钻探工程孔内事故及其处理方法研究

张长龙

山东省地矿工程勘察院山东济南250014

摘要：本文分析了在工程勘察、探矿等钻探工程中孔内事故的判断、原因、预防与处理分析等相关技术，希望能够对读者提供一些借鉴和参考。

关键词：钻探；孔内事故；原因；处理

一、前言

在地质钻探施工作业过程中，钻探孔内事故是多发事故，一旦出现，会给施工进度造成很大的影响，而且也带来了施工安全隐患。

二、钻探工程孔内事故的判断

1、孔内事故发生前都会有一些特殊的反应。例如钻进的过程中突然无法进尺，钻具的回转力突降，提拉力或称重质量过小等，这些反应都暗示着钻具发生断脱事故。

2、钻进的过程中应时刻关注钻机的工作状态，当发现回转的阻力突然增加、泥浆泵压力突然加强或泵送量突然减少时应及时进行调整，否则容易造成埋钻、烧钻事故的发生。

3、在预先检查环节中没有对提引系统、各工种配合进行仔细的检查，使得在下钻的过程中出现了跑钻现象，最终导致小口径的钻具发生弯曲、大口径的钻具出现多处断头等事故。

三、孔内事故的起因

1、地层条件复杂，设备和管材质量不符合要求

在产生岩石裂缝的过程中都会出现流沙、涌水、残食等情况，但在泥岩、土等塑性层却常发生缩径情况；若漏水层产生裂缝，则极易出现孔壁坍塌现象；而钢材质量不合格将造成严重的安全隐患，易产生孔内事故。

2、钻进时没有选择合理的钻进参数

在进行钻进时，对某些参数没有计算合理，包括钻压、转速、泥浆泵量等参数的失误都会对钻进造成影响。

操作人员缺少实际的施工经验，施工技术不过关

大部分的孔内事故发生与操作人员有直接的关系。由于操作人员自身疏忽或者技术不过硬所造成的事故占据事故发生额的一大部分。因此，要求施工操作人员要具有高度的责任感，认真负责的态度做好孔内施工，这样就能够有效降低事故的发生，甚至还能够避免一些事故的发生。例如钻具老化、钻进问题等，都是由于钻具长时间不活动或是缺少保养所出现的意外事故发生。

四、孔内事故预防措施

1、钻具材料的检查

无论普钻还是绳钻，钻杆的接头、岩芯管螺丝头、扩孔器和钻头的外径都比较的大，同时也容易受到磨损，因此应对钻具进行检查，对于过度磨损的应及时进行更换。当发现钻杆弯曲时应采取措施进行校直后再使用。检查钻杆的外径，严禁采用不合格的钻杆。由于钻具频繁的拆卸，钻具的丝扣很容易发生磨损，对于达不到紧固作用的应该及时进行更换。

2、泥浆性能的调节

无论无固相泥浆还是低固相化学泥浆，其性能都要满足要求，比如比重、粘度、润滑性、矢水量、酸碱度等。聚丙烯腈（PAN）、聚丙烯酰胺（PAM）、润滑剂、钠羧甲基纤维（Na-CMC）、植物胶、烧碱（NaOH）、膨润土等其掺入量都应控制在合理的范围内。当添加聚丙烯酰胺或聚丙烯腈时一定要预制其水解，加入氢氧化钠，控制其水解度在30%左右。冲洗液配制时，稳定地层、易膨胀、坍塌易剥落的地层，其泥浆的性能要求各不相同，

3、要有高度的责任心

施工人员应具备高度的责任心，同时还要不断提高其钻探的施工技术水平，下班后应好好休息，上班时保持充足的精力，并且在施工过程中还要眼观六路、耳听八方，严防孔内事故的发生。

五、孔内事故的基本处理方法

由于孔内事故类型、性质，情节等各不相同，因此，其具体的处理方法也大不相同。当前我国钻探工程中常用的孔内施工处理的基本方法主要有：

打捞：打捞是钻探孔内事故的一种方法，打捞采用的工具可以是各种类型的公母矢锥，其处理的主要事故有：钻杆的脱扣、折断、甩管。

提拉：提拉必须借助升降机，提拉过程中重点控制升降机的操作，用力要逐级的添加，同时提拉力严禁超过升降机最大的允许荷载和钻塔天轮梁的最大承载。钻探过程中如果感觉孔内有劲时，应立即停止操作，并将钻具提升。

3、扫孔：此方法必须利用水泵向孔内送水回转来排除孔内故障，适用于掉块卡钻的事故。

4、锤震：利用吊锤循环震打被挤夹的钻具，通过震击钻具，减少或消除事故钻具周围的挤夹力。这种方法适用于浅孔或中深孔中，震动力能够直接传到钻具被挤夹处，能够获得很好的震打效果。吊锤的重量通常取150kg或200kg。

5、引拔：必须依靠专门的起重机械，将孔内挤夹的钻具拔出来。起重机的引拔力通常都远大于升降机，当采用液压起重机时应采用5t、150t级别的，当采用螺旋起重机使应采用100t级别的。

6、反取：当采用以上几种方法都不能将事故处理好时，可采用左旋钻具分批将孔内的钻杆反掉取出，最后再进行岩心管和钻头的处理。反取时应采用左旋钻杆进行，其规格应大于孔内钻杆规格一个级别，以保证反取的顺利进行。

7、切割：此种方法用于对岩心管被夹紧、被绕住时的一种处理方法，它的前提是上部钻杆必须全部反取出来，而由于挤夹力度太大无法将剩下的岩心管和钻头取出时，则必须采用切割这种唯一处理方法。切割前，要全部取出岩心管上部的钻铤或小钻铤。

8、透孔：透孔采用的无岩心钻头，其直径应小于钻孔直径的一级或二级，将岩心管内的岩心全部消除后，然后通过岩心管继续钻进3~5m，之后松动岩心管。此外，另一种就是将无岩心钻头接在钻杆的下端，在钻具和孔壁的挤夹处透孔，进而冲洗和松动钻具。

六、实际工程中孔内施工的处理分析

在很多实际工程中，比如煤矿，工程地质等都需要进行钻探施工，无论在哪种工程中多或多或少的出现一些孔内事故，比如孔内断钻、卡钻、烧钻、断、脱落及跑钻，本文以这几种最常见的孔内事故为例具体分析其处理技术方案。

1、孔内断钻的处理

孔内断钻出现后应首先查明钻头的数量和孔深的位置，如果是孔内是单头断钻或钻具滑扣时，可采用完整丝扣的公锥或母锥进行打捞，如果是孔内是多头断钻或钻具滑扣时，可需要采用匹配的公锥或母锥按照先上后下的顺序进行打捞，如果孔内事故钻具之间相互夹持很难将其起拔时，严禁强行提拔，此时应采用打吊锤的方法将锥子和事故头进行脱离，然后采用匹配的反丝钻杆逐次进行打捞。

2、卡钻的处理

当孔内出现卡钻事故时，应采用优质泥浆配以大泵量的机具循环冲洗和地面提拔方式，当此种方法效果不佳时，可在地面上配合使用千斤顶或打吊锤的方法进行。

3、烧钻的处理

孔内烧钻事故发生时应先对钻机、钻塔进行全面检查，确保钻机、钻塔处于正常使用的状态，当采用千斤顶或打吊锤处理效果不佳时，可采用反丝钻杆和反丝锥进行处理，逐次反出孔内钻杆，孔底的岩芯管和钻具则需要更加孔内烧钻事故的情况先进行扩孔，然后再利用大一级的岩芯管将其套取，此外还可利用割刀将孔底岩芯管破碎后再进行磨孔处理。在处理的过程中应确保牢固套住反出的钻杆，以避免钻杆的脱落而在此形成新的孔内事故。

4、断、脱落及跑钻的处理

在进行断、脱落及跑钻处理，当丝锥碰不能接触到事故钻具的上端时，严禁盲目的超过预定部位试探。采用丝锥打捞钻具时，拧紧丝锥后应立即提钻，严禁继续钻进。当采用掏心方处理孔内岩心管事故时，采用钻机的型号应比事故钻具小两级；当采用消灭岩心管方法时，则应采加大外径的实心平面钻头或带导向的阶梯钻头；当处理孔内多头钻杆事故时，尽量先捞活头，当多个头挤在一起时，要先将挤夹力消除掉，然后利用反丝钻杆依次返回。

结束语

综上所述，我们要高度重视钻探孔内事故的预防和处理，提高事故的控制能力，保证施工的顺利进行。

参考文献

[1]肖建伟.浅析钻探施工孔内事故的预防和处理[J].现代施工管理，2014（4）：36

[2]王光毅.工程地质钻探中孔内事故的处理[J].城市建设理论研究，2015（15）：22