Как менялись технологии бурения скважин?

С тех пор, как человечество стало осваивать земные недра, ему приходилось решать ряд разнородных задач. В числе прочих способов изъятия полезных веществ из потаенных глубин Земли значится бурение скважин. В древних летописях сказано, что уже в XII столетии на Севере России именно при помощи горных выработок добывали рассолы. А ведь в те времена соляной промысел рассматривался, как дело государственной важности. Так какие трансформации происходили с процедурой бурения?

Несколько интересных фактов

В 1867 году был опубликован исторический документ, содержавший в себе рекомендации по проведению работ при бурении скважин для добычи рассолов. Мастерам предписывалось использовать ручной бур с наконечником из металла в сочетании с деревянными штангами. Любопытно, что инструментарий тех лет сохранился до наших дней: его можно увидеть в некоторых музейных экспозициях. Среди интересных тематических экспонатов: приспособления для выравнивания стенок образуемого отверстия, инструмент для разрушения породы, ловильные устройства, обсадные и буровые трубы, части насоса для откачки рассола. Что касается остатков скважин, то такие тоже есть – их можно отыскать на территории Костромской и Вологодской областей.

В конце XIX века основным регионом российской нефтедобычи стал Апшеронский полуостров. В 1872 году здесь было выполнено бурение двух, а спустя год – еще пяти скважин. А ведь до той поры было принято использовать колодезный способ добычи нефти. Примечательно, что к 1873 году на полуострове существовало свыше 1000 колодцев.

Новации в бурении скважин – как они появились?

Можно сказать, что двигателем прогресса в данной области стало развитие нефтедобычи. Впервые технологию ручного разведочного бурения скважины на нефть опробовали на месторождении Биби-Эйбат, что на Апшеронском полуострове – случилось это в 1846 году. В дальнейшем вплоть до 1873 года представители бизнеса предпринимали множественные попытки, пытаясь соорудить нефтеносные скважины. Одни горные выработки не давали желаемого результата, другие – продуцировали мощные нефтяные фонтаны.

В 1874 году в зарождающуюся нефтяную отрасль был привлечен капитал – этому поспособствовало создание акционерной компании «Бакинское нефтяное общество». Предприятие обладало нефтеперерабатывающим заводом, собственными промыслами, флотилией кораблей для перевозки добываемой продукции. К 1900 году в Грозненском районе было оборудовано 343, а на Апшеронском полуострове – выполнено бурение 1911 скважин. В первом случае речь шла о применении ударно-канатной технологии (в силу твердости местных пород), а во втором – об ударном способе с использованием металлической штанги (из-за рыхлости грунта).

В дальнейшем методики бурения скважин модернизировались: были разработаны особые станки, приводившиеся в движение посредством паровой машины. Такой станок служил для: подъема и спуска обсадных труб и инструментов, очистки стенок горной выработки желонкой, производства долбления. Известны станочные агрегаты, изготовленные бакинским механиком М. Мухтаровым и горным инженером А.Н. Соколовским. Кроме того, конструктор О.К. Ленц разработал модель агрегата для ударно-канатного бурения.

Новая техника дала возможность к 1903 году выполнять бурение скважин глубиной до 340 м. Спустя семь лет каждая десятая горная выработка стала еще протяженнее – порядка 500…600 м. Правда, скорость проходки была низкой – все потому, что процедура пробивания отверстия прерывалась на очистку и закрепление стенок. С увеличением скорости движения бура появилась возможность перейти от ударного бурения к роторному (вращательному). В России данная инновация была применена в 1902 году на одном из месторождений Грозного.

Переход на роторное бурение скважин потребовал внесения конструктивных изменений в породоразрушающий инструментарий. Первоначально для таких работ использовали долото подвида «рыбий хвост». Если предстояла пробивка отверстий в породах средней твердости, устанавливали дисковые образцы – правда, диски нередко ломались. Но в 1909 году был создано уникальное долото Шарпа-Хьюза – эта модель стала прототипом для актуальных и теперь разнообразных аналогов шарошечного типа.

В наши дни разработано и применяется множество самых разных способов бурения скважин. В числе используемых методик: турбинная и объемная, вращательная и алмазная, дробовая и гидроударная, вибрационная и термическая. Благодаря вдумчивому подходу к процессу внедрения в горные породы, на протяжении 1970-1990 годов в СССР была пробурена экспериментальная Кольская сверхглубокая скважина протяженностью 12262 м. Самая глубокая в мире выработка была создана не с прикладными целями, а исключительно для решения научно-исследовательских задач. Думается, с дальнейшим развитием технологий у человечества появятся и другие, не менее выдающиеся достижения, служащие не только изыскательским целям, но и позволяющие извлечь практическую пользу из созданных сооружений.