劉鵬

[摘要]筆者根據(jù)自身工作經(jīng)驗，主要從兩方面進行了論述，即地質(zhì)巖心鉆探施工中吸附卡鉆的原因、特征及其解卡因素；地質(zhì)巖心鉆探施工中吸附卡鉆事故的處理方法，以保證地質(zhì)巖心鉆探施工及時有效的順利進行。

[關鍵詞]巖心鉆探 吸附卡鉆 事故處理方法

[中圖分類號] P634 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-3-175-1

在地質(zhì)巖心鉆探施工中，吸附卡鉆這一孔內(nèi)事故時有發(fā)生，特別是常見于深孔施工過程。一旦出現(xiàn)吸附卡鉆事故，就會呈現(xiàn)出下列幾點癥狀：泥漿在卡鉆后依舊能處于正常狀態(tài)下循環(huán)，并且泵壓也正常；不存在孔壁坍塌或者巖屑沉淀的情況；卡鉆事故出現(xiàn)后縮短了提拉鉆桿伸長活動距離，直至縮短至一定值才停止。針對上述情況，通常會采用強力起拔、震擊解卡、浸泡解卡三種解卡方法。

1地質(zhì)巖心鉆探施工中吸附卡鉆的原因、特征及其解卡因素

（1）原因

泥漿護壁法是地質(zhì)巖心鉆孔施工中經(jīng)常用到的一種方法，巖心鉆探中大部分都是水基泥漿，該泥漿主要是以水為連續(xù)相（可以是淡水、海水、硬水、軟水等） 的泥漿。其固相有粘土（涵蓋所鉆地層進入的能水化的粘土和頁巖，這些固相受化學處理后可以控制洗井液的性能） 和惰性固相顆粒（如惰性的鉆屑，石灰?guī)r）。水基泥漿具體可劃分為海水泥漿、淡水泥漿、鈣處理泥漿、鹽水泥漿、低固相泥漿、咸水泥漿、混油泥漿、聚合物泥漿。水基泥漿處于孔壁上而產(chǎn)生的濾餅存在極高的負電力場，有著相當?shù)谋砻婺埽⑶疫€有一些鐵離子游離在鉆桿表面中，有著明顯的正電荷現(xiàn)象，可產(chǎn)生電力場且自由表面能相當，所以兩者間形成彼此吸附作用，不過這種吸附情況只在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)。所以鉆桿實際運行過程中，常常會因為一層水分子處于濾餅與鉆桿間，使兩者存在一定的距離，而這個時候兩者間只可形成摩阻力，沒有任何的吸附力。在鉆桿停止運行時，泥漿液柱靜壓力和地層壓力在孔內(nèi)呈現(xiàn)出了一定的壓差，當孔深度較深時兩者的壓差會較大，對鉆桿所形成的橫向力也隨之增強，導致鉆桿常常與孔壁相貼近，并且還使得鉆孔出現(xiàn)偏斜，鉆桿在本有重力情況下而形成了水平力逐漸壓向孔壁的下側，這樣濾餅和鉆桿之間的縫隙就處于正負電荷的彼此吸附范圍，進而產(chǎn)生吸附現(xiàn)象，最終帶來卡鉆事故。

（2）特征

不太嚴重的吸附卡鉆事故特征：提鉆時出現(xiàn)較大的阻力，實際提升力高于鉆具自身重力的百分之三十，甚至是百分之百，在一番強力提升下可將鉆具拉至地面。嚴重的吸附卡鉆事故特征：鉆具難以拉動，在不斷的強力提拔后，只形成了鉆具材料的拉伸量。并且拉伸量隨鉆具長短的不同而不斷變化，如果拉伸量比金屬材料的極限值還要高，那么就會拉斷鉆具。不太嚴重的吸附卡鉆與嚴重的吸附卡鉆有共同之處，即存在粗徑鉆具或鉆鋌被吸附現(xiàn)象；泥漿均能順利的深入到泵中和有序循環(huán)，與埋鉆事故相反。

（3）解卡因素

在對吸附卡鉆的拉力也就是鉆桿的摩擦阻力、粘附力進行解除過程中，可通過下列公式予以一番估算，見左圖。

將粘附面積、粘附壓差、摩擦系數(shù)三方相乘得出拉力，其公式為：F==rθL（ρmgh -p）f；其中，F(xiàn)代表的是拉力，r代表的是卡鉆處鉆桿半徑，θ代表的是濾餅粘附鉆桿的包角，L代表的是粘附長度，ρm代表的是泥漿密度，g代表的是重力加速度，h代表的是卡鉆部位孔深，p代表的是地層壓力，f代表的是濾餅與鉆桿的摩擦系數(shù)。該公式中，必須在減小泥漿密度、減少鉆桿與孔壁的接觸面積以及避免鉆桿與濾餅間較大摩擦系數(shù)的產(chǎn)生方可進一步降低解卡時過大的拉力。

首先，要想避免壓差卡鉆事故，就必須減小壓差，壓差具體大小直接取決于泥漿密度，通過不斷強化固相控制來消除該事故。其次，要想使鉆桿和孔壁少量接觸，就要保證將孔鉆直；濾餅一定程度上具有可壓縮性，所以濾餅要時刻保持堅韌且致密。最后，為了防止濾餅過高的摩擦系數(shù)，應采用以下措施進行：加強固相控制，防止存在有害固相，泥漿含砂量應在0.5%以下；對泥漿內(nèi)粘土的水化狀態(tài)加以調(diào)整與改善，從而使濾餅更加的堅韌，當濾餅被壓縮時間不斷延長會提供濾餅的摩擦系數(shù)，厚度穩(wěn)定不變時，濾餅的摩擦系數(shù)處于穩(wěn)定狀態(tài)（一般在45min）；保證泥漿較高的潤滑性能，將各類潤滑劑一定量的摻入泥漿中，并在泥漿中適當?shù)幕煊?，混油應以柴油與機油為主，應按3：1：12：1的比例進行，混油量應保持在百分之三到百分之八范圍內(nèi)。

2地質(zhì)巖心鉆探施工中吸附卡鉆事故的處理方法

（1）鉆桿解卡法

一旦鉆桿出現(xiàn)了被吸附現(xiàn)象，應增加泵量，由上至下竄動鉆桿，通過形成的鉆桿伸張、收縮及振動作用使孔內(nèi)泥漿處于橫向沖擊狀態(tài)，鉆桿受伸縮作用會立即和濾餅產(chǎn)生較小的間隙，泥漿受橫向與縱向沖刷作用會慢慢的滲到間隙中并對濾餅造成剝蝕使其結構遭到破壞，以此實現(xiàn)解卡目的。采用該方法需花費一定的時間段，應堅持不懈、耐心充足。

（2）堿水浴解卡法

對吸附卡鉆事故解除中，使用堿水浴較為理想。在出現(xiàn)吸附卡鉆現(xiàn)象后，應通過百分之二的純堿水溶液進行水浴。堿水最大的作用是防止泥漿過高的粘附性，有效解卡。

（3）石油浴解卡法

石油浴主要是通過石油具有表面張力小、附著力強的特點，逐步滲入濾餅的較小孔隙內(nèi)，同時在濾餅顆粒的周圍用一層油膜包住，以形成“泡松、分解和潤滑”作用，讓濾池變得松弛，此外，由于石油內(nèi)涵蓋一定的天然氣，當氣體進入到孔隙內(nèi)，會因氣體發(fā)生膨脹而出現(xiàn)膨脹分解作用，讓濾池變得松弛。

3結論

綜上所述可知，通過上述的分析，對地質(zhì)巖心鉆探施工中吸附卡鉆事故有了相應的認識，同時積累了一定的工作經(jīng)驗，不過實際依舊有許多地方需要加強。具體表現(xiàn)在：不斷強化自身的業(yè)務知識學習，保證業(yè)務技能；深入細致考察，充分運用當前涌現(xiàn)的先進高效技術與手段，積極投入到作業(yè)全程中；將理論與實踐有機結合，基于生產(chǎn)一線操作人員，開展相關的培訓活動，以增強他們的技術水平。

參考文獻

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