حفاری به معنای عملیات حفاری در سطح زمین یا زیر زمین است که به منظور دستیابی به منابع طبیعی مانند نفت، گاز، آب یا مواد معدنی انجام می‌شود.
فرایند حفاری شامل استفاده از ابزارها و تجهیزات خاصی است که به وسیله آن‌ها به سطح زیرین زمین نفوذ و منابع طبیعی را بیرون می‌کشند.
عملیات حفاری معمولاً توسط حفارها، که می‌توانند حفارهای چرخشی یا غیر چرخشی باشند، انجام می‌شود.
حفارها از ابزارهای برشی مانند سنگ‌زنه‌ها، دنده‌ها و پیچ و مهره‌ها برای حفاری در اعماق مختلف استفاده می‌کنند.
و اما تعيين محل حفاري بسیار مهم است، مثلاً فاصله آن از مناطق مسكوني، چاه هاي مجاور، مسكوني فشار قوي برق و…كه اين‌ها همه تخصص مخصوص به خود را دارند و قبل از انجام حفاری حتما باید تمام این موارد بررسی شود که زیر نظر افراد متخصص در این زمینه می باشد.
بعد از تعيين محل حفاری، مهندس راه و ساختمان اقدام به نصب وسايل مورد نياز جهت حفاری را می کند که ابزار آلات مخصوصی در این زنبنه لازم است و معمولا پس از آوردن دكل به منطقه، عمل حفاری بطور 24 ساعته انجام مي شود.
عمل حفاری بوسیله دکل صورت می‌گیرد و ابزار آلات مخصوص که می توان به موارد زیر اشاره کرد:
۱- قلاب آویزان از قطعات و رشته های بالا و پایین رو و متصل به دکل حفاری که جهت بالا و پایین رفتن افراد و ابزار استفاده می شود.
۲- دستگاه متصل کننده قسمتهای دوار داخل چاه و قسمت های ثابت در خارج که از لوازم مهم محسوب می شوند.
۳- لوله قابل انعطاف که قالبا جنسی از لاستیک دارند و برای انتقال گل حاصل از حفاری می باشند.
۴- پایه های زیر دکل جهت محکم نگه داشتن دکل در جایگاه مناسب
۵- لوله های دیوار بندی که در ابعاد و اندازه های مختلفی هستند و همین طور سایر ابزارهای دیگر که هر کدام وظیفه ای دارند و این موارد ذکر شده از مهم ترین ها هستند که حضورشان برای انجام کار الزامی است.
یکی از مهم ترین بخش های حفاری همان برنامه ریزی حفاری است که در این اصل، فاکتورهای اصول مهندسی، قدرت آنالیز افراد و تجربه کافی احتیاج دارد و همگی باید کاملا دقیق بررسی شوند.
این برنامه ریزی به طور کلی به سه عامل بستگی دارد که شامل موارد زیر می باشد:
۱- مورد اول این که حفاران باید از تجربه کافی و تخصص برخوردار باشند، چرا که لازم است از ارتباط تمامی بخش های حفاری کاملا آگاه باشند و بتوانند به خوبی برنامه ریزی کنند.
۲- مورد بعدی استفاده از ابزار و نرم افزارهای موجود در بازار است که امروزه نرم افزارهای مفید با کارایی بالا وجود دارد تا انجام محاسبات و فرمول ها دقیق تر صورت بگیرد و فرد باید در این زمینه کاملا بلدکار باشد.
۳- و در نهایت مورد سوم که استفاده از قدرت آنالیز و تجزیه و تحلیل است و تنها افرادی که تخصص در این زمینه دارند می توانند به خوبی این کار را انجام دهند.
جدا از این موارد می رسیم به فاکتور های مهم در حفاری که لازم است بدانید و این فاکتورها شامل:
۱- حفاری امن
منظور از حفاری امن در واقع به این معنی است که از تمامی قوانین و احتیاطات لازمه در حفاری استفاده شود که بیش تر در جهت محافظت از جان نیروهای انسانی و ابزار و وسائل است که این فاکتور جز مهم ترین ها در عوامل برنامه ریزی چاه مخسوب می شود و امروزه تسبت به گذشته بیش تر مورد توجه قرار می گیرد.
برای ایمنی بیش تر لازم است تمامی نکات فنی و مهندسی برای حفاری چاه انجام شود که یکی از مهم ترین عوامل در این زمینه استفاده از داده های آماری موجود در منطقه است که تمامیه این داده باید به طور دقیق باشد و مورد بررسی قرار بگیرد.
۲- هزینه ی کم
هدف از انجام یک حفاری این است که هزینه ی کم تری هم پرداخت شود. هم چنین پرداخت هزینه در عملیات چاه های حفاری به طور کلی به صورت روزی و یا در برخی مواقع قراردادی است.
که در صورت وجود اشتباه در محاسبات زمانی و ابزاری ممکن است خسارات جبران نشدنی را به شرکت وارد کند و خسارات مالی را ایجاد کند پس در این زمینه حساب رسی هم پر اهمیت خواهد بود.
۳- چاه قابل استفاده
و در نهایت رسیدن به نقطه مورد نظر ایت و چاهی که بتوان در آن بهربرداری های مفید از جمله بهره برداری از منابع زیر زمینی را انجام داد و در این صورت چاه کنده شده از ارزش بالایی برخوردار خواهد بود. این مورد تنها زمانی به دست می آید که تمامی نکات فنی رعایت شده باشد و تمام کارها به صورت دقیق انجام شود. با توجه به نکات ذکر شده، برنامه ریزی چاه هم از نظر فنی، هم از نظر ایمنی باید تماما مطابق فاکتورهای از پیش تعیین شده باشد تا بتوان چاهی با کمترین هزینه، و بیشترین کارایی حفاری کرد و تا سال ها نیز مورد استفاده قرار داد.
در نهایت هدف اصلی حفاری، دستیابی به منابع طبیعی است.
در صنعت نفت و گاز، حفاری به منظور یافتن و استخراج منابع نفت و گاز زیر زمینی صورت می‌گیرد.
در حوزه آب، حفاری برای یافتن منابع آبیاری، آب زیرزمینی و چاه‌های آب عمیق استفاده می‌شود. علاوه بر این، حفاری در صنایع معدنی نیز برای استخراج مواد معدنی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اگرچه حفاری به طور عمده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما ممکن است مخاطراتی نیز به همراه داشته باشد.
از جمله مسائلی که ممکن است در حفاری به وجود آید، مشکلات امنیتی، تجهیزات خراب شده، آلودگی محیط زیست و اختلالات در زیرساخت‌ها می‌باشد.
بنابراین، توجه به مسائل محیط زیستی و ایمنی در هنگام انجام حفاری بسیار مهم است.
نهایت تخصص در حفاری تونل
تخصص در حفاری تونل به عنوان یک حوزه تخصصی در صنایع عمران و مهندسی معدن مورد توجه قرار می‌گیرد.
تونل‌سازی یک فرایند پیچیده است که برای ایجاد تونل‌ها در زیر سطح زمین به منظور عبور از کوه‌ها، کوهستان‌ها، رودخانه‌ها، شهرها یا سایر موانع طبیعی استفاده می‌شود.
در حفاری تونل، تخصص‌های متعددی وجود دارد که هر کدام نقش مهمی در فرایند ساخت و حفاری تونل ایفا می‌کنند.
برخی از تخصص‌های مرتبط با حفاری تونل عبارت است از:
۱- مهندسی حفاری
شامل بررسی و برنامه‌ریزی حفاری، انتخاب روش‌های حفاری مناسب، طراحی و اجرای نقشه‌های حفاری، انتخاب تجهیزات و ابزارهای حفاری، و کنترل و نظارت بر عملیات حفاری است.
۲- مهندسی زمین‌شناسی
شامل بررسی و تحلیل خصوصیات زمین‌شناسی محل حفاری، شناخت و تفسیر ساختارهای زمینی، شناسایی موانع و خطرات زمین‌شناسی، و ارائه راهکارهای مهندسی برای مواجهه با آن ها است.
۳- مهندسی مکانیک خاک
شامل بررسی خصوصیات خاک و سنگ محل حفاری، ارزیابی پارامترهای مکانیکی خاک، انتخاب روش‌های پشتیبانی و تثبیت خاک، و مدیریت مشکلات مربوط به استحکام خاک در حفاری تونل است.
۴- مهندسی ژئوتکنیک
شامل بررسی عملکرد خاک و سنگ در معرض حفاری تونل، مدیریت آب زیرزمینی و سیستم‌های زهکشی، طراحی و اجرای سیستم‌های پشتیبانی تونل، و کنترل مانعیت و خطرات ژئوتکنیکی است.
۵- مهندسی معدن
شامل بررسی نحوه استخراج و حفاری سنگ‌ها و معادن در مسیر تونل، طراحی و اجرای معادن فرعی، مدیریت ناحیه‌های پسماند و ایمنی معدن در حفاری تونل است.
این تخصص‌ها به طور گسترده در فرایند حفاری تونل مورد استفاده قرار می‌گیرند و همکاری و هماهنگی بین این تخصص‌ها ضروری است تا به طور موثر تونل‌ها ساخته شوند.
انواع حفاری
حفاری می‌تواند به انواع مختلفی تقسیم شود بسته به هدف و شرایط مورد استفاده.
در زیر به برخی از انواع حفاری معمول اشاره می‌کنم:
۱- حفاری نفت و گاز
حفاری در صنعت نفت و گاز به منظور دستیابی به منابع نفت و گاز زیرزمینی صورت می‌گیرد.
این حفاری شامل حفاری اکتشافی برای یافتن مخازن نفت و گاز جدید و حفاری تولیدی برای استخراج و بهره‌برداری از مخازن موجود می‌شود.
۲- حفاری آب
حفاری در حوزه آب شامل حفاری چاه‌های آب عمیق، حفاری چاه‌های آب زیرزمینی، و حفاری برای ایجاد سازه‌های مربوط به تأمین و توزیع آب می‌شود.
۳- حفاری معدنی
حفاری در صنایع معدنی برای استخراج مواد معدنی از سنگ‌ها و معادن استفاده می‌شود.
این حفاری شامل حفاری بافت، حفاری سنگ‌زنی، حفاری تونل، و حفاری سوراخ‌کاری می‌شود.
۴- حفاری تونل
حفاری تونل برای ایجاد تونل‌ها و عبور از موانع طبیعی مانند کوه‌ها، کوهستان‌ها و رودخانه‌ها استفاده می‌شود.
این حفاری شامل حفاری تونل زمینی، حفاری تونل آبی، و حفاری تونل زیرآبی است.
۵- حفاری خمیده
حفاری خمیده برای ایجاد چاه‌هایی با شکل و مسیر غیرعمودی استفاده می‌شود.
این نوع حفاری معمولاً در صنایع نفت و گاز و آب استفاده می‌شود.
۶- حفاری ژئوتکنیکال
حفاری ژئوتکنیکال برای ایجاد ستون‌ها و مهاربندهای خاکی جهت تثبیت خاک در پروژه‌های ساختمانی و مهندسی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
هم چنین، به جز انواع فوق، حفاری در صنایع دیگری نیز مانند حفاری برای نصب سازه‌های برق، حفاری در صنایع حمل و نقل، و حفاری در صنعت جوشکاری و حفاری نفوذی نیز انجام می‌شود.
