简述地质找矿钻探施工一般孔内事故的处理方法

【摘 要】：随着贵州省黄金地质勘查的发展，浅部岩金日趋减少，“攻深找盲”的新认识、新思路将成为今后地质找矿的突破口，因此钻孔的设计越来越深，井下钻探事故发生的几率也越来越多，如何避免事故的发生是钻探工作者必须攻克的难题。本文以贵州天柱县某金矿钻探工程项目为例，就此进行了简要的概述，希望对同行研究者有些益处。

【关键词】：地质找矿；钻探施工；孔内事故；处理方法

近几年，随着贵州省黄金地质勘查的发展，浅部岩金日趋减少，“攻深找盲”的新认识，新思路，将成为今后地质找矿的突破口，因此钻孔的设计越来越深，这对钻进技术提出的要求更高。因此掌握好正确的事故处理方法对减少孔内事故造成的人员和设备损伤来说至关重要。

1矿山地层地质概况分析

在贵州省天柱县某金矿普查钻探工程项目，该项目设计钻探工作量6000.00延米，孔深多为600～800米。本项目施工区域山高谷深，属山丘地貌，矿产丰富，主要有金、硫重晶石、高岭土等。地层主要为浅灰-灰黄色厚层状沉凝灰质板岩、变质细-中粒长石石英砂岩、灰黄色绢云母粉砂质板岩、粘土质板岩、灰-灰黄色厚层状砂质板岩、灰白色厚层状变余凝灰岩。构造带多，岩层破碎。

2制定钻探方案

在钻进过程中要解决矿化蚀变带破碎、坍塌失稳钻孔的护壁；孔内漏浆；深孔操作和钻进技术参数；事故的预防与处理等一系列的问题。针对工程施工地层的特点，精心制作《施工设计方案》，同时选用施工钻进配套用的相关泥浆材料与钻具、钻头等。

2.1钻进用材料等相关配套设备参数

ZK3-1孔开孔，开孔孔径Φ130mm，钻进到27米，下入Φ127mm套管。改径Φ110mm钻进，至62米，下入Φ108mm套管。改Φ91mm钻进，到112.6米，下入Φ89mm套管。改Φ75mm绳索取心钻进。钻进到164米，孔内开始出现漏浆情况，调整泥浆，降低浆液比重，加入木糠，801堵漏剂。泥浆比重1.03，漏斗粘度30.5秒。泥浆具体配方如下：清水+膨润土2～3%+纯碱0.2%+0.03% ～0.04%植物胶+0.2%Na-CMC（中粘）+0.02% ～ 0.03%聚丙烯酸钾+2～3%木糠+1～2%801堵漏剂。

3发生的事故及处理方法

3.1事故原因（一）

钻孔施工钻进到360.70米，遇强构造破碎层，发生掉块现象，钻具被卡。

3.2事故分析及处理方法（一）

机台首先采用上下窜动钻具处理，效果不理想，后改为加大泵量，半离合开车，也没有处理成功。后采取强力起拔，钻具上来0.7米，卸出立轴钻杆，提拉不动。在这种情况下，强行开车，可能会造成断钻杆事故。综合分析决定采用顶、打的方法进行处理。首先在吊锤中心钻杆下部锁接手上焊接受力环，用Φ15.5mm钢丝绳锁住受力环下部钻杆，钢丝绳上端再套在回转器上卡盘底座部位，使用给进油缸上顶，在约30KN压力下，使用吊锤向上击打。经过大约二个小时后，钻具上来2.3米，解卡，钻具全部提出孔外。然后，加工接手钻头，配制水灰比0.5的水泥浆（水泥5包 + 清水125Kg + C6H15NO3 0.15Kg），约200升。下入接手钻头钻具，扫孔到底，提离孔底0.3米，将水泥浆液一次灌入。替水按公式“Q替 = K q （L-ι）+Q地”计算约为1014升（孔内静止水位约26米），实际替水约1000升。再经过30多个小时孔内水泥凝结后，下钻具透孔。换浆：清水 + 0.2%纯碱+ 3%膨润土 + 0.2%植物胶 + 0.3%纤维素（中粘）+ 0.03% ～0.04%腐植酸钾 + 0.5% Fs-1速溶硅酸钠 + 0.02% ～ 0.03%KP共聚物。

在接下来的施工钻进中，为了保持孔内的孔壁稳定性，我们使用了比前期施工要小的钻进参数，具体如下：钻压：钻压减少，能够减轻钻杆的径向摆动，有利于保持不稳定层段孔壁的稳定性。按计算公式F=F1÷7.85+Pn×S+Pm×A−F1=584Kg。转速：因为施工孔段的岩石完整性与均质性都比较差，如果转速高，钻头与孔底的接触不平稳，钻具的轴、径向振动就会加剧，会产生“敲打”孔壁的现象。同时，钻头金刚石、胎体会加快磨损，影响钻头的使用寿命。实际转速严格控制在300转/分钟以下（不超过Ш档）。泵量：采用I档，不大于50升/分钟。

3.3事故原因（二）

ZK4-2孔开孔，施工到46.00～47.00米，孔内出现涌水现象。

3.4事故分析及处理方法（二）

涌水量经过初步测量，每秒约1.8升，日涌水量约156.00吨。钻进到52.00米，进行止水。首先采用聚丙烯酰胺、泥球加套管的方法进行止水，效果不明显，而后采取套管外包缠海带的方法止水，仍然无法止住套管内涌水。然后起拔套管，钻进，至58.00米，继续采用套管、聚丙烯酰胺、泥球、海带、布条止水。方法不成功。因此放弃原孔位，移机，距原孔位0.8米，重新开孔，钻进，原孔作为泻压孔使用。

再次钻进，孔深64.60米，Φ130mm口径钻进施工到62米，再换径Φ110mm钻具钻进2.60米，采用Φ127mm×Φ108mm两级套管变径，布条包缠在连接接箍下部，长度约1米，呈锥状，下入到孔内，套管夹板夹住，用钻机压到孔底。而后，配制水灰比0.5的水泥浆（约90升），压注到Φ108mm套管底部，孔内待凝24小时，止水成功。

在本工程项目的施工中，深孔钻进钻杆有相当一部分是老钻杆，经长期使用后丝扣部分有磨损，且接头多，为防止钻杆与钻杆联接丝扣处冲洗液的漏失导致泵量、泵压损失发生钻头得不到有效冷却造成烧钻，同时减轻丝扣的进一步磨损，施工过程中全部使用丝扣油进行涂抹。配方如下：石墨粉：黄油：废机油=1：2：0.3。因为项目施工地层多数破碎不稳定，所以在机台施工起下钻时，速度比正常钻进起下钻的速度要慢约1/3，且升降机的操作平稳，避免和减少了激动压力及孔内的“抽吸”现象，防止由于起下钻而破坏孔壁，造成孔内坍塌事故。

4经验总结

本项目施工中，由于种种原因，发生了多次孔内事故，为总结经验，现简述如下：

（1）对于ZK1-2孔，施工钻进到516.30米，发生钻杆脱扣，因事故征兆不明显，没能及时发现，导致孔内事故头呈“喇叭口”，首先下入公锥捞取不成功，后下入平面钻头磨削孔内事故头5公分，第二次下入公锥捞取成功。ZK3-1孔，施工到360.70米，遇破碎层，掉块，卡钻，通过窜、扭、拉、顶、打的方法才处理成功。ZK0-3孔，钻进施工到622米，发生烧钻事故，在往上顶的过程中，阻力较大，钻头、下扩孔器留在孔内。最后经过小口径掏芯，公锥锥住快速反复顶拉，半离合回转，将事故钻具捞出孔外。ZK5-1孔，钻进到465米，起钻换钻头，再下钻时，发现42米处下不去，原来是Φ89mm套管断裂，错位。利用报废岩心管，加工成锥形钻具，下入到孔内事故头处，压挤，同时配制浓水泥浆灌注固定，水泥凝固后，下入锥形钻头慢慢扫透，得以成功处理。

（2）在复杂地层区域内进行钻探施工作业，特别是对深孔进行作业，应注意以下几个方面的问题：第一，操作人员必须是有相当施工经验的熟练人员。第二，操作施工过程中，要求操作员认真、专心，根据各种表征现象分析判断孔内情况，以采取相应的技术措施。第三，确保泥浆的技术性能，每班必须对泥浆进行维护。第四，现场配备好必要的材料与专用器具，如水泥、堵漏材料、锥形钻头、捞锥等等。第五，发生孔内事故后，一定要计算出事故的准确位置，根据实际操作中的情况，认真分析事故的类别、原因，有针对性的制定出处理方案或办法，严禁盲目操作造成重复事故，这一点很重要。

通过本工程的施工，在技术人员与操作人员的共同努力下，我们较好地解决了施工过程中的垮孔、卡钻、漏失等问题，在过程中学会了判断问题、解决问题的方法，锻炼了队伍。现在已基本掌握了深孔施工的钻进技术，这将为我们今后的工作提供良好施工经验。

作者简介：

王义文（1968.10.10--）男，汉族，广西壮族自治区全州县人。工商管理研究生学历。1989年参加工作，从事钻探工程多年，有相当丰富的施工、管理经验。2012年调任广西壮族自治区三一〇核地质大队兴安基地管理开发办公室副主任。

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