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摘要 :现代社会经济飞速发展,社会生产生活对矿产资源 需求量日益增加。但就目前矿山钻探工程实际情况看, 由于受到 开采难度等多种因素的影响,导致各类矿产资源在开采阶段经 常会发生钻孔事故。为了进一步提升矿产资源的整体效率以及 质量,应当分析出易发钻孔事故,并做好相应的预防处理。文章 首先对矿山钻探工程中的钻孔事故加以明确 ;在此基础上,提 出矿山钻探工程中钻探事故的具体预防措施与处理方式。
关键词 :矿山钻探工程,钻孔事故,预防处理,具体措施
目前,我国社会发展进程日益加快,推动地质勘探工作顺利 开展, 使得矿产资源勘探力度也在逐步提升。但是由于浅层矿产 资源整体开采量的逐步降低, 使得钻探活动向更深层次发展, 钻 井的施工条件也越来越困难,再加上深部地层环境所具备的复 杂性, 也进一步加大了钻探事故的发生概率。而在以往的发展进 程中,由于地下矿产资源开采进程中所采用的钻探技术具备着 较为显著的不可替代性,再加上对于矿产资源需求量的不断提 升,西方部分国家在矿山钻探工程中针对深部地质勘探技术展 开了全面实施。在深部钻探中,积极研究了专业钻具,并且对于 钻探设备以及钻探技术等方面, 均提出较高需求。国外一些发达 国家通过研究、分析关键技术, 最终构建出了一套相对完整的技 术手段和设备。而在现阶段的发展进程中, 我国矿山钻探工程整 体勘查水平相对比较低,仅仅只探明了大约三分之一左右的矿 产资源, 但我国矿产资源整体分布范围较为广泛, 这也使得矿产 资源的开发利用方面仍旧存在着极大的潜力。因此, 这就需要针 对矿山钻探工程当中出现的各类钻孔事故加以明确,并及时采 取针对性措施加以预防,从而稳步提升矿产资源的开采效率与 开采质量。
1 矿山钻探工程中的钻孔事故分析
1.1 烧钻事故
结合矿山钻探工程当中的基本地质特征,以及矿产资源勘 探施工的具体工作经验可以看出,烧钻事故表现的特征可以总 结为以下几方面 :首先,在矿山钻探工程施工建设的实际过程 中, 由于钻孔参数的设计方面缺少合理性, 使得整体钻速相对比 较高, 而立轴转速也会随之提升, 冲洗液在后续输送阶段的泵量也处在较低的水平上,导致底层的钻头受到了较为严重的磨损,以致于钻头出现轻微烧损, 严重降低了整体使用寿命, 最终造成 钻头彻底烧损 ;其次, 由于矿山勘探工程项目的地层原因, 在钻 孔阶段, 地层始终处在一种较为松软或是破碎的状态, 进尺区域 也不明确, 直接增加了钻头压力, 导致钻头钻入到岩石的深度比 较深, 而孔底存在的碎屑也未能及时进行清理, 这样就会产生较 为严重的烧钻事故出现 ;再次,矿山钻探工程项目在施工建设 阶段中, 钻杆自身的受力情况比较大, 如果与钻杆连接的螺纹无 法承受住比较大的压力, 就会出现较多的磨损以及断裂问题, 冲 洗液在施工过程中也会产生泄漏,再加上井底的整体供油量比 较低, 这样就会产生烧钻事故 ;最后, 由于钻孔或提钻所消耗的 时间较长, 使得岩屑以及碎石的残留物很容易在孔洞当中, 钻孔 如果无法得到及时清理, 就会使得钻孔的水道堵塞, 从而引发烧 钻事故出现。除此之外,如果在矿山钻探工程项目的开展进程 中,钻孔钻到了井下 1012m左右时, 通常会产生较为严重的烧钻 事故,而在钻机转速达到 255r/min 的情况下,钻具的整体旋转 阻力也会逐步提高, 这样也会提升钻孔设备内部的工作电流, 但 钻孔泵压则处在正常状态中, 同时, 由于钻具的提升力相对比较 大,使得孔内的钻杆被直接拔出, 这样也会出现较为严重的烧钻 事故。
1.2 卡钻事故
在矿山钻探工程项目的实际施工建设阶段中,卡钻与埋钻 事故也属于井下事故当中的高发部位, 但引发卡钻、埋钻事故出 现的原因相对比较多, 涉及的具体类型也比较多, 特别是在那些 深孔复杂地层当中所开展的卡埋钻施工,由于地质因素产生的 影响, 所引发的事故类型相对比较多。在这部分事故发生实际过 程中, 必须要准确把握好井下情况, 并及时采取针对性的技术措 施加以处理, 而目前的矿山钻探工程当中, 出现卡埋钻事故的原 因比较多 :首先是固钻与糊钻事故,引发这部分事故出现的主 要原因就在于钻孔阶段中,大量的岩泥与岩粉互相对挤在一起, 使得钻具被包糊,不利于后续工作的顺利开展 ;其次则是坍塌 与掉块事故,这是由于选择的泥浆很难满足泥层护壁方面的基 本需求,逐步降低了钻孔当中的整体注浆压力 ;最后则是岩粉 埋钻, 在钻孔当中如果岩粉以及水泥渣的数量比较多, 这样就会 大幅度减少钻孔结构设计的科学性与合理性。通过对于矿山钻探工程各类施工卡钻事故的实际案例进行分析可以明显看出,引发卡钻事故出现的主要类型就在于以下几方面 :第一点是落 块等复杂地层中,由于井壁坍塌失稳等问题而引发的卡钻事故, 在整体事故当中所占据的比例相对较多,并且所引发的后果也 十分严重,后续处理具有较高的困难性 ;第二点是出现了较为 强烈的钻孔漏水问题,这样也会使得钻探工程在开展进程中出 现卡钻,引发卡埋钻事故 ;第三点则是矿山钻探工程项目在实 际开展进程中, 所采用的操作没有满足标准, 比如 :下钻时孔壁 的压力产生波动,这样就会使得孔壁与钻头之间产生较为严重 的碰撞, 在起钻时如果没有及时进行灌浆, 也会使得孔壁内部压 力不平衡, 冲洗液在性能方面不满足钻孔的基本需求, 再加上冲 蚀作用等因素产生的影响, 就会出现孔壁失稳的情况。
1.3 跑钻与埋钻事故
在矿山钻探工程当中,跑钻事故所指的就是钻具在提升过 后,又掉进了钻孔当中, 这部分事故结合具体情况可以划分为顿 钻以及溜钻这两种情况,其中顿钻出现的主要原因就在于所用 的各类设备出现了故障, 或是由于操作行为缺少规范性, 导致钻 柱掉入了孔底中, 而溜钻事故则是绞车自动装置丧失了控制, 或 是由于人才操作失误而出现的钻具掉落情况。同时, 埋钻事故产 生的影响也相对较为严重,通常情况下,钻粉、岩粉以及孔壁塌 陷等沉积物, 其都属于引发埋钻事故出现的主要原因, 如果产生 了埋钻事故, 就会使得钻具与孔壁之间的间距被彻底堵塞, 冲洗 液也很难达到指定的位置上,使得钻具在后续的钻进阶段中受 到了较为严重的阻碍。
2 矿山钻探工程中钻探事故的预防措施与处理方式
2.1 明确事故处理的基本需求
在矿山钻探工程项目中发生钻孔事故问题后,最重要的内 容在于确定好产生事故问题的钻孔深度、钻具所处的具体位置 以及规格数量等,详细记录具体情况,同时,利用示意图精确标 识好该区域产生事故问题的钻具状态,再对于这部分事故问题 进行全面处理过后,则要针对钻孔的深度等多种内容展开重新 核对 ;其次, 在产生事故问题过后, 要对事故的主要类型与具体 情况进行更加准确的判断,这样就可以为后续处理方案的制定 提供出更加重要的参考依据,并及时采取针对性措施加以处理, 在交接班的过程中,内部的班组长还要将这次工作过程中所采 用的各种工具、方式以及处理步骤, 与接班班组长之间进行更加 详细的交接, 对于那些相对较为复杂的钻探事故问题, 则要由机 长加以负责并进行处理。如果事故问题的处理难度相对比较大, 需要消耗比较长的时间进行处理,就要由项目部来派出专业的 技术人员来进行商讨,研究出事故问题的具体解决措施 ;最后,在针对钻探内部事故问题展开处理的实际过程中,不同工作岗 位人员必须结合自身技术熟练度,进行合理的分工、安排,明确 要求企业各工作部门要积极配合,防止在原本事故问题还没有 得到全面解决之前就产生全新的事故问题,对于那些长时间没 有采用的事故处理设备,在后续下孔应用之前就要展开更加严 格的检查。除此之外,在事故问题得到解决过后,就应当由班机 长来迅速召集全体工作人员,针对事故产生的主要原因进行深 入分析, 明确产生事故问题的具体原因, 并在后续工作阶段中对 日常管理以及操作阶段中出现的缺陷问题进行完善优化,制定 出更加详细的预防规避措施,防止内部再次出现相同的事故现 象。还应当对事故问题进行更加准确的追查, 确保其可以充分落 实在个人身上,以此来保证每一名工作人员都可以建立起更加 稳固的安全理念。
2.2 钻孔事故的预防处理措施
(1) 烧钻事故的处理。首先,应当在其中进一步明确矿山钻 探工程项目的基本施工情况, 明确钻孔内部的主要分层情况, 这 样就可以更好的判断钻孔底部的烧钻程度,以此为基础来采取 针对性的预防处理措施。而对于矿山钻探工程项目当中所产生 的不同烧钻问题, 都必须要采取对应的处理措施, 如果为较为轻 微的烧钻事故, 就应当采用卷扬机来及时卷起钻头, 在轻微旋转 的过程中卷起钻头,而如果预防处理措施并没有起到预期中的 效果,就要通过吊车进行吊起。而完整的烧钻地层,其整体稳定 性较好, 井底的环境也较为干净, 对于钻头烧结部位则要采用清 水进行浸泡, 使得烧结的部位能够逐步变软, 由于热胀冷缩所产 生的影响, 使得那些冷却完毕的烧结部位出现的裂纹, 这也有利 于后续各类处理工作的顺利开展。而在那些较为复杂的地层当 中展开燃烧钻井工作, 由于钻孔内部的条件较为复杂, 很难对其 进行更加准确的掌握, 在冲洗液当中, 主要以泥浆以及高粘度的 非固态冲洗液作为主要内容, 孔壁环隙比较小, 则沉积粉状岩屑 对于钻孔会起到一定程度的吸附作用。如果长时间停止钻井, 其 井下情况会更加复杂,因此,在这部分烧钻事故处理过程中,必 须遵循安全、准确的基本原则,施工作业人员不能举太高,否则 会对设备产生损坏,如果采用吊车吊装或是千斤顶吊装等方式, 烧结则无法接触, 这就需要对钻孔当中的钻杆进行反推, 而后采用劈开以及打孔等方式进行处理。
(2) 卡埋钻事故的处理。在产生卡埋钻事故后,要在充分结 合钻孔内部实际情况的基础上,更加准确的确定好卡钻所处的 位置, 通过更加科学合理的分析与研究, 确定后续卡埋钻事故的 主要处理措施,采用更加经济合理的事故处理技术与处理工具,有效消除卡埋钻事故当中存在的各种安全隐患。特别是对于那些深孔段中出现的卡埋钻事故,由于其具备着较高的特殊性与 复杂性特征, 通常在处理方式上会受到较为严重的限制, 这也使 得事故在处理过程中,必须要结合钻孔的具体情况来制定处理 方案, 并且在卡埋钻事故出现过后, 不能对钻孔设备进行猛拉或 是猛抬, 尽量确保冲洗液处在一种循环状态中, 保证其在上下移 动的过程中可以更加缓慢,而具体的预防处理方式主要为以下 几点 :首先, 如果钻孔工具被岩块卡住或是出现了淤塞问题, 但 冲洗液的循环水路相对比较通畅时,就必须要重点提升钻孔工 具的泵量, 以此来对钻孔进行冲洗, 同时还要采取间歇性的循环 技术来对钻孔清洁液所具备的钻探性能加以调整,保证其能够 更加便捷的携带岩粉, 及时冲开卡埋钻点中所掉落的碎石, 以此 来达到解决问题的目的 ;其次,要尽量采取那些活动性的钻孔 工具, 可以通过强拉慢放的方式来缓慢的拉动钻具, 还可以通过 打吊锤的方式,通过钻杆内部所传递的震动力来解除卡钻问题, 但由于打吊锤的方式并不能应用在那些坍塌事故较为严重的情 况下, 使得这种方式的应用范围受到了限制 ;最后, 那些由于坍 塌或是掉块等因素所产生的卡埋钻事故,可以采取低一级的岩 心管来震松卡点, 那些难度比较大的卡埋钻事故, 就应当通过扩 孔钻进的方式,在逐步降低转速的基础上来进行轻压扫孔工作, 确保钻孔能够逐步扩大到卡埋钻事故钻具,在套进钻孔工具过 后,就可以逐步拓展钻孔。针对那些情况较为复杂的事故来说, 采取通常的处理方式并没有太大的效果,这时就可以直接采取 切削等方式,对事故当中所用的钻杆、钻具展开必要的分段切 割,而后利用铣刨等方式来对那些剩余的钻具进行清除, 而对于 卡埋钻事故来说, 特别是那些处理起来较为困难的事故类型, 就 可以采用偏心装置侧钻来绕过原本的卡埋钻事故孔。
2.3 其他方面的优化措施
首先,应当针对涉及的工作人员展开全面培训,确保其能 够形成更加完善的安全意识,针对工作人员及时做好入职培训 工作, 保证工作人员能够对自身的实际工作情况有明确的认知, 逐步强化安全施工意识,对于后续参与施工建设的每名工作人 员,都要发放矿区内部设备安全操作手册,从而为工作人员制 造出一个可以互相交流的平台,提升内部资源经验分享的有效 性,这样就可以大幅降低各类安全问题的发生概率 ;其次,还 要构建出更加严格的执行标准,站在相关矿山开采企业的角度上,为进一步实现稳定发展,既要在内部建立起一套完善的规 章管理制度,通过规章制度来针对工作人员进行更加全面的约 束,只有这样工作人员才可以在工作过程中遵守企业规定的基 本流程,科学合理的采用施工设备,保证设备可以充分发挥出 自身的实际作用,大幅度降低人工操作问题所引发工作失误的 概率。并且还要及时汇总那些频发钻孔事故的产生原因,针对 原因展开更加全面的分析,保证工作人员能够明确那些出现操 作失误的施工点,这样就可以在后续的施工过程中进行更好的 缓解 ;最后,要完善各类相关的制度内容,在对复杂性较高的 地层进行钻进的实际过程中,就要在充分结合实际情况的基础 上制定出安全性更高的钻进技术施工措施,并对后续的生产技 术管理制度展开必要的优化升级,建立起系统更加完善的岗位 责任制度以及安全检查责任制度,保证机台管理制度的系统更 加完整。而对于工作人员的操作与管理工作来说,也必须要进 一步明确奖惩制度,确保在其中可以实现有法可依,工作人员 自身也要重点提高自身的警惕性,更加认真地履行主要工作制 度。对于那些施工操作流程以及钻进检查等制度内容,也必须 要进行优化升级,不能固守成规,应当及时将那些与实际情况 不符合的规章制度展开必要的修改删除,重点提高工作人员的 工作效率与工作质量,大幅度降低风险问题的发生概率,还要 进行全面管理,孔内事故多发的原因大多是因为管理存在失误 所造成的。想要杜绝事故的发生,企业要对矿山进行有效管理, 确保从细节入手, 提高管理质量以及管理效率。
3 结论
综上所述,站在实际情况的角度上来看,在矿山钻探工程的 实际开展过程中, 由于各类客观因素产生的影响, 其内部很容易 出现各种钻孔事故, 无论是钻孔的钻进质量、钻进效率还是后续 的安全生产,都会受到较为严重的影响。因此,这就需要站在实 际情况的角度上,针对矿山钻探工程当中引发钻孔事故出现的 主要原因进行科学合理的分析,还要在其中更加准确的判断出 钻孔事故的具体处理措施,以此来确保钻孔事故的处理与预防 都可以取得更加优异的效果,大幅度降低各类钻孔事故产生的 影响, 为后续矿产资源的安全开采奠定坚实基础。
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