提高深孔繩鉆卡埋套管(鉆桿)處理效率(紙制彩打版)

提高深孔繩鉆卡埋套管（鉆桿）

處理效率山東省第四地質(zhì)勘查院探礦QC小組發(fā)布人：陳為民目錄一、課題背景二、小組概況三、活動內(nèi)容

1、選題理由

2、現(xiàn)狀調(diào)查與分析

3、確定目標

4、原因分析

5、要因確認

6、制定對策

7、對策實施

8、效果檢查

9、鞏固措施四、總結(jié)和今后打算

深孔鉆探多指孔深1000～2500m，常由于地層復雜、孔深較大，易發(fā)生套管或鉆桿卡埋事故。

山東地礦四院探礦公司承擔的山西靈丘腰站礦區(qū)設(shè)計鉆孔15個，最大設(shè)計孔深1800m，所鉆地層為硬、脆、碎等易塌復雜地層；鉆探施工前期，已發(fā)生多次套管或鉆桿卡埋事故；現(xiàn)場采用傳統(tǒng)的“絲錐反”起拔法處理這些事故給項目效益（工期、成本、社會影響等）造成較大的負面影響。

傳統(tǒng)的“絲錐反”起拔法是用反絲鉆桿配反絲公（母）錐將套管或鉆桿逐段反開，這樣處理的后果就是：處理周期長、成本高、勞動強度大，損傷管材，且可能使事故的進一步惡化。一、課題背景二、小組概況活動課題小組名稱探礦QC小組成立時間：2006年8月小組注冊號：QC/TKZ-2006-02本次課題活動情況課題類型攻關(guān)型提高深孔繩鉆卡埋套管（鉆桿）處理效率登記時間：2014.03.25活動時間：2014.3月24日～9月27日活動次數(shù)：7次該課題人均受QC教育12小時PDCA循環(huán)2次登記號：QC/TKD-2014-03小組成員簡介小組成員性別工作職務年齡職稱組內(nèi)分工陳為民男院安全科長47技師組長/方案、目標策劃郝峰男院專業(yè)副總45研究員分析、計算、論證丁磊明男項目經(jīng)理35高級工調(diào)查、現(xiàn)場實施張部民男機長43高級工檢查與控制朱永良男公司資料員30助工資料整理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計劉世海男公司會計40高級工造價分析我公司山西靈丘腰站礦區(qū)項目部確定了以“優(yōu)質(zhì)高效，爭創(chuàng)局級文明機臺”的創(chuàng)優(yōu)目標，而套管或鉆桿卡埋事故如何高效處理直接成了影響整個項目綜合效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我公司的運行指南要求，滿足和超越顧客要求是我們不懈追求的方針，因此我們需要持續(xù)改進，不斷超越自我，確保高效快捷地完成任務，使業(yè)主滿意。

傳統(tǒng)的“絲錐反”起拔法處理周期長、成本高、勞動強度大、成功率低、損傷管材，且可能使事故的進一步惡化。提高深孔繩鉆卡埋套管（鉆桿）處理效率理由一理由三

理由二

三、活動內(nèi)容

1.選題理由調(diào)查一：傳統(tǒng)處理方法調(diào)查統(tǒng)計與分析類似事故傳統(tǒng)處理方法采用次數(shù)存在問題問題特征使用率代表色“絲錐反”起拔法3成本高/周期長分段多次起拔，下段處理更加困難；破壞絲扣，扭傷鉆桿、套管；勞動強度大，耗時長20%偏（離）心割管法2成本低/工效低一次起拔，適用大直徑φ89套管以上，割管耗時長，可控性差13%常規(guī)水壓割管法8成本低/工效低一次起拔，割管耗時較長，可控性較差，鉆桿憋壓噴漿、泄壓停待時間；收刀不自如53%其它：爆破法、兜底強力起拔法2成本低/工效低條件限制嚴格，適應性差14%合計15100%2.現(xiàn)狀調(diào)查與分析調(diào)查：丁磊明統(tǒng)計：朱永良彈簧片復位連桿絞支偏（離）心割管器“絲錐反”起拔法兜底強力起拔法傳統(tǒng)方法

示意圖：優(yōu)先選用水壓割管法絲錐法20%離心法13%水壓法53%其它14%調(diào)查二：2種傳統(tǒng)割管法平均割管效率對比與分析創(chuàng)新水壓割管器結(jié)構(gòu)選用水壓割管法進一步提高割管效率結(jié)論：傳統(tǒng)“水壓法”優(yōu)于“離心法”；但傳統(tǒng)“水壓法”效率仍不高！3.確定目標

目標：提高割管效率①單次割管時間≯

40min（0.7h）；②所需割管次數(shù)≯2次。4.原因分析

采用枚舉法，歸納后運用中央集中型關(guān)聯(lián)圖列出了可能導致傳統(tǒng)水壓割管效率低的所有末端因素（第1次PDCA循環(huán)時）：刃尖易掰掉傳統(tǒng)水壓割管效率低2、刃尖磨損快1、彈簧復位效果差頻繁提下鉆更換刀體輔助時間長5、采用連桿絞支伸縮結(jié)構(gòu)刀體外伸到位差純割管時間長4、活塞滑動度差泄壓停待停待時間長3、活塞密封不嚴伸縮連桿易變形鉆具憋壓、噴漿6、采用全實心式活塞頻繁提下鉆更換伸縮連桿接觸切割壓力不穩(wěn)刀體復位卡鉆提鉆耗時長5.要因確認

為找出影響問題的主要原因，小組成員根據(jù)關(guān)聯(lián)圖中找出的6條末端因素，逐條進行調(diào)查、理論分析及現(xiàn)場測量驗證，確認了要因：確認一：彈簧復位效果差經(jīng)調(diào)查及現(xiàn)場核實：常規(guī)采用的彈簧片或螺旋拉伸型彈簧均由正規(guī)廠家供應，且經(jīng)設(shè)計方、使用方多次試驗后方才用于工程實際，其伸縮強度、復位性能均能滿足要求。故QC小組成員一致認為其不是主要原因。非要因確認二：刃尖磨損快經(jīng)調(diào)查及現(xiàn)場實際測量已使用過的刀體刃尖磨損量，發(fā)現(xiàn)刀體上鑲焊的合金塊在使用過2次左右尚有足夠銳度的外出刃（≮1mm）。故QC小組成員一致認為其不是主要原因。非要因確認三：活塞密封不嚴經(jīng)調(diào)查切割過程中的泵壓變化記錄及現(xiàn)場實際測量已使用過的活塞體發(fā)現(xiàn)：活塞體與缸套為剛性硬連接，沒有密封膠圈等構(gòu)件，且為保證一定的自由滑動度，活塞體與缸套配合間隙較大（0.2～0.5mm），會因密封不嚴發(fā)生一定的泄壓現(xiàn)象，導致切割過程中的泵壓時高時低，從而使得刃尖接觸切割壓力不穩(wěn)定，故QC小組成員一致認為其是主要原因。

要因確認四：活塞滑動度差經(jīng)調(diào)查及現(xiàn)場實際手工滑動試驗發(fā)現(xiàn)：因活塞體與缸套配合間隙較大，兩者間的相對自由滑動度較好，故QC小組成員一致認為其不是主要原因。非要因確認五：連桿絞支伸縮結(jié)構(gòu)經(jīng)調(diào)查及現(xiàn)場確認發(fā)現(xiàn)：目前各種水壓割管器均采用連桿絞支結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)刀體的外伸和復位，該型結(jié)構(gòu)對材料強度要求高、加工精度要求嚴、在深孔內(nèi)復雜工作條件下抗變形能力差，一旦發(fā)生變形，則很難保證刀體的外伸和復位精度。故QC小組成員一致認為其是主要原因。確認六：全實心式活塞經(jīng)調(diào)查及現(xiàn)場確認發(fā)現(xiàn)：目前各種水壓割管器均采用全實心式活塞，切割完畢提鉆時，鉆桿內(nèi)的水無處可泄，勢必形成較高的水壓，導致孔口逐根卸開鉆桿時發(fā)生噴水噴漿現(xiàn)象，工人不得不停待泄壓，且造成場地泥濘不堪。故QC小組成員一致認為其是主要原因。要因要因

通過以上的要因確認過程，得出傳統(tǒng)水壓割管效率低主要原因有：采用連桿絞支伸縮結(jié)構(gòu)采用全實心式活塞活塞密封不嚴6.制定對策

針對造成傳統(tǒng)水壓割管效率低的主要原因，我們制定了如下對策：7.對策實施實施一：創(chuàng)新活塞結(jié)構(gòu)

3月26日起開始研討新型的活塞結(jié)構(gòu)，至3月28日確認了改型方案：“貫通式活塞體+撈矛式阻水器”。貫通式活塞體由車間按設(shè)計圖紙加工，撈矛式阻水器用廢舊的繩索取芯撈矛頭略作加工即可。3月30日兩者分別于車間和工地按設(shè)計加工完成。于4月1日正式投入腰站礦區(qū)ZK4804號鉆孔使用。該型結(jié)構(gòu)解決了提鉆時鉆桿內(nèi)水的泄流通道，不會再發(fā)生憋水噴漿及背壓過高致割刀體復位困難現(xiàn)象。實施二：改進密封效果

3月26日經(jīng)研討決定在活塞體上切環(huán)形凹槽，增設(shè)多道“O”型密封膠圈，既使得工作腔密封加壓可靠又保證活塞體上下滑動自如。3月30日車間按設(shè)計加工完成。于4月1日正式投入腰站礦區(qū)ZK4804號鉆孔使用。

3月26日經(jīng)研討決定用“錐型滑鍵式伸縮結(jié)構(gòu)”方案替代原先傳統(tǒng)采用的“連桿絞支伸縮結(jié)構(gòu)”方案。3月30日車間按設(shè)計圖紙加工完成。該型結(jié)構(gòu)制作簡單、抗變形能力及伸縮的可靠性較好。于4月1日正式投入腰站礦區(qū)ZK4804號鉆孔使用。實施三：創(chuàng)新伸縮結(jié)構(gòu)

滑槽8.效果檢查1）目標完成情況：

分項指標活動前目標值活動后代表色單次割管時間（min）60～90≯4020～25所需割管次數(shù)(次)2～3≯22單次割管時間超額完成目標！

所需割管次數(shù)勉強達到目標！

2）進一步改進（第2次小PDCA循環(huán)）：

4月1日腰站礦區(qū)ZK4804號鉆孔使用新型水壓割管器過程中，前后共割管2次才成功將鉆具割斷，算是勉強完成了預定目標；經(jīng)檢查判斷：使用期間刀體發(fā)生過2次卡夾現(xiàn)象，燕尾槽式錐型滑鍵及滑槽有一定的變形，且易受巖粉影響，上下滑動不靈活，致使刀體伸縮不自如。應該還需進一步改進。

4月2日小組經(jīng)進一步分析論證，決定取消滑鍵及滑槽，改用“純圓錐+小復位彈簧”來實現(xiàn)刀體的自如伸縮。4月3日車間按改進后的設(shè)計圖紙加工完成。該型結(jié)構(gòu)制作更加簡單、抗變形能力及伸縮的可靠性顯著提高。于6月10日正式投入腰站礦區(qū)ZK5204號鉆孔使用，在404.8m處下入該割管器，一次將鉆具割斷，成功將鉆桿提出，純割管時間25分鐘。3）活動效益：

①工作效益：提高了山西靈丘腰站礦區(qū)深孔繩鉆卡埋套管（鉆桿）處理效率，避免了事故的進一步惡化，降低了事故處理成本，改善了職工工作環(huán)境條件，加快了工程進度，保障了合同工期。得到了業(yè)主的好評。②經(jīng)濟效益：活動后，我們邀請公司財務部門人員對處理1次類似事故可節(jié)約的直接成本進行了測算:

因單次割管時間降低，而節(jié)約直接成本約230元；因所需割管次數(shù)減少，而節(jié)約直接成本約2250元；因相應減少停待時間，而節(jié)約直接成本約550元；總計處理1次類似事故因工效提高從而可節(jié)約直接成本約3030元。②無形效益：為公司高效處理類似事故積累了經(jīng)驗，提升了公司技術(shù)競爭力；避免了業(yè)主投訴、索賠，為公司提高市場占有率提供了條件。

9.鞏固措施

①該QC成果于2014年9月20日在另一個礦區(qū)平度大莊子礦區(qū)ZK69-18鉆孔處理1200m深處的φ91套管事故時得到了進一步鞏固應用：在1200m處下入該割管器，一次成功將套管割斷提出，純割管時間20分鐘。

②QC小組把經(jīng)改進的割管器設(shè)計圖紙，并附以相應操作規(guī)程，經(jīng)總工辦審批后，納入了探礦公司《