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.

---

Буровик — всегда специалист весьма широкого профиля. Эта профессия не имеет узкой специализации. Во-первых, буровой мастер может работать на самых разнообразных станках — от ручного мотобура до стационарного гиганта. Достаточно лишь стажировки для приобретения навыков. А во-вторых, опытный буровик одновременно является и шофером, трактористом, токарем, сварщиком, плотником, электриком, монтажником-верхолазом… Короче, хороший буровик — всегда мастер на все руки. Разумеется, все свои многочисленные умения он приобретает не на подготовительных курсах. Отнюдь нет. Такое и невозможно.

В процессе работы, сталкиваясь с теми или иными проблемами, постепенно буровик поневоле овладевает смежными профессиями. Скажем, работает он на самоходной буровой установке, смонтированной на автомобиле либо на тракторе. Месяц, два, три. И постепенно рулевое колесо машины либо рычаги трактора становятся инструментами его второй профессии. Получить после этого права шофера либо тракториста не составит никаких проблем.

Или, допустим, приезжает на буровую электросварщик. Естественно, ему нужно помочь, показать, где и что варить. Раз, другой, третий… И через какое-то время буровик осваивает электросварку не хуже классного специалиста. Еще, к примеру, выбило на буровой электропредохранители, где-то замыкание. Поначалу вызывается электрик. Но буровик, разумеется, не сидит в сторонке, а активно помогает, одновременно вникает в схему, начинает разбираться сам. Со временем ему и электрик не нужен. Зачем? Ждать его долго, скучно да и невыгодно. Проще сдать квалификационный экзамен и делать это самому. Ну и так далее.

Попросите опытного бурильщика показать вам все его допуски и права, и он достанет целую пачку удостоверений. Так что опытный буровик в любой момент, при желании, может с легкостью сменить профессию — перейти на завод, в совхоз, в механический цех, на стройку… Однако у настоящего буровика такого желания никогда не возникает. Ему нравится эта сложная, но очень разнообразная, задающая каждый раз новые задачи, а потому интересная работа.

И наконец, возможности для разнообразных перемещений, если есть «охота к перемене мест». Человек любой другой профессии привязан к своему рабочему месту: к кабинету, цеху, а значит — к одному поселку, городу. Врач — к больнице, учитель — к школе, токарь — к заводу, механик — к мастерской. За десять-двадцать лет жизни они могут два-три, ну четыре раза сменить место работы, переехать в другой город или поселок. И даже шофер, тракторист, водитель вездехода и другие представители наиболее подвижных и неугомонных профессий не имеют тех возможностей, которые есть у буровика.

Буровик за свою жизнь может побывать в хребтах Тянь-Шаня и в тундре Ямала, на Чукотке и в древней Бухаре, на Кавказе и в странах Африки, может оказаться в Арктике и Антарктиде. А если он достаточно молод, его вполне может занести (вернее, вознести) на Марс или другую планету. Конечно, все эти места доступны людям и других профессий, например, тому же шоферу-вездеходчику либо авиатору. Да, но многие ли из них могут оказаться в подземных выработках либо на плавучей установке, в открытом океане? А буровик может. И везде он будет нужным и желанным человеком.

А теперь вернемся к вопросу — что есть бурение? Каким способом оно осуществляется? Допустим, вам потребовалось сквозное отверстие в куске твердого камня, например гранита. Как и чем его сделать?

Ну, во-первых, можно взять зубило, молоток и начать долбить. Долбить и долбить в одном и том же месте, при каждом ударе чуть-чуть поворачивая зубило вокруг оси. Времени и усилий на эту операцию потребуется много, но отверстие в конце концов все-таки получится. Как говорится, «терпение и труд…»

А можно пойти другим путем — взять крепкий штырь (типа пробойника для бетонных стен), закрепить его в ручной дрели, надавить на дрель как можно сильнее (лучше всего — навалиться грудью) и начать вращать. Крутить и крутить. Снова «терпение и труд», и камень (через сколько-то там часов) будет просверлен. Главное, чтобы наконечник штыря был с твердыми сплавами. Иначе ничего не получится — любая, самая твердая сталь мягче гранита, она будет просто скользить и заполировываться.

Есть и третий способ. Для нашего случая, пожалуй, наиболее простой и производительный; к тому же, как и предыдущий, он хотя бы частично механизирован. Этот способ тоже вращательный. Надо взять полую трубку, закрепить ее в головке той же дрели, потом насыпать на камень немного абразивного порошка и опять-таки начать вращать трубку. Крутить и крутить, постоянно подсыпая порошок под торец трубки и смачивая этот порошок небольшим количеством воды. Постепенно в камне начнет появляться кольцевой пропил, а внутри трубки — цилиндрический столбик породы, который носит официальное название «керн» (от немецкого слова Kern — ядро, сердцевина). У нас в России этот столбик породы в трубке раньше называли колонком, отсюда и способ бурения с керном называется колонковым.

Вот вам наглядная иллюстрация к вопросу о принципах бурения. Правда, ударное бурение осуществляется не зубилом, не молотком и даже не кувалдой, а цельнометаллическим снарядом массой в несколько тонн, имеющим массивное долото в качестве наконечника. Такой «снарядик» дробит породу собственным весом как свободно падающее тело. При вращательном бурении вместо дрели применяются мощные, мощнейшие станки, которые не только вращают бурильные трубы, но и передают на них огромную нагрузку. И «штыри» или трубки здесь имеют длину в сотни, тысячи метров. Да и в качестве истирающего материала применяется не абразивный порошок, а специальные буровые коронки, оснащенные твердыми сплавами либо (что гораздо более эффективно) природными или синтетическими алмазами — самым твердым материалом на Земле. А так… основные принципы ударного и вращательного бурения остаются теми же самыми, как и при долблении или при сверлении куска камня.

Теперь заглянем в глубь веков —

Когда начали бурить

Истоки бурения надо искать в практически непросматриваемом прошлом — где-то в позднем палеолите. Именно тогда первобытный человек освоил процесс ударной обработки камня, получил первые отверстия в нем и изготовил себе молоток и топор, благодаря чему начал по-настоящему превращаться в Человека — в творца и изобретателя.

Далее, эпоха неолита. Новая ступень в истории развития. Что характерно для неолита? Орудия из шлифованного камня, глиняная посуда, приручение животных, начало земледелия. Именно в эту эпоху и освоен совершенно новый технический прием — сверление камня. Сверление относится к числу величайших открытий человечества, по значимости его вполне можно приравнять к укрощению огня либо к изобретению колеса. Сверление совершило революционный переворот в технике и вознесло человека на более высокий уровень. Благодаря сверлению появился способ изготовления качественно новых орудий — составных вместо простых.

Кстати, как ни странно это звучит сейчас, предпосылками к появлению сверления стали не только практические нужды, не только потребность в новых, более совершенных инструментах и орудиях, но также и эстетические запросы. Первые инструменты для сверления были сделаны скорее всего по заказу и по настоянию женщин, а первые сквозные отверстия просверлены в бусах, серьгах, пуговицах и в других чисто женских украшениях.

Мы не будем сейчас подробно останавливаться на способах сверления у древних. Для этого есть специальная, прежде всего археологическая литература. Отметим только, что этих способов было множество, все они постепенно усложнялись и совершенствовались. Некоторые из них до сих пор вызывают удивление, более того, восхищение. Простота, надежность, оригинальность конструкций поистине гениальны, и некоторые принципы их успешно применяются и в настоящее время.

Какая же связь между сверлением и бурением? Самая прямая. Способ воздействия на породу при бурении и сверлении один и тот же — вращение под нагрузкой, круговое измельчение материала и получение цилиндрического отверстия. Кстати, во многих языках оба процесса: и бурение, и сверление — имеют единый термин: например, drilling — в английском, borhen — в немецком. Но в столь богатом языке, как русский, эти понятия разделены. Сверление относится к металлообработке, а бурение — к горному делу.

Правда, современный русский термин «бурение» произошел именно от немецкого слова «borhen» — борование — бурование — бурение. Появился он еще в петровские времена, в период привлечения в Россию иноземных, прежде всего немецких, специалистов. А до начала XVIII века буровики назывались трубными мастерами, скважины — трубами, и вообще тогда существовало не бурение, а трубное дело.

Но вернемся к истокам. Исторический путь от отверстия в камне до скважины в толще горных пород измеряется десятками веков. И если ручной бур для сверления был изобретен в конце IV тысячелетия до нашей эры (а появился он одновременно в различных местах Евразии, в том числе в Северо-Восточной Сибири и в Северном Китае), то бурение первых скважин относится к более позднему времени.