Статьи

История бурения артезианских скважин

Сейчас сложно сказать, когда была пробурена первая в мире артезианская скважина. Технически, эксплуатационное бурение на подземную воду, человек осуществляет уже многие столетия. Около 3,5 тыс. лет назад, процветающая древнеегипетская цивилизация, разрабатывала водяные пласты земных недр. Именно к этому периоду относятся многочисленные археологические находки в долине Нила, связанные с бурением.

Египтяне применяли ударно-штанговый способ. Живой мышечной силой рабов либо скотины уравновешивалась изогнутая деревянная мачта, являвшаяся пружиной буровой установкой, а породоразрушающий инструмент, имевший вид остроконечного камня, на канате спускался в забой. Проходка велась возвратно-поступательными движениями за счет упругости конструкции.

Ударно-канатный способ позднее стал применяться в Китае. Описанная Конфуцием более 2,5 тыс. лет назад технология, получила документальное подтверждение, при этом тонкости процесса содержались мастерами в строгом секрете. Остаётся только догадываться, как при помощи бамбуковых снарядов с металлическими долотами и тростниковых канатов, буровикам древности удавалось достигать глубин до 900 м. Получаемые скважины диаметром 120-150 мм, чаще всего, изготавливались для добычи соляных растворов.

Существование основной массы гидротехнических сооружений древности, подтверждается только рукописями их современников, текстами на камнях, а также фрагментами конструкций. Лишь некоторые из них сохранились до настоящего времени. Например, артезианская «Скважина Иосифа» на территории Каира. По не некоторым оценкам её возраст более 3 тыс. лет, а глубина составляет 88 м. Строительство источника осуществлялось около двух лет во время семилетней Библейской засухи. «СкважинаИосифа» признана историко-архитектурным памятником человечества.

Несмотря на то, что первые свидетельства бурового ремесла создавались сотни лет назад, своё название артезианские источники получили в XII веке. На северо-востоке Франции в провинции Артуа, входящей теперь в департамент Па-де-Кале, местными жителями, бурившими глубокий колодец, был вскрыт напорный горизонт. Фонтанирующий источник отличался отменным качеством воды, характерным для этого региона. Это была первая в мире артезианская скважина. События 1126 г, происходившие в Артуа ( «Artesia» на латыни), послужили отправной точкой названию самоизливающихся месторождений подземной воды, обсаженных трубой.

Становление индустрии бурения

Согласно определению, артезианские воды при вскрытии горизонта не всегда фонтанируют, но поднимаются выше водоупорной кровли. Зажатые между двух водоупорных слоев они перетекают по пустотам или трещинам горных пород, надежно защищённые от внешних загрязнений. Благодаря своей природной чистоте, а также возможности добычи во многих местах удалённых от поверхностных источников, подземные воды всегда вызывали интерес человека. Их разработка сдерживалась только технологическими трудностями, отсутствием подходящих материалов и механизмов.

Ситуация стала значительно меняться, после вступления в эру научно-технического прогресса — когда увеличивающееся водопотребление, совпало с ростом городской инфраструктуры и производственного сектора.

Примечательна ситуация по организации водоснабжения бурно развивающегося Парижа XIX века. Для решения этого вопроса в 1818 г. министерство земледелия Франции выделило немалые средства, создав фонд финансирования строительства водоподъёмных скважин. Тогда, при помощи ударно-штангового бурения с ручным приводом, было построено значительное количество артезианских скважин. Так, в 1830 г. Дегуссе достиг горизонта 120 м, а буровой мастер Мюло в 1841 г. – 548 м. Скважина Мюло оказалась напорной. При вскрытии водоноса, вверх на 33 м ударил фонтан. В 1855 г. был разработан питьевой источник, выдававший 15 тыс.   м³ /сутки с глубины 528 м.

История артезианского бурения-2

На Руси буровое ремесло начало развиваться ориентировочно в IX веке Ударно-штанговый метод изначально применялся для добычи солевого раствора. Обсадка производилась пустотелыми стволами деревьев, защищенными от агрессивной жидкости промасленной тканью. Подаваемый на поверхность рассол, тут же выпаривался в специальных печах. Подобный производственный комплекс — солевая варница, согласно княжеской грамоте Святослава Олеговича от 1137 г., был передан в дар Софийскому собору.

С XVII века российские мастера пользовались рукописным пособием по бурению скважин – «труб».«Роспись, как зачать делать новую трубу на новом месте» собрала воедино весь богатый отечественный опыт отрасли – описания инструмента, установок, методов геологоразведки, технологические процессы, аварийные ситуации, а также терминологию, преимущественно российского происхождения.

Как и в европейских странах, индустриальный прогресс XIX века способствовал спросу и предложению на глубокие известняковые скважины. Одесское «Общество артезианских фонтанов», начав свою деятельность на профессиональной основе с 1831 г., пробурило 4 скважины от 36 до 189 м. Новые питьевые источник значительно упростили проблему водоснабжения приморского города.

В течение XIX века артезианские месторождения разрабатывались практически во всех крупных городах, испытывавших потребность в воде, таких как:

  • Петербург — 1831-1832 гг. ;
  • Царское Село, Керчь, Симферополь — 1833 г.;
  • Тамбов, Казань, Евпатория -1834 г.;
  • Астрахань — 1836 г.;
  • Киев — 1844 г.;
  • Москва — 1876 г.

Некоторые важные этапы развития артезианского бурения

Дальнейшее совершенствование добычи подземной воды, как и всего бурового ремесла, было напрямую связано с внедрением научных новшеств. Часто инновации разрабатывались на нефтедобывающих промыслах, что не мешало им использоваться при освоении межпластовых водоносов.

Американский инженер Д. Поуэлл в 1858 г. придумал применение паровому двигателю, для бурения артезианских скважин. Его метод предполагал, также обсадку ствола дубовыми трубами и позволил достичь глубины 350 м.

История артезианского бурения-3

Практически в это же время, российский инженер Д.Г. Романовский в 1859 г. первый в России опробовал паровую тягу на отечественных буровых. Уже к 1883 г. подобная механизация стала использоваться повсеместно, что означало окончательный приход эры машин.

Швейцарец Георг Лешо испытал алмазное бурение в 1862 г. Позднее его сын Рудольф усовершенствовал как рабочий инструмент, так и сам метод подачи. Он предложил задействовать вместо ударного принципа, вращательный.

С 80-х годов XIX века используется вращательное бурение, с промывкой забойной зоны глинистым раствором, впервые выполненное в Новом Орлеане.

Начиная с 1901 г. паровые приводы на Бакинских нефтепромыслах заменялись электродвигателями.

Шарошечное долото создано в 1909 г. Американский инженер Хьюз придумал долото, крутящий момент которого, преобразуется в высокочастотную ударную работу зубьев шарошек.

Первые турбобур, вращаемый промывочной жидкостью, разработан в 1922 г. советским конструктором М.А. Капелюшниковым.

Эти и многие другие технологии, получив дальнейшее развитие, повсеместно стали задействоваться современниками при бурении скважин на известняк.

Появление мобильных установок

Несомненно, существенным преимуществом добычи подземной воды перед разработкой нефтяных месторождений, является её относительная близость к дневной поверхности. Следовательно, для работы требуется менее мощное и громоздкое оборудование, которое можно, снабдив самоходным, шасси сделать мобильным. Этот фактор, а также растущие потребности в геологических изысканиях привели к созданию в XX веке передвижных буровых установок. Самоходные комплексы, наряду с общим совершенствованием технологий, стали дальнейшим стимулом расширения географии артезианских источников.

Механический завод г. Щигры Курской области в 1927 г. выпустил первый буровой станок КМА-300 для разведочных нужд, а с 1935 г. стали производиться мобильные станки УА-75 ударного бурения.

Буровая самоходная установка РБ-400/ТВС сконструирована на базе гусеничного трактора ЧТЗ-65. Её производство начато в 1948 г. Дальняя переброска тяжёлого оборудования, осуществлялась на железнодорожных платформах, но местные передвижения, машина могла выполнять самостоятельно со скоростью 4 км/ч вперёд и 2 км/ч задним ходом.

История артезианского бурения-УРБ2А2

Уже более полувека отечественные буровики успешно используют одну из самых надёжных установок УРБ 2А2, способную выполнять поставленные задачи даже в условиях Якутии и Ямала. Благодаря ей, появилась возможность устройства артезианских скважин на небольших удалённых участках в сжатые сроки. Оборудование монтируется на многие самоходные подвижные платформы, включая автомобильные, гусеничные и понтонные. УРБ 2А2 осуществляет роторное бурение с промывкой, благодаря которому удается достичь высоких скоростей проходки при максимальной механизации процесса, а также с продувкой и шнековое.

Наша компания  так же не стоит в стороне от лучших достижений наших предков, воплощая пожелания заказчиков, как в обычной, так и в самой сложной гидрогеологической обстановке.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

− 1 = 6