БУРЕНИЕ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН
КРАТКАЯ ИСТОРИЯ БУРЕНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН
На основании археологических находок и исследований установлено, что первобытный человек около 25 тыс. лет назад при изготовлении различных инструментов сверлил в них отверстия для прикрепления рукояток. Рабочим инструментом при этом служил кремневый бур.
В Древнем Египте вращательное бурение (сверление) применялось при строительстве пирамид около 6000 лет назад.
Первые сообщения о китайских скважинах для добычи воды описаны около 600 г. до н.э. Скважины сооружались методом ударного бурения и достигали глубины 900 м. В 221...263 гг. н.э. в Сычуане из скважин глубиной около 240 м добывали газ, который использовался для выпаривания соли. Все это свидетельствует о том, что буровые работы велись не только с целью добычи соли, но и с целью добычи нефти и газа.
Бурение первых скважин в России относится к IX веку и связано с добычей растворов поваренной соли в районе г. Старая Русса. Соляной промысел получил большое развитие в XV ... XVII вв., о чем свидетельствуют обнаруженные следы буровых скважин в окрестностях г. Соликамска. Их глубина достигала 100 м при начальном диаметре скважин до 1 м.
Стенки скважин часто обваливались. Поэтому для их крепления использовались или полые стволы деревьев или трубы, сплетенные из ивовой коры. В конце XIX века стенки скважин стали крепить железными трубами. Их гнули из листового железа и склепывали. При углублении скважины трубы продвигали вслед за буровым инструментом (долотом); для этого их делали меньшего диаметра, чем предшествующие. Позднее эти трубы стали называть «обсадным». Конструкция их со временем была усовершенствована: вместо клепанных они стали цельнотянутыми с резьбой на концах.
Первая скважина в США была пробурена для добычи соляного раствора близ г. Чарлстона в Западной Вирджинии в 1806 году. При дальнейших поисках рассолов в 1826 г. близ г. Бернсвилла в штат Кентукки случайно была найдена нефть.
Первые упоминания о применении бурения для поисков нефти относятся к 30-м годам XIX века. На Тамани, прежде чем рыть нефтяные колодцы, производили предварительную разведку «буравом вдавливая оный и подливая немного воды, дабы он ходше входил и по вынятию оного, есть ли будет держаться нефть, то на сем месте начинали копать четырехугольную яму».
В декабре 1844 г. член Совета Главного Управления Закавказского края В.Н. Семенов направил своему руководству рапорт, где писал о необходимости «... углубления посредством бура некоторых колодцев... и произведения вновь разведки на нефть также посредством бура между балаханскими, байбатскими и кабристанскими колодцами». Как признался сам В.Н. Семенов, эту идею подсказал ему управляющий бакинских и ширванских нефтяных и соляных промыслов горный инженер Н.И. Воскобойников. В 1846 г. министерство финансов выделило необходимые средства, и были начаты буровые работы. О результатах бурения говорится в докладной записке: «на Биби-Эйбате пробурена скважина, в которой найдена нефть». Это была первая нефтяная скважина в мире!
Незадолго до этого в 1846 г. французский инженер Фовель предложил способ непрерывной очистки скважин - их промывку. Сущность метода заключалась в том, что с поверхности земли по полым трубам в скважину насосами закачивалась вода, выносящая кусочки породы наверх. Этот метод очень быстро получил признание, т.к. не требовал остановки бурения.
Первая нефтяная скважина в США была пробурена в 1859 г. Сделал это в районе г. Тайтесвилл, штат Пенсильвания Э. Дрейк, работавший по заданию фирмы «Сенека ойл компани». После двух месяцев непрерывного труда рабочим Э. Дрейка удалось пробурить скважину глубиной 22 м, но она дала-таки нефть.
Многие страны связывают рождение своей нефтяной промышленности с бурением первой скважины, давшей промышленную нефть. Так, в Румынии отсчет ведется с 1857 г., в Канаде - с 1858 г., в Венесуэле - с 1863 г. Рождение российской нефтяной промышленности принято отсчитывать от 1964 г., когда на Кубани в долине реки Кудако А.Н. Новосильцев начал бурить первую скважину на нефть (глубиной 55 м) с применением механического ударно-канатного бурения.
На рубеже 19 – 20 веков были изобретены дизельный и бензиновый двигатели внутреннего сгорания. Внедрение их в практику привело к бурному развитию мировой нефтедобывающей промышленности.
В 1901 г в США впервые было применено вращательное роторное бурение с промывкой забоя циркулирующим потоком жидкости. Необходимо отметить, что вынос выбуренной породы циркулирующим потоком воды изобрел в 1848 г. французский инженер Фовель и впервые применил этот способ при бурении артезианской скважины в монастыре св. Доминика. В Росси роторным способом первая скважина была пробурена в 1902 г. на глубину 345 м в Грозненском районе.
Одной из труднейших проблем, возникших при бурении скважин, особенно при роторном способе, была проблема герметизации затрубного пространства между обсадными трубами и стенками скважины. Решил эту проблему русский инженер А.А. Богушевский, разработавший и запатентовавший в 1906 г. способ закачки цементного раствора в обсадную колонну с последующим вытеснением его через низ (башмак) обсадной колонны в затрубное пространство. Этот способ цементирования быстро распространился в отечественной и зарубежной практике бурения.
В 1923 г. выпускник Томского технологического института М.А. Капелюшников в соавторстве с С.М. Волохом и Н.А. Корнеевым изобрели гидравлический забойный двигатель - турбобур, определивший принципиально новый путь развития технологии и техники бурения нефтяных и газовых скважин. В 1924 г. в Азербайджане была пробурена первая в мире скважина с помощью одноступенчатого турбобура, получившего название турбобура Капелюшникова.
Особое место занимают турбобуры в истории развития бурения наклонных скважин. Впервые наклонная скважина была пробурена турбинным способом в 1941 г. в Азербайджане. Совершенствование такого бурения позволило ускорить разработку месторождений, расположенных под дном моря или под сильно пересеченной местностью (болота Западной Сибири). В этих случаях бурят несколько наклонных скважин с одной небольшой площадки, на строительство которой требуется значительно меньше затрат, чем на сооружение площадок под каждую буровую при бурении вертикальных скважин. Такой способ сооружения скважин получил наименование кустового бурения.
Хотя коммерческая добыча нефти впервые началась во второй половине девятнадцатого века, на протяжении веков нефть добывалась людьми, которые жили в разных уголках мира, где нефть просачивалась на поверхность. В России первое письменное упоминание о получении нефти появилось в шестнадцатом веке. Путешественники описывали, как племена, жившие у берегов реки Ухты на севере Тимано-Печорского района, собирали нефть с поверхности реки и использовали ее в медицинских целях и в качестве масел и смазок. Нефть, собранная с реки Ухты, впервые была доставлена в Москву в 1597 году.
Нефтяные поля
В 1702 году царь Петр Первый издал указ об учреждении первой регулярной российской газеты «Ведомости». В первом выпуске газеты была опубликована статья о том, как была обнаружена нефть на реке Сок в Поволжье, а в более поздних выпусках была информация о нефтепроявлениях в других районах России. В 1745 г. Федор Прядунов получил разрешение начать добычу нефти со дна реки Ухты. Прядунов также построил примитивный нефтеперегонный завод и поставлял некоторые продукты в Москву и Санкт-Петербург.
Нефтепроявления также наблюдались многочисленными путешественниками на Северном Кавказе. Местные жители даже собирали нефть с помощью ведер, вычерпывая ее из скважин глубиной до полутора метров. В 1823 году братья Дубинины открыли нефтеперерабатывающий завод в Моздоке для переработки нефти, собираемой с близлежащего Вознесенского нефтяного месторождения.
Нефте- и газопроявления были зафиксированы в Баку, на западном склоне Каспийского моря арабским путешественником и историком еще в десятом веке. Марко Поло позднее описывал, как люди в Баку использовали нефть в медицинских целях и для проведения богослужений. С четырнадцатого века нефть, собираемая в Баку, экспортировалась в другие страны Среднего Востока. Первая нефтяная скважина в мире была пробурена на Биби-Айбатском месторождении вблизи Баку в 1846 году, более чем на десятилетие раньше, чем была пробурена первая скважина в США. С этим событием связывают начало современной нефтяной промышленности.
Рождение нефтяной промышленности
В Бакинском регионе находилось много больших месторождений с относительно легко извлекаемыми запасами, но транспортировка нефти до рынков сбыта была трудной и дорогой. Братья Нобель и семейство Ротшильдов сыграли ключевую роль в развитии нефтяной промышленности в Баку, бывшего в то время частью Российской империи. Промышленность стремительно развивалась, и на рубеже веков на долю России приходилось более 30% мировой нефтедобычи. Компания Шелл Транспорт и Трейдинг, которая позже стала частью Роял Датч/Шелл, начала свой бизнес с перевозок нефти, добываемой Ротшильдами, в Западную Европу.
Революция 1917 года негативно сказалась на добыче нефти в России, ситуация еще более ухудшилась с национализацией нефтяных месторождений в 1920 году. Братья Нобель продали значительную часть своих российских активов компании Стандард Ойл из Нью-Джерси, которая позже превратилась в компанию Экссон. Стандард Ойл выступала против решений о национализации нефтяных месторождений и отказывалась сотрудничать с новым советскимправительством. Но другие компании, включая Вакуум и Стандард Ойл из Нью-Йорка, которые позже превратились в компанию Мобил, вкладывали деньги в Россию. Продолжающийся приток западного капитала помог восстановлению нефтедобычи в России, и с 1923 года экспорт нефти вернулся на дореволюционный уровень.
Портрет Эммануила Нобеля
Портрет Роберта Нобеля
Портрет главного нобелевского менеджера К.Э.Видерстрёма
Почти обузданный нефтяной фонтан
Нефтяные вышки на нефтяных месторождениях Нобеля в Баку
Нефтяные месторождения в Балаханах
Попытка обуздать нефтяной фонтан выбрасывающий 20000 тонн в сутки
Панорама завода Нобеля в Баку
Завод братьев Нобелей, Баку
Роберт и Людвиг Нобели со своими сотрудниками в Баку
В часы досуга
Вечер в клубе Балаханы
Жены сотрудников Нобеля в Баку за рукоделием
Игра в карты у себя дома с Аманом
Врачи и школьный персонал на нефтяных объектах Нобеля в Баку
Прогулка на новом автомобиле
Рождественский ужин
Рождественский ужин
Сотрудники нобелевского предприятия
Рост советской нефтяной промышленности
Каспий и Северный Кавказ оставались центром советской нефтяной промышленности вплоть до Второй мировой войны. Растущая добыча удовлетворяла потребности индустриализации России. Контроль добычи нефти в Баку, отсечение Советского Союза от добычи в этом регионе были основной стратегической задачей Германии во время войны. Добыча нефти на Каспии снова начала расти после войны, и в 1951 году достигла рекордного уровня в 850 000 баррелей в день. Баку оставался крупным промышленным центром, около двух третей советского нефтяного оборудования производилось в этом регионе.
В это же время советские планирующие органы начали развивать разведочные работы в Волго-Уральском регионе, который начинали разрабатывать еще в тридцатых годах. Месторождения в регионе зачастую находились недалеко от транспортной инфраструктуры, и их геология не была особенно сложной. С пятидесятых годов добыча с новых месторождений составляла около 45% от общей добычи Советского Союза. Широкомасштабные инвестиции в регион быстро окупались, что способствовало серьезному росту добычи нефти в СССР. Дополнительные тонны нефти шли на удовлетворение потребностей новых заводов, которые были построены в период с 1930-х по 1950-е годы. Омский завод был открыт в 1955 году и в дальнейшем превратился в один из крупнейших нефтеперерабатывающих заводов в мире.
Рост добычи позволил Советскому Союзу наращивать экспорт нефти значительными темпами. Москва стремилась максимизировать валютные поступления от экспорта нефти и активно боролась за увеличение своей доли на мировом рынке. В начале 1960-х годов Советский Союз вытеснил Венесуэлу со второго места по добыче нефти в мире. Выброс больших объемов дешевой советской нефти на рынок вынудил многие западные нефтяные компании снизить цены на нефть, добываемую на Ближнем Востоке, уменьшая таким образом платежи за пользование недрами правительствам стран Ближнего Востока. Это уменьшение доходов было одной из причин создания Организации Стран Производителей Нефти (ОПЕК).
Упадок советской нефтяной промышленности
После достижения феноменальной добычи из месторождений Западно-Сибирского бассейна советская нефтяная промышленность стала проявлять признаки упадка. Западно-Сибирские месторождения были относительно дешевы в разработке и давали существенный выигрыш за счет своих размеров, а советские плановые органы отдавали приоритет максимизации краткосрочной, а не долгосрочной нефтеотдачи. Производственные объединения стремились добыть как можно больше нефти с месторождений с тем, чтобы выполнить план по добыче, при этом не учитывалось влияние последствий разработки на состояние месторождений, бурилось слишком много скважин и закачивалось слишком много воды.
К середине 1970-х годов в Москве уже поняли, что назревает падение добычи. Первое падение, обусловленное хроническим недофинансированием разведки в Западной Сибири, началось в 1977 году, но властям удалось его приостановить за счет очень больших капиталовложений в бурение. Второе падение произошло в период с 1982 по 1986 года. И в этот раз кризис удалось преодолеть за счет увеличения финансирования.
Падение было усугублено экономическим кризисом, который охватил регион в период распада Советского Союза. Развал экономики вызвал резкое падение спроса на нефть внутри страны, а экспортные мощности оставались ограниченными, и поэтому компании были вынуждены продолжать продавать большую долю нефти на внутреннем рынке, зачастую некредитоспособным потребителям. Финансовые трудности компаний спровоцировали резкое снижение объемов новых разведочных работ, объемов бурения и даже объемов капитальных ремонтов существующих скважин. В результате сложилась ситуация, которая привела к дальнейшему неизбежному падению добычи.
Будущее развитие
Добыча нефти в России окончательно прекратила свое падение в 1997 году. Независимые эксперты считают, что Западная Сибирь располагает остаточными запасами более 150 миллиардов баррелей (более 20 миллиардов тонн), и уровень добычи может быть в три раза больше, чем сейчас. Но ситуация осложнена плохими пластовыми условиями на уже разрабатываемых месторождениях и тем, что западносибирские месторождения обычно состоят из большего числа нефтеносных пластов, чем месторождения в других регионах, что осложняет добычу.
Другие провинции также демонстрируют существенный потенциал. Тимано-Печорский бассейн простирается от Урала на востоке до Баренцева моря на севере. Регион характеризуется резким климатом, большая часть запасов относится к категории трудноизвлекаемых и содержит тяжелую нефть. Несмотря на это, остаточные разведанные запасы оцениваются приблизительно в девять миллиардов баррелей (1,25 миллиарда тонн), представляя хороший потенциал развития нефтедобычи в России. Остаточные запасы Восточной Сибири оценены в три миллиарда баррелей (0,45 миллиарда тонн), но неразведанные запасы могут быть в несколько раз больше. Основной проблемой этого региона является удаленность от рынков сбыта и отсутствие транспортной инфраструктуры. Нефтяные запасы острова Сахалин также представляются довольно значительными, но их разработка в наши дни сдерживается высокой капиталоемкостью.
В Бакинском регионе находилось много больших месторождений с относительнолегко извлекаемыми запасами, но транспортировка нефти до рынков сбыта былаитрудной и дорогой. Братья Нобель и семейство Ротшильдов сыграли ключевую роль в развитии нефтяной промышленности в Баку, бывшего в то время частью Российской империи. Промышленность стремительно развивалась, и на рубеже веков на долю России приходилось более 30% мировой нефтедобычи. Компания Шелл Транспорт и Трейдинг, которая позже стала частью Роял Датч/Шелл, начала свой бизнес с перевозок нефти, добываемой Ротшильдами, в Западную Европу. Во второй половине девятнадцатого века нефтяные месторождения стали находить и в других частях страны.
В России первые скважины были пробурены на Кубани в 1864 г. и в 1866 г. одна из них дала нефтяной фонтан с дебитом более 190 т в сутки. Тогда добыча нефти велась в основном монополиями, зависевшими от иностранного капитала. В начале 20 века Россия занимала первое место по добычи нефти. В
1901-1913 г.г. страна добывала приблизительно 11 млн. тонн нефти. Сильный спад произошел во время Гражданской войны. К 1928 году добыча нефти была снова доведена до 11,6 млн. тонн. В первые годы советской власти основными районами нефтедобычи были Бакинский и Северного Кавказа (Грозный, Майкоп).
Добыча нефти посредством скважин начала широко применяться с 60-х г. 19 века. Вначале наряду с открытыми фонтанами и сбором нефти в вырытые рядом со скважинами земляные амбары добыча нефти осуществлялась также с помощью цилиндрических ведер с клапаном в днище. Из механизированных способов эксплуатации впервые в 1865 в США была внедрена глубоконасосная эксплуатация, которую в 1874 г применили на нефтепромыслах в Грузии, в 1876 в Баку.
В 1886 г В.Г. Шухов предложил компрессорную добычу нефти, которая былиспытана в Баку в 1897г.
Более совершенный способ подъема нефти из скважины - газлифт - предложил в 1914 г М.М. Тихвинский.
Нефть искали везде, где она была однажды замечена: на реке Терек на Северном Кавказе, на реке Ухте в Пустоозерском уезде. По заданию Петра I были организованы разведки нефти на севере - в бассейне рек Печоры и Ухты. Больше всего нефтяные источники простирались на Бакинской земле. К 1730 году в Баку были уже сооружены нефтяные промыслы, которые давали по тем временам много нефти. Служивший на Кавказе майор артиллерии И. Гербер описал Бакинские нефтяные промыслы, рассказал о применении добываемой нефти. «Нефть черпаетца из колодезей, которые имеютца полдни езды от Баки в каменистом месте, из которых некоторые колодеза черного и некоторые белаго нефту выбивают: сия нефть развозитца во многих персицких провинциях, где сбыватели окою вместо свечей и масла в лампадах употребляют… У нефтяных колодцев в близости имеется место, где непрестанно земля горит… жгут в оном огне много извести. Работники… в своих избах выроют ямку глубиною полфута, во оную ямку поставят тросник, потом зажженной огонь над верхном конце тросника держат, отчего от земли идущий нефтяной дух зажетца и горит как свеча… и сим оне всех своих изб освещают».
Драгоценная жидкость была предметом весьма оживленной торговли с Персией, через русских купцов вывозилась в Западную Европу. Использовалась нефть и как лечебное средство. Первыми потребителями были пастухи. Они лечили овец и верблюдов от чесотки, смазывая больные места нефтью, собранной в местах ее естественного выхода на поверхность земли. Использовали также в качестве смазки трущихся предметов.
В 1735 г. доктор Н. Лерхе в своем отчете о поездке на Апшеронский полуостров пишет: «… в Балаханы было 52 нефтяных кладезя глубиной в 20 саженей, из коих некоторые сильно бьют и ежегодно доставляют 500 батманов нефти…» (1 батман 8,5 кг).
Академик С.Г. Гмелин изучал в Баку методы сооружения нефтяных колодцев, впервые высказал идею о возможности бурения на газ и использования его как топлива. Описывая колодцы, он отмечает, что глубина нефтяных колодцев в Балаханах в ту пору достигала 40-50 м, а диаметр или сторона квадрата сечения колодца 0,7-1,0 м.
В 1803 г. Бакинский купец Касымбек соорудил два нефтяных колодца в море на расстоянии 18 и 30 м от берега Биби-Эйбата. Колодцы были защищены от воды срубом из плотно сколоченных досок. Нефть добывали из них много лет. В 1825 г. во время шторма колодцы были разбиты и затоплены.
К моменту присоединения Бакинского ханства к России в 1806 г. в районе Баку насчитывалось около 120 колодцев, из которых ежегодно добывали около 200 тыс. пудов нефти.
В 1871 г. началось бурение скважины в районе Баку. В Балаханах на участке А. Мирзоева было завершено бурение скважины ручным ударным способом при помощи деревянных штанг глубиной 64м. Эта скважина явилась начальной вехой развития нефтяной промышленности Апшеронского полуострова.
Во время пробного тартания произошел выброс газа и воды. Внезапное выделение газов, подземный гул, столб песка и воды, вставший над скважиной, были приписаны действию нечистой силы. По приказу бурового мастера скважину быстро забросали камнями и песком, водрузили поблизости крест. В этом году начинает эксплуатироваться первая продуктивная нефтяная скважина глубиной 45 м. Ее дебит составил около 2000 пудов в сутки (колодцы давали в сотни раз меньше нефти, чем скважины) 1872 год явился годом полного прекращения строительства нефтяных колодцев в Бакинском районе и перехода на бурение нефтяных скважин.
Вода – источник жизни, без которого немыслима жизнь. На протяжении всей истории люди разбивали поселения вблизи водоемов и источников. Независимо от количества воды, имеющейся в регионе проживания людей, источники обожествлялись и часто наделялись магической силой. Действительно, подземная вода или вода, бьющая из источника более полезна, способна не только утолять жажду, но и наделять энергией. Уже в наше время доказано, что вода может менять свою энергоинформационную структуру, от чего будут зависеть её целебные свойства. Чем глубже добыта вода, тем она полезнее. В древности также было замечено это свойство, поэтому на поля доставлялась вода по специальной системе водоснабжения и орошения, в результате были большие урожаи.
Бурение скважин в добиблейские времена и в Египте
Первое упоминание о водоносных скважинах имеется в Библии. В «Исходе» глава 17:1-6 говорится о том, что во время перехода народа Израиля из Египта Моисей обращался к Богу, чтобы тот дал воду его народу в пустыне. Моисей ударил жезлом по скале в указанном Господом месте, и забил источник. В данном случае артезианские воды находились близко к поверхности.
Известны скважины для воды в Египте, по найденным артефактам удалось определить их возраст – он составил не менее 5000 лет. Некоторые из скважин даже имеют надпись с датой постройки. В Египте для бурения использовали грубые каменные долота, которые крепились к деревянному шесту.
Несколько позже в древнем Иерусалиме скважины стали неотъемлемой частью городского быта. В городе имелся источник Гихон за укрепленными стенами. Вода собиралась в бассейн, вокруг которого также возвышались мощные стены. Также в Израиле в городе Давида известность получила Шахта Уорена, по некоторым мнениям относящаяся к водопроводной системе. К Гихону вело несколько шахт. Считается, что город существовал еще 12 веке до н.э., тогда же были проведены работы по бурению источника.
Источники воды в Античном мире
В Античном мире также бурили источники. Скважины найдены в районе города Сиракузы, который находился на территории Древне Сицилии. Причем источники в Древней Греции были пробиты и на территории поместий богатых горожан. Правда, эти скважины были неглубокие и не превышали 3 м, то есть с её помощью поднимали грунтовые воды, а скважину бурили шнековым способом. Шнек – это вертикальный винтовой транспортер. В наше время тоже применяется для бурения неглубоких скважин.
Напомним, что в Сиракузах, в свое время жил Архимед, который создал специальное устройство для поднятия морской воды к акведукам, по конструкции напоминающее современный насос. Но был сделано открытие, которое позволяет утверждать, что скважины шнековым способом в Греции бурили еще за 100 лет до рождения Архимеда. Благодаря таким изобретениям в городах была сделан водопровод и канализация. В Риме до сих пор находится в рабочем состоянии канал Клоака Максима, который был построен в 5 веке до н.э. как канализационный. Сегодня он используется для ливневой канализации.
Выдержки из истории бурения Древнего Китая
Наибольшего совершенства достигли технологии в Древнем Китае. В 7 веке до н.э., по упоминаниям Конфуция, бурились скважины более 512 м. В древних манускриптах полностью описана технология бурения. Для разрушения породы применялись зубила, изготовленные из металла и прикрепленные к длинным бамбуковым шестам. Бур поднимался на высоту с помощью канатов и сбрасывался в скважину. Измельченную породу смешивали с водой и вычерпывали из скважины. Такой способ был придуман китайским инженером Ли Пеном. В наше время этот метод также применяется в усовершенствованном виде и называется ударно-канатным способом бурении скважин.
Первые скважины в Европе
Первая известная европейская скважина датирована 1125 годом. Её глубина составляла 121 м. Она расположена в провинции Па-де-Кайес (Франция). В 1818 году во Франции организован специальный фонд бурения скважин из-за массового спроса. В 1833 году была пробурена первая скважина в Париже, в 1839 году ее глубина достигала уже 493 м, в 1841 году – 549 м. На этом уровне под Парижем находится водоносный пласт, а из скважины забил фонтан с высотой 34 м.
Первые скважины в России
В России скважины бурились, прежде всего, для добычи соляного раствора. Нужно сказать, что водозаборные скважины использовались по прямому назначению относительно недолго. Метод бурения начали применять для разведки полезных ископаемых.
Первые скважины для водопотребления были пробурены в 15 веке в Кремле, в 1654 году на территории Троицко-Сергиевой лавры и в Белозере. Особенно актуальны были скважины для добычи соли, такие соляные варницы упоминались в 1136 году в грамоте князя Святослава.
В России к 17 веку имелся даже собственный рукописный учебник по бурению «Роспись как зачать делать новую трубу на новом месте». В этом своде правил был собран многовековой опыт российских бурильщиков. В сборнике давались рекомендации по отбору проб грунта, рассолов и способах устранения аварий. Также имеются сведения о правилах изготовления буров и технологии бурения. Приведены 128 термины, где нет ни одного заимствованного. В среднем практиковались скважины 89 саженей (около 88 метров), что соответствует песчаному горизонту.
Можно отметить и имена легендарных русских инженеров-бурильщиков как Кирилл Арнольд, Вениамин Каяканогов, Георгий Тимофеев. Со временем для бурения стали применяться паровые машины, двигатели. Уже в 19 веке в России пробурено большое количество скважин.
Современное бурение скважин
Можно считать с началом 19 века началась современная история бурения водоносных скважин. Технологии развивались, существенно росли и возможности бурильщиков, а также снижалась стоимость бурения.
В начале 20 века буровые установки представляли собой сугубо механические системы: колонну, дифференциально-винтовые, цепные или рычажные системы для осевого усилия. Со временем установки комплектовались гидравлической подачей, а также системой, позволявшей достигнуть плавного вращения. Буровые установки комплектовались дизель-гидроэлектрическим приводом, а впоследствии и электронным управлением.
История бурения водозаборных скважин связана со следующими изобретениями:
- с изобретением шарошечного долота в США (1909);
- с созданием буровых коронок с армированием резцов (после 1920);
- с использованием мелкоалмазных коронок и долота (после 1940);
Нужно сказать, что совершенствовались только технологии, сам принцип бурения с древности практически не менялся. Кроме того, в настоящее время бурение скважин на воду постепенно ушло на второй план, бурение применяется для добычи полезных ископаемых, а средняя глубина скважины 2-3 км. В истории России имеется случай сверхглубокого бурения, ее глубина в 1992 году была свыше 12 км.
С совершенствованием технологии также изменялся характер комплектации скважин. Для защиты от промерзания и разрушения грунтовыми водами отверстие комплектуется водонепроницаемыми кессонами, образующими водонепроницаемые камеры. Кессоны в основном применяются для водозаборных скважин. Размеры кессонов: диаметр – 1 метр, высота – 2 метра. В кессонах обычно размещается оборудование водозаборной скважины, если необходимо сэкономить площадь в доме.
Во времена Древнего Рима вода шла по системе самотеком, 13 веке такой водопровод появился в Париже и Лондоне. Даже в Новгороде был найден самотечный водопровод из дерева. В Грузии вода подавалась по гончарным трубам. Этот водопровод построен в 13 веке. В 1630 году в Кремле построили первую скважину с водонапорной башней на свинцовых трубах – установки, которые используются и по сей день.
Сейчас стенки скважины могут быть закреплены целым рядом материалов доступных в момент бурения – чугунными, железобетонными, асбестоцементными, железобетонными, оцинкованными трубами. Пластиковые трубы применялись еще в 30х годах прошлого столетия. Исползовались полиэтиленовые и поливинилхлоридные трубы. Эти виды труд хорошо переносят высокие и низкие температуры. Современные трубы совмещают свойства полиэтилена и поливинилхлорида. Срок службы современных труб не менее 50 лет. Эти трубы «доставляют» воду буквально в первозданном состоянии, не изменяя химический состав. Неотъемлемой частью скважины будет и водозаборный насос. Насосы различаются по сферам применения, имеются более дорогие и менее дорогие версии, которые помогут «попасть» в нужный бюджет. В целом профессиональная компания предложит вам несколько вариантов комплектации насосов, которые будут отличаться по параметрам и стоимости.
Стоит ли бурить скважину?
Многие задаются вопросом, стоит ли бурить скважину? Безусловно, стоит. Вы обеспечите себя несравненно чистой водой. Скважины делятся на несколько типов: скважины для поднятия грунтовых вод, скважины для песочного горизонта, скважины водоносного горизонта. Самую полезную и чистую воду дадут вам последние, но даже средняя скважина 90 м может вам гарантировать хорошую и свежую воду. Какое отличие ее от грунтовых вод? Вода многократно проходит через толщу песка и очищается. Даже колодец гарантирует вам удовольствие от свежей воды, которая обладает большей энергией восстановления сил.
Самым будет сложным пробурить артезианскую скважину. Такая вода в большинстве случаев не используется для бытовых нужд. Обычно из таких скважин добывается вода с целью ее последующей продажи. Скважина бурится до известняковых пород, вода из нее бьет фонтаном. Он образуется потому, что в толще известняка вода находится под гидравлическим давлением. На сегодняшний день, несмотря на дороговизну, артезианские скважины стали самым популярным способом автономного водоснабжения. Подземные воды не требуют очистки и обеззараживания.
Основное преимущество такой скважины – это её несравненно высокая водоотдача. В среднем скважина без ремонта прослужит вам не менее 30 лет, но это при условии, что её будут бурить профессионалы.
Напомним, что артезианская вода доступна только в артезианских бассейнах, о географическом расположении которых можно уточнить в любом геодезическом бюро. При необходимости бурения, старайтесь выбирать фирму, имеющую большой и собственные мобильные буровые установки, тогда вы будете застрахованы от неприятностей эксплуатации.
Каков бы ни был бюджет автономного водоснабжения, обязательно рассмотрите разные варианты бурения. Со скважиной вы будете всегда обеспечены чистой родниковой водой.
