岩心钻探烧钻事故及预防措施分析

2020-12-10伦辛涛

世界有色金属 2020年15期

伦辛涛

（华北地质勘查局第四地质大队，河北秦皇岛 066000）

岩心钻探是对地质进行勘探时所应用的一种技术形式，但是从实际操作上来看，岩心钻探技术在使用的过程中会遇到外界多个因素的影响，在多个因素的干扰下对外界各个风险的辨别难度也会加大，在处理不恰当的情况下会引发人员伤亡，引发损失更大的安全事故。在国家对矿产勘察工作要求的提升下，多个民营钻探公司得到了快速的发展，但是各个钻探公司的发展资质高低不一，也无形中对钻探现场安全管理留下了安全隐患。如何更好的防范岩心钻探烧钻事故成为相关人员需要思考和解决的问题。

1 岩心钻探烧钻事故发生之前的征兆分析

岩心钻探烧钻事故不是在一瞬间出现的，在事故发生之前，钻进工艺、钻进设备、钻进地层都会出现不同的征兆。第一，在软土岩层钻进操作的时候钻进速度十分缓慢，在比较硬的岩层中很难完成钻进操作。第二，伴随岩心钻探烧钻操作的进行，钻具孔底负荷也会不断增大，随着负荷增加的还有钻机动力和扭矩。在钻机扭力表扭矩增大的情况下，驱动机钻机柴油机声音和平时工作的声音会出现比较大的差距。第三，在冲洗液循环管路发生堵塞之后，孔口冲洗液的出流量就会减少，与之相关的泥沙浆泵泵压也会增大，在泵压负荷增大时候驱动泥浆泵的柴油机声音和平时工作的声音就会出现差距。在夜间工作的时候如果照明发动机和泥浆泵共同运作，伴随电压的变压照明设施也会变得不稳定。第四，在钻杆出现泄漏或者吸水管不吸水的时候泥浆泵的负荷不会出现明显的变化，驱动泥浆泵柴油机也不会出现异常。但是伴随烧钻工作的深入进行，钻机扭力表的扭矩也会不断增大，驱动钻机柴油机声音发生变化，排气孔出现严重的冒烟现象。

2 岩心钻探烧钻事故出现的原因分析

岩心钻探烧钻事故出现的一个重要原因是在钻进操作到时候孔底部出现了断水问题，伴随断水问题出现的是冲洗液量的缺乏，在无法冷却钻头高温的情况下引发岩心钻探烧钻事故。岩心钻探烧钻事故在发生的时候一般需要满足三个条件，一个是钻具在孔底冷却系统产生问题，第二个是钻具钻洞速度比较快，第三个是钻具在孔内钻动时间比较长，由此引发了事故。

岩心钻探烧钻事故出现的原因一般分为直接原因和间接原因两种。第一，直接原因。①泥沙浆水泵不上水。②泵量、泵压比较小，无法及时排除孔底尘沙岩粉，钻头底部水路经常会出现堵塞的问题。③钻杆接头和管壁出现了泄漏问题，冲洗液无法在第一时间及时到达孔底，最终会引发堵塞。④钻头底出刃、钻具、孔隙环状间隙比较小，钻具在高速度、长时间使用的时候会出现磨损问题。第二，间接原因。①操作人员工作素养不高，在下站之前没有对吸水管、水龙头、钻具、钻杆的表面进行检查和冲洗。②在钻进操作的时候没有对异常情况进行分析和总结。③工作人员不能够正确判断烧钻之前的征兆，就算发现了岩心钻探烧钻事故，也往往是不懂得如何有效处理。

3 岩心钻探烧钻事故的预防

3.1 强化对安全事故的综合排查

对钻探工作进行深入的排查是有效规避事故的一个重要关键，在排查各类事故的时候可以选择应用安全检查表法，根据不同岩心钻探烧钻事故出现的原因制定出设备安全检查表，特别是要对开孔安全问题进行检查和验收，通过必要的检查验收来及时发现设备使用不符合规定的问题，根据问题来提出有针对的综合治理方案。

3.2 在钻探工作中引入市场准入机制

民营企业在开展钻探工作的时候会遇到比较多的问题，为了能够规范钻探工作的开展需要加快打造严格的钻探工作监督准入机制，在制度的约束和规范下对承包钻探施工的组织机构、单位进行审查。

3.3 打造严格的操作规范

在钻探操作管理的过程中需要在各个岗位打造出相应的安全技术操作规范，并按照规范标准对操作人员实施严格管理，即要求其在进入到施工现场的时候佩戴安全帽，在机械运作的时候不能够应用身体来触碰机械转动的位置。

3.4 打造安全管理基本性工作

在钻探施工过程中需要对各个环节制定出相应的安全管理制度，明确各个部门管理设备的权责关系，在发生事故之后能够在第一时间将事故责任归结到个人身上。同时，在开展岩心钻探施工的时候还需要定期对施工人员开展必要的培训，严格要求他们持证上岗。

4 岩心钻探烧钻事故的处理

4.1 轻微岩心钻探烧钻事故的处理

某地区矿产施工工地在施工的时候将钻孔设计深度设定为300m，在施工现场应用XB1000A钻机、CMC无固相冲洗液冲洗。

在钻进深度为280m的时候钻内岩粉厚度为0.2m。操作人员为了追赶进度实施了开水回钻处理，由此导致送水量减少，无法有效冷却钻头，在交接班之前的15分钟出现了事故。在出现这类事故之后工作人员在第一时间对事故钻具进行强拉硬顶处理，持续时间为半个小时。在试车的时候钻具被完全提出，经过观察发现被提出的钻具、钻头没有出现变形，岩心呈现出灰白色。之后通过锤击的方式将钻头从内测取出。

4.2 完整地层岩心钻探烧钻事故的处理

对于地层稳定、孔内干净、岩粉厚度低于0.3m的岩心钻探烧钻事故，要提前浸泡钻具，通过浸泡钻具让其烧结部位变得柔软。某地区岩心钻探操作中受施工人员职业素养较低的影响水泵吸水管没有完全漏出表面，钻具也没有离开孔底，在孔深为210m的时候出现了烧钻事故。在经过分析之后发现钢丝绳已经被拉断，钻具没有拉动，在重新安装钢丝绳的两个小时或对钢丝绳进行顶、拉和扭强行处理，最终钻具慢慢脱离孔底，在钻具距离孔底1m的时候能实现自由活动。在将钻具脱离钻孔底部之后钻头体不会出现明显的变形，金刚石胎体底唇面也会出现钻头体，胎体内部会呈现出不规则的形状。

4.3 复杂地层的烧钻事故

冲洗液为泥浆，孔隙内部的地层结构十分复杂，烧钻之后钻头和岩石会烧结成一个整体，岩粉会沉淀在钻杆和孔壁环状比较小的缝隙内，泥浆在孔壁上所形成的泥皮会对钻具产生一定的吸附作用，这类事故可以判定为一种复杂的烧钻事故。考虑到孔隙内部的复杂和不可预估，在停留较长的时间之后会加剧事故的危害性。某矿区为断裂构造，岩石硬、脆、碎，地层上部分为黄土夹硬碎试块，构造层内部拥有比较多的填充物，在遇水之后会出现塌陷。在钻孔深度达到423m的时候，水泵工作出现了异常情况，水量缩小，在水量缩小之后无法起到冷却钻头的作用。同时，在钻头无法冷却之后施工人员没有停战检修，强行钻进之后出现了烧钻事故。

对于这类事故采取升降机提拉、千斤顶提拉往往达不到理想的效果，在具体操作的时候需要先返回钻杆和异径接头，之后应用套取、劈、透、磨的方式来进行处理，具体处理步骤如下：第一，反。应用反丝锥反出所有的钻杆。第二，捞。应用打捞器的打捞头和钻杆接手焊接，捞出内管总成，并在操作的时候避免使用打捞器直接打捞操作，因为如果采取直接打捞的方式会加大负荷，在承载力较大的情况下钢丝绳会出现断开问题，最终会引发二次事故。第三，消灭岩心管。加工带导向器的环状切铁钻头要应用丝扣进行连接。在钻探操作的时候需要注意钻探速度不能够过快，同时，打眼时间不能够过长。第四，捞。应用公丝锥进行打捞操作，在拧丝锥的时候要反复轻转，不能够拧死，在上顶的时候需要对液压严格控制。第五，吸。对打捞钻头进行加工处理，将磁铁放入到旧有的钻头内部，并应用3mm厚度的钢板在其底部进行封堵处理，钻头上留出两个小孔，留有小孔的目的是方便冲洗液流入和流出，并在一系列操作之后取出孔隙内部的矿石。