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        淺析孔內(nèi)事故的預(yù)防及處理

        2016-04-14 21:07:54安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局325地質(zhì)隊安徽淮北235037
        地球 2016年10期
        關(guān)鍵詞:絲錐孔內(nèi)鉆具

        (安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局325地質(zhì)隊 安徽淮北235037)

        (安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局325地質(zhì)隊 安徽淮北235037)

        鉆探是一項具有高度風險的隱蔽性工程,要在鉆探過程中避免孔內(nèi)事故是幾乎不可能的事情,隨著鉆孔的加深,孔內(nèi)事故的預(yù)防與處理很重要。由于事故的性質(zhì),類型,情節(jié),以及當時各方面的條件都是各不相同的,所以,采用的處理方法也不一樣。但是處理同類型事故的基本原理應(yīng)該是一致的,通過對事故發(fā)生的原因進行分析、總結(jié),可形成一系列事故預(yù)防措施及操作規(guī)程,從而在最大限度上減少孔內(nèi)事故的發(fā)生,一旦發(fā)生事故,又可根據(jù)過去的成功經(jīng)驗進行快速決策和作業(yè),把事故損失降到最低。

        事故的預(yù)防孔內(nèi)事故事故的處理處理方法

        0 緒論

        孔內(nèi)事故雖然不可完全避免,卻可以通過努力將發(fā)生的幾率降至最低,因此,預(yù)防二字就成為關(guān)鍵。根據(jù)施工條件,事先制定完備的預(yù)防措施及相應(yīng)的規(guī)章制度,是減少事故發(fā)生的的根本。一旦發(fā)生事故應(yīng)做到處亂不驚,根據(jù)預(yù)案,結(jié)合具體情況進行綜合分析研究,將預(yù)案轉(zhuǎn)化成系列方案,按部就班嚴格執(zhí)行并隨時根據(jù)實施過程中發(fā)生的新情況及時調(diào)整處理方案。只要判斷正確,決策及時,措施到位,規(guī)范管理,就可以把事故所造成的損失減少到最低限度。

        1 孔內(nèi)事故的發(fā)生

        主觀因素主要指操作人員技術(shù)不熟練,技術(shù)措施不當以及違章作業(yè),出現(xiàn)事故征兆,未能及時察覺等。例如,修理設(shè)備時,未將鉆具提離孔底一定高度,就容易發(fā)生埋鉆和夾鉆事故;在破碎地層鉆進,使用泥漿不當,會加劇鉆孔坍塌,掉塊而造成卡鉆,埋鉆事故;硬質(zhì)合金換鋼粒鉆進,以及下套管后采用鋼粒鉆進時,開始如不使用舊鉆頭,小鋼粒,不減少投砂量和水量,就會造成卡鉆事故等[1]。

        客觀因素主要指地質(zhì)條件復雜和設(shè)備,管材質(zhì)量不好等。例如,巖石節(jié)理裂隙發(fā)育,遇到大溶洞和厚度較大的流砂,涌水等情況,會使鉆孔坍塌,掉塊和出現(xiàn)探頭石;高嶺土,綠泥石等塑性巖石常常遇水膨脹而使鉆孔縮徑;鉆探設(shè)備,管材質(zhì)量不好,也常常容易造成孔內(nèi)事故[2]。

        無論是客觀因素或主觀因素造成的孔內(nèi)事故,只要思想重視,講究科學嚴格按操作規(guī)程采取有效預(yù)防措施,防患于未然的思想出發(fā),事故總是可以預(yù)防的,主要做好以下幾個方面:

        (1)貫徹以預(yù)防為主的方針,從鉆孔一開始就抓,制定合理的鉆孔結(jié)夠。鉆進方法和護壁堵漏等各項技術(shù)措施;

        (2)建立崗位責任制。交接制度。安全檢查制度。設(shè)備保養(yǎng)制度等。尤其是直接操作者。對每一個環(huán)節(jié)和出現(xiàn)的每一種事故預(yù)兆,做到心中有數(shù),操作合理;

        (3)嚴格遵守鉆探技術(shù)操作規(guī)程,制止違章作業(yè);

        (4)在不同的地質(zhì)條件下,選擇鉆進方法,在鉆進過程中,一旦發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)事故預(yù)兆,應(yīng)立即研究及時排除;

        (5)認真檢查設(shè)備和鉆具的工作性能和磨損情況,發(fā)現(xiàn)隱患和磨損過度應(yīng)及時更換或修理;

        (6)密切注意發(fā)生事故的各種征兆,發(fā)現(xiàn)異常要及時研究解決,不能馬虎湊合;

        (7)在復雜地層或深孔。特種施工的條件下,應(yīng)制定專門的安全施工技術(shù)措施,以便有充分的技術(shù)手段和有利條件進行安全生產(chǎn)。

        2 孔內(nèi)事故的分類

        孔內(nèi)事故可分人為的和自然的兩類,實際上,絕大多數(shù)事故的發(fā)生都與人為因素有關(guān),純自然事故是比較少見的。人為事故:指事故發(fā)生的主要原因是操作者沒有嚴格按鉆探操作規(guī)程作業(yè),沒有根據(jù)生產(chǎn)的具體情況采取相應(yīng)的技術(shù)措施而造成的事故。如:鉆具折斷、燒鉆、巖粉埋鉆等事故,都屬于人為的;自然事故,主要指有地質(zhì)條件等客觀因素而造成的事故。這種客觀因素,或者是我們事先無法掌握,或者即使我們事先掌握了,采取的相應(yīng)措施很難收效而難以避免事故。如:嚴重孔壁坍塌引起的埋鉆事故;嚴重破碎地層引起的掉塊擠夾事故等,都屬于自然事故。

        根據(jù)孔內(nèi)事故發(fā)生的具體原因及現(xiàn)象,可分為如下幾種類型。

        埋鉆事故;燒鉆事故;擠夾、卡鉆事故;鉆具折斷,脫落和跑鉆事故;工具、物件落入事故;套管事故;地層事故;測井、封孔、孔斜事故等

        3 處理孔內(nèi)事故的基本原則

        孔內(nèi)事故發(fā)生在鉆孔中,眼睛不能直接觀察,手又不能直接接觸,只能靠間接標志去判斷事故的情況,靠專用工具去處理孔內(nèi)事故。如果判斷準確,選用的方法合適,處理工具恰當,則很快即可排除而恢復正常生產(chǎn)。否則,處理不當,可能出現(xiàn)雙重事故,使事故進一步惡化。

        因此,掌握好處理孔內(nèi)事故的基本原則使十分重要的。

        3.1 事故發(fā)生后,要弄清以下幾個情況

        (1)事故部位要清事故發(fā)生后,要根據(jù)機上余尺或提出來的斷頭鉆具,精確計算事故部位的孔深,確定打撈鉆具的長度;

        (2)事故頭要清根據(jù)提出孔外的鉆具和其它有關(guān)的標志,弄清事故頭使鉆具的哪一部分,口徑多大,損壞變形的程度如何,必要時可以采用打印法查明,以確定處理方法和打撈工具;

        (3)孔內(nèi)情況要清弄清發(fā)生事故鉆具的結(jié)構(gòu)(規(guī)格,種類,數(shù)量),鉆孔結(jié)構(gòu),孔內(nèi)巖石性質(zhì),孔壁穩(wěn)定程度,巖粉和鉆粉多少,有無暗管和其它殘留物,以及事故發(fā)生過程和起初的征兆(如沖洗液循環(huán)情況,鉆具回轉(zhuǎn)阻力,動力機聲音變化,操作者的感覺等),這些都是判斷事故情節(jié)和確定處理方法及步驟的重要依據(jù)。

        3.2 處理事故前要慎重地做好以下兩項工作

        (1)弄清上述情況后,發(fā)動群眾,發(fā)揚技術(shù)民主,開好事故分析會,認真分析研究事故發(fā)生情況,慎重制定事故的處理方法,步驟和安全措施。(一般制定倆種方案以上)

        (2)根據(jù)處理方法與步驟,慎重地選擇和檢查打撈工具。

        3.3 處理事故中,要做到快,穩(wěn),準,勤

        (1)處理事故的方案和方法確定以后,組織工作要迅速落實,處理事故作業(yè)的動作要快,操作要穩(wěn),準,不要忙亂和蠻干??傊ゾo實踐,及時排除,避免事故惡化;

        (2)勤了解和分析事故的實際變化情況。在實踐中驗證原來所制定的方案是否正確,根據(jù)事故情節(jié)的變化,適當修改處理方案;

        (3)所用打撈工具和處理中的各種情況,應(yīng)立即填入報表,并準確如實交接清楚;

        4 處理孔內(nèi)事故的基本方法

        孔內(nèi)事故的具體處理方法,主要依附事故的具體情況來確定。由于事故的性質(zhì),類型,情節(jié),以及當時各方面的條件都是各不相同的,所以,采用的處理方法也不一樣。一般從簡單到復雜,常用的基本方法和工具,歸納起來,可以分為以下幾點:

        4.1 撈

        用各種類型的絲錐和撈管器打撈孔內(nèi)事故鉆具。用絲錐打撈,是借助自身硬度大的絲扣,對孔內(nèi)鉆具的斷頭重新套扣,并與其接合而打撈上來。在一般情況下,用正絲鉆桿和正絲錐打撈折斷或脫落事故鉆具。在處理卡鉆,夾鉆,埋鉆,燒鉆等引起的折斷和脫落時,如果事故鉆具提升阻力很大,不易提拔時,應(yīng)采用反絲鉆桿和反絲絲錐撈取。絲錐分公錐和母錐兩種類型。打撈鉆桿及其接頭時,根據(jù)不同情況可用公錐或母錐。打撈套管,巖心管時只能用公錐。用絲錐進行打撈時,必須注意檢查與事故鉆具是否吻合;本身有無傷裂缺陷;連接用的鉆桿和接頭是否堅固,不合格者不能使用。打撈其它事故物件,如斷脫在孔內(nèi)的電纜,鋼絲繩,工具等,則采用撈矛,抓筒,磁鐵打撈器或其它專用打撈工具。

        4.2 提

        用絲錐或其它打撈工具對上事故鉆具后,一般用升降機提拉,即可將事故鉆具提出孔外。

        發(fā)生卡鉆,埋鉆,夾鉆等事故時,都要先用升降機提拉。如果事故較復雜,提拉阻力較大時,在設(shè)備負荷允許的情況下,可用雙繩或三繩復式滑輪系統(tǒng)強力提拉。用升降機提拉時,用力不要過猛,要逐漸積蓄力量,在提升設(shè)備的安全負荷允許范圍內(nèi),進行有效的提拉,提拉事故鉆具時,有時不僅要向上提拉,當提拉到一定高度后,還可靠鉆具自重向下回送,這樣反復串動,決不能死拉。發(fā)生掉塊或掉物件卡鉆時,事故鉆具往往有一定活動距離,即可用此法將事故鉆具逐漸提出孔口。

        4.3 掃

        事故鉆具在孔內(nèi)某孔段遇阻,超出這孔段就不能提升或下降,但鉆具能夠回轉(zhuǎn)或上下活動。遇此情況,可開車回轉(zhuǎn)鉆具,向上或向下掃,把擠夾物掃碎或擠入孔壁,使事故鉆具能夠順利提升或下降。

        4.4 沖

        用沖洗液沖洗事故鉆具上部或周圍的障礙物。當發(fā)生埋鉆和夾鉆事故時,如用升降機起拔無效,可用增加沖洗液量進行強力沖孔的辦法排除埋擠的障礙物。一般不太嚴重的埋鉆和夾鉆事故,經(jīng)強力沖洗后,再進行起拔,即可排除。所以發(fā)生孔內(nèi)事故后,不要停止沖洗液循環(huán),已經(jīng)中斷循環(huán)的應(yīng)當盡可能地恢復循環(huán)。

        4.5 打

        用吊錘或震動器,沖擊和震動卡鉆事故鉆具。消除或減少事故鉆具周圍的擠壓力,以使事故鉆具松動或上下串動進而解卡。此法一般用于淺孔或中深孔淺部的掉塊或鋼粒擠夾事故較為有效。沖打鉆具,有向上打或向下打兩種。當鉆具在孔底被擠夾時,必須向上打;鉆具懸空擠夾時,應(yīng)向下打。向上打時,應(yīng)將鉆具用升降機吊緊,以增加沖擊效果。鉆探常用的吊錐有100kg和50kg兩種。

        4.6 頂

        用千斤頂起拔事故鉆具。千斤頂起拔的能力比升降機大得多。適用于阻力較大的卡鉆,擠夾鉆和燒鉆事故。用千斤頂起拔時一種靜力作用,頂時不要用力過猛,上頂速度不宜過快,以免事故鉆具頂斷而造成插釬,使事故復雜化。因此,每頂起100~200mm,應(yīng)停頓一下,緩慢地增加力量,使作用力充分傳到孔底事故鉆具上。鉆探常用的千斤頂有螺旋千斤頂和油壓千斤頂兩種:螺旋千斤頂時利用絲杠旋轉(zhuǎn)的力量強力起拔事故鉆具;油壓千斤頂是運用油泵,油缸,利用油壓起拔。油壓千斤頂具有勞動強度低,操作安全可靠,起拔力大等特點。油壓千斤頂又分為手動和機動兩種。

        以上處理事故的方法,都是力圖將事故鉆具完整地由孔內(nèi)提出,但在某些情況下,往往很難做到一次將事故鉆具完全提出鉆孔,常常需要分段處理。此時可用下述幾種方法排除。

        4.7 反

        通過粗徑鉆具上部的反事故接頭或采用反絲鉆桿和反絲絲錐,將事故鉆具分若干段分次從孔內(nèi)反取上來。反取了全部鉆桿,就給進一步處理下部粗徑鉆具創(chuàng)造了有利條件。如果粗徑鉆具上面埋擠的障礙物較多,還需用特質(zhì)的導向鉆具進行“沖”,“掃”,減輕對事故鉆具的擠夾;尤其是反取帶有取粉管和短鉆桿的粗徑鉆具,往往阻力較大,應(yīng)采取措施減少阻力[3]。

        反取孔內(nèi)事故鉆具,體力勞動強度大,且易發(fā)生鉗把傷人。w用棘輪式反管器或鋼絲繩反管法,以確保工作安全。

        4.8 擴

        孔內(nèi)事故鉆進經(jīng)爆破或反取處理以后,只剩下短鉆桿和粗徑鉆具,且周圍擠夾力較大時,可用大一級巖心管連接只有外刃和底刃的薄壁硬質(zhì)合金鉆頭進行擴孔套取,。一般情況下,擴孔到底后,事故鉆具可隨擴孔巖心管一起被帶上來。如帶不上來可用絲錐撈取。

        4.9 割

        當事故巖心管以上的異徑接頭已被反回,剩下的巖心管和鉆頭阻力較大時,可用割管器分段割斷,再用公錐撈取。常用的割管器有水壓割管器,離心割管器和簡易割管器。其工作原理是通過水泵沖洗液的壓力,推動割刀殼體3內(nèi)的活塞5向下移動,于是彈簧7被壓縮,連接在活塞下端的錐形推桿6把可到8推出,在鉆具回轉(zhuǎn)下切割事故巖心管或套管。不斷回轉(zhuǎn)切割器,割刀在泵壓作用下不斷伸出,一旦管子被割斷,出水孔全部露出,泵壓明顯下降,此時割斷全部伸出。管子被割斷后,關(guān)泵,則活塞被彈簧反伸張力推到原來位置而隔離割刀,割刀即被彈簧片拉回。切割時不要提動立軸(不論哪種方法切割均需如此),保持切割位置不變,當孔內(nèi)平穩(wěn)正常后,改用中速切割。當孔內(nèi)發(fā)出“沙沙”響聲,發(fā)現(xiàn)鉆具跳動或轉(zhuǎn)動不靈活,說明管子已被割斷。在停車提動鉆具時,有掛孔壁阻礙感覺,即可提鉆。若試提無上述現(xiàn)象,應(yīng)再開車切割。一般每次1.5~2小時即可割斷[4]。

        5 結(jié)束語

        孔內(nèi)事故是提高鉆進效率,保證工程質(zhì)量,安全生產(chǎn)和降低鉆探成本的大敵。我們鉆探工作者與孔內(nèi)事故作斗爭,應(yīng)積極采取以“預(yù)防為主,處理為輔”的方針,把事故杜絕于發(fā)生之前。實踐證明,只要思想重視,嚴格遵守操作規(guī)程和采取有效的預(yù)防措施,就能把孔內(nèi)事故發(fā)生率降至最低,甚至完全杜絕孔內(nèi)事故。要實現(xiàn)這樣的目標,就需要現(xiàn)場的決策者和實施者具備豐富的相關(guān)經(jīng)驗。本文為鉆探施工中遇到的孔內(nèi)事故的處理提供了有益的手段,從而為盡快制定具體解決技術(shù)方案提供直接的參考。

        [1]葉篤盛:常見孔內(nèi)事故的處理方法 [J],探礦工程 (巖土鉆掘工程);2000年S1期;131-133。

        [2]張春波:繩索取芯金剛石鉆進技術(shù),北京地質(zhì)出版社;1985年44-48。

        [3]李世忠:鉆探工藝學,北京地質(zhì)出版社1989年31-38。

        [4]劉廣志等:探礦工程,北京地質(zhì)出版社1985年73-75.

        淺析孔內(nèi)事故的預(yù)防及處理

        ■劉洪亮 蔡知

        P634.8[文獻碼]B

        1000-405X(2016)-10-396-2

        劉洪亮(1986~),男,助理工程師,研究方向為探礦研究及鉆探施工項目管理。

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