云南万龙山锌锡矿勘探项目钻探复杂孔内事故的处理和原因分析

2019-02-11高启贵翁少海夏东谭靖舒智

世界有色金属 2019年8期

高启贵，翁少海，夏东，谭靖，舒智

（四川冶金地质勘查局606地质大队，四川成都 611730）

万龙山锌锡矿勘探区域，钻进时遇到泥沙夹层、滑石层、绿泥石片岩等不稳定地层，地层破碎，软硬互层多且厚度大，钻孔漏失严重，这给我们钻探施工带很大的影响，在项目钻探施工过程中，由于地层复杂和操作失误，发生多起孔内事故，而且在事故处理过程中又发生严重复杂的孔内事故，通过大家集思广益，群策群力，精心操作，最后成功地处理好全部孔内事故，从而保证该项目顺利完工和工程质量[1]。

1 ZK1621钻孔的孔内事故

1.1 事故情况简述

该钻孔设计孔深：840.00m，倾角：90°。在施工过程中接连发生两起不同类型事故：HQ口径钻至目的位置，换径坐管扫孔过程中在416m附近发生钻孔偏斜事故；钻孔偏斜事故发生后，换HQ钻具扫孔时，又发生钻具上扩孔器断裂，钻具遗留在孔内无法打捞[2]。钻孔偏斜事故位置拐角度数较大，导致钻具在事故位置的弯曲度较大，最终致使钻具断裂。

1.2 事故处理情况

考虑到水泥的候凝时间较长，还有成功率不高等因素，最终采取消磨孔内事故钻具的方法，经过4个班的处理，消耗两个HQ金刚石钻头，最终消磨掉事故钻具，并钻至424m处换径。NQ口径施工时，严格要求机台操作按规定的参数施工，加强冲洗液管理和事故预防等工作，最终顺利终孔，事故处理时间达到10天。

1.3 事故原因分析总结

由于钻孔设计较深，为了保证钻孔的成功率，设计了较长的HQ孔段，而未对机台强调长孔段裸眼施工的孔内安全注意事项，换径坐管辅助工作不到位，地层稳定性判断不清楚等。钻孔偏斜事故主要原因如下：

（1）HQ孔段较长，长孔段长时间的裸眼施工，导致孔内不稳定地层的稳定临界点被破坏。

（2）HQ孔段穿越多层泥沙夹层、滑石层、绿泥石片岩等不稳定地层，稳定临界点破坏后，升管即出现少量坍塌架桥。

（3）三个班之间冲洗液使用不统一，各班辅助工作不到位：泥浆池内岩粉清理不及时，导致钻孔内存在大量岩粉，停泵后升降管必然遇阻；长时间长孔段裸眼钻进，未进行主动划眼，没有及时释放孔内不稳定的危险。

（4）换径坐管前辅助工作不到位，深孔换径时间长，未注浓浆排净孔内岩粉及稳定孔壁；明知升管有负荷，也未先用钻具扫孔划眼而直接用跟管钻头扫孔。

2 ZK2417钻孔的孔内事故

2.1 事故情况简述

钻孔设计深度：700m，倾角/方位：88°/90°。ZK2417钻孔2016年6月15日夜班下班前，钻至654m，交班前停钻修水泵；6月16日白班接班，继续修水泵，至9：30水泵修好，停泵修理时间共约2个小时。给水扫孔，孔内负荷重，遂向上扫孔，向上扫至494m处，孔内无负荷，提升钻具至套管位置，再向下扫孔。在494m～497m段反复出现坍塌现象，且无法继续像下扫；6月16日夜班扫孔至496.60m时脱扣，更换脱扣位置钻杆向下扫孔至497.10m时发生烧钻事故。后经多次更换钻头扫孔，耗时5个班时均无法扫通494m～497m孔段。

2.2 事故处理情况

经分析494.20m～498.40m的松软泥石风化层已严重坍塌，项目部决定采取分段灌注水泥的方法逐步固化此孔段。6月19日白班，降钻杆至494.80m位置，灌注水泥浆，水泥浆灌注孔段448m～495m。

6月21日15：30开始扫水泥塞，至6月22日17：00，扫完水泥，并扫孔至495.40m，感觉水泵异常，提升钻具修水泵交班。夜班接班后，降钻具至495.40m处扫孔，胎体不出刃，无法进尺。升管检查钻具正常，继续降钻具至495.40m处扫孔，感觉是之前烧钻的胎体，无法进尺。6月23日白班，继续从495.40m处扫孔至496m，再次发生烧钻事故，升管换钻具磨事故钻头。夜班磨穿事故钻头后向下扫孔至496.40m，扫孔困难。6月24日至6月30日14：00，均采用干抓孔内岩粉，垮塌掉块等，抓至503.50m。6月30日17：00，降NQ钻杆至527m处灌水泥浆，水泥浆灌注孔段438m～527m。7月2日10：00，从孔深438m开始扫水泥。7月3日，扫水泥柱至503.30m处发现扫偏。且无法扫回原孔，经商议，按新孔眼继续向下钻进至终孔。该孔从6月3日开孔，至7月10日终孔，历时38天，其中事故处理时间达23天，处理事故时间比例高达60%。