مهمترین مشکل در روش قدیمی، وقوع ریزش لایه های زمین و یا برخورد به طبقات سنگی یکپارچه بود که مانع ادامه حفاری و یا توقف عملیات و بی نتیجه ماندن تلاشها و سرمایه گذاری می گردید. طولانی شدن زمان انجام حفاری و تقاضا های روزافزون برای حفر چاه و جوابگو نبودن متقاضیان به علت محدودیت تعداد دستگاه ها، صنعتگران را بر آن داشت تا روش نوینی برای حفاری ابداع نمایند. در روش حفاری دورانی(Rotary) اساس کار بر چرخش سرمته های مخصوص و خارج کردن همزمان سنگهای خرد شده از چاه در حال حفار یپایه ریزی شده است. لوله های حفاری(Drill Pipe) که حفاران اصطلاحا به آن سوزن حفاری می گویند، سر مته را می چرخاند و همزمان گل حفاری توسط پمپ گل از طریق سوزنهای حفاری و سوراخ های سرمته به داخل چاه در حال حفاری تزریق و ضمن خنک کردن سر مته و نگه داری دیواره چاه در مقابل ریزش، خرده سنگهای حفاری شده را نیز با خود از چاه خارج می کند. در این روش حفاری از سیالهای مختلف از قبیل آب، مخلوط رس و آب، هوا و کف استفاده می شود که هر کدام کارایی خاص خود را دارد. در روش استفاده از هوای فشرده، ذرات حفاری شده(کاتینگCutting) با کمک جریان قوی باد از ته چاه تخلیه می گردد. از این روش برای حفر چاههای کم قطر و کم عمق معدنی استفاده می گردد. در حفاری چاههای آب از هوای فشرده در راه اندازی چکش حفاری برای اعمال ضربه مستقیم بر مته و کف چاه همراه چرخش همزمان سوزنها استفاده می شود. در این روش سرعت حفاری در تشکیلات سخت بسیار بالا بوده و خطرات ناشی از حفاری در لایه های شیب دار و شکسته به حداقل می رسد. برای حفاری چاههای با قطر زیاد در سازندهای ریزشی درشت دانه یا ریزدانه از روش حفاری با جریان معکوس آب استفاده می شود. آب حفاری از دهانه چاه در حد فاصل دیواره جدار و بدنه سوزنهای حفاری به آرامی وارد و در انتهای چاه به همراه قطعات سنگها و مواد حفاری شده از درون سوراخهای مته به درون سوزن ها مکیده شده و در بالای چاه به درون حوضچه رسوب گیر تخلیه می گردد.

3-3-1- شناخت دستگاه حفاری دورانی مکانیکی

دستگاه حفاری دورانی مکانیکی (دواریRotary) با چرخش لوله های حفاری (سوزن) (Drill Pipe) توسط یک میز دوار(Rotary Table) و سر مته متصل به آن زمین را کنده و خرده سنگها (کاتینگ) توسط مایع حفاری از چاه خارج می شود. این نوع روش حفاری بعد از روش خیلی قدیمی ضربه ای کابلی ابداع گردید و بعدا با گذشت زمان و کسب تجربه توسط دست اندر کاران با اختراع روشهای جدیدتر پیشرفت و تحولی در دنیای حفاری به وجود آمد به طوری که امروزه چاههایی تا عمق 12000 متر حفاری شده است.

3-3-1-1-میز دوار

میز دوار از یکت محفظه بسته پر از واسکازین درست شده است. درون آن یک چرخ دنده بزرگ (Crown weel) متکی به بلبرینگ قرار گرفته و به وسیله یک دنده کوچکتر(پینیونPinion) که شافت آن به گاردان متصل می شود به گردش در می آید. در وسط میز که به شکل لوله می باشد قرار دارد. کلی حفاری از وسط این چهار گوش عبور کرده که در نتیجه چرخش یک دنده بزرگ شاسی دستگاه و در زیر دکل نصب می گردد و می تواند کاملا در جای خود ثابت باشد و یا این که برای سهولت لوله گذاری جدار چاه می توان آن را از طریق باز کردن پیچهای تثبیت کننده در حول لولای مربوط جابه جا کرد.

3-3-1-2- دکل

دکل دستگاه معمولا از لوله هیا بدون درز با قطر 3 اینچ و به ارتفاع متوسط 15 متر ساخته می شود. مشخصات دکل می باید با قدرت سایر قسمتهای دستگاه هماهنگی داشته و همه اینها بر اساس برنامه ریزی اولیه برای ساخت دستگاه با قدرت حفاری تعریف شده، طراحی و ساخته می گردد.

3-3-1-3- جک های تراز

تراز دستگاه توسط جک های هیدرولیکی صورت می گیرد. دو عدد جک در قسمت عقب دستگاه و یک تا دو عدد نیز در قسمت جلو نصب شده است. جک های جلو می تواند از نوع پیچشی و یا لوله ای سوراخ دار باشد. جهت تحمل نیروی زیاد وزن دستگاه در قسمتی که دکل قرار دارد بعد از انجام تراز دستگاه از دو عدد جک پیچی قوی استفاده می شود.

3-3-1-4- پمپ گل

برای به گردش در آوردن گل حفاری در داخل سوزنها و خارج کردن خرده سنگهای حفاری شده از درون چا، نیاز به پمپ تزریق گل(Mud Pump) می باشد. حداکثر قطر چاه به حجم گل حفاری تزریق شده در چاه یا به عبارتی به قطر لاینر یا بوش و حداکثر عمق چاه به مقدار رفت یا برگشت پیستون در درون لاینر که معرف فشار است، بستگی دارد. انواع پمپ های گل دو سیلندر دو طرفه (Double Acting) که در جهت رفت و برگشت عمل می کند و سه سیلندر یک طرفه Single) Acting) که پمپ فقط در جهت رفت عمل می کند، در دستگاههای حفاری استفاده می شوند. پمپ های سه سیلندر سبکتر و کم حجم تر از پمپ های دو طرفه بوده و تغییرات فشار خروجی آنها زیاد نبوده و ارزانتر هستند.

3-3-1-5- هرزگرد ی آبدزدک

لوله هرزگرد(Water Swivel= Swivel head) وسیله ارتباطی بین کلی یا لوله چندبر و شلنگ آورنده گل حفاری از پمپ است. در داخل آن رولبرینگ برای تحمل نیروی وزن مجموعه لوله هیا حفاری چرخشی قرار دارد و به وسیله کاسه نمدهای فشار قوی عایق بندی شده است. گل حفاری از طریق این لوله هرزگرد وارد کلی می شود. در دستگاههای پیشرفته جدید، کلی حذف شده و گل حفاری از طریق Top Drive وارد سوزنهای حفاری می شود و تجهیزات لازم برای چرخش لوله های حفاری در داخل آن نصب شده است.          عکس کتاب صفحه 70

3-3-1-6-کلی یا لوله چند بر

کلی یا لوله چندبر به یکی از سه شکل 6 پهلو، 4 پهلو، و گرد در دستگاههای حفاری وجود دارد. بستگی به قدرت دستگاه و ارتفاع دکل طول آن از 6 تا 12 متر و ابعاد آن از 8 تا 14 سانتی متر متغییر می باشد. در نوع گرد آن سه شیار طولی با فواصل منظم قرار دارد. قسمت فوقانی کلی به وسیله یک تبدیل به هرزگرد متصل است. کلی از محفظه میانی میز دوار عبور می کند. در نوع چهار گوش دو قطعه فولاد تخت که در روی میز دوار یک فضای مربع شکل به ابعاد کلی تشکیل می دهند باعث می شوند کلی در اثر دوران میز دوار به دور خود بچرخد.

3-3-2- مجموعه ابزار حفاری دورانی مکانیکی

3-3-2-1- سوزان یا لوله حفاری

سوزن حفاری از لوله آلیاژی بدون درز که یک سر آن رزوه تر(پینpin) و سر دیگر آن رزوه ماده(باکسBox) دارد، به طولهای6، 9 و 12 متر و قطرهای از 5/3 تا 5/5 اینچ ساخته شده است. یک سر سوزن به تبدیل کلی بسته می شود و سر دیگر آن در پایین به وسیله تبدیل به مته بسته می شود. رزوه های سوزن ها را باید همیشه تمیز و عاری از گرد و خاک نگه داشت و توسط محافظ پلاستیکی یا آهنی از آسیب حفظ نمود. قبل از اتصال سوزنها به یکدیگر ضروری است که سطح رزوه ها را با گریس حاوی پودر سرب یا روی بپوشانند. قطر سوزن حفاری با توجه به قطر و عمق نهایی چاه که قدرت دستگاه اجازه بدهد، با اندازه مته نسبت مستقیم دارد، زیرا نیروی لازم برای به چرخش در آوردن مته(نیروی گشتاورTorque) توسط سوزنها از میز دوار به مته منتقل می شود و بنابراین باید قدرت تحمل این نیرو را داشته باشد.      عکس کتاب صفحه 71

3-3-2-2- وزنه

وزنه(Drill Collar) لوله ای با ضخامت و وزن زیاد است که معمولا در بالای مته بسته می شود تا به واسطه وزن زیاد خود باعث افزایش سرعت حفاری گشته و چاه به طور یکنواخت و مستقیم حفاری گردد. قطر وزنه از قطر سوزنها بیشتر و معمولا 6 تا 8 اینچ است. در شروع حفاری برای اعمال فشار و نیرو به مته و کمک به حفظ دوام آن و افزایش سرعت پیشروی حفاری لازم است از وزنه استفاده گردد. لذا به محض حفر چاه تا عمقی که بتوان اولین وزنه را بست می باید این کار انجام شود. طول وزنه ها معمولا بین 5 تا 6/9 متر و قطر سوراخ وسط آنها از 5/2 تا 3/5 اینچ متغیر است. بدنه وزنه ها به صورت صاف یا مارپیچ است که نوع مارپیچ به صعود گل حفاری حاوی کاتینگ ها کمک می نماید.            عکس صفحه 72 کتاب

3-3-2-3- سوزن گیر

سوزن گیر یا انگشتانه(slip) برای نگه داری سوزنها و یا وزنه حفاری در هنگام خارج کردن آنها از چاه استفاده می شود. سوزن گیر از اتصال چند تکه فولاد به طول حدود 30 سانتی متر و عرض 10 سانتی متر که توسط لولاهایی به یکدیگر متصل شده و در حالت بسته به شکل مخروط دوکی شکل در می آید ساخته شده است. سطح داخلی این قطعات فولادی عاج دار است تا مانع از سرخوردن ابزار گردد. طرز به کار بردن آن بدین صورت است که آن را به دور سوزن قرار دارده و به حالت بسته شده در داخل سوراخ وسط میز دوار قرار می گیرد. نیروی کشش وزن سوزن آن را به طرف پایین می کشد که به علت شکل مخروطی اش در درون حفره سقوط نمی کند و عاجها به دلیل سختی بالا کمی در گوشت سوزن فرو رفته و آن را نگه می دارد. شیب عاج این قطعات فولادی که گاهی لقمه هم به آنها می گویند رو به بالا بوده و مانع سر خوردن و در رفتن ابزار به داخل چاه می شوند.                      عکس صفحه 73 کتاب

3-3-2-4- قلاب اتصال(آی بکس)

قلاب اتصال از یک مخروط آهنی کونیک رزوه دار به شکل سر سوزن(pin) درست شده که یک دسته فولادی قوی دارد. در هنگام باز و بسته کردن ابزار درون چاهی و یا جابه جایی آنها، قلاب اتصال به سر ماده قطعه بسته شده و توسط وینچ کشش(بالابر) یا گل کش و کابل متصل به آن فعال می گردد. بدیهی است قلاب اتصال در اندازه های مختلف برای سوزن، وزنه و استابلیزر ساخته می شود. .                      عکس صفحه 73 کتاب

3-3-2-5- الواتور

الواتور(Elevator) از یک لوله به ضخامت 2 تا 3 سانتی متر و ارتفاع 20 تا 30 سانتی متر که در امتداد قطر آن به دو نیمه تقسیم گشته و در یک محل به وسیله 2 تا 3 لولای قوی به هم متصل گردیده، ساخته شده است. دهانه آن را باز کرده به دور بدنه لوله جدار یا لوله های حفاری بسته و آنها را بلند می نمایند. بیشترین کاربرد آن در زمان لوله گذاری جدار چاه برای معلق نگه داشتن آنها در داخل چاه است. عکس صفحه 74 کتاب

3-3-2-6- تثبیت کنند یا استابیلایزر

استابیلایزر(Stabilizer) یا تثبیت کننده قطعه ای است که برای جلوگیری از انحراف چاه از حالت شاغولی استفاده می گردد. این وسیله که دارای قطری هم اندازه با قطر چاه است موجب ثابت نگه داشتن رشته حفاری در مرکز چاه می شود.

3-4- روش حفاری ضربه ای- دورانی

در این روش از دستگاههای حفاری دواری که علاوه بر پمپ گل دارای کمپرسور مولد هوای فشرده هستند، استفاده می شود. در موارد خاص که استفاده از گل حفاری میسر نباشد، از هوای فشرده و کف(Foam) به عنوان سیال حفاری برای خارج کردن کاتینگ ها از چاه استفاده می شود. حفاری بر دو اصل ضربه و دوران مته انجام می شود. در این روش، سرعت حفاری سه برابر بیشتر از حفاری دورانی مکانیکی با گل بنتونیت و همچنین دوام و عمر مته نیز خیلی بیشتر است. سیستم گرداننده سوزن حفاری می تواند میز دوار

(Rotary-Table) و یا دستگاه دوار بالاسری و هیدرولیکی(Power Head) مستقر در روی دکل دستگاه حفاری باشد. اگر دستگاه گرداننده سوزن روی دکل باشد، به این سیستم حفاری Top Drive Drillingیا سیستم حفاری حرکت از بالا می گویند. دستگاههای حفاری پیشرفته امروزی به گونه ای طراحی و ساخته شده اند که بتوانند با کمترین هزینه در کوتاهترین زمان بالاترین بازدهی حفاری را در انواع لایه ها و شرایط گوناگون داشته باشند. لذا با رعایت اصول کلی حفاری که همان اعمال ضربه و دوران مته می باشد، مجهز به وسایلی شده اند تا بتوانند با روشهای مختلفی حفاری کرده و کاتینگ ها را از چاه خارج نمایند تا یک چاه حفاری شده با حداقل هزینه، حداکثر بازدهی را داشته باشد.

3-4-1- کمپرسور هوا

کمپرسورها برای تولید هوای فشرده به عنوان سیال اصلی حفاری به کار می آیند. در شرایط مناسب می توانند جایگزین پمپ گل شده که از نظر هزینه و زمان انجام کار کاملا اقتصادی می باشد. عکس صفحه 75 کتاب

 کمپرسورها به دو نوع پیستونی و پیچشی(Screw) تقسیم بندی می گردند: در کمپرسورهای پیستونی هوا از طریق سوپاپ ورودی به درون سیلندر مکیده شده و توسط پیستون از سوپاپ خروجی به صورت فشرده وارد مخزن باد می شود. حداکثر حجم و فشار هوای خروجی در این کمپرسورها کم بوده و مناسب دستگاههای حفاری نمی باشند. لذا در دستگاههای حفاری از کمپرسورهای حلزونی پیچشی که می توانند حجم زیادی از هوای فشرده قوی تولید کنند، استفاده می شود. در هنگام تخلیه آب، باید هوای تحت فشار کمپرسور قبلا خارج شده باشد. عکس صفحه 76 کتاب

3-4-2- واحد کف ساز

در روش حفاری مستقیم توسط هوای فشرده، مخلوط مواد کف زای قوی(Foam) و آب توسط یک پمپ سه سیلندر کوچک به طور جداگانه به هوای فشرده خروجی کمپرسور اضافه می گردد تا همزمان از طریق لوله های حفاری به درون چکش حفاری و یا مستقیما به مته های حفاری تزریق گردد. کف تزریقی پرفشار علاوه بر خنک کردن سر مته و روان کاری اجزا داخلی چکش حفاری، سبب کاهش وزن مخصوص کاتینگ ها و خارج نمودن آنها از چاه می گردد.

3-4-3- پمپ تزریق روغن به چکش حفاریD.T.H

در زمان حفاری با چکش برای روان کاری پیستون و قطعات متحرک چکش، همزمان مقدار 3تا 4 لیتر در ساعت روغن توسط یک پمپ روغن کوچک(Oiler) با فشار 35 بار به درون سیال حفاری تزریق می گردد. نیروی محرکه این پمپ ها معمولا باد می باشد و کارنکردن آن موجب خسارت به چکش می شود. ضمنا در هنگام اضافه کردن سوزن، یک لیتر روغن به درون آن می ریزد. تنظیم عمل پمپ روغن کاری در رابطه با ضربات چکش توسط حفار صورت می گیرد.

3-4-4- لوازم جانبی روش حفاری ضربه ای – دورانی

3-4-4-1- مته های حفاری

در این سیستم حفاری از دو نوع مته های غلتکی معمولی و یا مته های ضربه ای دورانی استفاده می شود. در حفاری با هوا و کف به روش معکوس از مته های غلتکی که به جای سه سوراخ خروج گل حفاری بنتونیت دارای یک سوراخ بزرگ در وسط گلوی مته می باشد. مواد حفاری شده از داخل این سوراخ به درون لوله های حفاری مکیده می شود. در مته های مخروطی کاجی دنده های مخروط ها در حین چرخیدن در فواصل خالی بین همدیگر قرار می گیرند و در نتیجه قطعات کنده شده را خرد می کنند. مته های ضربه ای دورانی که به زیر چکش حفاری نصب می شوند و با اعمال ضربه های ناشی از چکش و دوران همزمان که به وسیله سوزنها ایجاد می گردد، حفاری را انجام می دهند.

3-4-4-2- برقوها

برقو(Hole opener) برای گشاد کردن چاه گمانه حفاری شده استفاده می گردد. برقو را بالای مته می بندند و برای جلوگیری از انحراف چاه در بالای آن ا ز استابلیزر استفاده می شود. قطر مته ای که در سر برقو بسته می شود و به آن مته راهنما می گویند معمولا به اندازه قطر گمانه اولیه حفر شده می باشد.

3-4-4-3- وزنه

وزنه ها(Collar) برای اعمال فشاربر سر مته و بالا بردن سرعت حفاری و کمک به دوام عمر مته خصوصا در زمینهای قلوه سنگی و سنگهای شکسته به کار می رود و به قائم حفر شدن چاه نیز کمک می کند.

3-4-4-4- پایدار کننده ها

پایدارکننده(Stabilizer) برای جلوگیری از انحراف چاه و صاف بودن دیواره چاه استفاده می شود. اولین آن در بالای سر مته و دومی در بالای اولین وزنه حفاری بسته می شود و دو لوله حفاری(سوزن) به این پایدار کننده ها از اولی به سوم به ترتیب یک شانزدهم و یک هشتم و یک چهارم کوچکتر از مته است. اگر استابلیزر هم اندازه مته باشد، ممکن است با چسبیدن به دیواره چاه باعث گیر افتادن لوازم حفاری در چاه شود.

3-4-4-5-لوله های حفاری

لوله های حفاری یا سوزنها که بدون درز می باشند در حفاری مستقیم و یا حفاری با چکش از نوع همان سوزنهای معمولی هستند ولی در حفاری با کف و هوا (Air Lift) و سیستم معکوس، دو جداره اند. سوزنهای دو جداره از دو لوله داخل هم با اختلاف قطر حدود 12 میلی متر درست شده اند. هوا از بین دو لوله به درون چاه تزریق شده و همراه با آب و کاتینگ ها از داخل لوله وسطی به بالا مکیده می شود.

3-4-4-6- ضربه گیر

برای خنثی کردن انتقال اثرات ارتعاشی مته ها ی کاجی و یا کوبشهای چکش حفاری به رشته ابزار حفاری و در نتیجه به مجموعه دستگاه حفاری، ضربه گیر به بالای مته یا چکش حفاری بسته می شود.

3-4-4-7- حفاری مستقیم با تزریق هوای فشرده و کف

در روش حفاری مستقیم، هوا توسط کمپرسور مکیده شده و همراه کف و مقداری آب با فشار از درون لوله های حفاری و سوراخهای سر مته به ته چاه تزریق می شود. این سیال حفاری عمل خنک کردن مته و تخلیه مواد حفاری شده را از درون چاه به عهده دارد. مقدار غلظت مایع کف ساز تزریقی با توجه به قطر و عمق چاه، جنس لایه و میزان آبدهی لایه تنظیم می گردد. همچنین بین قطر چاه و قطر لوله های حفاری برای تخلیه مطلوب چاه از مواد حفاری شده رابطه مستقیم وجود دارد. آبهای شور و یا سخت قدرت کف کنندگی را کاهش داده و در نتیجه میزان مصرف ماده کف زا را افزایش می دهد. به طور کلی میزان مصرف فوم حفاری در ارتباط با سرعت تخلیه کاتینگ ها و خنک شدن مته بصورت تجربی توسط حفار تعیین می گردد. مته های حفاری مصرفی در این سیستم در مقایسه حفاری با گل بنتونیت، طول عمر بیشتری دارند. به هنگام حفاری قبل از اضافه کردن سوزن برای جلوگیری از سقوط کاتینگ های معلق در چاه به علت غلظت کم فوم در مقایسه با گل حفاری، می باید چاه را با جریان هوای فشرده و کف به خوبی تمیز نماییم. این روش حفاری در زمینهای یکپارچه و رسوبات متراکم غیر ریزشی بسیار مناسب است و به علت حجیم بودن فوم و ناچیز بودن وزن مخصوص آن، عملا هرز روی و فرار فوم در آنها وجود ندارد. در برخورد به غارهای آهکی (کارستی) جریان فوم و کاتینگ به بیرون چاه قطع شده که در این روش کمتر از حفاری کور با گل حفاری است. به طور کلی در مقایسه با روش حفاری آب گل بنتونیت این روش حفاری سریعتر و ارزانتر است.

3-4-5- روش حفاری معکوس

در روش حفاری مستقیم، سیال حفاری از داخل لوله های حفاری، سوزنها و سوراخهای سر مته وارد چاه شده و از حد فاصل دیواره چاه شده و سوزنها بالا آمده و از دهانه چاه به بیرون جاری می شود. در روش حفاری معکوس، سیال حفاری از حد فاصل دیواره چاه و سوزنها وارد شده و در ته چاه از طریق سوراخهای سر مته به درون سوزنها مکیده شده و در سطح زمین وارد حوضچه حفاری می شود. برای ایجاد جریان مکش سیال حفاری می توان از پمپ گل و یا کمپرسور هوای فشرده استفاده کرد. استفاده از پمپ گل را جت ساکشن(Jet Suction) و کمپرسور هوا را ایرلیفت (Air Lift) می نامند.

3-4-5-1- حفاری به روش جت ساکشن

در این روش حفاری دورانی معکوس برای مکش مواد حفاری شده همراه با سیال حفاری از پمپ گل استفاده می شود. گل حفاری توسط پمپ گل با سرعت زیاد از داخل قطعه ای که بر روی لوله زانوایی بالای پاور هد بسته شده در جهت خروج به طرف سطح زمین عبور کرده و با ایجاد خلا و به حالت مکش، مواد حفاری شده زمین را از زیر مته به درون سوزنهای یک جداره مکیده و از چاه خارج می کند. عمق حفاری در این روش به غلظت گل حفاری و قدرت پمپ گل بستگی داد. در حفاری زمینهای چسبنده رسی به علت افزایش غلظت گل حفاری قدرت مکش بیشتری نیاز است. با پمپ های گل متداول تا اعماق 30 تا 35 متر می توان حفاری کرد. البته از کمپرسورهای هوا با قدرت نسبتا کم می توان به جای پمپ گل استفاده کرد. شیوه عمل بدین صورت است که ابعاد حوض بنتونیت را قدری بزرگتر از مواد معمول انتخاب می کنند. حوض را کاملا از آب پر می کنند به طوری که آب از سطح زمین به راحتی به داخل چاه جریان یابد. بنابراین سطح آب در داخل حوض و چاه با هم یکسان خواهد بود. در این صورت کمپرسور هوا که در بالای پاورهد به لوله زانوایی مرتبط می شود، هوا را با سرعت به سمت بیرون می دمد. در نتیجه خلا ایجاد شده، مواد ته چاه از طریق سوراخهای مته و سوزنها به بیرون مکش می شوند. با این روش می توان چاههای تا عمق 400 متر را حفاری کرد. قطر حفاری تاثیری در عمق حفاری ندارد. با این روش می توان چاههای قطور را حفاری کرد. در زمینهای سست ریزشی می باید از گل حفاری استفاده نمود. گل حفاری با نفوذ در بین دانه ها و ایجاد لایه کیک حفاری مانع ریزش دیواره های سست چاه می شود. طراحی حوض حفاری باید طوری باشد که کاتینگ های موجود در گل حفاری فرصت ته نشینی را داشته باشند. در غیر این صورت عمل تخلیه چاه دچار اختلال شده سبب کندی حفاری می گردد.

3-4-5-2- حفاری به روش ایرلیفت

در این روش محتویات چاه و کاتینگ ها از طریق سوراخ های سر مته و مجرای وسط سوزن ها مکیده شده و در سطح زمین تخلیه می گردد. این کار مشابه عمل جاروبرقی است زیرا افزایش قطر چاه که در روش حفاری مستقیم دورانی با گل بنتونیت یک عامل منفی در قدرت تخلیه کاتینگ ها می باشد، در روش ایرلیفت تاثیری در قدرت تخلیه مواد ندارد. لذا در این روش می توان چاههای عمیق و با قطر زیاد را به راحتی حفاری نمود. در زمینهای سست و ریزشی می توان از گل حفاری استفاده کرد و لذا در هر نوع سازندی به راحتی حفاری مقدور می باشد. حفاری در سازندهای آهکی آبدار با این شیوه از بهترین بازدهی برخوردار است و به هنگام برخورد به آب زیرزمینی، دیگر نیازی به استفاده از آب جداگانه برای حفاری نیست. به طور کلی کارایی و سرعت عمل حفاری با روش ایرلیفت نسبت به حفاری با روش دورانی تزریق مستقیم گل بنتونیت خیلی بیشتر است. هوای فشرده کمپرسور از فضای بین دو لوله سوزن حفاری به زیر سطح آب تزریق می شود. هوای فشرده که از انتهای سوزنهای دو جداره وارد مجرای لوله وسطی سوزن شده، با سیال داخل آن مخلوط و در نتیجه چگالی آن را کاهش می دهد. در اثر این عمل اختلاف فشاری بین ستون سیال داخل چاه و لوله حفاری(سوزنها) به وجود می آید که به علت افزون بودن چگالی سیال داخل چاه مواد حفاری شده به همراه سیال درون چاه از مجرای موجود در سر مته به داخل لوله های حفاری صعود می نماید. میزان اختلاف فشار که عامل انتقال مواد حفاری شده است به حجم هوای فشرده تزریقی(CFMکمپرسور)، عمق تزریق و ارتفاع انتقال مواد بستگی دارد. مته های حفاری در این روش از نوع مخروطی هستند که به جای داشتن سه سوراخ جانبی متداول در مته های حفاری مورد استفاده در روش حفاری با تزریق مستقیم گل حفاری، دارای یک سوراخ وسط به قطر حداقل 5 سانتی متر می باشند. مواد حفاری شده از طریق این سوراخ وسط به درون سوزنهای دو جداره مکیده می شوند. چنانچه فشار و حجم هوای تزریقی به اندازه کافی باشد، قطعات سنگهای بزرگ که بتوانند از این مجرا عبور کنند به درون سوزنها مکیده و به بیرون چاه هدایت و تخلیه می شوند. چنانچه قطر سوراخ کمتر از 5 سانتی متر می باشد، مواد چسبنده لایه های حفاری شده مرتبا باعث انسداد آن و اتلاف وقت جهت باز کردن مجدد سوراخ می شود. سوزنهای دو جداره از دو لوله داخل هم که فاصله بین آنها حدود 7 میلی متر است، ساخته شده اند. ضخامت و جنس لوله میانی باید بتواند در مقابل ضربات و نیروی سایشی حرکت قطعات حفاری شده مقاومت نموده و سریا سوراخ نگردد.