磨在燒鉆事故中的運用

岳鑫鑫

（新疆維吾爾自治區有色金屬勘查局701隊，新疆 昌吉 831100）

燒鉆事故在金剛石鉆進過程中，沖洗液不良、孔底溫度過高、操作不當或孔內情況復雜，往往造成鉆頭被燒毀。燒鉆輕者使鉆頭報廢；重者，鉆頭胎體熔化，且和巖粉殘留巖心燒結在一起，甚至連同巖心管一起燒毀造成被迫終孔或者報廢。惡性燒結將引起卡鉆事故往往伴隨有鉆孔彎曲。因此，燒鉆是金剛石鉆進最易發生的事故之一，應嚴格采取預防措施。

1 燒鉆成因及預防

1.1 燒鉆原因

燒鉆是孔底熱量聚集的結果，產生熱量大而不經及時散發。導致這以結果的產生原因有以下幾點：①大鉆壓、高鉆速能產生較大熱量。②松軟、松散地層鉆進巖粉密度大，沖洗液流通間隙小，熱量易聚集孔底。③鉆進強研磨地層產生熱量較高。④孔壁及鉆頭底部流通間隙小而泥漿粘度、切力高時，產生熱量大而又不宜良好的沖洗。⑤孔底沖洗不良：水泵工作不正常、管道堵塞或中途泄漏，均影響對孔底的正常沖洗及冷卻。⑥其他情況：干擰采心壓力過大或時間過長；無泵反循環鉆進壓力過大、提動高度及頻率不足；噴反鉆進孔底間隙小，巖粉多或鉆具抽吸作用小，致使孔底沖洗液不循環。

1.2 預防措施

金剛石鉆進采用高轉速，由于鉆頭、鉆具與孔壁間隙小，一旦孔底沖洗液供給不足或循環中斷，導致鉆頭冷卻不良，排粉不及時，瞬間即可把鉆頭燒毀。因此在鉆進過程中始終要保證沖洗液循環暢通。要做到保持水泵工作良好，定期檢修。采用變量泵，禁止使用三通改水。注意吸水部分的密封，吸水蓮蓬頭要保持在液面以下。防止管路堵塞，不是堵塞物質進入泥漿循環系統。防止巖心堵塞，發現巖心堵塞應立即提鉆。減小沖洗液流通阻力。防止沖洗液中途泄漏，升降鉆具時經常檢查鉆桿，破裂的鉆桿磨損嚴重的接頭應及時更換。絲扣連接處應涂抹絲扣油（鉛粉：鋅粉：黃油=1：1：2）。金剛石鉆進發現燒鉆征兆時，必須迅速將鉆頭提離孔低，嚴禁停車然后再去拉頂鉆具。

2 事故處理

2.1 燒鉆的初步處理

燒鉆達到提升受阻時，一般都不可能有沖洗液的循環，可以提、竄、打、頂，但不要過早反鉆桿，因為燒鉆經過一段時間冷卻收縮，產生裂紋后可能使阻卡力量減小。

2.2 燒鉆的進一步處理

初步處理無效后，燒鉆事故都需要采用同一處理措施—將鉆桿全部反出。粗徑接頭通常都難以返回，鉆桿全部反完后應將其掃或剝去。金剛石雙管則只能剝去其大部分，在下撈錐將巖心管接頭及內管撈出。粗徑接頭（異徑接頭、沉淀管接頭、雙管街頭）處理掉以后，共同的措施是抓或者掃掉巖心，減去內管阻力。所以用小徑鉆機向下透小眼常常是有必要的（小徑鉆具應小兩級），透小眼的目的是沉淀、收容管內外阻塞物，在透小眼的過程中，小徑鉆具敲打事故鉆具，也會起到松動作用。透小眼后可以下公錐撈巖心管，但有可能撈不動。大撈不動又得返回鉆桿和公錐，這種情況是工作中應盡力避免的。正確的方法是下炮彈形鉆頭掃事故鉆頭，除嚴重燒鉆以外，一般都能解脫。上述措施仍然無效，可以下割刀將巖心管割成數段，分散卡埋阻力，然后分段撈出。即便最后一段仍未撈出，也為下一步處理創造了條件。最后的措施就是磨，磨即消滅速度慢且要求特質導向鉆頭。類似雙動雙管內外鉆頭的導正方法，消滅孔內殘留事故鉆具。

3 磨在處理燒鉆事故的運用

（1）以新疆烏魯木齊市達坂城區黑溝北銅礦項目ZK002孔為例說明磨在處理燒鉆事故的方法：①地層情況。黑溝北銅礦床毗鄰黑溝一帶銅礦床，與其實屬同一礦床，同屬博格達銅、鐵、錳、硼成礦帶，礦床成因及控礦因素一致。在黑溝北銅礦床的研究基礎上，全礦區范圍圈定了6條礦帶。礦區在區域構造上屬于博格多復式背斜的南翼，柴窩堡斷陷的北側，屬一次“S”型構造的內弦地段。礦區中斷裂構造較為發育，是主要的成礦條件之一；有6條斷層分布，5條北西-南東向斷層平行排列，有1條近南北向斷層F5與北西向斷層F3相交其中，正斷層1條，逆斷層2條，性質不明斷層3條。

所以該地區施工過程中漏水是普遍現象，水源地較遠，機臺供水只能用卡車拉水很不方便。該地區地層主要由、粉砂巖：碎屑結構，薄層狀構造，主要成分為長石、石英，巖石粒度為粉砂級，普遍發育強硅化，分布于礦區西南角。中細粒砂巖：碎屑結構，塊狀構造，主要成分為長石、石英，巖石分選中等，普遍發育弱硅化、弱褐鐵礦化，局部巖石具孔雀石化，分布于礦區中部及北部，局部地段巖層受構造作用近似于直立。灰黑色粗粒砂巖：碎屑結構，塊狀構造，主要成分為長石、石英、角閃石、云母等組成。普遍發育硅化、褐鐵礦化，局部見有少量碳酸鹽細脈。②鉆孔設計ZK002孔孔深350米，傾角70°，方位角120°。

（2）施工過程中燒鉆原因。ZK002孔鉆孔設計Φ110mm金剛石開孔鉆進至12米到達基巖后，下入Φ108mm套管。變徑至Φ91mm繼續鉆進穿透較破碎地層至35米米，下入Φ89mm套管，后變徑Φ75mm金剛石繩索取心鉆具。因鉆孔處于斷層地質構造帶，所以全孔漏水，影響鉆進效率。嘗試過鋸末、馬糞加植物膠SM膠堵漏均無效，所以判斷孔底漏水裂隙較大，導致鋸末、馬糞全部漏失。后采用棉籽殼堵漏，將棉籽殼、SM膠混合加水攪拌成粘稠糊狀，將孔內內管提出鉆孔后從井口灌入孔內，和車開水泵采用低速擋回轉等待棉籽殼沖入裂隙。成功堵住裂隙后反水。鉆進至300米時再次出現漏水情況，當班班長還是采用棉籽殼堵漏反水后，該班長繼續鉆進。部分棉籽殼被沖出孔口經循環進入泥漿池堵塞蓮蓬頭，因班長未及時發現蓮蓬頭堵塞，以為再次漏水而繼續鉆進最終導致燒鉆，發現燒鉆跡象后未正確處理將鉆具迅速提離孔低，導致燒鉆，孔深301米。

（3）事故處理。事故發生后，立即采取初步處理方案，用鉆機液壓油缸強力上頂方法，無效后又采取打吊錘的處理方案使用鉆機升降機將鉆桿掉緊，向上打吊錘仍然無效，最終經研究采取反絲鉆桿加磨的方式處理燒鉆事故。

首先嘗試了使用打撈器打撈內管，將打撈器送入孔底掛住內管用絞車反復向上提動多次無果，后下入托卡器，托卡后將打撈起提出。然后回單位運來300米反絲鉆桿、反絲絲錐。開始反鉆桿，反鉆桿的過程比較順利，鉆桿全部返回孔外后，孔內只剩下鉆具跟內管，鉆具長度4.12m，孔深301米。經計算鉆具上端位于鉆孔296.88米。下入了一個RHC30的圓弧鉆頭，通水后采用的壓力高轉速的鉆進參數，磨鉆具的速度不理想5個小時的時間鉆進不到10公分，后提鉆檢查鉆頭發現鉆頭胎體表面打滑，經分析鉆具硬度較高，韌性好。后針對鉆具的特點給出使用，硬鉆頭，高鉆壓，低轉速的鉆進參數。下入了RHC45的鋸齒鉆頭，回轉采用一檔低速，井底壓力給到1.8T。在這個鉆進參數下鉆進效果明顯2小時進尺20公分。當穿過事故鉆具上擴孔器后，嘗試提出內管，方法從水接頭上端下入特制卡料待沖孔10分鐘后，輕微上頂遇到一些阻力后確定已經卡住內管，經增加上頂力量成功拔斷卡簧座與鉆頭燒結位置，取出內管，余下鉆具，仍然采用上述參數磨經一天半時間將剩余鉆具全部消滅。后繼續鉆進終孔孔深356米順利完成ZK002鉆孔。

4 結語

遇到燒鉆事故在采用初步處理無效的情況下。磨不失為一種可靠的處理方式。在適合的鉆進參數加高硬度鉆頭時效率很高。燒鉆不可怕采取正確處理方式是可以圓滿處理的。