ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Техника бурения и добычи нефти из "Техника в ее историческом развитии " Спрос на нефть как на топливо и промышленное сырье резко возрос. Если раньше он с избытком удовлетворялся тем количеством нефти, которое добывалось из естественных ключей и неглубоких рытых колодцев, то теперь возникла необходимость значительно увеличить добычу. Эта цель могла быть достигнута бурением нефтяных скважин. [c.104] В первые десятилетия существования мировой нефтяной промышленности в числе нефтедобывающих стран значились США, Россия, Канада, Перу, Румыния, Германия, Австро-Венгрия, Индия и Япония [66, с. 16]. Добыча нефти из скважин начала развиваться бурными темпами, и постепенно нефтяное бурение стало широко использоваться во всех странах, где находили нефть. [c.104] Сначала для бурения нефтяных скважин служил балансир, приводимый в действие вручную. Позже технические средства бурения усложнились. Для привода ударных буровых станков начали применять паровые двигатели. [c.104] Роторное бурение распространилось и в другие страны. Например, в России его применение отмечено с 1907 г. [70, с. 11]. В 1914 г. в Румынии за 16 дней была пробурена скважина глубиной 700 м, что положило начало широкому использованию в этой стране роторного способа проводки скважин [1, с. 95]. [c.106] Развитию роторного бурения способствовало совершенствование инструмента. Основным инструментом служило долото в форме рыбьего хвоста (РХ). Лезвие его было раздвоено и отогнуто в сторону вращения. С целью очистки скважины долото приспособили для работы с промывкой, проделав отверстие для прохода промывочной жидкости. Этим долотом работали в мягких породах. [c.106] В породах средней твердости использовали дисковые долота с ровной, волнистой или зубчатой рабочей поверхностью. Долота этого типа оказались бесперспективными, но, видимо, они натолкнули изобретателей на конструирование шарошечных долот, в которых рабочим элементом был зубчатый цилиндр или зубчатый конус. Впервые цилиндрические шарошечные долота были запатентованы в 1860 г. Однако успешное развитие шарошечных долот началось с применением роторного бурения. В 1909 г. Говард Юз сконструировал долото с коническими шарошками [69, с. 151]. Шарошечные долота позволили совместить действие резания и удара при вращательном бурении. Применяемые ранее зубчатые, лопастные, дисковые и армированные алмазами долота разрушали породу только резанием. Шарошечные долота дали возможность использовать преимущества вращательного и ударного бурения одновременно. [c.106] Вместе с совершенствованием бурения скважин развивались и способы извлечения из них нефти. Проследить историю развития техники добычи нефти — задача очень сложная. В 1913 г. И. Н. Глушков — русский ученый, специалист по технике бурения и эксплуатации нефтяных скважин— писал ...разработке твердого ископаемого—каменного угля — посвящена обширная литература на всех языках, и в горных школах читаются курсы по этому предмету, разработка жидкого ископаемого — нефти — не имеет даже сводного описания, из которого можно было бы ознакомиться с различного рода современными приемами ведения по добыче жидких ископаемых работ [71, с. XI]. И это сказано в то время, когда основные принципы добычи нефти из скважин были уже заложены. Сущность этих принципов сводилась к следующему. [c.106] Из колодцев нефть поднимали бурдюками (сшитыми из шкур животных) и бадьями (металлическими или деревянными цилиндрами с отки-дываюпцимся на шарнире дном). Скважины, пробуренные на нефтяных промыслах, в большинстве случаев фонтанировали. Если фонтан истощался или скважина вообще не давала фонтана, то нефть вычерпывали желонкой, представляющей собой ту же бадью, но приспособленную к узким поперечным размерам скважины. Такой способ подъема нефти — тартание, доставшийся в наследство от ее кустарной колодезной добычи, тяжелый, дорогой, малоэффективный, не использовал преимущества, обеспечиваемые применением бурения. Необходимо было совершенствовать способы извлечения нефти из скважин. [c.107] В 1865 г. бакинский инженер Иваницкий создал глубинный насос для выкачивания нефти [72, с. 156]. Принцип его действия был известен на Кавказе. Но только в 1874 г. насос применили на нефтепромысле в Грузии, а в 1876 г.— на промысле Вермишева в Баку. Однако и после этого он не получил широкого распространения в России. До установления Советской власти на нефтяных промыслах страны скважины за редким исключением тартались желонками. Владельцы промыслов, не желая тратить средства, время и силы на техническое оснащение работ, получали прибыли, жестоко эксплуатируя рабочих. Выступая против насосов в Баку, они ссылались на то, что насосы стоят очень дорого, а починка их затруднительна вследствие отсутствия механических приспособлений [73, с. 105]. Совершенствование добычи нефти в дореволюционной России шло по пути замены ручного или конного привода желонки паровым, а затем и от двигателя внутреннего сгорания. Иногда применяли электромотор, получавший энергию с центральной электростанции, расположенной обычно вне промыслового участка. [c.107] В Америке нефонтанирующие скважины с 1865 г. эксплуатировались глубинными насосами [74, с. 573]. Подобные насосы были распространены, например, в Германии. Поршень насоса приводился в движение штангой, соединенной с тем же балансиром, который использовался для проводки скважины ударным бурением. Интересно то, что современные станки-качалки конструктивно произошли от ранних буровых станков ударного действия. На некоторых скважинах ставили железный балансир, предназначенный специально для насоса. Приводом в большинстве случаев служил двигатель внутреннего сгорания, работавший на газе, выходящем из скважины попутно с нефтью. [c.107] В России инженер В. Г. Шухов предложил использовать сжатый воздух для подъема нефти из скважины — эрлифт. В 1886 г. Д. И. Менделеев настойчиво добивался осуществления предложения Шухова [72, с. 158], но только в 1897 г. компрессорная добыча нефти была испытана в Баку. [c.107] Схема подъемного устройства очень проста. В скважину опущены две трубы, по одной закачивается при помощи компрессора сжатый воздух, по другой поднимается эмульсия из воздуха и нефти. Трубы могли располагаться рядом или концентрично. Несмотря на огромные преимущества, эрлифт не получил широкого распространения при добыче нефти. Даже наиболее передовая в техническом отношении фирма Нобель в 1911 г. насчитывала на промыслах всего 15 маломощных компрессоров, приводимых в действие паровыми машинами [75, с. 117]. [c.107] В 1914 г. в России М. М. Тихвинский предложил газлифт — замкнутый цикл эксплуатации скважин со сжатым газом. Газлифт, как и эрлифт, не получил в то время применения ни на отечественных, ни на зарубежных промыслах. [c.108] В некоторых странах практиковали так называемое поршневое тартание . В основе этого способа добычи лежало явление выброса из скважины нефти при обратном движении поршня, создающего под собой разряжение. Например, на промыслах Румынии до 1909 г. скважины эксплуатировали главным образом желонками, позднее здесь стали использовать поршневание и к 1918 г, 50% нефти в стране добывалось этим способом [1, с. 95]. [c.108] За первое же десятилетие XX в. (1901—1910 гг.) добыча нефти в основных нефтедобывающих странах (США, Австро-Венгрии, Румынии) возросла соответственно, млн. т с 9,1 до 28,1 с 0,5 до 1,8 с 0,2 до 1,4 [71, с. 6]. [c.108] Автомобили, самолеты, суда, тракторы, стационарные промышленные двигатели, электростанции, нефтеперерабатывающие заводы и различные химические предприятия требовали топлива и сырья — нефти. Значительное увеличение добычи нефти сыграло важную роль в развитии промышленности, сельского хозяйства и транспорта во всем мире. В свою очередь, прогресс ведущих отраслей материального производства, сельского хозяйства и транспорта стимулировал дальнейшее развитие нефтедобывающей промышленности. [c.108] Вернуться к основной статье