九、套管事故
常见的套管事故大致有套管柱偏斜、下跑、脱节、错动、折断、卡夹等。
(一)套管事故的原因
1.套管未下到硬盘,或孔口固定不牢,下部没有合理封闭,或在钻进过程中冲洗液对套管底部冲刷,以及钻具对套管经常碰打,造成套管下部悬空,致使套管下跑。
2.下入套管不正,或下入时强击插进、地层发生位移、钻孔严重超径和弯曲等原因,均会造成孔内套管偏斜。
3.套管丝扣质量差或连接不紧,被钻具经常碰打,致使套管脱扣。
4.钻进过程中,特别在钻孔弯曲度较大的地方,套管受到钻具强烈磨损而折断。或者由于套管柱弯曲,起下钻具时经常冲撞,时间久了把套管冲断。
5.起拔套管时,强拉硬顶时发生套管折断。
6.岩心采取不牢,脱落在套管内,扫脱落岩心时把套管扫坏,造成套管脱扣或折断。
7.套管下入后,孔壁岩层坍塌、缩径,将套管抱紧,发生挤夹。
8.下入套管时,套管底部未用粘土球等材料可靠地进行封闭,孔口未用绳索、棉纱和粘土等填塞环状间隙,或在施工过程中管壁局部磨穿,以致岩粉、泥沙等杂物进入并沉积在套管和孔底之间的间隙而发生卡夹。
9.套管在孔内停的时间太长,在地下水侵蚀作用下,产生锈结而卡夹。
10套管下在严重弯曲的孔段,或套管柱本身严重弯曲,下套管遇阻时,强压、硬打迫使套管下降,套管已被卡夹。
(二)套管事故的预防
1.套管加工质量应当严格符合设计要求。
2.套管在储存时,在管壁内外应涂以废机油,逐根量好尺寸,按顺序登记记录。
3.套管要直,接头内径规格一致,丝扣配合要好,并用松香或环氧树脂将丝扣连接处焊牢。
4.套管最好下入岩层中,孔口周围要将套管夹牢、固定正直和封好,防止岩粉沉入和套管下跑。
5.下入套管后,小一级孔径(或小两级)的孔深要超过粗径钻具长度,才能带取粉管钻进,以防套管反扣。
6.在跟管钻进时,应尽量采用短的岩心管,压力要小,转数要低,以减轻粗径钻具对套管内壁的磨擦和敲打。
7.在必要的情况下,采用反丝扣连接的套管。
8.钻孔严重弯曲,套管难以下降时,应设法纠斜,修整钻孔,不能强压硬打,迫降套
管,造成弯曲过大,丝扣部份断裂。
9.起拔套管时,为避免强拉硬顶使套管折断,可采用拉打结合和顶打结合的方法。
(三)套管事故的处理
1.套管偏斜的处理
(1)用升降机提起整个套管柱,使套管中心线与立轴中心线完全一致,然后缓慢下降,知道套管鞋牢固地座在硬盘上。
(2)发现套管柱下入后产生偏斜时,可将套管柱上提一段距离,扭转一定角度再下。下定后,用仪器测量其弯曲度,如符合要求,则可将套管柱固定;如弯曲度仍然很大,必须将套管柱提出孔外,纠正孔斜后重新再下。
(3)套管中途坠落时,特别是在孔较深的情况下,应捞出事故套管,更换墩弯或墩坏部份。
2.套管下跑的处理
(1)如果跑下去的套管上端丝扣完好。而且也不歪斜,则根据跑下去的深度从孔口下入补充套管,使其与跑下去的套管在孔内直接连接,然后在孔口用套管夹板固定,如图8--1所示,此法叫做同径对接。
(2)如果跑下去的套管上端已坏,应把跑下的套管打捞、起拔上来,重新下入。
(3)如果套管上端已坏起拔不上来,则可先用大一级口径扩孔至套管头以下0.3~0.5m,然后采用同径套接
3.套管脱节和错动的处理 发生套管脱节后,必须将上部套管全部提出,检查脱节处的情况,分别采取不同的处理方法。
(1)如果套管脱节后,上段套管与下段套管丝扣都很完好,而且中心线未错开,可用上段套管与下段套管直接对扣。
(2)如果下段套管在脱节后,断头已经损坏,但中心线尚未错开,这时必须先用公锥把这一段套管卸掉,或用割管器把损坏的部份割掉,然后再用处理下跑套的方法处理。
(3)如果下段套管在脱节后,上、下丝扣都完好,但中心线发生了错动,下入套管对接不上时,可采用导向体下入,如下入新套管去对接时,可采用固定导向木塞导向,
(4)如果套管脱节后发生错动,丝扣部份因损坏无法直接对扣;或脱开的不是丝扣部份,也不能直接连接,并且下段卡的很紧无法捞出,而钻孔又不允许缩小时,可采用螺旋木锥,装在套管的下端,尖头露出,下入孔内。木锥将上下两段管口对正,然后管内注入稀水泥,水泥即可顺螺旋槽均匀地分布到套管与孔壁的间隙中,待水泥凝固后用钻头将木锥钻掉,在两段管口之间形成一节人造水泥管,使上下贯通
(5)如上述方法处理无效,但允许换径,则可下小一级套管。
a用套管公锥或捞管器打捞折断的套管。如果需要重新下入,则换用完整套管。
b如果折断的套管难以起拔上来,则可用同径套接、或同径座接等方法处理。
c如果折断的套管较深,在允许换径的情况下,可下入小一级套管。
4.套管卡夹的处理 所谓套管卡夹,就是指套管在起拔时受到卡塞拔不上来。如果孔内套管数量较少,岩层较完整,套管下入时间不长;被卡夹不严重时,可直接用升降机起拔,或采用多股钢丝绳强力起拔。如果孔内情况复杂。套管被卡夹较严重时,可先用千斤顶将套管顶活,然后再用升降机起拔;或扩孔反套管;“割、扩、卡”起拔;爆破振动;侧旁打眼掏空等方法进行处理。