煤田地质钻探过程的质量控制

黄斌

摘要：本文作者分析了煤田地质钻探孔内事故的起因，介绍了孔内事故的预防及处理措施。

关键词：煤田 地质钻探 事故预防 探讨

在处理孔内事故中，要坚持安全第一，钻塔螺丝、天轮螺丝棚绳与所有提引部件要认真检查，要详细研究分析事故原因，采取最佳方案，抓紧时间处理。平时对处理事故的打捞工具要准备好，保管好，用时才能得心应手。对于钻探工程孔内事故，目前尚未见到确切定义的相关资料。通常把钻探工程施工过程中发生的，中断钻孔内正常钻进的各种故障统称为孔内事故。它分为埋钻、卡钻、烧钻、断钻、落物、套管事故等几种类型。在煤田地质钻探过程中，孔内事故是制约效率和效益的主要因素，提前预防、准确判断、少走弯路、合理处理孔内事故，是提高钻探效益的重要保障。孔内事故的发生多数都是可以预防的，发生孔内事故并不可怕，可怕的是事故加事故，由简单的事故变成复杂的事故。准确的判断和合理的解决措施是处理孔内事故的关键。为此，笔者根据本人在长期的钻探工作中的经验，对怎样预防、判断、处理孔内事故，谈谈自己的见解。

1 孔内事故的起因

1.1 地质条件复杂，设备和管材质量不符合要求等，例如：岩石裂隙发育，有流沙，涌水，活石等。泥岩、土等塑性岩石遇水膨胀而使钻孔缩径；遇到严重漏水、钻孔内液面突然下降，易引起井壁坍塌。管材质量有问题亦易发生孔内事故。

1.2 没有选择合理的钻进参数，如钻压，钻速，送水量。如卵砾石地层是地质钻探中常见的一种典型的不稳定地层，其基本特征是结构松散、无胶结，呈大小不等的颗粒状。当地层一旦被钻开，很容易破坏原来的相对稳定或平衡状态，使孔壁失去约束而产生不稳定。主要表现在钻进时易发生塌孔，冲洗液漏失严重，易发生卡、埋钻等孔内事故。在这种地层中钻进的关键是选择合理的钻进方法，采用先进的钻进技术，重点预防钻进时的冲洗液漏失及孔壁坍塌，提高进尺速度及岩石采取率。

1.3 操作人员技术不熟练，技术措施不当及违章作业等，例如在修理机器，进行长时间冲孔时，没有将钻具提离孔底并经常活动钻具，易造成埋钻、夹钻和泥皮粘附等卡钻事故。在钻进破碎及复杂地层，若不使用优质泥浆护壁或提钻不灌孔，就会加剧钻孔坍塌，掉块而造成埋钻、卡钻事故。不根据岩石性质、钻头类型规格、钻孔深度、钻具组合等情况，盲目采取不合理的钻进参数就易造成钻具脱、烧钻事故等。

1.4 没有根据情况选用较先进的钻进技术，如深孔及复杂地层绳索取心钻探技术，反循环钻进技术，绳索打捞全面钻进技术，螺旋管无循环钻进成孔技术及潜孔锤同心跟管钻进技术等。

2 孔内事故的预防

孔内事故的预防应从分析事故发生的机理（原因）入手，通常有人为和自然两大因素。自然因素是指特殊的地层地质条件，一般人力难以改变。所以，主要应预防人为事故。分析过去发生的事故案例，绝大多数也都是人为因素所致。应针对这些因素，从管理、技术、教育等方面采取预防的措施。近几年来，我局应用安全系统工程的理论，引用危险辨析技术等方法预防事故，效果明显，具体做法有下面几点。

2.1 首先把孔内事故列为安全生产控制目标，并将目标逐级分解。主要控制损失大、后果严重的孔内事故，避免事故发生。把责任落实到各级领导及安全网络的每一个人员身上。

2.2 强调严格遵守安全操作规程。原煤炭、地矿等部门颁发的规程，在没有新的版本颁发以前，仍要执行。这些规程里的大多条款是针对孔内事故的，是经验和教訓的结晶。同时，根据开辟的新项目，总结研究新问题，辨析危险源，采取针对措施，创立内部规程。

2.3 坚持安全检查制度。项目部、井队、班组分别按月、旬、日进行检查。把安全规程、制度、措施等内容编制成检查表，逐项对照检查，发现隐患与问题及时整改。

2.4 推广引用新技术，改进工艺和方法，提高本质安全。安全难题最终要靠技术进步来彻底解决。

2.5 结合推行ISO国际质量管理体系和职业安全健康体系抓好孔内安全，把孔内安全的具体内容渗入到这两个体系当中，推行全面安全管理。同时，抓好安全教育培训，提高全员安全素质。我局每年组织职工开展的安全培训，都把孔内安全知识与技术作为主要内容，大大提高了职工掌握孔内安全的技能，事故率显著下降。

3 孔内事故的判断

3.1 孔内事故的发生往往都有预感，正常钻进时突然不进尺，钻具回转突然变轻，提拉时无劲或拉力称重不够重量，这是断脱钻具现象。

3.2 钻进时回转阻力突然增大，水泵压力逐渐增大，泵量逐渐减小或水敏性地层缩径，容易造成埋钻，烧钻事故。

3.3 提引系统检查不严，或各工种配合不好，下钻具时发生跑钻事故，小口径里钻具会弯曲，大口径里除弯曲外可能会发生多断头事故。

4 孔内事故的处理

对于孔内事故处理，首先要详细了解情况，如断头的深度、断头为何物、断头处的地层、断头的外径、内径尺寸等，再选择合适的打捞工具。在处理过程中要把握好锥、提、吊、打、扩、反顶、破等关键环节。

4.1 锥：对于断头事故。用锥子下钻时，要慢、平稳，特别是快到断处，杜绝冲击事故头。碰头后感觉锥子锥入（一般碰头后锥子会多下5cm～10cm）。先人力用工具拧紧，然后给钻具400kg～500kg压力，用钻机转动，手不离离合手把，逐渐加力后可试提，提力较大可继续转动几圈，撑握离合器不要突然关闭，以免回力太大倒开钻具，也不要扭力过大锥断公锥。

4.2 提：对于一般事故，锥通常都可提起，在提拉时拉力表、称重与钻具重量吻合可取钻。对于一般的埋钻、烧钻事故强力提拨可取上。离开孔底的埋钻，尽量活动，可边冲孔边钻动（前提是先打好优质的泥浆），一般孔内沉渣、岩粉较多的孔都能取上。对严重的埋、烧钻事故，在动用反丝前可强力提、快速放，反复连续多次，以利于钻具下部倒开。

4.3 吊打：在钻具受卡或一般的埋、烧钻事故中，利用吊锤能起到比原钻具大得多的提升力量，但在使用过程中，一定要检查好所有连接吊锤的部件，如连接环连接钢丝绳，提引装置的固定等。在人力打吊锤时，一定要统一指挥，齐心协力。

4.4 顶：对严重的挤、卡、埋、烧事故，可用千斤顶起拨，但在起拨过程中，一定要垫稳顶座，用小钢丝绳保险，逐渐加力，顶力较大时每顶10cm可停一停再顶，时刻观察压力表（钻杆的极限在40t左右、钻铤的极限在75t左右）。

4.5 反：反钻具时，一定要控制拉力中和点在钻具底部以利多反钻具，在每回次的反钻具过程中要稳而慢地开动转盘，并准确判断钻具的下行和上行距离（一般锥下行5cm左右，反开后上行5cm左右），反钻具时要详细纪录，下钻具时所有接头要大力拧紧，稳而慢地下钻，取钻时垫垫叉要稳，避免碰撞，造成有可能锥得不死的钻具脱落。

4.6 破：对于反不上的孔底粗径钻具，可打小眼穿透岩芯管后，再试捞，不成后可利用专用扫铁钻头扫掉岩芯管再打捞钻头，在扫岩芯管过程中要轻压慢钻、中泵量。

5 结束语

在钻探工作中，由于地层、钻探设备、钻探人员的操作水平，工作责任心等原因，经常会发生孔内事故。文章就煤田地质钻探中孔内事故的预防、判断和处理进行了探讨。在处理孔内事故时，首先要详细了解情况，再选择合适的打捞工具。在处理过程中要把握好锥、提、吊、打、扩、反顶、破等关键环节。

参考文献：

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[3]何杨等.浅谈钻探施工技术在复杂地层的应用[J].吉林地质，2008（4）.