К книге
СевероуральскУралшахтоосушение. Переделка конструкции РТБ-2600. Спуск двух колонн труб на "воздушной подушке". Многоствольные скважины на дренажном узле
78%
Уралшахтоосушение. Переделка конструкции РТБ-2600. Спуск двух колонн труб на "воздушной подушке". Многоствольные скважины на дренажном узле
7

Перебрав разные варианты, я пришёл в Уралшахтоосушение к главному инженеру И.Е. Евстигнееву, он зашёл к начальнику управления Фролову В.С., и мне сразу предложили работать заместителем начальника Североуральского участка и тут же оформили приказом. Бывший многолетний начальник участка Кротов Ю.А. уехал открывать новый участок в г. Мирный, где планировалось начать буровые работы по строительству водопонижающих скважин вокруг трубки "Мир". Начальником участка работал Ветлугин Валерий Григорьевич, который заочно учился на шахтостроителя. В работе находились три буровые установки реактивно-турбинного бурения (РТБ) – Уралмаш-4Э, БУ-125БЭ, БУ-75, ударно-канатный станок УКС-30 для бурения скважин под фундаменты новейших шахтных копров высотой 104 метра и одна бригада для спуска водоотливных насосов ЭЦВ на дренажных узлах. Техника была очень серьёзная, и у меня никогда не возникало желания встать за рычаги лебёдки, как я это делал на колонковом бурении. Объём работ, выполняемый участком в те годы, приближался к 3 млн. рублей и составлял значительную долю объёмов всего Уральского СМУ. Поэтому опёка этого участка со стороны Свердловска была всегда очень плотной, и о ходе дел ежедневно докладывали по телефону. Управление занималось, в основном, вопросами снабжения участка, а также у них был турбинный цех, который занимался ремонтом и настройкой турбобуров. Все технологические вопросы мы решали на месте. Только если возникала какая-то идея типа поменять конструкцию бура, то советовались с главным инженером. Участок хорошо снабжался и различным оборудованием, и инструментом. Для перевозки буровых мы имели гусеничные тележки "Восток" и тяжеловозы ТК-40, два хороших автомобильных крана и тракторный КП-25, трубоукладчик. Каждую буровую установку возглавлял прораб – и Бочкарёв А. и Окунев В. были инженерами-буровиками, закончившими специальность "Техника разведки", и хорошо освоили и технологию бурения, и сопутствующие работы. Мне тоже пришлось пару недель плотно ознакомиться со всем оборудованием и технологиями, но и дальше я тоже продолжал учиться.

Рис. 29: Буровая установка БУ-125Э

Две установки – Уралмаш-4Э и БУ-125 стояли недалеко друг от друга на стволе шахты 12 и имели общий насосный блок из 8 поршневых насосов У8-6 . Первая установка бурила вентиляционную скважину диаметром 2,6 метра на глубину 800 метров, вторая – скважину для спуска бетона диаметром 0,76 метра на глубину 1230 метров. Для некоторого сравнения – все буровые установки участка имели установленную электрическую мощность около 8000 квт. А ещё 25 лет назад на весь СУБР и город постоянно работали 2 генератора Центральной электростанции мощностью по 5000 квт и один резервный.      На установке Уралмаш-4Э работало 4-турбинное РТБ диаметром 2,6 метра. Первое, что бросалось в глаза – очень низкая стойкость долот 490С. Проходка за рейс не превышала 30 см, и на поднятых долотах зубья изнашивались до предела. Надо было что-то менять, чтобы можно было использовать штыревые долота 295К. На траверсе было смонтировано на равном расстоянии 4 девятидюймовых турбобура мощностью 300 л.с. каждый. И каждая пара долот – наружная и средние, шла по одной и той же дорожке. Как-то во время разговоров про эту установку нам пришла в голову мысль, что если сместить на траверсе один из центральных турбобуров в сторону крайнего, а один из крайних поставить через коленчатый переводник, то можно будет навесить долота, армированные твёрдым сплавом 295К. Всё это легко рисовалось на бумаге, а претворить в металлоконструкцию потребовалось немало усилий.

Самым сложным было высверлить новое отверстие в траверсе диаметром 240 мм и запрессовать туда новый ниппель. Евстигнеев И.Е. одобрил нашу идею, а Ветлугин В.Г. договорился с Карпинским машзаводом на работы по перестановке ниппеля на траверсе. Это можно было сделать только на большом карусельном станке – высверлить отверстие. А потом они положили траверсу на кучу горящего угля, и когда она нагрелась, и отверстие расширилось, вставили туда заранее выточенный холодный ниппель. Когда траверса остыла, ниппель был прочно схвачен за счёт температурного натяга. Потом мы собрали новое РТБ, и эффект оказался значительным – за рейс стали проходить по 80 сантиметров. Управление хорошо оценило нашу работу в этом направлении. Но это мы экспериментировали с запасной траверсой. Если бы она была в единственном числе, то никаких экспериментов никто бы не разрешил.

Вообще я только здесь увидел, что такие работы сопровождаются очень большим грузооборотом. Кроме текущих расходных материалов типа долот, бурильных труб и прочего, большой тоннаж занимали обсадные трубы и водоподъёмные на строительстве дренажного узла. Ежедневно приходило несколько вагонов, и постоянно работала на разгрузке бригада с автомобильным краном. Обсадные трубы доставлялись на буровые, складировались, и очень опытные, с аттестацией и личными клеймами сварщики беспрерывно работали, сваривая их в плети. Причём не просто сваривали – они это делали, как тогда называли, "под вакуум".

Всё дело в том, что обсадные колонны целиком для проектных глубин скважин имели вес в 2–3 раза превышающий грузоподъёмность вышек и талевой системы. Например, колонна труб диаметром 630 мм и длиной 1230 метров весила 330 тонн, а буровая установка могла поднять только 125 тонн. Другая колонна на 4Э диаметром 2300 мм весила 440 тонн при максимально разрешённой на вышку нагрузке 160 тонн. Поэтому было принято решение производить спуск обеих колонн методом "воздушной подушки", разработанным инженерами Белгородского института ВИОГЕМ Петриченко В.П., Гончаровым А.Г. и другими. Поэтому все швы на трубах должны были быть строго герметичными и не пропускать не только воду, но и воздух.

Бурение технической скважины диаметром 760 мм установкой БУ-125 шло нормально без каких-либо особых отклонений. Только один единственный раз произошёл прихват РТБ, и инструмент не шёл ни вверх, ни вниз. Возможно, свалился из стенки камешек и заклинил, либо часть стенки. Мы посоветовались с прорабом Бочкарёвым А. и решили сделать натяжку инструмента близкую к максимуму – 110 тонн, включили промывку, и турбобуры заработали как бы вхолостую. Смысл такой технологии был в том, что работающие турбобуры – это своего рода вибратор, который должен был под натягом освободить инструмент. И мы стали следить за стрелкой индикатора веса, которая через 5 минут работы вдруг дрогнула и ушла на полделения на разгрузку, а потом уже началось медленное, но снижение нагрузки на крюке, и через 15 минут инструмент уже был освобождён, и индикатор показывал его истинный вес.

Колонна труб диаметром 630 мм уже почти вся была сварена в плети по 18 метров и складирована вдоль помоста с двух сторон буровой. Для спуска заранее приготовили две пробки с обратными клапанами длиной по 6 метров и залили их бетоном. Вначале спуск идёт, как обычно, нормальным порядком – берётся первая плеть, спускается в скважину, привариваются косынки, которые упираются в кондуктор, и плеть зависает. Снимается талевая система и заводится на вторую плеть, которая поднимается и ставится на первую, стык проваривается сварщиком, после этого колонна приподнимается, косынки срезаются, и колонна опускается дальше в скважину. Опять привариваются косынки и так далее. За весом колонны следили по индикатору, и когда она приблизилась к 115 тоннам, приварили кусок трубы с клапаном и через клапан компрессором УКП-80 начали внутрь колонны гнать сжатый воздух. Давление в колонне повышалось, и когда оно достигло около 30 атмосфер, колонна потеряла вес и начала свободно плавать. Отсоединили воздушный шланг компрессора, клапан закрылся, и начали колонну наращивать снова. По мере её погружения под уровень, объём сжатого воздуха уменьшился и плавучесть колонны понизилась, и, через примерно 400 метров, колонна опять набрала предельный вес. Приварили вторую пробку-клапан, и опять стали гнать сжатый воздух до полной плавучести. Затем опять стали наращивать трубы уже до полной постановки колонны на забой скважины. Основная и опасная часть спуска была завершена. Осталась рутинные работы по выпуску сжатого воздуха и выбуривания бетонных пробок с клапанами.

Чтобы наглядно увидеть выпуск сжатого воздуха из второй подушки, я съездил в Гидропартию и попросил у Плотникова И.И. краситель – флюоресцеин, который залил в скважину. Потом вахта спустила бурильные трубы с наконечником и надавила на клапан – из скважины ударил цветной фонтан смеси воды и сжатого воздуха. Было очень красивое зрелище. Потом без помех выбурили обе пробки.

Точно по такой же технологии опускали колонну диаметром 2300 мм на установке Уралмаш-4Э, но ввиду того, что диаметр труб был намного больше, при закачке воздуха её плавучесть была намного выше, и хватило одной пробки. Но здесь случилось маленькое ЧП. Мы с Петриченко В.П. и прорабом Окуневым В. находились около устья и наблюдали за давлением во время закачки подушки, и когда колонна разгрузилась на две трети, зашли рядом в вагончик попить чаю. Только налили кружки, как вдруг раздался какой-то внешний шум, совсем непохожий на работу компрессора. Мы поводили ушами и всё-таки, бросив чай, решили выйти и послушать. Вышли из дверей и услышали сильнейший шум выходящего из обсадной колонны воздуха. Нас пробил холодный пот, но, посмотрев на индикатор веса, мы увидели, что вес колонны вырос незначительно. Тут же прибежали ребята из вахты, запрыгнули на пробку и снова присоединили воздушный шланг. Процесс пошёл дальше и позднее благополучно завершился. Далее с этой колонной предстояла тоже очень ответственная операция – заливка цементным раствором затрубного пространства. Техника соответствующая у нас была – цементовозы, цементировочный агрегат ЦА-320, цементосмесительная машина СМН-20.

В этом процессе для меня возникла совершенно неизведанная область – сопротивление обсадных колонн внешнему давлению на смятие, как при наличии воды в трубах, так и при сухих трубах. Дело в том, что работа рудника плюс дренажные узлы создали на рудном поле серьёзную депрессионную воронку, и уровень подземных вод находился на глубинах 120–150 метров. И ещё один фактор – чем больше диаметр колонны и больше её эллипсность, тем она слабее противостоит внешнему смятию. Расчёт показал, что при заливке затрубного пространства этой колонны ниже уровня грунтовых вод, цементный раствор можно было заливать только на 18 метров, а при сухой трубе – в два раза меньше. Ошибаться было нельзя, так как

Рис. 30: Выпуск воздуха из воздушной подушки (1)

Рис. 31: Выпуск воздуха из воздушной подушки (2)

Рис. 32: Выпуск воздуха из воздушной подушки (3)

Рис. 33: Выпуск воздуха из воздушной подушки (4)

случаи смятия колонн на участке уже были. В общем, небольшими расчётными заходками затрубное пространство было залито без осложнений. И бурение продолжили диаметром 1800 мм. Когда идёт бурение таким диаметром, то в обсаженной скважине нет поглощения воды. Вся она вместе с выбуренным шламом поступала на устье в специально вырытый огромный зумпф. Причём, заполнялся шламом он довольно быстро, и приходилось его часто чистить экскаватором.

Этот метод посадки колонн был разработан немного раньше его применения у нас, и до этого в СССР был испытан первый раз где-то в Забайкалье, но с колонной значительно меньшего веса. Так что спуск двух наших тяжёлых колонн показал надёжность этого метода. В 1992 году я был на выставке "Нефтегаз-92", и в канадском павильоне одной буровой фирмы поинтересовался, каким образом они садят тяжёлые колонны. Мне ответили, что исключительно с применением домкратов вокруг устья.

Зимой на участке мы получили план путёвок управления в различные санатории. Там я увидел путёвку в санаторий "Днестр" в г. Моршине, Львовской области, и попросил её себе. От Валерия Цепелева я знал, что он там лечил печень и остался очень доволен. Дали без возражений. Полетел в начале февраля во Львов, и с аэропорта автобусом на Моршин. Поселили в новый 5-этажный корпус, где были 2-местные палаты. В то время там было всего 5 санаториев и самым лучшим из них считался санаторий "Мраморный дворец", где во все, и даже польские времена, лечилась элита. Там был красивый корпус, вода и все прочие лечебные причиндалы – внутри корпуса. А все остальные должны были ходить в специальный лечебный корпус, где принимали ванны и компрессы на спину из тёплого озокерита. Воду пили в специальном павильоне, где она текла из кранов в разных концентрациях. Врач мне прописала сначала 3.5% , а через неделю 7%. Через пару дней после приезда вдруг резко похолодало, и подул северный ветер. Наш корпус мгновенно продуло, и стёкла занесло изморозью. Без вторых одеял спать стало невозможно.

Народ лечился всякий. Как-то познакомился с серьёзным мужиком и он позвал в свой номер поиграть в преферанс. Жил он в люксе один. В тумбочке стояло несколько бутылок марочного коньяка в плоских бутылочках, разный шоколад для закуски. После каждого хорошего тура всем наливал по рюмке – был и третий партнёр. Коньяк оказался на редкость хорошим. Жил и работал он в Москве заместителем начальника какого-то Главка и был женат на дочери известного советского военачальника 30-х годов Триандафиллова, который позднее погиб в авиационной катастрофе.

Но были и курьёзные знакомства. Как-то пришёл в комнату, а в середине стоит чемодан с навесным замком. И рядом мужчина. Говорит мне, что его поселили сюда взамен уехавшего домой соседа. Я его спросил, откуда он. Он ответил, что из Москвы. Состоялся диалог:

– В каком районе Москвы живёте?

– Да я не в самой Москве, а рядом.

– А где рядом?

– В Чехове.

– А в каком примерно месте Чехова?

– Да я не в самом Чехове живу, а в селе, до которого автобусом ехать 40 минут.

Раза два ездил в райцентр Стрый на рынок. Продавалось очень много красивой заграничной обуви и одежды. Мне разъяснили, что во время и после войны в этих местах широко действовала Украинская повстанческая армия (УПА), и по окончании боевых действий многие участники этой Армии ушли на Запад. Много поселилось их в Канаде и в других местах. Вот они и слали посылками своим оставшимся родственникам дефициты того времени.

После 24 дней лечения ваннами, питья воды и 10 сеансов озокеритовых компрессов возникло ощущение, как будто заново на свет родился. Местная минеральная вода оказалась просто исключительной по силе влияния на человеческий организм. А после озокерита я лет на 10 вообще забыл, что такое боли в пояснице. Выслал домой 4 бутылки местной рапы. Дошла половина, но и их мне надолго хватило.

Установка БУ-75 стояла на бурении технической скважины на шахте 14 и готовилась к переходу на бурение сорока скважин Черёмуховского дренажного узла.

После посадки кондуктора диаметром 1020 мм на глубину 40 метров, скважину углубили ещё ниже на 15 метров. Во время подъёма инструмента зацепили башмак трубы, хорошо подёргали и с трудом подняли на поверхность. Скважина была сухая, и я решил сам посмотреть скважину изнутри и принять решение, что делать дальше. Буровики изготовили простейшее седло, привязали на него фуфайку, и начали меня спускать со шпилевой катушки. Следом пошла переноска на кабеле с напряжением 40 вольт. Прораб стоял наверху, и мы с ним переговаривались – слышимость была хорошая. Спустился до кондуктора трубы и увидел, что низ её был разорван, и большой кусок был прямо загнут внутрь трубы. Решил спуститься ещё

Рис. 34: Буровая установка БУ-75

ниже на забой и глянуть вживую конфигурацию скважины после бурения. Картина оказалась очень интересной. Скважина была не круглой, а скорее эллипсовидной, с большими карманами и кавернами по стенкам. А ведь геофизики, делая кавернометрию, усредняют эллипс до полного круга. Хотя, в принципе, есть такой метод как профилеметрия, где можно получать рисунок поперечного сечения скважины. Однако, в те времена при таком методе не было привязки по азимуту, и поэтому профилеметрия применялась очень редко. С этой же скважиной решили спустить туда на седле сварщика и срезать все выдающиеся внутрь куски трубы, а подъём инструмента в этом месте делать с особой осторожностью, пока траверса РТБ не зайдёт в целую трубу. В общем, скважину через пару месяцев сдали заказчику и переехали на бурение скважин Черёмуховского дренажного узла.

Этот объект представлял особый интерес для всех, и для меня в частности. Дело в том, что три дренажных уже введённых в эксплуатацию узла строились по одной схеме – бурилась скважина диаметром 530 мм до нужной глубины 250–350 метров, прокачивалась до чистой воды, и туда на водоподъёмных трубах спускался насос ЭЦВ. А сейчас проект содержал другую конструкцию скважин – бурился основной ствол, а потом из этого ствола надо было пробурить в стороны 3–4 боковых ответвления по 100 метров глубиной, диаметром 346 мм, и с отходом от основного ствола в сторону до 50 метров. По исследованиям начальника Гидропартии Плотникова И.И., это увеличивало фильтрацию и повышало дебит каждой скважины. Технология бурения таких скважин не была прописана в проекте, и решать эти вопросы оставили нам. С учётом того, что кроме турбобуров 9 дюймов у нас ничего не было, то решили использовать их с долотом 346Т и кривым переводником. Угол переводника по расчёту составлял несколько градусов. Для их изготовления с машзавода в г. Карпинске привезли металл – круглую болванку из конструкционной стали 40Х. Для того чтобы разрезать эту болванку на части нужной длины, пришлось немало повозиться опытному сварщику и сжечь много кислорода и бензина. У нас был очень хороший трубонарезной станок с проходом шпинделя 300 мм и ещё более хороший токарь Ридигер Николай, который каким-то образом перешёл к нам на работу из ЦРММ СУБРа. Я задал ему угол наклона, и он уже примерно за две смены выточил этот переводник.

Само бурение основных стволов особых трудностей не представляло. Правда, однажды на РТБ-530 у одного из долот развалился подшипник опоры, и шарошка осталась в скважине. По теории надо было спускать на забой какой-нибудь ловильный инструмент и эту шарошку доставать. Однако, вспомнив истинную конфигурацию таких скважин, я дал бурильщику команду заменить оба долота и поработать на забое с лёгкого навеса. Первые минуты чувствовалось, что что-то мешает, но минут через 10 такой работы жёсткость исчезла, и пошла нормальная углубка. Как я и рассчитывал, аварийную шарошку забросило в какой-то боковой карман, зашламовало, и все про неё забыли.

На зарезку первого бокового ствола с кривым переводником приехал сам. Спустили инструмент, который шёл по скважине с лёгким натягом из-за висящего под небольшим углом турбобура. Зарезка бокового ствола прошла легко, и началось бурение. Скорость углубки была высокая, и к концу смены было пройдено около 95 метров. Тут мы решили на таких ответвлениях срабатывать долото до разрушения, если им было пройдено 80–90 метров. Второй ствол забуривался в противоположную сторону от первого, а следующий – на 90 градусов в любую сторону. Турбобур ориентировали с поверхности после попадания долота в какой-то уже пробуренный ствол, приподнимали инструмент и ориентировали в нужную сторону.

Все стволы в обязательном порядке проходили замеры азимутов и углов наклона каротажниками, и наш гидрогеолог отстраивала их профили строго по координатам. В итоге получилось, что максимальный отход ответвления от основного ствола составил 23–28 метров, но было немало и меньше этих значений. Всё-таки турбобур – девятка нормальной длины даже с кривым переводником – жёсткая пара, которая не могла сделать расчётную кривизну. Чтобы получить отход в 50 метров, надо было применять укороченные турбобуры и меньшего диаметра. Но этим делом не стали заниматься, так как никто не докажет, что боковой ствол, отошедший на 25 метров, даст водоприток меньше, чем ствол, отошедший на 50 метров. Тем более, что заказчика такие параметры устраивали.

Для привода турбобуров на этой установке и очистки скважины от шлама применяли центробежный насос 8МС7 с мощностью электропривода 800 квт. И у него, как и у всех турбомашин, была встроена пята, разгружающая рабочие колёса от осевых нагрузок. И эта бронзовая пята частенько истиралась раньше времени. Мы решили изготовить латунную. Взяли металлический ковш, загрузили его латунным скрапом и поставили в кузнечное горно. Через 20 минут всё зашипело, пошёл ядовитый жёлтый дым, и мы не разобрались сразу, в чём дело. Оказалось, что дно металлического ковша расплавилось раньше, чем латунный скрап. Тогда мы нашли угольный тигель, и всё получилось как надо. А токарь из отливки выточил отличную пяту.

Однажды я отошёл от буровой метров 50 и увидел над моховым покровом бугорки. Пнул один, а оттуда выскочил сырой белый груздь, второй – та же история. А бугорков кругом было очень много. Больше я любопытства не проявлял, а в ближайший выходной день погрузил всю семью в машину, и приехали сюда. Весь багажник нашей машины был завален к концу дня этими сырыми груздями, так как никаких корзин и сумок не хватило. Дома засыпали грузди отмокать в ванну – она была полная. Через два дня мы их перевезли к Гале, там их посолили в два 4-ведёрных бочонка и поставили в погреб. Кушали всю зиму и просто так, и пекли пироги, и делали икру. Засол получился очень вкусным, так как специй было полно. Никогда ни до, ни после, не видел и не собирал столько таких хороших грибов для посола.

Одна бригада работала у нас на монтаже и спуске в скважины насосов ЭЦВ на Северо-Восточном дренажном узле. Для этой цели использовали что-то вроде тракторного подъёмника АЗИНМАШ-5. Было это очень неудобно и медленно. Сама собой родилась идея использовать оборудование для колонкового бурения. Поехал в Кальинскую партию и договорился с Глухих А.С. отдать нам старый металлический копёр высотой 18 метров, а мы за Кальинскую партию сдали 5 тонн металлолома. На базе участка у нас был старенький станок колонкового бурения ЗИФ-650, с которого мы сняли вращатель, окно и все открывшиеся масляные трубки заглушили. На основании копра сварили монтажные швеллера под станок, зачалили на лебёдку трос с талевой системой 1х2, и после этого работы пошли значительно быстрее и безопаснее для персонала бригады. Перед этим все скважины промывались старыми насосами ЭЦВ.

Станком УКС-30 мы на Чёрёмухово бурили скважины под современный копёр шахты высотой 104 метра. Диметр скважин был 1300 мм, и бурили их до коренных пород. Затем опускали колонну 10 мм, а в неё сваренный из арматуры каркас. Всё это заливалось бетоном. И, таким образом, копёр на таких железобетонных ногах опирался на коренные породы.

Предыдущая главаГлава 7 из 9Следующая глава