Техника - молодёжи 1939-02, страница 52

вытаскивал из скважины долото с тяжелой штангой. А затем на этом же канате спускали в скважину желонку — длинное узкое ведро, на дне которого устроен клапан, наподобие тех, какие бывают в дачных рукомойниках. Когда этот клапан упирался в дно скважины, буровая грязь через открывшееся отверстие заполняла желонку. Затем желонку подымали, при этом клапан опускался и закрывал отверстие. Так извлекали буровую грязь на поверхность. После этого в скважину опять опускали долото со штангой. Бурение продолжалось.

Однако за целый день работы Дрэку удавалось углубить скважину не больше чем на 1 м. Стенки скважины обваливались, из рыхлого грунта вытекало много воды — очевидно, скважина пересекла какой-то водоносный грунт. Работа осложнялась.

Дрэк решил тогда спустить в скважину железные трубы. Они не давали обсыпаться стенкам н проникать воде в скважину. Когда одна труба целиком уходила в скважину, сверху приклепывали к ней вторую трубу и продолжали опускать в скважину такую сдвоенную трубу. Ко второй приклепывали третью, и так далее. Дело пошло несколько лучше. Потерявший уже надежду и истративший почти все деньги своих компаньонов Дрэк воспрянул духом.

Природа все-таки благоприятствовала первому искателю нефти: ему не пришлось бурить ни до 300, ии даже до 150 м — нефть оказалась в том месте на глубине всего лишь 21 м.

Перед вечером 27 августа — через два с половиной месяца после начала бурения — Смит со своим старшим сыном Сэмом стали подымать долото, чтобы очистить забой скважины от измельченного грунта. Вытащили долото, остановили паровую машину, н вдруг в воцарившейся тишине совершенно ясно услышали, как в глубине скважины что-то булькает и кипнт. Казалось, кто-то большой тяжело вздыхает внизу, придавленный землей. Вместе со вздохами из скважниы доносился резкий запах нефти. Дрожащими от волнения руками Смит стал спускать в скважину желонку. Через четверть часа желонка, наполненная черной нефтью, показалась на поверхности земли.

С быстротой молнии весть о находке облетела городок. Все население Тайтусвила было в великом волнении.

Рано утром следующего дня Дрэк едва мог протиснуться к скважине через толпу обступивших ее окрестных фермеров и рабочих, которые с изумлением смотрели, как из скважины беспрерывно вычерпывали черную густую нефть.

Сорок бочек нефти в день давала скважина Дрэка.

Так в пенсильванской глуши, в окрестностях маленького городишка, родилась одна из самых мощных и важных отраслей промышленности.

С тех пор прошло 80 лет. За это время пробурены сотни тысяч нефтяных скважин, и техника бурения давно уже не та, какой пользовался Дрэк. Сперва разрабатывали нефтяные пласты, которые были ближе к поверхности земли, а потом пришлось искать нефть глубже. Уже не на десятки, а на сотни и тысячи метров уходило долото в глубь земли. А в апреле 1938 г. в Соединенных штатах была пробурена самая глубокая в мнре скважина: ее глубина —-4572 м. Глубже в землю человек никогда не проникал.

Бурение глубоких скважнн стало возможным благодаря тому, что ударное бурение заменили вращательным, при котором долото сверлит пол роду, срезает сдой за слоем. При этом долото спускается в скважниу на соединенных между собой стальных бурильных трубах. Самая верхняя труба — не круглая, а квадратная. Она проходит через отверстие в плоском металлическом столе и плотно в нем зажимается. Этот стол находится на поверхности, в буровой вышке. Он называется ротором-вращателем, потому что приводит во вращение всю колонну труб и находящееся на ее конце долото.

Неподалеку от ротора, тут же, в буровой вышке, находится лебедка, которую приводит в действие электромотор, паровая машина или двигатель внутреннего сгорания. Лебедка в свою очередь вращает ротор, а ротор — колонну бурильных труб и долото.

Долото и колонну бурильных труб спускают в скважину и подымают оттуда при помощи лебедки. На барабан лебедки намотан стальной канат, конец которого перекинут через блок на верхушке вышки (этот блок называется кронблоком) и соединен с подвижным блоком и крюком. К крюку подвешен вертлюг-аппарат, верхняя часты которого неподвижна, а нижняя соединена с самой верхней, квадратной трубой бурильной колонны и может свободно вращаться вместе с долотом и всей колонной труб.

На крюке, таким образом, висит вся колонна бурильных труб с долотом. А колонна эта имеет нередко длину в несколько тысяч метров.

При глубине скважины в 2—3 тыс. м колонна весит примерно столько же, сколько большой мощный паровоз вместе с тендером. Поэтому н крюк, н вышка, и канат должны быть очень прочными. Прочными должны быть н сами трубы — ведь на каждой бурильной трубе висят все ниже расположенные трубы.

Но как вытаскивать со дна скважины измельченный долотом грунт? Неужели при помощи желонки, как это делал еще Дрэк? Конечно, нет-Это потребовало бы слишком много времени, так как пришлось бы останавливать бурение, вытаскивать на поверхность и постепенно развинчивать всю колонну бурильных труб, спускать желонку и т. д.

Теперь забой очищают иначе.

В трубы, на которых держится долото, через горловину в верхней части вертлюга насосом накачивают жидкость. Она проходит через специальное отверстие в долоте н с силой вытекает на забой. Затем жидкость под давлением начинает подыматься по кольцевому пространству между бурильными трубами и стенками скважины. Поднявшись на поверхность, жидкость от устья скважины течет по желобам в чан. где она фильтруется, и снова накачивается насосом через бурильные трубы в скважину.

В чем смысл такой циркуляции жидкости?

Сильная струя непрерывно промывает забой, захватывает измельченный грунт и уносит его с собой на поверхность. Благодаря этому долото работает все время в чистом забое. Но самое главное заключается в том, что не надо останавливать бурение и вынимать долото, чтобы очистить дно скважины. Бурение и промывка производятся одновременно и не только не мешают друг другу, но лаже помогают: сильная струя жидкости размывает рыхлую породу под долотом и облегчает бурение.

Промывают забой не водой, а глинистым раствором. Вода очень быстро размыла бы стенки скважины, и они начали бы обваливаться. Глинистый же раствор не только не размывает, а наоборот, закрепляет стенки скважины: он их как бы штукатурит, образует на них корку и не дает обваливаться.

При бурении скважины нередко приходится пересекать водяные пласты, — глинистая корка не позволяет воде проникнуть в нефтяной пласт. Не будь этой глиняной штукатурки, вряд ли удалось бы спускать в скважину на глубину в сотни и тысячи метров обсадные трубы, окончательно закрепляющие стенки скважины.

Часто для большей надежности узкую кольцевую щель между обсадными трубами и стенками скважины

Механизм вращательного бурения: 1 — кронблок, 2 — подвижной блок, 3 — крюк, 4 — вертлюг, 5 — квадратная труба, 6— ротор.

51