واحد、التحديات الأساسية للحفر في التربة الصقيعية

1.1 تأثير بيئة درجة الحرارة المنخفضة على المعدات

يمكن أن تكون درجة الحرارة المحيطة في المناطق دائمة التجمد منخفضة حتى تحت الصفر50درجات مئوية，الأنظمة الهيدروليكية لمعدات الحفر、يشكل تشغيل المحرك والمكونات الكهربائية اختبارًا شديدًا。تؤدي الزيادة الحادة في لزوجة الزيت الهيدروليكي إلى تأخير استجابة النظام，تنخفض سعة البطارية بشكل ملحوظ，الختم المطاطي يفقد مرونته。يجب أن يأخذ اختيار المعدات بعين الاعتبار القدرة على التكيف مع درجات الحرارة المنخفضة للغاية，استخدام الزيت الهيدروليكي المقاوم للبرد والبطاريات ذات درجات الحرارة المنخفضة，وعزل أجزاء الختم الرئيسية。

1.2 الخصائص الحجرية لطبقة التربة المتجمدة

التربة الصقيعية ليست مجرد جليد，إنه مجمع من الجليد والأرض。الطبقة السطحية عبارة عن طبقة ذوبان موسمية（طبقة نشطة），الجزء السفلي هو طبقة التربة الصقيعية التي تتجمد على مدار السنة.。أثناء الحفر，بمجرد انتقال حرارة الاحتكاك الناتجة عن الطين أو الحفر ذو درجة الحرارة العالية إلى طبقة التربة المتجمدة，سوف يتسبب في ذوبان بلورات الثلج，يسبب انهيار جدار الثقب وتقليل القطر。تحدث دورات التجميد والذوبان عندما تتجمد التربة المتجمدة مرة أخرى بعد الذوبان，قوة الصقيع على الغلاف，التسبب في تشوه أو انهيار الغلاف。

1.3 المتطلبات الخاصة لأنظمة تداول الطين

سوف يتكاثف الطين التقليدي المعتمد على الماء بشكل كبير أو حتى يتجمد في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة，فقدان السيولة والقدرة على حمل الرقائق。تتطلب حمامات الطين وخطوط أنابيب الدوران مرافق العزل أو التدفئة。يعد التحكم في درجة حرارة الطين أمرًا أساسيًا أثناء الحفر——إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدًا، فسوف تذوب التربة المتجمدة وتتسبب في عدم استقرار جدار العمود.，إذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًا، فلن تتمكن من حمل الرقائق بشكل فعال。

اثنين、تكنولوجيا سوائل الحفر العازلة للحرارة

2.1 نظام ملاط ​​الأسمنت ذو القوة المبكرة بدرجة حرارة منخفضة

يواجه تثبيت الآبار في التربة المتجمدة تحديات خاصة：يكون تفاعل ترطيب ملاط ​​الأسمنت بطيئًا عند درجات الحرارة المنخفضة，تنمية القوة غير كافية；دورة التجميد والذوبان تدمر هيكل الحجر الأسمنتي。تعتمد تقنية Xi'an Shuzhihui Energy Technology نظام ملاط ​​الأسمنت المضاد للتجمد ذو القوة المبكرة，أضف مضاد التجمد ومخثر التخثر，تأكد من أن ملاط ​​الأسمنت أقل من الصفر15لا يزال من الممكن أن يصلب بشكل طبيعي ويصل إلى قوة التصميم تحت بيئة ℃.。

2.2 تطبيق الطين الرغوي

يستخدم الطين الرغوي الهواء كمرحلة مشتتة，ذات كثافة منخفضة、ملامح الموصلية الحرارية الصغيرة，مناسبة بشكل خاص للحفر في التربة المجمدة。تمنع الفقاعات الصغيرة من الرغوة انتقال الحرارة بشكل فعال，تقليل الاضطراب الحراري للتربة الصقيعية。وفي الوقت نفسه، يتميز الطين الرغوي بحساسية منخفضة لضغط التكوين.，يقلل من خطر التسرب الناجم عن خلل في ضغط عمود السائل。

2.3 نظام الطين القائم على المياه المالحة

محلول ملحي مشبع（كلوريد الصوديوم أو كلوريد البوتاسيوم）يمكن تقليل درجة تجمد الطين إلى ما دون الصفر20أقل من درجة مئوية，يمكن أن يمنع الطين من التجمد بشكل فعال。هذا النظام مناسب لعمليات الحفر في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة，ومع ذلك، علينا أن ننتبه إلى تآكل المعدات وخطوط الأنابيب الناتج عن تبلور الملح.。

ثلاثة、استراتيجية تحسين عملية الحفر

3.1 التحكم في معلمات الحفر

التحكم بدقة في درجة حرارة مخرج سائل الحفر بحيث لا تتجاوزها5درجات مئوية，تقليل مدخلات الحرارة إلى التربة الصقيعية。يتم استخدام الحفر المتقطع أثناء عملية الحفر，اترك وقتًا كافيًا للأرض لتبديد الحرارة。يجب التحكم بدقة في وزن الحفر ومعلمات سرعة الدوران وفقًا لصلابة التكوين.，تجنب توليد حرارة الاحتكاك غير الضرورية。

3.2 برمجة الغلاف

يحتاج تصميم الأغلفة في طبقات التربة المتجمدة إلى الأخذ في الاعتبار قوة الصقيع الناتجة عن دورات التجميد والذوبان.。يجب طلاء الجزء المتصل بشكل مباشر بين الغلاف الخارجي والتربة الصقيعية بطبقة من الأسفلت البترولي أو البولي إيثيلين المضادة للتآكل，تقليل التأثير المباشر لقوة الصقيع على الغلاف。يجب ملء الحلقة الموجودة بين الغلاف وجدار البئر بملاط الأسمنت المضاد للتجمد，منع تراكم الصقيع بسبب تراكم الرطوبة。

3.3 مرافق عزل موقع الآبار

يجب أن تكون منصات الحفر وأنظمة تداول الطين مجهزة بسقائف عازلة أو أغطية عازلة，استخدم التسخين الكهربائي أو تسخين الوقود للحفاظ على درجة حرارة تشغيل الجهاز。يتم عزل تجمع الطين وخطوط الأنابيب بكابلات التدفئة，إعداد صناديق عزل خاصة للصمامات والأدوات。يعد التخطيط المعقول لعزل موقع البئر هو الضمان الأساسي لنجاح حفر التربة المتجمدة。

أربعة、حالات التطبيق النموذجية

تم استخدام معدات حفر التربة المجمدة التابعة لشركة Xi'an Shuzhihui Energy Technology في حقل نفط تيومين في روسيا、تم استخدامه بنجاح في العديد من المشاريع مثل منطقة تعدين الذهب في ياكوتسك。في مشروع التنقيب عن الذهب في جمهورية ساخا，المعدات تحت الصفر45يتجاوز التشغيل المستمر والمستقر في بيئة مئوية60سماء，يصل عمق الحفر850أرز，يتجاوز معدل الاسترداد الأساسي90%，الحصول على تقدير عالي من العملاء。