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      旋挖鉆機卡鉆、埋鉆的原因及處理

      瀏覽:     發表時間:2017-06-02 02:11:03

      鉆進卡鉆和孔內埋鉆
          鉆進卡鉆:在鉆進過程中,由于意外阻力使鉆桿無法提升、有時伴發鉆桿無法回轉的現象。
          埋鉆:鉆斗在孔內被孔壁坍塌物埋住或在流砂層中孔底淤積太厚,鉆斗下入因故停留在孔底時間過長埋陷于厚砂層中,使鉆具既不能上提也無法回轉的現象。
      (1)卡鉆的主要原因  
      A、在遇松散破碎強風化層、松散厚度大的砂卵石層鉆進時,當鉆具回轉磨擦碰撞孔壁;轉速過快鉆斗帶動泥漿沖刷孔壁;或回次進尺超深,鉆斗內的卵礫石從排水孔擠出甩至孔壁間隙造成卡鉆;或提升速度過快,鉆斗上端泥漿被提升上擠產生很大上升流速,并引起鉆斗下部壓力降低,上升沖擊不穩定卵石層,下部負壓使孔壁產生局部坍塌掉塊擠夾在鉆斗與孔壁間形成卡鉆。
      B、在粘土層,鉆斗邊齒過度磨損未及時更換。邊齒過度磨損導致鉆斗外圓柱與鉆斗直徑等大,孔徑縮小直至無孔壁間隙,形成吸附真空,特別在粘層含量高的粘土層中產生很大粘滯阻力,形成類似卡鉆特征(提不上回轉不了)。
      C、地層軟硬不均時,軟地層松軟,硬地層較硬且巖層傾角大,鉆頭沿傾斜巖面下行,斜臥在偏孔內造成卡鉆。
      D、在高膨脹性粘土層鉆進時,若鉆進速度過快且回轉進尺超過鉆斗高度,此時鉆孔壁間隙很小,粘土膨脹后填滿鉆斗外與孔壁間的間隙,導致泥漿不能下滲,形成卡(抱)鉆。
      E、高速下放鉆具。鉆具下降速度過快,鉆斗底蓋關閉機構受沖擊振動脫鉤而插入孔壁,鉆具被卡造成卡鉆。
      (2)埋鉆的主要原因
      埋鉆的主要原因是自然條件如土層松散破碎、卵礫層膠結差,流砂層及厚含水砂層,加上人為因素,如操作上升降速度過快,未根據地層變化調整泥漿性能等綜合因素造成。
      A、鉆具提升速度過快或下放鉆具速度太快,產生泵吸力,擾動孔壁導致孔壁坍塌而埋鉆具。
      B、孔底沉渣太厚。在含水砂層中鉆進時,由于鉆斗結構原因,大量砂撈不起來滯留孔底,導致孔底積累數米沉砂,當鉆具下入時大量沉砂通過鉆斗排水孔擠出進入鉆斗與孔壁環狀間隙之間,若鉆具在孔內因故停留一段時間,則導致埋鉆事故。
      C、砂層鉆進時,若鉆速太快,回次進尺太深,鉆斗每回次又撈不上砂,未能提鉆,導致泥漿來不及滲入孔壁,此時孔壁無泥漿保護而坍孔,細砂被填入鉆斗與孔壁間隙,當動力頭回轉未能及時操作而發生砂層“抱鉆”事故。
      D、泥漿的性能與該地層不適應。
      (3)卡鉆和埋鉆事故的預防
      從卡鉆和埋鉆的事故原因分析可知,事故的原因非常接近,均屬地層特殊,操作不當。預防措施的重點是熟悉鉆孔地層的特殊性和改進鉆進工藝:
      A、熟悉設計地質資料,存在或可能存在復雜地層時提前采取措施;
      B、根據地層特點,有針對性的配制泥漿。鉆孔孔壁的坍塌是由于鉆進松散層、卵石層、流砂層或含水厚砂層,這些地層均屬力學不穩定地層。當旋挖鉆進成孔后,孔內壁穩定的條件是泥漿壓力與地層壓力短期平衡。因此在復雜地層中,必須調配比重和粘度合適的泥漿。
      C、鉆進時回轉要慢,加壓要小,降低鉆進速度;提升速度要慢(提升速度控制在0.6~0.7m/s);
      D、單斗進尺長度嚴格控制在鉆斗高的80%以下;
      E、下放鉆具前對底蓋關閉機構的磨損情況、鉆斗斗齒的磨損情況(特別是邊齒和保徑齒)進行全面檢查和測量,達不到要求及時更換。
      F、鉆具下放速度在松散地層段要嚴格控制,不能過快。
      (4)卡鉆和埋鉆事故的處理
      A、孔內卡鉆或埋鉆事故的處理是非常困難的,看不見摸不著。只有靠分析、判斷及施工經驗的積累,選擇采用“提、轉、沖、頂、掃、振、潛、套”等適合“卡鉆”的處理方法。
      a) “提”  用主卷揚與加壓油缸聯合提拉(嚴禁過載);或者用主卷揚提,加壓油缸拉、壓結合,一上一下。
      b) “轉”  正、反向回轉一定角度,反復長時間進行(配合拉、壓)。
      c) “沖”  用高壓水沖射鉆斗與孔壁間隙周圍沉積物,配合上述提、轉方法。
      d) “頂”  用液壓頂升機夾住鉆桿頂拔(但注意對被夾鉆桿要采取加強措施)。
      e) “掃”  適合于在鉆孔某段距離內鉆具能回轉,但提不上來的情況,可采取向上提拉,正、反向回轉,掃除擠夾鉆具的卵石或解決膨脹縮徑問題。
      f) “潛”  潛水員下入孔內取下鉆斗與鉆桿連接銷,取出鉆桿后再打撈鉆頭。
      g) “套”  用比鉆斗大一級的套管采用全套管(全回轉、擺動)套住事故鉆具,亦可用振動下管法,抽干孔內泥漿取出鉆具?;蛘卟捎米o壁開掘法,事故孔不深時,用打入工字鋼、H型鋼支護、插背板、中支撐開挖取出所埋鉆具?;蛴妙A制鋼筋混凝土襯砌邊開挖邊下沉直至取出鉆具。
      h) “振”  若埋鉆地層為砂層,采用震動錘夾住鉆桿震動起撥,當振動錘夾持鉆強迫震動頻率與砂層自振頻率一致時,鉆具與砂層側面阻力迅速減少而解除埋鉆事故。
      i) “鉤”  用白綜繩系鉤或用繩套下入孔內鉤套鉆斗提出孔外。
      B、處理卡鉆或埋鉆事故的注意事項:
      a) 采取措施防止事故的擴大,主要表現為防止孔壁的進一步坍塌,常用辦法加大泥漿比重、防止泥漿沉淀和套管跟進。
      b) 了解事故發生前的操作狀態,分析事故原因,判斷事故的部位。
      c) 研究多套處理方案并由易到難實施。
      d) 方案選擇中須進行安全論證,必須保證人員和設備安全為前提。
      e) 需人員下孔作業時,必須保證孔壁絕對安全,通風、照明、防漏電、上下聯絡、防異物墜落措施必須有可靠保證。

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