绳索取芯金刚石钻进烧钻事故原因及处理措施

袁树珍

摘 要：文章主要分析了绳索取芯钻进时烧钻事故的基本特征，并探讨了烧钻事故产生的基本原因和处理措施。

关键词：绳索取芯金刚石钻进；烧钻事故原因与特征；处理措施

由于多种原因，在钻进的过程中出现烧钻事故还是比较常见的，有时会产生严重的烧钻事故，整个金刚石钻头的工作层都被烧光，甚至连钢体部分都烧毁，与孔底岩石粘结在一起。有时是微烧或慢烧，钻头会泛蓝光，不会造成孔内烧钻事故，但会影响钻头寿命。若操作人员未能发现并及时处理，就会发展成孔内严重烧钻事故。

一、发生烧钻事故的原因

（一）钻进技术参数选择不当。（1）转速过高，小口径金刚石钻进的特点就是高转速，金刚石钻头切削孔底岩芯时会产生很高的热能，有时操作人员片面追求钻进效率，没有综合地层情况和孔内情况等因素盲目选择高转速；（2）钻压过大，特别是在松软、松散地层中钻进时，若钻压过大，钻头切入岩石过深，岩粉冲排不及；（3）泵量不够，送水量太小，冲洗液对钻头的冷却效果不好，降低了对钻头的冷却作用；

（二）人员操作不当。（1）扫孔时速度太快，钻头被岩粉堵塞，到达孔底的冲洗液量不足；（2）在破碎地层钻进时，经常会发生岩芯堵塞的现象，冲洗液不能全部送至孔底，处理不及时；（3）下钻后，冲洗液未送到孔底，匆忙开动钻机，造成钻头冷却不良；（4）用钻具做导管进行水泥浆封堵钻孔时，对钻具冲洗不及时或不彻底，钻进中凝结在钻具内壁的水泥块掉落，致使水路不通；（5）钻头唇面磨损，水口变浅，没及时修磨，过水断面小，冲洗液量不足；（6）钻头内外出刃过度磨损，岩芯与钻头、钻头与孔壁环状间隙过小，冲洗液量不足，钻头冷却不良；（7）深孔钻进，钻杆接头密封不好，冲洗液漏失，没有完全经过钻头唇面。

（三）设备或附属设施出现故障。（1）水泵工作不正常，发现不及时或没及时检修，如水泵阀、阀座、活塞皮碗或缸套过度磨损，更换不及时，阀门座漏气等；（2）吸水笼头被冲洗液絮团或杂物堵塞，泵量变小；（3）吸水管堵塞或漏气，致使泵量太小或不工作；（4）吸水高度过高或吸水管道过长，泵量不够。

二、发生烧钻事故的征兆

在实际钻进的过程中烧钻事故的出现不是偶然的，只要善于总结就会发现，烧钻事故的发生往往具有一定的规律可循，根据我们多年野外工作经验总结，发生烧钻事故前往往会有以下几种征兆：第一，动力机的负载急速上升，而且声音出现了较大的变化；第二，孔内阻力增大，扭矩表针突然急剧上升；第三，泵压突然升高，憋水严重，高压管跳动厉害；第四，钻进设备的指示灯突然忽暗忽亮；第五，进尺突然减缓或不进尺。以上特征都是烧钻的潜在性先兆，平时要善于观察总结，有助于及时进行判断。

三、烧钻事故的处理

发现烧钻征兆后，应立即用油压把钻具提离孔底再关车，烧钻不是很严重时，可避免钻头与孔底岩石烧结在一起；若先关车，可能钻头就会粘结在孔底，造成严重烧钻事故。一旦提拉不动又晃不动车，采取以下步骤处理：

（一）反钻杆。挂反档，反脱后，卸掉立轴钻杆，先把打捞器用变丝接手连接到反丝φ42钻杆上打捞内管。用φ42钻杆比用钢丝绳直接打捞，成功的把握更大，可以强力提拔，不会因拉断钢丝绳把打捞器留在孔内而增加处理的难度。这一步很关键，若能把内管成功打捞上来，下入反丝公锥继续反钻杆即可。反钻杆时，应尽量顶紧钻具，可以使力的平衡点下移，一次性可以多反出鉆杆。

（二）掏芯。反钻杆前，若捞取内管不成功，在反完钻杆后，先锥取内管，不成功再下入磨铁钻头磨掉内管及事故钻头胎体内径。若只剩下外管时，下入小一级的研磨钻头，掏空事故钻头内的岩芯，并磨掉事故钻头的胎体内径，钻进1米左右采芯提钻，下入反丝公锥捞取外管。若成功捞上外管，要下入磨孔钻头将孔内的铁屑及胎体碎块磨掉才可继续钻进。若未捞上外管，下入磨铁钻头将外管消灭，若条件允许，也可不捞取外管，磨光孔内铁屑及胎体碎块后换小一径钻具钻进。

四、预防烧钻事故的有效措施

（一）合理选择钻进技术参数。在钻进时要根据地层及孔内情况选择合适的钻进技术参数，当地层完整，孔内比较干净的情况下，为提高钻进效率，应尽量选择高转速、大泵量、适量钻压。若地层软硬不均、松散、破碎，应控制钻压和转速。在非垮塌层，应尽量选择大泵量。

（二）加强培训提高操作人员素质。孔内事故的发生，人为因素占比很重。目前，基层的钻进工人在操作的过程中往往比较随意，没有能够掌握好钻进技术参数，所以要加强培训，提高工人素质。在钻进过程中，不应盲目追求最大钻进效率，不考虑地层及孔内情况而选择高转速、大钻压；应精力集中，严密观察仪表及设备运行情况，不打懒钻，发现情况及时处理。同时，还要做好设备的检查、检修工作。

五、结语

在钻探施工中，绳索取芯金刚石钻进技术日臻完善，钻进效率提高显著，事故率明显降低，但因转速较高，稍有不慎烧钻事故就会发生，现场操作人员只有严格遵守操作规程规范，减少烧钻等事故的发生，才能实现钻进效率最大化。

参考文献

[1] 闫彦福.金刚石钻进烧钻事故的预防与处理[J].西源，2013（01）.