Мал. 3. Установка для буріння свердловин в Стародавньому Китаї

Говорячи про буріння, не можна не згадати про досягнення в цій галузі стародавньої китайської цивілізації. Зародження власне буріння, т. Е. Отримання глибокого отвору в гірських породах земної кори, пов'язане саме з давньої китайської цивілізацією. Правда, за деякими відомостями вважається, що батьківщиною буріння є або Японія, або Бірма.

Про китайських свердловинах для видобутку води і соляних розчинів, споруджених за часів династії Чоу (початок правління 1122 р. До н.е. е.), Повідомляє відомий китайський філософ Конфуцій (близько 6 століття до н. Е.). Свердловини мали глибину до 100 м і більше і бурились в області Чун Канг, поблизу кордону з Тибетом. Деякі свердловини досягали 500 м, а окремі навіть 1242 м.

Свердловини бурили тільки ударним способом. Бурової снаряд виготовляли з бамбука. До нижнього кінця бамбукового жердини прикріплювали зубило (долото), яким руйнувалася порода на забої. Для вилучення шламу використовували примітивну желонку, що представляє собою трубу (напевно, з бамбука), з клапаном на нижньому кінці, який відкривався при ударі труби про забій. Після кількох таких ударів труба наповнювалася пульпою. Витягували трубу на поверхню за допомогою ворота.

При бурінні глибоких свердловин над гирлом споруджували бамбукову вишку на чотирьох ногах (рис. 3), у верхній частині якої розміщувався блок. Велика стійкість вишки, як і тепер, забезпечувалася канатними розтяжками.

Для сучасного фахівця до сих пір залишається загадкою, як древнім китайцям вдавалося бурити свердловини глибиною понад 500 м? Можна тільки здогадуватися, скільки.

Технічних проблем доводилося при цьому вирішувати! Сталевих інструментів і канатів не існувало, майже всі виготовляли з бамбука. Цікаво відзначити, що при складанні вишок ні цвяхи, ні болти, ні штирі не використали. Застосовували тільки мотузки, бамбукові клини і мотузкові вузли і стяжки. «Ноги» важких бурових вишок виготовляли з бамбукових касет. Вантажопідйомність таких вишок, як припускають, була досить значною. Свердловини великої глибини бурили роками, при цьому робилися особливі зусилля по охороні секретів технології процесу буріння.

Буріння в середні століття. Леонардо Да Вінчі

Коли буріння свердловин почало розвиватися в Західній Європі, точно не встановлено. Відомо, що в 1126 року в провінції Артуа (Франція) була пробурена свердловина на воду, що розкрила напірні фонтануючі води. Звідси і пішла назва артезіанські свердловини.

Одним з перших зображень свердловини вважають малюнок італійця Джованні Фонтану в його «Книзі приладів для ведення війни» (1420 г.). Через 10 років в Італії був опублікований перший в Європі креслення бурового обертального пристрою для спорудження колодязів. У нижній частині пристрій оборудовалось бурової фрезою, яку обертали вручну за хрестовину.

Розробкою і вдосконаленням бурових установок.

І інструменту займався і великий вчений середньовіччя Леонардо да Вінчі. У його документах, датованих 1500 роком, є креслення бурової установки з триногою. У буровій установці все просто і раціонально. Інструмент включав в себе спіральний бур (змійовик), передбачені зручна рукоятка - хрестовина для ручного обертання штанги, отвори в штанзі по всій її довжині для перестановки хрестовини в міру поглиблення бура і багато іншого. Леонардо спроектував всі необхідні додаткові пристрої, в тому числі для самоцентрування інструменту. З метою виготовлення обсадних дерев'яних труб їм було придумано пристрій для свердління отворів. Взагалі геніальні розробки Леонардо істотно випередили його час. Багато що, створене ним, заново винаходили значно пізніше.

Про розміри бурових вишок, зображених на ескізах Леонардо да Вінчі, можна судити за приблизним масштабом. На одній з конструкцій показана сходи для верхового робітника. Відстані між сходинками сходів у будь-якій країні були однакові в усі часи. беручи

Це до уваги, можна зробити висновок, що висота вежі досягала 7 м. Вишка, споруджена в таких пропорціях, могла мати вантажопідйомність, достатню для буріння свердловин глибиною 20 м.

Леонардо запропонував також легкий верстат для ручного буріння. Однією рукояткою верстата здійснювалося буріння, другий - витяг снаряда з свердловини.

Бурові установки Леонардо да Вінчі широко використовувалися для буріння численних свердловин на воду у Франції. Участь в розробці та поліпшенні конструкцій бурових установок настільки обдарованого інженера, яким був Леонардо да Вінчі, залишило помітний слід в історії бурової техніки і вплинуло на розвиток буріння в Європі. 1590 г. Бернардом Палліссі було запропоновано, крім споруди отвори (свердловини) в землі, відбирати проби грунту (керна) для вивчення його властивостей.

Проте обертальний буріння в Європі (крім Росії) незабаром майже на два століття було забуте. Цьому сприяли успіхи ударного способу буріння. Обертальний буріння відродилося лише в середині XIX століття.

Бурхливий XIX століття

До XIX століття буріння свердловин розвивалося вкрай повільно. Це в повній мірі відноситься і до найбільш розвиненим західноєвропейським країнам.

XIX століття стало століттям швидкого розвитку ударного буріння. Бурхливе зростання міст, зведення великих промислових підприємств зажадали організації їх промислового водопостачання.

На самому початку століття французький фізик Араго запропонував спосіб водопостачання Парижа артезіанськими свердловинами. І вже в 1818 р міністерство землеробства Франції асигнував спеціальні засоби на буріння необхідних водопідйомних свердловин.

Спочатку (1840-1887 рр.) Для спорудження таких свердловин застосовували ударно-штангові буріння з ручним приводом. Цим способом бурили досить глибокі артезіанські свердловини для водопостачання не тільки Парижа, але і інших міст. У США, навпаки, початок освоюватися ударно-канатне буріння. У 1859 році цей спосіб був використаний для буріння першої в США свердловини на нафту (в Пенсільванії). З цього часу і в інших місцях Північної Америки почався інтенсивний розвиток буріння свердловин на нафту удар но-канатним, так званим «пенсільванським», способом. Деякий розвиток отримав цей спосіб і в Румунії, де він отримав назву «галицького». За іншими відомостями, перша свердловина на нафту в США була пробурена в 1863 р в тій же Пенсільванії на «ділянці полковника Дрейка».