Array Журнал «Искатель» - Искатель, 1962 №2

— Каким образом? — спросил я.

— Видите эту арку шестидесятиметровой высоты?

— Да.

— Когда колонну поднимают из скважины, ее не развинчивают, а направляют на эстакаду. Под действием собственной тяжести и специальных устройств колонна изгибается по полуокружности эстакады и выползает на заводской двор, вернее, в цех подготовки труб…

— Простите… — спрашиваю я.

— Предвижу ваш вопрос: не сломается ли колонна, не деформируется настолько, что ее потом придется выпрямлять специальными машинами?

— Вот именно.

— Нет. Этого не случится. Для каждого сорта металла существуют пределы упругости. Если нагрузка создает в металлической детали напряжения ниже этого предела, то после снятия нагрузки деталь восстанавливает первоначальную форму. При радиусе кривизны сорок метров напряжение изгиба составляет 40 килограммов на квадратный миллиметр. Металл труб, которыми будут вести бурение, должен обладать пределом упругости выше 130 килограммов на квадратный миллиметр. Такая сталь свободно выдержит напряжение в 40 килограммов на квадратный миллиметр. Так вот, смотрите…

По выполаживающей части эстакады, подобно огромной нескончаемой змее, двигалась цельная труба со скоростью полтора метра в секунду. Благополучно миновав гамма-дефектоскоп, труба вышла на продольный транспортер. Вращающиеся рольганги подхватили ее и потянули в цех. За три минуты на транспортер было подано 300 метров трубы. Подвижной механизм автоматического свинчивания быстро отделил отрезок и откатил его в сторону. В то время как вынутая из скважины колонна «отдыхает» или ремонтируется, бурение ведется вторым набором труб.

За шесть часов — вместо тридцати! — колонна длиной в пятнадцать километров оказалась развинченной на «свечи» и сложена на склад. Столько же времени понадобится, чтобы собрать ее и опустить в скважину.

Вот преимущества горизонтальной разборки!

Однако, может быть, такое устройство требует очень много энергии? Нет. Чтобы поднять колонну весом в 600 тонн, потребуется всего 5 тысяч киловатт.

Впрочем, если говорить о зарождении идеи горизонтальной съемки труб, то она в отделе буровых станков возникла далеко не случайно. И Ротенберг, и главный конструктор проекта В. С. Патрикеев, и главный конструктор ЦКБ В. А. Щепкин долгое время были тесно связаны с трубопрокатной промышленностью, с металлургией. Аналогия с трубопрокатным производством и позволила решить задачу.

В ней нет ничего неосуществимого. Горизонтальное расположение цеха, транспортировка, контроль и автоматическое складирование труб в большей или меньшей степени освоены в металлургическом и трубопрокатном производстве.

В чем же основная выгода горизонтальной схемы? В механизации и автоматизации самых сложных и трудоемких процессов бурильного дела. Буровая из кустарной мастерской с применением ручного труда превращается в современное механизированное предприятие с высокой производительностью.

Из цеха подготовки труб мы отправились в бурильный цех.

Он помещается в здании, а не на открытом воздухе, как всякая буровая вышка. Мы прошли через машинный зал, который расположен у основания эстакады. Здесь разместились мощные насосы, которые нагнетают в скважину глинистый раствор, компрессорное оборудование, силовая гидросистема, электрохозяйство, приборы, контролирующие все режимы проходки, щиты управления.

Здесь царство машин, ведущих проходку сверхглубокой скважины.

А вот и сама скважина.

И тут много непривычного, непонятного даже для человека, знакомого с бурильным делом.

Нет кронблока, нет талей, на которых висит крюк, держащий колонну.

Да, собственно, трудно представить себе трос, способный выдержать нагрузку в 600 тонн. Он должен быть едва ли не толще самой шестидюймовой бурильной трубы. Но тогда он вряд ли останется гибким.

От талевой системы пришлось отказаться по вполне понятным причинам. Наращивание колонны — добавление труб — при талевой системе состоит из нескольких операций. Этот процесс прерывен. А в технике известно, что для коренного улучшения производства необходимо заменять процессы, состоящие из отдельных операций, процессами непрерывными. Так вот, автоматизировать, сделать непрерывным талевую систему трудно, если не невозможно.

Поэтому на буровом заводе тросы, тали, крюки заменены гидроподъемниками. При углублении трубы в скважину особые устройства могут подать новую «свечу» к ротору и соединить с колонной, не отрывая долота от забоя, иными словами, не поднимая колонну из скважины.

Отрыв долота от забоя — вещь совершенно обычная на буровых. Иначе невозможно нарастить колонну. При бурении алмазным долотом такая операция особенно рискованна. Алмаз хрупок. При опускании долота на забой можно случайно увеличить осевую нагрузку — и алмаз раскрошится. Долото погибнет.

Этого не случится на буровом заводе. Системы контроля и гидравлические устройства позволят очень мягко подводить долото к забою.

— Вот наше путешествие и закончено, — сказал Ротенберг,

Процессы во вращающемся теле описываются математическими формулами. Чтобы представить себе все явления во вращающейся буровой колонне, ученым пришлось вывести сто двадцать различных формул. Формулы находятся в такой сложной зависимости, что понадобилось электронное моделирование.

В Центральном конструкторском бюро существует свой электронно-вычислительный центр, где инженеры могут решать любые вопросы, связанные с бурением.

А для чего, собственно, понадобилось математически моделировать вращающуюся буровую колонну? Для того, чтобы выяснить, какие трубы понадобятся для сверхглубокого бурения, какой должна быть каждая скважина.

Если при проникновении в космос приходится бороться с отсутствием тяжести, давления, с временными перегрузками и низкими температурами, то при завоевании глубин Земли проблемы предстают шиворот-навыворот.

Главное, к чему стремятся ученые, — это, с одной стороны, проникнуть в недра, с другой стороны — изолироваться от них.

Но в каждом районе предполагаемого проникновения свои геологические и геофизические условия. Например, в осадочных породах можно встретиться с агрессивными подземными водами. Они могут в мгновение ока разрушить стенки скважины и силой пластового давления, подобно вулкану, выбросить из нее оборудование.

Сейчас все пять конструкций скважин уже разработаны. Их проекты созданы в отделе нефтяного оборудования ЦКБ под руководством А. Ф. Сергеева.

Сокровищницы Земли ждут прихода хозяина — Человека. И чем скорее мы откроем двери подземных кладовых, тем больше будет у нас богатств, тем скорее наступит для нас великое светлое будущее.