Техника - молодёжи 1958-02, страница 23

J

Высокий черный столб земли и воды внезапно поднялся над полем. Тревожно пробив тишину, донесся звук взрыва. Но вот столб исчез, и облако дыма растворилось в воздухе. А через некоторое время он снова поднялся к небу и снова исчез...

Почему же здесь производят взрывы? Ведь вокруг нет ни испытательных полигонов, ни рудных разработок. Ответ прост: это начало «битвы* за нефть, ее первый этап — разведка нефтяных залежей, которая ведется с помощью взрывчатых веществ. ^

Первый взрыв, примененный для устройства нефтяной скважины, прозвучал почти столетие тому назад. Он и открыл широкую дорогу взрывчатым веществам в нефтяную промышленность

С того времени взрывная техника шагнула далеко вперед. Теперь с помощью взрывов прокладывают дороги через перевалы, мгновенно создают плотины на стремительных реках, прочно «сажают» металлические заклепки в отверстия. Применение взрывчатых веществ в нефтяной промышленности тоже неизмеримо расширилось со времени первого взрыва. Вот несколько тому примеров.

Сейсмическая разведка — самый эффективный спрсоб поисков нефти и один из основных методов изучения строения земли. В момент взрыва в окружающую среду уходят упругие волны. Проникая глубоко в толщу пород, они отражаются от границ, расположенных на разных глубинах пластов, а по выходе на поверхность записываются приборами. Эти записи, называемые сейсмограммами, после обработки и изучения позволяют инженерам определять подземный рельеф и находить на нем благоприятные места для скопления нефти.

Но тайна расположения нефтяной залежи еще остается тайной, так как не в каждом месте, возможном для ее скопления, она встречается Тогда, пользуясь данными сейсмических исследований, приступают к бурению скважин, что дает возможность уже точно определить, есть ли тут нефть.

Бурение — весьма трудный и дорогостоящий процесс. В очень твердых породах долото срабатывается после углубления скважины всего на несколько десятков сантиметров. Замена инструмента, спуск и подъем колонны бурильных труб — тяжелая и длительная работа.

А нельзя ли для ускорения процесса бурения найти принципиально новые методы разрушения горных пород?

Над этой проблемой думали многие ученые. Сейчас уже ведутся исследования по созданию вибрационного и взрывного методов бурения, а также термического метода, осуществляемого путем плавления горных пород потоком раскаленных газов. Взрывной метод проходки может в будущем сильно облегчить нефтяникам бурение твердых пород.

Помощь взрывчатых веществ часто оказывается необходимой и при обычном бурении. Кроме того, они

применяются при ликвидации аварий, связанных с прихватами инструмента, при обрыве или отвинчивании труб и т. д.

Бывают случаи, когда для спасения попавшей в аварию скважины нужно обязательно оборвать, обрезать или отвернуть трубы точно в заданном месте.

Известно, что даже небольшие удары по резьбовому соединению облегчают отвинчивание при прихваченной резьбе. В трудный момент этим пользуются при выполнении слесарных работ. А что, если воспользоваться этим приемом при развинчивании бурильной колонны?

Если взять достаточно большой заряд, то сила взрыва может оборвать трубы. При меньшем заряде трубы остаются целыми, хотя на их стенки и обрушивается удар огромной силы. Если же этот удар использовать для отвинчивания труб, то нужно, чтобы он приходился на муфтовое соединение и чтобы в момент взрыва существовали силы, которые стремились бы отвернуть трубы. Обе эти задачи решаются достаточно просто. Берут длинный тонкий заряд и опускают его в трубу с таким расчетом, чтобы одна из муфт находилась против заряда. К колонне же труб прикладывают такое усилие, которое действовало бы в сторону отвинчивания, подобно гигантской пружине. Тогда в момент взрыва ударная волна на очень короткое время ослабит резьбу в расположенной против заряда муфте, а колонна труб начнет в этом месте отвинчиваться.

Иногда нужно перерезать опущенные в скважину трубы. Но резать их механическим спосо-

с. ЛОВЛЯ, кандидат технических наук

Рис. С. ВЕЦРУМВ

под

ЗЕМЛЕЙ

бом и сложно и дорого. Взрыв помогает и здесь. Для этой цели применяют специальные заряды с кольцевой кумуля т и в н о й выемкой. Струя тазов, образованная взрывом такого заряда, имеет направленное истечение и аккуратно перерезает трубу.

Но вот скважина пробурена. В нее опускают колонну обсадных труб. В пространство между стенками скважины и колонной заливают цемент. Теперь, казалось бы, уже можно приступать к отбору нефти. Однако этому мешает прочная стенка колонны и цементно кольцо. Да и прилегающий к скважине пласт может оказаться загрязненным в процессе бурения, вследствие чего будет плохо пропускать нефть. Значит, нужно создать надежные пути для движения нефти к скважине. В этом случае применяются п рфо-раторы, то есть устройства, стреляющие пулями или бронебойными снарядами. В перфораторах используется также кумулятивный эффект взрыва. Кроме того, применяют торпеды с зарядами весом от нескольких килограммов до нескольких тонн.

Советские ученые-нефтяники изучили законы управления выстрелом иэ перфоратора. Применив прессованные заряды мощных порохов, они получили давление выстрела в 12 — 20 тыс. кг на кв. см. Созданные на основе этих исследований перфораторы стреляют иэ ствола длиной 50 мм пулями весом 21 г со скоростью около 900 м/сек, то есть почти равной скорости пули винтовки, ствол которой в несколько раз длиннее ствола перфоратора.

При использовании кумулятивного эффекта взрыва для перфорации скважин потребовалось решить ряд инженерных задач. Например, после ■взрыва в скважине не должен оставаться металл, который засоряет скважину. А для того чтобы направленный эффект взрыва был максимальным, необходимо применить заряд, который был бы изолирован от окружающей жидкости. Поэтому для получения кумулятивного эффекта взрыва были созданы перфораторы с неразрушающимися и разрушающимися корпусами.

Неразрушающийся корпус перфоратора изготовляется из стали. Но, к сожалению, оказалось, что в стальной корпус можно поместить лишь относительно небольшой заряд. В противном случае такой корпус перфоратора быстро выходит из строя. Так, например, перфоратор ПК-103 со стальным корпусом позволяет произвести только около

17