Техника - молодёжи 1983-12, страница 22
Нефтедобыча без труб СТАНИСЛАВ ГРАЧЕВ, наш. спец. корр. Кувалда при этом — инструмент незаменимый: то резьбовой замок, соединяющий трубы, заклинится, то трос перерубить надо, то штырь вогнать... Время летит, люди заняты до предела, а'проходка не углубляется ни на метр. Хорошо, если все складывается более или менее удачно. Но не редкость, когда при подъеме-спуске трубы обрываются и затыкают скважину на глубине этак километров двух — повозись с ними, зацепи, достань... Иной раз легче начать с нуля и бурить другую скважину, чем биться над упавшей колонной. Острые языки на буровых нет-нет да поучают новичков: когда бурильщик бурит — это не работа. Вот когда в бурении перерыв — тут-то и держись. Нет, трубы в бурильном деле не идеал. Издавна мечтали нефтяники о гибких трубах. Тогда бы совсем другое дело! Поставь у вышки барабан, как ворот на колодце, и наматывай на него трубу ряд за рядом, виток за витком, без всякого свинчивания-развинчивания. Вместо долгих дней нервной и напряженной работы на подъеме и спуске бурового долота час-другой покрутится лебедка — и все. Темпы проходки возросли бы на удивление. И кувалде можно было бы дать отставку. В поисках гибких труб и шлангов изобретательская мысль не дремала. Только за последние 20 лет в мире зарегистрировано в этой области около 600 изобретений. Выбор, кажется, есть. Возьмем лишь семейство высокопрочных — иные для нефти не годятся. Вместо туговатого металла в дело идут пластмассы, резина, стекловолокно. Каких только вариантов нет: со спиральной навивкой, с оплеткой, силовыми кольцевыми элементами, одно-, двух-, трех- и более слойные, со всевозможными комбинациями каркасных нитей... Труб и шлангов много, а недостаток один: все они рассчитаны на избыточное внутреннее давление. Но в скважине никуда не деться и от давления внешнего. Шланги в глубине земли сплющатся, как соломинка под башмаком. Есть и еще одна слабинка: осевая нагрузка. Шланги преимущественно рассчитаны на горизонтальную эксплуатацию. Опора им нужна постоянно. Если же подвесить километр-другой шланга в скважине, а глубины нынче куда большие, то шланг сам себя не держит, рвется. Пробовали упрочнить шланг. К спиральной навивке добавили прямолинейные каркасные нити вдоль шланга, надеясь, что они возьмут на себя осевую нагрузку. Нагрузку-то они взяли, но резко упала гибкость — ведь при изгибе «Не ошибка ли в заголовке? — подумает читатель. — Ведь нефтяное хозяйство без труб — все равно что авторалли без автомобилей, железная дорога без рельсов, парашют без купола...» И все же не ошибка Именно к беструбной нефтедобыче ведут разработки Института математики и механики Академии наук Азербайджанской ССР. Мечта о гибкости Не рискуйте спрашивать нефтедобытчиков, нужны ли им трубы. Не поймут. Потому что трубы на всех буровых ждут, как воду в пустыне, на трубы «молятся», без труб свирепеют и выбивают их из снабженцев всеми правдами и неправдами. Хлеб насущный, основа бытия, свет в окошке — вот что такое трубы для нефтяников. Ради них не то что вездеход, но и вертолет будут взад-вперед гонять за сотни километров. И пусть он «съест» огромное количество денег, лишь бы вовремя привез трубы. Они все оправдают, окупят все затраты, все вернут с лихвой. Буровая без труб — совершенно никчемное сооружение, пользы от которого не больше, чем от мыльного пузыря. Трубам нефтяники готовы поставить памятник. Однако и возни с ними немало. Вот, скажем, углубили скважину на 2—3 км, пора в очередной раз менять буровую головку. И начинается однообразный и утомительный процесс. Трехкилометровую макаронину из труб поднимают и развинчивают на свечи по три трубы, пока мало-помалу не вытянут наверх долото. Заменили отработанную головку — начинай все сначала, только в обратном порядке. На это уходят дни и недели. Более трудоемкой, более утомительной операции при бурении нет. К ВЕРШИНАМ НАУЧНО-ТЕХНИЧКСКОГО ПРОГРЕССА iijS 5 3 5 а л о L х __ ч ч зГ1 = « 2 -О 1 о ; «о * . ч X X о о м* 'хИ Ни. I- ю х и и ч о х аЭЕ н х а I-О V чо XI- <•) L* X о Ч П) О О aiZm ч из-за разности радиусов силовые нити внутренней стороны шланга должны укоротиться, на что они неспособны, а внешней — удлиниться, что тоже исключено. Гибкость шланга приблизилась к «гибкости» металлических труб! Тупик? Многие ученые поспешили заявить, что универсальный гибкий шланг, который одинаково хорошо держал бы внутреннее и внешнее давление да еще осевую нагрузку, невозможен. Несовместимые, мол, эти требования, нечто вроде деревянной железки. Или — или. Стальные трубы, дескать, хоть и неудобны в монтаже и гибкостью не блещут, а шлангу с ними не сравняться. Это мнение утвердилось на десятилетия. Математика и нефть И все же изобретательскую, пытливую мысль продолжал мучить вопрос: возможен ли в принципе универсальный гибкий сверхпрочный шланг? Как знать, кто бы ответил на этот вопрос, если бы ученые Института математики и механики АН АзССР, проанализировав соответствующие теоретические выкладки, с немалым удивлением обнаружили, что фундаментальных расчетов гибких труб, то есть шлангов... нет. Давно было высчитано, что оптимальный угол навивки силовых нитей, при котором достигается максимум прочности при минимуме расхода материалов, равен 55°. Чуть больше, чуть меньше — уже не то. И десятилетиями как отечественная, так и зарубежная промышленность вила все шланги именно под этим углом. Для сдерживания внутреннего давления, на которое и рассчитывались шланги, этот угол действительно оптимален. А какой наилучший для внешнего? А для осевой нагрузки? Неясно. Настораживало и еще одно. За последние годы созданы десятки но- |
