煤田地質鉆探過程的質量控制

黃斌

摘要：本文作者分析了煤田地質鉆探孔內事故的起因，介紹了孔內事故的預防及處理措施。

關鍵詞：煤田 地質鉆探 事故預防 探討

在處理孔內事故中，要堅持安全第一，鉆塔螺絲、天輪螺絲棚繩與所有提引部件要認真檢查，要詳細研究分析事故原因，采取最佳方案，抓緊時間處理。平時對處理事故的打撈工具要準備好，保管好，用時才能得心應手。對于鉆探工程孔內事故，目前尚未見到確切定義的相關資料。通常把鉆探工程施工過程中發生的，中斷鉆孔內正常鉆進的各種故障統稱為孔內事故。它分為埋鉆、卡鉆、燒鉆、斷鉆、落物、套管事故等幾種類型。在煤田地質鉆探過程中，孔內事故是制約效率和效益的主要因素，提前預防、準確判斷、少走彎路、合理處理孔內事故，是提高鉆探效益的重要保障。孔內事故的發生多數都是可以預防的，發生孔內事故并不可怕，可怕的是事故加事故，由簡單的事故變成復雜的事故。準確的判斷和合理的解決措施是處理孔內事故的關鍵。為此，筆者根據本人在長期的鉆探工作中的經驗，對怎樣預防、判斷、處理孔內事故，談談自己的見解。

1 孔內事故的起因

1.1 地質條件復雜，設備和管材質量不符合要求等，例如：巖石裂隙發育，有流沙，涌水，活石等。泥巖、土等塑性巖石遇水膨脹而使鉆孔縮徑；遇到嚴重漏水、鉆孔內液面突然下降，易引起井壁坍塌。管材質量有問題亦易發生孔內事故。

1.2 沒有選擇合理的鉆進參數，如鉆壓，鉆速，送水量。如卵礫石地層是地質鉆探中常見的一種典型的不穩定地層，其基本特征是結構松散、無膠結，呈大小不等的顆粒狀。當地層一旦被鉆開，很容易破壞原來的相對穩定或平衡狀態，使孔壁失去約束而產生不穩定。主要表現在鉆進時易發生塌孔，沖洗液漏失嚴重，易發生卡、埋鉆等孔內事故。在這種地層中鉆進的關鍵是選擇合理的鉆進方法，采用先進的鉆進技術，重點預防鉆進時的沖洗液漏失及孔壁坍塌，提高進尺速度及巖石采取率。

1.3 操作人員技術不熟練，技術措施不當及違章作業等，例如在修理機器，進行長時間沖孔時，沒有將鉆具提離孔底并經常活動鉆具，易造成埋鉆、夾鉆和泥皮粘附等卡鉆事故。在鉆進破碎及復雜地層，若不使用優質泥漿護壁或提鉆不灌孔，就會加劇鉆孔坍塌，掉塊而造成埋鉆、卡鉆事故。不根據巖石性質、鉆頭類型規格、鉆孔深度、鉆具組合等情況，盲目采取不合理的鉆進參數就易造成鉆具脫、燒鉆事故等。

1.4 沒有根據情況選用較先進的鉆進技術，如深孔及復雜地層繩索取心鉆探技術，反循環鉆進技術，繩索打撈全面鉆進技術，螺旋管無循環鉆進成孔技術及潛孔錘同心跟管鉆進技術等。

2 孔內事故的預防

孔內事故的預防應從分析事故發生的機理（原因）入手，通常有人為和自然兩大因素。自然因素是指特殊的地層地質條件，一般人力難以改變。所以，主要應預防人為事故。分析過去發生的事故案例，絕大多數也都是人為因素所致。應針對這些因素，從管理、技術、教育等方面采取預防的措施。近幾年來，我局應用安全系統工程的理論，引用危險辨析技術等方法預防事故，效果明顯，具體做法有下面幾點。

2.1 首先把孔內事故列為安全生產控制目標，并將目標逐級分解。主要控制損失大、后果嚴重的孔內事故，避免事故發生。把責任落實到各級領導及安全網絡的每一個人員身上。

2.2 強調嚴格遵守安全操作規程。原煤炭、地礦等部門頒發的規程，在沒有新的版本頒發以前，仍要執行。這些規程里的大多條款是針對孔內事故的，是經驗和教訓的結晶。同時，根據開辟的新項目，總結研究新問題，辨析危險源，采取針對措施，創立內部規程。

2.3 堅持安全檢查制度。項目部、井隊、班組分別按月、旬、日進行檢查。把安全規程、制度、措施等內容編制成檢查表，逐項對照檢查，發現隱患與問題及時整改。

2.4 推廣引用新技術，改進工藝和方法，提高本質安全。安全難題最終要靠技術進步來徹底解決。

2.5 結合推行ISO國際質量管理體系和職業安全健康體系抓好孔內安全，把孔內安全的具體內容滲入到這兩個體系當中，推行全面安全管理。同時，抓好安全教育培訓，提高全員安全素質。我局每年組織職工開展的安全培訓，都把孔內安全知識與技術作為主要內容，大大提高了職工掌握孔內安全的技能，事故率顯著下降。

3 孔內事故的判斷

3.1 孔內事故的發生往往都有預感，正常鉆進時突然不進尺，鉆具回轉突然變輕，提拉時無勁或拉力稱重不夠重量，這是斷脫鉆具現象。

3.2 鉆進時回轉阻力突然增大，水泵壓力逐漸增大，泵量逐漸減小或水敏性地層縮徑，容易造成埋鉆，燒鉆事故。

3.3 提引系統檢查不嚴，或各工種配合不好，下鉆具時發生跑鉆事故，小口徑里鉆具會彎曲，大口徑里除彎曲外可能會發生多斷頭事故。

4 孔內事故的處理

對于孔內事故處理，首先要詳細了解情況，如斷頭的深度、斷頭為何物、斷頭處的地層、斷頭的外徑、內徑尺寸等，再選擇合適的打撈工具。在處理過程中要把握好錐、提、吊、打、擴、反頂、破等關鍵環節。

4.1 錐：對于斷頭事故。用錐子下鉆時，要慢、平穩，特別是快到斷處，杜絕沖擊事故頭。碰頭后感覺錐子錐入（一般碰頭后錐子會多下5cm～10cm）。先人力用工具擰緊，然后給鉆具400kg～500kg壓力，用鉆機轉動，手不離離合手把，逐漸加力后可試提，提力較大可繼續轉動幾圈，撐握離合器不要突然關閉，以免回力太大倒開鉆具，也不要扭力過大錐斷公錐。

4.2 提：對于一般事故，錐通常都可提起，在提拉時拉力表、稱重與鉆具重量吻合可取鉆。對于一般的埋鉆、燒鉆事故強力提撥可取上。離開孔底的埋鉆，盡量活動，可邊沖孔邊鉆動（前提是先打好優質的泥漿），一般孔內沉渣、巖粉較多的孔都能取上。對嚴重的埋、燒鉆事故，在動用反絲前可強力提、快速放，反復連續多次，以利于鉆具下部倒開。

4.3 吊打：在鉆具受卡或一般的埋、燒鉆事故中，利用吊錘能起到比原鉆具大得多的提升力量，但在使用過程中，一定要檢查好所有連接吊錘的部件，如連接環連接鋼絲繩，提引裝置的固定等。在人力打吊錘時，一定要統一指揮，齊心協力。

4.4 頂：對嚴重的擠、卡、埋、燒事故，可用千斤頂起撥，但在起撥過程中，一定要墊穩頂座，用小鋼絲繩保險，逐漸加力，頂力較大時每頂10cm可停一停再頂，時刻觀察壓力表（鉆桿的極限在40t左右、鉆鋌的極限在75t左右）。

4.5 反：反鉆具時，一定要控制拉力中和點在鉆具底部以利多反鉆具，在每回次的反鉆具過程中要穩而慢地開動轉盤，并準確判斷鉆具的下行和上行距離（一般錐下行5cm左右，反開后上行5cm左右），反鉆具時要詳細紀錄，下鉆具時所有接頭要大力擰緊，穩而慢地下鉆，取鉆時墊墊叉要穩，避免碰撞，造成有可能錐得不死的鉆具脫落。

4.6 破：對于反不上的孔底粗徑鉆具，可打小眼穿透巖芯管后，再試撈，不成后可利用專用掃鐵鉆頭掃掉巖芯管再打撈鉆頭，在掃巖芯管過程中要輕壓慢鉆、中泵量。

5 結束語

在鉆探工作中，由于地層、鉆探設備、鉆探人員的操作水平，工作責任心等原因，經常會發生孔內事故。文章就煤田地質鉆探中孔內事故的預防、判斷和處理進行了探討。在處理孔內事故時，首先要詳細了解情況，再選擇合適的打撈工具。在處理過程中要把握好錐、提、吊、打、擴、反頂、破等關鍵環節。

參考文獻：

[1]張永勤等.復雜地層鉆進技術的研究與應用[J].探礦工程，2009（3）.

[2]蘭海波等.地質鉆探工作中鉆進因素的合理選擇[J].金屬礦山，2010（11）.

[3]何楊等.淺談鉆探施工技術在復雜地層的應用[J].吉林地質，2008（4）.