洛宁县君龙矿产品贸易有限公司 河南洛阳 471700
摘要：通过对ZK8501的事故剖析，从主观和客观两个层面分析了造成钻孔报废的原因，为处理和预防矿区事故积累了经验，为类似地层钻探施工提供了技术借鉴。
关键词：ZK8501钻孔；事故；浅析；
君龙矿产品贸易有限公司青岗坪矿区整体处于近东西向断裂带中，受地质运动的影响，区内岩石破碎、构造蚀变十分发育，局部区段全孔破碎，钻探施工异常困难，往往需要反复扩扫，利用下多套管和多种技术工艺进行综合治理，如果某一环节出现失误，预防措施跟不上，就会造成钻孔报废。2017年施工的ZK8501钻孔就是典型的例证。因事先对地层的复杂程度估计不足，钻孔结构选择不当，加之开孔取心要求高，在反复扩孔中，因钻孔大面积重复坍塌，最终难以控制而报废。
1、施工概况
ZK8501孔，设计孔深310m，倾角90°，开孔孔径Φ110mm，因开孔困难，后用Φ130mm扩孔，下入Φ127mm套管25.5m、Φ108mm套管80.07m、Φ89mm套管102m。
正常施工至118m处，孔内阻力大，无法正常进尺，当提出1立根3单根（1立根为4钻杆）大约离孔底40m时，出现严重夹钻。从井口卸开钻杆后，反复扫动多次后再往上提，提起1m多时卡死，上下不能窜动。拉紧孔内钻杆，用人工强行将孔内钻杆卸开，提出1单根钻杆后，继续反复上扫，扫通后仍无法提起。在拉死的情况下，再次人工反卸钻杆，结果从5立根3单根处反开，提出1单根后重新与井内钻杆对接时，此时只能碰到钻杆头但对不上扣，在反复对接中孔内钻杆下沉（后续处理事故时，证实钻杆下沉至离孔底3m处），仍然对不上扣，后提钻下入Φ71mm公丝锥，下至90m左右下不去，用扫、压、冲等方法处理，仍然下不去，提出后，换Φ75mm绳索钻具扫孔，由于孔内坍塌、岩粉多，反复多次仍扫不下去。后改用Φ75mm局部反循环钻具捞取掉块和岩粉，扫到90mm左右，出现严重夹钻现象，钻具外管脱扣掉入孔内；采用磨、扫等方法用丝锥把外管处理上来。再用Φ75mm绳索钻具反复扫孔，钻具仍下不到事故头部位。从查看岩层情况判断，孔内85~138m处不同程度破碎，泥层与破碎互层多，局部重复坍塌严重。采取边灌边扫逐段封住坍塌层处理思路，最初有一定效果，后来水泥封堵无效。在处理过程中事故不断，孔内坍塌无法控制，仅最后一次事故，前后处理20多天，只扫进6m，最终因掉块和大颗粒岩粉在“旋堂”处“集体封堵”根本无法处理。
经研究认为是：一是采取偏过目前事故带进行施工；二是拔起89套管用110扩孔，套取事故钻具。但如果采取偏的方法，偏的小达不到偏的目的,偏的大既达不到地质要求,又会为以后的施工生产埋下隐患,如果采取扩孔方法,由于地层破碎严重且破碎带厚度不祥，孔内已经形成严重的超径现象，即使扩过去，还可能出现孔内重复坍塌情况，由陷入目前这种僵局。最终认定钻孔报废。
2事故原因
2.1地层因素
青岗坪矿区处于近东西断裂带中部，断裂带规模大、构造复杂，次级断裂构造发育。地质资料表明该区矿石类型属构造破碎带蚀变岩型，矿体均位于破碎带上盘，浅层和中深层岩性变化较频繁，并夹蚀变软弱层，裂隙比较发育，给钻探施工造成客观上的困难。
2.2技术因素
地层复杂固然是制约施工的客观因素，但主观上不严格操作规程、预防措施不力等也是导致恶性事故的罪魁祸首。
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2.3冲洗液使用不科学
PAA无固相冲洗液，技术人员对冲洗液与地层相适应性问题只停留在感性认识层面。局限于使用范畴，没有条件进行更深的研究。例如对水敏地层，PAA在使用中以什么形式、何时加入K离子等问题，浆液进入循环使用后，自然消耗、损失有一定的理论值，对于复杂地层而言，这个值需要随时测试、调整和掌控，仅靠经验和简单测试是远远不够的。对于PAA的使用，我们有一个明显的感觉，就是刚使用时，效果比较好，但是用了一段时间后，有效成分部分消耗，仅凭经验和简单测试不能觉察其中的变化，不能适时做出调整，这是对最初形成自然保护逐步产生破坏，一旦发生事故就会接二连三，无法控制；施工中频繁更换冲洗液对维护孔壁稳定和发挥冲洗液性能极为不利。在ZK8501钻孔的施工中，为了达到更好的护臂效果，曾经在泥浆与PAA的选择使用上反复更换造成两种性能不同冲洗液在孔内相互作用，产生絮凝，人为损失了有效组分，影响了两种冲洗液固有的护壁效果，给后续施工埋下事故隐患。
2.4施工者思想麻痹
盲目照搬以往经验。譬如，在钻孔结构的选择上，仍沿用以往的：“两级套管、三径成孔”工艺，造成开孔被动反复；施工中，遇到复杂地层，不采取积极预防措施，盲目乐观，错失了主动防范的有利时机；在蚀变严重孔段，因地层相对软，进尺相对较快，没有意识到潜在隐患，仍追求进度等，主观上的麻痹，是导致事故的一个直接原因。
2.5设备因素
施工设备严重老化故障多，影响施工效率，往往错过孔壁相对稳定最佳阶段，特别是在处理施工中设备故障频发，耽误了最佳处理时机。ZK8501钻孔施工所用设备，大部分均已超过使用年限，只是在已严重磨损的基础上大量更换新配件修复的，由于零部件配合间隙超差，设备几乎处于不正常的工作状态，机械故障率明显偏高。譬如，钻机动力传动的万向结，本来是一个自由度很高、十分灵活的部件，因十字头轴承损坏等原因，动力传递出现问题，钻机不能正常运转，诸如此类问题不易发现，但产生的后果却不堪设想。
泥浆质量在一定程度上决定着钻孔施工的成败，而泥浆质量与搅拌机性能有直接关系。机台使用的泥浆质量与搅拌机是2011年用建筑用砂浆搅拌机改制而成。这种搅拌机设计粗糙，转速又低，达不到泥浆搅拌速度要求，泥浆中各组分不能充分搅匀，搅拌过程中边搅边漏，影响了泥浆的质量。这些情况看似并不重要，但对类似水敏等复杂地层，这种情况就为事故埋下了隐患。
3结语
（1）钻探技术的进步是一个积累的过程，近年来，因工作量少，技术力量严重不足，是导致施工被动的主要因素。立足自身实际，积极培育技术队伍。
（2）科学技术就是生产力。近年来，施工技术仍停留在书本知识和施工实践经验这个层面上掌握新技术、新方法、新工艺渠道十分有限，知识结构严重老化，已不能适应生产中不断出现的难题。要重视技术创新问题，采取“请进来、送出去”，加大科研项目和参加见学力度，提高科技含量，从根本上提高施工能力。
（3）施工组织、生产是一个复杂、连贯的综合过程。各级责任心是一个关键的软性因素，一个机台人员的责任心强了，一些事故可以避免的或者说至少可以使用故障情况有缓解或向好的方向转化的可能性。因此，在组织施工中，坚持召开各种例会，强化各级责任心教育不可或缺。
（4）思想麻痹是导致恶性事故的直接杀手，本来就很脆弱的孔壁经过多次扩扫和冲洗液更换风“折腾”，已接近“崩溃”临界状态，穿过破碎层后应及时扩孔，加长套管，以维护孔壁持久稳定，为深孔长时间施工创造条件。因此，在该区施工者必须保持高度敏感，在复杂孔段必须控制回次进尺、控制上下钻速度、坚持冲洗液回灌等积极防范措施，避免人为增加孔壁失稳因素。
（5）通过对ZK8501的事故剖析，从主观和客观两个层面分析了造成钻孔报废的原因，为处理和预防矿区事故积累了经验，为类似地层钻探施工提供了技术借鉴。
论文作者:武小伟,梁彭辉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第17期
论文发表时间:2018/8/17
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