摘要
王洼103-1号水文地质钻孔施工过程中出现沉砂卡钻，在处理卡钻事故过程中又使套铣筒也被卡在钻孔内，强力起拔套铣筒，造成断裂，且断口不平整、倾斜靠边，形成了极其复杂的孔内事故。事故原因是泥浆中含沙量过大所致。另外处理钻铤卡钻时下入的表层套管直径偏小，也给后期处理事故造成了很大困难。根据孔内事故特点，制定了先起拔表层套管，更换大直径表套，再套反套铣筒、钻铤的处理方案。为此专门设计制作了起拔表层套管钻进的主动钻进钻杆、钻头；设计加工了加长套铣筒、扶正事故套铣筒的扶正工具等，及时成功处理好了本次超复杂卡钻事故。本文详细论述了钻孔事故的处理过程及措施，总结了事故教训和处理经验，对于处理类似卡钻事故具有指导和借鉴意义。
通常把钻探工程施工过程中发生的，导致钻孔不能正常钻进的各种故障统称为孔内事
图1 Ø194 mm套铣筒与钻铤之间的沉砂
由于一开钻进时，没有下入表层套管，上部40 m左右第四系黄土和古近系清水营组砂质粘土有坍塌现象，为防止处理事故过程中再次出现塌孔，决定先下入Ø244×6 mm表层套管护壁（事故处理方案策划时考虑不周，没有多留一级套管备用，造成后续处理事故时，不得不起拔这层套管），再处理事故钻铤。所以先采用Ø311牙轮钻头扩孔45 m，下入了Ø244×6 mm表层套管45 m；后用Ø216 mm钻头透孔至353.4 m处上钻，再下入Ø194 mm套铣筒套扫，套扫长度为9 m（孔段353.4~362.4 m）。套扫时没有对泥浆性能做调整，套扫单根结束后，由于操作不当，在关闭泥浆泵后提升Ø194 mm套铣筒，提升时遇到阻力，钻具上提5m时，阻力变大，强力起拔造成Ø194 mm套铣筒顶部焊接的钻杆接头从焊接点拔断，Ø194 mm套铣筒留在孔内，套铣筒事故头顶部位置对应孔深为348.4 m。事故位置见
图2 事故位置
发生卡钻事故，处理不当，损失巨
通过多次讨论，确定起拔全部Ø244×6 mm表层套管，下入Ø325×8 mm表层套管；再用Ø295 mm钻头扩孔至事故头位置起钻；再下入18 m长的Ø244 mm套铣筒，套扫孔内Ø194 mm套铣筒及上部第一根钻铤，套扫完成后起钻；再下入Ø127 mm反丝丝锥，从上部第一根钻铤丝扣处上扣，从该钻铤下部反开，把此钻铤和套铣筒一起打捞上来；然后用Ø194 mm套铣筒套扫一根反出一根钻铤，直至全部处理完事故钻铤及钻头的技术方案。
（1）起拔表层套管。要想处理Ø194mm套铣筒，首先起拔Ø244×6 mm表层套管，如果直接强力起拔表层套管，一旦拔断又是一次事故，只能利用钻机进行透扫Ø244×6 mm套管外环间隙，套扫到位后，再起拔Ø244×6 mm套管45 m。现场是SPJ-1500型水源钻机，钻机平台与地面没有垂直空间，原主动钻杆无法工作，必须改进主动钻具才能实现套扫工作，经过试验，选用Ø325 mm套管两边分别焊接65 mm方钻杆，上部焊接钻机水龙头，拨杠采用60 mm厚钢板重新加工制作。改进后立轴实物见
图3 立轴实物
采用Ø325×8 mm套管作钻杆进行钻进，用Ø325 mm套管自制合金钻头，钻头直径385 mm，透扫时轻压慢转，钻压控制在1~3 kN，转速为钻机最低转速，每钻进5 m，至少提钻活动一次，遇到强大阻力，先分析原因，找出问题，再进行施工。每套扫完一根后，提起Ø325×8 mm套管加工的主动钻具（以下简称为改制后立轴），用气割割断套管与改制后立轴的连接，焊接Ø325×8 mm套管，再焊接改制后立轴正常套扫。当套扫至26 m左右出现不进尺现象，提钻检查钻头，发现钻头底部硬质合金掉入孔内，套管内壁有硬物划切现象，切痕规矩，推测是因掉落的硬质合金致伤，对后面的透扫影响严重，决定改用风镐钎头代替硬质合金制作的钻头（见
图4 风稿钎头钻头
（2）扩孔。由于受Ø325×8 mm表层套管内径的限制，现场采用加工的Ø295 mm三牙轮钻头（在Ø244 mm牙轮钻头上镶焊硬质合金，把钻头直径变为Ø295 mm）扩孔，扩孔钻进参数如下：钻压3~5 kN、转速60~90r/min、排量10~14 L/s。在钻进中必须加强泥浆维护管理，随着钻孔的加深，泥浆不断消耗，按配方先配置好泥浆再逐步加入，避免在泥浆中直接加入清水使泥浆性能破
（3）套反Ø194 mm套铣筒。下Ø244 mm套铣筒套扫，在事故头位置（348.4 m）多次套扫不进尺。为了避免Ø244 mm套铣筒出现问题，提钻检查，根据Ø244 mm套铣筒硬质合金磨损情况分析，判断留在孔内的事故Ø194 mm套铣筒已经倾斜靠边，必须对孔内事故Ø194 mm套铣筒进行扶正。
（4）扶正Ø194 mm套铣筒及套反。为了扶正Ø194 mm套铣筒，特在现场制作了套铣筒扶正工具（见
图5 套铣筒扶正工具
由于Ø194 mm套铣筒与事故钻铤已经卡死，无法单独处理Ø194 mm套铣筒，必须把事故Ø194 mm套铣筒与卡死钻铤一同从第一根钻铤下部处反开，才能处理上来。故采用加长Ø244 mm套铣筒套扫（长度为18 m）见
图6 加长Ø244 mm套铣筒
图7 反丝钻杆提升时的专用导向罩子
下Ø127 mm反丝丝锥，通过实际操作，当把第一根钻铤反开后，Ø194 mm套铣筒和Ø159 mm钻铤在提钻过程没有发生意外，提钻顺利，提钻后验证Ø219 mm罩子正好罩住Ø194 mm套铣筒100 mm左右。
（5）套反钻铤。剩下7根Ø159 mm钻铤，下入Ø194 mm套铣筒，按照正常套铣流程套铣一根反出一根的方法处理，最后一根钻铤与钻头一块被打捞上来。很快处理完本次事故。
（1）井身结构设计时，要根据地层特点，容易发生坍塌的地层，必须多留一级套管；
（2）处理事故时，必须分析清楚事故原因，再制定事故处理方案，避免造成二次事故；
（3）原来认为Ø194 mm套铣筒与钻铤是卡料卡死，结果是泥浆中的含砂量过高形成的沉砂卡钻（见
（4）处理事故时要保证泥浆的含砂量<4%，泥浆性能必须优化；
（5）事故处理过程必须精细策划，特别是细节的思考，如果在Ø194 mm套铣筒起拔过程不强力起拔，遇阻时开泵、开车慢转，沉砂卡钻很快就能处理好，就不会形成后来的复杂事故。
（1）任何事故处理的成本都会远远大于事故预防的成本，钻前一定做好调查研究，针对钻孔所遇地层情况做好钻孔施工设计，对不同地层采用适应的钻进参数和泥浆性能。
（2）本次复杂事故处理从主动钻具的改进设计，套扫钻头的设计改进，套扫扶正器的设计加工，反丝钻具提升时专用导向罩子的设计加工都是根据现场实践得出的结果，具有借鉴价值。
参考文献
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