Техника - молодёжи 1961-04, страница 15

НЕФТЯНИКИ ВЫСКАЗЫВАЮТСЯ „ЗА"

СОВЕТСКИЙ ЭЛЕКТРОБУР

250 НВТ В СТЕННЕ ТРУБЫ

А. СМИРНОВ, инженер Рис. ПЕТРОВА

ОГРОМНОЕ количество иефти выкачали люди из иадр Замли. 15 млрд. т — вот мировая добыча ее за последние 100 лет. И сейчас трудно представить себе нашу жизнь без зтой коричневатой маслянистой жидкости. Нефть не только пища для моторов, но и ценнейшее сырье для самых разных отраслей промышленности. Из нее вырабатывают ткани, краски, духи, лаки, пластмассы. Гигантское море иефти потребляет человек.

Однако добыть ее не так-то просто. Нередко она покоится под мощными слоями пород, на глубине нескольких километров.

...Когда-то нефть в нашей стране добывалась иэ колодцев. Их рыли вручную, лопатами. Чтобы соорудить такой колодец, рабочие напряженно трудились несколько месяцев. Потребовались десятилетия, чтобы этот способ был заменен промышленным бурением. Первая скважина появилась близ Баку 90 лет назад. Фонтан ударил с глубины 42 м. Но и эта скважина бурилась весьма примитивно. Представьте себе тяжелый заостренный кусок металла. Удар! Металл несколько углубляется в землю. Еще удар!.. Так, медленно, сантиметр за сантиметром, прокладывалась скважина. Конечно, она получалась мелкой.

Проходка скважин на значительную глубину началась лишь после того, как был изобретен вращательный способ бурения. Двигатель вращал колонну труб, и долото, навинченное на них, уходило все дальше и дальше в землю, как бурав в кусок дерева. Выбуренная порода вымывалась иэ забоя жидкостью, которая закачивалась в трубы с поверхности.

Наиболее уязвимым' местом при таком бурении была колонна труб. Она ломалась, гнулась, мялась, так как испытывала различные сложные напряжения: скручивание, растяжение, изгиб. Ведь соотношение длины и диаметра колонны на глубине 2 тыс. м было примерно такое же, как у проволоки длиной 5 м и диаметром всего в 1 мм. Аварии с трубами случались очень часто и отнимали массу времени.

В послевоенные годы на смену вращательному способу бурения пришел разработанный советскими инженерами турбинный способ, занявший ныне ведущее положение на нефтяных промыслах. Турбобур, который вместе с долотом спускается в скважину, позволяет сделать колонну труб неподвижной. Долото приводится в движение находящейся в корпусе турбобура гидравлической турбиной, через которую под большим давлением подают промывочную жидкость. Так благодаря использованию тур

12

бобура удалось значительно сократить расход энергии и материалов, затрачиваемых раньше на вращение колонны труб.

Однако и у турбобура есть недостатки. Мощность его зависит от количества и давления подаваемой на турбину жидкости. На поверхности создается сложная и громоздкая насосная установка. Проходя по трубам от насоса к забою, жидкость постепенно теряет давление. По мере углубления скважины эти потери растут, мощность турбобура снижается, и, наконец, он перестает нормально работать. Это происходит примерно на глубине 3 тыс. м.

И вот у ученых и инженеров возникла идея создать такой буровой двигатель, который имел бы все преимущества турбобура и в то же время был лишен его недостатков. Им оказался электробур — механизм, сердце которого не гидравлическая турбина, а электрический двигатель.

Но создать электробур было не просто. Его конструкторы — инженеры А. П. Островский, Н. К. Архангельский, А. А. Минин, Н. В. Александров и другие — столкнулись с рядом весьма сложных технических проблем. Сейчас наиболее распространенный диаметр скважин — примерно 25 см. А электробур должен был быть еще меньшего диаметра. Пришлось создавать электрический двигатель, совсем не похожий на своих наземных собратьев. Непосвященный человек вряд ли отличил бы его от обычной трубы. Но в этой трубе диаметром 18—20 см заключена огромная мощность — 230—250 кет. Ее хватило бы для освещения целого рабочего поселка. Конечно, такую конструкцию было создать нелегко.

Другая трудность заключалась в том, что электробур должен постоянно работать а скважине, заполненной промывочной жидкостью. Давление этой жидкости на глубине 2,5—3 тыс. м достигает 400—500 кг на каждый квадратный сантиметр поверхности машины. Проникновение жидкости в электробур приводит к немедленному выходу его иэ строя. Поэтому потребовалось разработать надежную защиту: электробур заполнили маслом, давление которого всегда выше внешней среды, а высококачественные сальники на валу предотвращают его утечку.

Были и другие сложности. Пришлось учитывать, что электробуру придется работать в условиях высоких температур, сильных вибраций и ударов, связанных с разрушением пород неодинаковой плотности, частыми перегрузками и т. д., которые неизбежны на больших глубинах.

Как же устроен современный электробур? Он состоит из двух основных частей: электродвигателя с коротко-замкнутым ротором и шпинделя. Шпиндель передает вращение от двигателя к долоту и позволяет создавать необходимые нагрузки на забой. Вал электробура полый, и через него прокачивается к долоту промывочная жидкость.

Электроэнергия подводится к двигателю электробура по изолированному кабелю. Он состоит из отдельных кусков. Каждый кусок расположен внутри бурильной трубы. Когда одна труба свинчивается с другой при помощи муфт, куски кабеля надежно соединяются.

Вместе с электробуром в скважину опускается импульсный инклинометр. Это приспособление контролирует в процессе бурения направление ствола скважины и передает на поверхность, к посту бурильщика, особые сигналы. Они принимаются приборами, и буровая бригада постоянно знает, правильно ли идет бурение, в нужном ли направлении прокладывается ствол. А ведь при турбинном бурении, чтобы узнать об этом, приходится останавливать работу, поднимать долота и делать сложные измерения.

Каналом связи между инклинометром и приемными измерительными

СКВАЖИНУ - КОЛОДЕЦ на глубину всего 20—25 м сооружали несколько меся-цев.

/у vvvvvvvv* vvvvv. vVVV г м * VV V Y V V V.