摘要：在地質勘查巖心鉆探施工中，孔內事故的出現是不可避免的。造成孔內事故的原因很多，操作不當；巖層復雜破碎；坍塌掉塊；卡埋鉆、鉆桿鉆具扭斷等。在處理孔內事故中，經常需要擴孔。有時操作不當，鉆具級配不合理，往往造成鉆孔被擴偏；事故疊事故；被迫報廢鉆孔。造成經濟損失。擴孔成功與否，決定著處理孔內事故的成敗；鉆孔是否報廢；是否繼續鉆進。
　　關鍵詞：孔內事故；大一級孔徑擴孔；分級擴孔
　　
　　我總隊近些年來，在巖心鉆探施工中，在有的礦區發生過較為嚴重的孔內事故；在一定程度上影響鉆進效率。經過多年實踐總結，我們都采用了大一級孔徑擴孔的方法來處理扔在孔內的事故鉆具或鉆頭。取得了良好的效果。以往遇到這類事故，總是采用大兩級以上的孔徑去擴孔，大部分擴偏，或把事故鉆具或鉆頭切成兩半；很難處理。浪費人力、物力和時間。原以為擴孔鉆具直徑越大于事故鉆具或鉆頭的直徑，擴孔鉆具把事故鉆具或鉆頭套進的概率越高；實際上這種概率非常低；多年生產實踐已證明。近些年來，在所有的事故鉆孔，需要擴孔時，都采用了大一級孔徑擴孔方法，效果顯著。
　　一、黑龍江省林口縣大盤道大理巖礦區
　　在黑龍江省林口縣大盤道大理巖礦區進行巖心鉆探施工，我總隊首次進行S59mm繩索取芯新工藝試驗。在施工ZK301號鉆孔時，設計孔深為200米。鉆孔傾角為75度。巖性為大理巖；可鉆性為5.5級。根據鉆探設計及鉆探工藝的要求，沖洗液選擇為優質無固相沖洗液。在清水中按比例加入DL—1型復合型減阻劑。加量為每立方米清水加入1~2公斤。開鉆后，比較順利；24小時進尺（三小個班）91.70米；當鉆進91.70米處時，由于當班工人把這種減阻劑的用量加大，超過規定的技術要求，造成巖粉絮凝沉淀，堵塞了鉆頭水口，造成了嚴重燒鉆。金剛石鉆頭和所鉆巖層融化在一起；繩索取芯鉆具、用于打撈巖心的撈矛器及12米鉆桿扔在孔內。首先，把孔內12米鉆桿用反絲鉆具處理上來；然后把事故鉆具（繩索取芯鉆具）上部的大量沉淀絮凝巖粉排除掉；用十字磨孔鉆頭進行沖磨孔。在沖磨孔中，又使得彈卡擋頭和彈卡室之間的連接部分擰成喇叭口和孔底沉淀絮凝物過多，十字磨孔鉆頭通水孔被破碎巖心堵死；并在喇叭口處擰斷，致使外管鉆具卡在孔底。至此：不但事故鉆具卡在孔底，用于處理事故的鉆具也卡在了孔底。若不處理上來，鉆孔就得報廢。地質上該鉆孔處于高級儲量塊段（B級），該鉆孔不能報廢。經過反復研究，針對地層巖性、產狀和復雜程度，孔內實際情況，決定采用擴孔方法打撈孔內事故鉆具。
　　在該孔擴孔前，吸取了以往擴孔的經驗教訓。為了確保擴孔成功，對75度傾角鉆孔及擴孔鉆具進行了受力分析。通過分析，認為采用大一級孔經擴孔是可行的，不會擴偏。換言之，擴孔徑盡量接近原孔徑，這樣擴孔鉆頭（包括鉆具及鉆桿）受力均衡，不會擴偏。同時，通過實驗，調整鉆進參數（壓力、轉數、泵量）。改變以往擴孔時低轉數，大壓力，大泵量。
　　
　　采用低轉數、中壓力、中等泵量。
　　鉆進參數如下：
　　
　　立軸壓力（KN） 立軸轉數（N/min） 泥漿泵量（L/min）
　　3~4 388 90
　　
　　擴孔時，沖洗液采用優質無固相泥漿，使之潤滑減阻效果好；攜帶巖粉能力強。因原孔徑為60mm；采用大一級的直徑75mm無內出刃硬質合金補強鉆頭和直徑75mm無內出刃人造金剛石孕鑲補強鉆頭進行擴孔（這兩種鉆頭為自行設計；硬質合金鉆頭鑲焊方式為：三八式）。該擴孔鉆頭無內出刃，防止鉆至事故鉆具位置時切削事故鉆具。只用了8.5小時擴至到事故鉆具位置（事故鉆具在91.70米處）。然后繼續鉆進一米，人為造成孔底鉆頭處巖心堵塞。這樣把事故鉆具和磨孔鉆具全部套裝在直徑75mm擴孔粗徑鉆具內，成功提至地表。沒有損壞事故鉆具和磨孔鉆具。在75度傾角鉆孔中擴孔，完全沒有擴偏，準確無誤的按原鉆孔軸線擴至孔底。
　　實踐證明：
　　這種大一級孔經擴孔是可行的。它有效避免了因事故鉆具扔在孔內，從而導致鉆孔報廢。減少了巖心鉆探報廢工作量；減少了經濟損失。
　　
　　二、吉林省汪清縣廟嶺青石頂子大理巖礦區
　　在吉林省汪清廟嶺青石頂子大理巖礦區進行巖心鉆探施工，鉆探ZK302號孔（該孔設計孔深160米，設計傾角80度）。當鉆至56.26米孔深時，由于鉆壓較大，造成S59mm繩索取芯鉆具的擴孔器、鉆頭及外管巖心管三處出現喇叭狀；漲在孔璧上。粗徑鉆具上部絲扣處扭斷；將粗徑鉆具扔在孔內。用公錐打撈事故鉆具以及用其他方法打撈均不奏效。經過反復研究決定采用在其他礦區巖心鉆探處理事故鉆具的經驗；決定采用大一級孔徑擴孔的方法。采用直徑75mm硬質合金無內出刃補強鉆頭和直徑75mm無內出刃人造金剛石孕鑲補強鉆頭擴孔（硬質合金鉆頭鑲焊方式為：三八式）。使用優質無固相泥漿護壁、潤滑減阻效果好；攜帶巖粉能力佳。僅用了一個小班（八小時）就順利的擴至孔底58米處。將事故鉆具完整的套裝在直徑73mm粗徑鉆具內并提至地表。待孔內清洗干凈后，繼續鉆進。
　　
　　三、黑龍江省阿城市山河林場大理巖礦區
　　在黑龍江省阿城市山河林場大理巖礦區進行巖心鉆探施工，采用56mm小口徑金剛石鉆進工藝。鉆孔直徑為56.5mm。鉆探ZK101號孔時，(該孔設計孔深為230米；設計傾角80度)；該孔上部有近70米的板巖，中等風化。節理發育，硬、脆、易碎。由于采用清水
　　作沖洗液，而沒有采用低固相泥漿作沖洗液。當該孔鉆至68.91米時，孔內清水沖洗液護壁不好，多處坍塌掉塊，導致卡鉆。在處理卡鉆事故中，鉆具上部卡的很緊，鉆桿折斷；三組鉆桿、粗徑鉆具和鉆頭卡在孔內。事故鉆桿的頂部距孔口（地表面）36.41米處。用小口徑公錐打撈鉆桿時，下不到事故鉆桿位置；公錐對不上（孔內掉塊較多）。根據這種情況，經過事故分析研究，決定采用大一孔徑分級擴孔的技術方法；把事故鉆具撈上來。同時上部有70米左右破碎的板巖，為了防止掉塊，使用優質低固相泥漿作沖洗液進行護孔。根據巖層情況，泥漿黏度調制相對要高一些。泥漿黏度為漏斗粘度25~30秒。用以增強擴孔時泥漿護壁和攜帶巖粉的能力。第一步：先采用直徑75mm無內出刃硬質合金補強鉆頭和直徑75mm無內出刃人造金剛石孕鑲補強鉆頭（硬質合金鉆頭鑲焊方式為：三八式）擴孔，輕鉆壓、慢轉數，僅用了兩個小班（十六小時）順利的擴至43.50米；且孔璧穩定。擴孔鉆具將孔內事故鉆桿上部準確地套裝在內。對提至地表的擴孔鉆具、鉆頭進行檢查，內、外璧沒有磨痕，說明原鉆孔沒有擴偏。鉆孔直徑由原來的56.5mm擴至75mm。第二步：采用直徑91mm無內出刃硬質合金鉆頭和直徑91mm無內出刃人造金剛石孕鑲補強鉆頭（硬質合金鉆頭鑲焊方式為：三八式）在鉆孔直徑75mm基礎上，繼續擴孔。從地表擴至45.68米。同樣擴孔鉆具將事故鉆桿上部準確地套裝在內。從檢查結果來看，該級別孔徑擴孔同樣沒有擴偏。兩次分級擴孔，鉆孔直徑已擴至91mm；擴孔深度為45.68米。為了防止上部破碎的板巖層坍塌掉塊，下入45米直徑89mm套管護壁；非常順利的下到預定位置；將事故鉆具上部準確地套裝在直徑89mm套管內。第三步：下入直徑50mm反絲鉆桿反上二根鉆桿。再用直徑75mm無內出刃硬質合金鉆頭和直徑75mm無內出刃人造金剛石孕鑲補強鉆頭（硬質合金鑲焊方式為：三八式）與直徑75mm加長粗徑鉆具連接擴孔至70米，將事故鉆桿及鉆具全部套裝在直徑73mm加長粗徑鉆具內；下入直徑50mm反絲鉆桿將事故鉆桿鉆具全部提至地表。檢查結果表明：原來扔在鉆孔內的鉆桿、粗徑鉆具、金剛石鉆頭及擴孔器，沒有因擴孔而損壞。得以繼續鉆進。避免了報廢鉆探工作量。減少了經濟損失。

　　　　在上述三個礦區采用這種方法處理鉆孔內事故，成功率達100%；可以借鑒。
　　近些年來，我總隊在地質勘查巖心鉆探生產中，在遇到鉆孔內發生“卡、埋、燒“鉆事故;將鉆桿，粗徑鉆具，鉆頭扔在鉆孔內.需要擴孔時,基本上都采用大一級孔經擴孔處理鉆孔內事故，是非常有效的。收到了很好的效果。
　　四、幾點體會：
　　（一）大一級孔徑擴孔，擴孔的孔徑與原孔徑接近。擴孔時，鉆壓輕；低轉數；泵量大一些。擴孔會沿著原孔徑軸線擴下去；不會擴偏。同時采用優質泥漿護壁；潤滑減阻；提高攜帶巖粉的能力（因擴孔會產生大量的巖粉和巖石碎屑）。效果會更好。
　　（二）在70度到90度傾角鉆孔中擴孔，硬巖層、軟巖層、或者軟硬互層，都是可行的。
　　（三）對于減少處理孔內事故時間及減少事故率；減少巖心鉆探報廢工作量；提高臺月效率，降低鉆探成本；提高經濟效益；是有顯著成效的。
　　（四）針對擴孔的特殊情況，我們自行設計了“三八式“無內出刃硬質合金補強鉆頭和無內出刃人造金剛石孕鑲補強鉆頭。擴孔將事故鉆具套裝在擴孔鉆具內時，對事故鉆具沒有損害；維護后可再利用。可鉆性五級以下級別巖石，采用硬質合金鉆頭擴孔。可鉆性五級以上巖石，采用金剛石孕鑲鉆頭擴孔。
　　（五）自行設計的硬質合金鉆頭；鉆頭鋼體采用D40材料，鋼體外徑108mm，璧厚為10mm；硬質合金采用地質鉆探用G8合金；規格有：[大八角；中八角；小八角]。補強合金用方柱形。采用階梯式鑲焊方式；分級切削巖石，擴孔時導向性好。鉆頭鋼體外璧采用方柱合金補強；增強鉆頭鋼體外璧的耐磨性。
　　（六）自行設計的人造金剛石孕鑲補強鉆頭，委托廠家加工。
　　
　　參考文獻：
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　　[3]張春波，繩索取芯鉆桿折斷原因的分析[J]，探礦工程，1987，（2）
　　[4姜光忍，等，繩索取芯鉆探施工中鉆桿折斷原因分析及應對措施[J]
　　探礦工程，2009，（3）