第六讲 钻探孔内事故的预防及处理.doc

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1、第六讲钻探孔内事故的预防及处理一、概述1、孔内事故的概念由于各种原因造成孔内故障，使钻进不能正常进行或中断，叫做孔内事故。2、孔内事故的分类孔内事故按其性质与特点可作如下分类：①钻具故障（钻具断脱、卡钻、埋钻、烧钻、钻头非正常损耗）；②孔壁故障（岩石压力不平衡：孔壁塌陷、孔壁崩落；地层压力不平衡：冲洗液漏失、涌水或井喷；孔径异常：钻孔超径、钻孔缩径）；③质量故障（岩心采取质量低、钻孔弯曲超差）；④其它故障（岩心堵塞或脱落、落入工具物件、套管事故）。3、孔内事故的危害钻探工艺的直接目标就是优质、高效、低耗

2、、安全地进行钻探施工，而孔内事故不仅是安全问题，对质量、效率、成本都造成重大影响。事故的多发与处理不当，除严重影响劳动效率和地质工作效益外，还会增加劳动负担，降低劳动收入，从而影响工人的劳动积极性，形成恶性循环，进而影响机台的全面工作。二、孔内事故的原因（一）卡钻。卡钻是最常见的孔内事故，造成卡钻的原因及形式有：1、孔壁不稳定造成卡钻：孔壁崩落（掉块）卡钻、探头石（活石）卡钻、岩层滑移、错动卡钻；2、缩径卡钻；3、磨料卡钻：投砂过多或水量过少、水量忽大忽小或水泵故障、随钢粒与钻头磨耗，钻孔直径减小，此时

3、改水不当或中途补砂易卡钻；一次投砂钻进时间长，孔径上大下小，下一回次初期产生卡钻且常发生在扫孔期间。4、钻进方法互换时易发生卡钻：不同钻进方法对孔壁的扩大程度不一，而孔径的变化常常是造成卡钻的空间条件。如钢粒换合金钻进，孔内钢粒未捞净；合金换钢粒钻进，纲粒钻进孔段未超过粗径钻具长度时；合金、钢粒换金刚石钻进、孔内钢粒及碎合金未捞净时，均易发生卡钻；5、孔壁及岩心直接挤夹钻头：硬合金及金刚石钻进，内外环状间隙较小，当钻进时间过长、环隙缩小较多或钻头不排队轮换使用，金刚石扩孔器与钻头配合不好，扫孔过快或跑钻

4、时，均易发生孔壁及岩心对钻头的直接挤夹，岩石愈坚硬致密，挤夹程度愈严重；6、键槽卡钻：钻头急剧弯曲处的上帮在钻杆柱拉力段的回转、拍击及起下钻时的纵向摩擦下形成纵向沟槽，称作“键槽”，发展到一定程度时能对粗径钻具及锁接头产生阻卡；7、“悬桥”卡钻：在孔径突然增大（溶洞、超径、换径）处，冲洗液上返速度降低并产生涡流，使岩粉沉积而形成“砂桥”，能对粗径钻具或锁接头产生阻卡；8、糊钻及泥皮粘附卡钻：糊钻既泥包钻具，是岩粉和岩泥包糊钻具，发展到一定程度时使钻具被卡；在高渗透地层中，当泥浆静切力高、泥皮厚而粘滞性大

5、时则易发生泥皮粘附卡钻。9、其它原因造成的卡钻：其它原因也能造成卡钻，如套管鞋悬空或错动，岩心碎块挤出钢粒钻头水口，脱落岩心及孔内落入其它物件等，甚至钻杆胶箍的串动、堆积都曾发生卡钻事故。（二）埋钻。埋钻指大量粉、砂状物质淹埋钻具，往往发生在孔底，严重时可超过粗径钻具几十米以上。埋钻因粉、砂集聚而发生，集聚的条件一是有粉砂来源，二是不能及时排除。1、粉、砂来源：①松散地层与流沙层的塌陷；②钻杆敲打、刮磨孔壁；③钻进破碎岩石。钻速愈高，进尺愈多，产生的岩粉量就愈大；④钢粒钻进时，钢粒磨损、碎裂，形成钻粉。

6、2、粉、砂聚集：①水量偏小或钻杆中途泄漏使到达孔底的水量偏小；②孔径不规则，上返速度变化；③水泵工作不良或中途停泵；④泥浆悬浮、携带岩屑能力差；⑤钢粒钻进不带取粉管、取粉管短或提钻时未予冲净。（三）烧钻：烧钻指由于冲洗不良，孔底温度升高，超过钻头及岩石承受能力而造成的钻头损坏，或钻头与孔壁、岩芯烧结为一体的孔内事故。烧钻的条件也有两方面，即产生大量热量而有不能及时散发。1、大钻压、高转速、强研磨性地层，孔内岩粉密度大等能增大摩擦，产生较高热量。2、泥浆粘度、切力大，大压力、高钻钻速使孔壁间隙狭小等不仅增

7、加摩擦，也增大冲洗液流通阻力，影响热量散发。3、孔底冲洗冷却不良：①水泵工作不正常：活塞与缸套，水阀、密封圈或填料磨损过度；吸水管破损、莲蓬头露出水面，吸水端漏气；水阀封闭不严、吸水高度过大；离合器或传动皮带滑等；②管道堵塞：莲蓬头及吸水管路堵塞能增大吸水阻力，使水泵不来水或来水小；送水管路如地面管线，钻杆、双管间隙喷反钻具的喷咀堵塞，钻头出刃、水口磨损过度岩心堵塞，孔壁塌陷，糊钻，孔内岩粉多等都将引起通水阻力增大，使送水困难，水流中断或流量减小；③管道泄漏：钻杆破损，丝扣处密封不好，使冲洗液到达不了孔

8、底，各种原因造成的通水阻力增大，如孔底过水断面小，岩粉多岩心堵塞等，都将加剧管道泄漏。用丝锥打捞佔具，对上后继续钻进常造成烧钻，也是因为丝锥处泄漏的结果。4、其它情况：①干拧采心压力大、时间过长；②无泵钻进压力大，提动少；③喷反钻进时孔底间隙小、岩粉多，抽吸力不足以产生反循环。（四）钻具折断与脱落1、钻具断脱事故按机场习惯分以下几种形式：①跑钻：起下钻过程中发生的钻具脱落，位置不定，事故头常为母接头。②断钻杆：钻杆或接头的薄弱部位断裂，位置