Алмазный век бурения

Впервые я познакомился с бурением скважин лет двадцать назад - на студенческой практике, в селе Яковлевна, что под Белгородом. Здесь, посреди бескрайних полей, неожиданно вырос лес буровых вышек. Шла интенсивная разведка месторождений Курской магнитной аномалии.

Меня тогда одно поразило: несоответствие мощного комплекса станков и механизмов, расположенных на поверхности вокруг устья скважины, с результатом работы под землей.

Смешно говорить, но я подумал об этом, когда меня... стукнуло тросом по лбу. Я, младший буровой рабочий, стоял на "голубятне", то есть на самой верхней площадке 15-метровой вышки. Рядом с надрывом скрипел блок, через который шли стальные канаты. На них висела 800-метровая колонна бурильных труб. По проекту оставалось пройти еще 400 метров. Начался спуск многотонной колонны. Мастер ослабил тормоз лебедки, и трубы помчались вниз. Их спуск был недолгим - всего метров на 10-12 в глубину. Рабочий включил тормоз, и колонна опять послушно замерла. Но во время короткого пролета она успела стукнуться о выступ обсадной трубы.

Стукнуться и чуть подпрыгнуть. Стальные канаты, натянутые до звона, ослабли и заколебались, как гитарные струны. Тут я и почувствовал крепкий удар.

Удар был сильный, но не опасный, даже в буровое помещение не стоило спускаться. Но я получил представление обо всей мощи, обрушиваемой на горные породы буровым оборудованием.

Внизу, словно паровоз, работал буровой станок. "Колесами по рельсам" стучал насос, прогонял глинистый раствор по 800-метровому стволу скважины. Чуть в стороне надрывалась дизель-электрическая установка. То и дело раздавался гулкий металлический удар - бригада что-то исправляла. Одним словом, подо мной работал маленький цех. Это впечатление усиливалось внутри бурового здания, попросту называемого тепляком. Верстак с инструментами, панели приборов, аккуратно разложенный набор буровых ключей, переплетение труб и шлангов... Ну, точно, цех!

Все это дорогое и мощное оборудование предназначалось для того, чтобы твердосплавная коронка проделала в недрах 1200-метровый укол.

На вращающейся штанге куском мела была нарисована линия. По тому, как эта метка шла вниз, можно было судить о продвижении скважины вглубь, или, как говорят буровики, о величине проходки. Держась за лоб, я с изумлением смотрел, как медленно, по-черепашьи опускалась меловая линия. А кругом все шумело, дрожало от напряжения. И где-то на глубине такое предельное усилие давало миллиметровый результат.

...Совсем недавно я вновь побывал на буровой. Вновь посмотрел на меловой знак, уходящий вниз. Разительные перемены! Три дня и скважина глубиной до 200 метров пройдена! Конечно, у бригады был новый станок, конечно, она бурила по другим породам, конечно, в ее распоряжении было новейшее оборудование... Но главная причина не в этом - недра дырявила алмазная коронка, а под рукой у мастера в деревянном шкафчике лежал еще пяток алмазных коронок, к тому же разных, предназначенных для бурения в разных условиях. "Бури - не хочу", так сказать.

...Из Москвы до Иркутска самолетом - 6 часов, от Иркутска до поселка Мама, стоящем на реке Маме,- еще 2,5 часа, от Мамы до поселка Чуя примерно полтораста километров - это еще полсуток, потому что я поехал на грузовике по так называемому пролазу - дороге, пробитой в таежных сопках.

Где бы ни проходил пролазный путь: в глухой тайге, через поселки, по берегу реки Чуи - всюду, как рыбья чешуя, блестели кусочки слюды - мусковита, остатки мусковитового производства.

Это Мамско-Чуйский район, где добывается слюда мусковит. Природа, размещая месторождения мусковита, действовала с пристрастием. Лишь некоторые страны располагают промышленными скоплениями этого минерала, признанного в США стратегическим сырьем.

Тончайший листик слюды надежно изолирует электрическое напряжение в несколько миллионов вольт, терпит жар плавильной печи, удивительно прочен, прозрачен, гибок. Без мусковита не могут обойтись электротехническая, радиотехническая и электрическая промышленность. Назову лишь несколько наиболее ответственных его применений: телевизионные передающие трубки, станции дальней радиолокации, самолетная аппаратура, трансформаторы и т. д. В последнее время появился спрос на отходы слюдяного производства. Мелкие чешуйки, те, что я видел на дорогах, идут теперь на изготовление лучших лаковых красок.

Мамская слюда разрабатывается уже несколько десятков лет, добыча ее продолжается и в наши дни. Богатства слюдяной провинции не оскудевают. Ежегодно Мамско-Чуйская геологоразведочная экспедиция находит новые мусковитовые жилы, которые "нащупывают" в недрах скважинами.

Как только алмазных коронок стало в избытке, буровики решили: алмазы - не для тихого хода. Бурить ими не на полных оборотах - это все равно, что летать на "Ту" со скоростью поршневых самолетов. Производительность низкая, средства, затраченные на приобретение алмазных коронок, не окупятся быстро...

На буровую вышку мастера А. Е. Ницака я попал ночью. Вошел в небольшой тепляк - перед глазами меловая метка быстро идет вниз. За час, что я там пробыл, смена из двух человек прошла около 10 метров.

Космическая скорость!

Буровая и впрямь напоминала космический корабль. Ровно гудит двигатель, у рычагов управления стоит мастер в каске, как в шлеме, смотрит на панель с приборами. Кругом таежная темень, только у нас светло, и мы движемся сквозь темень, куда-то вглубь земного "космоса".

Алмазное бурение - это не просто замена старого породоразрушающего инструмента новым: были твердосплавные коронки - стали алмазные. Алмазный век внес перемены во все стадии бурового процесса, он изменил его стратегию и тактику, психологию буровиков.

В Ленинграде сконструировали новый скоростной станок, испытывали его на берегах реки Мамы. Здесь ленинградцев благожелательно встретили, помогли довести станок до кондиции.

Станок есть - высокооборотный, негромоздкий, теперь давай скорость!

В скважине гудела колонна бурильных труб длиной более ста метров. Это как бы гигантская пружина, которая во время бурения то сжимается, то разжимается. И вот эту пружину вращают со скоростью 1015 оборотов в минуту. Естественно, из скважины доносился непривычный шум, поскольку колонну бьет о стенки. Непривычные звуки на глубине - для уха мастера сигнал аварии.

Мощный станок вибрировал и приводил в трепет тепляк, тот дрожал, чего не замечалось раньше. Одним словом, буровики знали, чего опасаться. Наступали новые времена в бурении, и им было над чем подумать.

Станок успокоили - усилили основание тепляка, на котором он крепится. Мера серьезнее - антивибрационные смазки, которыми покрывают колонну бурильных труб. Смазка попадает в скважины и заполняет промежуток между ее стенками и трубами. Промежуток этот невелик - меньше сантиметра, и потому колонна входит в скважину, как нож в ножны. Прекращаются удары о стенки скважины, меньше вибрация, работа идет плавнее, ритмичнее. Бурильные трубы не трутся о стенки скважины, которые при соприкосновении шкурят их подобно наждаку. Меньше износ. Вообще, на буровой стало спокойнее.

Антивибрационные смазки - черные, маслянистые. Но появились эмульсии, и на буровой исчезли черные пятна. Эмульсии получают из отходов нефтепереработки. Они заливаются в скважину вместе с промывочным раствором, обволакивают весь буровой снаряд, все соединения, мельчайшие стыки. Эффект тот же, что и от смазок, плюс награда за предприимчивость. В эмульсионном растворе содержатся поверхностно-активные вещества, способствующие разрушению горных пород.

Бригада бурового мастера, делегата XXV съезда КПСС, лауреата Государственной премии СССР А. Е. Ницака проходит сейчас скважины со скоростью более 1000 метров на станок в месяц.

...Белая стена украинской мазанки. Из распахнутого 3 окна слышен обеденный шум. Заглядываю - трое обедают. На газовой плите что-то шипит на сковороде. Кухня маленькая, но хватает места для холодильника, приемника, шкафчика. Огибаю мазанку по дорожке из желтого песка, прохожу аккуратный огородик. Дверь широко открыта - виден буровой станок, два насоса. Буровая чистенькая, какая-то домашняя.

Ощущение неуловимого уюта сохранялось у меня и позже, когда я ближе познакомился с бригадой старшего бурового мастера Г. В. Костюка, ведущей бурение на окраине Кривого Рога. Сам мастер похож на земледельца, и повадки у него неторопливые, крестьянские. Под стать ему и сменный мастер А. Ф. Бышевец, его первый помощник. Мощный, загорелый человек, говорит с сильным украинским акцентом. Посмотришь на них за обедом... ну, прямо с пахоты пришли... Что же, буровики в своем роде земледельцы.

Обстоятельность и неторопливость криворожских буровиков рождены, как мне кажется, условиями их работы. Им приходится бурить по самым крепким породам - кварцевым песчаникам, роговикам, железистым кварцитам. Чтобы справиться с ними, нужно большое терпение; наскок, штурмовые методы здесь бессильны. Медленно, но настойчиво и непрерывно надо скрести криворожские недра, чтобы продырявить их до глубины 1500-2000 метров - до этого уровня бурят разведочные скважины в Кривбассе. Их цель: увеличить запасы богатых железных руд.

Раньше применялось дробовое бурение. На забой скважины доставлялась дробь, и коронка этой дробью истирала породы. Дробь и сейчас используется на буровых - стальная дробь-сечка, обработанная токами высокой частоты. Но в Криворожье в основном утвердились алмазные коронки.

Произошло это не так давно. Были противники: алмазы непригодны для крепчайших пород Криворожья. Однако буровики, и в первую очередь Бышевец, доказали обратное.

С помощью серийной алмазной коронки за час удается пройти в несколько раз больше, чем прежним способом. Соответственно - месячная проходка!

Кроме того, появились усовершенствованные станки, которые уже нельзя обслуживать по старинке. Поэтому на буровых работают многочисленные контрольно-измерительные приборы, они автоматически поддерживают режим бурения, следят за расходом промывочной жидкости, указывают величину вибраций и т. д.

Антивибрационные средства: механические виброгасители и многочисленные виды смазок, с таким, например, названием - "ковровый шампунь". Была сконструирована гладкоствольная бурильная колонна. Отсутствие выступов на ней также уменьшает вибрацию, а, следовательно, и износ.

Алмазные коронки позволили проходить скважины диаметром 76 миллиметров - вместо прежних 100 миллиметров. Меньший диаметр - меньше мощности требуется, растет скорость проходки, ослабевает вибрация.

Резко вырос уровень механизации на буровой. Сейчас рабочему и в голову не придет вручную сгружать с машины оборудование. Есть поворотный кран грузоподъемностью полторы тонны. Бурильные свечи укладывает штангоукладчик. Раньше при спуске инструмента в скважину рабочий вручную свинчивал всю колонну бурильных труб, а при подъеме - развинчивал. На буровых Криворожья теперь это делают нажатием кнопки, приводящей в действие гидравлические ключи. Буровые станки монтируются на сборном железобетонном фундаменте, вышки перевозятся в собранном виде и т. д.

Алмазный век принес много нового на буровую. Но самая главная перемена - в культуре производства. Работа на буровой теперь похожа на работу в современном заводском цехе.

...Если буровая Костюка - это цех, то нефтяная буровая Коваленко - это завод.

Иду к буровой. Дорогу перегораживает бугор из земли. Черноземный слой перед установкой вышки сняли и аккуратно сложили до поры до времени. За бугром - озерко промывочного раствора, рядом железобетонный амбар, иначе говоря, бассейн для хранения того же раствора на непредвиденный случай. В энергетическом блоке работают три дизеля, четвертый в запасе. Обслуживают их три человека. В следующем "цехе" мощные насосы заставляют жидкость циркулировать вниз-вверх, по скважине глубиной в несколько километров.

Двигаюсь вдоль желоба с раствором, который тянется, к буровому зданию. И вот собственно буровая: стоят трубы высотой метров 25-30, работает мощная буровая установка, за рычагами управления и у приборов - три человека.

Бригада Коваленко - пионер алмазного бурения в тресте "Полтаванефтегазразведка". Ей удалось резко поднять скорость проходки, снизить стоимость, уменьшить простои и т. д.

В масштабе всего треста наступление алмазного века ознаменовалось выходом на новые "просторы" полтавских недр. Детально были разведаны нефтеносные горизонты на глубине 2000 метров. Затем началось массовое бурение до 4000 метров.

Позже был достигнут новый подземный рубеж: семь буровых достигли глубины более пяти километров. И сегодня идет массовое освоение интервала от 5000 до 0000 метров. Это обещает новые открытия, поскольку с глубиной запасы нефти и газа растут.

У геологов есть такое понятие - коэффициент удачи: отношение количества открытых месторождений к количеству структур, подозреваемых на нефть и газ. Так вот, у нефтеразведчиков Полтавщины этот коэффициент растет с глубиной. Чем глубже, тем удачнее работа треста.

Специалисты говорят, что до 2000 года механический способ разрушения горных пород с помощью алмазных коронок будет процветать. А для пород небольшой крепости ему даже в теоретическом плане не предвидится замены. Уже сейчас в лабораториях вращательное бурение проводит инструмент сквозь породу со скоростью три метра за минуту. Предполагается, что к 2000 году скорость проходки вращательным способом достигнет 300-500 метров за смену!