在处理孔内事故中,要坚持安全第一,钻塔螺丝、天轮螺丝棚绳与所有提引部件要认真检查,要详细研究分析事故原因,采取最佳方案,抓紧时间处理。平时对处理事故的打捞工具要准备好,保管好,用时才能得心应手。
对于钻探工程孔内事故,目前尚未见到确切定义的相关资料。通常把钻探工程施工过程中发生的,中断钻孔内正常钻进的各种故障统称为孔内事故。它分为埋钻、卡钻、烧钻、断钻、落物、套管事故等几种类型。
在煤田地质钻探过程中,孔内事故是制约效率和效益的主要因素,提前预防、准确判断、少走弯路、合理处理孔内事故,是提高钻探效益的重要保障。孔内事故的发生多数都是可以预防的,发生孔内事故并不可怕,可怕的是事故加事故,由简单的事故变成复杂的事故。准确的判断和合理的解决措施是处理孔内事故的关键。为此,笔者根据本人在长期的钻探工作中的经验,对怎样预防、判断、处理孔内事故,谈谈自己的见解。
1 孔内事故的起因
1.1 地质条件复杂,设备和管材质量不符合要求等,例如:岩石裂隙发育,有流沙,涌水,活石等。泥岩、土等塑性岩石而遇水膨胀而使钻孔缩径;遇到严重漏水、钻孔内液面突然下降,易引起井壁坍塌。管材质量有问题亦易发生孔内事故。
1.2 没有选择合理的钻进参数,如钻压,钻速,送水量。如卵砾石地层是地质钻探中常见的一种典型的不稳定地层,其基本特征是结构松散、无胶结,呈大小不等的颗粒状。当地层一旦被钻开,很容易破坏原来的相对稳定或平衡状态,使孔壁失去约束而产生不稳定。主要表现在钻进时易发生塌孔,冲洗液漏失严重,易发生卡、埋钻等孔内事故。在这种地层中钻进的关键是选择合理的钻进方法,采用先进的钻进技术,重点预防钻进时的冲洗液漏失及孔壁坍塌,提高进尺速度及岩石采取率。
1.3 操作人员技术不熟练,技术措施不当及违章作业等,例如在修理机器,进行长时间冲孔时,没有将钻具提离孔底并经常活动钻具,易造成埋钻、夹钻和泥皮粘附卡钻事故。在钻进破碎及复杂地层,若不使用优质泥浆护壁或提钻不灌孔,就会加剧钻孔坍塌,掉块而造成埋钻、卡钻事故。不根据岩石性质、钻头类型规格、钻孔深度、钻具组合等情况,盲目采取不合理的钻进参数就易造成钻具脱、烧钻事故等。
1.4 没有根据情况选用较先进的钻进技术,如深孔及复杂地层绳索取心钻探技术,反循环钻进技术,绳索打捞全面钻进技术,螺旋跟管无循环钻进成孔技术及潜孔锤同心跟管钻进技术等。
2 孔内事故的预防
孔内事故的预防应从分析事故发生的机理(原因)入手,通常有人为和自然两大因素。自然因素是指特殊的地层地质条件,一般人力难以改变。所以,主要应预防人为事故。分析过去发生的事故案例,绝大多数也都是人为因素所致。应针对这些因素,从管理、技术、教育等方面采取预防的措施。近几年来,我局应用安全系统工程的理论,引用危险辨析技术等方法预防事故,效果明显,具体做法有下面几点。
2.1 首先把孔内事故列为安全生产控制目标,并将目标逐级分解。主要控制损失大、后果严重的孔内事故,避免事故发生。把责任落实到各级领导及安全网络的每一个人员身上。
2.2 强调严格遵守安全操作规程。原煤炭、地矿等部门颁发的规程,在没有新的版本颁发以前,仍要执行。这些规程里的大多条款是针对孔内事故的,是经验和教训的结晶。同时,根据开辟的新项目,总结研究新问题,辨析危险源,采取针对措施,创立内部规程。
2.3 坚持安全检查制度。项目部、井队、班组分别按月、旬、日进行检查。把安全规程、制度、措施等内容编制成检查表,逐项对照检查,发现隐患与问题及时整改。
2.4 推广引用新技术,改进工艺和方法,提高本质安全。安全难题最终要靠技术进步来彻底解决。
2.5 结合推行iso国际质量管理体系和职业安全健康体系抓好孔内安全,把孔内安全的具体内容渗入到这两个体系当中,推行全面安全管理。同时,抓好安全教育培训,提高全员安全素质。我局每年组织职工开展的安全培训,都把孔内安全知识与技术作为主要内容,大大提高了职工掌握孔内安全的技能,事故率显著下降。
3 孔内事故的判断
3.1 孔内事故的发生往往都有预感,正常钻进时突然不进尺,钻具回转突然变轻,提拉时无劲或拉力称重不够重量,这是断脱钻具现象。
3.2 钻进时回转阻力突然增大,水泵压力逐渐增大,泵量逐渐减小或水敏性地层缩径,容易造成埋钻,烧钻事故。
3.3 提引系统检查不严,或各工种配合不好,下钻具时发生跑钻事故,小口径里钻具会弯曲,大口径里除弯曲外可能会发生多断头事故。
4 孔内事故的处理
对于孔内事故处理,首先要详细了解情况,如断头的深度、断头为何物、断头处的地层、断头的外径、内径尺寸等,再选择合适的打捞工具。在处理过程中要把握好锥、提、吊、打、扩、反顶、破等关键环节。
4.1 锥:对于断头事故。用锥子下钻时,要慢平稳,特别是快到断处,杜绝冲击事故头。碰头后感觉锥子锥入(一般碰头后锥子会多下5cm~10cm)。先人力用工具拧紧,然后给钻具400kg~500kg压力,用钻机转动,手不离离合手把,逐渐加力后可试提,提力较大可继续转动几圈,撑握离合器不要突然关闭,以免回力太大倒开钻具,也不要扭力过大锥断公锥。
4.2 提:对于一般事故,锥子锥上后都可提起,在提时拉力表、称重与钻具重量吻合可取钻。对于一般的埋钻、烧钻事故强力提拨可取上。离开孔底的埋钻,尽量活动,可边冲孔边钻动(前提是先打好优质的泥浆),一般孔内沉渣、岩粉较多的孔都能取上。对严重的埋、烧钻事故,在动用反丝前可强力提、快速放,反复连续多次,以利于钻具下部倒开。
4.3 吊打:在钻具受卡或一般的埋、烧钻事故中,利用吊锤能起到比原钻具提升大得多的力量,但在使用过程中,一定要检查好所有连接吊锤的部件,如连接环连接钢丝绳,提引装置的固定等。在人力打吊锤时,一定要统一指挥,齐心协力。
4.4 顶:对严重的挤、卡、埋、烧事故,可用千斤顶起拨,但在起拨过程中,一定要垫稳顶座,用小钢丝绳保险,逐渐加力,顶力较大时每顶10cm可停一停再顶,时刻观察压力表(钻杆的极限在40t左右、钻铤的极限在75t左右)。
4.5 反:反钻具时,一定要控制拉力中和点在钻具底部以利多反钻具,在每回次的反钻具过程中要稳而慢地开动转盘,并准确判断钻具的下行和上行距离(一般锥下行5cm左右,反开后上行5cm左右),反钻具时要详细纪录,下钻具时所有接头要大力拧紧,稳而慢地下钻,取钻时垫垫叉要稳,避免碰撞,造成有可能锥得不死的钻具脱落。
4.6 破:对于反不上的孔底粗径钻具,可打小眼穿透岩芯管后,再试捞,不成后可利用专用扫铁钻头扫掉岩芯管再打捞钻头,在扫岩芯管过程中要轻压慢钻、中泵量。
5 结束语
在钻探工作中,由于地层、钻探设备、钻探人员的操作水平,工作责任心等原因,经常会发生孔内事故。文章就煤田地质钻探中孔内事故的预防、判断和处理进行了探讨。在处理孔内事故时,首先要详细了解情况,再选择合适的打捞工具。在处理过程中要把握好锥、提、吊、打、扩、反顶、破等关键环节。