En la antigua China, la fábula del viejo tonto que mueve las montañas ilustra el espíritu indomable de perseverancia a través del esfuerzo lento y constante.

Cuando la humanidad entró en el siglo XVIII, la Primera Revolución Industrial provocó no sólo una transformación tecnológica sino también un profundo cambio social, iniciando una era en la que las máquinas comenzaron a reemplazar el trabajo manual. Desde entonces, la industria de perforación y excavación de rocas ha avanzado rápidamente hacia métodos más rápidos, duraderos y eficientes. Durante este proceso, se desarrollaron varias formas de rosca para conexiones de varillas de perforación, incluidas roscas estándar API y roscas trapezoidales onduladas.

Los principios operativos de estos subprocesos difieren, lo que genera diferentes requisitos. Un experto técnico de alto nivel en la industria de la perforación ha discutido públicamente las roscas de las barras de perforación de cono de rodillo y las barras de perforación de martillo en cabeza. Los conocimientos ofrecidos son tan valiosos que se dice que valen más de una década de estudio.

Las brocas de cono giratorio para petróleo funcionan rotando y triturando roca, con varillas de perforación que utilizan roscas estándar API. Estas roscas sólo soportan empuje axial, fuerzas de torsión y algunas fuerzas de impacto, sin transmitir energía de impacto al cuerpo de la varilla. Las roscas estándar API están diseñadas principalmente para conexión, sujeción y sellado, lo que resulta en un consumo de energía mínimo y un sobrecalentamiento insignificante.

Por el contrario, las varillas de perforación con martillo en cabeza suelen utilizar roscas en forma de R o T. La energía de la perforadora hidráulica se transmite a través de la varilla a la broca, lo que provoca una importante pérdida de energía en forma de calor en las conexiones roscadas, con temperaturas que pueden superar los 400 °C. Si se utilizaran roscas estándar API para las varillas de martillo en cabeza, no solo serían ineficientes en la transmisión de energía, sino que también podrían sufrir erosión, lo que dificultaría el desmontaje de las varillas de perforación y afectaría gravemente la eficiencia de la construcción y aumentaría los costos.

En las décadas de 1970 y 1980, expertos extranjeros llevaron a cabo una extensa investigación sobre las roscas utilizadas en las varillas de perforación con martillo en cabeza, considerando roscas onduladas, compuestas, dentadas inversas, FL y trapezoidales. Se concluyó que las roscas onduladas son adecuadas para varillas con diámetros inferiores a 38 mm, mientras que las roscas trapezoidales son más apropiadas para varillas con diámetros entre 38 mm y 51 mm.

En el siglo XXI, con el diámetro cada vez mayor de las brocas de martillo en cabeza y las consideraciones sobre la resistencia de la raíz de la rosca, varias empresas de herramientas de perforación han introducido nuevos tipos de roscas como SR, ST y GT a través de investigación y desarrollo continuos.

En resumen, durante el proceso de perforación de roca, las conexiones roscadas en las barras de perforación de martillo superior son una de las principales áreas de consumo de energía y un factor importante en las fallas tempranas de las barras de perforación.

Como enseña el budismo, "el origen dependiente es vacío y uno no debe aferrarse a ningún método único". Con los continuos avances en ciencia y tecnología, vale la pena reflexionar si las formas de rosca utilizadas actualmente son la mejor y definitiva solución para las conexiones en la industria de la perforación hidráulica.