Главная > Производство

История технологии добычи нефти с античности до середины 20-го века

Фото 1 История технологии добычи нефти с античности до середины 20-го векаОписание нефти встречаются еще в манускриптах глубокой древности. В античности нефть называли “земляным маслом” и приписывали ей различные мифические свойства. Первоначально человек умел добывать нефть лишь в регионах, где месторождения выходили к самой поверхности земли (глубина 30-100 метров). Нефть использовали ля составления зажигательных смесей военного назначения, медицинских препаратов и даже лакокрасочных материалов различного назначения.

В простейшем виде, добыча нефти заключается в рытье колодца вручную. При достижении заданной глубины начинает просачиваться нефть. Этот метод широко использовали вплоть до конца 19-го века, сегодня он встречается лишь в самых отсталых регионах мира, достаточно богатых нефтью (Индонезия, Малайзия, Нигерия и пр.). Недостатки метода заключаются, как в трудоемкости и ограниченности глубины добычи, так и в низком качестве нефти. Снижения качества заключается в испарении легких фракций нефти и засорении мелкодисперсными минеральными включениями. Залегания нефти на малой глубине обычно встречается в суглинистых и супесчаных грунтах высокой плотности, что способствует присутствию в нефти взвешенных минеральных примесей.
Более поздний метод добычи возник в конце 18-го века и был направлен на снижение трудоемкости добычи нефти. Для достижения заданной глубины (по предыдущему методу можно было вести добычу на глубине не более 30-35 метров) использовали ручные буры. Буры той эпохи представляли собой винтовые сверла из сталей различного качества. Первоначально буры изготавливали ковкой с последующей механической обработкой, реже использовали литье. В первой половине 19-го века стали применять цельно точеные сверла. Если бур изготавливался из низкоуглеродистой стали, тогда его использовали без дополнительной обработки, если сталь содержала более 0,3% углерода, ее подвергали закалке. Для достижения значительных глубин, использовали составные буры. В этом случае бур наставляли небольшими отрезками стальной трубы, переставляя режущую часть бура. Для удобства бурения строили деревянные помосты, напоминающие вышки военного деревянных фортов. В качестве движущей силы использовали нескольких рабочих, которые вращали бур при помощи деревянного колеса, аналогичного вороту для подъема корабельного якоря на средневековых парусниках.

Теоретически, глубина такого бурения ограничена высотой вышки, прочностью соединительных узлов сборного бура и усилием рабочих. На практике, при достижении глубины бурения более 70 метров (иногда и 40 метров), встречали ряд трудностей. Во-первых, порода оказывала сильное трение о поверхность бура, что резко увеличивало необходимое для вращения усилие, во-вторых, стенки скважины осыпались и проседали при вынимании бура (для наставления или для удаления плотной породы из витков рабочей части). Эти трудности повлекли за собой необходимые доработки данной технологии.

К середине 19-го века стали использовать паровые машины и редукторы для увеличения вращающего момента и повышения производительности работ. Кроме того, в 1880-е годы повсеместно ввели метод смазки скважины за счет подачи в нее воды или глиняного раствора. Второй метод оказался намного результативнее и удобнее. Глиняный раствор готовили предварительно, отмучивая взвесь глины в деревянных лотках (вместимостью до 100-300 кг глины). Отмучивание используется для отделения взвешенных песчинок и других крупных минеральных примесей, за счет декантации. Затем глину вымешивали до однородного жидкого раствора, напоминающего жидкие сливки, цветом от серо-бежевого до темно-коричневого (в зависимости от вида используемой глины). Жидкий глиняный раствор обычно подают через полый канал внутри бура, выходя через конец режущей части бура, раствор предотвращал засорение режущей кромки и смазывал скважину, что снижало трение бура о породу. Для подачи раствора использовали поршневые компрессоры с приводом от паровых машин.

В целях предотвращения осыпания и проседания породы в ходе бурения и при извлечении бура, с 1860-х годов используют обсадные трубы, внутренний диаметр которых почти равен вешнему диаметру бура. Обсадные трубы призваны держать стенки скважины на наиболее опасных глубинах (иногда на всей глубине бурения).

Эти нововведения позволили к концу 19-го века достичь глубины бурения до 90-100 метро практически в любом грунте. При этом встал вопрос о полноте извлечения нефти из скважины. Первоначально, нефть находится под землей под давлением газов, образовавшихся при формировании нефти. Чем больше глубина бурения, тем выше давление нефти. Кроме того, при повышении глубины месторождения нефти, лона отличается более высоким качеством (выше содержание легких фракций и меньше воды), а размеры месторождения больше. При этом сложно извлечь всю нефть из подземных полостей месторождения.
Для решения данной проблемы вскоре начали использовать компрессорное оборудование, способное выкачивать нефть из под земли. Для компенсации образующегося вакуума предложено два классических метода. Первый заключается в бурении неподалеку второй скважины и подачу через нее воды. Второй метод предусматривает подачу воды через трубу в центре скважины. Выбор метода зависит от особенностей месторождения.

Одной из серьезных проблем добычи нефти всегда была пожарная опасность. При воспламенении фонтана нефти его обычно сбивали взрывом, который сбивает пламя и выжигает кислород в окружающем форс пламени воздухе. Сегодня этот метод по прежнему остается доминирующим, но, разработаны специальные предохранительные БВВ, которые намного эффективнее сбивают любое пламя и сами не обладают достаточной температурой продуктов детонации, для воспламенения углеводородов.

В ходе 20-го века добыча нефти претерпела множество модернизаций, от внедрения искрозащищенных электродвигателей, до использования кумулятивных перфораторов и пиротехнических газогенераторов для продувки скважин. Так же, было повышено качество всего оборудования. Для изготовления буров применяют высококачественные легированные стали, точную термическую и термохимическую обработку, полировку, дробеструйную обработку. Претерпели значительные изменения узлы состыковки буров, повышена точность изготовления всех деталей. Применение высокоточных КИП с микропроцессорными контроллерами и систем дистанционного управления позволили намного повысить безопасность работ и снизить их опасность. Научно-изыскательские работы во всех выше упомянутых направлениях, а так же, ряде менее знаменитых технических решений, непрерывно ведутся и сегодня.

<<< Флексография
Очистка сухим льдом - криогеннная очистка >>>

Рейтинг:
  • Итоги рейтинга 1.00/5
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
1.0/5 (1 голос)

Данную страницу никто не комментировал. Вы можете стать первым.

Ваше имя:
Ваша почта:

RSS
Комментарий:
Введите символы: *
captcha
Обновить