鉆孔孔內事故預防和處理

李偉剛

（咸陽西北有色七一二總隊有限公司，陜西 咸陽 712000）

1 概述

在鉆孔施工過程中，由于各種原因，經常發生鉆孔孔內各種故障而終止正常鉆進，這就是通常所說的孔內事故。它主要影響鉆探進尺，推遲施工進度，影響項目成果的提交。如果處理不當，造成鉆探進尺報廢，大大增加鉆機施工成本，嚴重時損壞機器設備，甚至造成人身傷亡等嚴重后果。因此，預防鉆孔孔內事故發生，合理有效的事故處理方法，都是十分重要的。

2 處理孔內事故的基本方法

孔內事故發生在鉆孔中，具體的處理方法主要視具體現場的情況而確定。根據事故的類型、性質以及設備能力、現場處理工具等不同因素，采用不同的處理方法，常用有以下一些方法。

（1）撈。用各種類型的絲錐、打撈器、自制加工工具等打撈孔內事故鉆具。

（2）提。發生卡鉆、埋鉆、夾鉆等事故時，要先用卷揚機提拉，但是必須在設備負荷允許的情況下，提拉阻力較大時，可用雙繩或三繩滑輪強力提拉。

（3）掃。孔內某段遇阻，可向上或向下不斷掃孔，把夾物掃碎或擠入孔壁。

（4）沖。使用泥漿不斷循環沖洗，將掉塊等雜物沖掉。

（5）打。打吊錘或使用振動器，以使鉆具松動而解卡。（6）頂。用千斤頂或液壓起動機，強力起拔鉆桿。（7）反。使用反絲鉆桿和絲錐，將事故頭分若干次從孔內反上來。

（8）套。使用較大鉆具套銑，一般擴至事故頭以下，再用絲錐撈取。

（9）磨。用特制鉆頭或磨鞋平穩地把事故頭磨掉沖洗返上來。

3 處理孔內事故的基本要求

（1）及時報告。

（2）冷靜分析。

（3）謹慎處理。

（4）認真總結。

4 工程實例

4.1 金堆城項目ZK0811鉆孔情況說明

開孔設計1060m，地層復雜巖石破碎易坍塌。鉆至570～620m之間遇到斷層泥巖，地層縮徑，鉆機打倒車，泥漿憋泵。上鉆重新配制泥漿處理事故，0.1%～0.3%PHP溶液再加入0.5%～2.0%GSP溶液，配制成膠液；加大泥漿比重，加入2%～3%預水化膨潤土。

鉆至803m憋水進尺不正常，當班上鉆發現下擴孔器折斷，處理事故：

（1）內管鉆具總承掉進井內，打撈內管，先用?71mm母絲錐跑鉆無果；

（2）下普鉆無內唇?75mm鉆頭套銑鉆具和內管，3個班處理成功；

（3）處理殘留擴孔器和鉆頭，用硬胎體鉆頭磨12h后又發現憋泵井內阻力大無法正常鉆動決定上鉆，發現鉆頭胎體掉井內；

（4）連續6d 上下鉆發現掉5 個鉆頭胎體，水壓正常；

（5）最終發現水不循環，多次找原因判斷水路問題，拆水泵等多種方法后開始排查鉆桿；

（6）找出原因為中間600m 處鉆桿接手有細微裂縫；

（7）上鉆解單根逐根檢查并發現接手問題換新接手；

（8）重新下?77mm鉆頭，胎體硬度52，磨6個班后最終井內殘留5cm取出；

（9）鉆進2個班沖洗井壁后正常鉆進至終孔。

4.2 金堆城項目ZK1007鉆孔情況說明

（1）鉆孔 2013 年 4 月 9 日鉆至700m 時上鉆換鉆頭后掃孔到底，加單根后憋泵到10MPa，調整泥漿比重1.06g/cm3，粘度30s左右后循環20min，拉內管剎死,干燒后上鉆處理。

（2）到4月10日下鉆300m遇阻，返水量減小，當班泵壓4～5MPa，強行快速掃孔，穿過遇阻段，避免拉內管耽誤。

（3）鉆至700m左右掃孔突然憋泵至10MPa。現場方案：連續提拉、頂油缸、開關水泵，20min后上提2m后泵壓恢復，掃孔井內有劇烈響聲，判斷有掉塊，繼續在此段掃孔，調配大比重泥漿，循環30min后上返泥漿變化明顯，撈出大量巖粉，繼續調整泥漿，掃孔循環。

注意：夜班應該嚴格重視泥漿，嚴防泥漿破壞。

（4）到 4 月 12 日增加泥漿池換泥漿后，循環 2h 以上，加桿掃殘吃至井底，證明泥漿體系有效，只是循環不到位。泥漿保障班與班一致，交接清楚。

4.3 金堆城項目ZK1209鉆孔情況說明

（1）該孔設計500m，現在施工深度已達596m，仍舊在礦體中穿行，由于地層巖石極其破碎，從2012 年11月27日井內施工無進展。

（2）該孔10月23日開鉆，11月6日396m上鉆換鉆頭時，90～110m 井壁垮塌造成下鉆遇阻，掃孔3 班；11月 15 日 560m 提鉆換鉆頭，90～110m 和 270～310m 井壁垮塌下鉆遇阻，掃孔 7 個班；11 月 27 日 596m 時鉆井工程異常，上鉆發現270～310m之間出現鉆桿彎曲（此現象隨后掃孔期間彎管出現三次）；12月6日下鉆掃孔時儀表顯示異常，上鉆后發現事故井段（270～310m）折管。

（3）12 月10 日至今270～310m、560～596m 頻繁出現砂粒倒灌、內外管剎死現象，可以確定兩段事故段井壁已經完全垮塌，且與流砂層連通，井內砂粒量大造成憋車憋泵無法掃鉆進。

（4）原因分析。該鉆孔外部條件惡劣（距離水源、放炮點近），造成井內情況十分復雜。由于礦區巖石結構破碎，有些地段極為破碎，甚至呈粉末狀，因此鉆機在施工過程中遇到井內巖粉無法完全返回地表、井壁垮塌、取芯頻繁等種種困難，致使鉆探施工進展緩慢，造成施工成本大大增加。

礦區巖石極為疏松破碎，基本呈斑狀、塊狀構造，黃鐵礦呈細粒團塊狀、條帶狀沿裂縫分布，輝鉬礦呈細粒集合體，裂縫發育，寬度達數毫米至1cm。造成下面一系列的問題：

①該鉆孔距離露天礦蓄水池近（約15m 左右），由于地層裂縫發育，造成井內涌水，導致井內泥漿嚴重破壞，井內巖粉攜帶困難，水泵及柴油機負荷加倍、配件頻繁更換，鉆孔成本大量增加；

②該鉆孔距離放炮點比較近（直線距離約100m），施工期間礦區放炮次數多，對鉆孔影響特別大，多次出現放炮結束后卡鉆，不斷造成井壁多處坍塌、井垮、埋鉆等嚴重的鉆探事故，給施工帶來嚴重的物力、人力和財力的浪費，從而使鉆孔成本大大增加；

③在270～310m、560～596m 流砂層，由于該地層破碎，放炮造成井壁不穩定，該層段嚴重垮塌，加之地層裂隙發育井內涌水，導致流砂層不斷擴大，井段頻繁出現砂粒倒灌、內外管剎死現象，造成憋車憋泵，連續事故（彎管、折管）不斷出現，處理事故泥漿消耗量巨大，鉆具（鉆頭、擴孔器等）更換頻繁，附加油、柴油等消耗量大，大大地增加了進尺成本；

④在流砂層井段灌水泥時由于井內涌水無法封堵流砂，如果擴孔下套管封堵，造成重大事故的危險系數高，下套管后繼續鉆孔成功率低，并且300余米套管下入井內造成鉆孔成本成倍增加，而且給礦區后期施工帶來不便和隱患；

⑤由于甲方要求鉆孔穿過礦體20～30m 終孔，而且要求有化驗品位支撐，因此在等待化驗結果停鉆期間，由于放炮、涌水等客觀原因造成原本破碎的地層垮塌，井壁嚴重破壞，導致鉆機頻繁掃孔，增加施工困難，延緩施工進度，從而增加進尺成本，大大提高單孔鉆探成本。

5 工程措施

（1）該鉆孔外部條件惡劣（距離水源、放炮點近），造成井內情況復雜，先后采取各種技術手段處理；

（2）低速鉆進：在井壁坍塌井徑擴大后，我井隊采取低速鉆進，盡量減小井內鉆具擺動幅度，這樣使施工進尺緩慢；

（3）特殊泥漿處理：為了平衡地層壓力，把地層水和流砂層壓住，我井隊購買了一批昂貴的泥漿材料，聘請泥漿公司技術人員現場調配泥漿，重晶石粉、磺化褐煤樹脂、廣譜護壁劑、高粘防塌劑、高粘堵漏劑等材料大量消耗，水泵、柴油機配件不斷更換，人力、物力、財力成倍增加；

（4）灌水泥：為了封堵流砂層，井隊購買高效水泥和速凝劑，配置水泥漿灌入井內，由于井內涌水、壓力異常，未成功處理流砂層；

（5）下套管：針對270～310m、560～596m 流砂層，從鉆探學上分析，現唯一的辦法是擴孔下套管，我井隊已經調集大量套管，但是根據井內情況，原來出現三次彎管、一次折管，如果擴孔下套管，必然會造成卡死或埋鉆具，發生鉆探重大事故，給礦區開采施工留下隱患，造成不可挽回的損失。

（6）該孔井內施工條件特別復雜，在礦區放炮影響下，井壁很難保護，井壁垮塌嚴重。可以確定流砂層段井徑很大而且不斷垮塌，事故井段已經和河道連通，從鉆探施工條件考慮，此鉆孔已經無法施工，任何處理措施也于事無補，如果強行繼續鉆進，必然造成無法挽回的重大井內事故。如果下套管封堵，不但使單孔成本大大增加，而且很可能造成無法挽回的重大井內事故，所以我井隊已建議終孔。

6 總結

已經發生的鉆孔事故是客觀存在的，無論是簡單的事故還是復雜的事故其實沒有定量的標準，如果我們應當仔細分析，處理得當即使是復雜的事故我們也能較快地處理好。當我們在處理事故時必須要做到快、穩、準、勤。處理的方案和方法確定后，組織工作要迅速落實，處理事故動作要快，操作要穩、準，不要忙亂和蠻干。勤了解分析事故的實際變化情況，根據情況的變化，適當修改處理方案。事故排除后，應該詳細討論造成事故的原因，總結經驗，吸取教訓，以防止類似事故再次發生。