浅谈大宝山钻探钻具折断脱落跑钻事故的预防与处理.docx

浅谈大宝山钻探钻具折断脱落跑钻事故的预防与处理.docx

《浅谈大宝山钻探钻具折断脱落跑钻事故的预防与处理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浅谈大宝山钻探钻具折断脱落跑钻事故的预防与处理.docx（6页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

浅谈大宝山钻探钻具折断脱落跑钻事故的预防与处理

浅谈大宝山钻探钻具折断、脱落、跑钻事故的预防与处理

摘要：

在大宝山生勘钻探中，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。

而各种孔内事故中，钻具折断、脱落、跑钻事故是最容易发生的一种。

这种事故，如果孔壁稳定，孔内清洁，这种事故很容易处理。

但是，如果孔内情况复杂，处理方法不当，也很容易出现“事故套事故”的现象。

本文浅谈钻具折断、脱落、跑钻事故发生的原因，事故的征兆，事故的预防及事故的处理方法等几个方面，以作参考。

关键词：

大宝山、孔内事故、钻具折断、脱落、跑钻事故

一、钻具折断、脱落、跑钻事故发生的原因

1.钻杆折断的原因钻杆柱在孔内工作时，工作条件比较恶劣，在孔内实质上形成一个长而细的弹性和柔软性非常好的“弹性线条”。

同时，钻杆柱在孔内工作时，承受拉、压、扭转，冲击转动等荷载，处于比较复杂的应力状态。

因此，一旦某一断面上的合成应力超过了它的强度极限，就会发生钻杆折断。

钻杆折断的主要原因有：

（1）钻杆在钻进和提升时，所受压力、扭力、拉力过大；如钻孔弯曲，孔底不清洁，加压过猛等，均能引起钻杆折断。

（2）钻进中发生掉块卡钻、钢粒夹钻、烧钻、埋钻等事故时，钻具回转阻力增大，可能造成钻具折断。

（3）处理事故时，往往因强力起拔，造成钻具折断。

（4）钻杆在孔内工作条件不正常如钻杆本身不直，回转阻力很大；钻孔严重弯曲，钻杆回转蹩劲；钻杆直径与孔径相差悬殊，特别是严重超径孔段（大宝山地区的空区钻进），都会造成钻杆折断。

（5）钻杆维护保养不好，造成弯曲、丝扣损坏或其它暗伤，以及使用中严重磨损或有裂纹等缺陷，在使用时检查不严，没有及时更换，一旦钻进中遇到较大回转阻力，就很容易在薄弱处扭断。

（6）钻杆加工质量不合要求如锁接头与钻杆丝扣锥度不一致；钻杆和岩心管同心度偏差过大造成过于弯曲；车丝扣退刀槽过深；接头中心镗孔过大；钻杆墩粗不合格和热处理不当等，都会降低钻杆强度，使用时容易发生折断，脱扣等事故。

2.钻具折断的原因

（1）钻孔不直由于地层和操作方面的问题，使钻孔产生急骤的弯曲。

粗径钻具在通过弯曲处时发生折断。

因钻杆柱回转扭力作用，使粗径钻具曲折处的丝扣断裂。

（2）岩心管管壁磨薄岩心管外径磨薄的丝扣部份强度减弱，钻进中遇到较大的回转阻力，就会在薄弱处扭断。

（3）钻具丝扣加工有缺陷，丝扣不合分批加工或来自不同加工单位的各种钻具丝扣，往往加工质量不一。

连接后可能有过松或过紧的现象，实际上不是全部丝扣吃力，产生应力集中，而引起折断。

或者连接后不同心，使钻具弯曲或不直，使用时受力过大变容易折断。

3.钻具脱落的原因钻具脱落包括丝扣脱节、甩钻、跑钻造成的脱落。

其原因有：

（1）钻具丝扣配合不当，连接后过松或过紧；丝扣部份保护不良；丝扣未对正即强行扭接，造成丝扣变形、早期磨损、发生凹痕等现象，使钻杆与接头丝扣配合松弛，出现滑扣使钻具脱扣。

（2）遇有突然蹩车，上部钻杆倒转，造成钻头脱扣。

（3）孔内蹩车厉害，钻杆强行回转时，扭力超过了钻杆强度即发生折断。

一旦折断，钻杆中储存着很大的惯性力，断头上部的钻杆转得比立轴快，产生转速差，卸脱钻杆。

有时可能在几处卸开，造成甩钻“扦插”事故。

（4）卷扬钢丝绳的拧转方向不适合（向右扭转），在下钻时承受负荷之后向左反转，将孔内部份钻杆回扣，造成脱落事故。

（5）钻具未到底，悬空转动，甩脱钻具。

（6）操作不慎，下钻过猛，墩脱提引器；或垫叉夹持不牢；升降系统失灵；丝扣连接不紧，均造成跑钻。

二、钻具折断、脱落、跑钻事故的征兆

1.钻具折断前的瞬间，阻力突然增大，待折断后阻力又突然减小。

亦可以通过发动机声音、电流表指针、皮带跳动等明显变化判断。

如钻具折断前，机器运转音沉重；电流表指针突然升高；带跳动激烈；或呈凹陷运转，机上钻杆转数降低，钻具折断后，钻具回转阻力突然减小，转数又提高。

2.钻具重量减轻，通过给进压力指示器、指重表可以反映出来。

钻具折断后，如果断点在孔内钻具的中和点之上，压力表指针会迅速下降；如果断点在钻具中和点之下，则压力表指针可能升高。

这种情况在折断后上部钻具发生垂直方向活动时就会反映出来。

称重钻具时，压力表读数都会小于钻具全部自重。

提动钻具时，比较轻松，回转也轻快，特别是断点越靠近上部越明显。

3.泵压降低，水泵压力表指针突然下降。

而且，返回冲洗液逐渐变清。

因钻具断脱后，冲洗液从断口流出而返回地表，液流阻力减小，因而压力表指针骤然下降。

由降低的多少可以粗略估计钻具折断部位，降低的越多，折断的部位越接近孔口。

4.钻速变化异常钻具断脱后，若断头没有错开，则动力机运转轻松，不进尺并有磨铁声音，如果断头横向错动，上部钻杆会从下部断头侧部突然下降，造成进尺加快的假象。

但当接头互相接触挤卡时，会产生间隙蹩车现象。

如果钻杆在接近岩心管处折断，钻杆下降后，能插入取粉管内，继而发生蹩泵或跳动现象。

减压钻进时，钻具上部折断会造成立轴向上升的情况。

如果钻具因丝扣断裂或因丝扣胀大而滑丝松脱后，继续加压钻进，材质比较软的地方，可能被磨削成叉口、劈开。

在立轴旋转时，仍感觉有进尺

5.钻杆脱扣，岩心管、钻头脱落时，有磨铁的声音。

钻具断脱前后，有时几种现象同时表现出来。

上述几点，只是主要征兆。

因此，在生产过程中，钻机操作人员必须集中精力，才能正确判断孔内情况。

三、钻具折断、脱落、跑钻事故的预防

（一）加强管材维护管理

1.各种管材、接头和接箍，均须按新旧程度分批、分组使用，较差的应用于孔壁稳定的浅孔或钻孔上部。

磨损程度不同的钻杆，如果混用，将使钻杆早先折断。

过度磨损的钻具管材，应及时调换。

2.钻杆使用时，应往丝扣上涂好润滑油。

润滑油均匀涂抹在丝扣上。

这样就能起到润滑、封闭、防锈、防蚀的作用，提高丝扣的使用寿命。

3.保管堆放时，管壁及丝扣部分必须涂机油。

4.平时要防止摔弯敲扁，过弯的钻具要及时淘汰。

机场人员应利用起下钻、校正孔深和搬迂等时间检查各种管材，不能凑合使用。

（二）严格遵守操作规程

1.正确控制钻头压力，不得盲目加大钻压。

当钻具总重量超过的孔底钻头所需压力时，要及时减压钻进。

2.要均匀加压，不应忽大忽小。

在大宝山复杂地层中钻进时，如破碎、裂隙发育地层，应当降低压力和转数。

3.扫孔、扫脱落岩心或残留岩心时，压力要小，转数要低，给进要慢，以免阻力过大，扭断钻杆。

4.减压钻进时，开机前，必须先将钻头提离孔底。

5.孔内岩粉过多，阻力过大时，不得冒然开机。

6.施工过程中，要认真垫好机台，保持钻孔允许的弯曲度，防止处理事故或下偏斜器后孔身发生急弯。

7.不得使用过度磨损、有缺陷或裂纹、过度弯曲、不同心的钻具。

8.钻具各连接部分丝扣要对正并拧紧。

9.认真检查卷扬升降机的制动装置、提引器、夹持器、钢丝绳等是否工作可靠，发现问题应及时处理。

操作钻机人员应与下手人员紧密结合，互相关照，动作协调。

以免发生跑钻事故。

（三）尽量采用小口径钻进，做到钻具级配合理

采用小口径钻进，才有可能缩小钻杆直径与钻孔直径的差值。

钻具级配合理，就可以最大限度地减少钻具与孔壁或套管壁的环状间隙。

配合乳化液洗孔，就能减少钻具磨损，降低回转阻力，使钻杆工作稳定。

四、钻具折断、脱落、跑钻事故的处理方法

单纯的钻杆折断、脱落和跑钻事故的处理方法比较简单，主要是采用各种丝锥打捞。

如果这类事故是因卡钻、烧钻等事故所引起，或者发生这类事故后又伴生夹钻、埋钻等事故，除需打捞孔内钻具外，还需要根据其它事故性质和情况分别按前述方法处理。

这样处理起来就比较困难和麻烦。

打捞孔内事故钻具之前，首先必须认真检查提上来的断头，根据上部断头的情况，选择适当的打捞工具，然后迅速进行打捞。

钻具刚断就起上的，断痕很新，说明下面断头没有变形。

如果上部断头已磨成锥形或喇叭口，但变形不大，而起钻前又没有进尺的，则孔内断头的变形也不大。

有的断口虽光滑平齐，但上面有相同高度的整齐的磨痕，并在起钻前仍有进尺感觉的，则说明下部断头已被钻裂劈开。

用丝锥打捞孔内钻具时，判别丝锥是否对上孔内断头，是顺利排除事故的关键之一。

判别丝锥对上断头和吃扣的方法如下：

1.如果下入孔内的丝锥找上了断头，在孔口用管钳拧动钻杆时，越拧越上劲，用液压压起钻具时感到比以前沉重，这说明已经捞上断头。

2.如果丝锥未对上，而插到断头的侧面，一般可以从机上余尺变少判别出来。

倘若当时余尺情况不清。

则只好从吃扣的具体反应加以判断，主要会发生两种情况：

一种是丝锥挤到断头与孔壁之间，此时在孔内回转钻杆，愈回转感到劲愈大，但大到一定程度之后，啪啦响一下，就没有劲了；再回转，又感到有劲，继续扭转时，啪啦一声，又没劲了。

这种重复现象，说明肯定没有套上断头。

另一种是丝锥插到孔壁里，此时在孔口回转钻具时，常会感到回转阻力均匀，即不增大也不减少，并且没套扣声音；有时开始回转有劲，但过一会劲又慢慢减小，下面总是没有声音，提动钻具向下接触时，也没有明显的震动力。

3.有时丝锥虽然对上断头，但无论如何也套不上，其表现是回转钻具始终没有劲。

一种情况可能是断头不规整，丝锥因而不能完全扣上断头，另一种情况是断头太细，顶到母锥内膛上了。

4.丝锥下到一定孔深后被阻，似乎碰到了断头，但在孔口回转钻杆时没有劲，而机上余尺又变多，这种情况多半是断头上部被坍塌物阻塞。

根据断头的不同情况，有以下相应的打捞工具和处理方法。

（一）钻杆断脱的处理

1.断头是比较平齐或完整的钻杆、接头或接箍一般采用同级的普通公锥或母锥捞取。

如果是钻具跑钻、脱扣，还可以用原来上部的接头、接箍或钻杆丝扣直接对取。

2.断头是较大的斜杈，或有劈岔这种情况发生在钻杆顶部，一般可用通心母锥捞取。

当孔内事故钻具阻力较大，拉不动时，可反出事故钻杆。

3.断头靠贴孔壁

当断头歪倒在钻孔超径不太大的孔壁一侧时，用普通公、母锥均不能对上时，可采用带导向罩的公锥捞取，如图8-42所示。

当接触钻杆断头后，宜用钳子回转钻具，并徐徐下降，使导向罩套上断头，丝锥便易对上事故钻杆。

当断头靠贴孔壁并倒入空洞内，用带导向罩丝锥也捞不着时，还可以用带捞钩扶正器的公锥捞取。

用钳子回转钻具，使钩子钩住钻杆，然后慢慢提动钻具，使导向罩脱离钻杆，但钻杆不脱离钩子，再慢慢下降钻具，钻杆断头便进入捞钩的导向罩并对上丝锥。

上述捞取断头靠贴孔壁钻杆的方法，都是垂直打捞的方法。

但时，用垂直打捞法有时不易对上钻杆头，或者接触到钻杆断头而从其侧部滑过去，所以可采取斜向捞取的方法。

即是把连接丝锥的第一根钻杆弯成一定的角度，以便扩大丝锥在孔内的打捞范围。

特别是孔内断头位置的空腔较大，钻杆断头在该位置歪斜较严重时，更需要采取这种方法。

捞取靠孔壁的钻杆断头时，尽量使用公锥，因为公锥尖部与断头容易对上。

在开始捞取时，弯钻杆的度数不宜过大，要根据钻杆断头偏藏的情况决定其大小。

一般来说，弯度应由小到大。

（二）岩心管断脱的处理

岩心管折断和脱落后，从提上来的岩心管断头，可以判明下头的情况。

如上部断头呈锥形或喇叭形，则是套磨所致，可以推断下部断头是整齐的；如上部断头光滑平整，在侧面有磨痕，则是骑磨的结果，可以推知下部岩心管断头已经破裂，破裂长度可用是上部断头侧面磨痕的高度量出。

如上部断头丝扣完整，则说明脱落后下部断头尚未损坏。

凡下部断头丝扣未损坏的，可下入新的接头或岩心管，将丝扣合上，把事故钻具捞出。

凡从岩心管或接头处断脱的，一般用套管公锥捞取。

如果断头已被钻裂，则不能使用套管公锥捞，否则会把裂口处撑开，使外径增大，反而增加事故的复杂性，这时可用捞管器捞取。

（三）钻头脱落的处理

处理钻头脱落有三种情况：

1.扫孔时掉钻头但钻头内没有岩心，这种情况多半是扫孔时因钻头与孔壁直接挤夹引起的，可直接用公锥捞取。

2.钻进过程中掉钻头钻头内有岩心，在这种情况下，首先要把上边的岩心取出，如图8-50-

（1）所示。

如果钻头丝扣完整，可用岩心管去对接。

否则可用长度0.5~0.8m的小径钻具透扫事故钻头0.2~0.3m。

并取出小径岩心，由于震击和冲洗液循环，钻头侧部的挤夹力大大减轻，提出小径钻具时可能将事故钻头带上来。

如果带不上来，再用丝锥打捞。

3.扫脱落岩心时掉钻头这时如果钻头内有岩心，应将钻头上面的岩心取出，再用小径钻具扫掉钻头内的岩心，然后用公锥打捞钻头。

如果用小径扫钻头内的岩心时，钻头被扫活往下落，有时会横在钻孔中，用丝锥无法打捞，则可用切铁钻头或投钢粒用钢砂钻头进行消灭。

钻具折断、脱落、跑钻事故是最常见的孔内事故，处理的好则好，处理的不好更容易发生事故套事故，本人根据3年的采场工作，查阅资料，对此事故进行了浅谈分析，希望能够在生产中减少此类事故的发生。

以上为本人浅见，希望多多交流。

地测部探矿队魏东

2013年12月26日