谷存磊

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九一大隊(duì)，廣東 廣州 510800）

隨著深部找礦工作的不斷深入，鉆孔越來(lái)越深，施工難度越來(lái)越大，鉆孔事故不斷增多，常見鉆孔事故分為人為事故和自然事故，具體又劃分為埋鉆、卡鉆、燒鉆、斷鉆、落物、套管事故等多種類型，不同的事故類型，采取的處理方法不同。鉆孔事故不僅造成鉆探效率低，勘探成本高，而且找礦地質(zhì)成果不理想。因此如何高質(zhì)量施工鉆孔，避免鉆孔事故，遇到事故時(shí)如何快速科學(xué)處理，將事故損失降到最低，是我們鉆探工作面臨的一個(gè)課題，本文通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際中遇到的常見鉆探事故，總結(jié)出一些處理方法和應(yīng)對(duì)措施，為降到勘探費(fèi)用提高鉆探效率，積累一定經(jīng)驗(yàn)。

1 鉆孔事故類型及處理原則

1.1 鉆孔事故分類

鉆孔事故類型一般分為人為事故和自然事故，現(xiàn)場(chǎng)工作中人為因素占絕大多數(shù)，自然事故較少。人為事故一般指事故發(fā)生的主要原因是操作者沒有嚴(yán)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。如鉆具折斷與脫落、巖粉埋鉆、燒鉆、套管事故、測(cè)井等事故都屬于人為事故；自然事故主要指有地質(zhì)條件等客觀因素而造成的事故。如嚴(yán)重孔壁坍塌引起的埋鉆事故；嚴(yán)重破碎地層引起的掉塊擠夾事故等都屬于自然事故。

1.2 事故處理原則

處理事故[2]基本原則一是弄清事故部位，事故發(fā)生后，根據(jù)機(jī)上余尺或提出來(lái)的斷頭鉆具，精確計(jì)算事故部位的孔深，確定打撈鉆具的長(zhǎng)度。二是弄清事故原頭，根據(jù)提出孔外的鉆具和其他有關(guān)的標(biāo)志，要弄清事故頭是鉆具的哪一部分，口徑、損壞變形的程度，必要是可以采用打印法查明，以確定處理方法和打撈工具。三是要弄清孔內(nèi)情況，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)，孔內(nèi)巖石性質(zhì)，孔壁穩(wěn)定程度，巖粉和鉆粉數(shù)量，有無(wú)暗管和其他殘留物，以及事故發(fā)生過程和起初的征兆（沖洗液循環(huán)情況、鉆具回轉(zhuǎn)阻力、發(fā)動(dòng)機(jī)聲音變化、鉆工的感覺等）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)。

鉆孔施工一般應(yīng)按照先簡(jiǎn)易、后復(fù)雜的步驟進(jìn)行，依次為：第一步從提、打、震、撈、沖、抓、吸、粘、竄、頂?shù)容^簡(jiǎn)單易行的方法中選??；第二步用反、套、切、鉤等方法；第三步用剝、穿、掃、泡等方法；第四步用繞、炸等方法。金剛石鉆頭胎體脫落時(shí)，先用套心鉆頭（巖心撈取器）處理殘留巖心后再用粘取、抓筒、噴射反循環(huán)打撈器、磁力打撈器、磨孔鉆頭或打小眼套取等方法處理。

2 具體處理措施

2.1 鉆具折斷與脫落

鉆具折斷與脫落[4]原因一般有：：①鉆孔嚴(yán)重超徑未采取技術(shù)措施而繼續(xù)鉆進(jìn)；②孔內(nèi)遇阻或因沖洗液潤(rùn)滑不良，鉆具扭矩過大時(shí)強(qiáng)力開車，盲目開高轉(zhuǎn)速；③鉆具彎曲過度、偏磨嚴(yán)重、絲扣嚴(yán)重磨損、曠動(dòng)、出現(xiàn)裂紋或鉆壓過大；④管材加工質(zhì)量不合標(biāo)準(zhǔn)。

一般處理方法：①選用合適的打撈工具進(jìn)行撈取；②如鉆桿多頭脫落，應(yīng)先下入打印器探明情況后，先處理活頭，再處理死頭。如果幾個(gè)頭擠在一起時(shí)，應(yīng)用反絲鉆桿撈取；③嚴(yán)禁猛力扭動(dòng)，以防折斷鉆桿或打撈工具，造成事故惡化；④當(dāng)打撈工具碰不到事故鉆具上端時(shí)，嚴(yán)禁盲目超過預(yù)定部位試探，以免絲錐插入孔壁或事故鉆桿頭被擠入孔壁；⑤當(dāng)打撈工具已對(duì)上或撈住事故鉆具后，嚴(yán)禁繼續(xù)鉆進(jìn)，必須立即提鉆[1]。

2.2 卡鉆事故

所謂卡鉆則是粗徑鉆具側(cè)部在孔內(nèi)被夾持住，既提不上來(lái)，又不能回轉(zhuǎn)，而且沖洗液不能暢通，多數(shù)情況下又出現(xiàn)蹩水現(xiàn)象，卡鉆往往是粗徑鉆具頂部在孔內(nèi)卡住，提不上來(lái)，回轉(zhuǎn)時(shí)有阻力，甚至發(fā)生蹩車和卡死，但一般能通水?？妆趲r石掉塊是造成卡鉆的一種原因是當(dāng)鉆孔穿過不穩(wěn)定地層，由于破壞了地層的平衡狀態(tài)，孔壁發(fā)生變形，不堅(jiān)固和不穩(wěn)定部分就向鉆孔中心產(chǎn)生移動(dòng)，輕者表現(xiàn)為錯(cuò)動(dòng)和位移；重則發(fā)展為掉塊、探頭石出露和垮塌造成卡鉆事故。另一種原因巖層遇水膨脹，孔徑收縮當(dāng)鉆孔穿過塑性大的或膠結(jié)性差的巖層，如粘土層、泥巖、風(fēng)化頁(yè)巖、粘性較高的煤層等由于沖洗液侵入或巖層吸水，造成膨脹而增大體積，向鉆孔中心收縮，形成縮徑，當(dāng)鉆孔縮徑嚴(yán)重是也會(huì)造成卡鉆事故。

卡鉆事故處理方法：①當(dāng)?shù)魤K卡夾鉆時(shí)，如果鉆具能回轉(zhuǎn)，也能在一定的范圍內(nèi)上、下活動(dòng)，則應(yīng)用串動(dòng)的方法處理，如串動(dòng)處理無(wú)效時(shí)，可進(jìn)一步采取邊提動(dòng)邊掃動(dòng)的方法處理。②探頭石或巖層錯(cuò)動(dòng)卡鉆時(shí)先把探頭石或巖石錯(cuò)動(dòng)的部分掃碎掃掉，如果事故鉆具帶有反鉆頭，則可向上掃碎卡夾物。否則可采用吊錐向上震打，若不能解卡時(shí)，可將粗徑送回孔底，將粗徑上部的鉆桿全部反回，然后下同徑鉆具從上向下把障礙物掃碎，再用絲錐把事故鉆具打撈上來(lái)。③當(dāng)鉆具于孔壁直接擠卡時(shí)首先用升降機(jī)起拔，但不要回轉(zhuǎn)，因?yàn)榭變?nèi)鉆具回轉(zhuǎn)，鉆頭位置發(fā)生變化可能在孔壁刻出溝槽，增加了上提的阻力，如升降機(jī)起拔不動(dòng)，可根據(jù)具體情況用打、頂?shù)确椒ㄌ幚怼?/p>

2.3 埋鉆事故

鉆具在孔內(nèi)被巖粉、鉆粉沉埋或孔壁坍塌物、流砂等埋住，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，不能提升，也不能通水時(shí)，為埋鉆事故。埋鉆事故往往發(fā)生在孔底，掩埋物不僅填蓋在鉆具上部，而且填滿在鉆具周圍如圖1。

處理方法：發(fā)生埋鉆事故強(qiáng)拉硬頂?shù)姆椒ㄍ荒苁招?yīng)采?。孩偈紫冗M(jìn)行強(qiáng)力開泵沖孔，以求用沖洗液沖散坍塌物，并排出孔外，在強(qiáng)力開泵情況下同時(shí)上下串動(dòng)鉆具，并逐步擴(kuò)大串動(dòng)的范圍。適用于不太嚴(yán)重的埋鉆事故②若填埋很厚，其程度比較嚴(yán)重，經(jīng)上述方法處理無(wú)效時(shí)，可將填埋物以上的鉆桿反上來(lái)，然后下入同徑鉆具送水鉆進(jìn)，待將填埋物鉆掉，并沖洗干凈用絲錐撈取事故鉆具。③如撈取不動(dòng)時(shí)，可把巖心管、異徑接頭以上的鉆桿全部反回，再用透空的方法處理。④經(jīng)以上方法處理仍不收效，最后只有采取割、磨的方法處理，如條件允許，亦可換小一級(jí)的孔徑鉆進(jìn)。

圖1 埋鉆示意圖

2.4 燒鉆事故

造成燒鉆事故的原因：鉆進(jìn)時(shí)孔底沖洗介質(zhì)供給不足或沖洗介質(zhì)完全中斷，造成鉆頭冷卻不良，巖粉排除不暢，鉆頭與孔壁、巖心與巖粉磨擦產(chǎn)生高溫，使鉆頭、孔壁巖層、巖心燒結(jié)為一體。

一般處理辦法：①發(fā)現(xiàn)燒鉆征兆，應(yīng)先頂起鉆具，切忌先停車后頂拉，并盡量保持沖洗液循環(huán)；②發(fā)生燒鉆事故，應(yīng)立即采取頂、拉、打的方法處理。處理無(wú)效時(shí)，可采取反、掏、磨、擴(kuò)、劈、偏等方法處理。金剛石鉆進(jìn)發(fā)生燒鉆時(shí)，一般應(yīng)先反出全部鉆桿，然后將內(nèi)管取上來(lái)，再進(jìn)行掏心，最后用公錐撈取外管及擴(kuò)孔器和鉆頭。

2.5 套管事故

鉆進(jìn)過程中，套管下沉?xí)r應(yīng)立即接管補(bǔ)入。如果下沉管起拔不動(dòng)或起拔時(shí)造成坍塌，可采用補(bǔ)入套管同徑套接，擴(kuò)孔后大徑套接、換徑套接方法處理；鉆進(jìn)中如遇套管折斷或脫扣，應(yīng)將套管全部拔出重下，或改小一級(jí)套管隔離；起拔套管一般采用提、打、頂或擴(kuò)、割的方法處理。

2.6 測(cè)井事故

儀器被卡，如上、下活動(dòng)無(wú)效，應(yīng)用儀器專用打撈接頭接配鉆具，自孔口電纜一直往下套（巖心管最好不帶鉆頭，并將底端絲扣切除）。要有專人將電纜拉緊，并避免鉆具轉(zhuǎn)動(dòng)。

當(dāng)電纜被沖斷，儀器掉入孔內(nèi)時(shí)，要先下?lián)泼瑩迫‰娎|，無(wú)效時(shí)再選用無(wú)內(nèi)刃，水口小的合金鉆頭接配鉆具一并撈取。

3 鉆孔孔內(nèi)事故預(yù)防措施

在鉆探施工過程中，通過有效措施進(jìn)行處理是一方面，主要還是預(yù)防在先，只有能注意加強(qiáng)做好預(yù)防工作，事故就會(huì)大大減少，甚至可以杜絕事故的發(fā)生。

（1）提高工作人員的技術(shù)水平和工人的操作水平，加強(qiáng)特殊工種的內(nèi)部培訓(xùn)和外部單位交流經(jīng)驗(yàn)，持證上崗，從而實(shí)現(xiàn)相互促進(jìn)，共同發(fā)展。

（2）嚴(yán)格按照鉆探操作規(guī)程和勘探安全規(guī)程作業(yè)，遵章作業(yè)，標(biāo)準(zhǔn)化施工，拒絕三違作業(yè)。

（3）做好技術(shù)交底工作，上一班對(duì)孔內(nèi)情況要全面細(xì)致地交接清楚，對(duì)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)情況以及各有關(guān)設(shè)備的安全情況也要詳細(xì)交接清楚，當(dāng)班操作者應(yīng)認(rèn)真、全面地掌握孔內(nèi)情況，發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)分析研究，找出事故原因，消除事故隱患。

（4）加強(qiáng)對(duì)鉆具設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，按照規(guī)定對(duì)鉆機(jī)設(shè)備進(jìn)行檢修，嚴(yán)禁設(shè)備帶病作業(yè)和使用過限管材。

（5）堅(jiān)持清孔作業(yè)，水泵要有足夠的泵量泵壓，沖洗液排渣液性能應(yīng)滿足孔內(nèi)要求，經(jīng)常檢查、清理循環(huán)系統(tǒng)。

（6）作業(yè)過程中隨時(shí)注意機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)、孔內(nèi)返水、各種儀表的變化，正確判斷孔內(nèi)情況，停水停電是要采取措施，嚴(yán)防卡、埋鉆具?？變?nèi)套管出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，要立即處理。

（7）鉆進(jìn)復(fù)雜地層時(shí)，對(duì)鉆孔的結(jié)構(gòu)、鉆進(jìn)方法及護(hù)壁堵漏措施等，要進(jìn)行專題設(shè)計(jì)并制訂出具體施工措施?？⒐ず?，要進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。

4 總結(jié)

綜上所述，鉆孔事故[3]的發(fā)生與人為因素關(guān)系最大，只要思想重視，嚴(yán)格遵守鉆探操作規(guī)程和采取有效的救援技術(shù)措施，加強(qiáng)事前預(yù)防工作，事中按章操作，事后事故總結(jié)，吸取教訓(xùn)，將可以最大程度的降低和鉆探事故的發(fā)生，提高鉆探效率，降低勘探成本。