Im alten China veranschaulicht die Fabel vom törichten alten Mann, der die Berge versetzt, den unbezwingbaren Geist der Beharrlichkeit durch langsame und stetige Anstrengung.

Als die Menschheit in das 18. Jahrhundert eintrat, brachte die Erste Industrielle Revolution nicht nur einen technologischen Wandel, sondern auch einen tiefgreifenden sozialen Wandel mit sich und leitete eine Ära ein, in der Maschinen begannen, die Handarbeit zu ersetzen. Seitdem hat sich die Gesteinsbohr- und Aushubindustrie rasch zu schnelleren, langlebigeren und effizienteren Methoden weiterentwickelt. Dabei wurden verschiedene Gewindeformen für Bohrgestängeverbindungen entwickelt, darunter API-Standardgewinde und wellenförmige Trapezgewinde.

Die Funktionsprinzipien dieser Threads unterscheiden sich, was zu unterschiedlichen Anforderungen führt. Ein hochrangiger technischer Experte in der Bohrindustrie hat öffentlich über das Gewinde von Rollkegelbohrstangen und Hammerbohrstangen gesprochen. Die angebotenen Erkenntnisse sind so wertvoll, dass sie mehr als ein Jahrzehnt des Studiums wert sein sollen.

Erdöl-Rollenkegelmeißel arbeiten durch Drehen und Zerkleinern von Gestein, wobei Bohrstangen API-Standardgewinde verwenden. Diese Gewinde nehmen nur Axialschub, Torsionskräfte und einige Stoßkräfte auf, ohne Stoßenergie auf den Stabkörper zu übertragen. Die API-Standardgewinde sind in erster Linie zum Verbinden, Befestigen und Abdichten konzipiert, was zu einem minimalen Energieverbrauch und einer vernachlässigbaren Überhitzung führt.

Im Gegensatz dazu verwenden obere Hammerbohrstangen typischerweise R-förmige oder T-förmige Gewinde. Die Energie des hydraulischen Gesteinsbohrers wird durch das Gestänge auf den Bohrmeißel übertragen, was zu erheblichen Energieverlusten in Form von Wärme an den Gewindeverbindungen führt, wobei die Temperaturen möglicherweise 400 °C übersteigen. Würden API-Standardgewinde für die oberen Hammerstangen verwendet, wären diese nicht nur ineffizient bei der Energieübertragung, sondern könnten auch unter Erosion leiden, was die Demontage der Bohrstangen erschwert, die Baueffizienz erheblich beeinträchtigt und die Kosten erhöht.

In den 1970er und 1980er Jahren führten ausländische Experten umfangreiche Untersuchungen zu den Gewinden durch, die in Oberhammerbohrstangen verwendet werden, wobei Wellen-, Verbund-, umgekehrt gezahnte, FL- und Trapezgewinde berücksichtigt wurden. Es wurde festgestellt, dass wellenförmige Gewinde für Stangen mit Durchmessern unter 38 mm geeignet sind, während trapezförmige Gewinde eher für Stangen mit Durchmessern zwischen 38 mm und 51 mm geeignet sind.

Im 21. Jahrhundert haben verschiedene Bohrwerkzeughersteller mit dem zunehmenden Durchmesser von Spitzenhammerbohrern und Überlegungen zur Gewindegrundfestigkeit durch kontinuierliche Forschung und Entwicklung neue Gewindetypen wie SR, ST und GT eingeführt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass während des Gesteinsbohrvorgangs die Gewindeverbindungen an den oberen Hammerbohrstangen einer der Hauptbereiche des Energieverbrauchs und ein wesentlicher Faktor für frühe Bohrstangenausfälle sind.

Wie der Buddhismus lehrt, „ist abhängiges Entstehen leer, und man sollte sich nicht an eine einzelne Methode klammern.“ Angesichts der fortschreitenden Fortschritte in Wissenschaft und Technologie lohnt es sich, darüber nachzudenken, ob die derzeit verwendeten Gewindeformen die beste und endgültige Lösung für Verbindungen in der hydraulischen Bohrindustrie sind.