煤田地質(zhì)鉆探深孔施工中黏附卡鉆事故的處理核心分析

■王建忠

（甘肅煤田地質(zhì)局一四六隊甘肅平?jīng)?44000）

煤田地質(zhì)鉆探深孔施工中黏附卡鉆事故的處理核心分析

■王建忠

（甘肅煤田地質(zhì)局一四六隊甘肅平?jīng)?44000）

本文以煤田地質(zhì)鉆探深孔施工作為主題，探討與其相關(guān)的深孔施工中黏附卡鉆事故的處理核心及相關(guān)技術(shù)。首先結(jié)合煤田地質(zhì)勘探深孔施工方面的情況對其進行了簡要概述；主要介紹了相關(guān)技術(shù)工藝以及結(jié)合某地地層的具體情況對其進行了說明；重點對鉆探設(shè)備與泥漿工藝、鉆探施工方面的問題進行了深入探討，最后對相關(guān)的注意事項做了一些說明并進行了總結(jié)。希望通過本文初步分析可以為該方面的事故處理技術(shù)分析提供一些有價值的信息，以供參考。

煤田地質(zhì)鉆探深孔施工黏附卡鉆事故

伴隨我國經(jīng)濟發(fā)展、社會時步，對于煤炭的需求也在不斷增加，加上大量的資源開發(fā)已經(jīng)導(dǎo)致了資源能源逐漸走向枯竭，因此需要進一步提升開采技術(shù)并研究深孔施工方面的問題；另一方面，要更好的滿足這些需要就要求對煤田地質(zhì)勘探深孔施工技術(shù)有一個好的認知，尤其是對其施工中可能出現(xiàn)的一些事故中問題應(yīng)該保持高度警惕，并做好分析工作，提前預(yù)防事故的發(fā)生以及發(fā)生后的可能性處置方案，以此減少事故可能帶來的經(jīng)濟損失等。以下就從黏附卡鉆事故的處理核心方面展開具體分析。

1　概述

以某地某井田鉆孔為例，通過施工鉆孔，可以了解到該的地層概況；首先，從下到上可以排列為侏羅系延安組粉砂質(zhì)泥巖與煤及中-粗砂巖——侏羅系直羅組細砂巖與中砂巖及粉砂質(zhì)尼和粗砂巖——白堊系志丹群粉砂巖與粉砂質(zhì)泥巖及細砂粗礫巖——第三系清水營組細砂巖與砂質(zhì)泥巖及中砂巖——第四系黃土。然后以此作為基礎(chǔ)，對相關(guān)的砂巖地層中的煤田地質(zhì)鉆探深孔施工中黏附卡鉆事故的處理核心及相關(guān)技術(shù)進行具體說明。

2　設(shè)備

首先，要求鉆機、鉆具組合；本次研究的對象中，所選擇的鉆探設(shè)備主要是TXB-1600m巖芯鉆機、BW-250泥漿泵、JSN-2B泥漿凈化器；在鉆具組合方面，鉆頭、卡斷器、巖芯管、鉆鋌、鉆桿、立軸，這些鉆具組合均與鉆機要求的尺寸、規(guī)格等相符合。

3　泥漿工藝

在鉆探深孔施工中要求有與這相適應(yīng)的泥漿工藝，具體而言，要求以地層的變化為主，并添加相關(guān)的添加劑，以增強泥漿性能或使其密度得到有效控制，滿足施工要求；一般情況下，會增加鈉羧甲基纖維素、聚丙烯酰胺等；通常也會將其密度保持在1.03 g/m3到1.18g/m3的范圍內(nèi)，而將其黏度控制在19到26s，PH值則以8到9為宜；在此次施工中，因為實際需求，布置了串聯(lián)式的泥漿池為主，且每個泥漿池的容積都在10 m3以上，此次選擇的串聯(lián)數(shù)量為3個；循環(huán)槽分布于孔口-泥漿池，設(shè)置的長度＞15m；在這些參數(shù)的要求與具體的條件準備之下，可以通過時間與空間兩大因素對巖粉進行一些沉淀處理，并使泥漿性能的穩(wěn)定性得到有效保障。

4　黏附卡鉆事故處理核心與相關(guān)技術(shù)分析

在鉆孔施工方面進行2次均發(fā)生事故，然后進行原因分析，提出事故處理措施，然后進行預(yù)防措施分析；具體情況有如下述：

首先，對黏附卡鉆發(fā)生的原因進行分析，先查閱相關(guān)資料并檢視鉆孔巖芯，然后對第三系清水營組的地層進行了完整性分析，結(jié)果巖芯全、井徑規(guī)則、進段孔壁滲透濾失出現(xiàn)厚泥餅、增大接觸面積增強了吸力，從而造成對鉆柱的黏附，最終導(dǎo)致了事故發(fā)生。另一方面，經(jīng)過再深入的從施工角度進行剖析發(fā)現(xiàn)，無巖芯全面鉆進過程中，進尺太快、顆粒增多、間隙減少造成縮徑抱鉆，而且在故障的情況下未啟用泥漿凈化器，加上對新泥漿的置換不足，凈化無效，從而發(fā)生的穩(wěn)定性干擾，所以，泥漿的各種作用均受到減損；另外，當鉆具在孔內(nèi)的留置時間延長，出現(xiàn)壓差導(dǎo)致了卡鉆發(fā)生。

其次，在分析了相關(guān)事故發(fā)生的原因之后，對其處理措施進行了初步商定，結(jié)果如下：先試著對黏附進行解除，具體方法可以通過打吊錘、應(yīng)用震動器的方法，第一次應(yīng)用此方法失敗，原因在于面黏附面積過大；然后，對事故孔段的巖性進行具體分析，以清水、柴油進行解除卡鉆問題，但效果并不理想；最后通過利用廠家提供的解卡劑進行浸泡處理，解決問題；具體的配比為190l解卡劑1桶、2.5 m3清水、500kg氯化鈣；注意在配液容積的量的選擇方面，應(yīng)該根據(jù)超徑、鉆具容積進行具體計算，本次以15 m3為準；操作過程是將配液泵入鉆桿再注入孔口，以滿溢出為止；待靜止浸泡48h之后，進行小噸位試拉，要求輕緩慢，逐漸試探增加噸位，然后將問題處理；當事故處理未完成，要求對相關(guān)殘留物進行完全酥化處理，并置換出解卡液，正常開展深孔施工工作。

第三，通過對以上事故的處理與原因分析，建議做好事故預(yù)防工作；具體是對于煤系地層巖性炒粉-細砂巖、粉砂質(zhì)泥巖穩(wěn)定層進行無固相鉆井液處理，減少泥餅形成的可能性；然后，對于低壓漏失地層，則應(yīng)該降低密度與固相含量，從而減少滲透率，也可以通過加入磺化褐煤等增加潤滑性能、減低失水性，增加井壁穩(wěn)定性；另一方面，安裝好泥漿凈化器，嚴格按照相關(guān)工藝進行工作，增加設(shè)備的維修與保養(yǎng)，若出現(xiàn)故障，則應(yīng)該立即進行停工檢查，并進行相關(guān)問題的可能性分析與研究，減少繼續(xù)施工可能帶來的更大損害等。

5　結(jié)束語

總之，在新的時代就要堅持以可持續(xù)發(fā)展的理念作為指導(dǎo)原則，真正貫徹與時俱進、因時制宜的方法；在深孔施工中黏附卡鉆事故的處理核心方面，要求對其施工的環(huán)境、地質(zhì)、設(shè)備、技術(shù)、工藝等有一個全面的了解，然后根據(jù)對事故發(fā)生的原因的追溯，找到問題所在，從而進一步反推過來，找到解決問題的具體辦法；另一方面，需要在整個施工中有一個好的評估制度與監(jiān)督措施，從而確保對各種可能引發(fā)故事的問題的提前預(yù)防，這樣防患于未然，才是減少事故造成損失的最佳方法。

［1］彭步濤.創(chuàng)新、求深、發(fā)展，實現(xiàn)煤田鉆探技術(shù)新突破——福建省121地質(zhì)大隊"十一五"期間鉆探工作綜述 ［J］.探礦工程-巖土鉆掘工程，2015（2）.

［2］首照兵，陳禮儀，張統(tǒng)得等.攀西釩鈦磁鐵礦整裝勘查復(fù)雜地層鉆探護壁堵漏技術(shù) ［J］.探礦工程-巖土鉆掘工程，2012 （2）.

［3］王有東.繩索取心鉆進技術(shù)在煤田勘探超深孔施工中的應(yīng)用 ［J］.中國煤炭地質(zhì)，2013 （4）.

［4］吳金生，張偉，李旭東等.汶川地震斷裂帶科學(xué)鉆探項目WFSD-4孔鉆探施工概況和關(guān)鍵技術(shù) ［J］.探礦工程-巖土鉆掘工程，2014（9）.

［5］陳慶輝.煤田繩索取芯深孔鉆探設(shè)備的選擇與應(yīng)用 ［J］.山西建筑，2014（10）.

F407.1文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-142-1

王建忠（1968～），男，畢業(yè)于陜西煤校，工程師，研究方向為地質(zhì)鉆探。