Под покровом мантии

Все, что вынимается из скважины, подвергается детальнейшему исследованию. Геологи всех направлений изучают эту породу для того, чтобы дать потом рекомендацию будущим исследователям — что встретят они на этих глубинах, когда будут бурить новые скважины в некотором отдалении от опорной структурной скважины.

Но и этим не кончается исследование. Когда бурение скважины заканчивается, ее исследуют геофизики, чтобы уточнить все разнообразие физических свойств горных пород: магнитных и электрических, силу тяжести и радиоактивность — для того, чтобы потом, в другом месте, применяя эти же способы, правильно расшифровывать сигналы, идущие из глубин.

В США такие структурные опорные скважины пробуривались на значительных пространствах в шахматном порядке, примерно в 25 километрах друг от друга. В нашей стране государственная сеть структурных скважин имеется в районах Волго-Уральской нефтеносной области и во многих других участках Европейской части СССР. Некоторое количество скважин пробурено в Западной Сибири, в новых промышленных нефтеносных районах, однако значительные пространства нашей страны еще пока не имеют сети опорных структурных скважин.

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. По расчетам, этот раствор должен был заглушить фонтан грязи, но ликвидировать аварию сразу не удалось. Новые и новые меры принимали бурильщики для того, чтобы заглушить вырывавшийся из недр мощный поток грязи и газа.

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 легко вытащил меч. Сиггейр просил Сигмунда продать ему этот меч, но Сигмунд, смеясь, сказал: «Ты мог добыть его бесплатно. Раз я вытащил, значит мне им и владеть».

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.