４／６０２，９４７号の利益を主張するとともに、あらゆる目的に関して参照によりその全体を本明細書に援用する。
【０００３】
連邦政府資金による研究開発の記載
適用なし
【０００４】
ねじ式管状体は、例えば石油やガスの掘削、産出、移送、精製などの多くの産業用途で用いられている。石油やガスの掘削作業では、ドリルビットをねじ式の管状体の一端にねじ式に取り付け、（例えば地上から、あるいは坑井内でマッドモーターを用いて、等により）管状体を回転させて坑井を形成する。ビットが地層内を進むにつれて、地上で追加の管状体をねじで取り付け、ドリルストリングを形成する。これらの作業の間、ドリルストリングに沿って隣接する各管状体間のねじ接続部が、予想し得るすべての使用負荷（例えば、ねじり力、張力、圧縮等）に耐えられる十分な強度を備え、ドリルストリングの完全性が確保されることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願第１４／６０２，９４７号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本開示の実施例によっては、管状部材の一端に配置することができ、かつ長手方向の軸を有するねじ式ピンコネクタを対象とするものもある。一実施例として、ねじ式のピンコネクタはピンの外側に肩部を備え、ピンコネクタをボックスコネクタにねじ係合するときに、この肩部がねじ式ボックスコネクタのボックス外側肩部と係合するようになっている。また、ピン外側肩部から軸方向に間隔を空けたところにピン内側肩部が設けられており、ピンコネクタをボックスコネクタにねじ係合するときに、ピン内側肩部がボックスコネクタのボックスの内側肩部と係合するようになっている。さらに、ピンコネクタはピン外側肩部とピン内側肩部との間の領域に複数のねじ山を備え、ピン内側肩部は長手方向軸に対して１フィートあたり１．０〜１．５インチの比率で先細りしている。複数のねじ山のそれぞれは頂部と、頂部から半径方向内側に設けた底部と、頂部と底部の間に延びるスタブフランクと、頂部と底部の間に延びるロードフランクとを備え、スタブフランクはロードフランクよりもさらにピン内側肩部の近くに位置している。複数のねじ山の支持強度とは、ロードフランクを塑性変形させるのに必要な力の大きさを示すものである。また、複数のねじ山のせん断強度とは、ロードフランクとスタブフランクの間をせん断するのに必要な軸方向の力の大きさを示すものである。複数のねじ山は、支持強度とせん断強度との差が±５％以内になるように形成される。
【０００７】
他の実施例は、長手方向軸と、第一端と、第一端の反対側の第二端とを含む管状部材を生産する方法を対象とするものである。一実施例として、この方法には（ａ）管状部材の第一端にねじ式ピンコネクタを形成する工程を含み、このねじ式ピンコネクタはピン外側肩部と、ピン外側肩部から間隔を空けて配置されるピン内側肩部とを含む。さらに、この方法には（ｂ）管状部材の第二端にねじ式ボックスコネクタを形成する工程を含み、このねじ式ボックスコネクタは、ボックス外側肩部と、ボックス外側肩部から軸方向に間隔を空けて配置されるボックス内側肩部とを含む。さらにこの方法には（ｃ）複数のピンねじ山をピン外側肩部とピン内側肩部との間の領域にピン部分に沿って形成する工程と、複数のボックスねじ山をボックス外側肩部とボックス内側肩部との間の領域にボックス部分に沿って形成する工程とを含む。ピンねじ山とボックスねじ山はそれぞれ１フィートあたり１．０〜１．５インチの比率で長手方向軸に対して先細りしており、複数のピンねじ山と複数のボックスねじ山は、１インチあたりのねじ山の数（ＴＰＩ）で測定される軸方向の密度を有する。複数のピンねじ山の各々と複数のボックスねじ山の各々は、頂部と、底部と、頂部と底部の間を延びるスタブフランクと、頂部と底部の間を延びるロードフランクとを含む。それぞれのピンねじ山のスタブフランクは、ピンねじ山のロードフランクよりもピン内側肩部の近くに位置する。それぞれのボックスねじ山のスタブフランクは、ボックスねじ山のロードフランクよりもボックス外側肩部の近くに位置している。ピン部分を他の管状部材のボックス部分とねじ係合するとき、複数のピンねじ山の各々は、半径方向の投影距離ＨＣにわたって、対応するボックスねじ山とロードフランクに沿って接触する。ボックス部分が他の管状部材のピン部分とねじ係合するとき、複数のボックスねじ山のそれぞれは、対応するピンねじ山と、半径方向の投影距離ＨＣの間でロードフランクに沿って接触する。複数のピンねじ山およびボックスねじ山は、ピンねじ山とボックスねじ山に関する２√３（ＨＣ）（ＴＰＩ）の積が０．９５以上かつ１．０５以下となるように形成される。
【０００８】
また他の実施例は、長手方向軸と、第一端と、第一端の反対側の第二端とを有する管状部材を対象とする。一実施例として、管状部材は第一端に配置される第一ねじ式ボックスコネクタと、第二端に配置される第一ねじ式ピンコネクタとを含む。第一ピンコネクタはピン外側肩部を備え、この外側肩部はピンコネクタと別の管状部材の第二ボックスコネクタとをねじ係合するときに、第二ねじ式ボックスコネクタのボックスの外側肩部と係合するようになっている。また第一ピンコネクタはピン外側肩部から軸方向に間隔を空けた箇所にピン内側肩部を備え、ピンコネクタと第二ボックスコネクタとをねじ係合するときに、ピン内側肩部が第二ボックスコネクタのボックス内側肩部と係合するようになっている。加えて、第一ピンコネクタは、ピン外側肩部とピン内側肩部との間の領域に複数のねじ山を備えており、このねじ山領域は１フィートあたり１．０〜１．５インチの比率で長手方向軸に対して先細りしている。複数のねじ山のそれぞれは、頂部と、頂部から半径方向内向きに設けられた底部と、頂部と底部との間に延びるスタブフランクと、頂部と底部との間に延びるロードフランクとを含む。スタブフランクはロードフランクよりもピン内側肩部の近くに位置する。複数のねじ山の軸方向の密度は、１インチあたりのねじ山の数（ＴＰＩ）で測定される。ピンコネクタを第二ボックスコネクタにねじ係合するとき、ねじ式ピンコネクタの複数のねじ山のそれぞれが、第二ボックスコネクタの対応するボックスねじ山と、半径方向の投影距離ＨＣの間でロードフランクに沿って接触する。複数のねじ山は２（√３）（ＨＣ）（ＴＰＩ）の積が０．９５以上かつ１．０５以下となるように形成される。
【０００９】
本明細書に記載の実施例は、従来のある装置、機構および方法に伴う様々な欠点に対処することを目的とした特徴および利点の組み合わせを含む。上述した内容は、どちらかといえば、以下の詳細な説明をよりよく理解することができるように、開示した模範的実施例の特徴や、特定の技術的利点をかなり広範に概説したものである。上述した様々な特徴は、他の特徴と同様、当業者が以下の詳細な説明を読み、添付図面を参照すれば容易に理解できるものである。なお、当業者であれば当然理解できることであるが、本明細書に記載の実施例と同じ目的を果たすために、開示した概念や具体的な模範的実施例を基礎として利用し、修正したり他の構造体を設計したりすることは容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
ここで、開示した模範的な実施例の詳細な説明のために、以下の添付図面を参照する。
【図１】図１は本明細書に開示した原理に従って地下層に坑井をせん孔するためのせん孔機構の一実施例の概略側面図である。
【図２】図２は図１のせん孔機構内で使用するドリルパイプのうちの一本の断面透視図である。
【図３】図３は図１のせん孔機構内で使用するドリルパイプのうちの一本の断面側面図である。
【図４】図４は図２および３のドリルパイプのピンのねじ式コネクタの一部分の拡大断面図である。
【図５】図５は図２および３のドリルパイプのボックスのねじ式コネクタの一部分の拡大断面図である。
【図６】図６は図４のピンのねじ式コネクタに完全形成されたねじ山の拡大断面図である。
【図７】図７は図４のピンのねじ式コネクタに完全形成されたねじ山の他の実施例の拡大断面図である。
【図８】図８は図４のねじ式ピンコネクタと他の管状部材のボックスのねじ式コネクタとによって形成されるねじ接続部の拡大断面図である。
【図９】図９は図８の接続部内の係合したねじ山の拡大断面図である。
【図１０】図１０は本願に開示した原理に従って管状部材を製造する方法のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の議論は様々な模範的実施例を対象とするものである。しかしながら当業者であれば当然理解できることであるが、開示した例は幅広く応用が可能であり、またいずれの実施例の議論も実施例の模範であるに過ぎず、特許請求の範囲を含め、本開示の範囲をその実施例に限定しようとするものではない。
【００１２】
記載の図面は必ずしも縮尺通りではない。本明細書における特定の特徴や構成要素を縮尺について誇張したり、またはいくらか概略的な形態で示したりしており、従来の構成要素の詳細によっては明確さと簡潔さのために示していないものもある。
【００１３】
次の議論および請求の範囲において、「含む」と「備える」という用語については非排他的な意味で用いているため、これらの用語は「〜を含むが・・・に限定しない」の意味として解釈されるべきである。同様に「接続する」という用語は間接的な接続または直接的な接続のどちらかを意味するものである。したがって仮に第一装置を第二装置に接続する場合、その接続は直接的な接続であっても、または他の装置、部品および接続を介した間接的な接続であってもよい。加えて、本明細書で用いている「軸方向の」と「軸方向に」という用語は、多くの場合、中心軸（例えば本体またはポートの中心軸）に沿うかあるいは平行であることを意味し、他方で「半径方向の」と「半径方向に」という用語は多くの場合、中心軸に対して直角であることを意味する。例えば軸方向の距離とは中心軸に沿うかまたは平行に測定される距離のことをいい、半径方向の距離とは中心軸に対して垂直に測定される距離を意味する。明細書および特許請求の範囲における上や下という言葉は明確にすることを目的とするものであり、坑井の方向に関係なく「上」、「上側の」、「上方向に」、「坑井の上側」または「上流の」は坑井の地表面側を意味し、「下」、「下側の」、「下方向に」、「坑井の下側」または「下流の」は坑井の末端側を意味する。本願で用いる場合の「およそ」および「実質的に」という言葉は±１０％であることを意味する。
【００１４】
上述したように、石油とガスの掘削作業の間、ドリルストリングを形成する隣り合う管状体間のねじ接続部が、予想し得るすべての使用負荷（例えば、ねじり力、張力、圧迫等）に耐えられるだけの十分な強度を有することが望ましい。具体的には、ドリルストリングを形成する隣り合った管状部材間のねじ接続部が、十分なねじり強度を有することが望ましい。このねじり強度は、降伏を引き起こすのに要する管状接続部の中心線周りのトルク量の指標の一つである。ドリルストリングを形成するねじ接続部の最終的なねじり強度を最適化するためには、ねじ山は大きなねじり力によってよく起きる降伏を避けるのに十分な支持強度とせん断強度とを有するように設計されなければならない。支持強度とは、ねじ接続部の係合面（ねじ山の側面など）を変形（塑性変形等）させるのに必要な力の大きさの指標であり、せん断強度とは、接続中心線に対して実質平行な面に沿ってねじ側面間のねじ山をせん断するのに必要な力の大きさの指標である。
【００１５】
ねじ接続部を支持強度について過大設計した場合、ねじ山は半径方向の高さが必要以上に高くなり（すなわちねじ山が「高すぎる」可能性がある）、これにより（ねじ山がピン部分およびボックス部分内の半径方向深くまで切り込まれるため）ねじ接続部の臨界断面積が減少し、得られる接続部のねじり強度を全体にわたって減少させる一因となる。代わりに、ねじ接続部をねじり強度について過大設計した場合、ねじ山が接続中心線（例えば軸方向の長さ）に沿って過度に長くなる可能性がある。これにより、内側肩部で接触可能な面積が減少し、得られる接続部のねじり強度を上記と同様全体にわたって減少させる一因となる。このように本開示は、坑井で用いるの管状体（例えばドリルパイプ、重量ドリルパイプ（ＨＷＤＰ）、ドリルカラーおよびその他のドリルステム部品等）用のねじ接続（実施例によっては二重肩部による接続）のためのねじ接続部を提示しており、得られる接続部全体のねじり強度を最適化するため、支持強度とせん断強度のバランスがとれるように設計されている。
【００１６】
図１に掘削システム１０の一実施例を概略的に示す。この実施例において掘削システム１０は、地下層１２を貫通する坑井１１の上に配置された掘削リグ２０と、地表１７から中心軸または縦軸１５に沿って坑井１１の上側部分に伸びる保護管１４と、リグ２０の油井やぐら２１から坑井１１に吊り下がるドリルストリング３０とを含む。ドリルストリング３０の中心軸または縦軸３１は、本実施例において、保護管１４の軸１５と、油井やぐら２１に接続された第一端または坑井の上端３０ａと、端部３０ａの反対側の第二端または坑井の下端３０ｂとで軸がそろえられている（注意：このように軸を揃えることが必要というわけではない）。さらに、ドリルストリング３０は坑井の下端３０ｂにドリルビット４０を含み、ビット４０から坑井の上端３０ａまで伸びる複数のドリルパイプ継手５０（または単にドリルパイプ５０）を含む。ドリルパイプ５０は端と端とで接続し、ビット４０は最下端のパイプ５０の下端に接続する。抗底組立体（ＢＨＡ）（図示せず）をビット４０の近くに位置するドリルストリング３０に（例えばビット４０と最下端のパイプ５０との間に軸方向に）設けることもできる。
【００１７】
本実施例では、ドリルストリング３０を地表１７で回転させることよってドリルビット４０を回転させる。具体的には、回転台２２がドリルストリング３０の坑井の上端３０ａに接続されたケリー２３と係合しており、この回転台２２によってドリルストリング３０を回転させる。ケリー２３に伴いドリルストリング３０が、トラベリングブロック（図示せず）に取り付けたフック２４から回り継手２５で吊り下げられており、この回り継手２５によりドリルストリング３０が油井やぐら２１に対して回転できるようになっている。本実施例においては、ドリルビット４０は地表１７からドリルストリング３０を用いて回転させているが、一般に、ドリルビット（例えばドリルビット４０）は回転台やトップドライブを用いて回転させたり、ＢＨＡに設けた坑井の下側のマッドモーターで回転させたり、またはこれらの組み合わせにより回転させたりすることができる（例えばドリルストリングを介した回転台とマッドモーターとの両方で回転させたり、あるいはトップドライブとマッドモーターによって回転させたりすることができる）。例えば坑井の下側のモーターによる回転を、必要であれば回転台２２の回転力の補充に用いることができ、掘削工程に変化を与えるために用いることもできる。したがって、本明細書に開示した様々な態様が、これらの掘削形態それぞれの利用に適していることは当然理解できるはずである。
【００１８】
掘削作業の間、地表１７のマッドポンプ２６により掘削流体や泥を継手２５の通路を通してドリルストリング３０の内部を下方へと送り込む。その掘削流体はドリルビット４０の前面に設けられた通路またはノズルを通ってドリルストリング３０を出た後、ドリルストリング３０と坑井１１の側壁との間の環状部１３を通って地表１７に戻り、循環する。掘削流体はドリルビット４０の滑りを良くしたり、冷やしたりする働きをし、掘屑を地上に運んで、噴出を避けるのに必要な圧力を維持する働きを持つ。
【００１９】
図２および図３を参照すると、ドリルストリング３０を構成するドリルパイプ５０の各々は細長い管状部材であり、隣接する各々のドリルパイプ５０やその他の構成要素（例えばドリルビット４０やＢＨＡ等）とねじ接続するようになっている。各パイプ５０は中心軸または長手方向の軸５５を含み、作業中はこの軸がドリルストリング３０の軸３１と同軸に整列される。さらにパイプ５０の各々は第一端または上端５０ａと、上端５０ａの反対側の第二端または下端５０ｂと、端部５０ａと５０ｂの間を軸方向に延びる半径方向外側の面５０ｃと、半径方向内側の面５０ｄとを含み、面５０ｄは貫通孔５２を形成しており、貫通孔５２も端部５０ａと５０ｂの間を軸方向に延びる。
【００２０】
上述のように、ねじ式コネクタを各端部５０ａと５０ｂにそれぞれ設け、ドリルストリング３０内の継手５０のねじ接続を容易にしている。具体的には、雌型またはボックス型のねじ接続８０（または単に「ボックス８０」）を上端５０ａに設け、雄型またはピン型のねじ接続６０（または単に「ピン６０」）を下端５０ｂに設けている。以下でより詳細に説明するが、ボックス８０には複数の雌ねじ山が設けられており、ドリルパイプ５０と軸方向（例えば軸３１に関して）に隣接するピンコネクタ（例えばピン６０等）のねじ山とかみ合って接続するようになっている。また、ピン６０には複数の雄ねじ山が設けられており、ドリルパイプ５０と軸方向（例えば軸３１に関して）に隣接するボックス型のねじ式コネクタ（例えばボックス８０）のねじ山とかみ合って接続するようになっている。ボックス８０とピン６０のさらなる詳細について以下に記載する。
【００２１】
さらに図２および図３を参照すると、ドリルパイプ５０は一対の据え込み部を備え、この据え込み部はねじ式コネクタ６０または８０のいずれかから中央の管状領域５８まで軸方向にそれぞれ伸びている。本願で用いているのと同様、一般に「据え込む」という用語は継手５０の断面積を、中央の管状領域５８内の断面積に対して大きくすることをいう。とりわけ本実施例において継手５０は、ボックス８０と中央管状領域５８との間を軸方向に延びる第一または上側据え込み部５４と、ピン６０と中央管状領域５８との間を軸方向に延びる第二または下側据え込み部５６とを含む。半径方向外側の面５０ｃが領域５８に対して軸５５から半径方向外向きに据え込み部５４と５６で拡張されており、据え込み部５４と５６の断面積がそれぞれ拡張されている。そして据え込み部５４と５６において、半径方向内側の面５０ｄは領域５８に対して軸５５に向かって半径方向内向きに拡張されている。しかしながら、本明細書に開示した原理に従いつつも、他の実施例として、据え込み部５４と５６が面５０ｃか５０ｄのいずれかのみに沿って半径方向に拡張させたり、さらに他の実施例として、継手５０に据え込み部５４と５６をどちらも含めないようにしたりすることは当然理解できることである。
【００２２】
図２および図３に示すように、領域５８の軸の端部に据え込み部５４と５６とを形成することによりドリルパイプ５０を組み立てる。その後、ねじ式コネクタ６０と８０を任意の適切な方法（例えば溶接、一体形成等）により据え込み部５４と５６にそれぞれ固定する。さらに本明細書に開示した原理に従いつつも、任意の適切な方法によって管状領域５８に据え込み部５４と５６を形成することができる。例えば、実施例によっては、管状領域５８の軸の端部を加熱し、軸５５に沿って加熱した端部を押込み、上述した（および図示した）方法で面５０ｃと５０ｄを半径方向に拡張させることにより据え込み部５４と５６を形成する。
【００２３】
図４を参照すると、ピン型ねじ式コネクタ６０は第一または外側の環状肩部６２を含む。この肩部６２は半径方向外側の面５０ｃから半径方向内向きに延びている。また、ピン型ねじ式コネクタ６０は下端部５０ｂに第二または内側の環状肩部６４を含む。この肩部６４は半径方向内側の面５０ｄから半径方向外向きに延びている。このように、肩部６２と６４は軸５５に沿って互いに軸方向に間隔を空けて配置されている。なお、当然理解できることではあるが、実施例によっては、外側肩部６２を本明細書で「ピン台座」６２と呼ぶこともでき、内側肩部６４を本明細書で「ピン先端部」と呼ぶこともできる。以下でさらに詳細に説明するが、連結した状態のドリルパイプ５０において、肩部６２および６４はボックス型ねじ式コネクタの対応する肩部（例えばボックス８０の肩部８２と８４の各々）と係合するようになっている。
【００２４】
肩部６２と６４の間の軸方向に延びる領域に、複数の外側のねじ山６６がピン６０に沿って形成されている。ピン６０の雄ねじ山６６は、軸５５に対して角度θを成すテーパ６５のラインに沿って形成されている。本実施例において、雄ねじ山６６が軸の長さ１フィートあたり直径で約１．０〜１．５インチの比率で先細っている（「１フィートあたりのインチ」または「ｉｎ／ｆｔ」）（すなわち角度θが約２．３９度〜３．５８度の範囲）ことが望ましく、約１．２〜１．３ｉｎ／ｆｔであることがさらに望ましく（すなわち角度θが約２．８６度〜３．１０度の範囲であることがさらに望ましく）、またさらに１．２５ｉｎ／ｆｔであることが望ましい（すなわち角度θが２．９８度におおよそ等しいことがさらに望ましい）。しかしながら、本明細書に開示した原理に従いつつも、テーパおよび角度θが他の値をとり得ることは当然理解できることである。さらに本実施例において、ねじ山６６は複数の不完全ねじ山６７と複数の完全形成されたねじ山６８とを含む。本明細書で用いている「不完全ねじ山」という用語は、ピン６０の長手方向に完全形成されていない１本以上のねじ山を指す。具体的に不完全ねじ山６７とは、切削工具（例えばプロファイル等）を使ってピン６０にねじ山を形成する（すなわち、切り込む）領域を示し、完全形成のねじ山６８を切削した後、切削工具を軸方向に端部５０ｂから軸５５に沿って移動させる際に、ねじ山６７を徐々に浅くして切削するように、切削工具をピン６０の外面から徐々に離したり、半径方向に距離を空けたりする領域のことを示す。
【００２５】
図５を参照すると、ボックス型ねじ式コネクタ８０は第一または外側環状肩部８２を含む。肩部８２は上端５０ａにおいて半径方向外側の面５０ｃから半径方向内向きに延びている。また、ボックス型ねじ式コネクタ８０は第二または内側肩部８４を含む。肩部８４は半径方向内側の面５０ｄから半径方向外向きに延びている。このように、肩部８２と８４は軸５５に沿って互いに軸方向に間隔を空けて配置されている。なお当然に理解できることであるが、実施例によっては外側肩部８２を本明細書で「ボックス先端部」８２と呼んだり、内側肩８４を本明細書で「ボックス台座」と呼んだりすることもできる。以下でさらに詳細に説明するが、肩部８２と８４は、連結するドリルパイプ５０のピン型ねじ式コネクタの対応する肩部（例えばピン６０の肩部６２と６４にそれぞれ）と係合するようになっている。
【００２６】
複数の雌ねじ山８６が、肩部８２と８４との間を軸方向に延びる領域に、ボックス８０に沿って形成されている。ボックス８０の雌ねじ山８６は、テーパ８５のラインに沿って形成されており、テーパ８５は軸５５に対して角度θの傾きを有し、角度θは前述したピン６０の雌ねじ山６６のライン６５について前述したものと実質的に同じである。したがって、ボックス８０のねじ山８６は軸５５に対して約１．０〜１．５ｉｎ／ｆｔ（すなわち角度θの範囲が約２．３９度〜３．５８度）で先細りしており、約１．２〜１．３ｉｎ／ｆｔ（すなわちさらに望ましい角度θの範囲は約２．８６度〜３．１０度）であることがさらに望ましく、さらに１．２５ｉｎ／ｆｔである（すなわち角度θが２．９８度におおよそ等しい）ことがより望ましい。ピン６０のねじ山６６のように、雌ねじ山８６は複数の不完全ねじ山８７と複数の完全形成ねじ山８８とを含む。「不完全」という用語は、ねじ山６６について上述したものと同様に用いている。
【００２７】
図６に、ピン６０に完全形成されたねじ山６８を示す。なお、当然理解できることであるが、ボックス８０に完全形成されたねじ山８８は、ねじ山６８に対して横と縦の両方向に反転されていることを除いては、ねじ山８８はねじ山６８と実質的に同じように形成される。このため、ねじ山６８の以下の説明によりねじ山８８を十分に説明しているので、簡略化のため、ねじ山８８の詳細な説明は省略する。
【００２８】
各ねじ山６８は、頂部９２を含み、頂部９２から半径方向に間隔を空けて底部９４を含み、進み側フランクまたはスタブフランク９６が頂部９２と底部９４との間に延びており、追い側フランクまたはロードフランク９８は、ねじ山６８のすぐ隣に軸方向に隣接して軸５５に沿って延びている。したがって、当業者であれば当然理解できることであるが、各ねじ山６８のスタブフランク９６は、同じねじ山６８にあるピンのロードフランク９８よりもピン内側肩部６４の近くに位置している。同様に、具体的に図示していないが、当業者であれば各ねじ山８８のスタブフランク９６が同じねじ山８８のロードフランク９８よりもボックスの外側肩部８２の近くに位置していることは当然理解できることである。本実施例において、ねじ山６８はピン６０に設けられた雄ねじ山であるので、各ねじ山６８の頂部９２は各底部９４から半径方向外向きに間隔を空けて配置されている。しかしながら、ボックス８０の各々の雌ねじ山８８に関しては、頂部９２はそれぞれ対応する底部９４の半径方向内向きに間隔を空けて配置されている。各スタブフランク９６は、軸５５から伸びる半径方向の線９５に対して角度αの傾きを有する。また各ロードフランク９８は半径方向の線９５に対して角度βの傾きを有する。さらに各ねじ山６８の対応する一組のフランク９６と９８は、互いに角度φを形成しており、この角度φはαとβを足した角度（すなわちφ＝β＋α）である。本実施例において、角度αとβは互いに等しく、それぞれ３０度に等しい。この結果、本実施例において角度φはおおよそ６０度に等しい。しかしながら他の角度もとることができ、したがって他の実施例として本明細書に開示した原理に従いつつも角度α、β、φの値が広い範囲の値をとり得ることは当然理解できることである。
【００２９】
さらに、頂部９２と底部９４とフランク９６および９８との間のそれぞれの移行部は湾曲していたりアールが形成されていたりする。特に本実施例においては、各ねじ山６８のロードフランク９８と頂部９２との間の移行部は第一アール部Ｒ９８−９２であり、頂部９２とスタブフランク９６との間の移行部は第二アール部Ｒ９６−９２であり、各底部９４はアール部Ｒ９４を含む。各ねじ山６８に関して、アール部Ｒ９８−９２の曲率半径はＲ９６−９２の曲率半径よりも小さい。さらに具体的には、本実施例において、アール部Ｒ９６−９２の曲率半径はアール部Ｒ９８−９２の曲率半径の４倍以上大きい。さらに具体的には、本実施例において、アール部Ｒ９６−９２の曲率半径は０．０６５インチに等しく、アール部Ｒ９８−９２の曲率半径は０．０１５インチに等しい。しかしながら、アール部Ｒ９６−９２とアール部Ｒ９８−９２の曲率半径の値は本明細書に開示した原理に従いつつも、他の実施例において広い範囲の値を取り得ることは当然理解できることである。さらに本実施例において、各底部のアール部Ｒ９４の曲率半径は実質的に０．０５インチに等しい円形のアール部であるが、アール部Ｒ９６−９２とＲ９８−９２と同様に、アール部Ｒ９４の具体的な値は他の実施例において広い範囲の値を取りうる。
【００３０】
また、ピン６０に沿うねじ山６６の軸方向のねじ山密度は、軸５５について軸の長さの何らかの単位あたりのねじ山の数（すなわち、インチあたりのねじ山数または「ＴＰＩ」）で通常示される。特に本実施例では、ピンねじ山６６（ひいてはボックス８０のねじ山８６）のねじ山密度は２〜４ＴＰＩの範囲の値をとるものとし、ねじ山密度が１インチあたり３つであることが望ましい。なお、他の実施例では３．５ＴＰＩであることが望ましい場合があり、さらに他の実施例では本明細書に開示した原理に従いつつも、ねじ山密度を本実施例のねじ山密度より高くすることも低くすることもできるということは当然理解できることである。
【００３１】
図７に、ピン６０に完全形成されたねじ山（ねじ山６８’として示す）の他の実施例を示す。ねじ山６８’は前述したねじ山６８と実質的によく似ているので、同じ参照番号を同等の構成要素を示すのに用いており、以下の議論ではねじ山６８’とねじ山６８の間の違いに焦点を合わせる。具体的には各スタブフランク９６は、半径方向の直線９５に対して角度αではなく角度α’の傾きを有する。また、ねじ山６８’のフランク９６と９８が互いに相対的に形成する角度はφではなくφ’である。少なくともいくつかの実施例では角度α’が角度βよりも大きい。特に本実施例においては、角度α’は４５度に等しいが、他方では角度βは３０度のままであるので、角度φ’は７５度に等しい（すなわちφ’＝α’＋β）。しかしながら角度α’、βおよびφ’の具体的な値は、本明細書に開示した原理に従いつつも、他の実施例においては広い範囲の値をとり得ることは当然理解できることである。
【００３２】
さらに、ねじ山６８’はねじ山６８の円形の輪郭を有する底部９４の代わりに底部９４’を含む。図７に示すように、断面を半径方向に見ると（すなわち図７に示す見方）、底部９４’は楕円形を含む。特に明確にするため図９に示したが、仮想的な楕円９７の外面の一部の形状と合うように底部９４’を切断したり形成したりする。楕円９７は長軸に沿う方向の長さがＬ９７で、楕円９７の短軸に沿う方向の高さがＨ９７である。本実施例において、長さＬ９７は０．０８０インチにおおよそ等しく、高さＨ９７は０．０４０インチにおおよそ等しい。したがって、少なくともいくつかの実施例では長さＬ９７が高さＨ９７の約２倍である。なお当然理解できることではあるが、長さＬ９７と高さＨ９７の両方について、本明細書に開示した原理に従いつつも、他の値や関係も取り得る。また図７に示すように、底部９４’を形成する楕円９７は、実施例によっては中心線（例えば軸５５等）に対して０度〜１０度の範囲の角度ωで傾けたり回転させたりする。角度ωは５度に等しいことが望ましい。
【００３３】
さらに、ねじ山６８の代わりにねじ山６８’をピン６０に設ける場合、ボックスねじ山８８はねじ山６８’に対して横方向および縦方向に反転することを除いてはねじ山６８’とぴったりと合うように同様に形成されるということは当然理解できることである（この場合ねじ山８８’と記す）。結果として、前述のねじ山６８’の説明により十分にねじ山８８’を説明しているので、ねじ山８８’についての別個の詳細な説明は簡単にするため省略する。
【００３４】
図８および図９によると、どのねじ山形状（例えばねじ山６８、８８、６８’、８８’）を用いるかに関係なく、接続作業の際は、ピン６０を他のドリルパイプ５０のボックス８０とねじ係合し、ねじ接続部１００を形成する。具体的には、各パイプ５０の軸５５を揃え、一本のパイプ５０（例えばピン６０を有するパイプ５０）を別のパイプ５０（例えばボックス８０を備えるパイプ５０）に対して揃えた軸５５を中心に回転させることにより、ピン６０とボックス８０を互いにねじ係合する。ピン６０を上述の方法でボックス８０とねじ係合するとき、ピン６０の外側肩部６２はボックス８０の外側肩部８２と係合し、ピン６０の内側肩部６４はボックス８０の内側肩部８４と係合する。したがって、本明細書においては接続部１００を、二元肩部または二重肩部によるねじ接続部と呼ぶ。
【００３５】
また、図９に最もよく示しているように、ピン６０をボックスコネクタ８０とねじ係合するとき、対応するねじ山６８および８８のスタブフランク９６が互いに係合し、対応するねじ山６８および８８のロードフランク９８が互いに係合し、ねじ山６８および８８のそれぞれの頂部９２は、対応するねじ山８８と６８の底部９４（ねじ山６８’および８８’を用いる場合は底部９４’）にそれぞれ隣接する。さらに、上述したように二つの管状継手５０のピン６０とボックス８０とをねじ接続するとき、接触高さＨＣを形成する。この接触高さＨＣは半径方向の（例えば軸５５から延びる半径９５に沿った）投影された距離を表しており、ねじ山６８とねじ山８８とが噛み合うときに対応する各対のねじ山はこの距離にわたってロードフランク９８に沿って互いに係合する。なお、図９にはねじ山６８と８８との係合のみを示しているが、代わりにねじ山６８’と８８’とをピン６０とボックス８０に採用する場合、図９に示したものと同じかまたは類似する係合が示されることは当然理解できることである。
【００３６】
図４〜８を参照すると、ピン６０とボックス８０のねじ山６６と８６（例えば具体的に、ねじ山６８および８８またはその代わりにねじ山６８’と８８’）はそれぞれ、最終的に得られる接続部１００の支持強度およびせん断強度が実質的にバランスのとれたものとなるような形状、大きさ、配置とする。前述したように、支持強度またはせん断強度のいずれか一方の過大設計（これはそれぞれ例えば最終的なねじ山が高すぎたり、長すぎたりする原因となる）によって接続部１００のねじり強度が全体として下がるのを回避することができるようなバランスだと好都合である。
【００３７】
特に下記の理論や何らかの他の理論に限定するわけではないが、接続部１００の支持強度ＳＢは次の式によって算出することができる。
2018503042.tif 000003
上式において、
Ｙｓは接続部１００を形成する材料の降伏強度であり、
Ｌｔはピン６０のねじ山領域の軸方向の長さであり（この長さはピン６０に沿う規定の基準点からピン先端部の長さを引いて測ることができる）、
Ｒｔは平均ねじ山径であり、
ＴＰＩは中心軸（例えば軸５５）に沿う単位長さあたりのねじ山の密度であり、通常は軸方向の単位距離あたりのねじ山の数で示される。
【００３８】
加えて、下記の理論や何らかの他の理論に限定するわけではないが、ねじ接続部１００のせん断強度ＳＳＨは次の式によって算出することができる。
2018503042.tif 000004
【００３９】
これら支持強度ＳＢとせん断強度ＳＳＨに関する式が等しいとき、次の関係が得られる。
2018503042.tif 000005
これを簡約して、
2018503042.tif 000006
【００４０】
この式をさらに簡約すると、次の関係が成り立つ。
2018503042.tif 000007
【００４１】
このように、本明細書に開示した原理に従えば、ピン６０とボックス８０は、結果的に得られる接続部１００に関する２√３（ＴＰＩ）ＨＣという関係式がおおよそ１に等しいかまたは実質的に１に近い値となるように形成する。言い換えれば、少なくともいくつかの実施例においては、得られる接続部１００の大きさおよび構造は、２√３（ＴＰＩ）ＨＣが０．９５以上かつ１．０５以下となる（すなわち０．９５≦２√３（ＴＰＩ）ＨＣ≦１．０５）ようなものとする。結果として、少なくともいくつかの実施例においては、得られる接続部１００が支持強度に対して±５％以内のせん断強度を示すようにすることができる。一つの具体例として、ピン６０とボックス８０は、ねじ山のＴＰＩが３．０となり、得られるＨｃが０．０９６７インチとなる（これにより２√３（ＴＰＩ）ＨＣが１．００に等しくなる）ようにねじ山を形成し配置する。さらに他の一つの具体例として、ピン６０とボックス８０は、ねじ山のＴＰＩが３．５となる、得られるＨｃが０．０８３０インチとなる（これにより２√３（ＴＰＩ）ＨＣが１．０１に等しくなる）ようにねじ山を形成し配置する。
【００４２】
図１０に、管状部材（例えば管状継手５０）を製造する方法２００を示す。方法２００は、まずピンコネクタ（例えばピン６０）を管状部材（例えば継手５０）の第一端（例えば下端５０ｂ）に形成するステップと、ボックスコネクタ（例えばボックス８０）を管状部材の第二端（例えば上端５０ａ）に形成するステップとを、それぞれブロック２０５およびブロック２１０に含む。次に、方法２００にはピンの複数の雄ねじ山（例えばねじ山６６）をピンコネクタに形成するステップと、ボックスの複数の雌ねじ山（例えばねじ山８６）をボックスコネクタに形成するステップとをブロック２１５に含む。最後に、方法２００は、ブロック２２０において、このピンねじ山とボックスねじ山とが他の隣接する管状部材のボックスコネクタとピンコネクタのねじ山とにそれぞれ係合したときにその係合したねじ山が上述のものと同じＨｃと（ＴＰＩ）を用いて０．９５≦２√３（ＴＰＩ）ＨＣ≦１．０５の関係を満たすようにピンねじ山とボックスねじ山とを形成するステップを含む。
【００４３】
以上に記載した方法によれば、実質的にバランスのとれたせん断強度および支持強度を有するようなねじ山（例えばねじ山６８、８８、６８’、８８’）を含む、本明細書に開示した原理に従ったねじ接続部（例えば接続部１００）が形成される。したがって、本明細書に開示した原理によるねじ接続部（例えば接続部１００）を利用することで、この接続部のねじり強度が最適化される。
【００４４】
望ましい実施例を示して説明をしたが、当業者であれば本明細書の範囲または教示から逸脱することなく修正を加えることができる。本明細書に記載の実施例はあくまで模範的なものであり、それらに限定されない。本明細書に記載のシステム、装置、工程の多くの変形形態および修正形態が可能であり、これらは本開示の範囲内にある。したがって、保護の範囲は本明細書に記載の実施例に限定されず、次の特許請求の範囲によってのみ限定されるものであり、この範囲は特許請求の範囲の内容のすべての均等物を含むものとする。特に明示的に述べたものでない限り、方法の請求項における各ステップは任意の順番で実施することができる。方法の請求項における各ステップの前に（ａ）、（ｂ）、（ｃ）または（１）、（２）、（３）などの識別子を記載しているが、これらはステップに対し具体的な順番を指定しようとしたり指定したりするものではなく、後でそのステップを簡単に指し示せるようにするために用いたものである。
【図１】
2018503042.tif 000008
【図２】
2018503042.tif 000009
【図３】
2018503042.tif 000010
【図４】
2018503042.tif 000011
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2018503042.tif 000016
【図１０】
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【国際調査報告】
2018503042.tif 000018
2018503042.tif 000019
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