淺談鉆探孔內鉆具事故原因分析及處理措施

2016-04-14 05:18:59秦柱

地球 2016年8期

■秦柱

（新疆維吾爾自治區有色地勘局七〇四隊新疆維吾爾839000）

淺談鉆探孔內鉆具事故原因分析及處理措施

■秦柱

（新疆維吾爾自治區有色地勘局七〇四隊新疆維吾爾839000）

根據實踐經驗，對遇到的鉆具孔內事故進行了大量的調查研究、數據分析和資料收集，并以案例形式分析了常見的事故原因，總結經驗，吸取教訓，找出規律，提出處理方法，以期有效預防孔內事故的發生，提高施工效率。

鉆具事故原因分析處理措施孔內事故分類處理原則

1　孔內事故的分類及處理的原則

1.1孔內事故的分類

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，因客觀的地層異常變化，或因主觀的操作技術措施不當中斷鉆孔內正常鉆進的各種故障統稱為孔內事故。地層異常變化常見的如遇斷層破碎帶、溶洞裂隙帶、風化蝕變帶、嚴重漏失層和流沙層等。操作技術措施不當指現場人員沒有嚴格執行鉆探規程。它分為鉆具事故、孔壁事故、套管事故、質量事故等幾種類型。

（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，以及升降鉆具時不慎將鉆具掉落孔內等；②卡埋鉆具，孔內掉入異物而將鉆具卡在孔內等。（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鉆進遇水膨脹水敏性的地層，導致鉆孔縮頸。由于工程因素，外力作用破壞了原有的應力平衡狀態，導致孔壁坍塌、掉塊，沖洗液的漏失，導致燒鉆等。（3）套管事故。包括套管被磨破、折斷、脫節、錯動、下跑和套管卡夾起拔困難等事故。（4）質量事故。包括鉆孔超斜，巖煤芯采取率低等達不到質量要求。（5）其他事故。包括終孔測井時探管被卡，鉆孔封閉時由于操作問題發生孔內事故等。

1.2孔內事故處理的原則

孔內事故一旦發生，就要認真研究事故發生情況，分析事故原因，制定處理方案。因此，要求機班長和工程技術人員充分發動職工，開好事故分析會，做到“五清”，即孔內情況清、機上余尺

清、事故頭清、報表記錄交接清、當班人員對于處理情況清。

（1）孔內情況清:弄清鉆孔結構，孔內巖石性質，孔壁穩定程度，巖粉情況，事故發生過程和初發征兆等。這是提供確定處理方法和步驟的依據。（2）機上余尺清:事故發生時，要及時量準機上余尺，確定發生事故的孔深和具體位置；事故發生后，要根據斷頭鉆具，精確計算事故部位的孔深和孔內事故鉆具的長度、數量和組成情況，以確定打撈鉆具長度。（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、巖芯和鉆進規程參數等情況要交接清楚。同時，還要把處理過程中發生的情況，處理方案和處理方法記錄清楚，以便使下個班能全面了解掌握事故處理的每個環節。（5）當班人員對于處理情況清:當班人員對事故處理全過程，包括使用的工具、事故鉆具以及孔內事故頭的變化等要弄清，并做好詳細記錄。

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和提升過程中，孔內鉆桿、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，特別是絲扣根部強度差，孔內阻力過大時易扭斷。（2）鉆桿彎曲或使用時間長，受孔壁磨損，其強度減弱，易折斷。（3）孔內巖粉多或孔壁不好，產生掉塊，回轉阻力大，造成鉆具強行扭斷。（4）在鉆進過程中，孔內回轉阻力過大或發生卡鉆、埋鉆和燒鉆事故時，強拉硬頂，導致鉆具脫扣事故發生。（5）外管、擴孔器、彈卡室、鉆頭絲扣磨損嚴重未及時檢查，也會發生孔內事故。

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，計算好孔內斷頭的位置，并對斷頭進行檢查分析。根據鉆具斷頭情況，判斷孔內鉆具斷口的形態，采取相應的處理方法:（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，對上并吃上扣即可提出事故鉆具。提拉不動時，不能強拉硬頂，必須改用其他方法進行處理，如采用反出鉆具方法等。（2）斷頭不齊、斜差大、有劈岔。這種情況應先用帶導向的環狀掃鐵鉆頭，下到繩鉆鉆桿斷頭處，待導向進入鉆桿后，輕壓慢轉，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（內管已打撈上來），一般情況脫落位置是在彈卡室，上擴孔器等絲扣部分斷脫，此種情況可下入公錐撈取。（2）內外管總成脫落（即內管總成仍在孔內）。在這種情況下，巖芯管外管和內管總成都在孔內，且總成的撈矛頭在上部，此時應先處理內管總成，再處理外管總成。處理內管總成，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，下到內管總成撈矛頭上進行打撈。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。抽出內管總成后再用公錐撈取外管。（3）外管被擠夾嚴重，用公錐撈不動時，可采用小一級掏芯鉆頭鉆穿過孔底鉆頭，敲打外管使其松動，再用公錐撈取外管總成。若仍提不動，則可采用帶導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，高轉速鉆進產生較大摩擦熱量，鉆頭冷卻差。（2）鉆進松散、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。（5）回次進尺長度超過內管容納長度，巖芯頂碎，碎屑堵塞水路，引發燒鉆。

3.2燒鉆事故的處理

發生燒鉆事故后，一般因扭矩大，鉆具可能發生折斷或脫扣。對于輕微燒鉆事故，可以用升降機及時地加以試探性提拉，或用給進油缸頂拔。頂拉時要避免強拉硬頂，可采取邊轉邊拉的辦法，一般情況下即可把鉆具拉頂上來。對于嚴重的燒鉆事故提拉和頂拔往往無效，只有動用反絲反出鉆具。