簡述地質找礦鉆探施工一般孔內事故的處理方法

【摘 要】：隨著貴州省黃金地質勘查的發展，淺部巖金日趨減少，“攻深找盲”的新認識、新思路將成為今后地質找礦的突破口，因此鉆孔的設計越來越深，井下鉆探事故發生的幾率也越來越多，如何避免事故的發生是鉆探工作者必須攻克的難題。本文以貴州天柱縣某金礦鉆探工程項目為例，就此進行了簡要的概述，希望對同行研究者有些益處。

【關鍵詞】：地質找礦；鉆探施工；孔內事故；處理方法

近幾年，隨著貴州省黃金地質勘查的發展，淺部巖金日趨減少，“攻深找盲”的新認識，新思路，將成為今后地質找礦的突破口，因此鉆孔的設計越來越深，這對鉆進技術提出的要求更高。因此掌握好正確的事故處理方法對減少孔內事故造成的人員和設備損傷來說至關重要。

1礦山地層地質概況分析

在貴州省天柱縣某金礦普查鉆探工程項目，該項目設計鉆探工作量6000.00延米，孔深多為600～800米。本項目施工區域山高谷深，屬山丘地貌，礦產豐富，主要有金、硫重晶石、高嶺土等。地層主要為淺灰-灰黃色厚層狀沉凝灰質板巖、變質細-中粒長石石英砂巖、灰黃色絹云母粉砂質板巖、粘土質板巖、灰-灰黃色厚層狀砂質板巖、灰白色厚層狀變余凝灰巖。構造帶多，巖層破碎。

2制定鉆探方案

在鉆進過程中要解決礦化蝕變帶破碎、坍塌失穩鉆孔的護壁；孔內漏漿；深孔操作和鉆進技術參數；事故的預防與處理等一系列的問題。針對工程施工地層的特點，精心制作《施工設計方案》，同時選用施工鉆進配套用的相關泥漿材料與鉆具、鉆頭等。

2.1鉆進用材料等相關配套設備參數

ZK3-1孔開孔，開孔孔徑Φ130mm，鉆進到27米，下入Φ127mm套管。改徑Φ110mm鉆進，至62米，下入Φ108mm套管。改Φ91mm鉆進，到112.6米，下入Φ89mm套管。改Φ75mm繩索取心鉆進。鉆進到164米，孔內開始出現漏漿情況，調整泥漿，降低漿液比重，加入木糠，801堵漏劑。泥漿比重1.03，漏斗粘度30.5秒。泥漿具體配方如下：清水+膨潤土2～3%+純堿0.2%+0.03% ～0.04%植物膠+0.2%Na-CMC（中粘）+0.02% ～ 0.03%聚丙烯酸鉀+2～3%木糠+1～2%801堵漏劑。

3發生的事故及處理方法

3.1事故原因（一）

鉆孔施工鉆進到360.70米，遇強構造破碎層，發生掉塊現象，鉆具被卡。

3.2事故分析及處理方法（一）

機臺首先采用上下竄動鉆具處理，效果不理想，后改為加大泵量，半離合開車，也沒有處理成功。后采取強力起拔，鉆具上來0.7米，卸出立軸鉆桿，提拉不動。在這種情況下，強行開車，可能會造成斷鉆桿事故。綜合分析決定采用頂、打的方法進行處理。首先在吊錘中心鉆桿下部鎖接手上焊接受力環，用Φ15.5mm鋼絲繩鎖住受力環下部鉆桿，鋼絲繩上端再套在回轉器上卡盤底座部位，使用給進油缸上頂，在約30KN壓力下，使用吊錘向上擊打。經過大約二個小時后，鉆具上來2.3米，解卡，鉆具全部提出孔外。然后，加工接手鉆頭，配制水灰比0.5的水泥漿（水泥5包 + 清水125Kg + C6H15NO3 0.15Kg），約200升。下入接手鉆頭鉆具，掃孔到底，提離孔底0.3米，將水泥漿液一次灌入。替水按公式“Q替 = K q （L-ι）+Q地”計算約為1014升（孔內靜止水位約26米），實際替水約1000升。再經過30多個小時孔內水泥凝結后，下鉆具透孔。換漿：清水 + 0.2%純堿+ 3%膨潤土 + 0.2%植物膠 + 0.3%纖維素（中粘）+ 0.03% ～0.04%腐植酸鉀 + 0.5% Fs-1速溶硅酸鈉 + 0.02% ～ 0.03%KP共聚物。

在接下來的施工鉆進中，為了保持孔內的孔壁穩定性，我們使用了比前期施工要小的鉆進參數，具體如下：鉆壓：鉆壓減少，能夠減輕鉆桿的徑向擺動，有利于保持不穩定層段孔壁的穩定性。按計算公式F=F1÷7.85+Pn×S+Pm×A?F1=584Kg。轉速：因為施工孔段的巖石完整性與均質性都比較差，如果轉速高，鉆頭與孔底的接觸不平穩，鉆具的軸、徑向振動就會加劇，會產生“敲打”孔壁的現象。同時，鉆頭金剛石、胎體會加快磨損，影響鉆頭的使用壽命。實際轉速嚴格控制在300轉/分鐘以下（不超過Ш檔）。泵量：采用I檔，不大于50升/分鐘。

3.3事故原因（二）

ZK4-2孔開孔，施工到46.00～47.00米，孔內出現涌水現象。

3.4事故分析及處理方法（二）

涌水量經過初步測量，每秒約1.8升，日涌水量約156.00噸。鉆進到52.00米，進行止水。首先采用聚丙烯酰胺、泥球加套管的方法進行止水，效果不明顯，而后采取套管外包纏海帶的方法止水，仍然無法止住套管內涌水。然后起拔套管，鉆進，至58.00米，繼續采用套管、聚丙烯酰胺、泥球、海帶、布條止水。方法不成功。因此放棄原孔位，移機，距原孔位0.8米，重新開孔，鉆進，原孔作為瀉壓孔使用。

再次鉆進，孔深64.60米，Φ130mm口徑鉆進施工到62米，再換徑Φ110mm鉆具鉆進2.60米，采用Φ127mm×Φ108mm兩級套管變徑，布條包纏在連接接箍下部，長度約1米，呈錐狀，下入到孔內，套管夾板夾住，用鉆機壓到孔底。而后，配制水灰比0.5的水泥漿（約90升），壓注到Φ108mm套管底部，孔內待凝24小時，止水成功。

在本工程項目的施工中，深孔鉆進鉆桿有相當一部分是老鉆桿，經長期使用后絲扣部分有磨損，且接頭多，為防止鉆桿與鉆桿聯接絲扣處沖洗液的漏失導致泵量、泵壓損失發生鉆頭得不到有效冷卻造成燒鉆，同時減輕絲扣的進一步磨損，施工過程中全部使用絲扣油進行涂抹。配方如下：石墨粉：黃油：廢機油=1：2：0.3。因為項目施工地層多數破碎不穩定，所以在機臺施工起下鉆時，速度比正常鉆進起下鉆的速度要慢約1/3，且升降機的操作平穩，避免和減少了激動壓力及孔內的“抽吸”現象，防止由于起下鉆而破壞孔壁，造成孔內坍塌事故。

4經驗總結

本項目施工中，由于種種原因，發生了多次孔內事故，為總結經驗，現簡述如下：

（1）對于ZK1-2孔，施工鉆進到516.30米，發生鉆桿脫扣，因事故征兆不明顯，沒能及時發現，導致孔內事故頭呈“喇叭口”，首先下入公錐撈取不成功，后下入平面鉆頭磨削孔內事故頭5公分，第二次下入公錐撈取成功。ZK3-1孔，施工到360.70米，遇破碎層，掉塊，卡鉆，通過竄、扭、拉、頂、打的方法才處理成功。ZK0-3孔，鉆進施工到622米，發生燒鉆事故，在往上頂的過程中，阻力較大，鉆頭、下擴孔器留在孔內。最后經過小口徑掏芯，公錐錐住快速反復頂拉，半離合回轉，將事故鉆具撈出孔外。ZK5-1孔，鉆進到465米，起鉆換鉆頭，再下鉆時，發現42米處下不去，原來是Φ89mm套管斷裂，錯位。利用報廢巖心管，加工成錐形鉆具，下入到孔內事故頭處，壓擠，同時配制濃水泥漿灌注固定，水泥凝固后，下入錐形鉆頭慢慢掃透，得以成功處理。

（2）在復雜地層區域內進行鉆探施工作業，特別是對深孔進行作業，應注意以下幾個方面的問題：第一，操作人員必須是有相當施工經驗的熟練人員。第二，操作施工過程中，要求操作員認真、專心，根據各種表征現象分析判斷孔內情況，以采取相應的技術措施。第三，確保泥漿的技術性能，每班必須對泥漿進行維護。第四，現場配備好必要的材料與專用器具，如水泥、堵漏材料、錐形鉆頭、撈錐等等。第五，發生孔內事故后，一定要計算出事故的準確位置，根據實際操作中的情況，認真分析事故的類別、原因，有針對性的制定出處理方案或辦法，嚴禁盲目操作造成重復事故，這一點很重要。

通過本工程的施工，在技術人員與操作人員的共同努力下，我們較好地解決了施工過程中的垮孔、卡鉆、漏失等問題，在過程中學會了判斷問題、解決問題的方法，鍛煉了隊伍。現在已基本掌握了深孔施工的鉆進技術，這將為我們今后的工作提供良好施工經驗。

作者簡介：

王義文（1968.10.10--）男，漢族，廣西壯族自治區全州縣人。工商管理研究生學歷。1989年參加工作，從事鉆探工程多年，有相當豐富的施工、管理經驗。2012年調任廣西壯族自治區三一〇核地質大隊興安基地管理開發辦公室副主任。endprint