云南省祥云县茅草坝水泥厂原料石灰岩矿区ZK301孔内事故浅析

赵留华，张 准

（1.云南省有色地质局楚雄勘查院，云南楚雄675000；2.云南省有色地质局306队，云南昆明650000）

云南省祥云县茅草坝水泥厂原料石灰岩矿区ZK301孔内事故浅析

赵留华*1，张 准2

（1.云南省有色地质局楚雄勘查院，云南楚雄675000；2.云南省有色地质局306队，云南昆明650000）

针对石灰岩矿区钻孔施工特点，对该矿区易发生的事故做一个总结，结合事故处理的方法，对该区今后的施工有着现实的指导意义。

石灰岩区；钻探施工；事故处理及方法

钻探工程孔内事故指钻探工程施工过程中发生的，中断钻孔内正常钻进的各种事故，一般有埋钻、卡钻、烧钻、断钻、落物、套管事故等类型。孔内事故一般不会直接造成人员伤亡，但造成的后果误工误时，给单位带来较大的经济损失。

我单位在云南省祥云县茅草坝水泥原料石灰岩矿勘探过程中，ZK301孔在钻进至156.50m时，发生卡钻事故，处理过程中又发生钻杆与接头脱落，致使60m的钻杆连同钻具埋于地下达40d之久。现通过对该事故处理过程及处理对策的描述，简要谈谈对该事故处理的一些看法，以期对类似条件下处理钻探事故能起到借鉴作用。

1 事故钻孔地质条件

茅草坝水泥原料石灰岩矿区属构造剥蚀中山山地地貌，钻孔位于山腰。岩层赋水性较差，地下水位埋藏较深，生产及生活用水均从祥云县城用灌车拉入矿区使用。

（1）层褐红色、黄褐色含砾粘土，厚0～13.20m。

（2）层灰绿色致密状玄武岩、黄褐色火山角砾岩，局部黄灰绿色凝灰岩、凝灰质砂岩，风化后呈土状及页片状，夹厚30cm左右的灰岩透镜体3～4层，较破碎。厚27～65m。

（3）层浅灰—深灰色厚层—块状灰岩，局部见生物碎屑灰岩、强硅化灰岩，岩石中局部见白色或深灰色晕斑。底部灰白色块状石灰岩因颜色深浅不均匀而显角砾状构造和晕斑。发育有地下岩溶，岩溶大小一般0.5～7.5m，总体不发育，以小溶洞、溶蚀裂隙为主。厚444～778m。

（4）层灰黑色硅质岩及少量硅质页岩夹中厚层状、块状灰岩透镜体。下部为灰白、灰黑色条带状、薄层状硅质岩夹页岩。在本区的出露厚度大于193m，未见底。

2 事故经过及其处理

（1）事故经过。2014年4月22日17：30班，用长3.5 m、Ø108mm岩芯管取芯钻进，当班进尺5.8m，取芯2次，施工至孔深155.7m（所取岩芯为灰岩）停钻用餐；17：50分开始送水下钻，仍使用该岩芯管（长3.5m、Ø108mm），18：30分发现水泵故障，起钻取芯，发现钻具在孔底提不上来，待水泵故障排除，钻具也被埋住，造成事故。当班班长不认真分析事故原因，而是强拉并强行开动钻机立轴回钻，发现钻杆折断；起钻后，判定折断位置在93m处，孔内剩余钻杆、取粉管、异径接头（俗称大小头）、岩芯管及钻头计63.5m。

（2）事故处理。①用Ø127mm母丝锥套住钻杆，通水后孔内不返渣，用钻机起拔，拉不动；②用10t手拉葫芦向上强力提拔，拉出3m后又脱落（132m处有溶洞3.4m）；③回分队拉PQ钻杆，顺孔至事故上头后，送水将异径接头以上岩粉及塌孔的碎渣返出，又下母丝锥强力提拔无效。换反丝钻杆，将孔内剩余钻杆捞出。切掉取粉管、大脑袋，换Ø91mm钻具钻入事故钻具底部，经多次振动，于2014年6月2日6：00早班打捞起事故岩芯管，耗时40d。

3 原因分析

通过事后了解分析，该事故产生原因是忽略了对钻探施工工艺的要求、追求进度的人为因素居多。在同等地区钻孔施工过程中，使用清水钻进,同等条件下,其它机组用纳土、植物胶、等浆液材料作为冲洗液，另外,在钻进基岩时进尺回次过大，导致溶隙中砂土坍落，采用清水钻进岩粉增多，从而造成钻孔淤塞。而在起钻时，在升钻时拉不动的情况下，只采用强力提拔，从而使砂层密实，侧摩阻力增大，最终导致埋钻，将其钻杆拉断。

客观因素,钻杆接头磨损严重。钻杆脱落于井内，从分析钻杆受力情况，该处受力并非为最大处，这说明该处接头已经受损严重。

针对该钻孔的情况进行事故处理采用“强拉、顶”的方法，即用丝锥对上事故钻杆，用钻机升降机和钻机的升降油缸进行强拉和强顶,钻杆再次脱落，导致事故重复发生,钻孔淤埋，后来采用PQ钻具在原钻孔处进行再次钻进，同时加大冲洗液量，将淤埋在事故钻杆钻具周围的大量粉细砂排出,事故原因不明，时间浪费。

结合上面所描述，首先采用“强拉、顶”的方法和PQ钻杆进行处理是不合适的，事故发生本身就先埋钻，后断钻,在“强拉、顶”的过程中，岩粉将被挤实，杆具承受阻力将很快增强，发生第二次事故是必然的，之后又采用重复钻进,用冲洗液冲洗钻孔也付出了较大的代价。对于这种类事故及时采用“打”的方法进行处理是恰当的,由于钻孔不深，使用150kg的重锤来处理，先用丝锥对上事故钻具，用重锤进行反复吊打，将促使事故钻杆钻具周围的饱和粉砂层液化，从而消除或减少了挤压力，使事故钻杆钻具松动，从而将其缓慢提起。这种方法比重复钻进，用冲洗液冲冲孔节约成本,经济可行，在钻探施工工艺上亦为一种较好的处理方法。

从事故本身来看，还有以下原因：

（1）当班操作人员思想麻痹，主人翁意识不强，对使用的水泵检查不到位，其次对有外伤的杆具检查不祥。加之强行钻进，回次进尺过大，操作不当，致使钻杆、钻具受压磨损严重，断钻是该起钻孔事故发生的直接原因。

（2）在钻进异常状况下观察不细，反应不及时。当孔内冲洗液不循环时，仍在加压钻进。

（3）现场操作习惯不良。钻机操作人员平时对相关钻探施工工艺的安全规章制度和操作要求及注意事项都非常清楚，并且在现场把各种规章制度和要求都做成板报的形式挂在施工现场，但在实际操作时候却有很多不良习惯，例如：加满压、挂高挡、岩芯顶伞后盲目继续加压钻进、钻头下至孔底即高速全压钻进等。

（4）没有根据地层特点，合理采用钻进方法和冲洗液类型。

4 结语

通过对该事故发生原因及处理过程的分析，可以得到以下几点启示：

（1）坚持预防为主。“预防为主、安全生产”，要求我们必须严格做到。本次钻探事故导致报告延期。影响甲方申报采矿权，因处理措施不当造成单位的经济损失约20万元,同时给钻探安全工作带来隐患：①易引发伤人事故，拧卸钻具本单位一名职工手指受伤等；②钻机设备受损严重。

（2）加强职工理论学习和现场操作技能的培训，提高职工素质。钻进过程中，压力要掌握适当，切忌忽大忽小。特别是在灰岩或硬、破碎岩层中钻进时，更要合理地控制钻进压力和钻机转速。

（3）增强操作人员的责任心，严格执行各种规章制度，提高技术水平和操作水平。对不稳定孔壁采用浆液护壁，减少因孔壁问题造成的台时消耗。最大限度地减少孔内事故时间，做好事故预防工作，不出或少出事故；出了事故尽快处理好。要求钻探操作人员要坚持下钻前要检查钻探设备情况，钻杆、钻具接头磨损严重的以及质量不合格者将不得使用，同时根据地层条件，严格按施工工艺要求，采用适宜的钻进方法。

（4）钻进中还要时刻注意钻进情况，观察钻机压力表，学会用耳朵听，用眼睛看，如果遇到钻具回转阻力大、提动困难、堵水、冲洗液量发生改变等现象时,要及时查明原因，及时发现事故发生征兆，采取适宜的预防措施，减少停待时间。

（5）钻孔事故一但发生，不要慌张，首先量准机上余尺，要详细记录当时孔内相关情况;事故发生时断头和钻具的所在位置，认真分析,如果当班操作人员拿不出合理处理方法，应及时向上级部门汇报，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，尽快落实处理方案，处理孔内事故动作要快、稳、准，以避免恶化，还要随时根据变化的情况修正处理方案。避免事故重复发生，加大处理难度。积极采取有效的防范措施和处理方法，可最大程度避免和减少钻孔事故的发生及其带来的影响。处理结束后，要及时召集全机和相关人员，总结经验吸取教训，以免在今后钻探生产中发生类似事故。

（6）针对我单位的现状，机台配备人员较少，要认真认识孔内安全，把孔内安全的具体内容渗入到ISO质量管理体系和职业安全健康体系当中，推行全面安全管理。抓好安全教育培训，提高全员职工安全素质。以加大提高职工掌握孔内安全的技能，使事故率显著下降，创造更大的经济效益。

[1]武汉地院五院校.钻探工艺学[M].地质出版社，1979.

[2]曾祥喜，陈志超.钻孔护壁堵漏原理[M].北京：地质出版社，1986.

[3]韩广德，金宝昌，丁掸发，等.中国煤炭工业钻探工程学[M].北京：煤炭工业出版社，2000.

[4]云南省有色地质钻探管理暂行规定和有色金属地质岩芯钻探技术规定[E].1991.

F407.1

B

1004-5716（2016）12-0042-03

2016-03-03

2016-03-09

赵留华(1970-)，男（汉族），云南江川人，工程师，现从事钻探工程技术及施工管理工作。