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岩心钻探孔内事故分析处理及预防

关 键 词:
地质 储层 沉积 地化 层序地层
资源描述:
o. 350O 2000矿   业   快   报N T M N G 总 第 350期2000年 10 月 第 20 期王 海 军 , 舞 阳 矿 业 公 司 , 462500 河 南 省 舞 阳 市 。岩 心 钻 探 孔 内 事 故 分 析 处 理 及 预 防王 海 军   文 启 富(安 钢 舞 阳 矿 业 公 司 )摘   要   通 过 对 几 个 钻 探 孔 内 典 型 事 故 实 例 从 发 生 至 处 理 的 全 过 程 深 入 分 析 , 认 为其 发 生 多 与 人 为 因 素 有 关 , 并 有 明 显 预 兆 , 不 易 处 理 , 危 害 性 大 ; 根 据 生 产 实 践 提 出 了 一 系列 的 预 防 措 施 , 可 以 大 大 减 少 事 故 发 生 , 甚 至 完 全 避 免 某 类 事 故 的 发 生 。 有 效 提 高 钻 探 效率 , 降 低 生 产 勘 探 成 本 。关 键 词   岩 心 钻 孔   孔 内 事 故   处 理1  前 言岩 心 钻 探 是 铁 古 坑 露 天 铁 矿 勘 探 的 主 要 手段 。 钻 探 过 程 中 孔 内 事 故 多 , 延 误 施 工 期 限 , 严重 时 还 要 报 废 钻 探 工 作 量 和 管 材 ; 如 果 处 理 不当 , 还 会 损 坏 机 械 设 备 , 造 成 人 身 事 故 等 。2  事 故 原 因 及 处 理 方 法孔 内 事 故 常 见 的 有 钻 具 折 断 、 卡 钻 、 夹 钻 、埋 钻 、 烧 钻 以 及 套 管 事 故 等 , 其 主 要 原 因 如 下 。211 事 故 原 因(1)地 质 条 件 复 杂 。 如 , 如 岩 层 裂 隙 或 节 理发 育 、 流 沙 、 漏 水 等 会 使 钻 孔 坍 塌 、 掉 块 和 出 现探 头 石 ; 高 岭 土 、 绿 泥 石 等 塑 性 岩 石 常 遇 水 膨 胀而 使 钻 孔 缩 径 。(2)钻 探 设 备 有 毛 病 。 管 材 质 量 不 好 , 使 用过 度 , 严 重 磨 损 , 强 度 减 弱 。(3)钻 探 操 作 人 员 违 章 作 业 。 不 细 心 观 察 孔上 下 各 部 分 的 运 转 情 况 , 由 此 原 因 产 生 的 事 故比 较 多 、 较 复 杂 和 严 重 。(4)现 场 技 术 管 理 薄 弱 , 助 长 事 故 的 发 生 。(5)钻 探 操 作 人 员 操 作 技 术 不 熟 炼 , 技 术 措施 不 当 。 没 有 预 见 性 或 遇 事 束 手 无 策 , 对 本 来 可以 解 决 的 问 题 不 能 解 决 而 引 起 孔 内 事 故 。212 处 理 事 矿 的 一 般 方 法孔 内 事 故 一 经 发 生 首 先 , 机 上 余 尺 要 量 准确 , 孔 内 情 况 要 清 楚 , 要 详 细 记 录 当 时 的 各 种 有关 情 况 ; 其 次 , 认 真 分 析 找 出 原 因 , 提 出 合 理 处理 方 案 。 具 体 方 法 是 从 安 全 、 易 行 、 见 效 快 的 方法 入 手 , 尽 快 落 实 方 案 , 作 业 的 动 作 要 快 、 稳 、准 , 以 避 免 恶 化 , 还 要 随 时 根 据 变 化 的 情 况 修 正处 理 方 案 。一 般 处 理 方 法 有 以 下 几 种 : ① 捞 , 用 各 种 类型 的 矢 锥 打 劳 折 断 、 脱 落 的 事 故 钻 具 ; ② 提 , 用升 降 机 强 力 提 拔 事 故 钻 具 ; ③ 扫 , 向 上 或 向 下 回转 钻 具 , 扫 碎 或 扫 活 卡 挤 物 ; ④ 冲 , 通 过 冲 洗 液的 循 环 来 排 除 障 碍 物 ; ⑤ 打 , 用 吊 锤 向 上 或 向 下冲 击 钻 具 , 产 生 震 动 使 钻 具 松 动 或 上 下 串 动 ; ⑥顶 , 用 千 斤 顶 起 拔 事 故 钻 具 ; ⑦ 返 , 采 用 反 丝 钻杆 和 反 丝 矢 锥 , 将 事 故 钻 具 分 若 干 次 从 孔 内 提出 。 此 外 还 有 透 、 扩 、 割 、 磨 、 劈 等 方 法 。3  生 产 勘 探 钻 探 孔 事 故 实 例实 例 1  钻 机 在 孔 施 工过 程 中 , 在 孔 深 达 56. 72m 时 发 生 的 钻 杆 折 断事 故 。钻 杆 折 断 的 征 兆 : ① 钻 杆 折 断 的 瞬 间 转 动阻 力 突 然 增 大 , 待 折 断 后 阻 力 突 然 减 小 ; ② 钻 具重 量 减 轻 , 提 动 钻 具 没 有 阻 力 , 回 转 轻 松 ; ③ 钻杆 折 断 , 有 进 尺 速 度 加 快 的 假 象 , 钻 杆 从 断 头 侧插 过 去 ; ④ 折 断 以 后 , 泵 压 下 降 。61事 故 概 况 : 施 工 孔 径 用 直 径 110 头钻 进 , 0~ 15. 95m 的 进 尺 是 用 合 金 钻 头 钻 进 ,以 后 使 用 钢 粒 钻 进 , 至 发 生 事 故 前 用 该 法 钻 进了 40. 77m , 事 故 发 生 前 进 尺 效 率 低 , 钻 具 事 故头 为 丝 扣 根 部 。本 次 事 故 的 主 要 原 因 是 钻 杆 质 量 不 好 和 岩石 坚 硬 。 属 于 单 纯 的 钻 具 断 落 事 故 。 处 理 方 法也 比 较 简 单 。 因 事 故 头 是 比 较 平 齐 和 完 整 的 锁接 头 , 采 用 公 矢 锥 捞 取 , 由 于 方 法 得 当 , 机 上 余尺 丈 量 准 确 , 加 上 操 作 人 员 经 验 丰 富 , 很 快 使 矢锥 对 上 断 头 丝 扣 , 然 后 提 出 孔 外 。 本 次 事 故 由 发生 到 处 理 完 毕 共 耗 时 2h。实 例 2  钻 机 在 孔 施 工过 程 中 , 在 孔 深 达 76. 99m 时 发 生 的 烧 钻 事 故 。烧 钻 事 故 的 征 兆 : ① 孔 内 钻 具 回 转 阻 力 很大 , 直 至 一 点 也 不 能 活 动 ; ② 事 先 发 现 孔 内 来 水小 。事 故 发 生 的 原 因 是 当 时 循 环 水 路 出 现 毛病 , 钻 头 部 位 大 量 的 热 能 不 能 被 循 环 液 带 走 , 使钻 头 、 岩 粉 、 泥 浆 中 的 粘 土 、 孔 壁 、 孔 底 、 岩 心 根部 很 快 地 烧 结 在 一 起 (岩 粉 、 粘 土 在 高 温 条 件 下起 胶 结 作 用 ) , 致 使 钻 具 不 能 回 转 , 也 不 能 提 升 。这 是 一 起 由 于 操 作 人 员 不 注 意 观 察 水 路 而 造 成的 烧 钻 事 故 。烧 钻 事 故 不 易 处 理 , 是 重 大 事 故 , 采 取 了提 、 顶 、 返 三 个 步 聚 加 以 处 理 。 用 升 降 机 、 千 斤 顶起 拔 均 告 失 败 。 最 后 决 定 用 反 丝 钻 杆 返 回 钻 杆和 异 径 接 头 , 孔 内 留 下 了 一 根 4. 17m 长 的 岩 心管 , 对 于 留 在 孔 内 的 岩 心 管 可 采 用 磨 、 劈 、 扩 孔套 取 等 办 法 处 理 。 本 次 事 故 的 处 理 共 耗 时 2d。在 处 理 过 程 中 曾 因 钻 杆 质 量 不 好 又 出 现 折 断 事故 。实 例 3  钻 在 孔 施 工中 , 在 钻 进 到 21. 34m 时 的 掉 工 具 卡 钻 事 故 。事 故 发 生 的 原 因 是 管 钳 被 掉 入 孔 内 , 挤 夹岩 心 管 , 导 致 提 不 出 钻 具 , 纯 属 人 为 事 故 。用 强 力 提 拔 处 理 无 效 , 又 和 吊 锤 上 、 下 反 复冲 击 , 钻 具 松 动 被 提 出 。 管 钳 掉 入 孔 底 , 再 用 切割 法 , 下 钻 具 将 孔 底 管 钳 割 成 碎 块 。 在 此 过 程 中又 发 生 断 钻 杆 扭 断 事 故 , 采 用 母 锥 下 入 孔 内 套好 丝 扣 , 继 续 进 行 , 共 两 次 钻 进 , 取 出 数 块 的 管钳 。 事 故 处 理 共 耗 时 8h 左 右 。4  事 故 的 预 防(1)定 期 组 织 安 全 生 产 知 识 学 习 , 交 流 安 全生 产 经 验 。 钻 探 技 术 人 员 结 合 本 矿 区 实 际 情 况 ,编 写 一 些 安 全 生 产 知 识 教 育 材 料 。(2)提 高 钻 探 工 作 人 员 的 责 任 心 , 尤 其 是 直接 操 作 者 。 必 须 认 真 、 全 面 、 谨 慎 地 掌 握 全 部 钻进 情 况 , 对 每 个 环 节 和 每 一 种 事 故 预 兆 进 行 详细 分 析 研 究 。(3)严 格 按 照 钻 探 技 术 操 作 规 程 作 业 , 经 常对 操 作 者 进 行 规 程 教 育 。 生 产 指 挥 人 员 , 更 应 常学 规 程 , 熟 练 掌 握 。(4)经 常 检 查 机 场 各 设 备 , 包 括 管 材 等 的 工作 性 能 和 破 损 状 况 , 定 期 维 护 保 养 , 需 修 理 或 更换 者 应 及 时 更 换 , 以 避 免 发 生 钻 杆 折 断 事 故 。( 5) 在 钻 进 过 程 中 , 对 孔 内 情 况 要 全 面 掌握 。 交 接 班 时 , 对 孔 内 安 全 情 况 要 全 面 细 致 地 交待 清 楚 ; 对 机 械 运 转 状 况 以 及 各 有 关 设 备 的 安全 情 况 也 应 详 细 交 待 。(6)根 据 各 施 工 地 段 的 地 质 条 件 , 选 择 适 当的 钻 进 方 法 。 如 在 遇 到 松 岩 层 或 破 碎 带 时 , 应 适当 增 加 循 环 液 的 稠 度 , 或 下 套 管 等 方 法 , 可 以 预防 掉 块 卡 钻 、 孔 内 漏 水 等 事 故 的 发 生 。(7) 对 各 种 工 具 和 小 物 件 , 要 及 时 清 点 , 妥善 放 置 。 如 用 绳 将 活 口 扳 手 和 管 钳 等 系 在 某 一固 定 部 位 , 便 可 避 免 这 些 事 故 的 发 生 。(8)在 钻 进 过 程 中 , 一 旦 发 现 孔 内 有 事 故 预兆 时 , 应 立 即 进 行 研 究 , 加 以 排 除 。(9)及 时 检 查 已 发 生 的 各 种 事 故 , 总 结 经 验教 训 。综 上 所 述 , 绝 大 多 数 事 故 发 生 前 有 明 显 预兆 , 如 果 判 断 准 确 , 措 施 得 力 , 是 可 以 排 除 的 。 上述 的 一 系 列 措 施 , 可 做 到 防 患 于 未 然 。 可 使 钻 探工 作 效 率 大 大 提 高 , 成 本 降 低 。(收 稿 日 期 2000— 08— 03)71王 海 军 等 : 岩 心 钻 探 孔 内 事 故 分 析 处 理 及 预 防                   2000 年 10 月 第 20 期
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