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让复杂地层钻孔更顺畅

2015-3-19 10:35:06 来源:中国矿业报 作者:夏可义

他们从地质学院钻探专业毕业来到地勘单位之后就一直从事钻探工作,后来走上管理岗位也没有离开过钻探;他们平均年龄55岁,具有丰富的钻探实践经验;他们参与过无数次钻孔事故处理,但有一个复杂地层钻孔事故却始终困扰着他们,引起他们的思考。通过思考,他们决定创新一个解决复杂地层钻孔事故的方法,为今后解决类似事故做出努力。他们就是安徽省地矿局327地质队4位探矿高级工程师倪晋贵、喻荣华、郝家宏、吴志刚。

事故引出创新思考

2012年,安徽省地矿局327地质队在庐枞小包庄地区实施铁矿普查,一编号为3401钻孔在打到膨胀型地层时出现了孔壁坍塌,造成孔内事故。事故处理起来非常棘手,这4位探矿高级工程师都到过现场参与事故处理。当时,他们采用的处理方法就是向孔内投放大量套管解决,但是解决了这一层坍塌事故,下面仍有新发生的坍塌事故,拔套管、扩孔、下套管等一个程序做完,既浪费时间,又消耗管材,施工进度非常缓慢。这个钻孔设计孔深1200米,在正常情况下,三四个月就能完成施工任务,但现在打了一年却还停滞在700米处。如何解决这个问题,这4位探矿高级工程师一筹莫展,他们也没有更好的处理方法。一次在处理这起事故现场,327队安全探矿科副科长吴志刚与郝家宏在聊这个事故时,想到了一个新的处理方法:“能不能生产一种膨胀管投放到孔内坍塌部位,将孔壁护住,解决孔壁坍塌问题。”两人越聊越深入,越聊越觉得这个方法可以一试。但是,设想是美好的,真正实施起来需要一定的投资,资金从哪里来?只有找到一个单位的支持才行。此后,郝家宏找到队属岩土公司总工程师喻荣华,同为探矿出身的喻荣华对这个设想很感兴趣,他又向岩土公司总经理倪晋贵谈到这个设想,同样是探矿出身的倪晋贵也很感兴趣,他们都觉得这个方法可行,有效。于是,他们以岩土公司名义拟了一个科研项目报告向327队队长赵宏汇报,赵宏听完汇报之后高兴地说:“这是一件好事,刚好安徽省国土资源厅要求地勘单位上报科研项目,你们抓紧时间立项申报。”于是,以倪晋贵、喻荣华、郝家宏、吴志刚4位探矿高级工程师组成的科研小组,立即申报了《复杂地层孔内膨胀管技术研究》科研项目。

从零开始集中攻关

《复杂地层孔内膨胀管技术研究》科研项目要真正实现创新,就必须研制出三位一体的扩孔钻具、薄壁切缝钢管卷压专用装置和膨胀管投送装置。这几位高级工程师从零开始,集中攻关,但他们都有日常工作,为了加快进度,他们经常利用双休日、节假日开展攻关。三项专用工具终于研究生产出来了,并经过20多次室内外模拟试验、改进,获得了预期效果,同时他们还申报了国家专利。2013年6月,该项目获得国家三项专利。为了进一步应用到生产实际中去,他们多次深入矿区生产钻机现场进行孔内试验。

2013年11月16日,他们第一次赴钟山矿区一生产钻机孔内现场进行试验。这次试验是将膨胀管投放到孔内80米处,取得了预期效果,令现场参加试验的全体人员十分欣喜。然而,在试验现场的喻荣华、郝家宏、吴志刚却十分清楚,膨胀管在孔内80米处投放成功,并不意味着就真成功了,只有在孔内深部多个层位试验成功,才能表明这一科研成果真正具有了实际应用的价值。

2014年3月28日,他们再次来到钟山矿区一钻机孔内现场进行试验,这次试验在孔内400米处投放膨胀管时却出现了意外:随着投送器提升到地面,膨胀管原封不动地躺在投送器里。几位科研人员仔细分析原因,经过分析和讨论,他们一致认为,是因孔径小扩孔钻具没有将孔扩到位造成的。

此后,他们又连续进行了几次试验,均达到了预期效果。

笔者有幸多次到这个项目的生产现场和矿区生产钻机孔内试验现场参观、采风,亲眼见证了这些老钻探对待科研的执着精神和不怕困难的勇气。

一次,他们到矿区生产钻机孔内现场进行试验,喻荣华正患着重感冒,但他仍坚持边服感冒药边参加试验;还有一次,孔内现场试验正在进行,为了掌握试验过程中的每一个环节,喻荣华让其他参加试验的人员到食堂吃饭,他则留在机台继续观察试验过程。

郝家宏已经从工作岗位上退下来了,但他对该项研究的热情仍丝毫未减,他不仅动手设计加工膨胀管卷压工具,还经常亲自操作卷压工具卷压膨胀管。为了该项目早日获得成果,他还经常开着私家车为项目服务。

每次在室内外进行模拟试验或赴矿区生产钻机孔内进行试验时,吴志刚都将过程用摄像机摄录下来,为进一步改进做参考。

一次,吴志刚与笔者聊起膨胀管时说:“采购这个材料真是让我们头痛,作为生产试验性的膨胀管材料,我们不可能一次性买许多,只能一次买一点。为了采购达到设计要求的卷压膨胀管材料,本地买不到,我们只好到外地去寻找,市场上买不到理想的卷压膨胀管材料,就找生产厂家加工,厂家见需要量少,都一口回绝。我们只好又一家一家跑,直至所需材料购到为止。”

培养年轻人义不容辞

记得第一次到钟山矿区生产钻机6号机现场试验的路上,喻荣华、吴志刚坐在郝家宏开的私家车上,他们一边聊项目试验,一边聊接班人的问题。郝家宏说:“要把钻探工程处这几年分来的大学毕业生培养起来,像汪茗祥、陆建平、孔飞、吴昂昂这些年轻人,他们专业基础好,我们把他们带一带就起来了。今后处理事故还要靠他们。不然,我们费了老鼻子力气搞的项目,没有人去使用,就白费功了。”喻荣华说:“是啊!”吴志刚接着说:“我已经通知他们了,他们已到了6号机现场。”果然,我们一到现场,几位年轻人正在现场等候着。

此后,笔者几次到矿区生产钻机孔内现场进行膨胀管投放试验,几位年轻人都在现场参加试验,老钻探们一边手把手地指导他们安装扩孔钻具,一边指导他们操作膨胀管投送要领。几位年轻人在现场学得很认真,操作也越来越熟练。笔者被这些老钻探的敬业精神和不忘培养后备人才的使命感深深地感动着,不禁由衷地对他们产生敬意。

2014年12月10日,安徽省国土资源厅组织专家对《复杂地层孔内膨胀管技术研究》进行中期验收,获得通过,项目成果质量等级被评为优秀。

专家组认为:该项目在钻孔局部复杂地层中,创新了一种实用性的护壁新方法,研制成功一种新的扩孔钻具、薄壁切缝钢管卷压专用装置及膨胀管投送装置。

众专家评议认为,项目实施单位按照项目论证书和安徽省国土资源厅下达的项目任务书要求,全面完成了各项研究和试验工作,达到项目预期目标,取得了优秀的研究成果。

《复杂地层孔内膨胀管技术研究》是安徽省国土资源厅2012年省级国土资源科研项目,目标任务是通过研究、试验,研制出一种能有效通过局部复杂地层使用的扩孔机具及膨胀套管,使其能满足处理复杂地层同径施工需要,解决局部复杂地层的护壁问题。该项目于2012年5月编制立项设计,2012年5月启动研究,2013年底初步完成了研究工作,于2013年12月10日通过中间检查,2014年起针对中间检查意见和建议进行改进,并在2个矿区、5个钻孔进行了现场试验均取得了良好效果。

4位老钻探表示,他们将继续推动该项目的进一步研究,争取早日应用到生产实践中,为地质找矿服务。□

他们设计的卷压膨胀管

他们在指导年轻技术员正确使用扩孔钻具

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