درحفاری چاه آب به روش ضربه ای یک مته بزرگ و سنگین و بلند به صورت متناوب آن را به ارتفاع 2 متر بالا می برد و به کف چاه آب می کوبد ضربه حاصل تمام قلوه سنگ ها و سنگ های درشت را خرد می کند .خرده سنگ های خرد شده با آب مخلوط می شود و از طریق گل کش به بیرون چاه منتقل می شود.روش حفاری چاه آب ضربه ای مناسب برای حفر چاه آب در رسوبات دانه درشت و قلوه سنگ و زمین های بدون ریزش استفاده می گردد.در ضمن حفاری چاه آب ضربه ای نسبت به حفاری چاه آب روتاری اصطحلاک کمتر و هزینه مقرون به صرفه تری دارد

سیستم حفاری ضربه ای کابلی(Cable Drill) از روشهای اولیه حفاری است که در زمانهای خیلی قدیم توسط چینی ها استفاده می شد. مته فولادی(Steel Bit) به وسیله طناب یا کابل و توسط چند کارگر به سمت بالا کشیده شده و رها می گردید که سبب خرد شدن سنگها و در نتیجه حفاری می شد. مواد کنده شده را توسط گل کش(Bailer) از چاه خارج می نمودند. این سیستم حفاری با پیشرفت صنعت تکامل یافت و از نیروی مکانیکی در راه اندازی آن استفاده شد. اولین چاه نفت در سال1859 در شرق ایالت پنسیلوانیا آمریکا توسط آقای دریک(Drake) به عمق 20 متر با روش حفاری ضربه ای کابلی که به نام روش پنسیلوانین شهرت دارد، حفاری گردید. اصول کار حفاری ضربه ای کابلی در سه مرحله خلاصه می شود:

• کندن زمین و خرد کردن مواد کنده شده با ضربات متوالی مته
• خارج کردن مواد کنده شده با وسیله ای به نام گل کش
• انجام عملیات لوله گذاری چاه حفاری شده

3-2-1- شرح دستگاه و تجهیزات حفاری ضربه ای

دستگاه حفاری ضربه ای کابلی چاه را به روش بالا و پایین بردن یک مته آهنی به شکل قلم پهن و و وارد نمودن ضربات پی در پی به زمین و خرد کردن سنگها، حفاری می نمایند. مواد کنده شده و خرد شده با آب مخلوط و به صورت گل شل توسط گل کش از چاه خارج می شود. دستگاه را بر روی کامیون یا چهار چرخ مونتاژ و توسط یدک کش جابه جا می کنند.

3-2-2-تجهیزات حفاری کابلی

الف) مته

مته از جنس آلیاژ فولاد همراه با کربن، سیلیس و مولیبدن به شکل کتابی تخت و کشیده به صول 2/1 تا 4/2 متر ساخته شده است. در دوسطح آن دو شیار طولی برای خارج شده مواد حفاری شده موجود در کف چاه رو به طرف بالا و به هنگام فرود آمدن مته بر زمین تعبیه شده سات تا تجمع مواد حفاری شده مانعی برای پیشروی مته نگردد. این مته ها به دو شکل ساختع شده اند: مته های تک تیغه و مته های چهار پر متقاطع. مته های چهار پر مخصوص حفاری در طبقات سخت قلوه ای و سنگی است.

ب) استم حفاری

استم حفاری از یک لوله تو پر آلیاژی درست شده که یک سر آن به مته حفاری و سر دیگر به جارز بسته می شود

پ) جارز (Jars) ابزاری به طول 8/1 تا 2 متر است که از دو حلقه فولادی داخل هم رفته ممتد، تشکیل می گردد و سر آن در پایین مستقیما به بالای استم حفاری بسته می شود. کار فرعی آن اعمال ضربه بر استم و مته می باشد. اما کار اصلی آن کمک به حرکت آزادانه رو به بالای مته و استم است در مواردی که جنس زمین از مواد چسبنده مثل رس و مارن و یا قطعه سنگهای سست که مته را در لابه لای خود گیر می اندازند، باشد.           عکس صفحه 60 کتاب

ت) استرینگ

استرینگ(String)  به مجموعه ابزار حفاری شامل روپ ساکت، جارز، استم و مته گفته می شود.

ث) روپ ساکت و ماندرل

روپ ساکت(Rope Socket) قطعه ای لوله مانند توخالی است که از یک طرف به بالای جارز بسته می شود و از طرف دیگر به کابل حفاری متصل است. طول آن حدود 90 سانتی متر و قطر آن 14 سانتی متر است.                     عکس کتاب صفحه 61

 ماندرل نیز لوله ای است به قطر 6 سانتی متر و طول 20 سانتی متر که یک سر آن به شکل کونیک بوده و سوراخی به قطر5/2 سانتی متر برای عبور کابل دارد. سر کونیک ماندرل که به قسمت داخل و بالای روپ ساکت می چسبد با کاهش سطح تماس و اصطکاک به چرخش استرینگ کمک می نماید. اگر در نحوه جاگذاری کابل درون ماندرل دقت نشود، ممکن است در حین حفاری کابل از داخل ماندرل در رفته و استرینگ در چاه بماند. عکس صفحه 61 کتاب

 هنگامی که استرینگ به کابل آویزان است با نیروی وزن خود کابل را به طرف پایین می کشد. و کابل سافته شده تمایل به باز شدن می کند و در نتیجه نیروی پیچش دورانی راست گرد در جهت خلاف بافت آن به وجود آمده که باعث می شود به دور خود از چپ به راست بچرخد و به محض رسیدن مته به زمین و حذف نیروی کششی، ماندرل در فضای خالی روپ ساکت همراه کابل در جهت مخالف پیچش استرینگ چرخیده و کابل از فشار آزاد شود. اگر از کابل راست گره استفاده شود استرینگ به طرف چپ می چرخد و نیروی اعمال شده باعث باز شدن اجزای استرینگ از یکدیگر می شود.

ج) محافظ کابل

محافظ کابل یا کابل نشکن(Rope Saver) از یک قطعه لوله فولادی قوی به قطر داخلی 10 سانتی متر و بلندی 20 سانتی متر دارای یک دسته آهنی خمیده با یک شیار ناودانی به پهنای 4 سانتی متر درست شده است. به هنگام بلند کردن استرینگ از حالت افقی و یا برگرداندن آن از وضعیت قائم به حالت افقی، کابل نشکن را بر سر روپ ساکت قرار می دهند و بدین ترتیب از خم شدن و شکستن کابل جلوگیری می شود.                    عکس کتاب صفحه 62

چ) گل کش یا دلو(بیلر Bailer) از لوله آهنی به قطر 6 تا 12 اینچ و طول 2 تا 4 متر که در سر آن یک سوپاپ آهنی زبانه دار یا یک دریچه گرد آهنی قرار دارد، ساخته می شود. دسته گل کش به کابل گل کش به قطر 14 میلی متر متصل است. در نوع دارای سوپاپ زبانه دار، در اثر برخورد گل کش با ته چاه، یک گوی سوپاپ دار مخروطی شکل که دهانه گل کش را بسته است به طرف بالا حرکت کرده در نتیجه راه ورود مواد گل آلود حفاری شده به داخل لوله بار می شود و مقداری از آن وارد لوله می گردد. با بلند کردن گل کش، سوپاپ(گوی) مجددا به طرف پایین حرکت کرده و دهانه لوله را می بندد تا مواد داخل شده در لوله نتوانند خارج شوند. عکس کتاب صفحه 63

 با تکرار حرکت بالا و پایین کردن گل کش و ضربه زدن آن به ته چاه، داخل لوله پر از مواد حفاری شده می گردد. در این موقع گل کش را از چاه خارج می کنند و محتویات آن پس از انتقال به سطح تخلیه می گردد. در گل کش های نوع دریچه گرد، یک فنر در پشت دریچه طوری قرار داده شده که همیشه آن را بسته نگه دارد. توضیح اینکه گل کشی از داخل چاه بعد از حدود یک متر حفاری صورت می گیرد. البته مقدار حفاری و زمان انجام گل کش تابع جنس زمین است. یک نوع گل کش نیز با لاستیک سوپاپ مکشی برای زمینهای ماسه ای که توسط گل کش معمولی مشکل می باشد، وجود دارد. طرز عمل آن شبیه پمپ باد دستی است. هنگامی که دسته به بالا کشیده شود، با ایجاد خلا دریچه زیرین باز شده و ماسه به درون لوله گل کش مکیده می شود.

عکس صفحه 64 کتاب

3-2-3- شناخت ابزار مانده یابی

در سیستم حفاری ضربه ای کابلی ممکن است لوازم حفاری به علت پاره شدن کابل، باز شدن رزوه ها و یا شکستن قطعات به داخل چاه سقوط کنند. برای خارج کردن این تجهیزات به لوازم و ابزار خاصی نیاز است. به علت شباهت عمل گرفتن لوازم مانده در چاه با عمل ماهی گیری نام این عملیات را ماهی گیری(Fishing) و به وسایلی که این کار را انجام می دهد ابزار  ماهی گیری(Fishing Tools) گویند. این وسایل شامل روپ ساکت باب کاک و کشویی فنردار، استم و جار فیشینگ، چنگک دوشاخه زبانه دار، چنگک نیزه ای و لوله لقمه دار است. چنانچه گل کش از کابل جدا شده و در چاه مانده باشد، از فیشینگ چنگکی دو شاخه و یا نیزه ای استفاده می گردد.

3-2-4- حفاری در زمینهای غیر یکنواخت

در حفاری زمینهای ناهمگن به صورت مخلوط رسوبات ریز دانه تا درشت دانه همراه با قطعات پراکنده تکه سنگهای بزرگ، باید دقت شود که چااه کج نگردد. هنگامی که مته حفاری به کناره سنگ بزرگ برخورد کند و خصوصا چنانچه این سنگ از نوع حمل شده آبرفتی با سطوح گرد شده صیقلی باشد، مته از روی آن سرخورده و متمایل به حفاری رسوبات نرمتر می گردد. در این موقع لازم است بار روی مته را کم نموده و با ضربات آهسته و با طول کوتاه و صرف وقت کافی مبادرت به حفاری گردد. اگر حفار دقت کافی ننماید بعد از خاتمه حفاری در دیواره چاه بیرون زدگی سنگ بغل مانع لوله گذاری چاه می شود.

3-2-5- حفاری در رسوبات ریزدانه شولاتی

زمینهای مخلوط شن و ماسه شسته به دلیل نبود رسوبات ریزدانه که نقش سیمان را ایفا کند به هنگام حفاری ریزش می نماید. لذا خاک رس را به صورت گلوله درست کرده و به داخل چاه می اندازند. رس در اثر ضربات مته به درون فضا های بین دانه ها وارد شده سبب استحکام زمین و جلوگیری از ریزش می شود. در صورت یکه ریزش شدید باشد می باید ادامه حفاری توام با لوله گذاری صورت گیرد. برای این کار ابتدا یک عدد کفشک(Shoe) در لبه دهانه لوله پیشرو جوش می دهند تا لبه تیز آن به نقوذ راحت تر لوله در زمین کمک و از جمع شدن دهانه لوله جلوگیری نماید. قطر مته را می باید به اندازه ای تنظیم کرد که مماس با دیواره داخلی لوله جدار حرکت کند. در زمینهای شولاتی ماسه ای و سیلتی باید سعی شود تا جایی که امکان دارد گل کشی از چاه کمتر صورت گیرد زیرا تخلیه چاه باعث می شود تا فشار هیدروستاتیک درون لایه آبدار باعث ریزش شدیدتر لایه ها به درون چاه شود. باید سعی کرد با سست کردن زمین به پایین رفتن لوله جدار کمک شود. لازم سات توجه شود خارج کردن لوله هایی که با نصب کفشک(Shone) و با ضربه در چاه کار گذاشته شده اند بسیار مشکل و تقریبا ناممکن می باشد زیرا قطر بیرونی کفشک حدود دو سانتی متر از قطر بیرونی لوله بیشتر بوده و در نتیجه لبه پله مانندی درست می کند که به هنگام حرکت لوله رو به بالا در دیواره چاه فرو رفته و مانع حرکت لوله به طرف بالا می گردد.

3-2-6- حفاری در زمینهای با لایه بندی متفاوت

چنانچه در حین حفاری زمینهای آبرفتی و در اعماق زمین به لایه سنگ جوش برخورد شود و حفاری گمانه اولیه با مته قطر کم انجام شده باشد، لازم است قطر مته را متناسب با قطر نهایی چاه بزرگ نماییم به نحوی که لوله جدار به راحتی از درون حفره حفاری شده عبور کند در غیر این صورت تراش و برقو زدن چاه در این قسمت به سختی و گاهی غیر ممکن خواهد بود. همچنین قطر مته دائما باید کنترل شود تا چنانچه در اثر سایش کوچک شده باشد، مجددا با جوشکاری اصلاح گردد.

3-2-7- حفاری در زمین های قلوه سنگی شیته

چنانچه جنس زمین از قطعه سنگهای درشت و گرد شده رودخانه ای یا سیلابی تشکیل دشه باشد، به دلیل سیمانی نشدن و در اثر ارتعاشات ناشی از ضربه های وارده به زمین و فشار آب درون لایه، سنگها ریزش می کنند. گاهی مواقع ممکن است در چند متر اول ریزش نکنند، ولی در حین ادامه حفاری بر روی ابزار حفاری ریزش کرده و باعث گیر افتادن آنها در زمین شوند. برای حفاری در چنین زمینهایی از مته به قطر کوچک مثلا 12 اینچ و یا نصب لوله جدار موقت به قطر 16 تا 18 اینچ و ادامه حفاری در دون لوله استفاده می گردد. به محض توقف ریزش، عمل لوله گذاری متوقف و بقیه چاه به صورت معمول حفاری می گردد. در خاتمه بعد از آن که سرتاسر چاه با لوله جدار دائم مثلا 12 اینچ تجهیز گردید، لوله جدار موقت را می توان از زمین خارج کرد. به طور کلی در زمینهای ریزشی، ضربه ها کوتاه و سرعت حفاری (تعداد ضربه ها در دقیقه) کم می باشد.

3-2-8- محاسن و معایب حفاری کابلی

دستگاه های حفاری ضربه ای کابلی دارای ساختمان ساده ای است به طوری که بازسازی قطعات و تعمیرات آن به راحتی در هر مکانی عملی است. برای مثال در دوران جنگ تحمیلی که مشکلات اقتصادی سبب بروز کمبودهایی در زمینه لوازم پیشرفته وارداتی، دانش فنی و تخصص در کشور شده بود، دستگاههای حفاری ضربه ای به خوبی به کار خود ادامه دادند و مشکلات آنها به راحتی توسط صنعتگران داخلی برطرف می شد. این دستگاهها کارایی خیلی خوبی در زمینها آبرفتی دارند و به جز در سنگهای یکپارچه سخت و لایه های شیب دار، در سایر زمینها به خوبی حفاری می نمایند. در زمینهای سست رسوبی ریزدانه سیلتی و ماسه ای که به دلیل عدم سیمانه شدن، در زیر سطح آب ریزش می نمایند، حفاری به کندی و با زحمت از طریق نصب همزمان لوله و حفاری در داخل آن صورت می گیرد که حفاری این قبیل زمینها با دستگاه دورانی سریعتر و راحت تر است. سطح برخورد به آب و تغییر لایه ها از طریق لمس کابل ضربه و تغییرات سرعت حفاری به راحتی قابل تشخیص است. دقت نمونه گیری با تقریب کمتر از نیم متر به راحتی مقدور است. از معایب این روش، نصب لوله جدار موقت در رسوبات شولاتی و راندن لوله با نیروی ضربه چکش به درون زمین است و چون نمی توان پشت لوله را شن ریزی یا گراول پکینگ نمود، بر روی آبدهی و عمر چاه تاثیر منفی دارد. میران آب مصرفی حفاری بسیار کمتر از روش دورانی است. دقت بالا در اخذ اطلاعات کیفی سفره آب با برداشت نمونه آب در اعماق مختلف و تعیین فشار استاتیک لایه های مختلف با اندازه گیری مرتب روزانه سطح آب میسر می باشد. همچنین حفاری چاههای اکتشافی در رسوبات نیمه تحکیم یافته و امکان اندازه گیری سطح ایستایی و آزمایش پمپاژ لایه های منفرد توسط دستگاه های ضربه ای کابلی بر سایر دستگاهها ارجحیت دارد.

شرکت حفاری چاه آب چشمه آوران با مدیریت ولی آقا محمدی با برخورداری از تیم فنی و علمی مجرب با بیش از پنج دهه تجربه در زمینه ی حفاری چاه های عمیق و نیمه عمیق آب، لایروبی چاه آب، کف شکنی و فرچه زنی و نصب و راه اندازی انواع پمپ های آب الکتروپمپ های شناور و شفت غلافت و کف کش و ارائه خدمات فنی و مشاوره ای جهت حفاری چاه های اب فعالیت می نماید. شرکت حفاری چاه آب چشمه آوران دارای رتبه ی پنج و صلاحیت حفاری چاه آب می باشدو با استفاده از کارگاه های مجهز و ماشین آلات حفاری روتاری و ضربه ای و با بهره گیری از تیم فنی و مهندسی متخصص خدمات قابل اطمینانی را برای مشتریان فراهم آورده است و همواره متعهد به ارائه راه حل ها و خدمات ایده آل با در نظر گرفتن سیستم و شرایط مشتریان می باشد.نیروهای مجرب و آموزش دیده شرکت حفاری چاه آب چشمه آوران قادر به حفاری چاه های عمیق و نصب و راه اندازی انواع پمپ های آب در کوتاه ترین زمان و بالاترین کیفیت می باشد. این شرکت در طول پنج دهه فعالیت خود بیش از هزاران پروژه حفاری چاه آب در کارنامه خود داشته و از این بابت نامی شناخته شده در این صنعت می باشدو نیز این شرکت جزء انجمن صنفی حفاران نمونه تهران می باشد.