60 лет назад мирный ядерный взрыв помог погасить огонь, горевший три года
скриншот «Центрнаучфильм»
Взрывы атомных зарядов – это не только про военные цели. О том, как энергию ядерных взрывов использовали в мирных целях, мы рассказывали в прошлом году. А сейчас расскажем о том, как взрыв помог остановить катастрофу. 30 сентября 1966 года, 60 лет назад, на газовом месторождении Урта-Булак в Узбекистане с помощью термоядерного заряда удалось потушить пожар, который горел почти три года.
Факел
В конце 1950-х СССР отставал от ведущих стран по добыче нефти и газа. Разрыв был заметен и в газоснабжении: по данным, которые приводил начальник Главгаза СССР Алексей Шмарев, газом в стране было охвачено около 8% населения – против 62% в США, 49% во Франции и 33% в Италии. В 1959-1965 годах перед советской промышленностью поставили задачу догнать и перегнать капиталистические страны по добыче нефти и газа: начали искать новые месторождения и бурить глубже. Но высокая скорость освоения недр имела и обратную сторону: чем глубже уходила буровая, тем выше становились давления и температуры и тем серьёзнее могли быть последствия ошибки. Одна из крупнейших аварий при добыче газа произошла 1 декабря 1963 года на месторождении Урта-Булак, примерно в 80 километрах к юго-востоку от Бухары, в Туркменской ССР.
На скважине № 11 шла ночная буровая вахта. Бур прошёл песчаники, солончаки, глины и на глубине около 2450 метров достиг газоносного пласта. Под землёй газ находился под давлением до 300 атмосфер, в несколько раз выше обычного для таких условий. А главное, газ оказался смешанным с высокотоксичным и легковоспламенимым сероводородом.
Контроль над скважиной потеряли практически мгновенно: под давлением буровую колонну, а это суммарно 1, 5 км труб, выбросило вверх, а вырвавшийся наружу газ загорелся. Буровая вышка обрушилась, огонь повредил устье скважины и установленное там оборудование, после чего поток газа стал ещё сильнее. Над Урта-Булаком поднялся огненный факел высотой около 120 метров.
Тупик
Обычно такие пожары тушили своими силами нефтяники, геологи, пожарные, добровольцы, но Урта-Булак оказался случаем беспрецедентным. Из-за высокой температуры к факелу нельзя было приблизиться ближе, чем на 250 метров, ежедневно из глубины выходило более и сгорало 12 миллионов кубометров газа.
Сначала пытались действовать привычными способами: пожарные расчёты направили на устье скважины мощные струи воды из лафетных стволов, одновременно водой проливали землю вокруг факела и воздух, пытаясь хотя бы немного снизить температуру. Пламя удалось сбить у самой земли, но полностью оно не исчезло – факел теперь начинался примерно с десятиметровой высоты.
Следующим шагом стала попытка заглушить саму скважину. На устье собирались установить арматуру, спустить внутрь утяжелённый раствор, чтобы столб создал достаточное гидростатическое давление и выход газа остановился. Но и это не удалось. Трубы спустить в ствол не получилось, а давление внутри скважины продолжало расти, газ начал искать новые пути наружу, пошёл через окружающие породы и стал выходить на поверхность в других местах. Ситуация становилась ещё опаснее. Тогда рядом с аварийной скважиной пробурили новый ствол и закачали в пласт около 60 тысяч кубометров воды – но вода просто вышла наружу.
К январю 1964 года к ликвидации аварии подключили военных. По факелу били артиллерийскими залпами, пытаясь сбить пламя и разрушить остатки оборудования на устье. Снаряды действительно помогли расчистить территорию от повреждённых конструкций, но остановить огненный фонтан не смогли. Засыпать скважину тоже не получилось – бульдозеры не могли подойти к факелу вплотную, зато смогли насыпать своеобразный защитный вал.
Руководитель работ Камиль Мангушев позже вспоминал, как выглядел Урта-Булак для человека, который приближался к нему впервые. Уже за 600 метров от фонтана его голос напоминал «океан глухих взрывов, рёв сотен реактивных двигателей, шум канонады»: «Живому здесь места не осталось. По ночам стаи перелётных птиц и тучи насекомых, привлечённые светом, попадали в эту огненную пляску смерти и, падая, сгорали, часто даже не долетев до земли. Как же здесь работали люди? Какое надо иметь мужество, чтобы подойти к жерлу ада?».
Новый путь
К концу 1965 года стало понятно, что Урта-Булак уже нельзя считать обычной производственной аварией. В декабре вопрос прозвучал даже на сессии Верховного Совета СССР, где руководитель Бухарской области Каюм Муртазаев назвал это «всесоюзной катастрофой» и говорил о необходимости срочно организовать работы и остановить огромные потери газа.
После обсуждения и появилась идея использовать для ликвидации фонтана подземный ядерный взрыв – он создаёт мощную ударную волну, которая вызовет в окружающем массиве горных пород деформацию и смещение. Если правильно выбрать место взрыва, движущаяся порода сможет воздействовать и на расположенный рядом ствол скважины. Расчёты показывали: если добиться необходимого перемещения, ствол изменит своё положение и перекроется, а вместе с ним будет перекрыт и путь для газа.
Для атомщиков это не было совсем неизведанной территорией. К тому времени в СССР уже проводили подземные ядерные взрывы в мирных целях и изучали, как энергия взрыва воздействует на горные породы. Теперь предстояло применить эти знания к совершенно конкретной задаче: закрыть скважину, из которой почти три года шёл газ. Практическую реализацию возложили на Камиля Мангушева: ему поручили координировать работы по ликвидации Урта-Булакского фонтана.
Зимой 1965-1966 годов Мангушев побывал на месте аварии. Вернувшись в Москву, занялся подготовкой технической части операции, в том числе разработкой и испытаниями бура из специальных материалов, способных выдержать агрессивные среды, который должен был обеспечить точное приближение к аварийной скважине.
К созданию специального заряда подключили специалистов КБ-11 – будущего ВНИИ экспериментальной физики (ВНИИЭФ) в Сарове. Опыт создания зарядов для «мирных взрывов» у них уже был, теперь же предстояло разработать заряд именно для Урта-Булака. Сложность была в том, чтобы создать устройство, которое можно было доставить на нужную глубину и использовать для строго рассчитанного подземного взрыва. При этом образовавшаяся после взрыва полость не должна была соединиться с аварийным стволом скважины, чтобы продукты взрыва оставались под землёй, а радиация не вышла на поверхность. Обычный ядерный боеприпас для такой работы не подходил. Заряд должен был поместиться в технологическую скважину, выдержать высокую температуру и при этом дать необходимый эффект в окружающем массиве. Особенно сложной оказалась температура: на глубине она достигала +73 градусов, тогда как допустимой для заряда считалась температура около +40.
Для Урта-Булака во ВНИИЭФ разработали мирное взрывное устройство мощностью 30 килотонн. Чтобы представить эту цифру, достаточно сравнения: мощность бомбы, сброшенной на Хиросиму, оценивается примерно в 15 килотонн. Чтобы устройство выдержало повышение температуры, разработали специальный охлаждающий кожух: между корпусами находилась «рубашка», по которой циркулировала вода, нагревшуюся воду поднимали на поверхность, охлаждали и снова отправляли вниз. Отдельная система охлаждения была предусмотрена и для самой скважины. Оборудование предварительно испытывали на полигоне под Москвой. Не менее важным требованием была «чистота» заряда – нужно было максимально снизить вероятность радиационного загрязнения поверхности.
Но даже самый подходящий заряд был бесполезен, если его невозможно было точно доставить к аварийной скважине. Для этого примерно в 200 метрах от горящего факела пробурили наклонную рабочую скважину. Она должна была подвести заряд к аварийному стволу на глубине около 1,5 километра, при этом рабочий диаметр составлял около 45 сантиметров.
Бурильные трубы имели разную длину, и суммарная погрешность бурения на таком расстоянии могла достигнуть 15–16 метров, что привело бы к провалу всей операции. Поэтому каждую трубу тщательно измеряли, чтобы понять, где находится конец всей колонны и где в итоге окажется заряд.
23 секунды
20 сентября 1966 года начался последний этап подготовки. Остановили работу на других скважинах промысла, ещё раз проверили расчёты, людей и технику вывели из опасной зоны. Заряд опустили на рабочую глубину. Скважину, которая подводила его к аварийной, плотно залили цементом, чтобы после взрыва продукты и газ не получили нового пути к поверхности.
За всей этой подготовкой стояла огромная ответственность. Евгений Негин, один из руководителей ядерной части проекта, позднее вспоминал операцию как событие, в котором даже последние минуты проходили под контролем множества людей и служб. Командный пункт находился примерно в пяти километрах от места взрыва.
Сам подрыв назначили на 30 сентября. В 9 утра заряд дистанционно активировали. Как вспоминал потом Евгений Негин, земля вздрогнула так, что толчок почувствовали люди на поверхности, а ударная волна прошла через окружающий массив. Но главное, что задачу удалось выполнить: породы сместились и деформировали аварийный ствол, его перекрыло.
Вот только на поверхности этого сначала никто не увидел: после взрыва факел около десяти минут почти не менялся, и только потом гул его стал тише, а огонь начал уменьшаться. После почти трёх лет непрерывного огня вокруг неожиданно стало тихо. Негин вспоминал, что эта тишина буквально давила на уши: люди молча смотрели на место, где только что бушевал огромный факел, а потом начали поздравлять друг друга.
От момента взрыва до полного прекращения выхода газа прошло около 22-23 секунд. Именно этот результат приводятся в технических материалах операции «Факел».
Теперь нужно было убедиться, что победа над огнём не создала другую опасность. К месту взрыва направили дозиметрическую разведку: проверяли радиационную обстановку и возможный выход продуктов взрыва на поверхность – повышения радиационного фона не обнаружили.
Но скважину всё равно предстояло окончательно закрыть. Позднее ствол аварийной скважины зацементировали до самого устья.
Не последний
После Урта-Булака этот способ решили использовать ещё несколько раз. В 1968 году подземный ядерный взрыв провели на газовом месторождении Памук в Узбекистане. В 1972-м – на месторождении Майское в Туркменской ССР. Оба прошли успешно.
Ещё одна попытка состоялась в том же году на Крестищенском месторождении в Украинской ССР: 9 июля 1972 года там произвели подземный взрыв мощностью 3,8 килотонны, но в тот раз перекрыть аварийный ствол не удалось, и фонтан пришлось ликвидировать другими способами.
В современной истории этот способ больше не применяется.
Татьяна Козлова
Отзывы
Мы в Телеграм