牙轮钻头三牙轮钻头,扩孔组装钻头,组合牙轮阿里巴巴
陈向伟
[摘 要]2002年我队403钻机在宣东勘探区进行煤矿瓦斯排放井施工，当扩孔至井深774米处时，突然出现异常，钻机跳动猛然加剧，当钻具提出井口后，发现组合式牙轮钻头的Φ311mm导向三牙轮钻头以及外部的三个扩孔牙轮掌，均已掉落，之后分别采用了“套、抓”等几种处理事故措施，但是套铣筒和抓筒下入到事故钻头的附近时，无法进行套铣和抓取，最后采用锅底式孕镶金刚石磨鞋成功的将事故进行了处理。
[关键词]扩孔；三个牙轮掌掉落；锅底式孕镶金刚石磨鞋；磨铣
中图分类号：P634.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）21-0014-01
序言：对于高瓦斯矿井而言，生产中的最大安全隐患就是瓦斯事故。由于瓦斯事故的危害极大，所以煤矿生产前需要对瓦斯进行抽放。通过瓦斯的抽放，可降低矿井中瓦斯涌出量和回采空间中的瓦斯体积分数，从而达到矿井安全生产的目的。同时，瓦斯又是一种优质燃料，具有开发利用价值。
煤矿瓦斯抽放井的钻探施工工程，需从地面向下施工至数百米深的采煤巷道附近的靶点，它具有孔径大、深度大、成井要求垂直度高的特点，稍有偏差就会失败，所以施工中难度很大。
钻井概况：
2002年11月，我队403钻机在宣东勘探区进行煤矿瓦斯排放井施工，该井设计井深803米，孔径Φ508mm，下入Φ406mm无缝钢管固井。钻具结构为：四方主动钻杆——Φ89mm钻杆——Φ121mm钻铤——Φ137mm钻铤——Φ159mm钻铤——Φ508mm组合式牙轮镶齿钻头。组合钻头构成：位于钻头中下部的Φ311mm导向三牙轮钻头，Φ508mm四牙轮扩孔钻头。地层从上到下为：冲积层，玄武岩、砂质泥岩、细砂岩、中砂岩、砂纸泥岩互层，煤系地层，煤层，灰岩层，岩石硬度可达4-5级，可钻性为6—7级，为中硬岩。本井严格要求控制井斜，每30m需测斜一次，全井最大井斜<1°，全角变化率每30m≤1.25°，井径扩大率≤20%。
施工设备：GZ-2600型钻机，27mA钻塔，TBW1200/7B型泥浆泵，JSN-1型泥浆净化机。
事故原因：
当扩孔至井深774米处时，突然出现异常，钻机跳动猛然加剧，主动钻杆上部的大水便，震动十分严重，当班人员立即关闭离合器，进行提钻察看原因，当钻具提出井口后，发现组合式牙轮钻头的Φ311mm导向三牙轮钻头以及外部的三个扩孔牙轮掌，均已掉落，发现此情况后，经过分析认为，发生事故的原因为地层较硬，增大了扩孔钻头的扭矩，使钻头受力增大；组合式牙轮钻头其焊接强度不够，在大扭矩的作用下发生了钻头体断裂。
事故处理过程：
事故发生后，经过细致的分析孔内情况，判断三牙轮已掉落至孔底，在处理事故前，首先对泥浆的性能进行了调整，泥浆材料选用了钠土、中粘CMC、广谱护壁剂、聚丙烯晴钠盐，在配制泥浆前，钠土进行预水化浸泡处理，并充分搅拌，泥浆配置好后，进行循环，打开泥浆净化设备，以减少泥浆的固相含量，指标：粘度18～27S；pH值7～9；比重1.10～1.25；失水量10—20L/30min；含砂<3%，以防止由于孔内不稳定，造成掉块或是岩粉沉淀，增加处理事故的难度。
所以决定首先采用正丝Φ73mm公锥打捞事故钻头，但锥子接触到事故头后，无法进行上扣，锥不住掉落的钻头。之后分别采用了“套、抓”等几种处理事故措施，但是套铣筒和抓筒下入到事故钻头的附近时，无法进行套铣和抓取，经过分析认为是由于组合式牙轮钻头的Φ311mm导向三牙轮钻头以及外部的三个扩孔牙轮掌在掉落的过程中，相互作用相互挤压，由于地层较硬，挤压力也会增大。所以在采用“套、抓”等事故处理措施时，才会达不到效果。同时“套铣筒、抓筒”等处理事故的手段由于受到井径的限制，也发挥不了作用。
当时，我队是第一次承揽煤矿瓦抽放井钻井工程，井队第一次使用组合式牙轮钻头，在发生钻头掉落的事故后，对该类型的事故毫无处理的经验，最后在有关部门的指导下，结合本井的特点，决定采用锅底式孕镶金刚石磨鞋进行处理。
它的原理是金刚石的硬度较合金硬，耐磨度也较高，下入孔底后，利用此特点，可以削磨事故钻头，经过多方的联系，我们购买了此磨鞋。磨鞋被下入到孔底，在磨铣的过程中，出现了钻机严重跳动的现象，此时及时的调整了钻进参数，根据钻进情况采用了小钻压、低转速、小泵量，同时根据钻进时的情况，不断的进行调整，力图使磨鞋压住事故牙轮进行磨铣，同时不要经常开关离合器，而且手要握紧离合器，在磨铣的过程中，还要注意泥浆中的上返固相，若固相为铁屑说明磨铣正常，若为岩粉，则要细致分析，防止出现新眼。磨铣了3天后发现钻机不再跳动，同时转动平稳，上返的固相当中，开始出现岩粉，经过以上结果显示，孔内已干净，三牙轮掉落的事故被成功的处理，之后恢复了正常扩孔钻进。
结语与建议
此次事故经过4天的处理，恢复了施工，但也给了我们以启示。
1）要加强安全生产意识教育、技术能力的培养。
2）在钻探施工中，做好预防推演，我们就可以避免事故的发生。
3）在新工程下达之后，要认真阅读施工设计，了解区域地质概况，认真分析，细化施工方案。
4）对人员、管材、泥浆的使用，设备的选择、保养，进行系统的管理科学的规划。
5）当班长发现孔内不正常返水或出现异常情况时，应及时的与机长沟通，采取科学的应急处理方法，或先提出钻具。
发生孔内事故后，钻探技术人员要亲临现场，商讨处理方案，必要时分班跟踪。必须弄清并详细记录事故发生的孔深，机上余尺、事故头的位置，钻具的规格、类型、数量以及孔内情况等。
处理孔内事故时，必须严格遵守操作规程，各岗位必须按人员的技术熟练程度明确分工，密切配合，以防止二次事故发生。
现在一台钻机上大部分是临时工，而且较大部分是短期的临时工，只有少部分较为稳定，为此应加强对较为稳定的钻工进行安全生产技术培训，了解、熟悉、掌握基本的操作规程和安全生产规范。机长、班长要加强现场的指导和技术讲解，提高全钻机人员的安全生产素质，减少各类事故的发生。
6）防微杜渐，注重鉆探施工技术上的细节因素，将隐患消灭在萌芽状态中，我们的施工就是安全的高效的。
7）规章条例，时刻牢记于脑。始终坚持安全施工，对可能出现的事故及时采取必要的预防措施。
8）经验固然重要，学习不可减少。集思广益，借鉴石油钻探先进技术方法，解决处理实际施工中遇到的技术难题。
参考文献
[1] 陈庭根.钻井工程理论与技术.北京：石油大学出版社，2000.
[2] 肖义昭.钻井技术北京：石油工业出版社，1991.
[3] 郭绍升.钻探手册.武汉：中国地质大学出版社，1993.
