تاريخچه حفر گمانه بسيار قديمي است و پيشينيان براي جستجوي آب در دشتها و دره‌ها به حفر گمانه می‌پرداخته‌اند و چون تلمبه اختراع نشده بود، در اغلب موارد آب از چاه (گمانه) به صورت آرتزين خارج شده و يا چهارپايان کار آبکشي را انجام می‌دادند. تا آنجا که تاريخ نشان می‌دهد قديميترين گمانه‌ها در چين حفر شده و سيستم حفاري ضربه‌اي که امروزه در حفر گمانه مورد استفاده قرار می‌گيرد، همان طريقه قديمي است که در چين متداول بوده است. براي حفر گمانه به اعماق مختلف ، اقطار و در سنگهاي گوناگون ، وسايل و تجهيزات و ماشين آلات حفاري در انواع و استانداردهاي مختف با تکنولوژيهاي گوناگون متداول است.
◄ حفاري شوئيدني (Wash boring) :
اين حفاري براي بدست آوردن نمونه‌هاي خاک ، حفاري اکتشافي براي بررسيهاي اوليه ، حفر گمانه براي برخي آزمونهاي برجا از جمله آزمايش SPT بکار می‌رود.
• روش حفاري:
بالا و پايين رفتن سر مته باعث سست شدن مواد زير لوله تزريق آب می‌شود. آب با فشار زياد از سوراخ سر مته خارج و خرده‌ها را به خارج هدايت می‌کند.
• مزايا:نياز به کارگري با مهارت کم دارد. در همه نقاطي که براي وسايل سبک قابل دسترس باشند، قابل اجرا است.
• محدوديتها:اجراي عمليات ، مخصوصا در عمق بيش از 10 متر کند است. نفوذ در خاک مقاوم مشکل و در سنگ غير ممکن است. خارج کردن گراول از لوله جدار مشکل است و منجر به کاهش کيفيت نمونه‌ها می‌شود. گرفتن نمونه دست نخورده مشکل است.

◄ حفاري مته دوراني (Ratary drill) :
اين روش هم نمونه‌هاي خاک و سنگ را بدست می‌دهد و هم نمونه‌هايي براي انواع آزمايشهاي برجا ايجاد می‌کند. اين روش در حفر گمانه‌هاي غير قائم براي زهکشي افقي يا ايجاد مهار کاربرد دارد.
• روش حفاري :پيشروي توسط سر مته برنده که در انتهاي لوله حفاري قرار دارد و تحت فشار هيدروليکي است، انجام می‌شود. ديواره چاه را معمولا گل نگاه می‌دارد.
• مزايا :روشي نسبتا سريع است و می‌تواند در همه نوع مواد نفوذ کند. براي همه نوع نمونه گيري مناسب است.
• محدوديتها :

جابجا کردن وسايل در زمينهاي ناهموار و باتلاقي مشکل است و محتاج راه مناسب است. همچنين محتاج سکوي تسطيح شده است. کارايي حفاري با توجه به اندازه دستگاه متغير است.

◄ حفاري اوگر مارپيچي ممتد:
اين دستگاه سوراخهايي به قطر کوچک تا متوسط حفر می‌کند و بطور پيوسته نمونه‌هاي دست خورده می‌گيرد. معمولا در خاکهاي داراي چسبندگي ، که چاه بدون لوله جدار ريزش نمي کند، انجام می‌شود.
• روش حفاري :حفاري با چرخاندن رشته ممتد اوگرمارپيچي صورت می‌گيرد.
• مزايا :روش سريع در خاکهاي مقاوم و سنگ نرم است. پس از خروج اوگر ، اگر چاه باز باقي بماند، امکان نمونه گيري SPT وجود دارد.
• محدوديتها :

پس از خروج اوگر در مواد با چسبندگي کم يا دانه‌اي و يا بدون چسبندگي ، چاه ريزش می‌کند و لذا عمق حفاري تا نزديکي سيستم ايستابي محدود می‌شود. روشهاي نمونه گيري محدود و نمونه‌هاي بدست آمده دست خورده‌اند.

◄ اوگر ميان تهي:اين دستگاه سوراخهايي با قطر کم تا متوسط براي نمونه گيري از خاک حفر می‌کند.
• روش حفاري :روش حفاري مشابه حالت قبل است با اين تفاوت که ساقه مجوف به داخل زمين پيچانده می‌شود تا نقش يک لوله جدا را بازي کند.
• مزايا :
روش سريع خاکهاي ضعيف تا نسبتا مقاوم است. گرفتن نمونه‌هاي SPT و UD امکانپذير است. در خاکهاي مقاوم حاوي لايه‌هاي شني ، نفوذ به اعماق زياد مشکل و به داخل قطعات سنگ غير ممکن است. دست خوردگي قابل ملاحظه‌اي ممکن است بر اثر مته اوگر در خاک بوجود ايد.

◄ اوگرهاي با قطر زياد:
اين روش براي حفر سوراخهاي با قطر زياد (تا 10 سانتيمتر) براي کسب نمونه‌هاي دست خورده و بررسي لايه‌ها در خاکهاي داراي چسبندگي که گمانه نياز به حايل ندارد، مورد استفاده قرار می‌گيرد.
• روش حفاري : با چرخاندن اوگر داراي قطر زياد خاک بريده شده و گمانه حفر می‌شود.
• مزايا :روشي سريع بوده و بررسي شرايط خاک در زير زمين از نزديک را امکانپذير می‌سازد.
• محدوديتها :عمق حفاري توسط سطح ايستابي و شرايط سنگ محدود می‌شود. ماشينهاي بزرگتر محتاج راه دسترسي مناسب هستند. براي خاکهاي بدون چسبندگي ، رسهاي نرم و خاکهاي آلي مناسب نيست. نمونه‌ها دست خورده است.

◄ حفاري ضربه‌اي:
تنها در حفاري چاههاي آب بکار می‌رود. نمونه‌هاي شسته شده توسط گل‌کش ‌خارج می‌شود. عمق تا سنگ بستر را مشخص می‌کند.
• روش حفاري:
سر مته سنگين بالا آورده شده و رها می‌شود تا مواد شکسته شده و يک مخلوطي از خرده‌ها و آب ايجاد شود که توسط گل‌کش با پمپهاي ماسه کش خارج می‌شود. ديواره چاه توسط لوله جدار ، پابرجا نگاه داشته می‌شود.
• مزايا:روشي نسبتا اقتصادي جهت تعبيه گمانه‌هاي با قطر زياد (تا 60 سانتيمتر) در انواع مواد است.
• محدوديتها:

ابزارها بزرگ و پر زحمت است. در خاکهاي قوي و سنگ به کندي انجام می‌شود. اغتشاشات اطراف سر مته که ناشي از ضربات پر انرژي سر مته است، به شدت بر مقادير SPT تاثير می‌گذارد. مغزه گيري و نمونه UD سنگ امکانپذير نيست.

◄ مته چکشي:براي حفر چاه آب و چاههاي اکتشافي در داخل قطعه سنگها مناسب است.
• روش حفاري:مشابه حفاري ضربه‌اي است. شمعي که توسط نيروي ديزل رانده می‌شود براي راندن لوله جدار مضاعف استفاده می‌شود. در حالي که جريان هوا تراشه‌ها را از لوله داخلي خارج می‌کند.
• مزايا: نفوذ نسبتا سريع در قطع سنگها و قلوه سنگها است.
• محدوديتها :مشابه حفاري ضربه‌اي است، با اين تفاوت که پيشروي به مراتب سريعتر است.

◄ مته ضربه‌اي بادي:اين روش براي حفر گمانه براي آتشباري ، دوغاب زني و مهار سنگ است. روش سريع براي حفر چالهاي با قطر کم در سنگ سخت است. بهترين کاربرد را در سنگهاي سخت توده‌اي دارد. نمونه‌ها منحصرا به ذرات و تراشه‌هاي کوچک است. براي نمونه گيري بکار نمی‌رود. در سنگهاي سست داراي شکستگي با لايه‌هاي رس يا شيل مرطوب ممکن است تمام لوله حفاري در سوراخ باقي بماند.
• روش حفاري :ضربات و چرخيدن سر مته ، سنگ را خرد می‌کند و تراشه‌ها توسط فشار هوا خارج می‌شود.

منبع:www.alirezajavanshir.blogfa.com