Основатель ведущей научной школы Шамшев Филипп Аристархович

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Аннотация

Ф.А. Шамшев - выдающаяся личность, ключевая фигура в развитии отечественного бурения. Кафедра «Технология и техника бурения скважин» в Ленинградском горном институте, у истоков которой стоял Филипп Аристархович и его единомышленники, внесла огромный вклад в развитие отечественного бурения.

Summary

шамшев научный горный инженер

F.A. Shamshev - the outstanding personality, a key figure in development of industrial drilling. The "Technology and Technique of Drilling" department in the Leningrad mining institute at which origins Philip Aristarkhovich and his adherents stood, made a huge contribution to development of domestic drilling.

Work contains 4 drawings, 20 pages, the list of references

In the appendix - the chronographic table

Введение

В 1948 г. Была создана кафедра техники разведки, позднее она получила название «Кафедра технологии и техники бурения скважин». Ф. А. Шамшев стоял у истоков создания кафедры, кроме того, такие известные ученые, как А. В. Марамзин и И. А. Уткин. Огромный вклад в развитие кафедры, а также научной школы внесли заведующие кафедрой, с 1948 г. до 1976 г. - известный геолог-угольщик доктор технических наук, впоследствии профессор, заслуженный деятель науки и техники РСФСР Шамшев Филипп Аристархович, с 1976 г. по 1982 г. профессор Яковлев Ариан Михайлович, затем до 2000 г. заслуженный деятель науки и техники РФ профессор Кудряшов Борис Борисович, затем до 2004 г. ректор иститута, профессор Литвиненко Владимир Стефанович. Сегодня кафедру возглавляет Николай Иванович Васильев.

Кафедра была открыта с целью подготовки горных инженеров для обеспечения геологической службы высококвалифицированными специалистами, способными возглавить создание и практическое освоение новой эффективной буровой и горнопроходческой техники. Кафедра выпустила более 900 горных инженеров - специалистов по бурению, многие из которых стали выдающимися руководителями производства, научно - исследовательских организаций и их подразделений. Кафедрой подготовлено более 40 кандидатов наук. Целый ряд ее сотрудников и выпускников успешно защитили докторские диссертации: Б.Б. Кудряшов, И.Г. Шелковников, Л.К. Горшков, Ю.М. Парийский, А.М. Яковлев, В.П. Онищин, Ю.Т. Морозов, В.С. Литвиненко, Н.И. Николаев, В.К. Чистяков, Н.И. Слюсарев, А. М. Шкурко и другие.[3]

Основная часть

Биография - Ф.А. Шамшев

Шамшев Филипп Аристархович ( 28.08.1893 - 19.11.1979 ) - горный инженер геолог, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РСФСР, заведующий кафедрой технологии и техники бурения скважин Ленинградского Горного иститута.

Родился в с. Золотаревское, ныне Ростовская область. Окончил по первому разряду Донской ( Новочеркасский ) политехнический институт в 1922 г.После окончания института он с 1922 по 1931 гг. организует геологоразведочные работы на уголь и другие полезные ископаемые на Урале, в Хибинах, Подмосковье, Кузбассе и Донбассе. В 1931 г. он переводится в Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт ЦНИГРИ-ВСЕГЕИ, где возглавляет горнобуровую группу ЦНИГРИ и лабораторию разрушения горных пород при бурении разведочных скважин. В 1947 г. - доктор технических наук. Практическую работу в качестве геолога-угольщика начал в 1918 г. в геологоразведочных партиях Донугля. Пробурил самую глубокую для того времени разведочную скважину 1200 м на уголь в 1926 г. [1]

Научная и исследовательская деятельность

С 1929 г. работал в центральном аппарате Геологического комитета, затем в Буровом тресте, после которого переведен в ЦНИГРИ - ВСЕГЕИ. Одним из первых понял исключительную важность бурового дела для развития практической геологии. Создал первую и единственную в СССР методическую лабораторию по разведочному бурению. Его аналитические исследование и эксперименты легли в основу современной теории механического вращательного и ударного бурения. Доказал целесообразность бескернового бурения при детальной разведке. [3]

Бескерновое бурение - вращательное бурение геологоразведочных скважин без отбора керна, при котором горные породы разрушаются по всему забою скважины. Применяется преимущественно для пересечения безрудных вмещающих пород, если их разрез достаточно изучен или однозначно может быть установлен с помощью геофизических или других методов. Для скважин глубиной свыше 250 - 300 метров, бескерновое бурение более производительно чем керновое.

Определил частоту вращения снаряда как главный фактор, влияющий на производительность горных пород. Сформулировал принцип определения буримости горных пород.

Под буримостью горных пород, являющейся их горнотехнологической характеристикой, понимают способность сопротивляться проникновению в них бурового инструмента, или интенсивность образования в породе шпура ( скважины ) под действием усилий возникающих при бурении.

Основным показателем буримости принята механическая скорость бурения.

Таким образом, буримость - это способность функционировать системы «порода - разрушающий инструмент -станок» с образованием скважины (шпура) в рациональных режимах с определенной скоростью и оптимальными затратами энергии.

По своему содержанию и конечному результату определение буримости в производственных условиях имеет целью установление норм выработки, определение производительности труда, расценок на бурение и общее планирование работ и потребностей в материалах, буровых долот, коронок и т.п.

Работа в Ленинградском Горном институте

В 1929 году приглашается по совместительству доцентом в Ленинградский горный институт. С 1931 г. начал работать в Ленинградском горном институте на кафедре Разведочного дела. Один из основателей новой геологоразведочной специальности в ВУЗах - техника разведки месторождений полезных ископаемых, создатель кафедры «технологии и техники бурения» в Горном институте, коллектив которой одним из первых в стране приступил к разработке вибрационного способа бурения неглубоких скважин. Вибрационный метод применяется для бурения неглубоких скважин мягких пород.

В 1933 году выпускает первый в нашей стране учебник «Курс разведочного бурения»

В 1938 г. Шамшеву присваивают ученую степень кандидата технических наук, с 1940 - ученое звание доцента. С начала Великой Отечественной войны до 1943 года Ф.А. Шамшев работает в штабе Ленинградского военного округа, а затем в Геологическом комитете при Совете Министров СССР (г. Кыштым) С 1943 года он переходит на постоянную работу в ЛГИ, организуя процесс обучения студентов в сложных условиях эвакуации института.

После возвращения института 1944 г. в Ленинград, Ф.А. Шамшев работает начальником его учебной части, деканом геологоразведочного и нефтяного факультетов, а в 1946 г. возглавляет кафедру «Разведочного дела». В 1947 г. Ф.А. Шамшев успешно защищает докторскую диссертацию, организует в институте подготовку студентов по новой специальности «Техника разведки месторождений полезных ископаемых» и с 1948 по 1977 гг. бессменно возглавляет организованную им в институте кафедру Техники разведки (позже «Технологии и техники бурения скважин»). [3]

Научная деятельность Ф.А. Шамшева непосредственно связана с его работой на производстве в ЦНИГРИ и в ЛГИ. Ее основное направление - разработка основ теории и технологии бурения скважин. Первые результаты этих исследований были представлены им в оригинальной монографии «Разведочное бурение» в 1939 году.В 1955 г. Ф.А. Шамшев возглавляет организованную в ВИТРе лабораторию алмазного бурения. С 1957 г. под его руководством в ЛГИ успешно проводятся исследования в области бурения скважин в осложненных условиях. При кафедре технологии и разведке были созданы лаборатория разведочного бурения и отдел антарктических исследований. Инициатор создания ВНИИ методики и техники разведки ( 1954 ), в котором возглавил группу, впервые разработавшую алмазный буровой инструмент на базе якутских алмазов.

С 1972 г. эти исследования успешно продолжались в созданных при кафедре Отраслевой лабораторией Мингео РСФСР и в отделе Антарктических исследований Проблемной лаборатории горной теплофизики ГКНТ СССР.

Кафедра, у истоков которой стоял Филипп Аристархович, активно развивается и представляет нововведения. [

Основные научные результаты кафедры «Технология и техника бурения скважин»

1. Созданы основы теории теплового и механического разрушения льда, методики расчета технологических параметров бурения.

2. Обоснован выбор рецептуры незамерзающей заливочной жидкости для предотвращения сужения ствола скважины под воздействием горного давления и повышающейся с глубиной естественной температуры льда, существенно изменяющей его вязкопластические свойства.

3. Разработаны принципиально новые полуавтономные электротепловые и электромеханические буровые снаряды на грузонесущем кабеле (ТЭЛГА, ТБЗС, КЭМС), комплексы стационарного и передвижного бурового оборудования, системы контроля и автоматизированного управления процессом бурения. Разработаны и освоены специальные методики и аппаратура комплекса геофизических исследований скважин в экстремальных условиях полярных ледников. Разработана экологически безопасная технология вскрытия подледниковых водоемов.

1967

Создание термоэлектробура «ТЭЛГА-1», участие в 13-й САЭ.

Разработка технологии разведочного бурения по льдам и ледниковым породам.

1968

Создание колонкового электромеханического бурового снаряда на кабеле и изготовление двух экземпляров буровых снарядов «ТЭЛГА-2». Участие в 14-й САЭ.

1969

Создание специального колонкового электромеханического снаряда на кабеле КЭМС-152 и изготовление двух экземпляров термоэлектробура «ТЭЛГА-15». Участие в 15-й САЭ.

1970

Создание наземного бурового комплекса с двумя буровыми копрами для глубокого бурения и методических работ на внутриконтинентальной станции «Восток». С помощью снаряда ТЭЛГА пробурена скважина глубиной 506 метров.

1971

Создание легких передвижных установок для бурения до глубины 200 и 300 метров с полным отбором керна во внутриконтинентальных походах и на шельфовых ледниках, стерильный отбор керна для микробиологических исследований.

1972

Организация в Ленинградском горном институте проблемной лаборатории горной теплофизики с отделом арктических исследований. Участие в 17-й САЭ.

Одна из скважин на станции «Восток» достигла глубины 952 метров, что существенно превышает прежний мировой рекорд бурения плавлением (535 метров), достигнутый американским специалистами в Гренландии. Высококачественный керн из антарктической скважины в соответствии с программой международного научного сотрудничества передан в США, Францию, Австралию и другие странны.

1974

Испытание разработанного и изготовленного в ЛГИ первого макета нового колонкового термобурового снаряда для бурения залитых жидкостью скважин, получившего индекс ТБЗС. Участие в 19-й САЭ.

1975

Бурение с заливкой скважины низкотемпературной жидкостью и использованием термобурового снаряда ТБЗС-152. Оборудование передвижной микробиологической буровой установки МБУ и начало микробиологических исследований ледового керна. По результатам микробиологических исследований керна по всему интервалу бурения сделано научное открытие «Явление сверхдлительного анабиоза (более 200 000 лет) у микроорганизмов». Участие в 20-й САЭ.

1976-1981

Геофизические исследования в скважинах и экспериментальные работы по новым технологиям бурения на станции «Восток» в период работы 21, 22, 23 и 24-й САЭ.

Исследование и разработка технических средств и технологии крепления и изоляции отдельных интервалов нефтяных и газовых скважин, пройденных традиционным механическим способом, с помощью высокотемпературных генераторов теплоты и с помощью легкоплавких связующих материалов является одним из перспективных направлений повышения эффективности сооружения скважин в сложных геологических и горнотехнических условиях, новым нетрадиционным направлением беструбного крепления.

Определены факторы, обеспечивающие поддержание контактной температуры в приемлемых пределах: допустимый уровень забойной мощности, рациональный режим бурения, выбор очистного агента и его характеристик, особенности конструктивного решения породоразрушающего инструмента, способствующего максимальному теплоотводу от режущей поверхности и т.п. Проведена стендовая и опытно-промышленная апробация полученных рекомендаций при испытаниях опытных партий алмазных коронок, изготавливаемых сторонними организациями (ТулНИГП, ВИТР).

Выполнены исследования по разработке эффективных безглинистых биополимерных растворов на основе экзополисахаридов. Разработаны составы модифицированных безглинистых буровых растворов, позволяющих создать в призабойной зоне пласта. Проведены лабораторные исследования и производственные испытания разработанных составов безглинистых биополлимерных растворов.

Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по антарктической тематике ведутся в Горном университете с 1967 г. на основе хоздоговоров с ААНИИ отличаясь планомерностью и последовательностью, что позволило нашей стране занять лидирующее положение в мире в области глубокого бурения льда.

Отличительной особенностью этих работ является их ярко выраженная практическая направленность. Начиная с 13-ой Советской антарктической экспедиции (САЭ, 1967), сотрудники кафедры технологии и техники бурения скважин, а также других кафедр Горного университета участвовали практически во всех Советских и, затем, Российских антарктических экспедициях (РАЭ) как в зимовочных, так и в сезонных составах. В ледниковом покрове Антарктиды (станция Восток, обсерватория Мирный, гляциологический профиль Мирный-Восток 1), а также в леднике архипелага Северная Земля пробурено, в общей сложности, более 18 тысяч метров с полным отбором ледяного керна. В феврале 2012 года завершено бурение скважины 5Г и на глубине 3769,3 м вскрыто подледниковое озеро Восток, что было освещено многочисленными российскими и иностранными СМИ. В январе 2015 года было произведено повторное вскрытие озера. [3]

Заключение

На основе изучения кернов льда, полученных из пробуренных скважин, установлены основные закономерности изменения по глубине структурных и физических свойств Антарктического ледникового покрова, определяющих механические и реологические свойства ледяной породы, которые влияют на проходку скважины и поддержание ее в рабочем состоянии.

Разработаны теория гидратообразования в подледниковых озерах Антарктиды и модели газового и гидрологического режимов озера Восток, на основании которых произведены оценки основных технологических и экологических рисков, связанных с проникновением в озеро.

Достигнутые результаты открывают перед российскими учеными широкие перспективы проведения комплексных исследований подледникового озера Восток с целью получения новых данных о глобальных изменениях природной среды планеты.[3]

Результаты стали возможными благодаря Ф.А. Шамшеву и его соотечественникам и единомышленникам. Филипп Аристархович внес неоценимый вклад в развитие бурения в осложненных условиях в частности, и в развитие отечественного бурения, в целом.

Список литературы

Кудряшов Б.Б. Из истории Горного института / СПГГИ (ТУ) - Информационный вестник № 01, 1999, СПб: «Медиа-Маркет» - 1999 с. 1-5

Келль Л.И. Ленинградский Горный институт - старейшая высшая техническая школа страны. - Горный журнал, 1973, №11 - с. 3-7

http://www.spmi.ru - Бурение скважин в осложненных условиях. - официальный сайт Горного института, 2015

Приложение № 1

Хронографическая таблица

Размещено на Allbest.ru