جهاز حفر
نبذة تاريخية > الحفر بالدق

(بالإنجليزية:  Percussion Drilling)‏
يعتبر بئر الكولونيل إدوين دريك في تيتوسفيل بـولاية بنسيلفانيا بالولايات المتحدة الأمريكية عام 1859، البداية الحقيقية لعصر التنقيب وإنتاج النفط تجارياً وبشكلٍ كثيف. حُفر بئر دريك بطريقة (بالإنجليزية: Rope and Drop)‏ وهي طريقة ابتكرها الصينيون القدماء، وتعرف أيضاً باسم طريقة الـ (بالإنجليزية: Spring Pole)‏ وأيضاً (بالإنجليزية: Cable Tool)‏ وقد استخدمت لحفر آبار مياه وصلت في بعض الأحيان إلى عمق 1000 قدم.
الحفر بتلك الطريقة يكون باستخدام جذع شجرة (أشجار الشوكران والدردار والجوز كانت تستخدم آنذاك)، وكانت الجذوع المستخدمة بطول حوالي الثلاثين قدماً. يتم وضع حامل ليمثل نقطة ارتكاز على بعد ما يقرب من ثلث المسافة من الطرف السميك للجذع الذي يتم تثبيته للأرض بوضع بعض الأثقال عليه. وذلك حتى لا يتحرك ذلك الطرف عندما تتم أرجحة الطرف الآخر من الجذع. يثبت ركاب بالقرب من الطرف الحر للجذع (الطرف الرفيع). على بعد ثلاثة أقدام ونصف أو أربعة أقدام يتم تثبيت عمود الحفر وهو يتألف من مجموعة من الأدوات الرأسية: حبل وعيدان بلوط متصلة معاً بوصلات معدنية، ثم سلاح يشبه الإزميل. يقوم الحفار بشد الركاب لأسفل بقدمه، فينثني جذع الشجرة فيرتطم السلاح المعلق بعمود الحفر بالصخور فيفتتها، ثم يأتي دور مرونة الجذع لترده إلى وضعه الأول. وهكذا عن طريق حركة الارتطام الترددية تتفتت الصخور حتى يتم عمل الثقب المطلوب. وفي بعض الأحيان كان يستخدم ركابين وذلك حتى يمكن لاثنين الحفر سوياً. وكلما مضى الحفر قدماً يتم تطويل الحبل. أما الحبل المثبت عند طرف الجذع فيمتد لأعلى حيث يلتف حول بكرة مثبتة بحامل ثلاثي والذي تطور فيما بعد ليصبح البرج أو الصاري (بالإنجليزية: Derrick)‏ المتعارف عليه الآن. وبسبب عملية الارتطام هذه سميت تلك الطريقة أيضاً بطريقة الحفر بالدق (بالإنجليزية: Percussion Drilling)‏، ومنها سمي الـ(بالإنجليزية: Drilling Bit)‏ بالدقاق.
في البداية كان الاعتماد على القوة البشرية ثم قوة الحيوان (تحديداً الخيول). ثم كان الاستفادة من القدرة البخارية عبر استخدام محرك بخاري.
في نفس الحقبة التي استخدمت فيها طريقة الشد بالحبل والإسقاط (بالإنجليزية: Rope and Drop)‏ كانت هناك طريقة أخرى لحفر الآبار وهي طريقة (بالإنجليزية: The Walking Beam)‏ولكنها كانت أكثر كلفة بسبب تعقيدها الواضح مقارنة بالطريقة السالفة. ومن الأهمية بمكان ذكر تلك الطريقة هنا لأن العديد من المصطلحات التي استخدمت في طريقة الكمرة المتحركة (بالإنجليزية: Walking Beam)‏ أصبحت فيما بعد مصطلحات شائعة في أجهزة الحفر الحديثة. ومثل الطريقة السابقة كانت طريقة الكمرة المتحركة(بالإنجليزية: Walking Beam)‏ تقوم على الحفر بالدق، هذا بالإضافة إلى التشابه الكبير بينهما في الخطوط العريضة للتصميم. فبدلاً من جذع الشجرة استخدمت عارضة وهي الـ Walking Beam، وكانت مع نقطة التثبيت تشكل رافعة من الدرجة الأولى حيث تستمد قوة الطرق من محرك بخاري يسبب دوران عجلة تتصل بالعارضة التي بدورها تدور حول نقطة التثبيت دافعة طرفها الحر (حيث عمود الحفر) لأسفل، وتستمر العجلة في الدوران لتنعكس بالتالي حركة العارضة جاذبة الطرف الحر لأعلى، وهكذا بحركة ترددية تشبه التي في طريقة الشد بالحبل والإسقاط (بالإنجليزية: Rope and Drop)‏ يتم حفر البئر. بحلول عام 1884 كانت قد اكتملت عملية التوحيد القياسي (بالإنجليزية: standardization)‏ لأجهزة الحفر من ذلك النوع، مما ساعد على انتشارها بشكل واسع. كما أصبحت هناك الدراية الكافية بمختلف بيئات الحفر في قارة أمريكا الشمالية، وتصنيع أجهزة الحفر الملائمة للأراضي المختلفة مثل كاليفورنيا وحوض الآبالاش (بالإنجليزية: Appalachian Basin)‏ وكندا. وقد استمر العمل بطريقة Walking Beam حتى خمسينيات القرن العشرين.