淺談鉆探孔內(nèi)鉆具事故原因分析及處理措施

■秦柱

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地勘局七〇四隊(duì)新疆維吾爾839000）

淺談鉆探孔內(nèi)鉆具事故原因分析及處理措施

■秦柱

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地勘局七〇四隊(duì)新疆維吾爾839000）

根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)遇到的鉆具孔內(nèi)事故進(jìn)行了大量的調(diào)查研究、數(shù)據(jù)分析和資料收集，并以案例形式分析了常見的事故原因，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)，找出規(guī)律，提出處理方法，以期有效預(yù)防孔內(nèi)事故的發(fā)生，提高施工效率。

鉆具事故原因分析處理措施孔內(nèi)事故分類處理原則

1　孔內(nèi)事故的分類及處理的原則

1.1孔內(nèi)事故的分類

對(duì)于鉆探工程孔內(nèi)事故，目前尚未見到確切定義的相關(guān)資料。通常把鉆探工程施工過程中發(fā)生的，因客觀的地層異常變化，或因主觀的操作技術(shù)措施不當(dāng)中斷鉆孔內(nèi)正常鉆進(jìn)的各種故障統(tǒng)稱為孔內(nèi)事故。地層異常變化常見的如遇斷層破碎帶、溶洞裂隙帶、風(fēng)化蝕變帶、嚴(yán)重漏失層和流沙層等。操作技術(shù)措施不當(dāng)指現(xiàn)場(chǎng)人員沒有嚴(yán)格執(zhí)行鉆探規(guī)程。它分為鉆具事故、孔壁事故、套管事故、質(zhì)量事故等幾種類型。

（1）鉆具事故。①斷落鉆具，如鉆桿、巖心管和鉆頭折斷或連接螺紋脫開，以及升降鉆具時(shí)不慎將鉆具掉落孔內(nèi)等；②卡埋鉆具，孔內(nèi)掉入異物而將鉆具卡在孔內(nèi)等。（2）孔壁事故。①由于孔壁坍塌、掉塊引起的卡鉆、抱鉆事故和找不到老眼等；②鉆進(jìn)遇水膨脹水敏性的地層，導(dǎo)致鉆孔縮頸。由于工程因素，外力作用破壞了原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)，導(dǎo)致孔壁坍塌、掉塊，沖洗液的漏失，導(dǎo)致燒鉆等。（3）套管事故。包括套管被磨破、折斷、脫節(jié)、錯(cuò)動(dòng)、下跑和套管卡夾起拔困難等事故。（4）質(zhì)量事故。包括鉆孔超斜，巖煤芯采取率低等達(dá)不到質(zhì)量要求。（5）其他事故。包括終孔測(cè)井時(shí)探管被卡，鉆孔封閉時(shí)由于操作問題發(fā)生孔內(nèi)事故等。

1.2孔內(nèi)事故處理的原則

孔內(nèi)事故一旦發(fā)生，就要認(rèn)真研究事故發(fā)生情況，分析事故原因，制定處理方案。因此，要求機(jī)班長(zhǎng)和工程技術(shù)人員充分發(fā)動(dòng)職工，開好事故分析會(huì)，做到“五清”，即孔內(nèi)情況清、機(jī)上余尺

清、事故頭清、報(bào)表記錄交接清、當(dāng)班人員對(duì)于處理情況清。

（1）孔內(nèi)情況清:弄清鉆孔結(jié)構(gòu)，孔內(nèi)巖石性質(zhì)，孔壁穩(wěn)定程度，巖粉情況，事故發(fā)生過程和初發(fā)征兆等。這是提供確定處理方法和步驟的依據(jù)。（2）機(jī)上余尺清:事故發(fā)生時(shí)，要及時(shí)量準(zhǔn)機(jī)上余尺，確定發(fā)生事故的孔深和具體位置；事故發(fā)生后，要根據(jù)斷頭鉆具，精確計(jì)算事故部位的孔深和孔內(nèi)事故鉆具的長(zhǎng)度、數(shù)量和組成情況，以確定打撈鉆具長(zhǎng)度。（3）事故頭要清:摸清事故頭的斷頭形狀或斷裂痕跡。必要時(shí)可采用“照像”查明事故頭形狀，以便確定處理方法和打撈工具。（4）報(bào)表記錄交接清:小班原始記錄和交接班情況要弄清。如:鉆頭、鉆具、鉆桿、加減尺、巖芯和鉆進(jìn)規(guī)程參數(shù)等情況要交接清楚。同時(shí)，還要把處理過程中發(fā)生的情況，處理方案和處理方法記錄清楚，以便使下個(gè)班能全面了解掌握事故處理的每個(gè)環(huán)節(jié)。（5）當(dāng)班人員對(duì)于處理情況清:當(dāng)班人員對(duì)事故處理全過程，包括使用的工具、事故鉆具以及孔內(nèi)事故頭的變化等要弄清，并做好詳細(xì)記錄。

2　鉆具事故原因分析及處理措施

2.1鉆具折斷和脫扣事故.

鉆具的折斷和脫扣是指在鉆進(jìn)和提升過程中，孔內(nèi)鉆桿、巖芯管和各種接頭的折斷或絲扣滑脫。

2.2鉆具折斷和脫扣的原因

（1）繩鉆鉆桿兩頭絲扣部位，特別是絲扣根部強(qiáng)度差，孔內(nèi)阻力過大時(shí)易扭斷。（2）鉆桿彎曲或使用時(shí)間長(zhǎng)，受孔壁磨損，其強(qiáng)度減弱，易折斷。（3）孔內(nèi)巖粉多或孔壁不好，產(chǎn)生掉塊，回轉(zhuǎn)阻力大，造成鉆具強(qiáng)行扭斷。（4）在鉆進(jìn)過程中，孔內(nèi)回轉(zhuǎn)阻力過大或發(fā)生卡鉆、埋鉆和燒鉆事故時(shí)，強(qiáng)拉硬頂，導(dǎo)致鉆具脫扣事故發(fā)生。（5）外管、擴(kuò)孔器、彈卡室、鉆頭絲扣磨損嚴(yán)重未及時(shí)檢查，也會(huì)發(fā)生孔內(nèi)事故。

2.3鉆具斷脫的處理

鉆具斷脫后，首先要量好上余，把上部鉆具提出孔口，計(jì)算好孔內(nèi)斷頭的位置，并對(duì)斷頭進(jìn)行檢查分析。根據(jù)鉆具斷頭情況，判斷孔內(nèi)鉆具斷口的形態(tài)，采取相應(yīng)的處理方法:（1）斷頭平齊或斷頭是完整的鉆桿、接頭或接箍。一般情況下采用普通公錐處理，對(duì)上并吃上扣即可提出事故鉆具。提拉不動(dòng)時(shí)，不能強(qiáng)拉硬頂，必須改用其他方法進(jìn)行處理，如采用反出鉆具方法等。（2）斷頭不齊、斜差大、有劈岔。這種情況應(yīng)先用帶導(dǎo)向的環(huán)狀掃鐵鉆頭，下到繩鉆鉆桿斷頭處，待導(dǎo)向進(jìn)入鉆桿后，輕壓慢轉(zhuǎn)，把斷頭推磨平，提出掃鐵鉆頭，再采用公錐撈取。

2.4繩索取芯外管脫落的處理

（1）單純外管脫落（內(nèi)管已打撈上來），一般情況脫落位置是在彈卡室，上擴(kuò)孔器等絲扣部分?jǐn)嗝摚朔N情況可下入公錐撈取。（2）內(nèi)外管總成脫落（即內(nèi)管總成仍在孔內(nèi)）。在這種情況下，巖芯管外管和內(nèi)管總成都在孔內(nèi)，且總成的撈矛頭在上部，此時(shí)應(yīng)先處理內(nèi)管總成，再處理外管總成。處理內(nèi)管總成，不能用絞車下放打撈器，而是用異徑接頭把打撈器接到鉆桿上，下到內(nèi)管總成撈矛頭上進(jìn)行打撈。這種辦法既可以防止打撈器插入孔壁造成新的孔故，又可有較大的拉力，確保能反內(nèi)管總成，至少是總成上部抽出，為下一步處理排除障礙。抽出內(nèi)管總成后再用公錐撈取外管。（3）外管被擠夾嚴(yán)重，用公錐撈不動(dòng)時(shí)，可采用小一級(jí)掏芯鉆頭鉆穿過孔底鉆頭，敲打外管使其松動(dòng)，再用公錐撈取外管總成。若仍提不動(dòng)，則可采用帶導(dǎo)向的掃鐵鉆具將外管掃除。

3　燒鉆事故原因分析及處理措施

3.1常見的事故原因

（1）鉆壓過大，高轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)產(chǎn)生較大摩擦熱量，鉆頭冷卻差。（2）鉆進(jìn)松散、松軟地層鉆速過快，沖洗液流通間隙小，冷卻不良、排粉不暢，熱量聚集在孔底。（3）水泵工作不正常，泵量不足，管道堵塞或巖芯堵塞。（4）鉆桿中途滲漏造成沖洗液假循環(huán)。（5）回次進(jìn)尺長(zhǎng)度超過內(nèi)管容納長(zhǎng)度，巖芯頂碎，碎屑堵塞水路，引發(fā)燒鉆。

3.2燒鉆事故的處理

發(fā)生燒鉆事故后，一般因扭矩大，鉆具可能發(fā)生折斷或脫扣。對(duì)于輕微燒鉆事故，可以用升降機(jī)及時(shí)地加以試探性提拉，或用給進(jìn)油缸頂拔。頂拉時(shí)要避免強(qiáng)拉硬頂，可采取邊轉(zhuǎn)邊拉的辦法，一般情況下即可把鉆具拉頂上來。對(duì)于嚴(yán)重的燒鉆事故提拉和頂拔往往無效，只有動(dòng)用反絲反出鉆具。

4　結(jié)語(yǔ)

鉆探施工是一項(xiàng)隱蔽工程，具有一定的模糊性和不確定性。各鉆孔孔內(nèi)情況千差萬別，看不見、摸不著，依賴于操作者的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)判斷。只有總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)，找出規(guī)律，提出處理鉆具事故的方法，方可供鉆探工作者參考，用以規(guī)范繩鉆孔內(nèi)事故預(yù)防和處理施工工藝，才能有效預(yù)防孔內(nèi)事故的發(fā)生，達(dá)到提高施工效率的目的。

［1］張春波.繩索取芯金剛石鉆進(jìn)技術(shù) ［M］.北京：地質(zhì)出版社，1985.

［2］李世忠.鉆探工藝學(xué) ［M］.北京：地質(zhì)出版社，1989.

F407.1［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-314-1