常见钻探事故处理

第一章卡钻事故分析

随着劳动法规的逐渐健全、规章制度的逐年完善以及职工安全技术培训力度的加大、生产环境和劳动条件的改善,我国的煤田钻探安全事故呈逐年下降趋势,孔内事故由过去的20%降到10%以下,有的达到1%。然而,引发孔内事故的因素多样,有些因素是突发性的或者是无法避免的,这就要求我们要仔细研究发生事故的原因,采取可行的技术措施加以避免。只有尊重客观规律,理论联系实践、群策群力才能将事故发生率降到最低。只有将事故发生率感到最低才能效提高钻探效率,降低生产勘探成本.因此能很好的处理钻探中的事故尤为重要。

下面将介绍卡钻埋钻事故的处理。

1. 钻头直接与孔壁或岩心挤夹

孔壁和岩心不规则，操作不当，钻头与孔壁或岩心直径挤夹金刚石钻进或硬质合金钻进时，上一回次钻头内、外径磨损严重，孔径相应缩小，孔身呈上大下小；岩心相应增粗，呈上小下大。下一次使用新钻头时，往往外径大于孔径；内径小于岩心直径，如果下钻过猛或升降钻具时跑钻，就会发生钻头直接与孔壁或岩心挤夹，如果岩石均匀，挤夹程度就更加严重。另外，在钢粒钻进中，如果岩心破碎呈块状时，容易因离心力等作用，从钻头水口处就跑出，挤到钻头与孔壁之间而挤夹钻具。

2. “键槽”造成钻头卡阻

孔身弯曲，孔壁形成“键槽”在斜孔或弯曲孔段的凸出的弧形面上，经常受到钻杆的磨刮。特别时减压钻进时，上部钻杆将承受拉力，受拉力的钻杆旋转时就不断想弯曲孔段的凸出面碰磨，或者由于升降钻具时，经常在凸出面拖拉。久之，沿孔壁形成一条纵向沟槽，形如机械轮上的键槽。

“键槽”机构往往产生在不太坚硬的岩层中，太硬的岩层不宜被磨刮成沟槽。太软的岩层钻进速度快，也不易形成牢固的“键槽”。已形成“键槽”的钻孔，在提钻时钻杆受拉，呈纵向伸直，就自然嵌进槽中，当粗径提到“键槽”下端，就受阻呈拉紧状态。如果“键槽”深而牢固，即造成卡钻。

3. 岩粉“悬桥”造成卡钻

（1）孔身不规整，孔径大小变化悬殊，形成岩粉“悬桥” 当冲洗液携带岩粉上升时，一旦达到孔径变大的部份，由于钻孔大面积突然变大，流速立即降低，一部分冲洗液还会形成涡流，于是岩粉逐渐沉积，形成“悬桥”，造成钻具卡阻。

(2)岩粉“悬桥”往往在以下环境力产生：

a.岩粉“悬桥”多形成在钻孔换径处，换径次数越多，形成“悬桥”机会就越多。

b.钻孔穿过天然溶洞的底部。

c.在松软地层中钻进，冲洗液量大，孔壁被冲刷而形成超径孔段。

d.岩块或其它可溶岩层，由于冲洗液的溶解，钻孔就严重超径，在超径孔段的底部，容易形成岩粉“悬桥”。

4. 套管偏斜造成卡钻

套管柱偏斜，管鞋突出用套管护壁时，套管没有下直、下正，或没有下到基岩硬盘，或下套管换径后孔身弯曲，使得套管鞋突出于孔底，钻具提升时就会受阻。特别时钻具带有取粉管时，取粉管顶部往往被套管鞋挂住。如果组昂于粗径连接得不同心，更会加重上述情况的发生.

5.物体落入孔内造成卡钻

小物件落入孔内由于操作不慎，粗心大意，将卡盘扳手、活动扳手等小工具、小物件掉落孔内，卡在组昂与异径接头连接处，使钻具受到卡阻。例如：图1-1为大拨叉掉入孔内造成的钻具卡夹示意图：

图1-1 拨叉落入孔内造成钻具卡夹

第二章事故发生前的征兆

钻具挤夹、卡阻事故发生前，都有一定的预兆和特征。掌握好这些征兆，及时采取预防措施，是避免发生这类事故的重要方面。

（1）.钻具提动和转动都有阻力，如涩滞、蹩劲等现象。下钻时常常发生遇阻“搁浅”。

(2).提钻后岩心管和钻头有明显擦痕，或粗径钻具表明刮有岩泥、泥皮，取粉管内掉块增多，块度增大。

(3).如果时掉块卡、夹钻，则钻进时有蹩车现象，提动钻具感到有劲；升降钻具时，不是突然卡住；开始往往可以活动一定距离。一般情况下孔内反水正常。

(4).如果时探头石或键槽卡钻，卡钻位置不变，起下钻到此孔深就受阻，一般没有挤夹力，冲洗液可以正常循环。当粗径钻具与卡阻部份脱离接触时，钻具回转无阻。

(5).如果是岩层错动和岩层遇水膨胀缩径卡钻、夹钻，除升降钻具遇阻，回转阻力增加外，还有蹩泵现象。

(6).如果钻头与孔壁直接挤夹，钻具不能回转，提升阻力很大，送水时有蹩泵现象。

（7).如果时钢粒挤夹钻具，夹钻初期能在较大泵压下开泵，但返水很小。如果孔内清洁，蹩泵不严重，稍许提动钻具蹩车程度减轻，下放钻具有蹩停车现象。如果孔内钻粉、岩粉较多，则钻具回转阻力很大，蹩泵现象也严重。

（8）.岩心与钻头或碎岩心挤在钻头与孔壁之间时，钻具回转阻力较大，提动钻具吃力，但不蹩泵，可能有骤然蹩车现象。

第三章事故的预防

钻具挤夹、卡阻的原因很多，而且比较复杂，必须根据具体情况和出现的征兆，采取相应的预防措施，把事故消灭在萌芽状态。一般预防方法有：

1.保持孔壁的稳定性

在松软坍塌、掉块、裂隙发育、容易产生滑移和错动的岩层中钻进时，需千方百计地（1）采用比重较大、粘度较高、失水量小、含沙量低的泥浆冲洗。经常保持泥浆的良好造壁性能，以维持孔壁的完整。

（2）钻具提出孔外时，孔内应注满泥浆，保持对孔壁有一定的液柱压力。

（3）冲洗液流速不应过高，以防计息冲刷作用冲垮松软的孔壁。

（4）钻具的转数要适当降低，以减轻钻杆对孔壁的震击。

（5）在坍塌、掉块严重的情况下，可采用粘土球固壁、灌水泥、下套管、高分子聚合物护孔等方法，保持孔壁稳定。

（6）选择合适的钻进方法，采用合理的钻头结构和钻进参数，从生产管理和技术措施各方面保证尽快穿过复杂孔段。

2.防止遇水膨胀止岩层缩径

（1）采用失水量小、含沙量低、粘度不大的优质泥浆洗孔。

（2）在浅孔（200m以内）条件下采用无泵钻进。

（3）使用肋骨钻头钻进，保证粗径钻具与孔壁有足够的环状间隙。使大量的冲洗液畅通，而且有一定的缩径余地，避免发生钻具恶性挤夹。

（4）加强扩孔修整孔壁的工作。每一回次后可专程划眼一次。有事在钻头以上另加一个扩孔器，边钻边扩，以便节省专门划眼的时间。

（5）采用取粉管上部装反钻头的钻具钻进。以便在孔径收缩时，边回转钻具边向上用反钻头修扩孔壁。

3. 防止在坚硬岩层中钻进时钢粒、碎硬质合金夹钻

（1）钢粒或硬质合金换用金刚石钻进时，孔底残余钢粒或碎硬质合金粒必须打捞干净。

（2）钢粒钻进改用硬质合金钻进时，也必须实现把孔内残余钢粒捞净。

（3）硬质合金钻进改用钢粒钻进时，第一回次应使用小钢粒和旧钢粒钻头，投砂量不宜过多，送水量不宜过大。并且，下钻时不能一下到底，在离孔底0.5m左右处，即开泵扫孔，防止猛下到底造成挤夹。