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地质钻探施工中孔塌事故的原因分析及预防策略研究

2021-11-30石逊

世界有色金属 2021年21期

石 逊

(河北省地矿局第九地质大队,河北 邢台 054000)

1 孔塌概述

孔塌是指地质钻探施工钻开地层后,地层受到地应力等各种因素影响,孔壁岩石塌落进入到钻孔中,导致钻孔局部孔段被埋堵的现象。实际操作过程中,一般可见到两种情况,一种情况是孔壁少量的岩石塌陷,钻探过程中钻具起下过程中可能会轻微遇阻,但并不会影响正常的钻探施工,这类情况在钻探过程中极为常见[1]。另一种情况是孔壁岩石大量塌陷,造成几十甚至上百米孔段的埋堵,影响钻探施工,孔内钻具严重受阻,不能正常起下活动,这便是孔塌。

孔塌时可观察到多种现象,最先出现的便是孔内上返岩屑的变化,这表现在孔内返回岩屑的岩性、数量和尺寸上,岩性会出现不是正在施工层位的岩屑,岩屑数量有明显增加,岩屑的尺寸也相对增大,这种变化突出的表现在硬脆型地层中。当孔塌持续进行时,越来越多的坍塌岩屑将会堆积阻滞钻头,会出现憋车、跳车现象,孔内钻具的扭转力矩明显变大。

2 孔塌事故原因

对于地质钻探过程中的孔塌事故可由多种原因造成,其中与岩层性质和结构关系最为密切,其次工艺的成熟与否也严重影响着施工过程是否顺利。因此,为避免孔塌事故的发生必须认真研究影响孔塌的相关因素。

2.1 岩石自身性质因素

沉积岩中可常见到易塌陷的岩石,例如砾岩、砂岩、泥页岩、石灰岩、玄武岩等,这些岩石受到沉积环境、岩石自身矿物组成以及掩埋时间的影响,较容易出现塌陷。……

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