高啟貴,翁少海,夏東,譚靖,舒智
(四川冶金地質(zhì)勘查局606地質(zhì)大隊,四川 成都 611730)
萬龍山鋅錫礦勘探區(qū)域,鉆進時遇到泥沙夾層、滑石層、綠泥石片巖等不穩(wěn)定地層,地層破碎,軟硬互層多且厚度大,鉆孔漏失嚴重,這給我們鉆探施工帶很大的影響,在項目鉆探施工過程中,由于地層復雜和操作失誤,發(fā)生多起孔內(nèi)事故,而且在事故處理過程中又發(fā)生嚴重復雜的孔內(nèi)事故,通過大家集思廣益,群策群力,精心操作,最后成功地處理好全部孔內(nèi)事故,從而保證該項目順利完工和工程質(zhì)量[1]。
該鉆孔設(shè)計孔深:840.00m,傾角:90°。在施工過程中接連發(fā)生兩起不同類型事故:HQ口徑鉆至目的位置,換徑坐管掃孔過程中在416m附近發(fā)生鉆孔偏斜事故;鉆孔偏斜事故發(fā)生后,換HQ鉆具掃孔時,又發(fā)生鉆具上擴孔器斷裂,鉆具遺留在孔內(nèi)無法打撈[2]。鉆孔偏斜事故位置拐角度數(shù)較大,導致鉆具在事故位置的彎曲度較大,最終致使鉆具斷裂。
考慮到水泥的候凝時間較長,還有成功率不高等因素,最終采取消磨孔內(nèi)事故鉆具的方法,經(jīng)過4個班的處理,消耗兩個HQ金剛石鉆頭,最終消磨掉事故鉆具,并鉆至424m處換徑。NQ口徑施工時,嚴格要求機臺操作按規(guī)定的參數(shù)施工,加強沖洗液管理和事故預防等工作,最終順利終孔,事故處理時間達到10天。
由于鉆孔設(shè)計較深,為了保證鉆孔的成功率,設(shè)計了較長的HQ孔段,而未對機臺強調(diào)長孔段裸眼施工的孔內(nèi)安全注意事項,換徑坐管輔助工作不到位,地層穩(wěn)定性判斷不清楚等。鉆孔偏斜事故主要原因如下:
(1)HQ孔段較長,長孔段長時間的裸眼施工,導致孔內(nèi)不穩(wěn)定地層的穩(wěn)定臨界點被破壞。
(2)HQ孔段穿越多層泥沙夾層、滑石層、綠泥石片巖等不穩(wěn)定地層,穩(wěn)定臨界點破壞后,升管即出現(xiàn)少量坍塌架橋。
(3)三個班之間沖洗液使用不統(tǒng)一,各班輔助工作不到位:泥漿池內(nèi)巖粉清理不及時,導致鉆孔內(nèi)存在大量巖粉,停泵后升降管必然遇阻;長時間長孔段裸眼鉆進,未進行主動劃眼,沒有及時釋放孔內(nèi)不穩(wěn)定的危險。
(4)換徑坐管前輔助工作不到位,深孔換徑時間長,未注濃漿排凈孔內(nèi)巖粉及穩(wěn)定孔壁;明知升管有負荷,也未先用鉆具掃孔劃眼而直接用跟管鉆頭掃孔。
鉆孔設(shè)計深度:700m,傾角/方位:88°/90°。ZK2417鉆孔2016年6月15日夜班下班前,鉆至654m,交班前停鉆修水泵;6月16日白班接班,繼續(xù)修水泵,至9:30水泵修好,停泵修理時間共約2個小時。給水掃孔,孔內(nèi)負荷重,遂向上掃孔,向上掃至494m處,孔內(nèi)無負荷,提升鉆具至套管位置,再向下掃孔。在494m~497m段反復出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象,且無法繼續(xù)像下掃;6月16日夜班掃孔至496.60m時脫扣,更換脫扣位置鉆桿向下掃孔至497.10m時發(fā)生燒鉆事故。后經(jīng)多次更換鉆頭掃孔,耗時5個班時均無法掃通494m~497m孔段。
經(jīng)分析494.20m~498.40m的松軟泥石風化層已嚴重坍塌,項目部決定采取分段灌注水泥的方法逐步固化此孔段。6月19日白班,降鉆桿至494.80m位置,灌注水泥漿,水泥漿灌注孔段448m~495m。
6月21日15:30開始掃水泥塞,至6月22日17:00,掃完水泥,并掃孔至495.40m,感覺水泵異常,提升鉆具修水泵交班。夜班接班后,降鉆具至495.40m處掃孔,胎體不出刃,無法進尺。升管檢查鉆具正常,繼續(xù)降鉆具至495.40m處掃孔,感覺是之前燒鉆的胎體,無法進尺。6月23日白班,繼續(xù)從495.40m處掃孔至496m,再次發(fā)生燒鉆事故,升管換鉆具磨事故鉆頭。夜班磨穿事故鉆頭后向下掃孔至496.40m,掃孔困難。6月24日至6月30日14:00,均采用干抓孔內(nèi)巖粉,垮塌掉塊等,抓至503.50m。6月30日17:00,降NQ鉆桿至527m處灌水泥漿,水泥漿灌注孔段438m~527m。7月2日10:00,從孔深438m開始掃水泥。7月3日,掃水泥柱至503.30m處發(fā)現(xiàn)掃偏。且無法掃回原孔,經(jīng)商議,按新孔眼繼續(xù)向下鉆進至終孔。該孔從6月3日開孔,至7月10日終孔,歷時38天,其中事故處理時間達23天,處理事故時間比例高達60%。
(1)494.20m~498.40m孔段為松軟泥石風化層,易坍塌。
(2)正常鉆進期間巖粉清理不及時。
(3)長時間停泵維修,未提升鉆具至安全位置。維修期間也未按要求活動鉆具預防卡鉆。
(4)鉆桿檢查不到位,在發(fā)生多次燒鉆事故后才由某個班發(fā)現(xiàn)有一根鉆桿上有一處較大的水口。
(5)掃孔操作不當,操作人員明知494.20m~498.40m為松軟泥石風化層,還在使用大泵量高鉆速在此位置掃孔,嚴重沖刷、擾動了此段地層,導致坍塌。