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HISTOIRE DE LA TECHNOLOGIE, TECHNOLOGIE, OBJETS AUTOUR DE NOUS
Appareil de forage. Histoire de l'invention et de la production
Annuaire / L'histoire de la technologie, de la technologie, des objets qui nous entourent Une plate-forme de forage ou une plate-forme de forage est un complexe d'équipements et de structures de forage conçus pour forer des puits. La composition des composants de l'appareil de forage et leur conception sont déterminées par la destination du puits, les conditions et la méthode de forage.
Avant l’avènement du kérosène, les bougies en cire et l’huile de baleine constituaient le principal moyen d’éclairage dans de nombreux pays. Pour le bien de ces derniers, des centaines de milliers de baleines ont été exterminées. Bientôt, les baleines sont devenues rares et il a fallu remplacer l’huile de baleine par une autre huile. Puis ils eurent recours à un mélange de térébenthine et d'alcool ; Des tentatives ont également été faites pour extraire le pétrole du charbon par distillation.
En 1844, le chimiste américain Abram Gesner obtenait du pétrole d’éclairage à partir du charbon, qu’il appelait « kérosène ». Mais plus tard, le nom « kérosène » a été attribué au pétrole raffiné. Une méthode de production de kérosène à partir du pétrole a été découverte en 1857 par Ferris. Contrairement au pétrole brut (qu'ils essayaient également d'utiliser pour l'éclairage), le kérosène brûlait beaucoup mieux, et sans suie ni fumées, ce qui assurait le succès de la nouvelle invention. Depuis lors, le taux de production de pétrole a commencé à augmenter régulièrement. Parallèlement, une société est fondée à New York pour développer les ressources pétrolières de Pennsylvanie. Au début, la production était réalisée en utilisant la méthode de puits la plus primitive, dans laquelle les ouvriers du pétrole creusaient un trou profond et en récupéraient le pétrole comme de l'eau dans des seaux. L'un des dirigeants de la société, Bissel, a rapidement eu l'idée d'extraire du pétrole en forant des puits. Cette idée semble très simple, mais personne n’y a pensé auparavant. Bissel a appris que le forage avait été utilisé pendant de nombreuses années pour extraire l'eau des sources salées profondes (le sel était ensuite évaporé de cette eau), et que beaucoup de ces sources ont été abandonnées parce qu'elles contenaient du pétrole avec l'eau. Ainsi, on pourrait conclure que le pétrole et l’eau se trouvent sous terre à proximité l’un de l’autre et que rien n’empêche de pomper le pétrole hors du puits à l’aide de pompes de la même manière qu’on le faisait avec l’eau. Beaucoup ont cependant réagi à cette proposition avec méfiance. L'art de forer la terre avait parcouru un long chemin dans son développement au milieu du XIXe siècle, mais dans l'ensemble, il était encore à un niveau assez primitif. La méthode prédominante était le forage dit à impact, dans lequel un puits était creusé dans la roche en frappant un outil destructeur en forme de coin - un ciseau plat ou une perceuse. Le forage s'est déroulé de la manière suivante. Tout d’abord, nous avons choisi un emplacement pour le puits. Ensuite, ils ont construit la tour et installé soigneusement le tuyau de guidage. Le derrick de forage servait de machine pour soulever la foreuse. Le forage s'effectuait à coups. Au bout de la perche, une lourde tête munie d'incisives était fixée : à l'aide d'une corde jetée sur un bloc, elle était abaissée puis relevée. Avec la force de sa gravité, il a écrasé la roche. Pour que le puits obtienne la forme correcte, le foret était tourné selon un certain angle avant chaque coup. Lorsque la foreuse s'enfonçait profondément dans le sol sur toute sa longueur, une tige d'environ 3 m de long y était vissée. Des tuyaux en fer étaient descendus dans le trou foré pour fixer les murs. Pour extraire les particules de roche concassée, elles étaient humidifiées avec de l'eau et transformées en boue, qui était périodiquement évacuée vers le haut à l'aide d'une écope - un long seau avec une valve à l'extrémité. Il est clair qu'à chaque fois pour cela, il fallait retirer l'outil de forage du puits et le dévisser en morceaux. Ce travail (soulever, desserrer et visser l'outil à percussion) a pris un temps de travail énorme. Si le sol était meuble, il était possible de forer jusqu'à 18 m par jour, mais ils ne parvenaient généralement pas à forer plus de 3 à 4 m. Plus la profondeur atteinte par le foret était grande, plus le travail était lent. En 1846, Fauvel invente une méthode de rinçage des puits au jet d'eau. Il a commencé à utiliser des tiges creuses et à y pomper de l'eau, qui était ensuite pompée entre les parois du forage et du puits avec des fragments de roche concassée. Cette invention a marqué une époque dans l’histoire de la technologie du forage. Avec un tel dispositif de forage, il ne pourrait jamais y avoir d'accumulation de saleté au fond des puits et il n'était pas nécessaire de soulever constamment l'outil. Avec cette invention de Fauvel, les difficultés de forage furent réduites de 9/10, et celui-ci commença immédiatement à se développer rapidement. Le coût des travaux de forage a été divisé par 10. C'était la situation lorsque Bissel a décidé d'utiliser la technologie de forage pour rechercher et extraire du pétrole. À cette époque, il n’avait aucune idée de la révolution que son idée allait apporter à l’économie. Le forage a été confié à l'ingénieur Drake. En mars 1858, près de la ville de Titesville en Pennsylvanie, une mine profonde à ciel ouvert fut creusée, au fond de laquelle ils commencèrent à forer. L’histoire de ce premier puits de pétrole est pleine d’épisodes dramatiques ; dès le début, Drake a dû surmonter de nombreuses difficultés en raison du manque de personnes et d’outils nécessaires. Personne n’avait confiance en un homme qui voulait extraire du pétrole d’une mine à eau. Finalement, Drake a trouvé un foreur expérimenté qui faisait son travail depuis 30 ans. Il s'est engagé à terminer le puits. Mais dès qu'ils ont commencé à travailler, les foreurs sont tombés sur une couche d'eau et l'eau s'est déversée du puits avec une telle force qu'ils ont dû quitter la mine en panique, sinon ils se noieraient tout simplement. Pour améliorer la situation, Drake a ordonné qu'un gros tuyau de fer traverse l'aquifère et le sable, après quoi le forage pourrait continuer. Fin avril 1859, alors que les foreurs atteignirent une profondeur de 21 m, du pétrole commença à s'écouler du puits. L’expérience a donc été un succès. Lorsque la pompe a été installée, elle a commencé à pomper 8 barils de pétrole par jour. Une semaine plus tard, ce chiffre était passé à 20 barils. Fin octobre de la même année, un incendie se déclare au niveau du premier puits et l'ensemble du site brûle. Cependant, les entrepreneurs n'ont pas désespéré et ont installé une nouvelle tour au même endroit, qui dès le premier jour a commencé à produire 30 barils par jour - une quantité qui est restée inégalée pendant de nombreuses années.
L'expérience réussie de Drake a jeté les bases de l'industrie pétrolière américaine. La nouvelle du succès de ses installations pétrolières se répandit rapidement dans tout le pays. Bissel a loué de nouveaux champs de pétrole. D'autres entrepreneurs ont suivi son exemple. Bientôt, un véritable boom pétrolier commença. La production pétrolière s’est avérée être une entreprise des plus rentables. Il est arrivé que des terrains qui coûtaient 30 à 40 dollars la veille ont grimpé en flèche jusqu'à 10 XNUMX dollars en quelques jours. Cela a attiré de nombreux spéculateurs et capitalistes dans le secteur pétrolier. L’énorme concentration du capital dans ce domaine a permis de faire des miracles. Les oléoducs et les voies ferrées ont été posés à une vitesse fabuleuse, les villes sont apparues comme sorties de terre dans le désert et des milliers de derricks ont poussé comme des champignons sur les champs de pétrole. La technologie de production pétrolière s’améliorait rapidement. Depuis 1858, lors du forage à percussion, une machine à vapeur a commencé à être utilisée pour retirer la foreuse. Mais la transition vers un forage rotatif (rotatif) plus productif était encore plus importante. Avec cette méthode de forage, un trou cylindrique était percé avec un trépan en rotation continue et les particules broyées pendant le processus de forage étaient transportées à la surface par un jet de fluide de rinçage en circulation constante, pompé en continu dans le puits par une pompe spéciale. En 1889, Chapman a inventé une plate-forme de forage rotative, dont la conception n'a pas fondamentalement changé à ce jour. Le rotor (mécanisme rotatif) recevait ici le mouvement d'un puissant moteur à combustion interne et le transmettait à la tige d'entraînement, et à travers elle aux tiges de forage et au trépan. Au début, la plate-forme Chapman était utilisée pour le forage d'eau. En 1901, le premier puits de pétrole y fut foré. Auteur : Ryzhov K.V.
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