Искатель, 1962 №2 - Страница 26

Ученые стали искать.

Для того чтобы очищать забой от шлама, предотвратить выброс (ведь в глубине царят огромные давления!) и вращать турбобур, в скважину гонят глинистый раствор. Сила, с которой его заталкивают в скважину, огромна — сотни атмосфер. А что, если использовать эту силу? Поставить внутри колонны, около прибора спутника, крохотную гидроэлектростанцию!

Но это годится только для небольших глубин, порядка полутора-двух километров. Мощность электростанций-малюток не может быть большой.

Снова тупик. Снова поиск.

Ретрансляция! Поставить в скважине несколько приемо-передатчиков, несколько электростанций. Это дает огромный энергетический выигрыш.

Если располагать ретрансляционные станции через каждые три километра, то чтобы принять сигнал с глубины 15 километров, потребуются не тысячи киловатт, а всего четыре. Теперь с помощью беспроводного канала и ретрансляции «метеорологическая ракета» — автономный подземный аппарат выведен на «орбиту спутника». Вместо записывающего аппарата в нем помещены передатчики, которые все время посылают необходимую информацию на дневную поверхность.

Проблема решается вроде бы просто. Но только на первый взгляд. Подводных камней в проблеме очень много.

Здесь и «узость» полосы канала в области низких частот, и неравномерность затухания сигнала в различных породах, самовозбуждение системы, увеличение уровня шумов при ретрансляции и, главное, объем информации.

Однако обилие трудностей не пугает конструкторов.

Ведь к их услугам кибернетика. Моделирующие машины позволят им благополучно обойти подводные камни, которые встретятся на больших глубинах геокосмоса.

Когда человек читает книгу, он видит героев, их лица, привычки, странности, проникает в их душевный мир; он чувствует дыхание ветра и запах цветов. И чем реальнее может представить себе читатель персонажи и обстановку, тем, значит, лучше написана книга. Музыканты читают ноты. Они берут партитуры — и несуществующие оркестры играют для них прекрасные произведения в самом совершенном исполнении.

Для инженера достаточно чертежа, чтобы представить то, что изображено лишь линиями и обозначено цифрами, уже существующим.

Вот мы и решили совершить экскурсию на завод, которого нет, который существует пока еще в чертежах и воображении конструкторов отдела буровых станков Центрального конструкторского бюро Министерства геологии и охраны недр.

Нашим гидом в этом путешествии согласился быть начальник отдела буровых станков Абрам Маркович Ротенберг.

В мгновение ока, без всякой машины времени, потому что мысль и воображение не нуждаются ни в каких транспортных средствах, в мгновение ока мы оказались на Курильских островах, где предполагается бурение одной из пяти «космических» скважин.

Перед нашим мысленным взором предстало величественное сооружение.

То, что мы увидали, ни намеком не напоминало обычную буровую вышку, даже самой последней модернизированной конструкции. Никакой вышки просто не было.

Перед нами стояло десятиэтажное здание из сборного железобетона с широкими, во всю двухсотметровую длину, окнами. Над строением на еще такую же десятиэтажную высоту аркой поднимался полукруг и плавно выполаживался к задней стороне здания, где раскинулся огромный заводской двор. Его прикрывал от солнца и частой курильской непогоды легкий, ажурной конструкции навес.

В целом заводской двор удивительно напоминал обычный трубопрокатный стан с рольгангами, автоматической подачей и откаткой труб, с автоматической установкой для свинчивания «плетей» — звеньев из нескольких труб.

Воображение, одну минуточку! Вопрос:

— Товарищ Ротенберг, а зачем понадобился целый трубопрокатный стан?

— Это не совсем стан, — отвечает Абрам Маркович. — Мы взяли принцип стана. Самые сложные ручные работы в бурении обычно связаны с монтажом бурильной колонны. Вся двух-, трех- и пятикилометровая бурильная колонна состоит из десятиметровых труб. А главное — собирается и разбирается она в вертикальном положении. Для этого, собственно, и строят вышки. Пробурили десять метров — стоп. Всю колонну приподнимают, привинчивают новую трубу. И тогда идут дальше. А представьте себе такую вещь. Буровое долото надо поменять. Износилось. Из скважины вынимают и развинчивают всю колонну. Заметим, что если скважина глубиной 5 тысяч метров — это 500 труб, На подъем, отвинчивание и другие операции на каждую трубу тратится 3 минуты. Значит, на подъем всей колонны с глубины 15 километров уйдет около трех суток. Это только на подъем. Чуть меньше на спуск. Прикинуть туда-сюда — шесть суток на спуск и подъем. А сколько усилий потребует такая операция!

— А сколько времени бурят между спусками и подъемами?

— Восемь-десять часов. При таких темпах пятнадцатый километр будут проходить три, а то и четыре года. А на всю скважину уйдет лет 50–75. А эстакада и заводской двор позволит нам не развинчивать колонну на отдельные трубы.

— Каким образом? — спросил я.

— Видите эту арку шестидесятиметровой высоты?

— Да.

— Когда колонну поднимают из скважины, ее не развинчивают, а направляют на эстакаду. Под действием собственной тяжести и специальных устройств колонна изгибается по полуокружности эстакады и выползает на заводской двор, вернее, в цех подготовки труб…

— Простите… — спрашиваю я.

— Предвижу ваш вопрос: не сломается ли колонна, не деформируется настолько, что ее потом придется выпрямлять специальными машинами?

— Вот именно.

— Нет. Этого не случится. Для каждого сорта металла существуют пределы упругости. Если нагрузка создает в металлической детали напряжения ниже этого предела, то после снятия нагрузки деталь восстанавливает первоначальную форму. При радиусе кривизны сорок метров напряжение изгиба составляет 40 килограммов на квадратный миллиметр. Металл труб, которыми будут вести бурение, должен обладать пределом упругости выше 130 килограммов на квадратный миллиметр. Такая сталь свободно выдержит напряжение в 40 килограммов на квадратный миллиметр. Так вот, смотрите…

По выполаживающей части эстакады, подобно огромной нескончаемой змее, двигалась цельная труба со скоростью полтора метра в секунду. Благополучно миновав гамма-дефектоскоп, труба вышла на продольный транспортер. Вращающиеся рольганги подхватили ее и потянули в цех. За три минуты на транспортер было подано 300 метров трубы. Подвижной механизм автоматического свинчивания быстро отделил отрезок и откатил его в сторону. В то время как вынутая из скважины колонна «отдыхает» или ремонтируется, бурение ведется вторым набором труб.

За шесть часов — вместо тридцати! — колонна длиной в пятнадцать километров оказалась развинченной на «свечи» и сложена на склад. Столько же времени понадобится, чтобы собрать ее и опустить в скважину.

Вот преимущества горизонтальной разборки!

Однако, может быть, такое устройство требует очень много энергии? Нет. Чтобы поднять колонну весом в 600 тонн, потребуется всего 5 тысяч киловатт.

Впрочем, если говорить о зарождении идеи горизонтальной съемки труб, то она в отделе буровых станков возникла далеко не случайно. И Ротенберг, и главный конструктор проекта В. С. Патрикеев, и главный конструктор ЦКБ В. А. Щепкин долгое время были тесно связаны с трубопрокатной промышленностью, с металлургией. Аналогия с трубопрокатным производством и позволила решить задачу.

В ней нет ничего неосуществимого. Горизонтальное расположение цеха, транспортировка, контроль и автоматическое складирование труб в большей или меньшей степени освоены в металлургическом и трубопрокатном производстве.

В чем же основная выгода горизонтальной схемы? В механизации и автоматизации самых сложных и трудоемких процессов бурильного дела. Буровая из кустарной мастерской с применением ручного труда превращается в современное механизированное предприятие с высокой производительностью.