云南萬龍山鋅錫礦勘探項目鉆探復(fù)雜孔內(nèi)事故的處理和原因分析

高啟貴，翁少海，夏東，譚靖，舒智

（四川冶金地質(zhì)勘查局606地質(zhì)大隊，四川 成都 611730）

萬龍山鋅錫礦勘探區(qū)域，鉆進時遇到泥沙夾層、滑石層、綠泥石片巖等不穩(wěn)定地層，地層破碎，軟硬互層多且厚度大，鉆孔漏失嚴(yán)重，這給我們鉆探施工帶很大的影響，在項目鉆探施工過程中，由于地層復(fù)雜和操作失誤，發(fā)生多起孔內(nèi)事故，而且在事故處理過程中又發(fā)生嚴(yán)重復(fù)雜的孔內(nèi)事故，通過大家集思廣益，群策群力，精心操作，最后成功地處理好全部孔內(nèi)事故，從而保證該項目順利完工和工程質(zhì)量[1]。

1 ZK1621鉆孔的孔內(nèi)事故

1.1 事故情況簡述

該鉆孔設(shè)計孔深：840.00m，傾角：90°。在施工過程中接連發(fā)生兩起不同類型事故：HQ口徑鉆至目的位置，換徑坐管掃孔過程中在416m附近發(fā)生鉆孔偏斜事故；鉆孔偏斜事故發(fā)生后，換HQ鉆具掃孔時，又發(fā)生鉆具上擴孔器斷裂，鉆具遺留在孔內(nèi)無法打撈[2]。鉆孔偏斜事故位置拐角度數(shù)較大，導(dǎo)致鉆具在事故位置的彎曲度較大，最終致使鉆具斷裂。

1.2 事故處理情況

考慮到水泥的候凝時間較長，還有成功率不高等因素，最終采取消磨孔內(nèi)事故鉆具的方法，經(jīng)過4個班的處理，消耗兩個HQ金剛石鉆頭，最終消磨掉事故鉆具，并鉆至424m處換徑。NQ口徑施工時，嚴(yán)格要求機臺操作按規(guī)定的參數(shù)施工，加強沖洗液管理和事故預(yù)防等工作，最終順利終孔，事故處理時間達到10天。

1.3 事故原因分析總結(jié)

由于鉆孔設(shè)計較深，為了保證鉆孔的成功率，設(shè)計了較長的HQ孔段，而未對機臺強調(diào)長孔段裸眼施工的孔內(nèi)安全注意事項，換徑坐管輔助工作不到位，地層穩(wěn)定性判斷不清楚等。鉆孔偏斜事故主要原因如下：

（1）HQ孔段較長，長孔段長時間的裸眼施工，導(dǎo)致孔內(nèi)不穩(wěn)定地層的穩(wěn)定臨界點被破壞。

（2）HQ孔段穿越多層泥沙夾層、滑石層、綠泥石片巖等不穩(wěn)定地層，穩(wěn)定臨界點破壞后，升管即出現(xiàn)少量坍塌架橋。

（3）三個班之間沖洗液使用不統(tǒng)一，各班輔助工作不到位：泥漿池內(nèi)巖粉清理不及時，導(dǎo)致鉆孔內(nèi)存在大量巖粉，停泵后升降管必然遇阻；長時間長孔段裸眼鉆進，未進行主動劃眼，沒有及時釋放孔內(nèi)不穩(wěn)定的危險。

（4）換徑坐管前輔助工作不到位，深孔換徑時間長，未注濃漿排凈孔內(nèi)巖粉及穩(wěn)定孔壁；明知升管有負荷，也未先用鉆具掃孔劃眼而直接用跟管鉆頭掃孔。

2 ZK2417鉆孔的孔內(nèi)事故

2.1 事故情況簡述

鉆孔設(shè)計深度：700m，傾角/方位：88°/90°。ZK2417鉆孔2016年6月15日夜班下班前，鉆至654m，交班前停鉆修水泵；6月16日白班接班，繼續(xù)修水泵，至9：30水泵修好，停泵修理時間共約2個小時。給水掃孔，孔內(nèi)負荷重，遂向上掃孔，向上掃至494m處，孔內(nèi)無負荷，提升鉆具至套管位置，再向下掃孔。在494m～497m段反復(fù)出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，且無法繼續(xù)像下掃；6月16日夜班掃孔至496.60m時脫扣，更換脫扣位置鉆桿向下掃孔至497.10m時發(fā)生燒鉆事故。后經(jīng)多次更換鉆頭掃孔，耗時5個班時均無法掃通494m～497m孔段。

2.2 事故處理情況

經(jīng)分析494.20m～498.40m的松軟泥石風(fēng)化層已嚴(yán)重坍塌，項目部決定采取分段灌注水泥的方法逐步固化此孔段。6月19日白班，降鉆桿至494.80m位置，灌注水泥漿，水泥漿灌注孔段448m～495m。

6月21日15：30開始掃水泥塞，至6月22日17：00，掃完水泥，并掃孔至495.40m，感覺水泵異常，提升鉆具修水泵交班。夜班接班后，降鉆具至495.40m處掃孔，胎體不出刃，無法進尺。升管檢查鉆具正常，繼續(xù)降鉆具至495.40m處掃孔，感覺是之前燒鉆的胎體，無法進尺。6月23日白班，繼續(xù)從495.40m處掃孔至496m，再次發(fā)生燒鉆事故，升管換鉆具磨事故鉆頭。夜班磨穿事故鉆頭后向下掃孔至496.40m，掃孔困難。6月24日至6月30日14：00，均采用干抓孔內(nèi)巖粉，垮塌掉塊等，抓至503.50m。6月30日17：00，降NQ鉆桿至527m處灌水泥漿，水泥漿灌注孔段438m～527m。7月2日10：00，從孔深438m開始掃水泥。7月3日，掃水泥柱至503.30m處發(fā)現(xiàn)掃偏。且無法掃回原孔，經(jīng)商議，按新孔眼繼續(xù)向下鉆進至終孔。該孔從6月3日開孔，至7月10日終孔，歷時38天，其中事故處理時間達23天，處理事故時間比例高達60%。

2.3 事故原因分析總結(jié)

（1）494.20m～498.40m孔段為松軟泥石風(fēng)化層，易坍塌。

（2）正常鉆進期間巖粉清理不及時。

（3）長時間停泵維修，未提升鉆具至安全位置。維修期間也未按要求活動鉆具預(yù)防卡鉆。

（4）鉆桿檢查不到位，在發(fā)生多次燒鉆事故后才由某個班發(fā)現(xiàn)有一根鉆桿上有一處較大的水口。

（5）掃孔操作不當(dāng)，操作人員明知494.20m～498.40m為松軟泥石風(fēng)化層，還在使用大泵量高鉆速在此位置掃孔，嚴(yán)重沖刷、擾動了此段地層，導(dǎo)致坍塌。