Покорители земных недр

Безъякорная система глубоководного морского и океанического бурения, т. е. проходка скважин с помощью оборудования, установленного на борту специального бурового судна, применялась до последнего времени только для исследовательских целей. Хотя такая буровая и не столь устойчива, как полупогружная платформа, и в значительной степени зависит от погоды и волнения, зато она гораздо мобильнее. Правда, как показывает опыт, затраты на бурение с такого специального судна оказываются выше, в частности, из-за большей численности обслуживающего персонала. Буровому судну еще в большей степени, чем полупогружной платформе, необходима система динамической фиксации положения. Без этого не обойтись при бурении на глубинах моря, превышающих 300-метровую отметку.

В конце весны 1983 г. в арктических морях нашей страны начали нефтяную разведку «плавучие геологи» — буровые суда (рис. 35, в) «Валентин Шашин» и «Виктор Муравленко». Эти суда, эта техника на целую ступень выше, чем «Шельфы». Суда глубоководного бурения буквально начинены электроникой, компьютерами, дисплеями, телемониторами. «Мозг» корабля — это кабинет динамического позиционирования, или коротко, как принято у морских геологов, — ДиПи. Динамическое позиционирование — это маневрирование с очень высокой точностью, а кабинет ДиПи — это по сути дела вычислительный центр с системой из трех ЭВМ: первая работает, вторая контролирует работающую, третья резервная. Стоимость этого «мозга» составляет около 50 % общей J стоимости бурового судна (!).

При бурении скважины судно должно находиться строго в одной точке. А в суровых северных морях ветры, волны, льды — повседневные спутники. И тут вступает в действие ДиПи — перед ЭВМ ставится задача держать судно в определенной точке. Учитывая данные всевозможных приборов о силе ветра, течений, волн, другую необходимую информацию, электронная машина выдает команды на подруливающие устройства в носовой и кормовой частях и на основные винты, которые и удерживают 150-метровую махину судна над заданной для бурения точкой.

А тем временем идет бурение… Вышка 57-метровой высоты с буровым оборудованием смонтирована в центре палубы и является единым целым с корпусом корабля. Эта техника позволяет бурить под толщей воды до 300 м скважины глубиной до 6000 м. Буровой мастер по показаниям приборов анализирует ситуацию и следит за процессом, за тем, что происходит в скважине и на ее устье. В море нет мелочей, на которые можно махнуть рукой, не может быть «береговых» отступлений и поблажек; от стоящего на вахте порой зависит жизнь судна и экипажа…

На буровом судне — две команды: моряков и буровиков, а цель одна — проходка скважины до заданной глубины в заданном месте. Поэтому Министерством газовой промышленности разработан и утвержден важный документ — Положение о буровых судах и штатное расписание единых экипажей буровых судов. Так, к уже привычным понятиям «морская геология», «морской геолог» прибавилось новое — «морской бурильщик», характерными чертами которого наряду со знаниями и умением являются морское мужество и смелость.

Наибольшим техническим достижением в морском бурении является решение задачи поиска устья скважины на дне моря после подъема из нее бурильной колонны на поверхность. Долгое время считалось, что если поднять колонну труб из скважины, то ввести ее вновь в то же устье уже невозможно. Платформа или буровое судно не остаются неподвижно на одном месте над устьем — входом в скважину. На них действуют течения, волны, ветер, плавающие льдины, да и сама многосотметровая гибкая колонна не занимает строго вертикального положения и изгибается под влиянием собственного веса и тех же воздействий. Французский ученый Клод Риффо сложность этой задачи образно формулирует так: «…попасть концом многокилометровой, колонны в устье скважины — это все равно, что в ночное время при ветре со скоростью 5—10 км/час пытаться опустить с вершины Эйфелевой башни соломинку 300-метрозой длины в фужер шампанского, стоящий у ее подножия (добавим, что соломинка, по аналогии с буровой колонной, должна быть составной)».

Однако эта сложнейшая проблема вторичного ввода буровой колонны в скважину была решена. С судна, оборудованного системой динамического позиционирования, нижний конец колонны бурильных труб направляется с помощью гидроакустических приборов в сторону специального металлического конуса, указывающего местоположение устья скважины (рис. 36). При этом на колонне у долота устанавливают гидроакустический приемоизлучатель, а на конусе — гидроакустические буи-ответчики. Но это, естественно, всего лишь начало. Впереди предстоит еще очень большая работа по освоению соответствующих технологических процессов.

Специалисты, инженеры и ученые работают и над проектами будущего, ищут принципиально новые технические решения, которые учитывали бы в максимальной степени специфику подводного бурения и добычи нефти. Так, есть предложение отказаться от традиционных буровых платформ над поверхностью моря и перенести все необходимое оборудование на морское дно. Осуществление такой идеи дает большие преимущества: во-первых, отпадает необходимость в строительстве громоздких буровых площадок (резко удорожающих работы), а во-вторых, любые глубины практически становятся доступными. Специалисты предлагают различные способы обслуживания расположенного на дне оборудования, но в конечном счете имеются только два способа — этими делами занимается либо человек (рис. 37), либо управляемые на расстоянии (или автономные) автоматические устройства — роботы.

Клод Риффо предполагает, что «к 2000-му году подводные нефтепромыслы будут представлять собой разбросанные здесь и там по дну капсулы, стоящие над устьями скважин, к которым периодически будут подплывать специальные аппараты с обслуживающим персоналом». Существуют и другие проекты подводных буровых и нефтепромыслов. Однако в ближайшее время эти проекты вряд ли удастся осуществить. На сегодняшний день подводные буровые установки, расположенные в пределах континентального шельфа, еще уступают по техническим и экономическим показателям установкам, работающим с водной поверхности. Трудно отказаться от апробированных технических приемов, даже если с ними связаны определенные трудности. Не легко перейти на совершенно другой путь — ведь он полон разных новых непредвиденных осложнений и случайностей, которые таит в себе все новое. Ученые считают, что к середине следующего века мы, вероятно, забудем, как выглядят гигантские платформы. Поверхность морей обретет первозданный вид. Но глубоко под волнами будут неустанно трудиться автоматы, доставляя людям бесценный дар природы — нефть.

А пока что инженеры и ученые совершенствуют уже существующую технику для морского бурения — одного из перспективнейших направлений нашей профессии. Нет возможности описать, даже упомянуть все проекты.

Остроумную идею разрабатывают норвежские ученые. Они предложили превратить айсберг в плавучую платформу для бурения нефтяных скважин в арктических водах. С этой целью блок льда в виде цилиндра диаметром 200 м и высотой 60 м отделяется от ледяного массива и «заковывается» в железобетонную оболочку. Система хорошо держится на плаву. Температура ледяного основания сохраняется постоянной на протяжении длительного времени при минимальном расходе энергии. По подсчетам экономистов «ледяная плавающая буровая установка» обойдется в несколько раз дешевле традиционных нефтяных платформ. На первый взгляд этот проект выглядит малореальным. Но ведь разрабатывает его крупнейший норвежский концерн «Акер» и проект демонстрировался на международной выставке оборудования для добычи нефти на морском шельфе в городе Ставангере (Норвегия)?!