肖辉光
(黑龙江省煤田地质二○四勘探队,黑龙江七台河154600)
煤田地质钻探中处理孔内事故的基本方法
肖辉光
(黑龙江省煤田地质二○四勘探队,黑龙江七台河154600)
对于孔内事故,必须积极采取以“预防为主,处理为辅”的方针,把事故杜绝于出现前。只要严格遵守操作规程和采取有效预防措施,就可以把孔内事故发生率降至最低,甚至杜绝孔内事故。
煤田地质钻探;孔内事故;基本方法
用各类丝锥和捞管器打捞孔内事故钻具。用丝锥打捞,是借助自身硬度大的丝扣,对孔内钻具的断头重新套扣,并与其接合而打捞上来。用正丝钻杆和正丝锥打捞折断或脱落事故钻具。在处理卡钻、夹钻、埋钻、烧钻等引起的折断和脱落时,若事故钻具提升阻力较大,不易提拔时,必须采用反丝钻杆和反丝丝锥捞取。丝锥分公锥和母锥。打捞钻杆及其接头时,按不同情况可用公锥或母锥。打捞套管、岩芯管时只能用公锥。用丝锥打捞时,必须注意检查与事故钻具是否吻合,本身有无伤裂缺陷,连接用的钻杆和接头是否坚固,不合格者不可使用。在岩芯管脱落孔内,或是套管脱节,由于岩芯管或套管丝扣损坏,丝扣不能吃扣时,采用岩芯管卡取器捞取更适用。卡取器可带卡料至卡取位置,卡取时开泵把卡料准确可靠的投放到预定位置。打捞其他事故物件,如断脱在孔内的电缆、钢丝绳、工具等,则采用捞矛、抓筒、磁铁打捞器或其他专用打捞工具。
用丝锥或其他打捞工具对上事故钻具后,一般用升降机提拉,能把事故钻具提出孔外。发生卡钻、埋钻、夹钻等事故时,都要先用升降机提拉。若事故复杂,提拉阻力大,在设备负荷允许的情况下,可用双绳或三绳复式滑轮系统强力提拉。升降机提拉时,用力不得过猛,要逐渐积蓄力量,进行有效的提拉。提拉事故钻具时,有时不仅要向上提拉,在提拉到一定高度后,还可靠钻具自重向下回送,这样反复串动,决不能死拉。发生掉块或掉物件卡钻时,事故钻具有一定活动距离,即可用此法把事故钻具逐步提出孔口。
用冲洗液冲洗事故钻具上部或周围的障碍物。在发生埋钻和夹钻事故时,如用升降机起拔无效,可用增加冲洗液量进行强力冲孔的办法排除埋挤的障碍物。不太严重的埋钻和夹钻事故,经强力冲洗后,再进行起拔,即可排除。因此,发生孔内事故后,不要停止冲洗液循环,已经中断循环的应当尽量恢复循环。
用千斤顶起拔事故钻具。千斤顶起拔的能力比升降机大得多,适用于阻力较大的卡钻、挤夹钻和烧钻事故。千斤顶起拔是一种静力作用,顶时不要用力过猛,上顶速度不宜过快,防止事故钻具顶断而造成插钎,使事故复杂化。因此,每顶起100mm~200mm,必须停顿一下,缓慢地增加力量,使作用力充分传到孔底事故钻具上。钻探常用的千斤顶有螺旋千斤顶和油压千斤顶。螺旋千斤顶是利用丝杠旋转的力量强力起拔事故钻具。油压千斤顶是运用油泵、油缸,利用油压起拔,具有劳动强度低,操作安全,起拔力大等特点。
用吊锤或震动器,冲击和震动卡钻事故钻具。消除或减少事故钻具周围的挤压力,以使事故钻具松动或上下窜动进而解卡。这种方法用于浅孔或中深孔浅部的掉块或钢粒挤夹事故有效。冲打钻具,有向上打或向下打两种。钻具在孔底被挤夹时,必须向上打。钻具悬空挤夹时,应向下打。向上打时,应将钻具用升降机吊紧,以增加冲击效果。但在某些情况下,很难做到一次把事故钻具完全提出钻孔,一般需要分段处理。
通过粗径钻具上部的反事故接头或采用反丝钻杆和反丝丝锥,把事故钻具分几干段分次从孔内反取上来。反取了全部钻杆,就给处理下部粗径钻具创造了有利条件。若粗径钻具上面埋挤的障碍物较多,还需用导向钻具进行“冲”、“扫”,减轻对事故钻具的挤夹,特别是反取带有取粉管和短钻杆的粗径钻具,往往阻力大,必须采取措施减少阻力。反取孔内事故钻具,体力劳动强度大,容易发生钳将反转伤人事故。为此,应采用棘轮式反管器反管法或钢丝绳反管法,来确保工作安全。棘轮式反管器反管法。反管时,两把反管器同时使用。先把方钻杆连接在孔口的钻杆上,再分别把下反管器和上反管器套在方钻杆上,便于操作,上、下反管器间放置垫管,操作时扳动上反管器把手,便由方钻杆带动钻杆反转。松开上反管器时,由于下反管器的棘轮卡及把手靠在机架上,起到制动作用,使事故钻具只能随同方钻杆左旋而不能右旋。这样连续扳动上反管器把手,在反转力达到一定程度时,钻杆便从某一处卸开。
钢丝绳反管法。把镶有卡瓦的夹板卡紧在约距孔口台100 mm的被反钻杆上。把卷筒套在钻杆外面并座在夹板上,于四角铁塔的前左后右两塔腿下部各安装一个导向滑轮,使其与卷筒水平。把反管钢丝绳折成双股,U形折头挂在夹板凹槽中,再按反管需要的方向把双钢丝绳在卷筒从上到下缠绕,最后把两个绳头分别穿过两个导向滑轮,并用绳卡连接。用U形环挂起牵引钢丝绳,用提引器吊住钻杆,开动升降机提拉。此时,升降机的提拉力量,通过天车、游动滑轮和U形挂环提动提引钢丝绳,再通过两个导向滑轮传到卷简和夹板,再通过卡瓦传到钻杆。由这些绳具组成的反管系统,只要升降机一开动,卷筒上的两条钢丝绳即成力偶一样,反向受力,被卡的钴具即被反开。
用炸药炸断事故钻杆或震松事故套管,提出钻孔。采用此法,比反管法处理效率高得多,既减少反丝钻杆的运输,节省大量钢材,又减轻钻探人员繁重的体力劳动。钻杆内爆破的方法是利用胶质炸药和电雷管,装在一个外径小于锁接头的长筒内,用胶质导线从钻杆内部下入需炸位置,在地面连接电源起爆,把钻杆炸断并提出。炸药包外径必须按钻杆锁接头内径和钻杆内加厚部分的内径来决定。为防止炸药和雷管受潮,药包应当密封。常用的封闭物为皮带蜡和松香。导线为细尼龙电缆或防水胶线,要求其绝缘性良好,抗拉力强。
操作时应首先选定需炸位置,最好选在锁接头连接钻杆处,计算并量好导线,连接重锤。先从钻杆内试探,确定事故钻具锁接头最小内径,以便选用相应的药包直径,检查孔内需炸位置。把孔内钻杆挂上提引器,用升降器吊紧,防止钻杆炸断后斜插。最后,接通电源起爆。起爆后,切断电源,提出导线,拉上事故钻杆。若炸断后断头不规则,应用专用工具下入孔内,收拢断头,再作下步处理。如用炸的方法处理孔内套管卡夹事故,要把炸药包置于套管斜下部。起爆后,使套管下部松动,以便提出孔外。可用硝铵炸药,但药包需密封防水。
孔内的事故钻具经爆炸或反取处理后,只剩下粗径钻具,且周围挤夹力较大时,可用小一级或小二级的钻头从粗径钻具内往下透孔,透过钻头1~2m为止。由于钻具的震动,可减轻或消除事故钻具侧旁的挤夹力,再用丝锥捞取。此法亦叫掏芯钻进,在钻头或岩芯管挤夹部位不高或挤夹不严重的情况下使用。如果经过小径透过的岩芯管丝锥捞取无效,应考虑用分段切割或消灭的办法处理,在条件许可时也可换小一级口径继续钻进。
[1]王扶志,张志强,宋小军.地质工程钻探工艺与技术[M].长沙:中南大学出版社,2008.
Basic approach to drilling accident in coal geology drilling
XIAO Hui-guang
(Heilongjiang Coal Geology No.204 Exploration Team,Qitaihe 154600,China)
We must actively adopt the"prevention first,processing for auxiliary"principle to prevent the accidents.Strict adherence to rules and effective preventive measures can minimize or even eliminate the hole accidents.
Coal geology drilling;Drilling accident;Basic approach
肖辉光(1989-),男,黑龙江七台河人,助理工程师,从事地质钻探工作。
P634
B
1674-8646(2016)14-0036-02
2016-05-19