旋挖钻机机手学习定向钻进常见钻孔事故的预防和处理

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旋挖钻机机手学习定向钻进常见钻孔事故的预防和处理

一、常见钻孔事故的类型

1.卡钻事故

煤矿井下近水平定向钻进过程中,由于孔壁坍塌或缩径等问题导致的孔内钻具不能转动、起拔或不能转动也不能起拔的问题称为卡钻。引发卡钻事故的缘由主要分下面三种:

1)钻孔坍塌。所钻煤层过于松散破碎,孔壁在重力干扰下失稳塌孔,导致爆炸卡钻。如果孔壁在失稳过程中同时伴随长期瓦斯向钻孔内涌出,则页岩地应力急速释放,钻孔坍塌程度更为严重,卡钻也紧固。

2)钻孔缩径。钻遇水敏性顶底板或夹矸层时,孔壁地层遇水膨胀缩径,进而导致缩径卡钻。

3)沉渣卡钻。钻遇破碎带或冲出速度过快,钻头切削下的岩屑颗粒较大,返渣流动至断裂扩径孔段或凹形孔段时,大颗粒岩屑逐渐失衡堆积,造成局部沉渣卡钻。

2.钻具事故

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钻进过程中因为孔壁作用、钻具(含壳体、无磁钻杆、孔底马达及接头等)受力等问题导致壳体开裂损毁状况称为钻具事故。钻具本身存在瑕疵造成效率不够、外载荷过大引起磨损断裂、连接螺纹出现滑扣或过载等均可引发钻具事故。

3.钻头事故

钻进过程中出现掉钻头或钻孔切削齿断裂造成的孔内事故称为钻头事故。

二、钻孔事故的防止手段旋挖钻机机手学习定向钻进常见钻孔事故的预防和处理

1)在进行钻孔设计前,应知道相关地质状况,包括钻遇煤层的软硬程度、顶底板岩性和泥岩、破碎带、陷落柱及采空区等地质结构异常状况

2)钻具配套时按照地层状况,确定适当的钻具组合。若地质状况复杂,应使用大水口小保径的铰刀和弯角较小的孔底马达。

3)煤矿井下定向钻进大约采用清水冲洗液。必要时可在清水中加入可降解化学处理剂,在不危害瓦斯抽采效果的前提下,提高冲洗液的护壁和携粉能力。

4)钻进过程中如产生泥浆泵泵压或水泵进/起拔压力就会变化、孔口返渣颗粒较大、孔口不返水等问题时,应及时停钻,分析问题,在异常状况终止之前不可盲目钻进。

5)加强钻探工作队员责任能力,时刻注意各钻进设备的工作情况,并且对钻进过程中产生系统工作异常进行记录观察,并采用特定方法排除异常。

6)定期或不定期地组织有关人员研究还在施工的打孔情况,对充填顶底板和土体情况逐步了解,并将现在钻孔施工参数如进/起拔压力、泵压、钻机设备压力及钻进速度与其它邻近钻孔进行特别,以便尽快看到事故的苗头。

7)钻探技术操作规程是钻探经验的累积和教训的小结,要明确执行。

8)根据施工矿区具体的地质条件,合理选取钻进方法,如在地层不知道的地方采取探顶的施工方式,避免过度钻进而导致事故。

9)加强通缆钻杆的保护管理,定期检测损坏状况,并按其新旧程度分孔、分组合理选用,较差的套管应用于孔壁稳定的浅孔,而好的壳体采用竖井条件复杂的深孔。

10)钻杆(包括通缆式钻杆、上/下无磁钻杆、仪器外管、接头等)直径磨损达2mm、有裂缝、丝扣磨损明显或变形时,均不得下入孔内使用。

11)地质条件复杂的钻孔,在开孔之前,要具体研究了解所穿过的各类地层的特点、深度高度等信息,并建立全面的施工方法

12)施工采取现场交接班制度,确保钻孔内不间断循环水,保证钻具的安全。如不具备现场交接班条件,每班停钻前需将钻具提离孔底9~12m,并每隔半个小时开泵冲孔一次,时间10min左右。

三、钻孔事故处理方式旋挖钻机机手学习定向钻进常见钻孔事故的预防和处理

1)孔内事故的相关状况知道。首先,事故部位清:事故发生后,要按照机上钻杆余尺或提出来的壳体,精确判断事故部位的孔深,据此判定处理事故所需钻具的长度。其次,事故源头清:根据要求的钻具或其它有关的标志,弄清事故源头是钻具的一部分,口径很大,损坏变形的程度怎样,以确认处理方式使用打捞工具。再次,孔内状况清:弄清发生事故钻具的构造(规格、种类、数量),钻孔结构,孔内煤层性质,孔壁稳定程度,孔内煤粉多少,以及事故发生前的迹象产生时的状况(如冲洗液循环状态、钻具回转阻力、钻具给进和起拔阻力、钻机和泥浆泵声音特点,操作者的觉得等),这些都是判断事故情节确定处理方式方法的重要根据

2)弄清孔内事故的几乎情况后,认真探讨研究事故发生的过程、事故性质、事故原因,慎重制定事故的处理方式、步骤和健康方法。处理计划通常准备两套以上,当第一套方案处理无效时,可立即采用另一套方案进行事故处理。

3)处理计划选定后,要尽快时间,全力以赴,动作快速,及时排除。实践证明一些钻孔事故开始简单,但是在处理步骤中,往往因为策略不当,拖延时间过长以至于恶化成复杂事故,甚至成为重大事故。反之一些起初非常复杂的事故,由于处置方式得当,措施得力,时间抓得紧,很快就得到排除。

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4)事故发生后,在处理过程中,要求快是为了防止事故复杂化,但在快的此外还能做到稳,才能防止在事故处理步骤出现事故。

四、常用钻孔事故处理方式

1)强力起拔。在发生孔内卡钻事故时,可采取钻机强力起拔钻具,并借助瞬时旋转,以孔内钻具解卡,顺利起出钻具。但这种处理事故时,有时可能从孔内钻具的薄弱环节扭断。损失较小的扭断钻具位置是下无磁和孔底马达之间的接手。旋挖钻机机手学习定向钻进常见钻孔事故的预防和处理

2)套铣打捞。主要用来处理孔深较小而卡钻严重的孔内事故,原理与施工方式详见第七章。

3)反转钻具。如果采取强力起拔或套铣打捞的方式均不能起出孔内事故钻具时,可为钻具施加一定的起拔力(合理的起拔力恰好避免事故点以外钻具与孔壁的摩擦阻力),然后反转钻具。

4)公锥打捞。对于孔内掉钻事故,可采用公锥打捞事故钻具。原理与施工方式详见第七章。

5)母锥打捞。原理与公锥的诸如,但构造相反,施工方法详见见第七章。

6)开巷道或地层掘进时取出孔底钻具。若孔内事故钻具距离隧道较近,可开小断面隧道孔底位置,或在矿井煤层到达事故位置时,取出孔内的随钻测量系统和孔底马达。

 

 

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作者: wenchaoa

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