提高深孔绳钻卡埋套管(钻杆)处理效率(纸制彩打版)

提高深孔绳钻卡埋套管（钻杆）

处理效率山东省第四地质勘查院探矿QC小组发布人：陈为民目录一、课题背景二、小组概况三、活动内容

1、选题理由

2、现状调查与分析

3、确定目标

4、原因分析

5、要因确认

6、制定对策

7、对策实施

8、效果检查

9、巩固措施四、总结和今后打算

深孔钻探多指孔深1000～2500m，常由于地层复杂、孔深较大，易发生套管或钻杆卡埋事故。

山东地矿四院探矿公司承担的山西灵丘腰站矿区设计钻孔15个，最大设计孔深1800m，所钻地层为硬、脆、碎等易塌复杂地层；钻探施工前期，已发生多次套管或钻杆卡埋事故；现场采用传统的“丝锥反”起拔法处理这些事故给项目效益（工期、成本、社会影响等）造成较大的负面影响。

传统的“丝锥反”起拔法是用反丝钻杆配反丝公（母）锥将套管或钻杆逐段反开，这样处理的后果就是：处理周期长、成本高、劳动强度大，损伤管材，且可能使事故的进一步恶化。一、课题背景二、小组概况活动课题小组名称探矿QC小组成立时间：2006年8月小组注册号：QC/TKZ-2006-02本次课题活动情况课题类型攻关型提高深孔绳钻卡埋套管（钻杆）处理效率登记时间：2014.03.25活动时间：2014.3月24日～9月27日活动次数：7次该课题人均受QC教育12小时PDCA循环2次登记号：QC/TKD-2014-03小组成员简介小组成员性别工作职务年龄职称组内分工陈为民男院安全科长47技师组长/方案、目标策划郝峰男院专业副总45研究员分析、计算、论证丁磊明男项目经理35高级工调查、现场实施张部民男机长43高级工检查与控制朱永良男公司资料员30助工资料整理、数据统计刘世海男公司会计40高级工造价分析我公司山西灵丘腰站矿区项目部确定了以“优质高效，争创局级文明机台”的创优目标，而套管或钻杆卡埋事故如何高效处理直接成了影响整个项目综合效益的关键环节。我公司的运行指南要求，满足和超越顾客要求是我们不懈追求的方针，因此我们需要持续改进，不断超越自我，确保高效快捷地完成任务，使业主满意。

传统的“丝锥反”起拔法处理周期长、成本高、劳动强度大、成功率低、损伤管材，且可能使事故的进一步恶化。提高深孔绳钻卡埋套管（钻杆）处理效率理由一理由三

理由二

三、活动内容

1.选题理由调查一：传统处理方法调查统计与分析类似事故传统处理方法采用次数存在问题问题特征使用率代表色“丝锥反”起拔法3成本高/周期长分段多次起拔，下段处理更加困难；破坏丝扣，扭伤钻杆、套管；劳动强度大，耗时长20%偏（离）心割管法2成本低/工效低一次起拔，适用大直径φ89套管以上，割管耗时长，可控性差13%常规水压割管法8成本低/工效低一次起拔，割管耗时较长，可控性较差，钻杆憋压喷浆、泄压停待时间；收刀不自如53%其它：爆破法、兜底强力起拔法2成本低/工效低条件限制严格，适应性差14%合计15100%2.现状调查与分析调查：丁磊明统计：朱永良弹簧片复位连杆绞支偏（离）心割管器“丝锥反”起拔法兜底强力起拔法传统方法

示意图：优先选用水压割管法丝锥法20%离心法13%水压法53%其它14%调查二：2种传统割管法平均割管效率对比与分析创新水压割管器结构选用水压割管法进一步提高割管效率结论：传统“水压法”优于“离心法”；但传统“水压法”效率仍不高！3.确定目标

目标：提高割管效率①单次割管时间≯

40min（0.7h）；②所需割管次数≯2次。4.原因分析

采用枚举法，归纳后运用中央集中型关联图列出了可能导致传统水压割管效率低的所有末端因素（第1次PDCA循环时）：刃尖易掰掉传统水压割管效率低2、刃尖磨损快1、弹簧复位效果差频繁提下钻更换刀体辅助时间长5、采用连杆绞支伸缩结构刀体外伸到位差纯割管时间长4、活塞滑动度差泄压停待停待时间长3、活塞密封不严伸缩连杆易变形钻具憋压、喷浆6、采用全实心式活塞频繁提下钻更换伸缩连杆接触切割压力不稳刀体复位卡钻提钻耗时长5.要因确认

为找出影响问题的主要原因，小组成员根据关联图中找出的6条末端因素，逐条进行调查、理论分析及现场测量验证，确认了要因：确认一：弹簧复位效果差经调查及现场核实：常规采用的弹簧片或螺旋拉伸型弹簧均由正规厂家供应，且经设计方、使用方多次试验后方才用于工程实际，其伸缩强度、复位性能均能满足要求。故QC小组成员一致认为其不是主要原因。非要因确认二：刃尖磨损快经调查及现场实际测量已使用过的刀体刃尖磨损量，发现刀体上镶焊的合金块在使用过2次左右尚有足够锐度的外出刃（≮1mm）。故QC小组成员一致认为其不是主要原因。非要因确认三：活塞密封不严经调查切割过程中的泵压变化记录及现场实际测量已使用过的活塞体发现：活塞体与缸套为刚性硬连接，没有密封胶圈等构件，且为保证一定的自由滑动度，活塞体与缸套配合间隙较大（0.2～0.5mm），会因密封不严发生一定的泄压现象，导致切割过程中的泵压时高时低，从而使得刃尖接触切割压力不稳定，故QC小组成员一致认为其是主要原因。

要因确认四：活塞滑动度差经调查及现场实际手工滑动试验发现：因活塞体与缸套配合间隙较大，两者间的相对自由滑动度较好，故QC小组成员一致认为其不是主要原因。非要因确认五：连杆绞支伸缩结构经调查及现场确认发现：目前各种水压割管器均采用连杆绞支结构来实现刀体的外伸和复位，该型结构对材料强度要求高、加工精度要求严、在深孔内复杂工作条件下抗变形能力差，一旦发生变形，则很难保证刀体的外伸和复位精度。故QC小组成员一致认为其是主要原因。确认六：全实心式活塞经调查及现场确认发现：目前各种水压割管器均采用全实心式活塞，切割完毕提钻时，钻杆内的水无处可泄，势必形成较高的水压，导致孔口逐根卸开钻杆时发生喷水喷浆现象，工人不得不停待泄压，且造成场地泥泞不堪。故QC小组成员一致认为其是主要原因。要因要因

通过以上的要因确认过程，得出传统水压割管效率低主要原因有：采用连杆绞支伸缩结构采用全实心式活塞活塞密封不严6.制定对策

针对造成传统水压割管效率低的主要原因，我们制定了如下对策：7.对策实施实施一：创新活塞结构

3月26日起开始研讨新型的活塞结构，至3月28日确认了改型方案：“贯通式活塞体+捞矛式阻水器”。贯通式活塞体由车间按设计图纸加工，捞矛式阻水器用废旧的绳索取芯捞矛头略作加工即可。3月30日两者分别于车间和工地按设计加工完成。于4月1日正式投入腰站矿区ZK4804号钻孔使用。该型结构解决了提钻时钻杆内水的泄流通道，不会再发生憋水喷浆及背压过高致割刀体复位困难现象。实施二：改进密封效果

3月26日经研讨决定在活塞体上切环形凹槽，增设多道“O”型密封胶圈，既使得工作腔密封加压可靠又保证活塞体上下滑动自如。3月30日车间按设计加工完成。于4月1日正式投入腰站矿区ZK4804号钻孔使用。

3月26日经研讨决定用“锥型滑键式伸缩结构”方案替代原先传统采用的“连杆绞支伸缩结构”方案。3月30日车间按设计图纸加工完成。该型结构制作简单、抗变形能力及伸缩的可靠性较好。于4月1日正式投入腰站矿区ZK4804号钻孔使用。实施三：创新伸缩结构

滑槽8.效果检查1）目标完成情况：

分项指标活动前目标值活动后代表色单次割管时间（min）60～90≯4020～25所需割管次数(次)2～3≯22单次割管时间超额完成目标！

所需割管次数勉强达到目标！

2）进一步改进（第2次小PDCA循环）：

4月1日腰站矿区ZK4804号钻孔使用新型水压割管器过程中，前后共割管2次才成功将钻具割断，算是勉强完成了预定目标；经检查判断：使用期间刀体发生过2次卡夹现象，燕尾槽式锥型滑键及滑槽有一定的变形，且易受岩粉影响，上下滑动不灵活，致使刀体伸缩不自如。应该还需进一步改进。

4月2日小组经进一步分析论证，决定取消滑键及滑槽，改用“纯圆锥+小复位弹簧”来实现刀体的自如伸缩。4月3日车间按改进后的设计图纸加工完成。该型结构制作更加简单、抗变形能力及伸缩的可靠性显著提高。于6月10日正式投入腰站矿区ZK5204号钻孔使用，在404.8m处下入该割管器，一次将钻具割断，成功将钻杆提出，纯割管时间25分钟。3）活动效益：

①工作效益：提高了山西灵丘腰站矿区深孔绳钻卡埋套管（钻杆）处理效率，避免了事故的进一步恶化，降低了事故处理成本，改善了职工工作环境条件，加快了工程进度，保障了合同工期。得到了业主的好评。②经济效益：活动后，我们邀请公司财务部门人员对处理1次类似事故可节约的直接成本进行了测算:

因单次割管时间降低，而节约直接成本约230元；因所需割管次数减少，而节约直接成本约2250元；因相应减少停待时间，而节约直接成本约550元；总计处理1次类似事故因工效提高从而可节约直接成本约3030元。②无形效益：为公司高效处理类似事故积累了经验，提升了公司技术竞争力；避免了业主投诉、索赔，为公司提高市场占有率提供了条件。

9.巩固措施

①该QC成果于2014年9月20日在另一个矿区平度大庄子矿区ZK69-18钻孔处理1200m深处的φ91套管事故时得到了进一步巩固应用：在1200m处下入该割管器，一次成功将套管割断提出，纯割管时间20分钟。

②QC小组把经改进的割管器设计图纸，并附以相应操作规程，经总工办审批后，纳入了探矿公司《