特許 6111262 炭化水素坑井の掘削と採掘のための管状コンポーネントおよびもたらされたねじ付き接続部

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6111262

(24)【登録日】2017年3月17日

(45)【発行日】2017年4月5日

(54)【発明の名称】炭化水素坑井の掘削と採掘のための管状コンポーネントおよびもたらされたねじ付き接続部

(51)【国際特許分類】

   F16L 15/04 20060101AFI20170327BHJP

   E21B 17/042 20060101ALI20170327BHJP

   F16B 7/18 20060101ALI20170327BHJP

【ＦＩ】

   F16L15/04 A

   E21B17/042

   F16B7/18 A

【請求項の数】12

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-546597(P2014-546597)

(86)(22)【出願日】2012年12月14日

(65)【公表番号】特表2015-507723(P2015-507723A)

(43)【公表日】2015年3月12日

(86)【国際出願番号】FR2012000520

(87)【国際公開番号】WO2013093233

(87)【国際公開日】20130627

【審査請求日】2015年10月23日

(31)【優先権主張番号】11/03930

(32)【優先日】2011年12月19日

(33)【優先権主張国】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】504255249

【氏名又は名称】ヴァルレック オイル アンド ガス フランス

(74)【代理人】

【識別番号】100080001

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 大和

(74)【代理人】

【識別番号】100093023

【弁理士】

【氏名又は名称】小塚 善高

(74)【代理人】

【識別番号】100117008

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 章子

(72)【発明者】

【氏名】グレンジャー，スコット

(72)【発明者】

【氏名】キャロン，オリヴィエ

(72)【発明者】

【氏名】ヴェルジェ，エリック

(72)【発明者】

【氏名】ルシュー，ガブリエル

(72)【発明者】

【氏名】フランキ，ジョナサン

【審査官】 柳本 幸雄

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５９−０８３８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 仏国特許出願公開第０２９３７０７７（ＦＲ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００８４５４１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１７４４８２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｌ １５／０４

Ｅ２１Ｂ １７／０４２

Ｆ１６Ｂ ７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

炭化水素坑井の掘削と採掘のためのねじ付き接続部（１）を形成するアッセンブリーであって、前記接続部は回転軸（１０）を有する第１と第２の管状コンポーネントを備え、これらの管状コンポーネントは雄型端部（２）と雌型端部（３）を夫々備え、前記雄型端部（２）と前記雌型端部（３）の内の少なくとも一つには、他端に生成された肩部に設けられた第２の当接面（７０）に対して組み立てられた状態において干渉接触し得る第１の当接面（６０）を備える終端面で終端し、前記第１の当接面（６０）と第２の当接面（７０）の内の少なくとも一つには外部当接領域（９）と内部当接領域（１２）を定義する溝（７）が形成され、
前記組み立てられた状態において、前記外部当接領域（９）と前記内部当接領域（１２）の内の少なくとも一つが軸方向に突出し、それによって前記溝（７）の近傍（１２ａ）にかかる前記内部当接領域（１２）の接触圧Ｐｉｎｔ（ａ）が前記外部当接領域（９）にかかる接触圧の最小値より大きいか又は等しいことを特徴とするねじ付き接続部（１）を形成するアッセンブリー。

【請求項2】

前記第１の当接面（６０）を前記雄型端部（２）の前記終端面に設け、
前記第２の当接面（７０）を前記雌型端部（３）に生成される肩部に設けることを特徴とする請求項１に記載のねじ付き接続部（１）を形成するアッセンブリー。

【請求項3】

前記溝（７）が形成された前記当接面（７０）の前記外部当接領域（９）と前記内部当接領域（１２）は、別個の第１の平面と第２の平面に夫々属し、この第１の平面と第２の平面は回転軸（１０）に垂直であり、前記内部当接領域（１２）は前記外部当接領域（９）より突出することを特徴とする請求項１又は２に記載のねじ付き接続部（１）を形成するアッセンブリー。

【請求項4】

前記第１の平面と前記第２の平面は０．０２５ｍｍから０．０７５ｍｍの範囲の値εだけ分離されることを特徴とする請求項３に記載のねじ付き接続部（１）を形成するアッセンブリー。

【請求項5】

前記溝（７）が形成された前記当接面（７０）の前記外部当接領域（９）と前記内部当接領域（１２）は、半径Ｒを有する球状の包絡線に属する凸状表面にあることを特徴とする請求項１又は２に記載のねじ付き接続部（１）を形成するアッセンブリー。

【請求項6】

前記球状の半径Ｒは５００ｍｍから２７００ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項５に記載のねじ付き接続部（１）を形成するアッセンブリー。

【請求項7】

前記溝（７）が形成された前記当接面（７０）の前記外部当接領域（９）は、前記回転軸（１０）に垂直な平面に対して０．５度から２度の範囲の角度αだけ傾斜した平面に位置し、それによって、前記溝に近接する部分（９ｂ）は前記溝から遠位の部分（９ａ）に対して突出することを特徴とする請求項１又は２に記載のねじ付き接続部（１）を形成するアッセンブリー。

【請求項8】

前記溝（７）が形成された前記当接面（７０）の前記内部当接領域（１２）は、前記回転軸（１０）に対して垂直な平面に対して０．５度から２度の範囲の角度βだけ傾斜した平面に位置し、それによって、前記溝に近接する部分（１２ａ）は前記溝から遠位の部分（１２ｂ）に対して突出することを特徴とする請求項７に記載のねじ付き接続部（１）を形成するアッセンブリー。

【請求項9】

前記外部当接領域の断面ｅｓｕｐは前記内部当接領域の断面ｅｉｎｆの１．５倍から３倍の範囲にあることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のねじ付き接続部（１）を形成するアッセンブリー。

【請求項10】

前記第１の当接面（６０）と前記第２の当接面（７０）には溝が夫々形成され、
前記第１の当接面（６０）に形成された前記溝（６）が外部当接領域（８）と内部当接領域（１１）を定義し、
前記第２の当接面（７０）に形成された前記溝（７）が外部当接領域（９）と内部当接領域（１２）を定義することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のねじ付き接続部（１）を形成するアッセンブリー。

【請求項11】

前記雄型端部（２）と前記雌型端部（３）は、前記接続部が他端に生成される肩部に設けられる第２の当接面（７０、１３）に対して組み立てられた状態にあるとき、終端面で干渉接触することができる第１の当接面（６０、１４）を備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のねじ付き接続部（１）を形成するアッセンブリー。

【請求項12】

前記第１と第２の管状コンポーネントは管状掘削コンポーネントであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のねじ付き接続部（１）を形成するアッセンブリー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、炭化水素坑井の掘削と採掘のために使用されるコンポーネントに関し、更に詳しくはこのようなコンポーネントの端部に関し、前記端部には雄型と雌型とがあり、炭化水素坑井の掘削と採掘のために使用される他のコンポーネントの対応する端部と接続可能である。

【0002】

用語“炭化水素坑井の掘削と採掘のために使用されるコンポーネント”は、炭化水素坑井の掘削のためのステム、又はメンテナンス用坑井改修ライザー等、又は採掘用ライザー等、又は坑井採掘に関係するケーシング・ストリング、又はチュービング・ストリングを構成することによって同じタイプの要素または他のタイプの要素と接続されて完了することが意図される実質的に管状の任意の要素を意味する。特に、本発明は、ドリルパイプ、大重量ドリルパイプ、ドリルカラー、および工具ジョイントとして知られるパイプと大重量パイプを接続する部品等のドリルステムにおいて使用されるコンポーネントに適用可能である。

【0003】

既知の方法では、ドリルステムにおいて使用される各コンポーネントは一般的に雄型ねじ領域を有する端部と雌型ねじ領域を有する端部を備え、各端部は他のコンポーネントの対応する端部と組立によって接続されるように意図されており、組立によって接続部が特定される。このようにして作られたステムが坑井の表面から掘削時に回転されるので、坑井の掘削において分解や、これとは対照的な過剰トルクを受けることなく、十分な回転トルクが伝達できるように、高トルクでコンポーネントが組立てられなければならない。組立トルクは、一般的に、組み立てられる各コンポーネントに設けられた当接面同士の干渉協働によって達成される。

【0004】

しかしながら、所定の掘削条件や接続状態で、加圧下でガスに遭遇する可能性がある。当接面によって今まで設けられていた密封がもはや確保できない。加えて、二つのコンポーネント間の接続部に高圧力に対応するより高い品質を確保することが必要である。このため、出願人のカタログＮｏ．９４０に記述されたＶＡＭ(R)ＴＯＰ接続部のような他のタイプの接続部を有する、ねじ領域を越えた接続部の雄型端部に、接続部の雌型端部に設けられた封止面との半径締まりばめと協働することが意図される封止面を設けることが知られている。より正確には、これら二つの面間の締まりばめタイプの協働は、組立による接続部のアセンブリ中に雌型端部の封止面の下方に雄型端部の封止面を嵌める力によって達成される。力ばめを促進するために、例えば、雄型端部と雌型端部の各々に先細り形状を有する封止面を使用することが知られている。

【0005】

しかしながら、現在の仕様では非常に高い圧力に匹敵するシールを必要とする傾向があるため、雄型要素と雌型要素の間の干渉によって生成される高い接触圧を封止面に課す必要がある。用語“干渉”とは、力ばめ前の雄型端部の封止面の部分の平均直径の値と雄型端部が雌型端部に嵌合されたときの雄型端部の封止面の部分の平均直径の値との差を意味している。

【0006】

ドリルステムにおいて使用されるコンポーネントの厚みが掘削コンポーネントのための米国石油協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）によって規定された規格であるＡＰＩ規格７によって与えられた寸法仕様の４．８から１０１．６ｍｍ（即ち、０．１９から４インチ）と同程度であるため、力ばめ中に摩耗の問題が生じ、この摩耗は、接触圧の値、コンポーネントの干渉と厚みの関数である。これと同じ問題が、高圧坑井改修ライザーのための又は厚いケーシング管や製造管のための接続部に対して生じる。

【0007】

摩耗のリスクを減じるため、幾つかの解決策が想定される。干渉を減じることからなる改良の第１ルートが研究されている。そのルートは許容される機械加工公差と両立しないことが分かった。実際に、シールを保持しながら、雄型封止面を担持する部分の平均直径の同心度における最大許容分離と傷が制限されなければならなかった。

【0008】

改良のための第２のルートは、干渉を減少すると共に封止面を拡大することよりなっていた。しかしながら、研究によって、二つの封止面同士の接触部を長くすることによって接触部の不安定性が増加し、ある使用条件下でシールのロスが誘発され得ることが示された。

【0009】

第３の改良方法は、主として雄型封止面の部分の半径方向の剛性を減じることである。これは、内部当接面に雄型端部の端部と雌型端部の肩部に溝を設けることによって得られる。

【0010】

その解決策は、軸方向の剛性の減少のため、内部当接面で向上された接触圧を確保する利点を有している。したがって、管状コンポーネントに張力が加えられるとき、肩部に抗して最初に固く組み立てられる雄型端部の端部の弾性歪みエネルギーに起因して当接面が接触したままである。そのため、当接面で封止を確保することによって、雄型端部と雌型端部の外部および内部周面に夫々設けられる封止面を無しで済ませることが可能である。

【0011】

しかしながら、特許ＦＲ２９３７０７７の従来技術は、雄型端部の端部と雌型端部の肩部の厚肉に形成された溝に近接するときに減少する当接面の接触圧を分配することを提案している。更に、接触圧は、溝と管状コンポーネントの外側との間に定義された領域にかかる接触圧に比較して、溝と管状コンポーネントの内側との間に定義される領域においてより小さい。接触圧におけるこれらのアンバランスは当接面同士の接触を弱める不利益を有し、それは密封の欠陥やコンポーネントの分解までももたらすことになる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

このため、本発明は、溝の内部の当接面における接触圧を強化するために当接面を再定義することを目的とする。このように、軸方向の密封は当接領域で接触を最適化することによって得られる。

【課題を解決するための手段】

【0013】

より詳細には、本願発明は、炭化水素坑井の掘削と採掘のためのねじ付き接続部を形成するアッセンブリーに関し、前記接続部は回転軸を有する第１と第２の管状コンポーネントを備え、これらの管状コンポーネントは雄型端部と雌型端部を夫々備え、前記雄型端部と前記雌型端部の内の少なくとも一つが、他端に生成された肩部に設けられた第２の当接面に対して組み立てられた状態において干渉接触し得る第１の当接面を備える終端面で終端し、前記第１の当接面と第２の当接面の内の少なくとも一つには外部当接領域と内部当接領域を定義する溝が形成され、前記組み立てられた状態において、前記外部当接領域と前記内部当接領域の内の少なくとも一つが軸方向に突出し、それによって前記溝の近傍にかかる前記内部当接領域の接触圧が前記外部当接領域にかかる接触圧より大きいか又は等しい。

【0014】

本願発明における付加または置き換えてもよい選択的特徴は下記の通りである。

【0015】

前記第１の当接面を前記雄型端部の前記終端面に設け、前記第２の当接面を前記雌型端部に生成される肩部に設ける。

【0016】

前記溝が形成された前記当接面の前記外部当接領域と前記内部当接領域は、別個の第１の平面と第２の平面に夫々属し、この第１の平面と第２の平面は回転軸に垂直であり、前記内部当接領域は前記外部当接領域より突出する。

【0017】

前記第１の平面と前記第２の平面は０．０２５ｍｍから０．０７５ｍｍの範囲の値εだけ分離される。

【0018】

前記溝が形成された前記当接面の前記外部当接領域と前記内部当接領域は、半径Ｒを有する球状の包絡線に属する凸状表面にある。

【0019】

前記球状の半径Ｒは５００ｍｍから２７００ｍｍの範囲にある。

【0020】

前記溝が形成された前記当接面の前記外部当接領域は、前記回転軸に垂直な平面に対して０．５度から２度の範囲の角度αだけ傾斜した平面に位置し、それによって、前記溝に近接する部分は前記溝から遠位の部分に対して突出する。

【0021】

前記溝が形成された前記当接面の前記内部当接領域は、前記回転軸に対して垂直な平面に対して０．５度から２度の範囲の角度βだけ傾斜した平面に位置し、それによって、前記溝に近接する部分は前記溝から遠位の部分に対して突出する。

【0022】

前記外部当接領域の断面ｅｓｕｐは前記内部当接領域の断面ｅｉｎｆの１．５倍から３倍の範囲にある。

【0023】

前記第１の当接面と前記第２の当接面には溝が夫々形成され、前記第１の当接面に形成された前記溝が外部当接領域と内部当接領域を定義し、前記第２の当接面に形成された前記溝が外部当接領域と内部当接領域を定義する。

【0024】

前記雄型端部と前記雌型端部は、前記接続部が他端に生成される肩部に設けられる第２の当接面に対して組み立てられた状態にあるとき、終端面で干渉接触することができる第１の当接面を備える。

【0025】

前記第１と第２の管状コンポーネントは管状掘削コンポーネントである。

【図面の簡単な説明】

【0026】

本願発明の特徴と利点は、添付図面を参照して以下に詳細に記述される。

【図1】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る、組立によって二つの管状コンポーネントを接続する結果として生じた接続部の長手方向断面の線図である。

【図2】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る、組立によって接続される前の二つの管状コンポーネントの長手方向断面の線図である。

【図3】図３Ａは従来技術の接続部における接触圧の線図であり、図３Ｂは従来技術の接続部における細部の長手方向断面の線図である。

【図4】図４Ａは本発明の第１の実施の形態に係る接続部における接触圧の線図であり、図４Ｂは本発明の第１の実施の形態に係る接続部における細部の長手方向断面の線図である。

【図5】図５Ａは本発明の第２の実施の形態に係る接続部における接触圧の線図であり、図５Ｂは本発明の第２の実施の形態に係る接続部における細部の長手方向断面の線図である。

【図6】図６Ａは本発明の第３の実施の形態に係る接続部における接触圧の線図であり、図６Ｂは本発明の第３の実施の形態に係る接続部における細部の長手方向断面の線図である。

【図7】図７Ａは本発明の第４の実施の形態に係る接続部における接触圧の線図であり、図７Ｂは本発明の第４の実施の形態に係る接続部における細部の長手方向断面の線図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

図１は回転軸１０を有する組み立てられた状態のねじ付き接続部１を示し、このねじ付き接続部１は、雄型端部２が設けられ、同じ回転軸１０を有する第１の管状コンポーネントと、雌型端部３が設けられ、同じ回転軸１０を有する第２の管状コンポーネントと、を備え、雄型端部と雌型端部が組み立てられている。二つの端部２，３は、ねじ付き接続部の回転軸１０に対して実質的に半径方向に向けられた終端面６０，１４で夫々終端し、組立による二つのコンポーネントの相互接続のために協働するねじ領域５を夫々備えている。用語“ねじ領域”は、管状コンポーネントの周面部分には連続するねじ構造（ｔｈｒｅａｄｉｎｇ）、即ち、中断することのないねじの螺旋構造（ｔｈｒｅａｄｉｎｇ ｈｅｌｉｘ）があることを意味している。

【0028】

図２は図１の接続部１を生成する部品を示しており、第１の管状コンポーネントと第２の管状コンポーネントが分解された状態にある。参照番号は図１のそれらと同じである。

【0029】

図１と図２において、接続部１は、雌型端部３の終端面１４と雄型端部２に設けた肩部１３とを対面させる外部当接部を備え、接続部が組み立てられた状態にあるとき、前記終端面と前記肩部が干渉接触するように配置されている。

【0030】

図１と図２によれば、接続部１は、雄型端部２の終端面に設けられた第１の当接面６０を雌型端部３の内側に設けられた肩部に設けられた第２の当接面７０とを対面させる内部当接部を備え、第１の当接面６０と第２の当接面７０は、接続部１が組み立てられた状態において、干渉接触するように配置されている。

【0031】

図１と図２で詳述された実施の形態によれば、雄型端部２の終端面と雌型端部３の内側に設けられた肩部は、夫々参照番号６，７を有する凹部を備える。凹部６，７は夫々実質的に環状の溝である。溝６，７は、半径方向の剛性と軸方向の剛性が減少し得ることを意味している。当業者は、特に形状、長さ、厚みの観点から、溝６を半径方向の剛性の望ましい減少関数で定義できる。このため、摩耗のリスクが限定され、接続部に張力や圧縮力が加えられるときでも当接面間の接触が確保される。同様に、当業者は、特に形状、長さ、厚みの観点から、溝７を軸方向の剛性の望ましい減少関数で定義できる。このため、接続部に張力／圧縮力が加えられるとき、内部当接部は当接面の接触が確保される弾性的な挙動を有する。

【0032】

図１と図２に記述したように、雄型端部の終端面に形成された溝６は外部当接領域８と内部当接領域１１を形成し、この外部当接領域と内部当接領域は内部当接部の第１の当接面６０を形成する。

【0033】

同様に、図１と図２に記述したように、雌型端部の肩部に形成された溝７は、したがって、外部当接領域９と内部当接領域１２を形成し、この外部当接領域と内部当接領域は、内部当接部の第２の当接面７０を形成する。

【0034】

図３Ｂには溝６，７が夫々形成された第１と第２の当接面を備える従来技術の接合部が記述され、図１と図２と同じ参照番号が使用されている。したがって、これらの溝が外部当接領域８，９および内部当接領域１１，１２を夫々定義する。第１の当接面６０の当接領域８，１１は、溝６に近接する部分８ｂ，１１ａを夫々備え、且つ溝６から遠位の部分８ａ，１１ｂを夫々備えている。同様に、第２の当接面７０の当接領域９，１２は、溝７に近接する部分９ｂ，１２ａを夫々備え、且つ溝７から遠位の部分９ａ，１２ｂを夫々備えている。

【0035】

図３Ａには図３Ｂに記述された従来技術の接続部の接触圧（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）の分布が記述され、外部当接領域８と外部当接領域９および内部当接領域１１と内部当接領域１２において前記接続部は組み立てられた状態にある。外部当接領域８と外部当接領域９は相互に共平面である。同様に、内部当接領域１１と内部当接領域１２もまた相互に共平面である。

【0036】

したがって、内部当接領域１１、１２の溝６，７に近接する部分１１ａ，１２ａにかかる接触圧Ｐｉｎｔ（ａ）は、第１と第２の当接面６０，７０の外部当接領域８，９にかかる最小接触圧Ｐｅｘｔ（ｍｉｎ）より小さいようである。このため、接触は、内部当接領域１１，１２において外部当接領域８，９よりも安定しない。

【0037】

対照的に、本発明の主な特徴によれば、組み立てられた状態において、第２の当接面７０の外部当接領域９と内部当接領域１２の内の少なくとも一つが軸方向に突出し、且つ溝７の近傍１２ａにかかる内部当接領域１２の接触圧Ｐｉｎｔ（ａ）が外部当接領域９にかかる接触圧Ｐｅｘｔ（ｍｉｎ）の最小値より大きいか又は等しくなるように当接領域が配置される。用語“軸方向の突起”は、当接領域の両方ではない場合、少なくとも一つが外側に突出することを意味している。当接領域は同じ平面にはない。この突出は、内部当接領域の接触圧を最適化するように溝の近傍に位置される。このように、接触は外部当接領域８，９におけるよりも内部当接領域１１，１２においてより大きい。管の内側から外部に向かう漏れのリスクが減少する。

【0038】

本発明には第２の当接面７０の外部当接領域９と内部当接領域１２の配置に関して幾つかの変形例がある。

【0039】

図４Ｂは、本発明の第１の変形例に係る接続部を記述しており、参照番号は先の図に与えられた参照番号と同じである。即ち、第１と第２の当接面には溝６，７が夫々形成され、これらの溝が外部当接領域８，９および内部当接領域１１，１２を夫々定義する。第１の当接面６０の当接領域８，１１は、溝６に近接する部分８ｂ，１１ａを夫々備え、且つ溝６から遠位の部分８ａ，１１ｂを夫々備えている。同様に、第２の当接面７０の当接領域９と当接領域１２は、溝７に近接する部分９ｂ，１２ａを夫々備え、且つ溝７から遠位の部分９ａ，１２ｂを夫々備えている。

【0040】

このバリエーションでは、溝７が形成された当接面７０の外部当接領域９と内部当接領域１２は、夫々第１と第２の平面に属し、それらの面は別個であり、回転軸１０に対して夫々垂直であり、内部当接領域１２は外部当接領域９より突出する。図４Ａに見られるように、溝７の近傍１２ａにかかる接触圧Ｐｉｎｔ（ａ）は、外部当接領域９にかかる最小接触圧Ｐｅｘｔ（ｍｉｎ）より大きい。

【0041】

都合よく第１と第２の平面は０．０２５ｍｍから０．０７５ｍｍの範囲で値εだけ分離している。そうすれば、溝７の近傍１２ａにかかる接触圧Ｐｉｎｔ（ａ）は、外部当接領域９にかかる最小接触圧Ｐｅｘｔ（ｍｉｎ）より大きい。そうすれば、１０ｍｍから２５ｍｍの溝の深さに対して、この実施の形態では、図３の標準接続部に対する３００ＭＰａのように高い、面１１，１２と面８，９の間の接触圧の反転を防止する。

【0042】

図５Ｂは、本発明の第２の変形例に係る接続部を記述しており、参照番号は先の図で与えられた参照番号と同じである。即ち、第１の当接面と第２の当接面には溝６，７が夫々形成され、これらの溝は外部当接領域８，９および内部当接領域１１，１２を夫々定義する。第１の当接面６０の当接領域８，１１は、溝６に近接する部分８ｂ，１１ａを夫々備え、且つ溝６から遠位の部分８ａ，１１ｂを夫々備えている。同様に、第２の当接面７０の当接領域９，１２は、溝７に近接する部分９ｂ，１２ａを夫々備え、且つ夫々溝７から遠位の部分９ａ，１２ｂを備えている。

【0043】

このバリエーションでは、溝７が形成された当接面７０の外部当接領域９と内部当接領域１２は、半径Ｒを有する球状包絡線に属する凸状表面である。図５Ａから見て取れるように、溝７の近傍１２ａにかかる接触圧Ｐｉｎｔ（ａ）は外部当接領域９にかかる接触圧Ｐｅｘｔ（ｍｉｎ）の最小値より大きい。

【0044】

都合よく球の半径Ｒが５００ｍｍから２７００ｍｍの範囲にあり、そうすれば、溝７の近傍７ａの接触圧Ｐｉｎｔ（ａ）が外部当接領域９の接触圧Ｐｅｘｔ（ｍｉｎ）に対する最小値より大きい。本実施の形態の利点は、接触圧が部分８ｂ，９ｂ，１１ａ，１２ａで最大になることである。この実施の形態では、接触圧の分布が容易に制御でき、製造も容易な半径が採用されている。Ｒの最小である５００ｍｍは、面８ｂ，９ｂ，１１ａ，１２ａで可塑化（Ｐｌａｓｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が生じたとしても面８ｂ，９ｂ，１１ａ，１２ａが接触状態にあることを保証するように面８ａ，９ａ，１１ｂ，１２ｂが選択されている。

【0045】

図６Ｂは、本発明の第２のバリエーションに係る接続部を記述しており、先の図で与えられた参照番号と同じ参照番号を有し、即ち、第１と第２の当接面には溝６，７が夫々形成され、これらの溝は外部当接領域８，９と内部当接領域１１，１２を夫々定義する。第１の当接面６０の当接領域８，１１は、溝６に近接する部分８ｂ，１１ａを夫々備え、且つ溝６から遠位の部分８ａ，１１ｂを夫々備えている。同様に、第２の当接面７０の当接領域９，１２は、溝７に近接する部分９ｂ，１２ａを夫々備え、且つ溝７から遠位の部分９ａ，１２ｂを夫々備えている。

【0046】

このバリエーションでは、溝の近位部分９ｂが遠位部分９ａより突出するように、回転軸１０に垂直な平面に対して０．５度から２度の範囲の角度αで傾斜する平面に、溝７が形成された当接面７０の内部当接領域９が配置される。

【0047】

同様に、溝に近接する部分１２ａが遠位部分１２ａより突出するように、回転軸１０に対して垂直な平面に対して０．５度から２度の範囲の角度βで傾斜する平面に、溝７が形成された当接面７０の内部当接領域１２が配置されている。

【0048】

図６Ａから見て取れるように、溝７の近傍１２ａにかかる接触圧Ｐｉｎｔ（ａ）は外部当接領域９にかかる接触圧Ｐｅｘｔ（ｍｉｎ）の最小値より大きい。角度が大きすぎる場合には、部分８ｂ，９ｂ，１１ａ，１２ａにかかる接触圧が高過ぎて、当接面の可塑化（Ｐｌａｓｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）のリスクや密封の欠陥さえあり得ることに留意すべきである。対照的に、角度が小さすぎる場合には、機械加工を制御することが困難になり、求めた効果、即ち、部分８ｂ，９ｂ，１１ａ，１２ａにかかる接触圧の増加が不十分になる。

【0049】

都合よく、また図７Ｂに記述されるように近傍１２ａにかかる接触圧Ｐｉｎｔ（ａ）を更に補強する目的で、外部当接領域の断面ｅｓｕｐが内部当接領域の断面ｅｉｎｆの１．５から３倍の範囲にある。より詳しくは、断面ｅｓｕｐが断面ｅｉｎｆの１．５倍の場合には、部分８ｂ，９ｂと部分１１ａ，１２ａの接触圧が等しくなる。対照的に、断面ｅｓｕｐが断面ｅｉｎｆの３倍の場合には、部分８ｂ，９ｂの接触圧は部分１１ａ，１２ａの接触圧より低く、５０％から１００％の範囲にある。

【0050】

図７Ａから見て取れるように、溝７，６に夫々近接する部分１１ａ，１２ａの近傍の接触圧Ｐｉｎｔ（ａ）は、外部当接領域８，９の最小接触圧Ｐｅｘｔ（ｍｉｎ）より夫々大きい。

【0051】

図面には示されていないが更なるバリエーションが可能であることは明白である。

【0052】

したがって、雄型端部の当接面６０には溝６が形成されているが、軸１０に対して実質的に垂直な中実ディスクであってもよい。

【0053】

上述のバリエーションが雄型端部に適用され得ることも予想可能である。この場合には、溝６が形成された当接面６０の外部当接領域８と内部当接領域１１は夫々互いに異なる第１の平面と第２の平面に属し、これらの平面は回転軸１０に対して垂直であり、内部当接領域１１は外部当接領域８より突出している。この場合、溝６の近傍１１ａの接触圧Ｐｉｎｔ（ａ）は外部当接領域８の最小接触圧Ｐｅｘｔ（ｍｉｎ）の値より高い。

【0054】

同様に、他のバリエーションでは、溝６が形成された当接面６０の外部当接領域８と内部当接領域１１が半径Ｒの球状の包絡線に属する凸状表面である構成が可能である。

【0055】

同様に、他のバリエーションでは、溝に近接する部分８ｂが遠位部分８ａに対して突出するように、回転軸１０に垂直な平面に対して０．５度から２度の範囲の角度αだけ傾斜した平面に、溝６が形成された当接面６０の外部当接領域８が配置される構成が可能である。

【0056】

同様に、溝に近接する部分１１ａが遠位部分１１ｂに対して突出するように、回転軸１０に垂直な平面に対して０．５度から２度の範囲の角度βだけ傾斜した平面に、溝６が形成された当接面６０の内部当接領域１１が位置している。

【0057】

雄型当接面６０と対面する雌型端部の当接面７０には溝７が形成されているが、軸１０に対して実質的に垂直な中実ディスクであってもよいことは明白である。

【0058】

本発明は、雌型端部３の終端面１４を雄型端部２に設けられた肩部１３と対面させる外部当接部にも適用可能である。この場合、二つの当接面１３，１４の内の少なくとも一方に溝を設けることが必要であり、その溝が外部当接領域と内部当接領域を定義する。外部当接領域と内部当接領域は、前記溝に対する遠位部分と近位部分を夫々備えている。

【0059】

本発明は、コンポーネントの肩トルクが特に高いので、特に管状掘削コンポーネントに有利に応用される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】