در اکثر فرایندهایحفاری سنگ دلیل عمده کاهش میزان نرخ نفوذ حفاری و افزایش مصرف انرژی، حضور نامطلوبنیروهای فرایند ناشی از اعمال نیروهای مماسی و عمودی بر سرمته، وجود تراشه های حاصلاز عملیات حفاری و تنش‏های حرارتی ناشی از اصطکاک میان سرمته و سنگ می‏باشد، که باافزایش سختی، سایندگی و پارامترهای مقاومتی سنگ این موضوع تشدید می‏شود. بنابراین ازدیدگاه فنی و اقتصادی هرگونه بهبود در فرایند حفاری به صورت افزایش نرخ نفوذ وکاهش انرژی مصرفی از اهمیت فوق العاده ای دارد یکی از مهم ترینراه کارها برای دست یابی به این هدف استفاده از  یک سیال خنک کننده و روان کار مناسب در محیط حفاری می‏باشد. در این رساله بهبررسی تاثیر همزمان پارامترهای مکانیکی سنگ(مقاومت فشاری تک محوری، سختی موهس، فاکتورسایندگی شیمیازک و مدول الاستیسیته)، مشخصات فیزیکی سیال خنک کننده و روانکار(سختیpH، ویسکوزیتهو هدایت الکتریکی) و همچنین مشخصات عملیاتی دستگاه بر عملکرد حفاری ( میزان نرخنفوذ و میزان انرژی ویژه ) پرداخته شد. مطالعات حفاری با استفاده از یک دستگاه حفاریدر مقیاس آزمایشگاهی با یک نمونه سرمته در شرایط مختلف عملیاتی بر روی 7 نمونه سنگسخت و نرم و در شرایط استفاده از 6 سیال(سیال آب و 5 نمونه سیال خنک کننده و روانکار)انجامشد. نتایج حاصل از بررسی‏ مطالعات آماری تک متغیره خطی نشان داد میزان نرخ نفوذ درشرایط استفاده از سیال سینکول با غلظت 1به 100 و  سیال آب صابون با غلضت 1به 120 در مقایسه با سیال آب به ترتیب در شرایط یکسان،به طور میانگین تقریبا %40 و 51% افزایش پیدا کرده استو   میزان انرژی ویژه در شرایط مشابه بهطور میانگین تقریبا 39% و 47% کاهش پیدا کرده است این تغییرات درافزایش میزان نرخ نفوذ و کاهش میزان انرژی ویژه نشان می دهد که استفاده از سیال خنککننده و روانکار مناسب باعث افزایش راندمان و عملکرد حفاری می شود. در این تحقیق برایشناخت بهتر پارامتر های موثر بر نرخ نفوذ و انرژی ویژه حفاری و بهینه سازی آنها ازمطالعات آماری تحلیل چند متغیره خطی و غیر خطی برای ارائه مدل هایی برای پیش بینی میزاننرخ نفوذ و انرژی ویژه حفاری با استفاده از نرم افزار    استفاده شد. پساز بررسی‏ نتایج چند مدل به عنوان مدل‏های نهایی برای پیش بینی میزان نرخ نفوذ و انرژیویژه در شرایط استفاده از سیالات خنک کننده و روانکار انتخاب شدند و در نهایت مدل هایانتخابی با توجه به میانگین خطای تخمین، توانستند با درصد خطای کمتر، میزان نرخ نفوذو انرژی ویژه حفاری را پیش بینی کنند. نتایج آزمایش های آماری برای مدل‏های انتخابیبا سطح اطمینان و ضریب همبستگی بالای 90 درصد نشان دادند که می‏توان با دقت خوبی میزاننرخ نفوذ و انرژی ویژه در محیط‏های حفاری را با کمک مشخصات فیزیکی و مکانیکی سنگ، مشخصاتسیال و مشخصات عملیاتی دستگاه مورد ارزیابی قرار داد.

کلمات کلیدی: حفاری،نرخ نفوذ، انرژی ویژه، سیال خنک کننده و روان کار، مطالعات آماری، تک متغیره خطی،