Введение в Буровые истории. Вне времени и пространства

Алексей Федорчук

В одном из обсуждений на Фейсбуке, в связи с заметкой про эффект окурка и его связь с бурением и «дырявыми» процессорами, возник вопрос: что такое керн и выход керна? Тут я и смекнул, что не дал самого элементарного терминологического введения — как и в первой из моих Буровых историй.

Постараюсь исправиться. Только прошу учесть, что ни разу не профессиональный буровик. Конечно, во время буровой практики на Крымском полигоне МГУ мы за две недели превзошли все используемые в рудной геологии виды бурения и в совершенстве освоили почти все буровые станки, имевшие тогда (1974 год) распространение в наших сферах (смайлики по вкусу). весь мой буровой опыт сводится к работе в Текеликской партии Южно-Киргизской геологической экспедиции — совсем чуть-чуть в 1977-м и где-то пол-сезона в 1978-м. Так что за это я время я мог забыть даже кое-что из того, чего никогда не знал. А потому — она собственно не судите строго.

Конец дисклаймера, перехожу к теме. С одной оговоркой: всё сказанное далее относится исключительно к колонковому бурению при происках и разведке (чем они отличаются — вкратце здесь) рудных полезных ископаемых, конкретно — металла презрения.

Ну так вот бурение осуществляется установкой, которая, как ни странно, называется буровой. И работают на ней буровики. Которых ни в коем случае не следует путать с бурильщиками — те работают на перфораторах, которыми бурят (обычно в шахтах и штольнях) шпуры для закладки ВВ и отпалки горных пород. А это совсем другая история. Задача же буровиков (с учётом сделанной оговорки) — извлечение керна для его дальнейшего описания, анализа и прочего изучения.

Если отвлечься от всяких там моторов, вращателей, станин, лебёдок и прочей обвязки, керн извлекается буровой колонной. Которая состоит из (сверху вниз):

колонкового набора — необходимого числа труб малого (относительно) диаметра, определяющего глубину скважины,

колонковой трубы — её диаметром определяется диаметр скважины, и

буровой коронки — она собственно и «выпиливает» из горной породы цилиндрические столбики, поступающие в колонковую трубу; вот эти столбики и называются керном.

Длина каждой трубы колонкового набора, как и колонковой трубы, должна соответствовать ходу лебёдки, который, в свою очередь, жёстко привязан к высоте буровой станины. Если такого соответствия (вследствие чудес советского снабжения) нет — начинается та самая развлекуха, что была описана в первой из Буровых историй.

Так или иначе, одна спуско-подъёмная операция буровой колонны углубляет скважину на длину буровой штанги (в наших условиях — на 120 см). И в идеале после подъёма колонны (если отвлечься от прелестей «пердячего пара») из колонковой трубы должен быть извлечён красивый такой цилиндрик указанной выше длины, диаметром, если меня эклер не подводит, 64 мм. Который аккуратно укладывается в так называемый керновый ящик — нечто вроде деревянных носилок, продольно разделённых на части. И отдаётся на растерзание документаторам, которые его измеряют, разбивают на интервалы, маркируют, описывают, опробовают — в общем, поступают с ним точно так же, как и с любыми другими пробами горных пород.

Впрочем, в наших условиях в роли документаторов выступали мы с Насатовичем. Ибо номинально были всё-таки геологами. Я — потенциальным, как скубент на производственной практике, Вовка — так сказать, кинетическим. И, более того, начальником поискового отряда — а это, напомню очерк про открытие месторождений, третья по VIP’овости персона в партии, после начальника и старшего геолога.

Таким образом, мы с Насатовичем наглядно демонстрировали стирание грани между трудом умственным и физическим, с одной стороны. А с другой же — являли собой пример слияния сознательного пролетариата и интеллигенции, не до конца проникшейся величием момента. Как я говорил в первой Истории, поначалу у нас было два истинных пролетария — профессиональных буровика. Однако они, вследствие своей сознательности, быстро осознали обстановку. И под какими-то предлогами из партии смылись — сначала один, а затем и второй.

Однако, повторяю, керн в виде единого цилиндра на всю колонковую трубу — это был идеал, причём принципиально недостижимый: такого не бывало никогда (и не только у нас). Ибо природе глубоко безразличны наши представления о прекрасном: горные породы всегда неоднородны, обычно в той или иной мере трещиноваты, да и механическому воздействию при бурении и потом, в колонковой трубе, подвергались изрядному.

Так что керн, всегда, во-первых, дробился на куски, во-вторых, выкрашивался, в-третьих, вымывался (бурить без промывки невозможно даже теоретически), в-четвёртых, в том или ином количестве мог просто ухнуть обратно в забой. В общем, потери керна в том или ином масштабе были более неизбежны, чем распад социалистической системы.

Так вот, разница между суммарной длиной реально поднятого керна (измеренной рулеткой), и теоретической глубиной скважины, которая измерялась общей протяжённости буровых штанг (плюс колонковая труба, разумеется), выраженная в процентах, и называется выходом керна. Теоретической глубиной — потому что существует явление, называемое искривлением скважины: поскольку горные породы, как уже говорилось, всегда неоднородны, скважину неизбежно «ведёт» в сторону от вертикали, и масштаб этой неизбежности растёт с глубиной. Что, кстати, было одной из причин закрытия Кольской Сверхглубокой. Точнее, скорее поводом списать ошибки при её проектировании на объективную реальность природы…

В принципе, для измерения «кривизны» скважины существуют специальные приборы — кажется, так и называются, скважинные инклинометры. Кажется — потому что я их в глаза не видел, у нас их не было. А потому мы делали вид, что при наших глубинах скважин их искривлением можно пренебречь. Ну а нашими глубинами и выходом керна я уже хвастался.

Всё сказанное выше основано на личном, ограниченном по времени и очень локальном опыте. После этого бурить мне (к счастью) больше не приходилось, однако на документации результатов бурения работал (а до того — и на опробовании керна), и процесс наблюдал. Так что могу сказать, что примерно так было везде. Чем и определено название очерка.

А в заключение скажу, что работа на буровой дала мне совершенно неоценимый опыт. Который пригодился, когда пришлось собирать, разбирать и починять компьютеры. Ибо я осознал, что там всё аналогично одноимённым процессам для вращателей или насосов, или операций при скважинных авариях (а их у нас бывало, как же). И везде требуется одно и то же — неторопливость, терпение и хладнокровие. А главное — никогда не выполнять два действия за раз. И не переходить к следующему действию, пока не убедился, что предыдущее прошло успешно. Вроде бы тривиально — а вот до буровой она мне в голову не приходила…