对地质钻孔内复杂情况和孔内事故种类的梳理

孙德福

(黑龙江省第六地质勘察院，黑龙江 佳木斯 154002)



对地质钻孔内复杂情况和孔内事故种类的梳理

孙德福

(黑龙江省第六地质勘察院，黑龙江 佳木斯 154002)

随着技术的不断发展，地质钻探孔内事故率逐渐降低，地质钻探被广泛应用于不同领域，地质钻孔的情况也越加复杂，各种钻孔事故也时有发生，事故处理难度较大。对复杂的地质钻孔情况及孔内事故种类加以梳理，采取更加有效的地质钻孔施工，更好地满足现代工程施工技术要求。

地质钻孔；井下技术；孔内事故

为提升地质钻孔施工的安全性及可靠性，降低孔内事故的发生率，我们有必要进行孔内事故种类梳理，掌握地质钻孔复杂情况，制定科学合理的地质钻探孔内处理技术规程和事故预防方案。笔者就地质钻探孔内技术应用现状进行简要分析，希望能进一步推动地质钻孔水平的提升，更好地保障地质钻探人员人身安全，规范地质钻探管理。

1 地质钻探孔内事故及趋势

由于地质钻探行业缺乏相关统计管理，基本上没有各地区地质钻探事故数据资料。我们主要以地质钻探单位函询进行分析，钻探技术、钻具制造质量和地质钻探管材质量的提高才能进一步完善钻孔结构。虽然钻探深度不断增加，但钻孔技术的发展、相关技术培训工作的开展、钻探施工管理工作的不断加强，使地质钻孔事故率并未上升，管理严格的地区事故率还有下降趋势。但受技术经济条件、钻探应用领域、钻孔深度的影响，孔内事故在个别地区发生几率更高，事故处理难度较高，时间和经济损失较大。从当前天然气钻井行业整体情况来看，国内外钻孔技术有了极大的提升，各种科技手段的充分运用全面推动了钻井行业的发展，有利于降低钻井成本、减少钻井风险、提高钻井速度，钻井工程自动化和机械化发展将会极大缓解钻井情况的复杂性，减少钻井事故发生量。因此，我们必须善用钻井信息技术，进行准确的钻头信息和位置测定，降低钻井环境的复杂性。

综合地质钻探整体情况可知，钻探孔内情况越发复杂，孔内事故处置难度较大、易遭受严重的经济损失，我们可以将孔内事故技术原因总结如下。

1.1 钻孔深度增加、应用范围扩大

随着资源开发利用水平的不断提升，浅部资源挖掘殆尽，地质勘查深度逐步增加，钻孔深度由浅孔逐渐变为中深孔，越来越多的海上、高原等复杂地形勘察正慢慢发展着，对高原、海上等复杂地质的勘察也逐渐深入，深层地质情况极为复杂，存在着极大的钻探安全隐患。

1.2 钻孔深度逐渐加大

钻探深度的增加，地层复杂情况逐渐增加，管套级数不断增加，结构日趋复杂，成本不断升高。孔内事故处理时，钻探成本费用不断成倍增加。

1.3 钻探方法多样化

钻探技术水平的不断提升，钻孔技术组合多变，各种高钢、铝合金等材质价格昂贵，钻探工具成本高，钻具事故复杂性较高，事故处理应急手段有限，事故处理难度较大。

1.4 钻具应用增加

现今采用的小直径孔底动力钻具较多，有液动锤、涡轮钻、螺杆钻等，种类繁多，一旦发生孔内钻具事故，难度也将增大。特别是伴随着化学处理剂使用量的不断增加，越来越多的高级管材大面积应用，进一步加剧了钻孔器具的腐蚀、耗费程度，加大了事故的发生概率。虽然目前井下事故处理器的出现已经大大提高了事故处理水平，但受多方面因素限制，想要真正改变钻探事故处理仍需努力。

2 地质钻探孔内复杂情况分析

2.1 钻孔漏失

受地层压力、裂隙溶洞发育等自然因素的影响，容易造成钻孔冲洗液漏失，影响正常钻孔施工，导致地下环境污染。

2.2 钻孔弯曲

受工艺和地层环境影响，钻孔轨迹产生弯曲，钻孔质量指标不达标，难以满足地质钻孔要求，增加孔内回转阻力，钻杆折断事件频繁发生，影响正常的钻进作业。

2.3 孔内温度异常

孔内钻探温度过高，使用的普通冲洗液并不能满足温度要求，而常规孔底钻具在高温的情况下无法进行作业，这种高温作业严重影响了钻孔器具的使用寿命，造成了一定的孔内钻探安全隐患。这类问题多发生在干热岩和高温岩浆带。孔内异常低温，在冻土层、永冻层进行0℃下的钻进，这对钻进器具有着更高的要求，钻进速度也将比正常更慢。

2.4 钻孔坍塌、孔内沉渣、孔内异物

受地层本身土质结构影响，钻孔内部存在坍塌、掉块、下钻阻滞等情况，这些都会造成孔内事故的发生。

2.5 其他孔内异常

孔内其他异常情况包括高地应力、地层蠕变、溶洞等情况，钻探作业很难进行。此外，部分地区孔内情况异常，包括海洋珊瑚礁、高压油气层、放射性地层等。

3 孔内钻探事故种类

3.1 钻具事故

钻孔过程中使用的器具发生脱落、折断，钻具、岩心管、各种接头折断引发的孔内事故，钻探过程中由于机械失灵、钢丝绳断裂、操作不当等，造成跑钻，钻具使用过程中产生各种施工问题，这些都会延误正常施工，造成严重的钻探安全施工隐患。

3.2 卡钻事故

卡钻事故完全是因缩径、键槽、孔壁掉块、冲洗机黏滞等情况引发的，导致钻头提降受阻、孔内钻具回转困难，造成卡钻事故。坍塌掉块卡钻是因地层出现松散，其胶结性越来越差，土质破碎，在提下钻时如压力过大，就会因抽吸作用使孔壁发生坍塌或掉块问题，从而产生卡钻事故。

3.3 套管事故、测井事故

开展固井、起下套管、钻进等施工作业时，发生套管断裂、脱扣、卡夹等问题，需要采取及时的故障处置。地面操作失误引发电缆断落事故，临时是很难做出井口测量的，需要采取紧急措施，割断电缆。

3.4 取芯事故

取芯事故就是在提钻取芯或打捞岩芯的过程中，岩芯爪卡紧力弱，卡簧功能失效，造成岩芯提升过程中脱落，岩芯提取失败。岩芯脱落事故会严重影响钻探作业，降低取芯质量，事故处理失当或是不及时都会对后续施工造成影响。

地质钻探早期事故主要分为人为事故、自然事故两类。人为事故是因技术措施不当、违章操作造成的。自然事故是受地质等客观因素影响引发的。人为事故是可控的，而自然因素则难以防范。随着地质钻探安全理念的不断更新，人们按照孔内事故复杂程度，将其划分为重大事故、一般事故和复杂事故，这都是针对已经发生的事故，这种分类方法难以形成统一的种类细分。我们需要对孔内事故发生的原因、性质、现象进行综合全面考量，提升事故分析的技术含量，实现事故的提前预警和分析，降低事故损失，提高地质钻孔安全性。

4 结语

能源已成为衡量国家综合国力的重要指标，减少地质钻孔事故发生、及时做好事故处理、减少故障损失是地质钻孔研究的主要目的。我们必须建立钻探事故预防及处理技术标准，规范钻孔情况和事故管理，全面提升我国地质钻孔安全水平，保证国家和施工人员生命财产安全。

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The complex situation in the geological drilling and the sorting of hole accident

SUN De-fu

(Sixth Geological Survey Office of Heilongjiang Province, Jiamusi 154002, China)

With the continuous development of technology, the accident rate in geological drilling hole is gradually reduced. Geological drilling is widely used in different fields. The situation of geological drilling is becoming more and more complicated. Various drilling accidents occur while accident treatment is difficult. The complex situation in the geological drilling and the sorting of hole accident were analyzed, effective construction should be adopted to better meet the modern engineering construction technical requirements.

Geological drilling; Downhole technology; Hole accident

2017-04-01

孙德福(1965-)，男。

TD235.4

A

1674-8646(2017)10-0064-02