防卡钻技术措施

防卡钻技术措施

一、工程概况：

目前副井井筒工程已经施工完成615m，剩余井窝尚未施工，根据勘探报告提供的地质资料推断，井窝施工将预计揭露二1煤以及含水岩层。因此需要进行打钻探测，探明二1煤层产状及水文地质情况。鉴于在打钻过程中容易出现卡钻或掉钻头情况，因此编制该措施。二、地质情况：

根据工程施工需要，现在我队正在施工探二1煤钻孔，地点在副井马头门东侧，根据已完成的钻孔地质情况以及由勘探报告提供的地质柱状图显示，钻孔从上到下将依次揭露大占砂岩、砂质泥岩、二1煤等岩层，其中大占砂岩含水。岩层条件比较复杂，软硬岩层互层，钻进过程中容易出现卡钻情况。

三、常见卡钻现象及分析：

我队现在使用的钻机为ZDY1200S(MK-4)型煤矿全液压坑道钻机，钻杆每根长度1.5m，钻杆直径50mm。在钻探过程中，常因地层条件复杂，钻孔内岩粉不能及时排出以及操作不当等原因，使钻具陷在钻孔内不能自由活动出现卡钻现象。卡钻是常见的钻探事故之一。若对发生卡钻的原因判断不准，处理不当，就会拖延钻探时间，浪费大量的人力物力，甚至造成事故恶化与被迫报废钻孔。因此，我们应该认真对待卡钻事故，作好预防工作，杜绝或尽量减少卡钻事故的发生；使用处理卡钻的先进工具及先进工艺，一旦发生卡钻应能迅速、有效的加以解除，确保安全钻进。

一）、岩粉卡钻

卡钻原因：在清水开钻的作业中，由于钻速很快且清水悬浮岩屑能力差，未能将所钻岩屑及时排出，钻进时接单根或起钻停泵后岩屑下沉堵塞环空。埋住钻头与部分钻具形成卡钻。此时，开泵过猛，还会蹩漏地层，卡的更紧。

预防措施：

（1）增加钻杆内供水的压力，以防发生卡钻时岩粉堵死钻头。（2）接钻杆时组织好人员，相互配合好、动作要快，尽量缩短岩屑沉降时间。

（3）发现泵压升高及岩屑排出量较少时应控制钻速，或停钻活动钻具同时加大供水量，一切正常后再恢复钻进。

二）、煤层卡钻

卡钻原因：根据在西马头门下帮所打钻孔情况可知下帮煤层比较厚，煤质松软为碎粒状，在穿煤层过程中在水的冲力或者风的吹力作用下很容易发生塌孔现象，若得不到及时处理很容易发生卡钻。在穿过煤层起钻过程中也容易因此而发生卡钻。

预防措施：因为我们矿煤呈碎粒状，在穿煤层过程中通风或用水钻进时，钻进速度要快，压力要小，上下来回提钻钻进，发现异常（例如：返水量减小、转速变慢等等）要立即起钻，防止发生卡钻。在煤层中钻进还容易发生堵钻头的情况，一般处理方法是在穿煤层前将钻头用布包裹住。

三）、欠尺寸钻孔发生卡钻

卡钻原因：如果钻头在钻进过程中过量磨损，就可以形成欠尺寸钻孔。另一只钻头下入钻孔时就可能在欠尺寸钻孔中发生卡钻。

预防措施：

（1）每次起出钻具时，要测量钻头、扶正器及其它满眼钻具的直径。（2）如果起出的钻头磨小了，下入新钻头时要小心并且要对欠尺寸的钻孔段进行扩孔（欠尺寸孔段一般是从上一趟钻具组合的下部第一只未磨损的全尺寸扶正器开始至孔底的孔段）。如果扩孔时间很长，应考虑更换这只钻头，因为它的外径也可能磨小了或轴承磨坏了。

（3）需要的话，应下入保径钻头。在坚硬岩层中，应考虑在钻头上面加一个滚子扶正器。

（4）在使用牙轮钻头后，下入金刚石钻头或取芯钻头时要特别小心。如果牙轮钻头的外径稍微磨小一点，就可能使刚度较大的钻头卡在孔眼里而造成卡钻。

四）、落物卡钻

卡钻原因：由于操作不小心，将卡瓦牙、吊钳牙或其他小工具掉落孔内，卡于孔壁与钻具之间而造成落物卡钻。

卡钻的处理方法

卡钻事故发生后，首先要根据上提、下放、转动、钻孔返水情况，以及了解到的孔眼情况和卡钻前的各种现象进行分析，准确判断出卡钻的原因，再采取相应的措施，但不管那种性质的卡钻，都要设法调整钻孔冲洗液（打钻所用风、水都称为钻孔冲洗液）的性能，及时清除岩屑，清洗孔眼，一般常用下述几种方法进行解卡。。

(1)活动解卡：在钻孔内管柱及设备能力允许范围内，通过上提下放反复活动管柱，以达到解卡目的。活动解卡适用于各种管柱或落物卡钻。

(2)震击解卡：将震击器，加速器等与打捞工具一起下入孔内，当打捞工具抓紧落物后，根据钻孔情况，通过适当的操作，对被卡管柱进行连续上击或下击，将卡点震松以达到解卡目的。震击解卡适用于砂卡、化学堵剂卡，物件卡及套管损坏卡等。

(3)倒扣解卡：在钻孔内被卡管柱较长，活动解卡无法解卡时可采用反扣打捞工具，将被卡管柱捞获分别倒出，以分解卡点力量，达到解卡目的。倒扣解卡适用于活动和震击解卡无效时的各种类型卡钻。

(4)套铣解卡：采用合适的套铣工具，将卡点周围的致卡物套铣干净，达到解卡目的。套铣解卡适用于砂、水泥、封隔器及小件落物卡等。

(5)浸泡解卡：对卡点注入相溶的解卡剂，通过浸泡一定时间，将卡点溶解，以达到解卡目的，浸泡解卡适用于蜡卡、泥饼卡、水泥卡等。

(6)磨蚀解卡：利用磨铣工具，对卡点进行磨铣，以达到解除卡钻的目的。磨蚀解卡适用于打捞物内外打捞工具无法进入及其它工艺无法解卡时使用。

(7)爆炸解卡：用电缆将一定数量的导爆索下至卡点处，引爆后利用爆炸震动，可使卡点钻具松动解卡，爆炸解卡适用于卡点较深的管柱卡。

以上几种方式，单一的解卡方式不一定能达到目的，根据钻孔情况，可将两种或几种方式交替使用，最终达到安全解除卡钻的目的。

我们在实际中用的方法

我们在钻孔钻进过程中遇到卡钻的情况所用的方法是：①打开钻机上的前夹持器及旋转装臵上的夹持器；②用两把48大管钳沿钻杆旋转方向人工旋转钻杆，待钻杆在人工旋转后不再有反弹力，再用钻

机夹持旋转。这种方法在我们钻进工作中试用了两次都解决了卡钻问题。

2、其他方法

⑴机械解除卡钻

在任何情况下，对于卡钻的第一反应就是设法用机械方法来解除卡钻。

一般原则

①施加的解卡力其方向始终要与卡钻前的运动方向相反。

例如：下钻时卡钻，就上提钻具或向下震击。

②如果可能，要进行循环，要弄清楚循环对震击器的影响。

⑵设法建立风水循环

钻孔不稳定或不干净，容易造成钻孔堵塞，因而不能建立起正常的水或风循环，这对卡钻的解除造成了很大困难。下面是为设法建立循环而提出的建议。