摘要：绳索取心金刚石钻进烧钻事故的原因、征兆、预防及处理和分析；总结绳索取心金刚石在钻进过程中的几类烧钻事故的处理措施；最终得出了预防烧钻事故的几点体会。
关键词：绳索取心；金刚石钻进；烧钻；事故处理
绳索取心金刚石钻进过程中，如果冲洗液技术参数不合理，钻孔岩粉得不到及时排除，都会造成钻头冷却不良，岩粉排除不畅，而烧钻事故胶结最强的就是钻头部位。发生烧钻事故后，首先应根据施工情况，准确分析、判断烧钻程度、地层情况、孔内情况及现场情况，迅速采取有利的技术措施，及时有效进行处理。笔者结合二十多年来从事野外钻探施工技术经验，分析烧钻事故的原因及总结处理经验，提出预防和杜绝烧钻事故的几点注意事项和技术措施。
一 绳索取心金刚石钻进烧钻事故的原因
绳索取心金刚石钻进烧钻事故的关键原因，是由于在钻进过程中孔内底部钻头部位失水或断水，操作技术参数不合理，导致冲洗液量不足，不能冷却钻头产生高温而造成。一般情况下多是由于钻机操作人员思想麻痹大意，精力不集中，不能严格按操作规程作业；没有根据施工过程中的具体情况，作出正确判断，并及时应对孔内情况变化，或是技术经验不足而造成的烧钻事故发生。
二 绳索取心金刚石钻进烧钻事故的处理
绳索取心金刚石钻进过程中烧钻事故发生后，要根据发生事故过程中的真实情况进行分析、判断以及孔内烧钻的具体情况、烧钻程度、地层状况等制定二套处理方案及措施。
1、钻进过程中发生轻微烧钻事故处理
绳索取心金刚石钻进在地层比较完整，孔内干净时，如有发生烧钻征兆，应立即用升降机强力顶拔，不要死拉，采用回转器开车边钻进边上下拉动的措施；如提拉不动，再用千斤顶起拔进行处理。
2、完整地层绳索取心金刚石钻进发生烧钻事故处理
地层较稳定，冲洗液为清水，孔内干净，岩粉厚度小于0.3米。处理此类事故，要先泡，泡就是让烧结钻具在孔内停留一段时间，使烧结部位变软；因为发生烧钻后钻头与岩石烧结成一体，强行处理会造成钻机、钻塔及其它附件损伤。既存在一定的安全隐患，又浪费人力、物力，造成不应有的损失。相反，根据热胀冷缩的工作原理，待其冷却后，钻头与岩石之间产生缝隙，粘结力减小，则烧结钻具更容易提出处理，甚至不用处理就能轻易把钻具提升到地面。
305号机台2014年在广东罗定市连州牛路坑矿区施工ZK21～2钻孔时，由于该矿区岩层主要为沉积岩、变积岩及花岗斑岩地层，地层较完整、稳定，台班进尺达到二十多米。该孔设计孔深为580 m，釆用XY-4型油压钻机，PHP、CMC无固相冲洗液，绳索取心金刚石钻进。钻进至420 m时，孔内岩粉厚度0.2 m，为抢进尺操作人员打开回水钻进，使送水量减少，不能有效冷却钻头，在交接班之前，由于工作人员麻痹大意，责任心不强急于下班，钻进中进行交接班，认为地层完整、孔内干净，造成轻微的烧钻事故的发生。烧钻事故发生后，现场工作人员在处理事故时，经验不足，粗心大意，强拉硬顶钻具过程中，把升降机的内齿圈被拉崩。后因购买配件，拆卸安装钻机配件中，期间停待约21h。待修理拆换钻机完毕后，在试车过程中，钻具被轻松完整提出。观察提出的钻具，未发现钻头有什么明显变形，只是发现钻头颜色变为黑蓝色，岩心为灰白色，呈粉状和碎粒状，用锤敲击才能从钻头内倒出。
3、绳索取心金刚石钻进复杂地层烧钻事故处理
绳索取心金刚石在地层复杂多变岩层中钻进，泥浆作为钻孔护壁堵漏，保护孔内正常钻进，在复杂地层中起到举足轻重的作用。 如何在绳索取心金刚石钻进过程中，合理控制好泥浆参数，减少或避免钻进过程的烧钻事故发生，特别是在地层复杂多变软硬互层、破碎、漏失水的矿区施工，绳索取心金刚石钻头与岩石所钻出的泥粉烧结成一体，而岩粉沉淀在钻杆与孔壁较环状间隙较小，再加上泥浆在孔壁上形成了泥皮，对钻具有一定的吸附作用，严重影响正常钻进，如果是泥浆配比不合理，钻进技术参数没有控制好，孔内岩粉过多，更是增加烧钻事故发生的复杂性，不可预测性，所以处理此类烧钻事故一定要及时、准确、稳妥的开展工作。
2014年，302号机在广东罗定矿区连州断裂构造破碎带施工，钻进过程中，既掉块、坍塌，又漏失水，地层复杂多变软硬互层的孔段较多，岩石破碎，实在难以钻进施工地层。我们在施工ZK21～2号钻孔时，设计孔深620米，采用XY—4型油压钻机施工，钻进工艺是采用金刚石绳索取心钻进，钻孔地层主要是上部黄土夹硬碎石块，主要岩层为连州断裂沉积岩、变积岩，遇水风化。该钻孔岩层共有六段破碎，易风化掉块，且构造层内有充填物，遇水膨胀，基本上全孔漏水，易坍塌。我们用CL植物胶无固相冲洗液，为达到防塌陷维护孔壁的稳定。在钻进至孔深523 m时，由于水泵工作不正常，水量减小，不能起到冷却钻头作用，为了快速穿过破碎地段，机台当班没有停钻维护修理水泵，而是强行钻进工作，从而造成烧钻事故的发生。
处理该钻孔的烧钻事故，机台当班工作人员刚开始采用升降机强力提拉，千斤顶起拔的处理方法，把烧钻事故越处理越复杂；针对该孔烧钻事故；我们成立该钻孔的事故处理领导小组，小组开会认真研究一套事故处理完整方案，如何应用拉、顶、反、捞（打捞）、套（取）、掏（掏空心）、磨（磨灭）、掏（钻眼）、捞（取）、吸（磁铁吸取）等办法进行处理，对本事故的处理步骤和程序也需要全方位抓好落实，做好周密安排部署，从人员组织到材料加工准备等等工作的安排布置，这样才开展烧钻事故的处理工作。
①. 反：用反丝公锥（或母锥）反出全部钻杆至内管总成露出；
②. 捞（打捞）：用打捞器的打捞头与钻杆接手焊接，连接钻杆打捞，捞出内管总成，避免用打捞器直接打捞，因负荷较大，钢丝绳易断开导致打捞器总成掉入孔内，造成二次事故，使事故更加复杂化；
③. 套（套取）：用反丝母锥套入钻孔内钻具上的脑袋反出钻孔内钻具的上扩孔器；
④. 掏（掏空心）：用Ф42普通金刚石钻具配置硬质合金钻头，掏空钻孔内钻具里的岩心；掏空钻孔内岩心过程中，操作时必须严格控制转速、钻速、钻压以及泵量，做到慢转速、轻钻压、小泵量，并专人观察水泵泵压变化情况。
⑤. 磨（ 磨灭）：消灭岩心管：加工带导向器的环状切铁钻头，用Ф073 mm调质45圆钢，长度300 mm，上部丝扣和绳索钻杆正常连接，间隔5 cm加工丝扣接胎体较硬金刚石钻头，下部为外径42 mm（钻头可通过）、长180 mm，加工丝扣，与外径为60 mm、长130mm导向外套相连并焊牢，整套消灭钻具中通直径20 mm，消灭钻孔内的事故岩心管至下扩孔器上部；
⑥. 掏（钻眼）：由于钻头与金刚石胎体部分已烧结石铁铬状。所以必须加工掏心打眼钻头，用直径42mm钻杆，上部加工接手和绳索钻杆连接，下部镶硬质合金，硬质合金外出刃1 mm，内出刃1 mm，底出刃2 mm并留水口，透出钻头约0.3 m，打眼时压力要轻，水路要畅通，转速不宜过快，打眼时间不宜过长；
⑦. 捞（捞取）：用公丝锥打捞，拧丝锥时要反复轻转，不要拧死，往上顶时液压表显示7 Mpa，与卷扬机配合并用，最后把扩孔器与钻头被整体捞取上来，钻头已严重变形，烧结成成黑色，胎体完全脱落，成平底钻头；
⑧. 吸（磁铁吸取）：加工磁铁打捞钻头，把磁铁放入旧钻头内，用3 mm厚钢板距钻头底部15 mm处封堵，钻头体上留出对应的两个小孔以便冲洗液流入和流出，把脱落在钻孔内的铁屑、金刚石等吸磁到地面，便于清孔作业。
经过事故小组及机台全体人员七天七夜的同甘共苦的努力作战，圆满完成了此次烧钻事故的处理；并顺利完成ZK21～2钻孔施工任务，达到地质工作设计要求，为该矿区找多金属矿提供重要材料及依据。
三. 绳索取心金刚石钻进烧钻事故的预防
1. 操作时要集中精力，随时观察钻孔钻进过程中钻速变化、地层变化情况，水泵压力表、孔口返水及动力运转情况，发现异常情况立即提升钻具离开孔底并及时排除；
2.保持泥浆泵良好运转，确保钻进过程钻孔返水正常流通；
3.保持泥浆池清洁，及时清除泥浆池、泥浆槽和沉淀池里的岩粉、杂物；
4.下钻时严禁一下到底，钻具应距孔底50公分m以上才能开泵送水，待冲洗液循环返水正常后，再缓慢将钻具慢转到孔底进行正常钻进；
5.下钻前必须检查钻具，不符合要求规定钻具禁止下入孔内，发现返水不正常立即停钻，详细查明各种原因；最后才开始施工。
6. 禁止使用外径和水口严重磨损及底面不平的绳索取心金刚石钻头；
7. 正常钻进过程中，应保持孔内清洁，不许有碎硬质合金片和铁片遗留于孔内，其钻孔内岩粉厚度不得超过0.3 m
四. 体会及感想
根据绳索取心金刚石钻进烧钻事故的原因、孔内情况、地层情况等综合分析，只要工作人员采取有效的措施，机台操作严格遵守操作规程，尽心尽责，正确使用合格钻具、按规范要求使用泥浆，合理配制泥浆配比，保持泥浆清洁、不要任意加减钻压、不要随意调整水量等，烧钻事故是可以杜绝的。若发现有烧钻征兆，要立即停钻，果断采取措施进行处理。在处理绳索取心金刚石钻进孔内烧钻事故时，要认真记好烧钻有关数据，收集好相关资料，根据孔内烧钻事故的严重程度及地层情况，分清事故的性质和类型，认真总结、制定处理事故的方案，分析烧钻事故原因，做出准确合理判断，做到“对症下药”对烧钻事故进行认真处理。
参考文献
[1].胡郁乐，张绍和.钻探事故预防与处理知识问答[ M ].湖南长沙：中南大学出版社，2010.
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