Краткая история бурения скважин.

Принято считать, что прародителем бурения скважин в горных породах было сверление отверстий в каменных бусах и в каменных молотках и топорах еще в каменном веке 10000-12000 лет назад (в английском и немецком языках сверление и бурение обозначаются одним словом - Drill – сверло, сверлить, Bore – буравить, сверлить). За 5000 лет до нашего времени в древнем Египте умели сверлить отверстия в блоках твердых горных пород уже явно с буровой технологией, используя медную трубку и подсыпая на «забой» крупный кварцевый песок – напоминает колонковое бурение, где песчинки играли роль резцов. Но более-менее глубокие скважины люди начали бурить ударным способом. Около 3000 лет назад в древнем Китае ударным способом на бамбуковых штангах бурили скважины для добычи рассолов. В XII веке скважины в Китае достигали глубины до 500 метров, имеется описание одной скважины глубиной в 1243 метра.

В России первые соляные скважины были пробурены в XII веке. Глубина скважин достигала 100 метров, а диаметр до 1 метра. Закреплялись стенки скважин деревянными трубами из выдолбленных стволов деревьев (в политехническом музее в Москве есть образцы таких деревянных обсадных труб).

В Европе в 1126 году ударным способом в провинции Артуа была пробурена первая скважина на воду, из которой стала изливаться вода (отсюда напорные водозаборные скважины стали называться Артезианскими).

В 1500 году Леонардо-да-Винчи сделал чертеж совершенного по тому времени станка для ручного вращательного бурения. К 1590 году относится информация об отборе образцов породы при бурении скважины – прототип керна. К этому же периоду относится применение в России ручного вращательного бурения бурами, напоминающими современный ложковый бур, (скважину называли -«труба», а бурильщика –«трубный мастер»).

В 1840 – 1887 годы во Франции развивалась техника и технология ударно-штангового бурения. В 1843 году там впервые применили промывку скважин водой.

В 1876 году в Москве была пробурена первая артезианская скважина ударно-штанговым способом на глубину 458 метров, с конечным диаметром 432 мм.

В то же время в США начали применять ударно-канатное бурение.

Но все же, началом геологоразведочного бурения можно считать конец XIX века. В 1862 году в Альпах при проходке туннеля в твердых горных породах по предложению швейцарского часовщика Лешо было применено первое алмазное бурение, Бурение (шпуров) велось коронкой диаметром 42 мм с крупными и очень дорогими алмазами «Карбонадо», с получением керна диаметром 31 мм, станком вращательного бурения с ручным приводом. Уже в 1864 году был изготовлен станок с приводом от парового двигателя. С 1870 года стали выпускать буровые станки для алмазного бурения с приводным паровым двигателем мощностью в 5 – 7 л.с. и с частотой вращения более 360 об/мин. В конце XIX века (1878 год) происходит широкое внедрение геологоразведочного бурения – создаются станки вращательного бурения: Сулливан – с гидравлической подачей, станки Крелиус с ручной рычажной подачей - практичные и способные бурить скважины до 1000 метров (последние - основные станки разведочного бурения вплоть до 50 годов прошлого века и в нашей стане).

В 1899 году в добавление к дорогому алмазному бурению американский инженер Дэвис предложил дробовое бурение.

В 1901 году польский инженер Вольский предложил для бурения прототип гидроударника («Гидротаран Вольского»).

В 1915 году германский инженер Лемм предлагает твердосплавное бурение (использовался твердый сплав – литой карбид вольфрама – воломит).

В России в конце XIX века началось геологоразведочное бурение на Урале, в Рудном Алтае, в Донбассе. Применялись станки Сулливан, Крелиус. В 1900 году буровой станок сконструировал русский инженер Войслав.

Основное развитие геологоразведочного бурения в России (СССР) начинается с 1923 года на Курской Магнитной аномалии – КМА, а с 1925 года начинается разведка рудных месторождений Соликамска, Нижнего Тагила, Норильска – пока зарубежными станками,

До 1927 года в СССР колонковое бурение в твердых породах осуществлялось с использованием дорогих крупноалмазных коронок. С 1927 года была разработана технология и началось внедрение дробового бурения. Надо отметить, что до середины пятидесятых годов дробовое бурение полностью обеспечивало все объемы разведочного бурения в породах VII – XII категорий по буримости. Только с открытием Якутских алмазов в 1953 году в нашей стране дробовое бурение стадо замещаться алмазным.

И в разработке технологии дробового бурения, и во внедрении алмазного бурения самое активное участие принимала кафедра разведочного бурения МГРИ.

С 1928 года начинается выпуск отечественных буровых станков вращательного (колонкового) бурения КА-300, а с 1938 г.- КАМ-500. Эти станки, шпиндельные, с ручной рычажной подачей, совместно со Шведскими станками фирмы «Крелиус», обеспечивали весь объем бурения разведочных скважин до середины 50 –х. годов.

Еще в 1940 – 1943 годах на базе станка ударно-канатного бурения был создан первый станок вращательного бурения с подвижным вращателем и стало применяться шнековое бурение.

В 1946 году выпускается очень удачный буровой станок для бурения из подземных выработок с винтовой подачей ГП-1.

В 1947 году завод им. Воровского (ЗИВ) на Урале выпускает станки с рычажно-винтовой подачей ЗИВ-75 и ЗИВ-150 (с самоходным вариантом на автомашине -СБУД-150-ЗИВ).

С 1952 года начался выпуск простых и надежных шпиндельных буровых станков с гидравлической подачей Ленинградским заводом им. Фрунзе – ЗИФ. Выпускались 3 типоразмера: ЗИФ-300, ЗИФ-650 и ЗИФ-1200. Два из этих станков живы и по сей день (ЗИФ-650М под маркой - СКТО-65 и ЗИФ-1200МР под маркой - СКТО-75).

В 1946 году было образовано Министерство геологии СССР, которое возглавило все геологические и технические работы в геологоразведке страны. С 1975 по 1989 год министром геологии СССР был наш человек - выпускник МГРИ группы РТ-48 Евгений Александрович Козловский

Еще в начале тридцатых годов был создан центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт – ЦНИГРИ, в котором начали проводить работы по созданию мелкоалмазных коронок. В сороковые годы в разработке технологии и техники разведочного бурения, кроме МГРИ принимали участие буровые кафедры в Ленинградском и Свердловском горных институтах и в Днепропетровском политехническом институте.

В 1946 году в Москве было создано «ЦКБ позднее СКБ (Специальное конструкторское бюро) Министерства геологии СССР», в котором большинство специалистов составляли выпускники МГРИ. Ими были разработаны и внедрены гидроударники, и фактически создано гидроударное бурение, затем были разработаны и успешно внедрены снаряды со съемным керноприемником – КССК-76 и комплекты с гидравлическим транспортом керна – КГК-100. В отделении СКБ разработаны комплекты приборов для контроля процесса бурения типа КУРС-411, КУРС-613, РУМБ и другие.

В 1955 году в Ленинграде образован Всесоюзный институт техники разведки – «ВИТР». С участием ВИТР’а и СКБ были разработаны шпиндельные буровые станки нового поколения с гидравлической подачей с элементами автоматизации, серии - «СКБ»(Станок Колонкового Бурения). Созданы УКБ(1)-12,5/25, СКБ-2 – 50/100 (последних сделано всего 2 экземпляра – один из них в музее на Сергиево-Посадском полигоне МГРИ-РГГРУ), УКБ-3 – 200/300 (впоследствии с производства сняты из-за конструктивных недостатков), СКБ-4, СКБ-5, (а вот СКБ-6 в серию не пошел), СКБ-7 и СКБ-8. (УКБ - Установка Колонкового Бурения). В ВИТРЕ разработаны конструкции и организовано производство улучшенных алмазных буровых коронок, разработаны и внедрены комплекты снарядов со съемным керноприемником ССК-46, ССК-59 и ССК-76.

В начале девяностых годов в ВИТРе были разработаны конструкции современных буровых станков с подвижным вращателем – АБ-2, АБ-5 и роботизированный буровой комплекс РБК-4. К большому сожалению, в связи с перестройкой экономики в нашей стране, производству отечественных буровых станков предпочли закупку более качественных, но и более дорогих, импортных буровых станков.

В настоящее время, в связи с импортозамещением, целесообразно и необходимо создать и начать выпуск отечественных современных высокооборотных буровых станков с подвижным вращателем и с системой «автоперехват».