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工程地质钻探孔内事故的处理及预防探讨

发表时间：2021/4/14 来源：《城市建设》2021年2月作者：李正春

[导读] 工程地质钻探是为工程施工提供地基、岩层、构构、地下水等地质条件和物理力学性质的重要方法。在钻探过程中，由于地层、钻探设备、施钻人员的操作水平，工作责任心等原因，可能会发生孔内事故，造成时间和成本的浪费。

辽宁省大连市水文地质工程地质勘察院有限公司李正春 116037

摘要：工程地质钻探是为工程施工提供地基、岩层、构构、地下水等地质条件和物理力学性质的重要方法。在钻探过程中，由于地层、钻探设备、施钻人员的操作水平，工作责任心等原因，可能会发生孔内事故，造成时间和成本的浪费。本文分析了钻探中常见的孔内事故的类型和成因，提出了孔内事故的处理措施，着眼于如何预防孔内事故，以减少或消除孔内事故。
关键词：工程地质钻探；孔内事故的原因和处理；事故预防
        引言
        随着我国社会经济的飞速发展，工程建设如火如荼，工程勘探是建筑工程中必不可少的过程，工程地质钻探是为了找出建筑地基和周围深部岩层、构造、地下水等地质情况及其物理力学性质最重要的勘探手段，大量的使用在工业与民用建筑工程、如：铁路、公路、水利、航运、地下工程、地铁等所有工程建设领域的工程勘探过程中。其相对简单的勘探方法已被广泛使用。随着钻探设备的不断改进，普通工程钻探使用起来相对方便，降低了技术门槛，也为经常发生的孔内事故提供了土壤。
        1钻探孔内事故的类型和原因
        在钻探过程中，经常发生的钻探孔事故的主要类型是：断钻、埋钻、卡钻、烧钻、脱扣及跑管等事故。
        （1）断钻
        断钻事故是指在钻探过程中钻杆突然在孔中破裂而无法继续钻探的事故。断钻事故的原因分析主要有以下两点：一是管材质量不合格，所购钻杆不符合钻探要求，且钻杆在钻进时孔内断裂在使用中;二是未及时更换适用的钻杆。钻杆已经使用了很长时间，磨损严重，材质的疲劳强度降低，施钻中，钻杆的强度不能抵抗扭矩阻力，发生断裂。
        （2）埋头、卡钻
        在钻探过程中，孔壁坍塌或钻孔底部的杂物太多，无法包裹芯管，从而阻止了钻杆旋转和提升。主要事故是地层破裂，孔壁塌陷，块体掉落，孔外的物体（例如工具）掉入孔中，或由于水的收缩而导致孔中土壤膨胀，芯管被严重卡住，钻具放置在孔的底部。如果时间过长，则由于岩屑的过多沉淀，芯管将不会旋转或抬起。
        （3）烧钻
        在钻探过程中，由于孔底部的冲洗液不足，循环不顺畅，当钻头切割（磨）削岩层时会产生高温把钻头、岩芯和周围的岩层被焊接在一起，无法动弹。这主要是由于钻机操作员操作不当以及未能及时找到冲洗液循环而引起的。
        3孔内事故的处理
        每一次孔内事故的发生都对勘探工期影响很大，如果处理不好还会扩大损失。事故既已发生就要正确的面对和处理好，把事故造成的损失降到最低。另外处理孔内事故时，操作员的技术熟练，分工明确，配合默契，不得违规强行操作，严防“事故加事故” 的发生。
        3.1在孔中发生各种事故之后，请首先考虑从孔中钻出钻具，不同类型的事故有不同的打捞方法。对于断钻、脱扣和跑管事故，通常首先采用矢量打捞法，并根据提出部分的钻具表现形态，判定下部钻具断脱部分形状和位置，然后选择适当的矢量打捞。如果打捞多次失败，则应根据孔中的实际情况通过重新钻孔或或者重新开孔钻探。
        3.2烧钻、埋钻和卡钻事故。首先，尝试采用提拉、吊窜的方法来消除卡埋境地，抬起举升机时，必须在缓冲力的作用下逐步抬起升降机，如果测试几次失败，则使用震锤方式，通常，使用100公斤的锤子将其向上举起，会产生震动来克服或消除钻具周边的挤压力，从而使钻具松动以消除事故。最后，可以通过千斤顶很难硬拨，但如果操作不当可能危及人身安全，则很少使用。

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        4预防孔内事故发生
        通过以上对钻探孔内常见事故及其成因的分析，可以发现，尽管有些事故是客观因素造成的，有可能偶尔发生，但经过更深入的调查，其中大多数是人为因素的存在，因此，人为因素应得到很好的控制，防止在孔中发生事故具有重要意义。
        4.1断钻、脱扣、跑管事故。
        主要是由不合格的管材、钻杆在使用过程中严重磨损以及丝扣加工不合格引起的。因此，我们必须严格控制钻机管材的采购，从制造商那里购买合格的优质产品，并仔细检查管材检验材料。另外，对使用过的管材进行登记管理，对长期使用且过度疲劳的管材进行控制，并钻出重要的可控制性以及基岩和卵砾层钻孔，以避免深度使用。当难以在孔内打孔时，有必要在检查孔中孔内钻具，分析原因，并严格禁止钻孔。
        4.2埋钻、卡钻事故。
        主要是由于复杂的地质条件，地层破碎和孔内严重收缩所致。
        （1）钻井前，有必要收集和了解钻探地层及周围的地质条件，初步了解岩层的完整情况，事先计划钻探过程，并向施钻人员进行详细的技术交底。
        （2）施钻前必须进行钻工的技术培训和评估，以提高他们的施钻技能。在培训中，案例培训尤其必要，并且生动的案例用于提醒施钻在钻孔过程中遇到此类情况时应采取的解决方案。
        （3）在钻进过程中，如果岩层破裂或砾石层疏松，则必须保护孔的内壁，当深度较浅时，可以使用套管来保护墙壁，而深度较大时，则必须正确调配好泥浆，以达到保护孔壁和平滑钻进的目的。
        （4）孔内破碎的岩层容易发生严重的漏水，使钻孔内的液位突然下降，使孔壁塌陷，发生埋钻和卡钻的事故。因此，当钻孔穿过破碎的岩石段时，必须钻一个很小的尺码，并且必须加强墙体保护措施，以确保破碎的岩石层或松散层地段不塌孔。
        （5）在钻孔过程中，工具应有序放置。使用后必须将工具放在适当的位置，严禁将它们随机放置，以免工具掉入孔中并引起卡钻事故。
        （6）注意观察泥浆冲洗液的循环是否畅通，岩屑的出孔量是否正常。循环进入孔中的泥浆必须经过过滤，以防止携带大量沉积物的泥浆再次进入孔中。
        4.3烧钻事故。笔者认为，这完全是由于操作人员缺乏责任感以及未能遵守钻井作业要求所致。因此，在钻机进入施工现场之前，有必要加强对钻探人员的培训和技术交底，在钻探期间要加强监管检查，对事故苗头绝不放过。
        结束语
        钻探孔内多数与人为因素有关。特别是由于钻探技术的普及，技术门槛已大大降低，大量的外来务工人员涌入，而文化水平低下的现状也增加了发生钻探孔内事故的可能性。因此，要加强对钻探行业农民工的岗前培训，对工作进行技术指导和再培训，在钻进前弄清钻探技术，在钻进过程中进行监督检查，并立即整改问题的迹象，经过多轮培训，稳定施工钻探人员可以提高钻探人员的技能水平，并减少直到消除孔内中的事故为止。
        消除钻探孔内事故是钻钻人的不懈努力。特别是当一些孔非常深时，处理孔中事故的时间和成本非常高，处理不当也会对人身或设备造成伤害。因此，本文着重强调钻孔内事故的发生，为同行们提供有益的参考。
参考文献
[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，2013.
[2]孟涛. 岩土工程钻探常见的事故及处理方法.J.工程技术 ,2016，74 期 .