А пока надо готовиться, учиться, искать, вести разведку, бурить в таких условиях. Уже существуют новые ветви геологоразведочного бурения: морское, антарктическое, сверхглубокое. В лабораториях НИИ и КБ зарождаются почти фантастические ветви: селеноразведочное, планеторазведочное…
Мы уже рассказали, хотя и коротко, о достижениях сверхглубокого бурения. Теперь рассмотрим еще три ветви бурового дерева: бурно развивающееся в научном и практическом плане морское бурение; в основном научно-исследовательское по цели и по способу осуществления антарктическое; фантастическое и одновременно реальное космическое бурение вне Земли. Во всех этих видах бурения уже проступают черты специалиста-буровика будущего.
Чтобы детальнее ознакомиться с этими областями науки и техники, мы воспользуемся следующим методом. Зададим интересующие нас вопросы авторитетным специалистам, среди которых: министр геологии СССР, доктор технических наук, профессор Евгений Александрович Козловский; проректор Ленинградского горного института, доктор технических наук, профессор Борис Борисович Кудряшов; ректор Тюменского индустриального института, доктор технических наук, профессор Виктор Ефимович Копылов, другие ученые и даже… французский исследователь, океанолог Клод Риффо. Взять своеобразные «интервью» у этих ученых, получить ответы на интересующие наших читателей вопросы помогли нам их книги, научные труды, доклады и выступления на совещаниях, публикации в журналах и газетах.
Морское бурение«О, если бы все труды, заботы… были бы обращены на пользу мирного и ученого мореплавания, не токмо были бы уже открыты давно известные земли в обитаемом свете… но могли бы быть обнаружены неустанным усердием людей тайны дна морского» (М. В. Ломоносов).
«Океан — это самое настоящее Эльдорадо… которым нелегко овладеть» (Клод Риффо. «Будущее — океан»).
Проникнуть под морское дно — мечта прошлого и быль настоящего.
Морское бурение, хотя оно и имеет весьма короткую историю, измеряемую всего несколькими десятилетиями, тем не менее уже прошло ряд принципиально различающихся этапов: искусственные острова — стационарные, самоподнимающиеся, погружные, полупогружные буровые установки — буровые суда — подводные буровые установки (рис. 33). Процесс развития методов и технических средств для бурения при поисках, разведке и особенно при эксплуатации морских месторождений (в первую очередь месторождений нефти и газа) идет настолько бурно, что самые современные конструкции буровых установок в ближайшем будущем могут стать уже «историческими экспонатами».
Рассмотрим некоторые из этих этапов.
Первые попытки подобраться к морской нефти заключались в простой идее осушения мелководной богатой нефтеносной площади моря и в последующем бурении здесь скважин. Так, в частности, началось бурение на Каспийском море.
«Мы — на Биби-Эйбате, где люди отнимают у моря часть его площади для того, чтобы освободить из-под воды нефтеносную землю. Каменная плотина отрезала у Каспия большой кусок, образовался тихий пруд, среди него дерзко возвышаются клетки буровых вышек, в клетках возится, поскрипывает железо, просверливая морское дно, мощные насосы выкачивают мутно-зеленую воду пруда в море, взволнованное дерзостью людей» (А. М. Горький. Очерк «По Союзу Советов» в журнале «Наши достижения», 1928 г.).
Впервые подводное бурение с нефтяной вышки, установленной на платформе со свайным основанием, проводилось в 1933 г. на озере Маракаибо в Венесуэле. Затем, в 1936 г. такие же вышки появились и в Мексиканском заливе, где соорудили буровые площадки, соединенные с берегом деревянными эстакадами. Промышленная же эксплуатация подводных нефтяных залежей началась в 1938 г. у побережья штата Луизиана (США). Систематическими поисками подводных нефтяных месторождений занялись значительно позже — в 1954 г., и с тех пор во всем мире пробурено более 10 тысяч морских нефтяных скважин.
Уже давно эксплуатируются нефтяные месторождения на Каспийском море в СССР. При этих словах в памяти читателя встает свайный город Нефтяные Камни… Стальные эстакады, соединяющие буровые вышки с берегом, протянулись здесь на сотни километров (рис. 34).
Необходимо, однако, прежде чем мы подробнее рассмотрим этапы истории морского бурения, сказать несколько слов о тех специфических трудностях, которые связаны с работой в море и осложняют освоение подводных месторождений.
Главные проблемы обусловлены наличием мощного водного слоя на пути к нефтяному месторождению, а также подвижностью этого слоя — волнами и течениями. А буровую необходимо постоянно удерживать на заданном месте, иначе произойдет авария. И точное определение этого места — тоже проблема не из легких. Значительную сложность представляют, осмотр и обслуживание бурового оборудования, особенно если оно установлено на больших глубинах, — знание характеристик дна в глубоководных районах, как правило, приблизительное. Нужны также средства и способы доставки людей для контроля на такие глубины.
Приходится помнить, наконец, что море — это стихия. Оно опрокидывает, уничтожает, разъедает рукотворные сооружения, не дает легко себя победить… Газеты, радио, телевидение сообщали о сметенных штормовыми валами буровых платформах в Северном море и Мексиканском заливе, о затонувших вблизи норвежских берегов буровых судах с оборудованием для морских нефтепромыслов, о разрушенном волнами гигантском резервуаре для нефти, обломки которого ушли на дно Бискайского залива. Известны и другие такие же драматические истории, связанные с освоением нефтяных богатств морей и океанов. Степень риска из-за неожиданных капризов стихии на море гораздо выше, чем на суше. Да и капитальные вложения должны быть более значительными, хотя прибыль может оказаться ниже среднего уровня для нефтяной промышленности в целом.
Далее. При разведке и эксплуатации морских нефтяных месторождений приходится не только решать задачи, лежащие в области техники, но и думать о том, как предотвратить загрязнение окружающей среды. А это далеко не всегда удается. Так, при случайном взрыве на буровой вышке в проливе Санта-Барбара прорвало трубопроводы и прекрасные пляжи Калифорнии покрылись слоем нефти. После этого были разработаны специальные меры, призванные уменьшить вероятность подобных аварий, но соблюдение этих мер привело к удорожанию разведки и эксплуатации морских месторождений.
И наконец, для того чтобы вести бурение с поверхности моря, необходимо иметь соответствующее буровое оборудование: вышку, двигатели, насосы, трубы, а также запас промывочной жидкости и многое другое. Размещение и монтаж всего этого оборудования — задача крайне нелегкая. Кроме того, необходимо обеспечить стабильное положение буровой установки относительно дна в горизонтальной и вертикальной плоскостях, иначе произойдет авария. На море это сделать неизмеримо сложнее, чем на суше.
Освоение морских месторождений нефти со стальных островов в море, связанных с берегом эстакадами, получило наибольшее распространение в СССР, США и Венесуэле.
Следующим шагом стало создание буровых платформ, которые буксируются в нужную точку и устанавливаются на месте с помощью выдвижных «ног», опирающихся на дно (рис. 35, а). Такие «ноги» делают платформу весьма устойчивой. Этот класс установок назван СПБУ — самоподъемные плавучие буровые установки. Первенца подобных установок в нашей стране назвали «Апшерон».
«Строго говоря, это судно. Но что бы вы сказали, встретив в открытом море судно, стоящее… на четырех ногах? Да еще при этом его днище, облепленное ракушками, находилось бы метрах в десяти над вашей головой?..