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1、孔内事故的预防与处理孔内事故的预防与处理第八章 孔内事故的预防与处理第一节 概述一、孔内事故的危害及预防事故的意义在钻孔施工过程中，由于种种原因，常常发生各种孔内故障而终断正常钻进，通常把这些故障统称为孔内故障。它首先耽误钻探进尺，推迟施工进度，影响地质材料和矿区储量报告的提交。如果处理不当，还会报废钻探工作量和管材，使钻探成本提高，严重时，还会损坏机器设备，造成人身伤亡事故等严重后果。孔内事故的发生，一般有主观和客观两个方面的因素。主观因素 主要指操作人员技术不熟练，技术措施不当以及违章作业等。例如，修理水泵时，未将钻具提离孔底一定高度，就容易发生埋钻和夹钻事故；在破碎地层钻进，使用泥浆不当
2、，会加剧钻孔坍塌、掉块而造成卡钻、埋钻事故；硬质合金换钢粒钻进，以及下套管后采用钢粒钻进时，开始如不使用旧钻头、小钢粒，不减少投砂量和水量，就会造成卡钻事故等。客观因素 主要指地质条件复杂和设备、管材质量不好等。例如，岩石节理裂隙发育、流砂、涌水等情况，会使钻孔坍塌、掉块和出现探头石；高岭土、绿泥石等塑性岩石常常遇水膨胀而使钻孔缩径；钻探设备、管材质量不好，也常常容易造成孔内事故。孔内事故是提高钻进效率，保证工程质量、安全生产和降低钻探成本的大敌。我们钻探工作者与孔内事故作斗争，应积极采取以“预防为主，处理为辅”的方针，把事故杜绝于发生之前。实践证明，只要思想重视，严格遵守操作规程和采取有效的
3、预防措施，就能把孔内事故发生率降至最低，甚至完全杜绝孔内事故。二、孔内事故的分类孔内事故可分人为的和自然的两类，实际上，绝大多数事故的发生都与人为因素有关，纯自然事故是比较少见的。人为事故，指事故发生的主要原因是操作者没有严格按钻探操作规程作业，没有根据生产的具体情况采取相应的技术措施而造成的事故。如：钻具折断、烧钻、岩粉埋钻等事故，都属于人为的。自然事故，主要指有地质条件等客观因素而造成的事故。这种客观因素，或者是我们事先无法掌握，或者即使我们事先掌握了，采取的相应措施很难收效而难以避免事故。如：严重孔壁坍塌引起的埋钻事故；严重破碎地层引起的掉块挤夹事故等，都属于自然事故。根据孔内事故发生的
4、具体原因及现象，可分为如下几种类型。1. 埋钻事故；2. 烧钻事故；3. 挤夹、卡钻事故；4. 钻具折断、脱落和跑钻事故；5. 工具、物件落入事故；6. 套管事故。三、处理孔内事故的基本原则孔内事故发生在钻孔中，眼睛不能直接观察，手又不能直接接触，只能靠间接标志去判断事故的情况，靠专用工具去处理孔内事故。如果判断准确，选用的方法合适，处理工具恰当，则很快即可排除而恢复正常生产。否则，处理不当，可能出现双重事故，使事故进一步恶化。因此，掌握好处理孔内事故的基本原则使十分重要的。1.事故发生后，要弄清以下几个情况：（1）事故部位要清 事故发生后，要根据机上余尺或提出来的断头钻具，精确计算事故部位的
5、孔深，确定打捞钻具的长度。（2）事故头要清 根据提出孔外的钻具和其它有关的标志，弄清事故头使钻具的哪一部分，口径多大，损坏变形的程度如何，必要时可以采用打印法查明，以确定处理方法和打捞工具。（3）孔内情况要清 弄清发生事故钻具的结构（规格、种类、数量），钻孔结构，孔内岩石性质，孔壁稳定程度，岩粉和钻粉多少，有无暗管和其它残留物，以及事故发生过程和起初的征兆（如冲洗液循环情况、钻具回转阻力，动力机声音变化、操作者的感觉等） ，这些都是判断事故情节和确定处理方法及步骤的重要依据。2.处理事故前要慎重地做好以下两项工作（1）弄清上述情况后，发动群众，发扬技术民主，开好事故分析会，认真分析研究事故发生
6、情况、事故性质、事故原因，慎重制定事故的处理方法、步骤和安全措施。（2）根据处理方法与步骤，慎重地选择和检查打捞工具。3.处理事故中，要做到快、稳、准、勤（1）处理事故的方案和方法确定以后，组织工作要迅速落实，处理事故作业的动作要快，操作要稳、准，不要忙乱和蛮干。总之，要抓紧实践，及时排除，避免事故恶化。（2）勤了解和分析事故的实际变化情况。在实践中验证原来所制定的方案是否正确，根据事故情节的变化，适当修改处理方案。（3）所用打捞工具和处理中的各种情况，应立即填入报表，并准确如实交接清楚。4.事故排除后，应详细讨论造成事故的原因，总结经验，吸取教训，以防止类似事故再度发生。第二节 处理孔内事故
7、的基本方法孔内事故的具体处理方法，主要依附事故的具体情况来确定。由于事故的性质、类型、情节、以及当时各方面的条件都是各不相同的，所以，采用的处理方法也不一样。常用的基本方法和工具，归纳起来，可以分为以下几点：（一）捞用各种类型的丝锥和捞管器打捞孔内事故钻具。用丝锥打捞，是借助自身硬度大的丝扣，对孔内钻具的断头重新套扣，并与其接合而打捞上来。在一般情况下，用正丝钻杆和正丝锥打捞折断或脱落事故钻具。在处理卡钻、夹钻、埋钻、烧钻等引起的折断和脱落时，如果事故钻具提升阻力很大，不易提拔时，应采用反丝钻杆和反丝丝锥捞取。丝锥分公锥和母锥两种类型。打捞钻杆及其接头时，根据不同情况可用公锥或母锥。打捞套管、
8、岩心管时只能用公锥。常用的丝锥见图 8-1、8-2。此外，还有套管公锥，如图 8-3 所示，其规格如下：73/65、89/65、108/65、127/65、146/65。用丝锥进行打捞时，必须注意检查与事故钻具是否吻合；本身有无伤裂缺陷；连接用的钻杆和接头是否坚固，不合格者不能使用。水压捞管器如图 8-4 所示，是由冲洗液的压力，推动活塞杆 4 向下，迫使装在其上的三块齿瓦 6 沿外壳 3 下部锥形体的滑槽 5 下行，并张紧在套管内壁上。然后，上提与捞管器连接的钻杆，则椎体上行，使卡瓦可靠地卡死在套管内壁，将事故套管提捞上来。如果提拔无效，则将钻杆下压，锥形体下行，齿瓦即可收缩，安全取出捞管器
9、。当岩心管脱落孔内，或是套管脱节，因岩心管或套管丝扣损坏，丝扣不能吃扣时，采用岩心管卡取器捞取更为适用。其结构如图 8-5所示。卡取器可带卡料至卡取位置，卡取时开泵将卡料准确可靠的投放到预定位置。打捞其它事故物件，如断脱在孔内的电缆、钢丝绳、工具等，则采用捞矛、抓筒、磁铁打捞器或其它专用打捞工具。将在后面有关章节中叙述。（二）提用丝锥或其它打捞工具对上事故钻具后，一般用升降机提拉，即可将事故钻具提出孔外。发生卡钻、埋钻、夹钻等事故时，都要先用升降机提拉。如果事故较复杂，提拉阻力较大时，在设备负荷允许的情况下，可用双绳或三绳复式滑轮系统强力提拉。用升降机提拉时，用力不要过猛，要逐渐积蓄力量，在提
10、升设备的安全负荷允许范围内，进行有效的提拉，提拉事故钻具时，有时不仅要向上提拉，当提拉到一定高度后，还可靠钻具自重向下回送，这样反复串动，决不能死拉。发生掉块或掉物件卡钻时，事故钻具往往有一定活动距离，即可用此法将事故钻具逐渐提出孔口。（三）扫事故钻具在孔内某孔段遇阻，超出这孔段就不能提升或下降，但钻具能够回转或上下活动。遇此情况，可开车回转钻具，向上或向下扫，把挤夹物扫碎或挤入孔壁，使事故钻具能够顺利提升或下降。（四）冲用冲洗液冲洗事故钻具上部或周围的障碍物。当发生埋钻和夹钻事故时，如用升降机起拔无效，可用增加冲洗液量进行强力冲孔的办法排除埋挤的障碍物。一般不太严重的埋钻和夹钻事故，经强力冲
11、洗后，再进行起拔，即可排除。所以发生孔内事故后，不要停止冲洗液循环，已经中断循环的应当尽可能地恢复循环。（五）打用吊锤或震动器，冲击和震动卡钻事故钻具。消除或减少事故钻具周围的挤压力，以使事故钻具松动或上下串动进而解卡。此法一般用于浅孔或中深孔浅部的掉块或钢粒挤夹事故较为有效。冲打钻具，有向上打或向下打两种。当钻具在孔底被挤夹时，必须向上打；钻具悬空挤夹时，应向下打。向上打时，应将钻具用升降机吊紧，以增加冲击效果。钻探常用的吊锥有 100 和 50kgf 两种。（六）顶用千斤顶起拔事故钻具。千斤顶起拔的能力比升降机大得多。适用于阻力较大的卡钻、挤夹钻和烧钻事故。用千斤顶起拔时一种静力作用，顶时
12、不要用力过猛，上顶速度不宜过快，以免事故钻具顶断而造成插钎，使事故复杂化。因此，每顶起 100200mm，应停顿一下，缓慢地增加力量，使作用力充分传到孔底事故钻具上。钻探常用的千斤顶有螺旋千斤顶和油压千斤顶两种。螺旋千斤顶时利用丝杠旋转的力量强力起拔事故钻具，主要规格见表 8-1。油压千斤顶是运用油泵、油缸，利用油压起拔。油压千斤顶具有劳动强度低，操作安全可靠，起拔力大等特点。油压千斤顶又分为手动和机动两种，其规格见表 8-2。表 8-1 螺旋千斤顶主要规格最大起重量tf 20 和 40顶起高度起拔钻杆规格起拔套管规格mmmmmm 丝杆长度：51252542、43、50、6044、54、64、
13、74、89、108、127、146表 8-2 油压千斤顶主要规格最大起重量tf 75顶起高度起拔钻杆规格起拔套管规格mmmmmm 33733.5、42、43、50、6044、54、64、74、89、108、127、146以上处理事故的方法，都是力图将事故钻具完整地由孔内提出，但在某些情况下，往往很难做到一次将事故钻具完全提出钻孔，常常需要分段处理。此时可用下述几种方法排除。（七）反通过粗径钻具上部的反事故接头或采用反丝钻杆和反丝丝锥，将事故钻具分若干段分次从孔内反取上来。反取了全部钻杆，就给进一步处理下部粗径钻具创造了有利条件。如果粗径钻具上面埋挤的障碍物较多，还需用特质的导向钻具进行“冲”
14、、 “扫” ，减轻对事故钻具的挤夹；尤其是反取带有取粉管和短钻杆的粗径钻具，往往阻力较大，应采取措施减少阻力。反取孔内事故钻具，体力劳动强度大，且易发生钳把伤人。为了避免钳把反转伤人，宜采用棘轮式反管器或钢丝绳反管法，以确保工作安全。1.棘轮式反管器反管 其结构如图 8-6 所示。其工作情况如图 8-7所示。反管时，两把反管器同时使用。首先将方钻杆 3 连接在孔口的钻杆 7 上，然后分别将下反管器 5 和上反管器 2 套在方钻杆上，万恶 ile 便于操作，上、下反管器间放置垫管 4，操作时扳动上反管器把手，便由反钻杆带动钻杆反转。松开上反管器时，由于下反管器的棘轮卡及把手靠在机架上，起到了制动作用，使事故钻具只能随同方钻杆左旋而不能右旋。这样连续扳动上反管器把手，当反转力达到一定程度时，述古钻杆便从某一处卸开。2.钢丝绳反管法 安
