ممل (أرض)

الحفر هو عملية حفر ثقب أو نفق أو بئر في باطن الأرض. ويُستخدم في تطبيقات متنوعة في مجالات الجيولوجيا والزراعة والهيدرولوجيا والهندسة المدنية واستكشاف المعادن . واليوم ، يخدم معظم عمليات حفر الأرض أحد الأغراض التالية:

• إعادة عينات من التربة و/أو الصخور التي يمر من خلالها جهاز الحفر
• الوصول إلى الصخور التي يمكن استخراج المواد منها
• الوصول إلى الصخور التي يمكن قياسها بعد ذلك
• توفير إمكانية الوصول إلى الصخور لأغراض تقديم الدعم الهندسي

على عكس الحفر في المواد الأخرى حيث يكون الهدف هو إنشاء ثقب لغرض معين، فإن الحفر أو أخذ العينات اللبية غالبًا ما يكون لفهم طبيعة التربة/ التركيب الصخري . قد يُجرى ذلك لأغراض التنقيب لتحديد كمية الخامات واستخراجها، أو لتحديد نوع الأساسات اللازمة للمباني أو المنشآت المرتفعة، أو للمنشآت تحت الأرض، بما في ذلك الأنفاق والأقبية العميقة حيث يُعد فهم طبيعة التربة أمرًا حيويًا لتحديد كيفية الحفر وفلسفة الدعم. كما يُستخدم الحفر أيضًا في إنشاء الأعمدة الرأسية والمائلة.

للحفر في الآبار تاريخ طويل. فقد استخدمت الصين في عهد أسرة هان  (202 ق.م. - 220 م) الحفر العميق في الآبار لأغراض التعدين وغيرها من المشاريع. ووصل عمق مواقع الآبار الصينية إلى 600  متر (2000  قدم). ^{[ 1 ]}

عند الحفر في الصخور، يجب الانتباه جيدًا لنوع المادة. توجد ثلاثة تصنيفات مختلفة لرؤوس الحفر المستخدمة في الحفر في الصخور: اللينة، والمتوسطة، والصلبة. تُستخدم رؤوس الحفر اللينة في الرمال غير المتماسكة، والطين، والحجر الجيري اللين، وما إلى ذلك. أما رؤوس الحفر المتوسطة فتُستخدم في الدولوميت ، والحجر الجيري ، والصخر الزيتي ، بينما تُستخدم رؤوس الحفر الصلبة في الصخر الزيتي الصلب، والحجر الطيني، والجرانيت ، والحجر الجيري ، وغيرها من التكوينات الصلبة و/أو الكاشطة.

يمكن إجراء عمليات الحفر في التربة الرخوة باستخدام مثقاب دوار أو تقنيات الحفر بالغسل ، بينما غالبًا ما تستخدم عمليات حفر الصخور طرقًا مثل NMLC التي تسمح باستخراج عينة من المواد التي يمكن فحصها لتحديد القوة ودرجة التجوية وفهم مدى سلامة الصخر ( RQD ) وتحديد أي انقطاعات أو مستويات ضعف أخرى.

يُمكن أيضًا اختبار المواد في الآبار المحفورة . في التربة الرخوة، يُمكن استخدام اختبار الاختراق القياسي لتحديد قوة المادة. في اختبار الإجهاد الصخري في الموقع باستخدام التكسير الهيدروليكي أو الحفر العميق ، يُمكن استخدام جهاز التصوير الصوتي عن بُعد لرسم خرائط الانقطاعات وتحديد اتجاهها. كما يُمكن قياس النفاذية بعد اكتمال البئر . تُؤخذ أيضًا عينات من الماء والمواد لفحصها وإجراء الاختبارات المعملية عليها.

في عام 1961، بدأت الولايات المتحدة مشروع موهول ، وهو محاولة طموحة للحفر عبر قشرة الأرض وصولاً إلى انقطاع موهوروفيتشيتش . وقد توقف المشروع بسبب تكلفته الباهظة.

كان مشروع بئر كولا العميق للغاية مشروعًا مشابهًا للاتحاد السوفيتي في سبعينيات وثمانينيات القرن الماضي، حيث حاول حفر بئر عبر القشرة الأرضية لأخذ عينات من منطقة موهوروفيتشيتش. لم يفشل أعمق بئر تم حفره على الإطلاق بسبب نقص المال أو الوقت، بل بسبب خصائص الصخور الفيزيائية في الأعماق. فعلى عمق 12000 متر تقريبًا، تبدأ الصخور بالتصرف كجسم صلب لدن بدلًا من جسم صلب صلب. ونظرًا لارتفاع درجة حرارة الصخور إلى عدة مئات من الدرجات المئوية ، كان لا بد من تبريد سائل الحفر قبل إرساله إلى وجه الحفر. ومع احتراق رؤوس الحفر وإزالتها لاستبدالها، انغلقت البئر تلقائيًا، واضطرت السلطات إلى إعادة حفرها. وفي النهاية، تم التخلص من البئر.

وتخطط تحالفات أمريكية لمحاولات أخرى، بالإضافة إلى محاولات روسية أخرى في فنلندا .

تُحفر عينات الجليد باستخدام رؤوس حفر مجوفة، على غرار طريقة حفر عينات الرواسب. وعندما يكون المطلوب هو مجرد ثقب، يمكن استخدام تقنية الحفر بالماء الساخن لإذابة ثقوب في الجليد أو الثلج لأغراض البحث في القطبين الشمالي والجنوبي. كما أن معدات هذه الطريقة خفيفة الوزن عند حفر ثقوب عميقة، مقارنةً بمعدات الحفر التقليدية. وقد استُخدم الحفر بالماء الساخن بنجاح في مشروعَي كاشف النيوترينو IceCube ومصفوفة كاشف الميون والنيوترينو في القطب الجنوبي، حيث وصل عمق الحفر إلى 2450 مترًا.

• الحفر الموجه
• دريفتر (دريل)
• بئر نفط
• اختبار الاختراق القياسي
• آلة حفر الأنفاق

• أوتوكومبو للحفر العميق
• آلة الحفر الخاصة بجون برانر نيوسوم