Геннадий Блинов - Покорители земных недр

• Название: Покорители земных недр
• Автор: Геннадий Блинов
• Издательство: Недра
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1986

Авторы этой книги — горный инженер по технике разведки и геолог-разведчик — знакомят молодежь с одной из ведущих технических профессий в геологоразведочном деле — с работой первых помощников геолога: бурильщиков и буровых мастеров. Рассказывают о роли бурения скважин в различных отраслях народного хозяйства. Прослеживают развитие техники бурения от простейшего ручного бура до автоматизированных буровых установок. Раскрывают романтику и реальность профессии первооткрывателей земных недр.

Для учащейся молодежи, выбирающей будущую профессию, а также для работников, занимающихся вопросами профориентации школьников.

---

При бурении скважины судно должно находиться строго в одной точке. А в суровых северных морях ветры, волны, льды — повседневные спутники. И тут вступает в действие ДиПи — перед ЭВМ ставится задача держать судно в определенной точке. Учитывая данные всевозможных приборов о силе ветра, течений, волн, другую необходимую информацию, электронная машина выдает команды на подруливающие устройства в носовой и кормовой частях и на основные винты, которые и удерживают 150-метровую махину судна над заданной для бурения точкой.

А тем временем идет бурение… Вышка 57-метровой высоты с буровым оборудованием смонтирована в центре палубы и является единым целым с корпусом корабля. Эта техника позволяет бурить под толщей воды до 300 м скважины глубиной до 6000 м. Буровой мастер по показаниям приборов анализирует ситуацию и следит за процессом, за тем, что происходит в скважине и на ее устье. В море нет мелочей, на которые можно махнуть рукой, не может быть «береговых» отступлений и поблажек; от стоящего на вахте порой зависит жизнь судна и экипажа…

На буровом судне — две команды: моряков и буровиков, а цель одна — проходка скважины до заданной глубины в заданном месте. Поэтому Министерством газовой промышленности разработан и утвержден важный документ — Положение о буровых судах и штатное расписание единых экипажей буровых судов. Так, к уже привычным понятиям «морская геология», «морской геолог» прибавилось новое — «морской бурильщик», характерными чертами которого наряду со знаниями и умением являются морское мужество и смелость.

Наибольшим техническим достижением в морском бурении является решение задачи поиска устья скважины на дне моря после подъема из нее бурильной колонны на поверхность. Долгое время считалось, что если поднять колонну труб из скважины, то ввести ее вновь в то же устье уже невозможно. Платформа или буровое судно не остаются неподвижно на одном месте над устьем — входом в скважину. На них действуют течения, волны, ветер, плавающие льдины, да и сама многосотметровая гибкая колонна не занимает строго вертикального положения и изгибается под влиянием собственного веса и тех же воздействий. Французский ученый Клод Риффо сложность этой задачи образно формулирует так: «…попасть концом многокилометровой, колонны в устье скважины — это все равно, что в ночное время при ветре со скоростью 5—10 км/час пытаться опустить с вершины Эйфелевой башни соломинку 300-метрозой длины в фужер шампанского, стоящий у ее подножия (добавим, что соломинка, по аналогии с буровой колонной, должна быть составной)».

Рис. 36. Схема поиска устья скважины с помощью гидроакустических приборов при морском бурении.

Однако эта сложнейшая проблема вторичного ввода буровой колонны в скважину была решена. С судна, оборудованного системой динамического позиционирования, нижний конец колонны бурильных труб направляется с помощью гидроакустических приборов в сторону специального металлического конуса, указывающего местоположение устья скважины (рис. 36). При этом на колонне у долота устанавливают гидроакустический приемоизлучатель, а на конусе — гидроакустические буи-ответчики. Но это, естественно, всего лишь начало. Впереди предстоит еще очень большая работа по освоению соответствующих технологических процессов.

Специалисты, инженеры и ученые работают и над проектами будущего, ищут принципиально новые технические решения, которые учитывали бы в максимальной степени специфику подводного бурения и добычи нефти. Так, есть предложение отказаться от традиционных буровых платформ над поверхностью моря и перенести все необходимое оборудование на морское дно. Осуществление такой идеи дает большие преимущества: во-первых, отпадает необходимость в строительстве громоздких буровых площадок (резко удорожающих работы), а во-вторых, любые глубины практически становятся доступными. Специалисты предлагают различные способы обслуживания расположенного на дне оборудования, но в конечном счете имеются только два способа — этими делами занимается либо человек (рис. 37), либо управляемые на расстоянии (или автономные) автоматические устройства — роботы.

Рис. 37. Легкая подводная буровая установка.

Клод Риффо предполагает, что «к 2000-му году подводные нефтепромыслы будут представлять собой разбросанные здесь и там по дну капсулы, стоящие над устьями скважин, к которым периодически будут подплывать специальные аппараты с обслуживающим персоналом». Существуют и другие проекты подводных буровых и нефтепромыслов. Однако в ближайшее время эти проекты вряд ли удастся осуществить. На сегодняшний день подводные буровые установки, расположенные в пределах континентального шельфа, еще уступают по техническим и экономическим показателям установкам, работающим с водной поверхности. Трудно отказаться от апробированных технических приемов, даже если с ними связаны определенные трудности. Не легко перейти на совершенно другой путь — ведь он полон разных новых непредвиденных осложнений и случайностей, которые таит в себе все новое. Ученые считают, что к середине следующего века мы, вероятно, забудем, как выглядят гигантские платформы. Поверхность морей обретет первозданный вид. Но глубоко под волнами будут неустанно трудиться автоматы, доставляя людям бесценный дар природы — нефть.

А пока что инженеры и ученые совершенствуют уже существующую технику для морского бурения — одного из перспективнейших направлений нашей профессии. Нет возможности описать, даже упомянуть все проекты.

Остроумную идею разрабатывают норвежские ученые. Они предложили превратить айсберг в плавучую платформу для бурения нефтяных скважин в арктических водах. С этой целью блок льда в виде цилиндра диаметром 200 м и высотой 60 м отделяется от ледяного массива и «заковывается» в железобетонную оболочку. Система хорошо держится на плаву. Температура ледяного основания сохраняется постоянной на протяжении длительного времени при минимальном расходе энергии. По подсчетам экономистов «ледяная плавающая буровая установка» обойдется в несколько раз дешевле традиционных нефтяных платформ. На первый взгляд этот проект выглядит малореальным. Но ведь разрабатывает его крупнейший норвежский концерн «Акер» и проект демонстрировался на международной выставке оборудования для добычи нефти на морском шельфе в городе Ставангере (Норвегия)?!

В заключение, как мы уже делали это и раньше, отсылаем читателя за подробностями об этой еще малоизвестной области деятельности человека к очерку М. Баринова «Шаги в океан», к книге известного французского исследователя Клода Риффо «Будущее — океан» и к брошюре «За рудой в глубины океана» (Е. А. Величко, Е. А. Контарь, О. К. Тареева), цитатой из которой мы и заканчиваем этот раздел: «Счастливое сейчас время для всех тех молодых людей, которые захотели бы заняться освоением минеральных ресурсов океана; они находятся в начале пути, и перед ними открываются широчайшие, безграничные перспективы научной и практической деятельности, не менее безграничной и увлекательной, чем в космосе, и не менее опасной. Но без риска нет открытий, а риск так же свойствен молодости, как и любознательность»,

Бурение в Антарктиде

«Арктика — слово греческого происхождения. Означает северное созвездие „Большая Медведица“ и применимо к району суши и моря вблизи Северного полюса, где температура самого теплого месяца (июля) плюс 10 °C.

Антарктика — антипод Арктики. От греческих слов anti — против и arktos — медведь; страна на противоположном конце Земли от созвездия „Большая Медведица“, т. е. на юге. Объяснение слова А. см. Антарктида.

Антарктида — одна из шести частей света, лежит в пределах Южного полярного круга, занимает площадь свыше 14 млн. кв. км… Почти вся поверхность А. погребена под мощным ледяным покровом… Климат весьма суровый… Материк безлюден… Антарктида открыта русской экспедицией Беллинсгаузена и Лазарева в 1819–1821 гг.» («Словарь географических названий»).

Три четверти всего льда на Земле хранит южный полярный материк — Антарктида. По результатам радиолокационных измерений толщины льда рассчитан объем этого ледникового щита — 24,9 млн. км3. А под этими льдами лежит целый материк. И хотя шестой материк нашей планеты был открыт русскими мореплавателями-учеными 165 лет назад, фактическое освоение Антарктиды началось лишь в нашем XX столетии.

Уже многое знает человек об Антарктиде, но мы пока еще только учимся жить и работать (в том числе — бурить) в этих сложнейших и суровейших на Земле климатических и географических условиях.

Чем же интересен человечеству этот необычный материк? Задаем этот главный вопрос известному полярнику Герою Советского Союза Евгению Ивановичу Толстикову, заместителю председателя Госкомгидромета СССР.