繩索取芯金剛石鉆進(jìn)燒鉆事故原因及處理措施

袁樹珍

摘 要：文章主要分析了繩索取芯鉆進(jìn)時(shí)燒鉆事故的基本特征，并探討了燒鉆事故產(chǎn)生的基本原因和處理措施。

關(guān)鍵詞：繩索取芯金剛石鉆進(jìn)；燒鉆事故原因與特征；處理措施

由于多種原因，在鉆進(jìn)的過程中出現(xiàn)燒鉆事故還是比較常見的，有時(shí)會產(chǎn)生嚴(yán)重的燒鉆事故，整個(gè)金剛石鉆頭的工作層都被燒光，甚至連鋼體部分都燒毀，與孔底巖石粘結(jié)在一起。有時(shí)是微燒或慢燒，鉆頭會泛藍(lán)光，不會造成孔內(nèi)燒鉆事故，但會影響鉆頭壽命。若操作人員未能發(fā)現(xiàn)并及時(shí)處理，就會發(fā)展成孔內(nèi)嚴(yán)重?zé)@事故。

一、發(fā)生燒鉆事故的原因

（一）鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)選擇不當(dāng)。（1）轉(zhuǎn)速過高，小口徑金剛石鉆進(jìn)的特點(diǎn)就是高轉(zhuǎn)速，金剛石鉆頭切削孔底巖芯時(shí)會產(chǎn)生很高的熱能，有時(shí)操作人員片面追求鉆進(jìn)效率，沒有綜合地層情況和孔內(nèi)情況等因素盲目選擇高轉(zhuǎn)速；（2）鉆壓過大，特別是在松軟、松散地層中鉆進(jìn)時(shí)，若鉆壓過大，鉆頭切入巖石過深，巖粉沖排不及；（3）泵量不夠，送水量太小，沖洗液對鉆頭的冷卻效果不好，降低了對鉆頭的冷卻作用；

（二）人員操作不當(dāng)。（1）掃孔時(shí)速度太快，鉆頭被巖粉堵塞，到達(dá)孔底的沖洗液量不足；（2）在破碎地層鉆進(jìn)時(shí)，經(jīng)常會發(fā)生巖芯堵塞的現(xiàn)象，沖洗液不能全部送至孔底，處理不及時(shí)；（3）下鉆后，沖洗液未送到孔底，匆忙開動鉆機(jī)，造成鉆頭冷卻不良；（4）用鉆具做導(dǎo)管進(jìn)行水泥漿封堵鉆孔時(shí)，對鉆具沖洗不及時(shí)或不徹底，鉆進(jìn)中凝結(jié)在鉆具內(nèi)壁的水泥塊掉落，致使水路不通；（5）鉆頭唇面磨損，水口變淺，沒及時(shí)修磨，過水?dāng)嗝嫘?，沖洗液量不足；（6）鉆頭內(nèi)外出刃過度磨損，巖芯與鉆頭、鉆頭與孔壁環(huán)狀間隙過小，沖洗液量不足，鉆頭冷卻不良；（7）深孔鉆進(jìn)，鉆桿接頭密封不好，沖洗液漏失，沒有完全經(jīng)過鉆頭唇面。

（三）設(shè)備或附屬設(shè)施出現(xiàn)故障。（1）水泵工作不正常，發(fā)現(xiàn)不及時(shí)或沒及時(shí)檢修，如水泵閥、閥座、活塞皮碗或缸套過度磨損，更換不及時(shí)，閥門座漏氣等；（2）吸水籠頭被沖洗液絮團(tuán)或雜物堵塞，泵量變小；（3）吸水管堵塞或漏氣，致使泵量太小或不工作；（4）吸水高度過高或吸水管道過長，泵量不夠。

二、發(fā)生燒鉆事故的征兆

在實(shí)際鉆進(jìn)的過程中燒鉆事故的出現(xiàn)不是偶然的，只要善于總結(jié)就會發(fā)現(xiàn)，燒鉆事故的發(fā)生往往具有一定的規(guī)律可循，根據(jù)我們多年野外工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，發(fā)生燒鉆事故前往往會有以下幾種征兆：第一，動力機(jī)的負(fù)載急速上升，而且聲音出現(xiàn)了較大的變化；第二，孔內(nèi)阻力增大，扭矩表針突然急劇上升；第三，泵壓突然升高，憋水嚴(yán)重，高壓管跳動厲害；第四，鉆進(jìn)設(shè)備的指示燈突然忽暗忽亮；第五，進(jìn)尺突然減緩或不進(jìn)尺。以上特征都是燒鉆的潛在性先兆，平時(shí)要善于觀察總結(jié)，有助于及時(shí)進(jìn)行判斷。

三、燒鉆事故的處理

發(fā)現(xiàn)燒鉆征兆后，應(yīng)立即用油壓把鉆具提離孔底再關(guān)車，燒鉆不是很嚴(yán)重時(shí)，可避免鉆頭與孔底巖石燒結(jié)在一起；若先關(guān)車，可能鉆頭就會粘結(jié)在孔底，造成嚴(yán)重?zé)@事故。一旦提拉不動又晃不動車，采取以下步驟處理：

（一）反鉆桿。掛反檔，反脫后，卸掉立軸鉆桿，先把打撈器用變絲接手連接到反絲φ42鉆桿上打撈內(nèi)管。用φ42鉆桿比用鋼絲繩直接打撈，成功的把握更大，可以強(qiáng)力提拔，不會因拉斷鋼絲繩把打撈器留在孔內(nèi)而增加處理的難度。這一步很關(guān)鍵，若能把內(nèi)管成功打撈上來，下入反絲公錐繼續(xù)反鉆桿即可。反鉆桿時(shí)，應(yīng)盡量頂緊鉆具，可以使力的平衡點(diǎn)下移，一次性可以多反出鉆桿。

（二）掏芯。反鉆桿前，若撈取內(nèi)管不成功，在反完鉆桿后，先錐取內(nèi)管，不成功再下入磨鐵鉆頭磨掉內(nèi)管及事故鉆頭胎體內(nèi)徑。若只剩下外管時(shí)，下入小一級的研磨鉆頭，掏空事故鉆頭內(nèi)的巖芯，并磨掉事故鉆頭的胎體內(nèi)徑，鉆進(jìn)1米左右采芯提鉆，下入反絲公錐撈取外管。若成功撈上外管，要下入磨孔鉆頭將孔內(nèi)的鐵屑及胎體碎塊磨掉才可繼續(xù)鉆進(jìn)。若未撈上外管，下入磨鐵鉆頭將外管消滅，若條件允許，也可不撈取外管，磨光孔內(nèi)鐵屑及胎體碎塊后換小一徑鉆具鉆進(jìn)。

四、預(yù)防燒鉆事故的有效措施

（一）合理選擇鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)。在鉆進(jìn)時(shí)要根據(jù)地層及孔內(nèi)情況選擇合適的鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)，當(dāng)?shù)貙油暾?，孔?nèi)比較干凈的情況下，為提高鉆進(jìn)效率，應(yīng)盡量選擇高轉(zhuǎn)速、大泵量、適量鉆壓。若地層軟硬不均、松散、破碎，應(yīng)控制鉆壓和轉(zhuǎn)速。在非垮塌層，應(yīng)盡量選擇大泵量。

（二）加強(qiáng)培訓(xùn)提高操作人員素質(zhì)?？變?nèi)事故的發(fā)生，人為因素占比很重。目前，基層的鉆進(jìn)工人在操作的過程中往往比較隨意，沒有能夠掌握好鉆進(jìn)技術(shù)參數(shù)，所以要加強(qiáng)培訓(xùn)，提高工人素質(zhì)。在鉆進(jìn)過程中，不應(yīng)盲目追求最大鉆進(jìn)效率，不考慮地層及孔內(nèi)情況而選擇高轉(zhuǎn)速、大鉆壓；應(yīng)精力集中，嚴(yán)密觀察儀表及設(shè)備運(yùn)行情況，不打懶鉆，發(fā)現(xiàn)情況及時(shí)處理。同時(shí)，還要做好設(shè)備的檢查、檢修工作。

五、結(jié)語

在鉆探施工中，繩索取芯金剛石鉆進(jìn)技術(shù)日臻完善，鉆進(jìn)效率提高顯著，事故率明顯降低，但因轉(zhuǎn)速較高，稍有不慎燒鉆事故就會發(fā)生，現(xiàn)場操作人員只有嚴(yán)格遵守操作規(guī)程規(guī)范，減少燒鉆等事故的發(fā)生，才能實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)效率最大化。

參考文獻(xiàn)

[1] 閆彥福.金剛石鉆進(jìn)燒鉆事故的預(yù)防與處理[J].西源，2013（01）.