广东省核工业地质调查院 广东 广州 510800
摘要：由于钻机人员的经验不足，或者其他原因，对钻探过程中出现的异常情况造成误判，对小事故麻痹大意，继而造成更严重的事故。某钻孔就是因为前期判断失误而造成后期严重的事故，出现钻孔全漏水又涌水的怪异现象。本文通过对此次事故的原因分析并提出相应的对策，对钻孔施工中应注意的异常情况和钻孔堵漏提出建议。
关键词：误判、事故、全漏水、涌水
1 概述
某钻孔位于华南花岗岩地区，地层虽简单，但裂隙发育，局部裂隙极发育。钻孔地层如下表：
从地层裂隙发育程度可以看出，岩石总体裂隙较发育，钻进过程中漏水现象会比较明显，在钻进过程中，不断调配是适宜浓度的PHP泥浆，对钻进效果会起到很好的促进作用。
2事故经过
2.1在170m处出现卡钻现象，无法提取岩心，提拔钻杆时，出现卡钻现象，用工具扭动钻杆后，用打捞器打捞内管，在165m处出现阻挡现象，晃动钢丝绳后顺利取出内管；
2.2再次下入内管时，下不到位置，怀疑冲洗液太浓，高岭土含量过高，粘结在钻杆壁上而阻挡内管下不到位置，开大泵量冲洗内壁海霞去，怀疑钻杆内有剩余岩心，进行扫孔，扫孔时声音异常，但没有引起重视；
2.3再次下入内管，仍然下不到位，引起重视，提拔钻杆查看孔内情况，发现上扩孔器与岩心管之间的丝扣出现断裂；
2.4下公锥，追到钻具，但提拔时，上升一米后被阻挡，提拔不出，怀疑为断口被憋涨，进行磨孔；
2.5锥出钻具后，发现钻头有轻微烧钻痕迹，钻头与外管之间的连接丝扣部分已经因为压力过大而脱丝扩大，并有轻微磨损现象，此是钻具提拔不出的原因。
3异常情况
3.1在钻进过程中，孔口不返水，钻至一段时间（10~20分钟）后，才开始返水，但返水量很小；
3.2停钻取芯时，孔口返水，但只有钻杆返水，套管与钻杆之间不返水，涌水量不大，水头约2~5cm，时间不长，持续时间最长约10秒钟，浓度开始与泥浆池浓度一样，但很快变稀。
3.3泥浆池中，聚丙烯酰胺（30%水解PHP）浓度过大，呈丝面状，甚至团包状，泥浆泵进水口有被PHP封堵现象。
3.4清除泥浆池中丝面状和团包状PHP，清理泥浆泵进水口，并更换泥浆池中泥浆，高速钻进一段时间（至少16个小时，在此时间内，泥浆池内泥浆主要为清水）后，孔口开始返水，但量小，提取岩心后，钻杆口也返水，钻杆口水头比套管口水头高2~3cm，持续时间也长5~8秒钟。
3.5换新钻头和之前正常低速钻进时，都出现了泥浆泵压力过大，而且情况特征非常异常，达到8~10MPa，当正常钻进或者高速钻进和向上提钻时，都为正常压力，在非正常钻进和下钻时都会出现压力异常，并损坏两台压力表。
3.6在提取的岩心裂隙中，都发现有丝面状或团包状PHP，部分还含有锯末
4事故分析
从事故处理中的现象和事故前的异常情况可以看出，此次事故的原因是多重的。
在100m时，由于岩层裂隙发育，漏水比较严重，因此钻机人员便采用聚丙烯酰胺（30%水解PHP）进行堵漏。这时因为PHP在絮凝岩屑，润滑钻杆的同时，还对小裂隙有堵漏作用。但是PHP的最适宜浓度为0.1~0.5%，而钻机人员以为PHP的浓度越高堵漏效果越好，便不断向泥浆池加PHP，致使泥浆池内的PHP呈丝面状甚至团包状，当这些PHP被泵入孔底后，这些PHP聚集不易分散，便在孔底不断聚集形成隔层，提取岩心后下入内管刚开始钻进时，聚集的PHP团块对冲洗液形成一种压力，冲洗液经岩石裂隙流失，无法正常返回孔口，在孔口形成全漏现象，而且在地面的压力表显示为高压，可高达6~10MPa。当高速钻进一段时间后，孔底的浓PHP在高速旋转和高压冲洗液的冲洗的双重作用下稍微散开，泵压下降至2~6MPa，孔口开始小量返水，但返水量不大。
在停钻后，大量丝面状甚至团包状的PHP重新聚集在钻杆与孔壁之间,使钻杆与孔壁之间的冲洗液浓度大于钻杆内冲洗液浓度，岩心空隙聚集的PHP更多，压力就比前两者更高，形成梯度压力差，在孔口就形成钻杆口先返水，套管后返水，而且钻杆口水头比套管口水头高2~3cm，持续时间长5~8秒钟的奇特现象，与前面钻进中孔口不返水的情况结合在一起，共同形成“孔内全漏水又涌水”的怪异现象。
另外在孔口不返水时，钻机人员又不断地向泥浆池加入PHP和锯末，目的是为了堵漏，但事与愿违，不但加剧了“孔内全漏水又涌水”的程度，而且使孔底泥浆浓度加大，包裹钻头，使钻头出水口被堵塞，出水不畅。
长时间的工作，泥浆泵的过滤器被堵塞泵量不足，在钻进中造成烧钻，加压钻进时压力过大使钻具和钻具丝扣变形，埋下断钻具的隐患。
5事故处理及效果
5.1经过现场调配适宜浓度PHP，发现购买的PHP质量不过关，更换PHP。
5.2将泥浆池中的泥浆全部换掉，重新注入清水，暂不加PHP,
5.3清洗泥浆泵的过滤器，使之进水通畅，
5.4在做完前面几项开始钻进使，先用高速钻进，将孔底过浓聚集的PHP冲稀冲散，使之进入岩石裂隙，起到堵漏作用，
5.5之后使用经现场实验调配好的适宜浓度PHP泥浆，并严格按照岩心钻进规程进行钻进。
在进行处理后钻进一天，孔内漏水现象减少很多，甚至不再漏水，返水正常，蹩泵现象不再有，钻进进尺加快，实现了正常钻进。
6事故总结
6.1严格按照岩心钻进规程进行钻进。
6.2出现事故后仔细分析原因，并寻找正确的解决方法，不使事故加事故。
6.3在用第一种方法解决不了事故时，要重新查找原因，并寻找正确方法解决。
6.4处理事故后进行总结，再次遇到此类情况时快速解决问题。
参考文献
[1]刘广志.特种钻探工艺学[M].武汉:中国地质大学出版社,1992.
[2]王达,何运信.地质钻探手册中南大学出版社有限公司，2017.06.
论文作者:李绍芳
论文发表刊物:《防护工程》2017年第14期
论文发表时间:2017/11/8
标签：钻杆论文; 泥浆论文; 岩心论文; 裂隙论文; 事故论文; 浓度论文; 现象论文; 《防护工程》2017年第14期论文;