中关铁矿工程注浆提高钻孔纠斜效率

一、小组概况

中关铁矿帷幕注浆工程于2008年4月开工，为保证工程质量，研究直孔的钻探和纠斜技术，成立帷幕注浆工程质量控制QC小组。该小组成立于2008年7月25日，注册编号为200803，由6人组成，文化程度都在高中以上。小组成员不仅精通理论知识，并且具备一定的实践经验，人均学习TQC知识32h以上，小组活动10次，共计19h。小组成员简介见

表2－7－1。

表2－7－1　小组成员简介

二、帷幕注浆工程钻孔质量检查流程简介

帷幕注浆工程钻孔质量检查流程如图2－7－1所示。

三、选题的理由

选择课题理由见图2－7－2。

四、现状调查

2008年3月9日，华勘院开始施工邯钢集团中关铁矿帷幕注浆工程，截止到2008年6月17日，在27个注浆钻孔中共进行了测斜80次和纠斜38次，测斜次数和纠斜次数统计见表2－7－2。

图2－7－1　钻孔质量检查流程

图2－7－2　选择课题理由示意

表2－7－2　测斜次数和纠斜次数统计

由于施工人员经验不足等因素，总共造成19次纠斜失败，纠斜失败原因统计见表2－7－3。

表2－7－3　纠斜失败原因统计

做出排列如图2－7－3所示。

图2－7－3　注浆钻孔纠斜失败原因

五、目标确定

图2－7－4　钻孔纠斜现状与目标对比

从表2－7－2、表2－7－3中可以看出，从2008年4月到2008年7月，7个钻孔共进行了38次纠斜，其中有效纠斜次数19次，成功率为50%，平均每两次就有一次纠斜失败，只有两个钻孔纠斜成功率为100%。由于纠斜失败，就需要对钻孔反复纠斜定向，从而影响了钻孔的正常钻进，按每次纠斜时间2d计算，失败纠斜耽误的时间为38d，平均每个钻孔耽误钻进时间5.4d。由于工程刚刚开始，如不及时进行有效的管理，将严重影响整个工程的进度，给项目部造成重大的经济损失，为此我们决定用QC的原理进行管理控制，使纠斜的成功率达到90%。

钻孔纠斜现状与目的对比如图2－7－4。

六、可行性分析

经过我们QC小组全体成员在一起反复讨论，对以上四种主要的失败原因进行分析，认为主要是对纠斜方法各环节的施工工艺缺乏经验。由于工程刚刚开始，我们相信只要认真调查、深入研究、加强日常管理和设备保养，就一定能使纠斜的成功率达到90%。

七、原因分析

通过以上统计，造成纠斜失败的四种主要原因是我们亟待解决的主要问题。为此，我们召集小组成员进行了认真讨论，从影响问题的人、机、料、法、环五大因素入手，进行因果分析，绘制了因果关系图，如图2－7－5所示。

图2－7－5　纠斜失败因果分析

八、主要因素确认

通过以上原因分析，我们找出了导致纠斜失败的关键原因，见表2－7－4。

表2－7－4　纠斜失败要因确认

九、制定对策

经过小组成员对以上要因的分析确认，我们根据实际情况制定出了以下对策（表2－7－5）。

表2－7－5　针对钻孔纠斜失败要因制定对策

十、实施阶段(www.xing528.com)

制定出对策以后，关键在于严格按照制定出的对策、措施去执行。这次攻关课题成功与否，就在于施工过程中实施的好与坏，所以我们小组在2008年7月25日以后进行严格实施。具体步骤如下。

1.加强职工质量意识教育

2008年7月25日针对执行操作规程意识差的问题结合班组开展工作，对上岗的工人进行每周一次的技术培训和质量观念的教育，对于重要工序的工人每天晚上利用业余时间加强质量意识的教育，并进行了“工艺标准”内容的培训，使每个工人都严格按照施工工艺的质量标准进行操作。

2.严格按照偏心楔加工程序进行加工

我们所采取的纠斜方法为陀螺偏心纠斜法，钻孔孔径75mm，采用Φ71mm钻杆做成偏心楔，下到钻孔底部，使用陀螺测斜仪对其定位，然后采用Φ60mm钻具进行定向钻进。在这个过程中，制作偏心楔环节就显得特别重要，为使Φ60mm钻具起到纠斜效果，以后要对偏心楔进行统一加工。首先Φ60mm钻具要能从偏心楔面出来，在制作偏心楔时在楔面内部垫起的高度要缓慢平滑上升，长度不小于2m，采用电焊机对每个连接部位进行焊接，再使用砂轮机进行打磨，使每个连接点都要连接牢固并且打磨平滑，不允许出现毛刺、台阶、突起等情况。

3.针对不同情况、倾角制作不同厚度的楔面

陀螺偏心纠斜法中偏心楔面厚度是关系到纠斜效果的重要因素，因此我们根据不同情况制定了不同厚度的偏心楔，主要分为以下几种情况。

（1）当倾角大于1°时，楔面厚度30～35mm。

（2）当倾角小于1°大于0.5°时，楔面厚度20～30mm。

（3）当倾角小于0.5°时，楔面厚度15～20mm。

（4）在扫过井、处理过事故或使用水泥注起来进行纠斜的，由于钻孔井壁遭到破坏，楔面厚度增大一个等级。

4.严格按照制定尺寸加工、固定定位器

定位器采用尼龙胶管加工而成，外径尺寸58mm，内径尺寸47mm，长200mm，定位销固定在定位器的中间部位。加工好之后要对定位器的内壁进行打磨，防止有小的毛刺影响定位靴入靴。定位器在安装到偏心楔上的时候，由于钻杆规格略有差异，可以在定位器外壁缠少量胶带，以增加固定强度和与钻杆的同心度，避免晃动，并且与钻杆之间用铆钉铆住，固定好之后要把定位器里残留的塑料屑、铁屑等擦拭干净。

5.制定纠斜定向方位的选取方法

对纠斜定向方位的确定采取闭合方位、孔底方位与孔底倾角相结合的方法共同分析。主要方法有以下几种。

（1）当孔底倾角小于0.5°时，纠斜定向方位按照闭合方位来确定。

（2）当孔底倾角大于0.5°小于1°时，纠斜定向方位按照孔底方位和闭合方位的平均方位来确定。

（3）当孔底倾角大于1°时，纠斜定向方位按照孔底方位来确定。

如果孔底方位与闭合方位相差较大（大于50°）时，纠斜定向方位可以往闭合方位旋转10° ～20°。

6.控制纠斜过程中的钻进速度

严格控制纠斜过程中的钻进速度和压力，特别是小钻具钻进过程中，要减速、减压使小钻具突破偏心楔面，钻进3～5m后，提升偏心楔，进行扩孔，钻具前要加导向钻头，避免扩偏。扩完孔正常钻进后，为保持纠斜效果，在纠斜点到纠斜点下15m范围内，不可提高钻进的速度和压力。

十一、效果检查

经过效果实施，在2008年7月25日至9月15日共进行了27次钻孔纠斜，对纠斜失败原因统计如表2－7－6所示。

表2－7－6　经过效果实施后的纠斜失败原因统计

图2－7－6为实施前后纠斜成功率对比柱状图。由图2－7－6可看出，纠斜成功率达到了92.59%，完成了预定目标。

图2－7－6　实施前后纠斜成功率对比

在项目部的支持和小组成员的共同努力下，我们对后期施工的46次钻孔纠斜施工中的失败纠斜次数进行了统计，见表2－7－7。

表2－7－7　后期施工中纠斜失败原因统计

钻孔纠斜成功率达到了93.48%。通过活动前后的对比，已经达到了预期的目标，钻孔纠斜成功率由活动前的50%提高到了93.48%，取得了丰硕的成果。

十二、巩固措施，继续开展活动

在我们项目部全体成员共同努力下，该次小组活动取得了可喜的成果，为加快工程进度、提高工作效益作出了应有的贡献，小组成员增加了施工经验，得到了学习和锻炼，并受到了单位的奖励。我们小组决心把QC活动深入开展下去，继续采用QC的原理对施工其他环节进行质量控制。

通过对施工中各环节工作时间的分项统计，我们发现钻孔开孔对整个钻孔倾斜度影响非常大，而且对于不同深度的钻孔，纠斜的最佳位置存在差别，怎样使开孔影响减到最小，对不同设计孔深的钻孔怎样选取纠斜的最佳位置，将是我们小组下一步要进行的工作。