浅析钻探孔内事故的分析与处理
1、引言
随着我国经济的不断发展，工程建设与矿产开发不断发展，而钻探在生产建设中有着必不可少地作用，其在工程地质勘察、矿产普查、水文地质勘察、水井及油气井、环境监测等方面有着越来越重要的作用。但在打钻过程中会出现各种各样的事故，这不仅影响施工的质量，影响工程进度，而且会造成一定的经济损失。所以钻探事故的分析与处理就尤为重要。钻探事故一般为孔内事故，它分为埋钻、卡钻、烧钻、断钻、落物、套管事故、塌孔等几种类型。
2、原因分析
2.1卡钻
（1）钻头直接与孔壁或岩心挤夹。
钻头内外径磨损严重，孔径相应缩小，孔身上下大小不一致或下钻过猛或升降钻具时跑钻，发生钻头直接与孔壁或岩心挤夹，从而发生卡钻。如膨胀土遇水膨胀，造成缩孔，造成卡钻。 （2）键槽”造成钻头卡阻。
孔身弯曲，孔壁形成“键槽”（沿孔壁形成的一条纵向沟槽，形如机械轮上的键槽），在提钻时钻杆受拉，呈纵向伸直，就自然嵌进槽中，当粗径提到“键槽”下端，就受阻呈拉紧状态。从而造成卡钻。 （3）岩粉“悬桥”造成卡钻。
当冲洗液携带岩粉上升时，一旦达到孔径变大的部份，由于钻孔大面积突然变大，流速立即降低，一部分冲洗液还会形成涡流，于是岩粉逐渐沉积，形成“悬桥”，造成钻具卡阻。 （4）套管偏斜造成卡钻。 （5）物体落入孔内造成卡钻。 2.2烧钻
（1）冲洗液量太小，导致钻头冷却不及时，造成烧钻。
（2）工人交时，不很好交代水泵，钻机继续运转，一旦不来水就会造成烧钻。
（3）钻头选择不合理，也可能造成烧钻。 2.3埋钻
（1）钻头遇到淤泥层时，冲洗液量过小，或钻进过快，会是钻头被淤被埋，造成埋钻。
（2）另外突然发生泥石流钻孔被埋，或突然停电钻头在孔内停留时间过长，导致埋钻。 2.4塌孔
（1）清 孔时，由 于 泥 浆 浓 度 降 低，对 孔 壁 的 压 力 减 小砂 层 在 自 重 作 用下发生坍塌。
（2）下放钢筋笼时，由于钢筋笼的刮蹭作用，导致孔壁坍塌。 （3）泥浆配置质量不好，或泥浆使用过久，质量下降导致塌孔。
3、事故处理
3.1卡钻处理
（1）提：在设备能力允许的条件下，可用升降机配合滑轮组，强力提拉孔内受阻钻具。当钻具被卡埋时，一般均用此方法，但必须注意钢丝绳、天车、钻塔、钻机及地基等各方面的情况，最好配备“拉力计”，以防造成人身事故。
（2）打： 借助吊锤打击的震动力，向上或向下打击事故钻具。这种方法适用于浅孔或掉块及钢粒挤夹事故。这种方法简单，故常被采用。在用吊锤冲打处理孔内事故时，可用滑轮打吊锤及其它安全打吊锤装置。 （3）震： 将机械震动器接于事故钻具的上端，并用升降机拉紧，使事故钻具收到强烈震动而排除。但必须注意防止孔内钻具受震而脱扣。 （4）捞：用公母锤、卡管器等捞取脱落或折断的事故钻具。这是一种常用的处理事故的方法。
（5）冲： 用小径钻具（或钻杆）或套管下入孔内，通过泥浆泵的高压液流冲出事故钻具周围的埋、卡物。但必须在孔壁稳定的情况下，用此方法。 （6）抓： 用下部带齿的抓筒，处理掉入孔内的小物件或测斜仪。 （7）吸： 用磁铁打捞吸取掉入孔内的小物件或吸正靠孔壁的事故钻杆断头，配合丝锤打捞。
（8）粘： 用粘泥、黄蜡、沥青等粘取掉入孔内的小物件或金刚石钻头胎体或金刚石。
（9）窜： 用升降机提拉、吊锤上下打击、或开车上下扫，用以处理还有一定活动余地的被阻事故钻具。
（10）顶： 用千斤顶（丝杠式和油压式）或油压钻机加减油压，顶拔事故钻具，这也是常用的方法。但应注意的：用千斤顶顶拔时，应考虑钻杆能承受的能力，以防顶断；还应特别注意卡瓦飞出伤人。 3.2塌孔处理
（1）在松软粉砂土或流砂中钻进时 ,应控制进尺进度 ,选用高质量泥浆 冲击钻成 孔时投入粘土、卵石、片石 等,低冲程捶击挤入孔壁起护壁作用。 （2）孔口塌时 很严重的情况下 ,可以采用立即拆除护筒并回填钻孔 ,重新埋 设护筒再钻 。
（3）生孔内坍塌时 ,判明坍塌位置, 回填砂砾和黄土或粘质土混合物到坍 孔 处以上1- 2米 ;待沉积密实后再钻 。 （4）控制好钻头冲程高度 。
（5）时有专人补充水流 , 保证孔内水头高度在地下水位1米 以上 ,不得用供 水管直接冲刷孔壁 。
（6）钢筋笼时,先对钢筋笼校直后对准钻孔中心竖直插入 ,以防触及孔壁 。
4、实例槟城二桥桩基础施工掉钻事故
4.1 工程概况
马来西亚槟城第二跨海大桥是东南亚最大的跨海大桥，受到 中马两国的高度重视，具有重大的政治意义。槟城二桥线路总长约23 km，其中跨越海峡的跨海大桥长约 17 km。
槟城二桥主桥为( 117. 5 + 240 + 117.5 ) m 三跨双塔斜拉桥，对应墩号为 P024，P025，P026，P027 四个墩，基础为钻孔灌注桩基础; P025，P026 每个主墩桩基础 3 列 7 排 共 21 根，为直径2300 mm( 2000 mm) 变径桩，成孔桩长约 122 m ～ 133 m，嵌微风 化花岗岩 6 m ～ 8 m; P024，P027 每个边墩桩基础 2 列 6 排 共12 根，为直径 2300 mm( 2000 mm) 变径桩，成孔桩长约107 m ～126 m，嵌微风化花岗岩 2 m; 桩基础为矩形排
列布置。 4.2 事故概况
槟城二桥主桥钻孔灌注桩基础施工发生了两次掉钻事故，掉钻发生在嵌岩施工钻进阶段。第一次是在 P026-20 桩，嵌岩2.5 m 时发生掉钻事故，这次事故最终钻头没打捞上来，导致本根桩按废桩处理，在其旁边增加一根P026-20A 桩。第二次是在 P027-06 桩，嵌岩 1． 5 m 时发生掉钻事故，这次事故打捞成功。两次事故钻孔灌注桩钻进成孔使用的是同一种钻孔桩机设备 KP3500 钻机。 4.3原因分析
从钻探地质资料可看出，BHB7钻探孔位在 P026-16 桩 位， ABH2 钻 探孔位在 P026-21 桩位，两者纵向距 离 6． 9 m。 其中BHB7钻探孔位在 － 118． 79 m 入微风化花岗岩，ABH2 钻探孔位在 － 121． 51 m入微风化花岗岩，6． 9 m 的距离同一岩层高差为 2． 72 m，按此比例 P026-20桩孔内直径 2． 0 m 微风化花岗岩岩层高差为 0． 79 m( 见图 1) ，属于岩面严重倾斜状态，这也是此次卡钻头断钻杆的主要原因。纵观全局，桩基成孔桩长太长，钻机钻进垂直度较难控制，再加上岩面严重倾斜状态，更容易出现卡钻头断钻杆情况。
掉钻事故的发生原因有以下几点: 1 ) 钻 杆螺杆经长期使用，已经有部分发生疲劳磨损，继续使用时发生螺杆剪切断裂; 2) 现场施工人员最近有所松懈，没有严格控制钻进过程; 3) 现场管理人员失职，发现异常情况没有及时汇报，造成事故的发生得不到有效的控制。经分析掉钻的直接原因是螺杆疲劳磨损发生剪切断裂，也是主要原因; 间接原因是现场施工安
全质量管理松懈，施工过程没有得到有效控制。 4.4处理方法
偏心钩安装完成后采用 KP3500 钻机加钻杆至计算入钩位置,并准确摆放入钩的钩嘴方向，偏心钩加载到位后进行入钩工作,偏心钩将按顺时针方向旋转入钩，若转盘压力无变化，说明没有将底下钻杆成功入钩,需加深偏心钩继续入钩工作，直到转盘压力增加并转动时稳定，可确定偏心钩已经成功入钩。偏心钩入钩后向上提升钻杆，让底下的钻杆法兰作用在偏心钩上,由偏心钩承受底下钻杆及钻头的重量; 若提升钻杆提升压力无变化,则需重新入钩打捞,直到提升钻杆 。
5、结论
以上介绍的是集中事故的原因及处理方法，为了避免发生，就需要在钻孔施工前认真研究该地层的复杂性，根据各地的岩性不同，破碎程度不同，合理的确定钻孔结构和技术措施。在钻进中要加强观察钻孔内的变化及钻机性能的变化，掌握第一手资料，及时判断钻孔内各种复杂情况的变化，以便事故发生后能及时采取措施进行处理，把损失降低到最低点。
