部23而连接在一起时，母接头密封表面28与公接头密封表面39在下述状态下接触:其中，表面压力因拧紧扭矩而施加至母接头密封表面28。因此，母接头密封表面28的表面粗糙度优选为不超过32S，以使得能够确保用于保持钻杆4的外侧和内侧的液体密封性的密封功能。
[0062]此处，公接头密封表面39与公接头前端端表面31之间的距离设定为如在图7A中示出的LI，并且母接头密封表面28与内部台肩端表面25b之间的距离设定为如在图7B中示出的L2。当钻杆4基于外螺纹部33拧入内螺纹部23中而连接在一起时，外部台肩端表面35首先接触母接头接近套筒端表面21，接着，公接头密封表面39接触母接头密封表面28，并且进一步被旋拧，公接头前端端表面31接触内部台肩端表面25b。如以上描述的，为了实现连续的接触，尺寸设定为L1〈L2。此处，尺寸LI和L2设定为在从2mm至5mm的范围内。即，公接头密封表面39形成在从公接头前端32的第六接触表面(公接头前端端表面31)向后推移2mm至5mm的距离(沿着从公接头防护部30朝向公接头基部34返回的方向)的位置处。钻杆4设置成使公接头密封表面39不易受到损坏、比如变形、凹痕影响，SP使钻杆4倚靠在钻探设备上的地板表面上亦是如此。此外，假定LI和L2两者的公差都是+0.0lmm或-0.0lmm,则尺寸被设定为满足L2>Ll+0.02mm以实现L1〈L2。
[0063]为确保液体的密封性并且防止接触不良比如不均匀接触，公接头密封表面39与母接头密封表面28之间的接触部分的宽度，即，在图7C中示出的密封宽度W，优选地设定为在从Imm至2mm的范围内。此处，密封宽度W的尺寸不包括在凹入的拐角部分处形成的R形部和在突出的拐角部分处形成的C形斜切部。
[0064]如在图7C中示出的，公接头前端32的外表面32a与母接头后部套筒24的内表面24a之间的间隙(公接头前端间隙)的宽度构造成不小于0.5mm并且不超过1.2mm。类似地，公接头基部34的外表面34a与母接头接近套筒22的内表面22a之间的间隙(公接头基部间隙)的宽度构造成不小于0.5_并且不超过1.2_。这些尺寸是最佳的尺寸，结构的强度可以通过这些尺寸被最大化并且该结构将不会在钻杆4通过公接头3和母接头2被相继地连接时被损坏。
[0065](尺寸示例)
[0066]例如，如上所示的每个部件的尺寸可以施加至下述钻杆4:所述钻杆4具有13500mm或更小的整体长度、60.2mm至168.3mm的杆外直径、38.1mm至127.0mm的杆内直径、以及12.7mm至38.1mm的公接头前端长度。
[0067]母接头2和公接头3的材料并未特别地限定，并且可以以母接头2和公接头3的材料具有满足API标准f5DP的要求的强度为条件进行适当地选择。
[0068](工具接头的连接)
[0069]在母接头2和公接头3中，母接头2和公接头3中的每一者的接触表面的尺寸构造成使得当通过旋拧待通过螺纹接合而装配的内螺纹部23和外螺纹部33，母接头2与公接头3彼此接合时，母接头接近套筒端表面21与外部台肩端表面35、母接头密封表面28与公接头密封表面39、以及内部台肩端表面25b与公接头前端端表面31相继地彼此接触。对于借助于使用具有前述尺寸的工具接头I连接钻杆4而言，母接头2和公接头3首先面向彼此定位，接着，公接头3的稍部插入母接头2的开口中并且母接头2和公接头3中的至少一者旋转，使得母接头接近套筒端表面21接触外部台肩端表面35，接着，套管母接头密封表面28接触公接头密封表面39，并且内部台肩端表面25相继地接触公接头前端端表面31。
[0070]图8是示出了当通过旋拧紧固钻杆时旋转角度Θ与拧紧扭矩T之间的关系的曲线图。在从母接头接近套筒端表面21与外部台肩端表面35之间的接触至母接头密封表面29与公接头密封表面39之间的接触的部段Rl (从O至Θ I)中，拧紧扭矩T根据旋转角度Θ的增加增大至Tl。因此，稳定地提供了外部表面接收压力。接着，在至内部台肩端表面25b与公接头前端端表面31之间的接触的部段R2 (从Θ I至Θ 2)中，拧紧扭矩T根据旋转角度Θ的增加增大至T2。另外，拧紧扭矩T通过以将旋转角度增大至角度Θ 3的方式拧紧母接头2和公接头3而增大至T2。因此，稳定地提供了外部表面接收压力。
[0071]如以上描述的，内部台肩端表面25b与公接头前端端表面31之间的接触表面用作最靠近杆内直径部41的内部压力接收表面。公接头密封表面39与母接头密封表面28之间的接触表面一一该接触表面位于内部台肩端表面25b与公接头前端端表面31之间的接触表面的附近并且与内部台肩端表面25b与公接头前端端表面31之间的接触表面平行一一用作密封表面。此外，母接头接近套筒端表面21与外部台肩端表面35之间的最靠近杆外直径部40的接触表面用作外压力接收表面。
[0072](装配/拆装测试)
[0073]已经对照不具有密封表面一一S卩，没有母接头密封表面和公接头密封表面一一的双台肩工具接头进行了对在根据本发明的实施方式中的工具接头I一一S卩，具有密封表面的双台肩工具接头--的性能评价。
[0074]图9A是示出了在根据本发明的实施方式中的双台肩工具接头(钻杆)的外观图示，并且图9B是示出了对照的常规双台肩工具接头(钻杆)的外观图示。如在图4A中示出的，在根据本发明的实施方式中的双台肩工具接头在下述位置处形成有公接头密封表面39:所述位置从位于公接头前端32的稍部处的公接头前端端表面31向后推移。另一方面，对比示例中的双台肩工具接头不具有与公接头密封表面对应的部分，在对比示例中，公接头前端32的稍部完全是公接头前端端表面。
[0075]此处，钻杆和工具接头的具体构型如下。
[0076]钻杆:88.9mm的外径以及11.40mm的杆厚度、G105的钢级(基于AIP 5DP)
[0077]工具接头:DSTJ_SST39
[0078]用于性能评价的测试结果示出如下。为了提供具有与实际工作的磨损对应的作为水密和气密表面的公接头密封表面、母接头密封表面、公接头前端端表面和内部台肩端表面，在压力测试之前，已经实施了 50次装配/拆装测试操作。在完成了 50次的装配/拆装测试操作之后，实施烘烤过程。烘烤过程是为了消除对在装配/拆装测试操作期间所使用的润滑剂的密封性能的影响。对于在图4A和图4B中示出的已经完成上述操作的两个试样而言，实施内部压力和包括弯曲负载的拉伸复合负载测试。实施该测试是为了确定由于通过母接头密封表面28与公接头密封表面39之间的接触实现的密封效果引起的内部耐压性能的优点。
[0079]图10是示出了加载状态的VME的曲线图，其中，水平轴线是轴向载荷，并且竖向轴线是压力。
[0080](测试条件)
[0081]就测试条件而言，研究了当内部压力沿着在图10中示出的VME曲线从LP(负载点)I增加至LP13时接头发生泄漏的点。当负载施加至LP2、至LP2B时，仅朝向LP2B施加弯曲负载(7.5度/100英尺)。随后，内部压力上升2000psi (镑每平方英寸)/步骤。
[0082](测试结果)
[0083]I号试样(带有密封)
[0084]如在图9A中示出的，在I号试样(根据本发明的双台肩工具接头)中未发生泄漏。
[0085]最终LP13:289.0千镑(131吨(tonf))的总轴向负载，150.1千镑(68吨)的拉伸负载，以及27000psi (186.2兆帕)的内部压力。
[0086]该测试因测试设备FST的限制而终止。
[0087]2号试样(不带密封)
[0088]如在图9B中示出的，在2号试样(常规的双台肩工具接头)中发生了泄漏。
[0089]LP6:474.5千镑(215吨)的总轴向负载，397.3千镑负载(180吨)的拉伸负载，以及15000psi(103.4兆帕)的内部压力。
[0090]在LP6之前的LP5处实际观察到压力降(483.5千镑的拉伸负载以及13000psi的内部压力)。
[0091 ] 根据本发明的第二实施方式，实现了下述效果。
[0092](I)作为密封表面的公接头密封表面39设置在从公接头前端端表面31向后推移的部分(另一表面)处，使得公接头密封表面39未邻接至杆的端表面压力接收表面。因此，即使钻杆4倚靠在钻探设备的地板表面上，密封表面也将不会通过密封表面的接触被损坏，并且同样变得不易受到来自侧表面施加的损害的影响。
[0093](2)除了用作内部压力接收表面的内部台肩端表面25b与公接头前端端表面31的接触表面，工具接头I构造成使得母接头密封表面28稳定地接触公接头密封表面39，使得不存在对用于控制沿着径向方向的拧紧余量的严格的尺寸控制等的需要。此外，由于密封表面垂直于杆轴线并且密封表面既不是球形的也不相对于杆轴线倾斜，所以生产期间的尺寸测量可以容易地完成使得不需要准备特殊的测量仪器。
[0094](3)在DSTJ (双台肩工具接头)的技术中，拧紧(装配)扭矩与现有技术中一样使外部压力接收表面(在外部台肩端表面35与母接头接