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文檔簡介
孔內(nèi)事故的預(yù)防及處理
在鉆孔施工過程中,由于種種原因,常常發(fā)生各種孔內(nèi)故障而中斷正常鉆進(jìn),通常把這些故障統(tǒng)稱為孔內(nèi)故障。它首先耽誤鉆探進(jìn)尺,推遲施工進(jìn)度,影響地質(zhì)資料報(bào)告的提交。如果處理不當(dāng),還會(huì)報(bào)廢鉆探工作量和管材,使鉆探成本增高,嚴(yán)重時(shí),還損壞機(jī)器設(shè)備,造成人身傷亡事故等嚴(yán)重后果。因此必須引起高度重視,積極預(yù)防。對(duì)已發(fā)生的事故要加以分析,及時(shí)排除,使事故時(shí)間降到最低限度。
孔內(nèi)事故往往是隱蔽性的,在處理過程中變化極大,要隨時(shí)掌握情況,摸清變化規(guī)律,否則會(huì)造成處理方法上的錯(cuò)誤,反而使孔內(nèi)事故復(fù)雜化,延長處理時(shí)間,影響生產(chǎn)。鉆探工作者必須熟悉一般孔內(nèi)事故的預(yù)防和處理方法,特別是要從思想上重視,嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和采取有效的預(yù)防措施,把事故消滅在萌芽狀態(tài)??變?nèi)事故可分人為的和自然的兩類
絕大多數(shù)事故的發(fā)生都與人為因素有關(guān),純自然事故是比較少見的。主觀因素:是指責(zé)任心不強(qiáng)、思想麻痹大意、操作人員技術(shù)不熟練、預(yù)防技術(shù)措施不當(dāng)及違章作業(yè)等。客觀因素:主要是指地質(zhì)條件復(fù)雜和設(shè)備、管材質(zhì)量不好等,事先無法掌握、預(yù)料不到,突然發(fā)生事故??變?nèi)事故是提高鉆進(jìn)效率,保證工程質(zhì)量、安全生產(chǎn)和降低鉆探成本的大敵。應(yīng)積極采取以“預(yù)防為主,處理為輔”的方針,把事故杜絕于發(fā)生之前
人為事故
指事故發(fā)生和造成復(fù)雜化的主要原因。是操作者或有關(guān)人員思想麻痹大意,精神不集中,沒有嚴(yán)格按鉆探操作規(guī)程作業(yè),沒有根據(jù)生產(chǎn)的具體情況采取相應(yīng)的技術(shù)措施,沒有分析事故的情況采用了錯(cuò)誤的處理方法等而造成的事故和使事故復(fù)雜化。
例如,鉆具折斷、脫扣事故、燒鉆事故,跑鉆事故、更換鉆進(jìn)方法發(fā)生的擠夾事故、孔內(nèi)巖粉多發(fā)生的埋鉆事故、原來簡單的事故演變?yōu)閺?fù)雜重大事故等,都屬于人為事故。修理水泵時(shí),不將鉆具提離孔底,就容易造成埋鉆和夾鉆事故;復(fù)雜地層鉆進(jìn),不使用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)孔,加強(qiáng)泥漿管理,就會(huì)加劇鉆孔坍塌、掉塊造成卡,埋鉆事故;更換鉆進(jìn)方法,如硬質(zhì)合金鉆進(jìn)換用金剛石鉆進(jìn)時(shí),不撈取孔內(nèi)殘留合金、不磨孔底、會(huì)造成損壞金剛石鉆頭和擠夾鉆具事故。自然事故
指地質(zhì)條件復(fù)雜等客觀因素引起的事故,這些客觀因素事先無法掌握,突如其來,或者事先掌握了,因情況確實(shí)復(fù)雜,受到條件限制,采取相應(yīng)措施很難湊效,在采取措施過程中事故發(fā)生了。
例如,巖石節(jié)理、裂隙發(fā)育、溶洞,流砂,涌水等情況,會(huì)使鉆孔突然坍塌、掉塊和孔壁出現(xiàn)活石頭,突然發(fā)生嚴(yán)重孔壁坍塌;沖洗液突然漏失引起的掉塊卡鉆事故;大量涌水引起的事故;一些吸水性巖石遇水膨脹而使鉆孔縮徑,鉆探設(shè)備突然發(fā)生毛病,管材質(zhì)量不好等。
孔內(nèi)事故的分類及原因
根據(jù)孔內(nèi)事故的復(fù)雜情況和處理易、難程度可分三類。
1、一般事故:包括鉆具折斷、脫扣、巖心脫落,孔內(nèi)掉入小工具,物體等。當(dāng)班或當(dāng)天就可處理好的各種事故。
2、復(fù)雜事故:包括卡、埋、糊,燒鉆等事故。這類事故要用吊錘、起重機(jī)(千斤頂)或反絲鉆桿進(jìn)行處理,而處理時(shí)間較長的事故。
3、重大事故:包括鉆具折斷或脫扣后找不到斷頭,鉆桿幾節(jié)穿插成多頭,幾套粗徑鉆具擠夾在孔內(nèi),事故加事故等,處理時(shí)間長,損失臺(tái)月多,費(fèi)人力物力大的事故。5.工具、物件落入事故1.埋鉆事故2.燒鉆事故3.擠夾、卡鉆事故4.鉆具折斷、脫落和跑鉆事故6.套管事故根據(jù)事故原因及現(xiàn)象分類事故的原因總結(jié)
1.思想麻痹大意,操作精神不集中,沒有做過細(xì)工作,管理工作不嚴(yán)。2.情況掌握不夠,措施不力,鉆進(jìn)方法不當(dāng)。3.不嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,違章作業(yè)。4.技術(shù)不熟練,經(jīng)驗(yàn)不足,不能正確判斷和及時(shí)處理孔內(nèi)變化情況。5.地質(zhì)條件復(fù)雜,地層不穩(wěn)定,坍塌掉塊,漏水,涌水等。6.設(shè)備、器材、管材質(zhì)量不好。一、事故預(yù)防的總要點(diǎn)加強(qiáng)鉆探工作人員責(zé)任心。經(jīng)常組織有關(guān)人員研究正在施工的鉆孔情況,以便事先發(fā)現(xiàn)事故的苗頭。鉆探技術(shù)操作規(guī)程是鉆探經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的總結(jié),要嚴(yán)格執(zhí)行。根據(jù)施工礦區(qū)的地質(zhì)條件,合理的選擇鉆進(jìn)方法和護(hù)孔沖洗液。加強(qiáng)管材的維護(hù)管理,做到隨時(shí)檢查管材磨損和彎曲情況。
如各類鉆桿直徑單邊磨損達(dá)2毫米或圓周均勻磨損達(dá)3毫米;每米彎曲3毫米,巖心管磨損超過壁厚1/3、每米彎曲超過2毫米,以及各種管材有裂紋、絲扣嚴(yán)重磨損或變形曠動(dòng)時(shí),均不得下入孔內(nèi)使用。
鉆桿要按新舊程度不同,分孔、分組合理使用,較差的應(yīng)用于孔壁穩(wěn)定的淺孔或鉆孔上部。掃孔或鉆進(jìn)中遇阻過大時(shí),不得強(qiáng)行開車,要及時(shí)提動(dòng)鉆具,要適當(dāng)控制軸心壓力,采用慢速輕掃。配備監(jiān)控儀表。經(jīng)驗(yàn)---科學(xué)地質(zhì)條件復(fù)雜的鉆孔,未開鉆前,要詳細(xì)研究鉆孔結(jié)構(gòu)、所穿過的各種巖層的特征、深度,厚度等,以便確定護(hù)孔方法和全面的施工措施。下入孔內(nèi)的鉆具逐根、逐個(gè)檢查,準(zhǔn)確丈量尺寸,并記入當(dāng)班報(bào)表和交接班薄上,以備后查。泥漿質(zhì)量的好壞起著防止孔內(nèi)事故或引起孔內(nèi)事故的作用。一般事故的預(yù)防1.一般事故主要發(fā)生在鉆具上,因此要對(duì)鉆具做到勤檢查,勤更換、勤壓直,不合規(guī)格不得下入孔內(nèi)。2.井口蓋和擰管機(jī)襯套,要及時(shí)蓋好,防止小工具物件掉入孔內(nèi)。3.提鉆時(shí)巖心要卡牢,卡料要依小、中、大順序投入。金剛石小口徑鉆進(jìn)卡簧要選擇好。復(fù)雜事故的預(yù)防
復(fù)雜事故發(fā)生的主要關(guān)鍵在于泥漿質(zhì)量優(yōu)劣和管理。因此使用優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)孔是復(fù)雜地層鉆進(jìn)防止事故的主要方面。同時(shí)日常要管理好泥漿,做到勤撈渣、勤測(cè)定性能,發(fā)現(xiàn)變質(zhì)要及時(shí)調(diào)整,必要時(shí)進(jìn)行更換。復(fù)雜地層鉆進(jìn)過程中,如果起下鉆發(fā)現(xiàn)受阻,孔內(nèi)渣子增多,要及時(shí)找出原因,采取措施。鉆進(jìn)中發(fā)現(xiàn)異常,泵壓增高或不通水,要提鉆檢查,不能強(qiáng)行開車甩鉆具,以免發(fā)生燒鉆,設(shè)備出現(xiàn)異常要及時(shí)將鉆具提離孔底,然后修理設(shè)備。重大事故的預(yù)防
重大事故的發(fā)生原因大部分與一般事故的發(fā)生有關(guān),或與處理事故過程有關(guān)。因此,對(duì)一般事故要及時(shí)發(fā)現(xiàn),以免演變成重大事故。當(dāng)鉆孔出現(xiàn)超徑孔段,要使用質(zhì)量好的鉆桿,減少鉆桿在超徑處折斷,避免發(fā)生找不到斷頭的事故。處理孔內(nèi)事故,采用的方法要慎重,周到,要考慮后果,要從減輕事故方面著手,防止盲目采用錯(cuò)誤方法,下入對(duì)事故不利的工具進(jìn)行處理,造成增加孔內(nèi)遺留物,把事故復(fù)雜化。鉆桿多頭穿插事故的發(fā)生,往往因鉆桿折斷、脫扣,或跑鉆引起。因此要做到發(fā)現(xiàn)鉆桿折斷、脫扣及時(shí)關(guān)車,防止甩掉。工具、墊叉要放置在稍離孔口安全地方,防止掉入孔內(nèi)。金剛石小口徑鉆進(jìn),要保持水路暢通,鉆進(jìn)時(shí)隨時(shí)觀察返水情況,鉆桿絲扣連接處要加棉砂或軟金屬墊防漏。水泵壓力表最好用長細(xì)的高壓膠管移至操作給進(jìn)者面前,以便隨時(shí)發(fā)現(xiàn)泵壓變化情況,保證不致發(fā)生燒鉆事故。金剛石小口徑鉆進(jìn)要控制立軸給進(jìn)速度,特別在巖層變化由硬變軟時(shí),要改變鉆進(jìn)規(guī)程,否則進(jìn)尺速度過快,容易發(fā)生燒鉆。金剛石小口徑鉆進(jìn),要保持孔內(nèi)清潔,以防磨損鉆頭和燒鉆。金剛石小口徑鉆進(jìn)下鉆遇阻時(shí),要根據(jù)遇阻情況采用適當(dāng)方法處理,如果遇阻是由于掉塊和脫落巖心,則可以換用普通合金鉆頭套取,如果遇阻是由于孔徑縮小造成,則需換用舊金剛石鉆頭低速擴(kuò)孔。金剛石小口徑鉆進(jìn),鉆進(jìn)速度下降突然加快時(shí),要立即關(guān)車,觀察水路暢通情況,發(fā)現(xiàn)堵水立即提鉆。處理孔內(nèi)事故的基本原則
處理孔內(nèi)事故的基本原則可概括成四個(gè)字,即
清、研、快,穩(wěn)。
1.清:事故發(fā)生后一些情況要記清、摸清、交清、接清。
(1)記清:發(fā)生事故的孔深,和機(jī)上余尺、事故鉆具數(shù)量要在班報(bào)表上記錄清楚。
(2)摸清,孔內(nèi)事故鉆具上部形狀和孔壁情況、沖洗液的質(zhì)量要摸清。
(3)交清,事故發(fā)生前出現(xiàn)的預(yù)兆、孔內(nèi)事故鉆具數(shù)量規(guī)格,事故發(fā)生經(jīng)過,本班處理情況要交清。
(4)接清:一些關(guān)鍵數(shù)字,特殊工具,處理方法要接清。
具體總結(jié)如下:
事故部位要清:事故發(fā)生后,要根據(jù)機(jī)上余尺或提出來的斷頭鉆具,精確計(jì)算事故部位的孔深,確定打撈鉆具的長度。事故頭要清:根據(jù)提出孔外的鉆具和其它有關(guān)的標(biāo)志,弄清事故頭是鉆具的哪一部份,口徑多大,損壞變形的程度如何,以確定處理方法和打撈工具??變?nèi)情況要清:弄清發(fā)生事故鉆具的結(jié)構(gòu)(規(guī)格、種類、數(shù)量),鉆孔結(jié)構(gòu),孔內(nèi)巖石性質(zhì),孔壁穩(wěn)定程度,巖粉和鉆粉多少,有無暗管和其它殘留物,以及事故發(fā)生過程和起初的征兆(如沖洗液循環(huán)情況、鉆具回轉(zhuǎn)阻力、動(dòng)力機(jī)聲音變化,操作者的感覺等),這些都是判斷事故情節(jié)和確定處理方法及步驟的重要依據(jù)。2.研:弄清上述情況后,認(rèn)真分析研究事故發(fā)生情況、事故性質(zhì)、事故原因,慎重制定事故的處理方法、步驟和安全措施。群策群力,認(rèn)真研究分析事故發(fā)生的情況和孔內(nèi)事故的現(xiàn)狀,提出處理方案,訂出安全措施。處理方案一般要有兩個(gè)以上,當(dāng)?shù)谝粋€(gè)方案處理無效時(shí),可馬上運(yùn)用第二、第三個(gè)方案處理。3.快:處理方案確定后,要抓緊時(shí)間,全力以赴,動(dòng)作迅速,及時(shí)排除。實(shí)踐證明一些事故開始簡單,在處理時(shí),抓得不緊,時(shí)間長了惡化成復(fù)雜事故,甚至變成重大事故。反之一些開始比較復(fù)雜的事故,由于處理方法對(duì)頭,措施得力,時(shí)間抓得緊,很快就排除了。
4.穩(wěn):事故發(fā)生后,在處理過程中,要求快是為了避免事故復(fù)雜化,在快的同時(shí)還要做到穩(wěn),才能避免在處理事故過程中再發(fā)生事故。處理孔內(nèi)事故的四項(xiàng)基本原則四要:(1)情況要明(2)措施要準(zhǔn)(3)處理要快(4)操作要穩(wěn)四不要:(1)不要盲目拉、頂、墩(2)不準(zhǔn)超過設(shè)備負(fù)荷(3)不要不熟練人員操作(4)不要心急忙亂處理孔內(nèi)事故的基本方法
一般可采用以下方法及步驟:
第一步:提、打、震、撈、沖、抓、吸、粘、竄、頂,
第二步:反、套、切、鉤,
第三步:剝、穿、掃、泡,
第四步:繞、炸。(1)提:
在設(shè)備能力允許的條件下,可用升降機(jī)配合滑輪組,強(qiáng)力提拉孔內(nèi)受阻鉆具。當(dāng)鉆具被卡埋時(shí),一般均用此方法。但必須注意鋼絲繩、天車、鉆塔、鉆機(jī)及地基等各方面的情況,最好配備“拉力計(jì)”,以免造成人身事故。
(2)打:
借助吊錘打擊的震動(dòng)力,向上或向下打擊事故鉆具。這種方法適用于淺孔或掉塊及鋼粒擠夾事故。這種方法簡單,故常被采用。在用吊錘沖打處理孔內(nèi)事故時(shí),可用復(fù)滑輪打吊錘及其它安全打吊錘裝置。在使用吊錘處理孔內(nèi)事故應(yīng)注意:最好不要利用升降機(jī)直接栓梆打吊錘,孔壁不穩(wěn)定而易發(fā)生坍塌時(shí),不宜采用此方法,否則,會(huì)使事故惡化。
(3)震:
將機(jī)械震動(dòng)器接于事故鉆具的上端,并用升降機(jī)拉緊,使事故鉆具受到強(qiáng)烈震動(dòng)而排除。但必須注意防止孔內(nèi)鉆具受震而脫扣。(4)撈:
用公母錐、卡管器等撈取脫落或折斷的事故鉆具。這是常用的一種處理事故的方法。(5)沖:
用小徑鉆具(或鉆桿)或套管下入孔內(nèi),通過泥漿泵的高壓液流沖出事故鉆具周圍的埋、卡物。但必須在孔壁穩(wěn)定的情況下,用此方法。(6)
抓:
用下部帶齒的抓筒,處理掉入孔內(nèi)的小物件或測(cè)斜儀。(7)
吸:
用磁鐵打撈器吸取掉入孔內(nèi)的小物件或吸正靠孔壁的事故鉆桿斷頭,配合絲錐打撈。(8)
粘:
用粘泥、黃蠟、瀝青等粘取掉入孔內(nèi)的小物件或金剛石鉆頭胎體或金剛石。(9)
竄:
用升降機(jī)提拉、吊錘上下打擊、或開車上下掃,用以處理還有一定活動(dòng)余地的被阻事故鉆具。(10)頂:
用千斤頂(絲杠式和油壓式)或油壓鉆機(jī)加減油壓,頂拔事故鉆具,這也是較常用的方法。但應(yīng)該注意的是:用千斤頂頂拔時(shí),應(yīng)考慮鉆桿能承受的拉力,以防頂斷;還應(yīng)特別注意卡瓦飛出傷人。(11)反:
用反絲鉆桿和絲錐,找好中和點(diǎn),盡可能地多反回一些事故鉆桿,再配合其它方法處理。因?yàn)椤胺础辈皇且粋€(gè)單獨(dú)的處理孔內(nèi)事故的方法。反鉆桿應(yīng)采用鋼絲繩反鉆具、棘輪反管器等安全方法。另外,防止在反鉆具時(shí)因彈力反轉(zhuǎn)而發(fā)生人身事故。(12)套:
用比鉆進(jìn)大一級(jí)的鉆具擴(kuò)孔套取,因而只適用于較軟的巖層及淺孔的巖層中,當(dāng)孔內(nèi)留有事故鉆桿時(shí),必須先“反”后“套”。擴(kuò)孔時(shí),為了防止鉆孔彎曲,應(yīng)帶導(dǎo)向。(13)
切:
用割管器分段切割取出事故鉆具。這種方法用于處理鉆具卡、埋過緊而又較長的情況下。采用“切”常用于處理巖心管或套管事故。(14)
鉤:
用特制的鉤子、撈矛等,以導(dǎo)正靠邊的事故鉆桿頭,或鉤住加大接頭處,將事故鉆具提出,或是撈取掉入孔內(nèi)的鋼絲繩及電纜等。(15)穿:
用比原鉆進(jìn)用的事故鉆具小1~2級(jí)(最好小2級(jí))鉆具,先從事故鉆具中心穿過去,借其震動(dòng)、回轉(zhuǎn),碰撞,以減輕或消除事故鉆具外側(cè)被擠夾的阻力,然后用“撈”的方法處理。當(dāng)巖心管接頭、巖心管及取粉管留在孔底時(shí),在采用“穿”的方法之前,先用“剝”等方法處理。(16)剝:
用與原事故鉆具同徑的磨鐵鉆頭,將巖心管或取粉管接頭,取粉管的外圍直至絲扣處剝掉一層,然后再取出接頭。
(17)掃:
用特制平面鉆頭將殘留孔內(nèi)粗徑鉆具或鉆頭劈開或掃掉后取出。在“掃”或“劈”時(shí),注意夾鉆及多頭劈開。(18)泡:
把柴油,堿水或鹽酸注入孔內(nèi),浸泡被埋住或泥皮吸附卡鉆,使事故鉆具與孔壁松弛,利于處理。(19)繞:
用偏心楔子偏斜鉆進(jìn),繞過事故鉆具。采用此方法時(shí)必須按地質(zhì)設(shè)計(jì)進(jìn)行。
(20)炸:
將炸藥裝在特制的爆破筒內(nèi),從鉆具內(nèi)送入預(yù)定孔深進(jìn)行爆炸,炸斷鉆桿后取出,或用于處理套管被卡,將其振松。
撈
指用正、反絲鉆桿、絲錐和各種類型打撈器和撈管器打撈、反取折斷、脫落的事故鉆具。
絲錐打撈,是借助自身硬度大的絲扣,對(duì)孔內(nèi)鉆具的斷頭重新套扣,并與其接合而打撈上來。在一般情況下,用正絲鉆桿和正絲錐打撈折斷或脫落事故鉆具,用升降機(jī)提出孔口的事故鉆具。在處理卡鉆、夾鉆、埋鉆、燒鉆等引起的折斷和脫落時(shí),如果事故鉆具提升阻力很大,不易提拔時(shí),應(yīng)采用反絲鉆桿和反絲絲錐反取不能提出孔口的事故鉆具。常用的絲錐結(jié)構(gòu)
用絲錐進(jìn)行打撈時(shí),必須注意檢查與事故鉆具是否吻合;本身有無傷裂缺陷;連續(xù)用的鉆桿和接頭是否堅(jiān)固,不合格者不能使用,對(duì)上事故鉆具頭后,用人力扭轉(zhuǎn)鉆具,使其吃扣,不得開車吃扣。
套管公錐有如下幾種:Φ73/Φ65、Φ89/Φ65、Φ108/Φ65,Φ127/Φ65,Φ146/Φ65。鉆桿打撈器
鉆桿斷、脫打撈錐扶正
水壓偏斜打撈器由活塞12、活塞桿10(可由泥漿泵活塞改制)、彈簧(可由柴油機(jī)氣門彈簧代用),小連桿6、偏心接頭1、銷軸2等組成。工作原理:活塞在泵壓作用下,使活塞桿作直線運(yùn)動(dòng),通過小連桿偏心接頭作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),使之偏轉(zhuǎn)一定的角度。偏心接頭下部接公錐或母錐,借助鉆具回轉(zhuǎn)可以在360度范圍內(nèi)尋找和打撈事故鉆桿,打撈篇靠在“大肚子”內(nèi)的鉆桿斷頭,也可用來尋找套管。
繩、纜打撈器磁性打撈器落物打撈器只進(jìn)不出提
無論那一類型事故,提是首先采用的方法。一般事故用絲錐或其他打撈工具對(duì)上后,用升降機(jī)提拉即可將事故鉆具提出孔口。輕微的卡,埋、擠夾,燒鉆事故也能用升降機(jī)提拉處理好。如果孔內(nèi)阻力較大,還可通過復(fù)式滑車系統(tǒng)強(qiáng)力提拉。
技巧:用升降機(jī)提拉時(shí),用力不要過猛,要逐漸積蓄力量。在提升設(shè)備的安全負(fù)荷允許范圍內(nèi),進(jìn)行有效的提拉。提拉事故鉆具時(shí),有時(shí)不僅要向上提拉,當(dāng)提拉到一定高度后,還可靠鉆具自重向下回送,這樣反復(fù)串動(dòng),決不能死拉。發(fā)生掉塊或掉物件卡鉆時(shí),事故鉆具往往有一定活動(dòng)距離,即可用此法將事故鉆具逐漸提出孔口。掃
當(dāng)事故鉆具在孔內(nèi)某些孔段內(nèi)遇阻,在一些孔段還能上、下活動(dòng)并能回轉(zhuǎn)時(shí),可開車回轉(zhuǎn)鉆具,上、下來回掃,把卡擠物掃碎,使事故鉆具能夠順利提出孔口。
沖
指用沖洗液沖洗事故鉆具上部或周圍的障礙物。對(duì)埋鉆、擠夾,局部糊鉆事故,采用小泵量和大泵壓進(jìn)行強(qiáng)力沖孔,排除埋、擠物。一般不嚴(yán)重的埋、擠夾和局部通水的糊鉆事故,經(jīng)強(qiáng)力沖孔后,再進(jìn)行提拉,即可解除。因此一些孔內(nèi)事故發(fā)生后,在初步處理提拉起拔階段,不但不能停止沖洗液的循環(huán),反而要強(qiáng)調(diào)泥漿的性能。如果中斷循環(huán)的應(yīng)盡可能使其恢復(fù)。
打
指用吊錘沖打事故鉆具,消除或減少事故鉆具上部或周圍的擠夾力,促使事故鉆具上下串動(dòng)。打的方法一般適用于淺孔或中深孔的掉塊或鋼粒擠夾事故。不適用于糊、埋鉆事故。吊錘是常用的沖打事故工具,可向上打,也可向下打。當(dāng)鉆具在孔底被阻時(shí),必須向上打。鉆具懸空被阻時(shí),應(yīng)向下打。上打下打,目的都是為了使鉆具能夠串動(dòng)。向上打時(shí),要用升降機(jī)將事故鉆具吊緊,以增加沖擊效果。震孔內(nèi)振擊器工作原理:當(dāng)連接有絲錐的孔內(nèi)震動(dòng)器下到孔內(nèi)撈到事故鉆桿時(shí),慢慢向下移動(dòng)鉆具,使上部異徑接頭1的凸緣與—上沖擊接頭3凹槽結(jié)合,即可扭轉(zhuǎn)鉆具,使絲錐擰緊后,將沖擊器提起,使上異徑接頭1與上沖接頭3分離,而使下沖擊接頭5與上沖擊接頭3結(jié)合。然后開車回轉(zhuǎn),鉆具即可起沖擊震動(dòng)作用。使用中的注意事項(xiàng):
(1)使用前應(yīng)對(duì)震動(dòng)器的各部絲扣、沖擊齒牙等磨損情況進(jìn)行檢查,以防再次發(fā)生新的事故:
(2)下鉆時(shí)準(zhǔn)確計(jì)算機(jī)上余尺,掌握好升降機(jī),嚴(yán)防跑管,在接近事故鉆具時(shí),應(yīng)緩慢下鉆,
(3)開始震動(dòng)前,向孔內(nèi)送水,以冷卻震動(dòng)器和排除孔內(nèi)的巖粉、鉆粉,
(4)在操作過程中,應(yīng)注意聽取回轉(zhuǎn)聲音,發(fā)現(xiàn)不正常時(shí),立即停車研究處理,
(5)當(dāng)立軸向上移動(dòng)(或根據(jù)壓力表和平衡器的反應(yīng)),證實(shí)處理有效時(shí),即可停車提鉆。頂
千斤頂起拔的負(fù)荷比升降機(jī)和鉆機(jī)本身的油缸頂拔能力大,適用于阻力較大的卡,埋、糊、燒鉆等復(fù)雜事故。千斤頂起拔是一種靜力作用,頂時(shí)不要用力過猛,向上頂?shù)乃俣炔灰^快,以免頂斷事故鉆具,使事故復(fù)雜化。每當(dāng)頂起100~200毫米,應(yīng)停一停,讓作用力充分傳遞到孔底事故鉆具受力部位。絲杠千斤頂千斤頂反
用反絲鉆桿、絲錐把孔內(nèi)事故鉆桿分批從孔內(nèi)反出。留下粗徑鉆具再用其他方法處理。如果發(fā)生事故的鉆具上帶有反事故接頭,可省略這一步,直接把事故鉆桿一次反出。用反絲鉆桿反取孔內(nèi)事故鉆具的工作勞動(dòng)強(qiáng)度較大,要安全操作,嚴(yán)禁使用管鉗或鏈鉗人力反取,必須用機(jī)械反管裝置進(jìn)行。
反事故接頭(易反接頭、安全接頭)
接到粗徑鉆具之上,遇到事故時(shí)反轉(zhuǎn),鉆具即從該處反開。一般在深孔而且地層復(fù)雜時(shí),將其安裝在粗徑鉆具上,遇粗徑鉆具被卡、夾、埋、燒必須反回孔內(nèi)鉆桿時(shí),只需反轉(zhuǎn)鉆桿即可將反事故接頭以上的鉆桿提出。不再需要反絲鉆桿,從而簡化了工序。反事故接頭也可帶在打撈工具上,防止事故的惡化。常用安全接頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn):螺紋為大螺距右旋方扣,公母螺紋結(jié)合處有一端面齒,因而,反事故接頭較其他接頭容易卸開,不易鎖死。反轉(zhuǎn)鉆具前,應(yīng)將全部鉆具上緊,并懸吊鉆具,使中和點(diǎn)處在反事故接頭上。
反管器是一種結(jié)構(gòu)簡單的機(jī)械反管裝置,這種裝置反管能力大,操作安全。反絲鉆桿下完后,從感覺判斷反絲絲錐已確實(shí)對(duì)上孔內(nèi)事故鉆具后,即可開始安裝反管器。棘輪式反管器,這種反管器結(jié)構(gòu)比鋼絲繩反管器復(fù)雜,但安裝時(shí)比鋼絲繩反管器簡便。1一機(jī)上鉆桿,2一上反管器,3——反絲方鉆桿,4一墊管,5一下反管器,6--孔口管,7一事故鉆桿
兩個(gè)反管器的把手不能同時(shí)用人力搬,一個(gè)用來限制回反。可以根據(jù)安裝情況和位置的高低而確定。限制回反的反管器把手必須用結(jié)實(shí)的繩子捆縛于鉆機(jī)機(jī)架或其他與地梁固定的機(jī)體上,防止甩動(dòng)和位移。
炸
用烈性炸藥、電雷管、金屬外殼組裝成小炸藥包(金屬外殼外徑要小于事故鉆桿接頭內(nèi)徑),用雙股膠質(zhì)線(電線)連接,從事故鉆桿中放下去,直至要求反回的深度,通電引爆,將此處事故鉆具炸斷,取出大部分事故鉆具,留下的然后采用其他方法處理。分為鉆桿內(nèi)爆破和套管內(nèi)爆破。當(dāng)孔內(nèi)發(fā)生燒鉆、夾鉆、埋鉆及套管事故,經(jīng)強(qiáng)力起拔處理無效時(shí),可采用反絲鉆桿“反”的方法,但在操作過程中往往出現(xiàn)多頭事故或人身事故,而且浪費(fèi)大。炸的方法在處理該類型事故時(shí),可代替反絲鉆桿,速度快節(jié)省大量的人力,物力。但使用范圍受限制,只能用于事故鉆具完整,鉆桿從孔底連接出孔口只有一個(gè)頭的情況。對(duì)于鉆桿穿插多頭事故不適用。操作注意事項(xiàng):培訓(xùn)專門操作人員;在地表進(jìn)行試爆,以確定藥量和掌握爆破情況;外徑必須小于鉆桿接頭內(nèi)徑;各接頭要包嚴(yán),以防漏電透
孔內(nèi)事故經(jīng)過反或炸的方法處理后,只剩粗徑鉆具,或?qū)儆诖謴姐@具折斷、脫落經(jīng)絲錐撈取無效的事故,此時(shí)可用小于孔內(nèi)事故粗徑鉆具一級(jí)或二級(jí)的鉆具進(jìn)行透的處理(見圖20—13)。完整的事故粗徑鉆具,開始要鉆穿巖心管或取粉管接頭,然后一直透過事故鉆頭,往下鉆進(jìn)1~2米為止。如果擠夾,卡、埋不嚴(yán)重的事故,當(dāng)用小一級(jí)的透孔鉆具透到事故鉆頭時(shí),一般能將事故鉆具帶上來。如果帶不上來,經(jīng)過透孔鉆具的震動(dòng),可以減輕或消除事故粗徑鉆具頂、側(cè)部的擠夾力,然后用絲錐輕擰、慢提試撈。如果經(jīng)過小徑透的巖心管用絲錐試撈無效,可用升降機(jī)或吊錘先將絲錐提,打脫后,再改用分段切割,或劈、消滅的方法處理。在地質(zhì)條件和鉆孔結(jié)構(gòu)許可情況下,也可改小一級(jí)口徑往下鉆進(jìn)。透過事故鉆具
1-事故巖心管,2-透孔鉆具
擴(kuò)
如果事故發(fā)生在孔不深,所鉆的地層較軟的情況下,經(jīng)過反或炸的方法處理,孔內(nèi)只剩下粗徑鉆具,其阻力較大。如縮徑、嚴(yán)重埋、燒鉆事故等,可用大于孔內(nèi)事故鉆具一級(jí)的鉆具,從孔口開始擴(kuò)孔套取(見圖20—14)。一般情況下,擴(kuò)到孔底后,事故鉆具可被擴(kuò)孔鉆具帶上來。如帶不上來可下入絲錐撈取。擴(kuò)孔套取
1—擴(kuò)孔鉆具;2—事故鉆具劈
經(jīng)過反或炸的方法處理后孔內(nèi)只剩下事故粗徑鉆具,用環(huán)狀切鐵鉆頭劈開事故粗徑鉆具(見圖),然后再用小一級(jí)的巖心管或抓筒套、抓取殘余鐵片。
切劈管子可采用如圖20—15b的長排密集式合金鉆頭,此種鉆頭的特點(diǎn)是在鉆頭下端圓周作6~12等分(視鉆頭直徑大小而定)銑成長40~60毫米的縱槽,槽中鑲滿5×5×10或7×7×15的硬質(zhì)合金片。此種鉆頭由于長排合金的補(bǔ)強(qiáng)作用而耐磨、抗崩、故而壽命長,在磨削過程中不需經(jīng)常提換鉆頭,而且此種鉆頭因內(nèi)出刃小(0.1~0.2毫米),故被切割的管子(或鉆頭)將易與鉆具的內(nèi)壁擠緊而帶出孔外,不需再次用絲錐撈取。
長排密集式合金鉆頭還可用于掏磨取粉管接頭(或異徑接頭)和銑切擠夾鉆桿接頭割
用割管器將事故巖心管分段割斷,然后用絲錐撈取。偏孔內(nèi)事故粗徑鉆具經(jīng)過多方面處理無效,在地質(zhì)條件允許情況下可采用偏的方法處理。偏的方法是原事故粗徑鉆具不再處理,下入楔子(偏斜器)從事故粗徑鉆具頂部以2~3°的角度偏過去另打新孔,繼續(xù)往下鉆進(jìn)。
第四節(jié)
孔內(nèi)事故的處理一、一般事故的處理
一般事故是指正常鉆進(jìn)中鉆具折斷、脫扣、巖心脫落、孔內(nèi)掉入了小工具,物件、輕微的擠夾、卡、埋鉆事故等。(一)鉆具折斷、脫扣事故的處理
這類事故的處理方法和過程比較簡單,如果事故鉆具頭是鉆桿,下入鉆桿絲錐打撈。如果事故鉆具是巖心管或鉆頭,可用巖心管絲錐撈取。如果阻力大撈取無效,可采用透或擴(kuò)的方法處理。
1.鉆桿折斷、脫扣事故的處理
(1)鉆進(jìn)中發(fā)現(xiàn)鉆桿折斷,脫扣后,立即關(guān)車丈量機(jī)上余尺,提高鉆具試探碰頭情況。提鉆檢查提上來的斷頭形狀。
(2)根據(jù)斷頭形狀,選擇適當(dāng)?shù)慕z錐進(jìn)行打撈,打撈工具選好后,要迅速進(jìn)行處理,減少事故鉆具在孔內(nèi)停留時(shí)間,防止事故復(fù)雜化。
(3)處理鉆桿折斷、脫扣事故的關(guān)鍵在于正確選擇打撈工具(絲錐)。如果斷頭形狀平齊,可下入公、母絲錐撈取。如果斷頭斜茬不齊,可用通天母錐或撈管器撈取。
掃卡撈桿(管)器結(jié)構(gòu)見圖20—13b所示,系由導(dǎo)向罩,掃頭、卡頭、容納管和特制接頭所組成。掃頭下部錐孔內(nèi)壁刨有4~8條放射狀分布的縱向槽,以鑲?cè)?×5×10規(guī)格的硬質(zhì)合金片。掃卡撈管器用于磨削和打撈鉆桿呈尖劈形折斷、斷頭開叉,卷曲或斷頭偏靠孔壁時(shí)的鉆桿??〒茣r(shí)的卡料是通過特制接頭上的三個(gè)放射狀出砂孔,沿容納管壁散落而進(jìn)入鉆桿與卡頭的環(huán)狀間隙中卡住鉆桿,而不致掉入鉆桿中。
鋼球撈管器和卡簧撈管器的使用方法是當(dāng)撈管器套入事故鉆桿后,提拉撈管器時(shí),撈管器的鋼球或卡簧將事故鉆桿卡緊,越向上提拉,抱合得越緊,從而可以將事故鉆桿提出井外。2.巖心管、鉆頭折斷、脫扣事故的處理
(1)處理巖心管、鉆頭折斷、脫扣事故的方法與其發(fā)生的原因有關(guān)。如果是在一般正常鉆進(jìn)情況下,由于管材質(zhì)量不好,或絲扣磨損過甚而造成的折斷、脫扣事故可采用下入巖心管公絲錐撈取。(2)如果是由于先發(fā)生其他事故,如擠夾、埋、燒鉆后而引起扭力過大造成的巖心管,鉆頭折斷、脫扣事故,用絲錐撈取往往無效,應(yīng)采用透或擴(kuò)的方法處理。(3)如果經(jīng)過透的方法處理無效時(shí),可采用割或劈的方法處理。
巖心管折斷、脫扣事故處理步驟:用管子絲錐撈取——撈取事故管內(nèi)的巖心——用小二級(jí)鉆具透孔——用小一級(jí)鉆具透孔——用管子絲錐撈取——采用割或劈的辦法處理。⑷如果鉆具結(jié)構(gòu)允許換徑,經(jīng)過小一級(jí)鉆具透孔,對(duì)管頭進(jìn)行磨平并沖成喇叭口,換小一級(jí)口徑鉆進(jìn)。⑸鉆頭折斷脫扣事故處理步驟:用巖心管套或用絲錐撈取——用小二級(jí)鉆具透孔——用小一級(jí)鉆具透孔——用管子絲錐撈取——磨滅處理。(二)巖心脫落事故的處理
巖心脫落是操作不當(dāng)造成的事故,處理方法雖然簡單,如果不引起重視也會(huì)在處理過程中形成其他孔內(nèi)事故和工程質(zhì)量事故。1.巖心脫落是沒有卡牢,提鉆時(shí)操作不當(dāng)而造成的。巖心脫落有時(shí)留在孔底,有時(shí)掉在中途,處理時(shí)必須充分注意這一點(diǎn)。2.處理脫落巖心事故一般是采用鉆具套取。下鉆時(shí)要慢,防止中途突然受阻,墩碰鉆具造成其他事故,防止由于鉆具下降速度過快,造成鉆具超前,而巖心被擠在孔壁較大的地方,引起后患。下鉆時(shí)發(fā)現(xiàn)受阻,應(yīng)用升降機(jī)上、下活動(dòng),如果上,下活動(dòng)處理無效,應(yīng)改用對(duì)上立軸開車輕掃,一直攆到孔底進(jìn)行撈取。
3.如果脫落礦心,撈取時(shí)要更加小心,不能掃磨過多,會(huì)造成采取率低影響工程質(zhì)量。(三)孔內(nèi)掉入小工具、物件事故的處理
小工具、物件掉入孔內(nèi),主要是提鉆后孔口沒有蓋好、鉆進(jìn)中沒有用孔口蓋、擰管機(jī)襯套或靠近孔口使用工具者不注意失手而造成。處理方法基本上與處理脫落巖心事故相同,如果掉入孔內(nèi)的是貴重物件或重要的零件,還可采用粘取法處理。
1.這種事故是在正常鉆進(jìn)中突然被小掉塊、坍塌、沉渣、合金擠夾,卡、埋住,開不動(dòng)車,鉆具不能回轉(zhuǎn)和上下活動(dòng),其他情況正常。
2.這類事故用升降機(jī)拉、油壓鉆機(jī)頂,一般情況都可排除。(四)輕微的擠夾、卡,埋鉆事故的處理孔內(nèi)落物“慘不可睹”孔內(nèi)沉砂“不容忽視”二、復(fù)雜事故的處理
復(fù)雜事故是指經(jīng)過一般方法,用升降機(jī)提拉,油壓鉆機(jī)頂處理無效的卡、埋、糊、燒鉆等事故這類事故的共同特點(diǎn)是事故粗徑鉆具阻力大,事故鉆具連接成整體,出露在孔口。(一)復(fù)雜事故處理程序用升降機(jī)、油壓鉆機(jī)強(qiáng)力起拔——用吊錘打或千斤頂頂——用反絲鉆桿反或用炸的方法將事故鉆桿取出——透孔或擴(kuò)孔——用絲錐試撈——割或劈的方法處理。(二)卡鉆事故的處理
1.卡鉆事故往往發(fā)生在容易坍塌、掉塊,縮徑地層。復(fù)雜的卡鉆事故,鉆具已不能回轉(zhuǎn)和上下串動(dòng),阻力大多是在事故粗徑鉆具上部。
2.掉塊或探頭石(活石頭),掉入的小工具、物件等的卡鉆事故,采用吊錘沖打是比較有效的,借助吊錘的沖擊力將卡擠物震碎震松,消除阻力排除事故。打吊錘的方法:、
(1)將提升系統(tǒng)改成單繩,吊錘直接掛在提引鋼絲繩上,直接用升降機(jī)的快速或者用軸頭上的錨頭輪沖打。
(2)用人力拉繩沖打。
(3)用打吊錘機(jī)或彈簧吊錘沖打。3.縮徑卡鉆事故,用吊錘沖打往往效果不好,應(yīng)采用千斤頂頂?shù)姆椒ㄌ幚怼?.卡鉆事故經(jīng)過打、頂?shù)姆椒ㄌ幚頍o效后,可采用反或炸的方法將事故鉆桿取出。然后下入小一級(jí)的鉆具到事故粗徑鉆具頂部沖掃擠卡物,隨后可進(jìn)行試撈,如果試撈無效,則采用透或擴(kuò)的方法往下處理。(三)埋鉆事故的處理1.埋鉆事故多發(fā)生在松散軟地層,使用沖洗液不當(dāng)或變質(zhì)引起垮孔而造成。埋鉆事故阻力在事故粗徑鉆具上部和周圍,嚴(yán)重的甚至部分鉆桿也被埋住。2.埋鉆事故不論埋的程度如何,開始處理時(shí)都應(yīng)采用強(qiáng)行開泵沖孔,保持沖洗液循環(huán),如果是由泥漿變質(zhì)引起的埋鉆,應(yīng)及時(shí)調(diào)整泥漿性能。如果是用清水作沖洗液鉆進(jìn)中發(fā)生埋鉆事故,要及時(shí)換成泥漿沖孔,開始用稀泥漿逐漸加大粘度,同時(shí)邊沖孔邊串動(dòng)鉆具。在能通水的情況下經(jīng)過這樣處理,往往可以解除。3.經(jīng)過強(qiáng)行開泵沖孔處理無效,沖洗液不能恢復(fù)循環(huán),可采用頂,反、透或擴(kuò)的方法往下處理。(四)糊鉆事故的處理1.糊鉆事故的發(fā)生主要是由于沖洗液泥漿質(zhì)量不高,性能不好,所鉆地層造漿性強(qiáng),松軟地層鉆進(jìn)泵量不足,巖粉、渣子排不出,或檢修機(jī)器沒有將鉆具提離孔底而引起的。2.糊鉆事故的處理方法基本與埋鉆事故處理過程相同。開始采用強(qiáng)力開泵沖孔,如果是泥漿糊鉆,要及時(shí)改用清水沖孔稀釋泥漿,最好能加入化學(xué)藥品稀釋劑。如果是孔內(nèi)巖層造漿糊鉆,要及時(shí)控制泥漿失水量,防止沖孔處理過程中繼續(xù)造漿使事故惡化,在強(qiáng)行沖孔的同時(shí)要不斷串動(dòng)鉆具。3.如果經(jīng)強(qiáng)行開泵處理無效,可改用頂,反或炸,透或擴(kuò)的方法往下處理。(五)燒鉆事故的處理
燒鉆事故的主要原因是孔底鉆頭得不到?jīng)_洗液的冷卻,與巖石摩擦不斷產(chǎn)生高溫,直至達(dá)到燒熔和巖石凝結(jié)在一起。
1.孔底鉆頭得不到?jīng)_洗液冷卻的主要原因:
(1)水泵工作不正常,不送水主要是水泵的活塞損壞、傳動(dòng)部分損壞,進(jìn)排水管被堵塞,水源池液面下降吸水蓮蓬頭露出水面進(jìn)空氣等。
(2)孔內(nèi)鉆桿或接頭破裂中途漏水。
(3)孔內(nèi)噴反鉆具假循環(huán)。
(4)掃孔或換層(由硬變軟),立軸下行過快,來不及排粉鉆頭被堵死。2.燒鉆事故的處理方法:
(1)燒鉆事故發(fā)生時(shí),不應(yīng)急于關(guān)車,盡可能利用油壓系統(tǒng)或升降機(jī)將鉆具頂高或提離孔底后再關(guān)車,這樣能使燒的程度減輕。
(2)燒鉆事故阻力很大,往往用拉、打、頂?shù)姆椒ㄌ幚砼懦目赡苄院苄?,一般需要采用反或炸的方法取出孔?nèi)事故鉆桿,然后用透或擴(kuò)、割或劈、磨滅的方法處理。
三、重大事故的處理
重大事故是指經(jīng)過用一般工具和方法處理無效,處理難度較大的事故,或在處理事故中又發(fā)生事故。如鉆桿折斷或脫扣在鉆孔的超徑部位,下入絲錐去對(duì)找不到斷頭的事故,鉆桿折斷、脫扣后沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn),甩成數(shù)節(jié)在孔內(nèi)穿插成多頭的事故,兩套以上粗徑鉆具擠夾在一起的事故,孔內(nèi)掉入特殊物體的事故等。(一)找不到斷頭的事故
找不到斷頭的事故有兩種,一種是鉆桿折斷或脫扣后找不到頭,另一種是巖心管折斷或脫扣后找不到頭。這兩種事故發(fā)生的主要原因是因?yàn)殂@孔某些孔段嚴(yán)重超徑形成空穴,鉆具折斷或脫扣后斷頭躲閃在超徑空穴處緊貼孔壁,下入絲錐撈取碰不到對(duì)不上。
1.找不到鉆桿斷頭事故的處理
(1)
這種事故發(fā)生后有些是不知道的,開始必定是按常規(guī)下入絲錐去撈取,當(dāng)下到斷頭孔深碰不到對(duì)不上時(shí),才感到找不到斷頭的事故發(fā)生了。這時(shí)要上下來回尋找碰對(duì),但要特別注意不能將打撈絲錐無限度往下放,否則會(huì)把事故斷頭越擠越靠邊,給下一步處理帶來困難。(2)
證實(shí)是找不到斷頭的事故后,第一步可將連接絲錐的鉆桿壓成一定的彎曲度,下到斷頭孔深上下小距離范圍活動(dòng),用管鉗來回轉(zhuǎn)動(dòng)尋找,一般如果超徑空穴不大,斷頭貼壁不緊可以碰到頭對(duì)進(jìn)去。這種情況用公絲錐去對(duì)效果較好,因?yàn)楣z錐尖接觸面小,碰得到,就有可能對(duì)進(jìn)去。而母絲錐底部是圓環(huán)狀接觸面,碰得到的可能性大,但對(duì)進(jìn)去的可能性少,因?yàn)橥莾蓚€(gè)圓環(huán)狀接觸面(即絲錐圓環(huán)狀與斷頭圓環(huán)狀)交錯(cuò)開壓住難對(duì)進(jìn)去。另外母絲錐來回對(duì)久了還會(huì)造成把斷頭擠向靠邊。(3)上述方法碰不到,對(duì)不進(jìn)去,說明斷頭偏離鉆孔中心比較大,這時(shí)如再將連接絲錐鉆桿的彎曲度加大,受到上部完整孔徑的限制下不去,可采用如下方法處理:A.采用帶有撈鉤的公絲錐去打撈(見圖20—15)。這種撈鉤有右旋的也有左旋的。右旋的為正絲鉤配正絲絲錐,左旋的為反絲鉤配反絲錐。B.采用活動(dòng)鉤子扶正鉆桿斷頭(見圖20—16)。這種鉤適用于嚴(yán)重超徑和溶洞孔段發(fā)生的找不到斷頭事故。這種鉤子長度可由75—350毫米(活動(dòng)直徑相當(dāng)于250—800毫米)的范圍內(nèi)任意選擇。鉤子的作用原理見示意圖鉤子將鉆桿斷頭扶正,提上鉤后再下入絲錐去撈取。
C、采用永磁打撈器打撈。
D、當(dāng)事故鉆桿斷頭嚴(yán)重彎曲,或緊貼超徑孔壁,用導(dǎo)向和扶正的方法均不能使絲錐對(duì)上鉆桿斷頭時(shí),可考慮將斷頭磨掉或切掉一節(jié),人工在事故鉆桿上制造出“新頭”,然后再用絲錐進(jìn)行打撈。快轉(zhuǎn)速,輕壓力,慢給進(jìn),防止將斷頭劈開兩半或切鐵鉆頭順著事故斷頭下滑打出新孔。鉆桿多頭事故的處理
發(fā)生原因有如下幾個(gè)方面:①鉆進(jìn)中鉆桿折斷或斷脫沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn),或沒有及時(shí)關(guān)車,剩下鉆桿繼續(xù)回轉(zhuǎn)摔脫造成多頭事故。②升降鉆具時(shí)發(fā)生跑鉆,鉆具墩斷成數(shù)節(jié)造成多頭事故。③在處理一般鉆桿折斷或脫扣事故,下入公錐撈取時(shí),發(fā)生了跑鉆造成多頭事故。④采用反的方法處理事故,在反取鉆桿時(shí),沒有掌握好反的回轉(zhuǎn)程度,一次將鉆桿反脫幾處造成多頭事故。⑤用拉、頂?shù)姆椒ㄌ幚硎鹿蕰r(shí)將鉆桿或接頭拉、頂斷跑下去造成多頭事故。(2)多頭事故發(fā)生后,除上述③、⑤兩種情況當(dāng)時(shí)就知道外,其他幾種情況可能是當(dāng)時(shí)不知道的。多頭事故,開始處理時(shí)一般作為鉆桿折斷或脫扣情況處理,用絲錐去撈取,當(dāng)鉆具下入至碰頭孔深,碰不到時(shí),才發(fā)現(xiàn)出了多頭事故。四、套管事故的處理
套管事故的發(fā)生有兩種情況,一是在鉆進(jìn)過程中發(fā)生了套管事故,另一種是終孔后起拔套管時(shí)發(fā)生了套管事故。這兩種套管事故的情況基本上相同,但處理方法有所區(qū)別。
(一)鉆進(jìn)中套管事故的處理
鉆進(jìn)中常見的套管事故有下沉,折斷、脫扣、掛管、磨穿等幾種。下沉、折斷、脫扣、掛管的原因主要是下套管時(shí)未下到真硬盤,孔口沒有填封好,日久造成管底懸空,由于鉆具的擺動(dòng)和敲打而造成。
(1)套管下沉,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)要立即處理,不能拖延勉強(qiáng)鉆進(jìn)。丈量下沉距離,補(bǔ)入管子并連接出孔口,重新封填好。如果下沉套管管口偏離鉆孔中心大,與補(bǔ)入的套管錯(cuò)口連接不上,可采用木塞導(dǎo)向下入,見圖20—22。圖中(1)是用固定木塞導(dǎo)向,下沉管與補(bǔ)入管連接好后,下入小一級(jí)鉆具將導(dǎo)向木塞鉆掉。圖中(2)是下入活動(dòng)木塞導(dǎo)向,再下補(bǔ)入管與下沉管連接,連接好后,將活動(dòng)木塞抽出。
(2)下沉管頭絲扣損壞無法與補(bǔ)入管連接,可用絲錐打撈將下沉管起拔上來,卸掉上部一根,補(bǔ)入套管再下回去。
如果下沉管起拔不動(dòng),或考慮到起拔會(huì)造成坍塌、掉塊,可采用補(bǔ)入套管同徑套接,擴(kuò)孔后大徑套接、換徑套接三種方法進(jìn)行處理。(二)終孔后起拔套管發(fā)生事故的處理
1.防止起拔套管發(fā)生折斷、脫扣事故,采用卡管器從套管底部卡住,然后用千斤頂是有效的。
2.如果孔壁不好,取出上部套管后會(huì)垮孔,應(yīng)采用下入卡管器至套管底部卡住,再起拔,這樣能避免造成找不到管頭的事故。兜底法水壓撈管器
水壓撈管器是由沖洗液的壓力,推動(dòng)活塞桿向下,迫使裝在其上的三塊齒瓦6沿外殼3下部錐形體的滑槽5下行,并張緊在套管內(nèi)壁上。然后,上提與撈管器連接的鉆桿,則錐體上行,使卡瓦可靠地卡死在套管內(nèi)壁,將事故套管提撈上來。如果提拔無效,則將鉆桿下壓,錐形體下行,齒瓦即可收縮,安全取出撈管器。巖心管卡取器結(jié)構(gòu)圖
原理:卡取器帶卡料至卡取位置,卡取時(shí)開泵將卡料準(zhǔn)確可靠的投放到預(yù)定位置。當(dāng)巖心管脫落孔內(nèi),或是套管脫節(jié),因巖心管或套管絲扣損壞,絲扣不能吃扣時(shí),采用巖心管卡取器撈取更為適用。掉落套管投入卡料撈取工具下入管內(nèi)投卡料撈取器外卡取打撈工具鉆桿卡管卡料事故鉆桿“磨削”工具紅色部分為“將被磨削”的事故鉆具全斷面磨削工具割刀工具離心式套管割刀水壓式套管割刀第五節(jié)金剛石小口徑鉆進(jìn)孔內(nèi)事故
的預(yù)防和處理
金剛石小口徑鉆進(jìn)的孔內(nèi)事故比合金和鋼粒鉆進(jìn)要少得多,但由于地層復(fù)雜、鉆具過度磨損和疲勞破壞、操作不當(dāng)?shù)?,也?huì)發(fā)生一些類似大口徑的孔內(nèi)事故和一些大口徑?jīng)]有的特殊事故。一、燒鉆事故的預(yù)防和處理
燒鉆事故是金剛石小口徑鉆進(jìn)的大敵,被列為嚴(yán)重事故之一,這種事故不僅會(huì)將金剛石鉆頭燒毀造成損失,往往還會(huì)造成鉆具燒死卡在孔內(nèi),要花費(fèi)較多的人力、物力,采用打,頂,反、掏或擴(kuò)、磨滅等方法去處理。(一)燒鉆事故的預(yù)防1.給進(jìn)操作時(shí)要集中精力操作,隨時(shí)觀察孔底壓力指示器、水泵壓力表(用電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力時(shí)應(yīng)注意觀察電流表),孔口返水情況及進(jìn)尺速度和動(dòng)力機(jī)負(fù)荷變化,發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停車并提升鉆具。2.保持水泵良好的工作性能,保證水流不中斷,并有足夠的泵壓。3.保持水源箱清潔,經(jīng)常清除循環(huán)系統(tǒng)里的巖粉和雜物,防止鉆進(jìn)中被泵入鉆桿內(nèi)或雙管接頭內(nèi)造成堵水。4.下鉆時(shí)嚴(yán)禁一下到底,應(yīng)先開泵,待沖洗液循環(huán)暢通后再慢慢將鉆具放到孔底。5.下鉆前要認(rèn)真檢查巖心管水眼暢通情況(特別是單動(dòng)雙管接頭的水眼)。鉆桿與接頭、立根與立根連接時(shí)要用棉紗或軟金屬墊加以密封,防止管路中途漏水。6.發(fā)現(xiàn)巖心堵塞和蹩泵應(yīng)立即提鉆。7.在較軟巖層中鉆進(jìn)和由硬巖層變軟巖層時(shí),要適當(dāng)控制進(jìn)尺速度,不許盲目加大壓力追求進(jìn)尺,特別是孕鑲鉆頭高轉(zhuǎn)速鉆進(jìn),如果壓力過大冷卻不良很容易燒鉆。8.外徑和水口高度已磨損太小的孕鑲鉆頭,底面不平的鉆頭禁止使用,否則很容易產(chǎn)生局部燒鉆。9.孔內(nèi)要保持清潔,孔內(nèi)不許有碎合金片和鐵片,巖粉不得超過0.2米。燒鉆事故的處理
1.發(fā)現(xiàn)燒鉆時(shí),必須以最快的動(dòng)作用升降機(jī)拉起或用油壓系統(tǒng)頂起鉆具再關(guān)車,關(guān)車后要繼續(xù)往上拉或頂,盡量讓鉆具多離孔底。2.拉、頂無效應(yīng)立即反出孔內(nèi)的全部事故鉆桿和巖心管接頭,撈取巖心管內(nèi)的巖心,再用專門的掏心鉆頭(見圖20—24)和小一級(jí)鉆具透過事故鉆具一段(最少要100~200毫米),然后下入絲錐試撈取事故鉆具,最后下入專用的磨孔鉆頭,如圖所示,將孔底殘留物磨掉,試孔內(nèi)情況,也可用如圖所示的撈鐘或撈砂筒將孔底殘留物撈盡,方可繼續(xù)鉆進(jìn)。圖20-24掏心鉆頭
1
23
圖磨孔鉆頭1-磨孔鉆頭,2-平推磨孔鉆頭,3-十字鉆頭二、金剛石鉆頭、擴(kuò)孔器胎體脫落事故
的預(yù)防和處理(一)胎體脫落的原因1.下鉆時(shí)在鉆孔換徑的地方或中途遇到掉塊、活石,脫落巖心,鉆具受阻墩碰使胎體破裂脫落。2.新鉆頭、擴(kuò)孔器出廠時(shí)胎體有裂紋沒有檢查出來。3.舊鉆頭使用過程中,由于壓力大或強(qiáng)烈震動(dòng),胎體產(chǎn)生破裂。4.鉆頭選擇不當(dāng),用較軟的胎體鉆頭去鉆進(jìn)硬、脆、碎的巖層。5.違章作業(yè)用金剛石鉆頭掃掉塊、活石、脫落巖心,或發(fā)生跑鉆造成胎體碰崩脫落。(三)胎體脫落事故的處理
1.用“抓”的方法抓取,用一根同徑的短巖心管,將一端進(jìn)行回火處理,鋸幾個(gè)爪子,并將爪子尖稍往內(nèi)掰一點(diǎn)(見圖20—25),下到孔底,加以適當(dāng)?shù)膲毫?,使爪子向?nèi)收攏,再開車轉(zhuǎn)幾圈,這方法一般較大的胎體塊都可抓起來。
2.粘:用一根0.5米長的同徑巖心管,鋸掉一端絲扣,將內(nèi)口加工成喇叭狀,用一個(gè)堵有木塞的大腦袋擰在有絲扣的一端,再將管內(nèi)填滿半濕半干的粘土或軟瀝青、白臘(見圖20—26),下到孔底,輕輕墩幾下。這種方法可粘上小塊的胎體。
3.套:有兩種方式,一種是用同徑的合金或針狀合金鉆頭,用輕壓、慢轉(zhuǎn)和小水量鉆進(jìn)一段進(jìn)尺,卡好巖心,使小塊胎體隨巖心被提上來,另一種是用比原孔徑小1~2級(jí)的合金或針狀合金鉆頭下到孔底(小鉆具上部需用同徑導(dǎo)正)擠開掉入的小塊胎體,在孔底中間打出一個(gè)深0.2~0.3米的小眼,讓小塊胎體裝進(jìn)小眼內(nèi),然后再用同徑鉆頭鉆進(jìn)一段進(jìn)尺,卡好巖心,將小塊胎體套取上來。
第六節(jié)埋鉆事故的預(yù)防與處理重點(diǎn)分述
鉆具在孔內(nèi)被巖粉、鉆粉沉埋或被孔壁坍塌物、流砂等埋住,不能轉(zhuǎn)動(dòng),不能提升,也不能通水時(shí),叫埋鉆事故。埋鉆事故往往發(fā)生在孔底,陷埋物不僅填蓋在鉆具上部,而且填滿在鉆具周圍。單純的埋鉆事故較少,多因其它鉆具事故,處理時(shí)間較長而引起埋鉆事故,其中鉆粉事故的情節(jié)較為嚴(yán)重。
一、埋鉆事故的原因及征兆二、埋鉆事故的預(yù)防三、埋鉆事故的處理糊鉆地層縮徑夾鉆
發(fā)生埋鉆前有如下征兆:①埋鉆前,下鉆不能到底,鉆進(jìn)中鉆具回轉(zhuǎn)阻力增大。時(shí)有蹩車的現(xiàn)象,提動(dòng)、回轉(zhuǎn)鉆具,阻力略微減輕,但接著阻力又增大;②開始有些堵水,繼而產(chǎn)生嚴(yán)重蹩泵現(xiàn)象,隨著孔口就不返水,時(shí)間愈長,事故情節(jié)愈惡化。
一、埋鉆事故的征兆及原因
引起孔壁垮塌的因素是:(1)地層本身松散破碎、膠結(jié)薄弱,例如嚴(yán)重的風(fēng)化層、松軟的煤層、流砂層等。鉆孔穿過這些巖層時(shí)又未采取有效的護(hù)壁措施。(2)泥漿質(zhì)量不符合要求,如失水量大,含砂量高,泥皮厚而疏松,未起到保護(hù)孔壁的作用。(3)鉆具受壓過重,成彎曲狀態(tài),轉(zhuǎn)動(dòng)后發(fā)生劇烈振動(dòng),碰擊孔壁,造成垮塌??妆诳逅?/p>
(4)在松散巖層中沖洗液流速過高,將孔壁沖毀后,鉆孔超徑,上升的沖洗液在此形成渦流,對(duì)孔壁產(chǎn)生嚴(yán)重沖刷,引起松散巖層的塌陷。(5)隨著沖洗液的大量滲漏,沖洗液滲入巖層裂隙與孔壁裂隙,促使巖石膨脹、位移和解體。在孔內(nèi)無液柱反壓力平衡的情況下,很容易造成坍塌。鉆孔中大量巖粉沉淀的原因在于:(1)所鉆的巖石松軟,進(jìn)尺速度快,產(chǎn)生大量巖粉,未能迅速而及時(shí)地排除。(2)泥漿質(zhì)量差,膠體率差,切力不夠,對(duì)巖粉懸浮和攜出能力差。(3)水泵工作不正常,排出的沖洗液量不足。(4)鉆桿接頭部份漏水嚴(yán)重,沖洗液未到達(dá)孔底即返回地表。(5)停泵時(shí)間較長,而鉆具又未提離至安全孔段。(6)孔內(nèi)巖粉很多,沒有專門撈渣。巖粉沉淀
1.鉆孔穿過松散破碎、容易坍塌的巖層或流砂層時(shí),一定要采取有效的護(hù)壁措施。一般采用比重較大,失水量低,粘度適宜的泥漿就能解決問題,必要時(shí)還得使用粘土球固壁、水泥固壁,直至下套管護(hù)孔。
2.加強(qiáng)泥漿管理,應(yīng)經(jīng)常檢查泥漿的性能指標(biāo),必要時(shí)要進(jìn)行性能調(diào)整。污染后要及時(shí)更換新鮮泥漿,循環(huán)槽、水源箱、沉淀箱等應(yīng)經(jīng)常清理。
3.保持水泵有足夠的泵量、泵壓。當(dāng)泵量、泵壓不足時(shí),不能湊合鉆進(jìn)。鉆進(jìn)中應(yīng)避免沖洗液循環(huán)中斷,尤其是鉆進(jìn)砂層、松軟巖層更應(yīng)特別注意。提鉆前,應(yīng)先沖孔,使孔內(nèi)巖粉排除干凈,待提出機(jī)上鉆桿后,方能停泵。
4.鉆具在孔內(nèi)時(shí)不能停止沖洗液循環(huán)。因故修理水泵時(shí),必須把鉆具提至安全孔段。二、埋鉆事故的預(yù)防5.鋼粘鉆進(jìn)時(shí)必須帶取粉管撈粉?;卮伍_始和終了都要用大泵量沖孔。當(dāng)孔內(nèi)巖、鉆粉超過0.3m時(shí),應(yīng)專門撈粉。在孔底巖粉較多的情況下,每次下鉆離孔底有一定的距離時(shí),即應(yīng)開泵,邊沖洗邊掃孔,切忌一下到底。6.鋼粒鉆進(jìn)時(shí)要正確掌握投砂量和送水量。鋼粒鉆進(jìn)換硬質(zhì)合金鉆進(jìn)以及鋼粒鉆進(jìn)換徑時(shí),孔底鉆粉必須撈取干凈。7.處理其它事故時(shí),防止同時(shí)發(fā)生埋鉆事故。當(dāng)發(fā)生卡鉆、跑鉆、斷鉆桿等事故時(shí),如果沖洗液尚能循環(huán),千萬不要立即停泵,而應(yīng)首先沖孔,再進(jìn)行處理。如不能循環(huán),應(yīng)加速排除上述事故,以免鉆具在孔內(nèi)放置過久而埋陷。8.為了防止不穩(wěn)定孔段巖層坍塌,提鉆時(shí)應(yīng)向孔內(nèi)回灌沖洗液。
取粉管勤于撈粉
埋鉆事故用強(qiáng)拉硬頂?shù)霓k法往往不能收效。排除這類事故往往采取以下措施:
1.首先進(jìn)行強(qiáng)力開泵沖孔,以求用沖洗液沖散坍塌物,并排出孔外。在強(qiáng)力開泵的情況下串動(dòng)鉆具,并逐步擴(kuò)大串動(dòng)的范圍。對(duì)于不太嚴(yán)重的埋鉆事故,這樣處理往往可以排除。
2.若填埋很厚,其程度比較嚴(yán)重,經(jīng)上述方法處理無效時(shí),可將填埋物以上的鉆桿反上來,然后下入同徑鉆具送水鉆進(jìn)。待將填埋物鉆掉,再?zèng)_洗干凈用絲錐撈取事故鉆具。
3.如撈取不動(dòng)時(shí),可把巖心管、異徑接頭以上的鉆桿全部反回,再用透孔的方法處理。
4.經(jīng)以上方法處理仍不收效。最后只有采取反、磨、割的方法處理。如條件允許,亦可換小一級(jí)的孔徑鉆進(jìn)。三、埋鉆事故的處理
在鉆進(jìn)過程中由于孔底沖洗液不足,鉆頭冷卻不良,巖粉排除不暢,鉆頭與孔壁、巖心和巖粉磨擦產(chǎn)生高熱,使鉆頭、孔壁巖層、巖心燒結(jié)為一體。此時(shí)沖洗液循環(huán)中止,鉆具不能回轉(zhuǎn),也不能提動(dòng)。這種孔內(nèi)事故稱為燒鉆事故。燒鉆事故可發(fā)生在金剛石鉆進(jìn)、硬質(zhì)合金鉆進(jìn)和鋼粒反循環(huán)鉆進(jìn)中。特別是金剛石鉆進(jìn),鉆頭與孔壁、巖心的間隙很小,而轉(zhuǎn)速又快,操作時(shí)一旦粗心大意,很容易出現(xiàn)燒鉆事故。第七節(jié)燒鉆事故的預(yù)防與處理
水泵方面:工作不正常,送水量小或不送水。(1)蓮蓬頭露出水面,或巖粉和其它雜物堵塞,未及時(shí)發(fā)現(xiàn)。(2)吸水管道堵塞或有空氣,未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除。(3)進(jìn)水閥或排水閥磨損過度;閥門彈簧失去彈性或折斷;閥門座被吸入雜物墊住而未及時(shí)排除故障。(4)活塞膠皮碗或缸套過于磨損,未及時(shí)更換。(5)吸水高度太大,吸水管道太長或直徑太小。一、燒鉆事故的原因操作方面:
(1)鉆進(jìn)軟、塑性巖層時(shí),鉆頭剛下到孔底就加高壓進(jìn)行鉆進(jìn),造成鉆頭壓入巖層過深,水路不能暢通。(2)巖層由硬變軟時(shí),進(jìn)尺速度變快,如不同時(shí)加大泵量或控制鉆進(jìn)速度,巖粉不能很好排出。愈聚愈多,循環(huán)條件愈來愈壞,先是糊鉆,后是完全堵死,最后成為干鉆。摩擦產(chǎn)生高熱,將鉆頭燒在孔底。(3)鉆桿因絲扣磨損而破裂,或絲扣連接不嚴(yán)而漏水,下鉆前未經(jīng)檢查和更換,造成中途漏水,使孔底沖洗液供給不足。(4)鉆桿或雙層巖心管接頭水路被雜物堵塞,造成水路不通。(5)硬質(zhì)合金鉆頭內(nèi)外出刃及水口過小,水槽過淺,使沖洗液循環(huán)不暢。特別是鉆進(jìn)塑性巖石時(shí),會(huì)產(chǎn)生泥包現(xiàn)象,堵死水路。(6)金剛石內(nèi)外出刃磨損過度,水路不合要求,在轉(zhuǎn)速很高的情況下摩擦產(chǎn)生高熱,得不到很好的冷卻。(7)鉆進(jìn)時(shí)巖心堵塞,沖洗液不能全部送到孔底,未及時(shí)處理或提鉆。巖心堵塞往往是導(dǎo)致燒鉆的重要原因。(8)使用孔底反循環(huán)鉆進(jìn),由于反循環(huán)水路堵塞,噴射器抽吸沖洗液的作用減弱,甚至完全停止成為干鉆,加之孔底巖粉大量堆積,而發(fā)生燒鉆。(9)掃孔速度太快。鉆頭插放巖粉,水路堵死。燒鉆事故發(fā)生前常有如下征兆
1.進(jìn)尺很慢或不進(jìn)尺。
2.嚴(yán)重蹩水,泵壓猛增。高壓膠管蹩勁跳動(dòng)厲害,水泵壓力表指針突然升高。
3.孔內(nèi)鉆具阻力很大,扭矩表指針急劇上升。
4.動(dòng)力機(jī)負(fù)荷增大,發(fā)生與正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不同的聲音。傳動(dòng)皮帶跳動(dòng)厲害,夜間照明電燈忽明忽暗。
5.水泵往復(fù)次數(shù)減少。
6.提動(dòng)鉆具困難,一旦燒鉆以后,既開不動(dòng)車,又提不動(dòng)鉆具。二、燒鉆事故的征兆
1.做好水泵的維修保養(yǎng)和沖洗液的管理工作。要定期清理沖洗液循環(huán)系統(tǒng),保持沖洗液的清潔。
2.認(rèn)真檢查鉆具,下鉆前要認(rèn)真檢查雙管接頭水眼是否暢通,鉆頭、擴(kuò)孔器、卡簧座等水路是否合乎要求;檢查鉆桿接頭絲扣的磨損情況;新加鉆桿時(shí),要檢查鉆桿接頭內(nèi)孔是否堵塞,有無破裂現(xiàn)象;特別是金剛石鉆進(jìn),下鉆時(shí)必須在接頭處纏棉紗,或加密封圈,防止跑水。
3.保持孔內(nèi)清潔,每次下降鉆具應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)巖粉的多少,離孔底一定距離先開泵沖孔,然后開車掃孔??變?nèi)巖粉超過0.3m,應(yīng)專程撈粉。
三、燒鉆事故的預(yù)防
4.要及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理巖心堵塞,根據(jù)送水量和泵量變化,鉆進(jìn)速度的快慢等情況,一旦發(fā)現(xiàn)巖心堵塞,應(yīng)及時(shí)處理;凡水泵蹩泵,應(yīng)立即起鉆;硬質(zhì)合金鉆進(jìn)時(shí),發(fā)現(xiàn)巖心堵塞,但不蹩泵,可稍微上下提動(dòng)鉆具(管內(nèi)堵塞一般無效)或?qū)@頭稍微提高孔底。用慢車空轉(zhuǎn)1~2分鐘,或適當(dāng)加大鉆壓,強(qiáng)迫鉆頭進(jìn)尺頂活巖心,無效則立即提鉆;金鋼石鉆進(jìn)發(fā)生巖心堵塞時(shí),不得用大鉆壓、高轉(zhuǎn)速處理,要立即提鉆。
5.操作人員要集中精力,應(yīng)做到眼觀六路、耳聽八方,觀察各種儀表顯示的數(shù)據(jù)及機(jī)械、皮帶、膠管等運(yùn)轉(zhuǎn)情況,發(fā)現(xiàn)異常,有燒鉆危險(xiǎn),應(yīng)及時(shí)處理。
燒鉆事故發(fā)生后,應(yīng)及時(shí)處理。若孔內(nèi)不清潔,往往易造成燒鉆加埋鉆雙重事故。當(dāng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)燒鉆且程度較輕,孔內(nèi)較清潔時(shí),應(yīng)立即采用升降機(jī)強(qiáng)力起拔。強(qiáng)拉時(shí),不要死拉,即邊開車邊拉。如提拉不動(dòng),再用千斤頂起拔。嚴(yán)重的燒鉆事故,用升降機(jī)提拉和千斤頂起拔往往無效。一般應(yīng)先反回鉆桿和異徑接頭,然后再用割、擴(kuò)孔套取、劈、磨等辦法進(jìn)行處理。在金剛石單動(dòng)雙管鉆進(jìn)發(fā)生燒鉆時(shí),通常先反出全部鉆桿,然后將內(nèi)管取上來,再進(jìn)行掏心,最后用公錐撈取外管及擴(kuò)孔器和鉆頭。如果撈不上來,則采取分段割取或消滅的辦法處理。處理的步驟如下:四、燒鉆事故的處理
(1)根據(jù)孔內(nèi)鉆具的情況合理選用打撈工具。如反絲公錐、反絲母錐等。(2)根據(jù)反鉆桿的情況,分析巖心管接頭是否能反開。如沒把握反開,可采用“剝皮”的辦法處理。即用鉆頭將巖心管接頭切掉一層,“剝皮”的高度要掌握好,千萬不能切到絲扣以下,否則,用公錐去錐的時(shí)候,內(nèi)管彈子盤跟著轉(zhuǎn)動(dòng),無法吃扣?!皠兤ぁ币院螅猛瑥侥稿F打撈巖心管接頭和內(nèi)管。步驟一:反掉鉆桿,反掉巖心管接頭,取出內(nèi)管。(1)打小眼鉆桿要直,小眼鉆頭要小于短管內(nèi)徑4~6mm。如φ56mm鉆具的短管內(nèi)徑為40mm,小眼鉆頭的直徑只需36mm或34mm即可。(2)打小眼壓力要輕,水要暢通,轉(zhuǎn)速不宜過快。小眼鉆進(jìn)時(shí)間不宜過長,以防折斷小眼鉆頭,或造成兩套卡在一起的事故。(3)將擴(kuò)孔器和鉆頭內(nèi)的巖心掏凈,并鉆進(jìn)一段后,起上掏心鉆具。提鉆時(shí)不能提前關(guān)泵,待機(jī)上鉆桿拉出孔口方可關(guān)泵。(4)下公錐撈取外管、擴(kuò)孔器和鉆頭。如已撈上來,則要用磨孔鉆頭將殘留在孔內(nèi)的胎體碎塊磨掉,才能繼續(xù)鉆進(jìn)。如撈不上來,則分段割取。步驟二:掏心、打小眼
用離心式割刀去割,割時(shí)鉆桿彎一點(diǎn)即可。鉆桿直徑越小越好,可采用φ33.5mm鉆桿制作的離心式割刀去割φ64mm的巖心管;φ42mm鉆桿去割φ73mm的巖心管。如果割斷了還取不起,說明鉆具在孔底又燒又卡??稍儆脧濄@桿下去震擊一下,以求松動(dòng),繼續(xù)打撈。無效時(shí),最后采取消滅處理。步驟三:分段割取
(1)使用帶導(dǎo)向器的環(huán)狀切鐵鉆頭磨滅巖心管時(shí),導(dǎo)向器的長度和直徑要合適。長度過大會(huì)折斷導(dǎo)向器件,掉入孔內(nèi)使事故復(fù)雜化;長度過小起不到導(dǎo)向作用,一般以10cm為宜。直徑要與被消滅的巖心管相適應(yīng),要求剛好套在巖心管內(nèi)。(2)消滅時(shí),壓力不能過大,轉(zhuǎn)速可根據(jù)孔內(nèi)情況適當(dāng)開快,防止鉆偏。(3)孔深數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確,磨到擴(kuò)孔器時(shí),不能再消滅,要進(jìn)行撈渣,打小眼。最后用公錐撈取擴(kuò)孔器和鉆頭。步驟四:消滅巖心管
所謂鉆具擠夾、卡阻就是常說的夾鉆和卡鉆。夾鉆則是粗徑鉆具側(cè)部在孔內(nèi)被夾持住,既提不上來,又不能回轉(zhuǎn),而且沖洗液不能暢通,多數(shù)情況下有蹩水現(xiàn)象??ㄣ@往往是粗徑鉆具頂部在孔內(nèi)卡住,提不上來,回轉(zhuǎn)時(shí)有阻力,甚至發(fā)生蹩車和卡死,但一般能通水。第八節(jié)鉆具擠夾、卡阻事故的預(yù)防與處理
處理事故后的“成果”卡痕發(fā)生鉆具擠夾,卡阻事故的主要原因有以下8方面:
1、孔壁巖石掉塊,巖層滑移和錯(cuò)動(dòng)。
2、巖層遇水膨脹,孔徑收縮。
3、鋼粒或碎硬質(zhì)合金擠夾鉆具。
4、孔壁和巖芯不規(guī)則,操作不當(dāng),鉆頭與孔壁或巖芯直接擠夾。
5、孔身彎曲,孔壁形成“鍵槽”。
6、孔身不規(guī)整,孔徑大小變化懸殊,形成巖粉“懸橋”。
7、套管柱偏斜,管鞋突出。
8、小物件落入孔內(nèi)。一、事故發(fā)生的原因
當(dāng)鉆孔穿過不穩(wěn)定地層,由于破壞了地層的平衡狀態(tài),孔壁發(fā)生變形,不堅(jiān)固和不穩(wěn)定部分就向鉆孔中心產(chǎn)生位移。輕者表現(xiàn)為錯(cuò)動(dòng)和位移;重則發(fā)展為掉塊、探頭石出露和垮塌。兩者都會(huì)造成夾鉆和卡鉆。此外,引起孔壁不穩(wěn)定而造成夾鉆和卡鉆的因素有:(1)鉆進(jìn)時(shí),由于鉆具穩(wěn)定性差,回轉(zhuǎn)對(duì)孔壁產(chǎn)生“敲邦”現(xiàn)象;加上沖洗液的沖刷,增加掉塊和探頭石夾鉆和卡鉆的可能性。(2)鉆進(jìn)中泥漿質(zhì)量變壞,未及時(shí)調(diào)整,尤其是失水量大,會(huì)造成泥皮脫落和不穩(wěn)定巖層坍塌掉塊而卡夾鉆具。(3)在破碎地層鉆進(jìn),盲目采用大壓力、高轉(zhuǎn)數(shù)。都會(huì)增加掉塊造成夾、卡鉆的可能性。(4)掃脫落巖心或擴(kuò)孔時(shí),操作不正確,使孔壁遭遇到破壞,加劇了坍塌、掉塊。原因之1:孔壁巖石掉塊,巖層滑移和錯(cuò)動(dòng)
當(dāng)鉆孔穿過塑性大的或膠結(jié)性差的巖層,如粘土層、泥巖、風(fēng)化頁巖、粘性較高的煤層等。由于沖洗液浸入或巖層吸收水分,造成膨脹而增大體積,向鉆孔中心收縮,形成縮徑。當(dāng)鉆孔縮徑較嚴(yán)重時(shí),便把鉆具擠夾和卡阻在縮徑孔段。原因之2:巖層遇水膨脹,孔徑收縮
(1)鋼粒鉆進(jìn)或硬質(zhì)合金鉆進(jìn)換為金剛石鉆進(jìn)時(shí),孔底殘留鋼?;蛩楹辖鹞磽迫「蓛?,待鉆進(jìn)一段后,殘余鋼粒或碎硬質(zhì)合金會(huì)掉落下來,造成鉆具夾卡。(2)由鋼粒鉆進(jìn)換硬質(zhì)合金鉆進(jìn)時(shí),如果孔底鋼粒未撈取干凈,一旦沖洗液量不足,或停止循環(huán),則殘余鋼粒就會(huì)向下沉淀,造成在硬質(zhì)合金鉆進(jìn)的孔段擠壓鉆具。(3)由硬質(zhì)合金換鋼粒鉆進(jìn)時(shí)以及下套管后采用鋼粒鉆進(jìn)時(shí),當(dāng)鋼粒的孔段未超過巖心管長度時(shí),容易因投砂量過多,送水量過大,造成鋼粒夾鉆事故。此時(shí),因巖層較堅(jiān)硬,造成的夾鉆事故往往比較嚴(yán)重。(4)鋼粒鉆進(jìn)采用一次投砂時(shí),孔徑上大下小,鉆孔呈錐形。如果下回次初,投砂量太多,而送水量太小,或鉆具在孔底因故停泵,就會(huì)發(fā)生鋼粒夾鉆事故。
原因之3:鋼粒或碎硬質(zhì)合金擠夾鉆具
金剛石鉆進(jìn)或硬質(zhì)合金鉆進(jìn)時(shí),上一回次鉆頭內(nèi)、外徑磨損嚴(yán)重,孔徑相應(yīng)縮小,孔身呈上大下??;巖心相應(yīng)增粗,呈上小下大。下一次使用新鉆頭時(shí),往往外徑大于孔徑;內(nèi)徑小于巖心直徑,如果下鉆過猛或升降鉆具時(shí)跑鉆,就會(huì)發(fā)生鉆頭直接與孔壁或巖心擠夾。如果巖石堅(jiān)硬,擠夾程度就更加嚴(yán)重。另外,在鋼粒鉆進(jìn)中,如果巖心破碎呈塊狀時(shí),容易因離心力等作用,從鉆頭水口處跑出,擠到鉆頭與孔壁之間而擠夾鉆具。原因之4:孔壁和巖芯不規(guī)則,鉆頭與孔壁或巖芯直接擠夾
在斜孔或彎曲孔段的凸出的弧形面上,經(jīng)常受到鉆桿的磨刮。特別是減壓鉆進(jìn)時(shí),上部鉆桿將承受拉力,受拉力的鉆桿旋轉(zhuǎn)時(shí)就不斷向彎曲孔段的凸出面碰磨,或者由于升降鉆具時(shí),經(jīng)常在凸出面拖拉。久之,沿孔壁形成一條縱向溝槽,形如機(jī)械輪上的鍵槽?!版I槽”結(jié)構(gòu)往往產(chǎn)生在不太堅(jiān)硬的巖層中,太硬的巖層不易被磨刮成溝槽。太軟的巖層鉆進(jìn)速度快,也不易形成牢固的“鍵槽”。已形成“鍵槽”的鉆孔,在提鉆時(shí)鉆桿受拉,呈縱向伸直,就自然嵌進(jìn)槽中,當(dāng)粗徑提到“鍵槽”下端,就受阻呈拉緊狀態(tài)。如果“鍵槽”深而牢固,即造成卡鉆。原因之5:孔身彎曲,孔壁形成“鍵槽”
當(dāng)沖洗液攜帶巖粉上升時(shí),一旦達(dá)到孔徑變大的部份,由于鉆孔斷面積突然變大,流速立即降低,一部份沖洗液還會(huì)形成渦流,于是巖粉逐漸沉積,形成“懸橋”,造成鉆具卡阻。原因之6:孔身不規(guī)整,孔徑大小變化懸殊,形成巖粉“懸橋”
用套管護(hù)壁時(shí),套管沒有下直、下正,或沒有下到基巖硬盤,或下套管換徑后孔身彎曲,使得套管鞋突出于孔底,鉆具提升時(shí)就會(huì)受阻。特別是鉆具帶有取粉管時(shí),取粉管頂部往往被套管鞋掛住。如果鉆桿與粗徑連接得不同心,更會(huì)加重上述情況的發(fā)生。原因之7:套管柱偏斜,管鞋突出
由于操作不慎,粗心大意,將卡盤扳手、活動(dòng)扳手等小工具、小物件掉落孔內(nèi),卡在鉆桿與異徑接頭連接處,使鉆具受到卡阻。原因之8:小物件落入孔內(nèi)
1.鉆具提動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)都有阻力,如澀滯、蹩勁等現(xiàn)象。下鉆時(shí)常常發(fā)生遇阻“擱淺”。
2.提鉆后巖心管和鉆頭有明顯擦痕,或粗徑鉆具表面刮有巖泥、泥皮,取粉管內(nèi)掉塊增多,塊度增大。
3.如果是掉塊卡、夾鉆,則鉆進(jìn)時(shí)有蹩車現(xiàn)象,提動(dòng)鉆具感到有勁;升降鉆具時(shí),不是突然卡住,開始往往可以活動(dòng)一定距離;一般情況下孔內(nèi)反水正常。
4.如果是探頭石或鍵槽卡鉆,卡鉆位置不變,起下鉆到此孔深就受阻,一般沒有擠夾力,沖洗液可以正常循環(huán)。當(dāng)粗徑鉆具卡阻部分脫離接觸時(shí),鉆具回轉(zhuǎn)無阻。
二、事故發(fā)生前的征兆
5.如果是巖層錯(cuò)動(dòng)和巖層遇水膨脹縮徑卡鉆、夾鉆,除升降鉆具遇阻,回轉(zhuǎn)阻力增加外,還有蹩泵現(xiàn)象。
6.如果鉆頭與孔壁直接擠夾,鉆具不能回轉(zhuǎn),提升阻力很大,送水時(shí)有蹩泵現(xiàn)象。
7.如果是鋼粒擠夾鉆具,夾鉆初期能在較大泵壓下開泵,但返水很小。如果孔內(nèi)清潔,蹩泵不嚴(yán)重,稍許提動(dòng)鉆具蹩車程度減輕,下放鉆具有蹩停車現(xiàn)象。如果孔內(nèi)鉆粉較多,則鉆具回轉(zhuǎn)阻力很大,蹩泵現(xiàn)象也嚴(yán)重。
8.巖心與鉆頭或碎巖心擠在鉆頭與孔壁之間時(shí),鉆具回轉(zhuǎn)阻力較大,提動(dòng)鉆具吃力,但不蹩泵,可能有驟然蹩車現(xiàn)象。
鉆具擠夾、卡阻的原因很多,而且比較復(fù)雜,必須根據(jù)具體情況和出現(xiàn)的征兆,采取相應(yīng)的預(yù)防措施,把事故消滅在萌芽狀態(tài)。
一般預(yù)防方法有:
三、事故的預(yù)防
(1)采
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