Angelopulo_O.K._i_dr._Chlen-korrespondent_AN_SSSR_Kapelyushnikov_M.A

Видный государственный деятель сразу понял и пра­

вильно оценил перспектины и значимость принципи­

ально нового способа бурения скважин. Хорошо из­

вестно, что развитие нефтяной промышленности в то

время шло по пути резкого наращивания скоростей бу­ рения при относительно слабом техническом оснаще­ нии процесса строительства скважин. Страна не распо­ лагала высокопрочными бурильными и утяжеленными

трубами, а также многим другим необходимым обору­

дованием. Низкое качество бурильного инструмента

было основной причиной многочисленных аварий, су­

щественно тормозящих разработку месторождений

нефти. Поэтому широкое внедрение турбобуров, при

использовании которых поломки труб практически ис­

ключались, имело государственное значение.

На изготовление опытной партии турбобуров были

выделены необходимые средства. Первый образец тур­

бобура в 1923 г. в течение трех месяцев бьш изготовлен

на Мальцевеком механическом заводе в г. Людииове Калужской области. В дальнейшем производство тур­ бобуров было организовано на бакинских заводах им.

Дзержинского и им. Мясникова. Первые испытания

10

опытного образца были проведены в г. Баку на прис­ тани Бакинского нефтяного общества. Затем турбо­ бур был отправлен на буровую .N2 72-57 второго Сура­

ханского нефтепромысла в бригаду бурового мастера

Д.А. Белоусова. Турбобур был спущен в скважину и им

были пробурепы первые десятки метров горных пород.

Промысловые испытания проводились при личном присутствии С.М. Кирова и представителей Бакинского комитета компартии, которые поздравили М.А. Капе­ люшникова и его товарищей с успехом. В 1924 г. в Су­ раханах турбобуром была пробурепа первая в истории

турбинного способа бурения скважина глубиной около

600 м (рис. 2).

Сам Матвей Алкумович хорошо понимал важность

поддержки его изобретения со стороны государства.

Он писал: «СМ Киров вместе с С. Орджоникидзе и

В.В. Куйбышевым весьма поддержившlИ меня и моих

товарищей - энтузиастов по работе. Нам создавшюсь

все возможное для того, чтобы мы широко поставили

наши экспериментальныеработы. Для нас был выделен

специальный завод им. Мясникова, где мы могли вести

усовершенствования, были предоставлены мастера,

11

автомашины и т.д. Только таким дружным путем

приходилось преодолевать и конструктивные трудно­

сти, и консерватизм людей. Несмотря на то, что

факт бурения был ншrицо, находились люди, которые

утверждшrи, что турбобуром бурить нельзя».

Конструкция турбобура. Турбобур системы Капе­

люшникова состоял из одноступенчатой гидравличе­

ской турбины, приводимой во вращение потоком про­

мывочной жидкости. Турбина была подвешена на

упорном шарикоподшипнике, помещенном в закрытый

маслонаполненный кожух. Вал турбины приводил во

вращение зубчатый rшанетарный редуктор. Редуктор,

помещенный в маслонаполненный кожух, бьш одно­ ярусным. Бьши также созданы и модификации турбо­ буров с двух- и трехъярусным редукторами. Нижний

ярус редуктора соединялся со шпинделем, на вал кото­

рого наворачивалось буровое долото.

Благодаря зубчатому редуктору, частота вращения

вала турбины снижалась с 2000-2500 об/мин до 15-

30 об/мин. Мощность одноступенчатой турбины со­

ставляла 7-1 О л.с. Однако для создания достаточной

для бурения величины крутящего момента приходилось

13

аб о в

Схема турбобура КапелюmнИI~ова:

а - с одноступенчатой турбиной и одноярусным редуктором;

б- с одноступенчатой турбиной и двухъярусным редуктором:

в - с одноступенчатой турбиной и трехъярусным редуктором

14

срабатывать в одной ступени турбины значительный

перепад давления. Поэтому скорость течения бурового

раствора между лопатками бьша очень большой и, в за­ висимости от расхода, составляла 60-70 м/с и выше.

Это вызывало интенсивный эрозионный износ проточ­ ной части турбины и снижало эффективность турбобу­

ра. Низкой была также и долговечность маслонапол­

ненного зубчатого редуктора, слабо защищенного от

проникновения глинистого раствора с абразивными

частицами песка. Наработка на отказ турбобура Капе­

люшникова в среднем не превышала 1О ч. Тем не ме­

нее, первый советский турбобур в течение десяти лет

довольно успешно конкурировал с начинающим тогда

развиваться роторным способом бурения. За время экс­

плуатации турбобуров системы Капелюшникова в объ­

единении Азнефть было пробурено около 250 скважин

с общей проходкой более 100 тыс. метров в интервалах

глубин от 600 до 1300 м.

Заявка в Комитет по делам изобретений СССР на

получение патента на изобретение турбобура была пода­

на М.А. Капелюшниковым, С.М. Волохом и Н.А. Кор­

неевым 19 сентября 1922 г. Однако в феврале 1925 г.

15

два соавтора Матвея Алкумовича по неясным причинам

добровольно отказались от прав на получение патента.

Существует версия, что эти талантливые инженеры не отвечали партийно-политическим стандартам благона­ дежности того времени. Как бы то ни бьшо, первый па­

тент СССР на турбобур был вьщан М.А. Капелюшни­

кову 31 августа 1925 г. В том же году приоритет изо­

бретения турбобура Капелюшникова был призная и в Великобритании (патент от 11 марта 1925 г.).

Испытания турбобура в Америке. Изобретение турбобура в Советском Союзе и его широкое внедрение при бурении нефтяных скважин вызвало огромный ин­ терес за рубежом. Иностранная пресса, а также компа­ нии, занимающиеся разработкой буровой техники, ста­

ли проявлять пристальвый интерес к разработкам со­

ветских ученых. В 1928 г. немецкий журнал «Петроле­

ум» обратился к изобретателю с просьбой дать описа­

ние своего турбобура. В 1929 г. М.А. Капелюшникова

пригласили в США сделать доюшд на Всемирной вы­

ставке нефтяного оборудования в г. Талса. А американ­

ские компании «Стандарт Ойл оф Нью-Йорю> и «Тек­

сас Ойш> предложили продемонстрировать бурение

16

скважины турбобуром. С этой целью в Америку были доставлены два турбобура диаметром 8" и направлена

специальная буровая бригада. В США М.А. Капелюш­

ников сделал доклад о принципах работы турбобура.

Затем под его руководством советская буровая бригада

провела бурение турбобурами скважины компании

«Тексас Ойл». Вот что сам Матвей Алкумович писал об

этом испытании: «Условились бурить последователыю,

сначала ротором, затем нашим турбобуром. Опыты

показали, что в одних и тех :ж:е условиях, т.е. на глуби­

не около 700 м, при подаче глинистого раствора 16,5

л/с турбобур бурил со скоростью на 60 % быстрее ро­

торного способа, что удивило всех. Расход энергии при

бурении турбобуром был в три раза меньше, чем при роторном бурении ... Этот успех, как мы писали в Мо­ скву, обусловливался мощными насосами, шарошечны­

ми долотами... Мы выявили ряд дефектов в конструк­

ции турбобура. Выяснилась необходимость очистки

глинистого раствора от песка, наличие которого до­

ходило до 50 %, а в одноступенчатой турбине это

приводило к сильному износу лопаток. В то :ж;е время

~~

возникла мысль о построике многоступенчатои тур-

17

бины, каковая была спроектирована инж. Любимовым

и вполне себя оправдала».

Советским турбобуром интересавались многие за­

рубежные фирмы. Они многократно обращались с

просьбами к правительству Советского Союза и к авто­

ру - М.А. Капелюшникову, продать изобретение. Од­

нако правительство и автор ответили отказом. Было

решено продолжать работы по дальнейшему совершен­

ствованию конструкции турбобура в нашей стране.

Развитие турбинного бурения в СССР. В 20-х го­ дах прошлого века турбинное бурение обеспечивало высокие скоростные показатели и было вполне конку­ рентоспособным. Однако в дальнейшем, при увеличе­

нии глубин бурения скважины, пробуреиные роторным

способом, имели лучшие технико-экономические пока­

затели. Этому способствовали увеличение мощностей

буровых установок, армирование лопастных долот, а

также форсирование режимов роторного бурения. Не­ удачи первых отечественных турбобуров объяснялись также отсутствием мощных буровых насосов, неудов­ летверительной очисткой глинистых буровых раство­ ров, недостаточными объемами внедрения трехшаро-

18

шечных долот. В результате, в 1934 г. после десятилет­

него промышленного применения турбобур системы Капелюшникова был снят с бурения нефтяных сква­

жин.

Однако Советское государство не оставило без вни­

мания ценнейший опыт первого турбинного бурения,

который доказал целесообразность переноса двигателя

для вращения бурового долота на забой скважины, а

также продемонстрировал ряд других преимуществ пе­

ред роторным способом. Научно-исследовательские и

опытно-конструкторские работы по созданию более

эффективных турбин продолжались и в Баку, и в Моск­

ве. Активное участие в них принимали профессора Л.С.

Лейбензон, И.Г. Есьман, П.П. Шумилов, Г.А. Любимов

идругие ученые и конструкторы.

В1934 г. в Баку была создана Экспериментальная

контора турбинного бурения (ЭКТБ), ведущие специа­

листы которой - Петр Павлович Шумилов, Ролен Ар­

сеньевич Иоаннесян, Эйюб Измайлович Тагиев и Ми­

хаил Тимофеевич Гусман - активно занялись усовер­

шенствованием конструкций турбобуров. Дальнейшее

развитие техники турбинного бурения пошло по пути

19