Под покровом мантии
Шрифт:
Много неожиданностей подстерегает бурильщиков. В одной из газетных информаций в 1960 году был описан, пожалуй, обычный, рядовой для бурильщиков случай. Бурилась промышленная скважина в открытом море несколько южнее города Баку. Бурильщик Гасанов и его помощник Бабаев готовились поднять на поверхность очередную порцию керна. Они должны были вынуть шестиметровый столбик грунта и уложить его в ящик.
Но вдруг раздался прерывистый гул. Море вокруг как бы закипело. С ревом вырвался на поверхность огромный столб грязи, высотой примерно с десятиэтажный дом. Авария! Скважина наткнулась в глубине на жерло грязевого вулкана. Надо было срочно заглушить выброс грязи, иначе не устоять и вышке. В скважину стали срочно нагнетать тяжелый глинистый раствор.
Грязевой вулкан был побежден. Но газ, сопровождавший грязь, все-таки нашел выход. Мощные струи газа стали вырываться на поверхность. Все основание скважины дрожало. Но и в этом случае бурильщики знают, как поступить. У них была заранее заготовлена аварийная аппаратура. Выход газа, наконец, был закрыт. И когда вдруг наступила тишина, мастера увидели, что борьба с подземной стихией шла более двух смен…
Повторяю, это был рядовой случай: такие, а пожалуй, и еще более сложные аварии приходится часто преодолевать бурильщикам. «Королева недр» капризна. И ее «придворные» пускаются на разнообразные ухищрения, чтобы в конце концов угодить ей.
Но это все рассказы о современной технике и условиях бурения скважин. Ну, а в будущем, когда нам придется бурить сверхглубокие скважины, и тогда мы будем через каждые несколько метров вынимать все трубы и вновь опускать их?
Нет, здесь предусмотрен иной режим бурения. Еще в 20-х годах нашего столетия талантливый инженер М. А. Капелюшников изобрел так называемый турбобур. Сущность изобретения заключается в том, что колонна труб, которая опускается в скважину, сама не вращается. Она служит для того, чтобы подать вниз режущий инструмент турбины, и вращается лишь головка этой турбины, которая приводится в движение либо водой, либо тем глинистым раствором, который закачивается в скважину. Он служит одновременно и для вращения турбины и для того, чтобы замазать, глинизировать стенки скважины, уберечь их от осыпания.
Турбобур Капелюшникова в настоящее время оброс многочисленными усовершенствованиями и деталями. Появился и родной брат турбобура — электробур, в котором вращение режущей колонки происходит за счет электроэнергии, но принцип работы тот же — здесь также вращается только рабочая часть.
Уже давно, еще до Капелюшникова, был изобретен способ, позволяющий бурить скважину без выноса на поверхность столбиков породы — керна. В забое, в низу скважины, вся порода раздробляется с помощью специальных долотьев и потом водой или глинистым раствором поднимается на поверхность. Это значительно ускоряет бурение. И все-таки пока нет еще полного решения проблемы спуско-подъемных операций для сверхглубокого бурения. Возможно, что турбобур или электробур будут спускать и поднимать не на трубах, а на специальных тросах. Их надо сделать прочными и легкими, потому что на такой большой глубине решающее значение будет иметь их собственный вес. Уже сейчас пробуривают многие сотни метров скважин за месяц наращиванием труб, а не подъемом и спуском их несчетное число раз.
Особо занимает всех бурильщиков вопрос о режущих инструментах. Когда в нашей стране не хватало алмазов, головки буров оснащали резцами из специальных сортов стали. Были разработаны такие сплавы, как победит и ему подобные, которые сравнительно долго не снашивались, но и они не удовлетворяли бурильщиков.
Мечты человечества о «вечном» ударном и режущем инструменте запечатлены во многих преданиях и легендах. Любопытна скандинавская сага о Вольсунгах.
Как повествует легенда, бог Один решил подарить самому могучему герою меч, которой легко резал и дробил все. Один явился к людям и вонзил этот меч в дуб, сказав при этом, что, кто сумеет вытащить меч, тот и будет им владеть. Это вызвался сделать король Гаутланда Сиггейр. Но тщетны были его усилия. Вслед за ним подошел к дубу герой Сигмунд и
Сиггейр затаил злобу на Сигмунда и однажды хитростью заманил героя и его приемного сына Синфиотли к себе в королевство, а затем неожиданно напал на них и взял в плен. Он отобрал у Сигмунда меч, а герою придумал страшную казнь. Король приказал вырыть яму и разделить ее на две половины толстой гранитной плитой. В одну половину бросили Сигмунда, в другую — Синфиотли. В последнюю минуту сестре Сигмунда — жене Сиггейра — удалось передать Синфиотли волшебный меч в ячменном снопе. Яму засыпали землей, завалили камнями. На этом месте вырос огромный холм. Когда люди ушли, Синфиотли дотронулся до снопа и почувствовал там рукоятку меча. Он взял меч и легко проткнул им гранитную плиту. Сигмунд и Синфиотли пропилили мечом плиту, а затем разрубили землю и камни и вышли на поверхность… Просто, как в сказке!
У нас пока нет режущих инструментов такой твердости, какой обладал меч Сигмунда. Самым твердым из всех известных веществ является алмаз. Правда, в последнее время американцы изготовили так называемый боразон — нитрид бора, который режет алмаз. Но и он не удовлетворяет буровиков. Над созданием сверхтвердых сплавов бьются ученые всего мира, но пока тверже алмаза и боразона нет ничего. Может быть, на помощь буровикам придут квантовые генераторы света, о которых впервые писал А. Толстой в романе «Гиперболоид инженера Гарина». С помощью зеркала Гарину удалось сфокусировать в тонкий пучок лучи света, и этот пучок разрезал все, что попадалось ему на пути.
Ученым удалось осуществить идею Толстого. Правда, зеркало для этой цели не годится, да и источник энергии избран другой, неизмеримо более мощный. На основе квантовой механики создан генератор, позволяющий сфокусировать энергию светового потока и сделать луч такой плотности, что на своем пути он режет все. Такой луч за тысячные доли секунды прожигает отверстие в стали, режет алмаз или нагревает горную породу до 8000 градусов. Эти приборы, так называемые лазеры и мазеры, сейчас все более и более совершенствуются. С помощью лазеров генералы Пентагона собираются уничтожать ракеты или спутники. Американцы уже сообщили, что сконструирован лазер, поражающий цели на расстоянии свыше трехсот километров.
В нашей стране лазеры направлены на мирные цели. Кто знает, может быть, в недалеком будущем они станут главной деталью режущего инструмента. Но пока конструкция таких буровых станков еще не придумана.
А между тем техника требует от нас ответа на новые и новые вопросы. Предполагается, что бурить придется при огромных давлениях и высоких температурах. Надо сделать бурильные аппараты из сверхпрочных, но в то же время и сверхлегких материалов.
Может быть, исследователи здесь используют не металлические конструкции, а пластмассы, синтетические заменители, которые сейчас уже все больше и больше входят в промышленность и быт. Трудно сказать, какой путь будет избран. Нужно идти все глубже в недра, и в связи с этим встают многие другие вопросы. Как подавать на такую глубину энергию? Что нужно будет взять для этой цели — турбобур или электробур? Даже вес современного электрического кабеля, опущенного на глубину 15 километров, будет так велик, что кабель порвется от собственной тяжести!..
Предполагается, что вода, которую нужно туда подавать, превратится в пар, который нагреется до 400–450 градусов. Не потребуется ли какое-то особое охлаждение? Даже на тех глубинах, где вода еще может существовать, она будет разъедать клапаны насосов. Конечно, и здесь могут помочь новые материалы, но не проще ли совсем отказаться от воды и применять вместо нее сжатый воздух?
И таких проблем возникает невероятное количество. Для того, чтобы сконструировать новый буровой агрегат, который пройдет на большую глубину и врежется в мантию Земли, придется решать все новые и новые инженерные задачи.