巖心鉆探燒鉆事故及預防措施分析

倫辛濤

（華北地質勘查局第四地質大隊，河北 秦皇島 066000）

巖心鉆探是對地質進行勘探時所應用的一種技術形式，但是從實際操作上來看，巖心鉆探技術在使用的過程中會遇到外界多個因素的影響，在多個因素的干擾下對外界各個風險的辨別難度也會加大，在處理不恰當?shù)那闆r下會引發(fā)人員傷亡，引發(fā)損失更大的安全事故。在國家對礦產(chǎn)勘察工作要求的提升下，多個民營鉆探公司得到了快速的發(fā)展，但是各個鉆探公司的發(fā)展資質高低不一，也無形中對鉆探現(xiàn)場安全管理留下了安全隱患。如何更好的防范巖心鉆探燒鉆事故成為相關人員需要思考和解決的問題。

1 巖心鉆探燒鉆事故發(fā)生之前的征兆分析

巖心鉆探燒鉆事故不是在一瞬間出現(xiàn)的，在事故發(fā)生之前，鉆進工藝、鉆進設備、鉆進地層都會出現(xiàn)不同的征兆。第一，在軟土巖層鉆進操作的時候鉆進速度十分緩慢，在比較硬的巖層中很難完成鉆進操作。第二，伴隨巖心鉆探燒鉆操作的進行，鉆具孔底負荷也會不斷增大，隨著負荷增加的還有鉆機動力和扭矩。在鉆機扭力表扭矩增大的情況下，驅動機鉆機柴油機聲音和平時工作的聲音會出現(xiàn)比較大的差距。第三，在沖洗液循環(huán)管路發(fā)生堵塞之后，孔口沖洗液的出流量就會減少，與之相關的泥沙漿泵泵壓也會增大，在泵壓負荷增大時候驅動泥漿泵的柴油機聲音和平時工作的聲音就會出現(xiàn)差距。在夜間工作的時候如果照明發(fā)動機和泥漿泵共同運作，伴隨電壓的變壓照明設施也會變得不穩(wěn)定。第四，在鉆桿出現(xiàn)泄漏或者吸水管不吸水的時候泥漿泵的負荷不會出現(xiàn)明顯的變化，驅動泥漿泵柴油機也不會出現(xiàn)異常。但是伴隨燒鉆工作的深入進行，鉆機扭力表的扭矩也會不斷增大，驅動鉆機柴油機聲音發(fā)生變化，排氣孔出現(xiàn)嚴重的冒煙現(xiàn)象。

2 巖心鉆探燒鉆事故出現(xiàn)的原因分析

巖心鉆探燒鉆事故出現(xiàn)的一個重要原因是在鉆進操作到時候孔底部出現(xiàn)了斷水問題，伴隨斷水問題出現(xiàn)的是沖洗液量的缺乏，在無法冷卻鉆頭高溫的情況下引發(fā)巖心鉆探燒鉆事故。巖心鉆探燒鉆事故在發(fā)生的時候一般需要滿足三個條件，一個是鉆具在孔底冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生問題，第二個是鉆具鉆洞速度比較快，第三個是鉆具在孔內(nèi)鉆動時間比較長，由此引發(fā)了事故。

巖心鉆探燒鉆事故出現(xiàn)的原因一般分為直接原因和間接原因兩種。第一，直接原因。①泥沙漿水泵不上水。②泵量、泵壓比較小，無法及時排除孔底塵沙巖粉，鉆頭底部水路經(jīng)常會出現(xiàn)堵塞的問題。③鉆桿接頭和管壁出現(xiàn)了泄漏問題，沖洗液無法在第一時間及時到達孔底，最終會引發(fā)堵塞。④鉆頭底出刃、鉆具、孔隙環(huán)狀間隙比較小，鉆具在高速度、長時間使用的時候會出現(xiàn)磨損問題。第二，間接原因。①操作人員工作素養(yǎng)不高，在下站之前沒有對吸水管、水龍頭、鉆具、鉆桿的表面進行檢查和沖洗。②在鉆進操作的時候沒有對異常情況進行分析和總結。③工作人員不能夠正確判斷燒鉆之前的征兆，就算發(fā)現(xiàn)了巖心鉆探燒鉆事故，也往往是不懂得如何有效處理。

3 巖心鉆探燒鉆事故的預防

3.1 強化對安全事故的綜合排查

對鉆探工作進行深入的排查是有效規(guī)避事故的一個重要關鍵，在排查各類事故的時候可以選擇應用安全檢查表法，根據(jù)不同巖心鉆探燒鉆事故出現(xiàn)的原因制定出設備安全檢查表，特別是要對開孔安全問題進行檢查和驗收，通過必要的檢查驗收來及時發(fā)現(xiàn)設備使用不符合規(guī)定的問題，根據(jù)問題來提出有針對的綜合治理方案。

3.2 在鉆探工作中引入市場準入機制

民營企業(yè)在開展鉆探工作的時候會遇到比較多的問題，為了能夠規(guī)范鉆探工作的開展需要加快打造嚴格的鉆探工作監(jiān)督準入機制，在制度的約束和規(guī)范下對承包鉆探施工的組織機構、單位進行審查。

3.3 打造嚴格的操作規(guī)范

在鉆探操作管理的過程中需要在各個崗位打造出相應的安全技術操作規(guī)范，并按照規(guī)范標準對操作人員實施嚴格管理，即要求其在進入到施工現(xiàn)場的時候佩戴安全帽，在機械運作的時候不能夠應用身體來觸碰機械轉動的位置。

3.4 打造安全管理基本性工作

在鉆探施工過程中需要對各個環(huán)節(jié)制定出相應的安全管理制度，明確各個部門管理設備的權責關系，在發(fā)生事故之后能夠在第一時間將事故責任歸結到個人身上。同時，在開展巖心鉆探施工的時候還需要定期對施工人員開展必要的培訓，嚴格要求他們持證上崗。

4 巖心鉆探燒鉆事故的處理

4.1 輕微巖心鉆探燒鉆事故的處理

某地區(qū)礦產(chǎn)施工工地在施工的時候將鉆孔設計深度設定為300m，在施工現(xiàn)場應用XB1000A鉆機、CMC無固相沖洗液沖洗。

在鉆進深度為280m的時候鉆內(nèi)巖粉厚度為0.2m。操作人員為了追趕進度實施了開水回鉆處理，由此導致送水量減少，無法有效冷卻鉆頭，在交接班之前的15分鐘出現(xiàn)了事故。在出現(xiàn)這類事故之后工作人員在第一時間對事故鉆具進行強拉硬頂處理，持續(xù)時間為半個小時。在試車的時候鉆具被完全提出，經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)被提出的鉆具、鉆頭沒有出現(xiàn)變形，巖心呈現(xiàn)出灰白色。之后通過錘擊的方式將鉆頭從內(nèi)測取出。

4.2 完整地層巖心鉆探燒鉆事故的處理

對于地層穩(wěn)定、孔內(nèi)干凈、巖粉厚度低于0.3m的巖心鉆探燒鉆事故，要提前浸泡鉆具，通過浸泡鉆具讓其燒結部位變得柔軟。某地區(qū)巖心鉆探操作中受施工人員職業(yè)素養(yǎng)較低的影響水泵吸水管沒有完全漏出表面，鉆具也沒有離開孔底，在孔深為210m的時候出現(xiàn)了燒鉆事故。在經(jīng)過分析之后發(fā)現(xiàn)鋼絲繩已經(jīng)被拉斷，鉆具沒有拉動，在重新安裝鋼絲繩的兩個小時或對鋼絲繩進行頂、拉和扭強行處理，最終鉆具慢慢脫離孔底，在鉆具距離孔底1m的時候能實現(xiàn)自由活動。在將鉆具脫離鉆孔底部之后鉆頭體不會出現(xiàn)明顯的變形，金剛石胎體底唇面也會出現(xiàn)鉆頭體，胎體內(nèi)部會呈現(xiàn)出不規(guī)則的形狀。

4.3 復雜地層的燒鉆事故

沖洗液為泥漿，孔隙內(nèi)部的地層結構十分復雜，燒鉆之后鉆頭和巖石會燒結成一個整體，巖粉會沉淀在鉆桿和孔壁環(huán)狀比較小的縫隙內(nèi)，泥漿在孔壁上所形成的泥皮會對鉆具產(chǎn)生一定的吸附作用，這類事故可以判定為一種復雜的燒鉆事故。考慮到孔隙內(nèi)部的復雜和不可預估，在停留較長的時間之后會加劇事故的危害性。某礦區(qū)為斷裂構造，巖石硬、脆、碎，地層上部分為黃土夾硬碎試塊，構造層內(nèi)部擁有比較多的填充物，在遇水之后會出現(xiàn)塌陷。在鉆孔深度達到423m的時候，水泵工作出現(xiàn)了異常情況，水量縮小，在水量縮小之后無法起到冷卻鉆頭的作用。同時，在鉆頭無法冷卻之后施工人員沒有停戰(zhàn)檢修，強行鉆進之后出現(xiàn)了燒鉆事故。

對于這類事故采取升降機提拉、千斤頂提拉往往達不到理想的效果，在具體操作的時候需要先返回鉆桿和異徑接頭，之后應用套取、劈、透、磨的方式來進行處理，具體處理步驟如下：第一，反。應用反絲錐反出所有的鉆桿。第二，撈。應用打撈器的打撈頭和鉆桿接手焊接，撈出內(nèi)管總成，并在操作的時候避免使用打撈器直接打撈操作，因為如果采取直接打撈的方式會加大負荷，在承載力較大的情況下鋼絲繩會出現(xiàn)斷開問題，最終會引發(fā)二次事故。第三，消滅巖心管。加工帶導向器的環(huán)狀切鐵鉆頭要應用絲扣進行連接。在鉆探操作的時候需要注意鉆探速度不能夠過快，同時，打眼時間不能夠過長。第四，撈。應用公絲錐進行打撈操作，在擰絲錐的時候要反復輕轉，不能夠擰死，在上頂?shù)臅r候需要對液壓嚴格控制。第五，吸。對打撈鉆頭進行加工處理，將磁鐵放入到舊有的鉆頭內(nèi)部，并應用3mm厚度的鋼板在其底部進行封堵處理，鉆頭上留出兩個小孔，留有小孔的目的是方便沖洗液流入和流出，并在一系列操作之后取出孔隙內(nèi)部的礦石。

5 結語

綜上所述，巖心鉆探燒鉆事故的發(fā)生嚴重危害了鉆探工作的深入發(fā)展，甚至還會引發(fā)人身安全事故。為此，需要相關人員能夠根據(jù)燒鉆事故出現(xiàn)的征兆、原因，并結合鉆探孔隙顳部情況、地層情況來規(guī)范操作。

需要注意的是，在操作中所應用的鉆具不能夠隨意擺放，并在使用之后要做好清潔工作，在發(fā)現(xiàn)燒鉆征兆的時候要立刻對其進行處理，從而為鉆探工作的深入發(fā)展提供有力的支持。