Was ist der größte brunnen der welt. Was hat die Menschheit durch das Bohren supertiefer Brunnen erhalten? Höllengeräusche aus dem Kola-Brunnen

In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurde die Welt von ultratiefen Bohrungen krank. In den Vereinigten Staaten wurde ein neues Programm zur Untersuchung des Meeresbodens (Deep Sea Drilling Project) vorbereitet. Das speziell für dieses Projekt gebaute Glomar Challenger-Schiff verbrachte mehrere Jahre in den Gewässern verschiedener Ozeane und Meere und bohrte fast 800 Brunnen in ihren Grund und erreichte eine maximale Tiefe von 760 m. Mitte der 1980er Jahre bestätigten sich die Ergebnisse der Offshore-Bohrungen Die Theorie der Plattentektonik. Die Geologie als Wissenschaft wurde wiedergeboren. Russland ging derweil seinen eigenen Weg. Das durch den Erfolg der Vereinigten Staaten geweckte Interesse an dem Problem führte zu dem Programm "Untersuchung der Eingeweide der Erde und ultratiefe Bohrungen", jedoch nicht im Ozean, sondern auf dem Kontinent. Trotz jahrhundertelanger Geschichte schien das Bohren auf dem Kontinent eine völlig neue Sache zu sein. Immerhin ging es um bisher unerreichte Tiefen – mehr als 7 Kilometer. 1962 billigte Nikita Chruschtschow dieses Programm, obwohl er sich eher von politischen als von wissenschaftlichen Motiven leiten ließ. Er wollte nicht hinter den Vereinigten Staaten zurückbleiben.

Der bekannte Ölmann, Doktor der technischen Wissenschaften Nikolay Timofeev, leitete das neu geschaffene Labor am Institut für Bohrtechnik. Er wurde beauftragt, die Möglichkeit ultratiefer Bohrungen in kristallinen Gesteinen - Graniten und Gneisen - zu begründen. Die Forschung dauerte 4 Jahre, und 1966 urteilten die Experten: Bohren ist möglich und nicht unbedingt mit der Technik von morgen, die vorhandenen Geräte reichen aus. Das Hauptproblem ist die Hitze in der Tiefe. Beim Eindringen in die Gesteine, aus denen die Erdkruste besteht, soll die Temperatur laut Berechnungen alle 33 Meter um 1 Grad steigen. Das bedeutet, dass wir in einer Tiefe von 10 km ungefähr 300°C erwarten sollten und in 15 km - fast 500°C. Bohrwerkzeuge und -geräte halten einer solchen Erwärmung nicht stand. Es war notwendig, einen Ort zu suchen, an dem der Darm nicht so heiß ist ...

Aber

Von hier aus können Sie höllischen Geräuschen aus dem Brunnen lauschen.

Film: Kola Superdeep: Last Salute

Das Bohren des Kola-Brunnens SG-3 erforderte nicht die Schaffung grundlegend neuer Geräte und riesiger Maschinen. Wir begannen mit dem zu arbeiten, was wir bereits hatten: der Uralmash 4E-Einheit mit einer Hubkapazität von 200 Tonnen und Leichtmetallrohren. Was damals wirklich gebraucht wurde, waren nicht standardmäßige technologische Lösungen. In der Tat hat niemand in massivem kristallinem Gestein so tief gebohrt, und was dort sein wird, haben sie sich nur allgemein vorgestellt. Erfahrene Bohrer verstanden jedoch, dass das eigentliche Bohrloch viel komplizierter sein würde, egal wie detailliert das Projekt war. Nach 5 Jahren, als die Tiefe des SG-3 gut 7 Kilometer überstieg, wurde ein neues Bohrgerät „Uralmash 15.000“ installiert – eines der modernsten seiner Zeit. Leistungsstark, zuverlässig, mit automatischem Auslösemechanismus, konnte es einem Rohrstrang von bis zu 15 km Länge standhalten. Aus der Bohranlage ist ein 68 m hoher, vollständig verkleideter Turm geworden, der den starken Winden in der Arktis trotzt. In der Nähe sind eine Mini-Fabrik, wissenschaftliche Labore und ein Kernlager entstanden.

Beim Bohren in geringe Tiefen wird ein Motor an der Oberfläche installiert, der einen Rohrstrang mit einem Bohrer am Ende dreht. Der Bohrer ist ein Eisenzylinder mit Zähnen aus Diamanten oder Hartlegierungen - eine Krone. Diese Krone beißt in die Felsen und schneidet daraus eine dünne Säule - Kern. Um das Werkzeug zu kühlen und kleine Trümmer aus dem Bohrloch zu entfernen, wird Bohrflüssigkeit hineingespritzt - flüssiger Ton, der wie Blut in Gefäßen ständig durch das Bohrloch zirkuliert. Nach einiger Zeit werden die Rohre an die Oberfläche gehoben, vom Kern befreit, die Krone gewechselt und die Säule wieder in die Bohrlochsohle abgesenkt. So funktioniert normales Bohren.

Und wenn die Lauflänge 10-12 Kilometer bei einem Durchmesser von 215 Millimetern beträgt? Der Rohrstrang wird zum dünnsten Faden, der in den Brunnen hinabgelassen wird. Wie kann man damit umgehen? Wie kann man sehen, was im Gesicht passiert? Daher wurden am Kola-Bohrloch am Ende des Bohrstrangs Miniaturturbinen installiert, die durch Bohrflüssigkeit gestartet wurden, die unter Druck durch Rohre injiziert wurde. Die Turbinen drehten den Hartmetallmeißel und schnitten den Kern heraus. Die ganze Technik war ausgereift, der Bediener am Steuerpult sah die Drehung der Krone, kannte deren Geschwindigkeit und konnte den Vorgang steuern. Alle 8-10 Meter musste eine mehrere Kilometer lange Rohrsäule angehoben werden. Der Ab- und Aufstieg dauerte insgesamt 18 Stunden.

7 Kilometer – die Marke für die Kola superdeep fatal. Dahinter begann das Unbekannte, viele Unfälle und ein ständiger Kampf mit Felsen. Der Lauf konnte nicht aufrecht gehalten werden. Bei der erstmaligen Befahrung von 12 km weicht der Brunnen um 21° von der Senkrechten ab. Obwohl die Bohrer bereits gelernt hatten, mit der unglaublichen Krümmung des Stammes zu arbeiten, war es unmöglich, weiter zu gehen. Ab der Markierung von 7 Kilometern musste der Brunnen neu gebohrt werden. Um ein vertikales Loch in harte Formationen zu bekommen, braucht man einen sehr steifen Boden des Bohrstrangs, damit er wie Butter in den Untergrund eindringt. Es tritt jedoch ein weiteres Problem auf: Der Brunnen dehnt sich allmählich aus, der Bohrer baumelt darin, wie in einem Glas, die Wände des Fasses beginnen zusammenzubrechen und das Werkzeug zu zerquetschen. Die Lösung für dieses Problem erwies sich als originell - die Pendeltechnologie wurde angewendet. Der Bohrer wurde im Bohrloch künstlich geschwenkt und unterdrückte starke Vibrationen. Aus diesem Grund fiel der Kofferraum vertikal aus.

Der häufigste Unfall auf einer Bohrinsel ist ein Rohrstrangbruch. Normalerweise versuchen die Rohre erneut, sich festzusetzen, aber wenn dies in großer Tiefe passiert, wird das Problem nicht mehr behebbar. Es ist sinnlos, in einem 10 Kilometer langen Brunnen nach einem Werkzeug zu suchen, sie haben ein solches Loch geworfen und etwas höher ein neues begonnen. Bruch und Verlust von Rohren auf SG-3 passierten viele Male. Dadurch sieht der Brunnen in seinem unteren Teil aus wie das Wurzelsystem einer riesigen Pflanze. Die Verzweigung des Brunnens verärgerte die Bohrer, entpuppte sich jedoch als Glück für die Geologen, die unerwartet ein dreidimensionales Bild eines beeindruckenden Segments uralter archaischer Felsen erhielten, die sich vor mehr als 2,5 Milliarden Jahren gebildet haben. Im Juni 1990 erreichte SG-3 eine Tiefe von 12.262 m. Sie begannen, den Brunnen für das Bohren bis zu 14 km vorzubereiten, und dann ereignete sich erneut ein Unfall - auf einer Höhe von 8.550 m brach der Rohrstrang. Die Fortsetzung der Arbeiten erforderte eine lange Vorbereitung, die Aktualisierung der Ausrüstung und neue Kosten. 1994 wurde die Bohrung des Kola Superdeep eingestellt. Nach 3 Jahren kam sie ins Guinness-Buch der Rekorde und ist immer noch unübertroffen.

SG-3 war von Anfang an eine geheime Einrichtung. Sowohl die Grenzzone als auch die strategischen Vorkommen im Bezirk und die wissenschaftliche Priorität sind schuld. Der erste Ausländer, der die Anlage besuchte, war einer der Leiter der Akademie der Wissenschaften der Tschechoslowakei. Später, im Jahr 1975, wurde in der Prawda ein Artikel über Kola Superdeep veröffentlicht, der vom Geologieminister Alexander Sidorenko unterzeichnet wurde. Es gab noch keine wissenschaftlichen Veröffentlichungen über den Kola-Brunnen, aber einige Informationen sickerten ins Ausland durch. Die Welt begann, mehr aus Gerüchten zu lernen - der tiefste Brunnen wird in der UdSSR gebohrt. Der Schleier der Geheimhaltung hätte wahrscheinlich bis zur „Perestroika“ über dem Brunnen gehangen, wenn es nicht den World Geological Congress 1984 in Moskau gegeben hätte. Sorgfältig vorbereitet für ein solches Großereignis in der Welt der Wissenschaft, wurde sogar ein neues Gebäude für das Ministerium für Geologie gebaut – viele Teilnehmer warteten. Aber ausländische Kollegen interessierten sich vor allem für die Kola Superdeep! Die Amerikaner glaubten nicht, dass wir es überhaupt hatten. Die Tiefe des Brunnens hatte zu diesem Zeitpunkt 12.066 Meter erreicht. Es hatte keinen Sinn mehr, das Objekt zu verstecken. In Moskau wurde den Kongressteilnehmern eine Ausstellung der Errungenschaften der russischen Geologie geboten, einer der Stände war dem Brunnen SG-3 gewidmet. Experten aus aller Welt blickten fassungslos auf einen gewöhnlichen Bohrkopf mit verschlissenen Hartmetallzähnen. Und so bohren sie den tiefsten Brunnen der Welt? Unglaublich! Eine große Delegation von Geologen und Journalisten besuchte das Dorf Zapolyarny. Den Besuchern wurde die Bohranlage in Aktion gezeigt, und 33 Meter lange Rohrabschnitte wurden herausgenommen und getrennt. Es gab haufenweise genau die gleichen Bohrköpfe, wie der, der in Moskau auf dem Stand lag. Von der Akademie der Wissenschaften wurde die Delegation von einem bekannten Geologen, Akademiemitglied Vladimir Belousov, empfangen. Während der Pressekonferenz wurde ihm eine Frage aus dem Publikum gestellt: - Was war das Wichtigste, das der Kola-Brunnen gezeigt hat? - Herr! Die Hauptsache ist, dass es gezeigt hat, dass wir nichts über die kontinentale Kruste wissen, - antwortete der Wissenschaftler ehrlich.

Die Tiefe enthielt viele Überraschungen. Früher war es normal zu glauben, dass Gesteine mit zunehmendem Druck und zunehmendem Abstand von der Erdoberfläche monolithischer werden, mit einer geringen Anzahl von Rissen und Poren. SG-3 überzeugte die Wissenschaftler vom Gegenteil. Ab 9 Kilometern erwiesen sich die Schichten als sehr porös und buchstäblich vollgestopft mit Rissen, durch die wässrige Lösungen zirkulierten. Später wurde diese Tatsache durch andere ultratiefe Bohrungen auf den Kontinenten bestätigt. In der Tiefe stellte sich heraus, dass es viel heißer war als erwartet: um bis zu 80 °! Bei Kilometer 7 betrug die Temperatur in der Wand 120°C, bei Kilometer 12 waren es bereits 230°C. In den Proben des Bohrlochs Kola entdeckten Wissenschaftler eine Goldmineralisierung. Einschlüsse des Edelmetalls wurden in alten Gesteinen in einer Tiefe von 9,5–10,5 km gefunden. Die Goldkonzentration war jedoch zu gering, um eine Lagerstätte zu deklarieren - durchschnittlich 37,7 mg pro Tonne Gestein, aber ausreichend, um sie an anderen ähnlichen Orten zu erwarten.

HÜber, einst war der Kola Superdeep im Zentrum eines globalen Skandals. Eines schönen Morgens im Jahr 1989 erhielt der Direktor des Brunnens, David Guberman, einen Anruf vom Chefredakteur der Regionalzeitung, dem Sekretär des Regionalkomitees und vielen anderen Leuten. Jeder wollte etwas über den Teufel wissen, den die Bohrer angeblich aus den Eingeweiden auferweckt haben, wie einige Zeitungen und Radiosender auf der ganzen Welt berichteten. Der Direktor war verblüfft, und - wovon war es! „Wissenschaftler haben die Hölle entdeckt“, „Satan ist der Hölle entronnen“ – lesen Sie in den Schlagzeilen. Wie in der Presse berichtet wurde, bohrten Geologen, die sehr weit in Sibirien und vielleicht in Alaska oder sogar auf der Kola-Halbinsel arbeiteten (Journalisten waren sich in dieser Angelegenheit nicht einig), in einer Tiefe von 14,4 km, als der Bohrer plötzlich stark zu baumeln begann Seite an Seite. Da unten ist also ein großes Loch, dachten die Wissenschaftler, anscheinend ist das Zentrum des Planeten leer. Sensoren, die in die Tiefe gesenkt wurden, zeigten eine Temperatur von 2.000 ° C, und superempfindliche Mikrofone ertönten ... die Schreie von Millionen leidender Seelen. Infolgedessen wurden die Bohrungen eingestellt, da befürchtet wurde, höllische Kräfte an die Oberfläche freizusetzen. Natürlich haben sowjetische Wissenschaftler diese journalistische "Ente" widerlegt, aber die Echos dieser alten Geschichte wanderten lange Zeit von Zeitung zu Zeitung und verwandelten sich in eine Art Folklore. Einige Jahre später, als Geschichten über die Hölle bereits in Vergessenheit geraten waren, besuchten Mitarbeiter der Kola Superdeep Australien mit Vorträgen. Sie wurden von der Gouverneurin von Victoria, einer koketten Dame, zu einem Empfang eingeladen, die die russische Delegation mit der Frage begrüßte: „Was zum Teufel haben Sie von dort heraufbeschworen?“

W Hier können Sie höllischen Geräuschen aus dem Brunnen lauschen.

In unserer Zeit wird die Kola-Bohrung (SG-3), das tiefste Bohrloch der Welt, wegen Unrentabilität liquidiert, berichtet Interfax unter Berufung auf eine Erklärung von Boris Mikov, Leiter der Territorialabteilung der Föderalen Immobilienverwaltungsagentur für die Region Murmansk. Der genaue Abschlusstermin des Projekts steht noch nicht fest.

Zuvor hatte die Staatsanwaltschaft des Bezirks Pechenga den Leiter des Unternehmens SG-3 wegen Gehaltsverzögerungen mit einer Geldstrafe belegt und mit der Einleitung eines Strafverfahrens gedroht. Ab April 2008 umfasste die Belegschaft des Brunnens 20 Personen. In den 1980er Jahren arbeiteten etwa 500 Menschen am Brunnen.

Film: Kola Superdeep: Last Salute

Super tiefes Bohren

Nach der bestehenden Klassifizierung werden Bohrungen mit einer Tiefe von 3.000–6.000 m als tief und Bohrungen mit einer Tiefe von 6.000 m oder mehr als ultratief eingestuft.

1958 erschien in den Vereinigten Staaten das ultratiefe Bohrprogramm Mohol. Dies ist eines der gewagtesten und mysteriösesten Projekte des Nachkriegsamerikas. Wie viele andere Programme wurde Mohol entwickelt, um die UdSSR in wissenschaftlicher Rivalität zu überholen, indem es einen Weltrekord in ultratiefen Bohrungen aufstellte. Der Name des Projekts setzt sich aus den Wörtern „Mohorovicic“ – dem Namen eines kroatischen Wissenschaftlers, der die Grenzfläche zwischen Erdkruste und Erdmantel – der Moho-Grenze identifizierte, und „Loch“ zusammen, was auf Englisch „Brunnen“ bedeutet. Die Macher des Programms beschlossen, im Ozean zu bohren, wo die Erdkruste laut Geophysikern viel dünner ist als auf den Kontinenten. Es war notwendig, die Rohre mehrere Kilometer ins Wasser abzusenken, 5 Kilometer über den Meeresboden zu gehen und den oberen Mantel zu erreichen.

Im April 1961 bohrten Geologen vor der Insel Guadeloupe in der Karibik, wo die Wassersäule 3,5 km erreicht, fünf Brunnen, von denen der tiefste mit 183 Metern in den Boden eindrang. Nach vorläufigen Berechnungen erwarteten sie an dieser Stelle unter Sedimentgesteinen, auf die obere Schicht der Erdkruste - Granit - zu treffen. Aber der unter den Sedimenten hervorgehobene Kern enthielt reine Basalte - eine Art Antipode von Graniten. Das Ergebnis des Bohrens entmutigte und inspirierte gleichzeitig die Wissenschaftler, sie begannen, eine neue Bohrphase vorzubereiten. Aber als die Kosten des Projekts 100 Millionen Dollar überstiegen, stellte der US-Kongress die Finanzierung ein. "Mohol" beantwortete keine der gestellten Fragen, zeigte aber die Hauptsache - ultratiefe Bohrungen im Ozean sind möglich.

Seitdem ist die Welt an ultratiefen Bohrungen erkrankt. In den Vereinigten Staaten wurde ein neues Programm zur Untersuchung des Meeresbodens (Deep Sea Drilling Project) vorbereitet. Das speziell für dieses Projekt gebaute Glomar Challenger-Schiff verbrachte mehrere Jahre in den Gewässern verschiedener Ozeane und Meere und bohrte fast 800 Brunnen in ihren Grund und erreichte eine maximale Tiefe von 760 m. Mitte der 1980er Jahre bestätigten sich die Ergebnisse der Offshore-Bohrungen Die Theorie der Plattentektonik. Die Geologie als Wissenschaft wurde wiedergeboren. Russland ging derweil seinen eigenen Weg. Das durch den Erfolg der Vereinigten Staaten geweckte Interesse an dem Problem führte zu dem Programm "Untersuchung der Eingeweide der Erde und ultratiefe Bohrungen", jedoch nicht im Ozean, sondern auf dem Kontinent. Trotz jahrhundertelanger Geschichte schien das Bohren auf dem Kontinent eine völlig neue Sache zu sein. Immerhin ging es um bisher unerreichte Tiefen – mehr als 7 Kilometer. 1962 billigte Nikita Chruschtschow dieses Programm, obwohl er sich eher von politischen als von wissenschaftlichen Motiven leiten ließ. Er wollte nicht hinter den Vereinigten Staaten zurückbleiben.

Der bekannte Ölmann, Doktor der technischen Wissenschaften Nikolay Timofeev, leitete das neu geschaffene Labor am Institut für Bohrtechnik. Er wurde beauftragt, die Möglichkeit ultratiefer Bohrungen in kristallinen Gesteinen - Graniten und Gneisen - zu begründen. Die Forschung dauerte 4 Jahre, und 1966 urteilten die Experten: Bohren ist möglich und nicht unbedingt mit der Technik von morgen, die vorhandenen Geräte reichen aus. Das Hauptproblem ist die Hitze in der Tiefe. Beim Eindringen in die Gesteine, aus denen die Erdkruste besteht, soll die Temperatur laut Berechnungen alle 33 Meter um 1 Grad steigen. Das bedeutet, dass wir in einer Tiefe von 10 km ungefähr 300°C erwarten sollten und in 15 km - fast 500°C. Bohrwerkzeuge und -geräte halten einer solchen Erwärmung nicht stand. Es war notwendig, einen Ort zu suchen, an dem der Darm nicht so heiß ist ...

Ein solcher Ort wurde gefunden - ein alter kristalliner Schild der Kola-Halbinsel. In dem am Institut für Physik der Erde erstellten Bericht heißt es: In den Milliarden Jahren seines Bestehens hat sich der Kola-Schild abgekühlt, die Temperatur in einer Tiefe von 15 km übersteigt 150 ° C nicht. Und Geophysiker haben einen ungefähren Abschnitt der Eingeweide der Halbinsel Kola präpariert. Demnach sind die ersten 7 Kilometer Granitschichten des oberen Teils der Erdkruste, dann beginnt die Basaltschicht. Dann wurde die Idee eines zweischichtigen Aufbaus der Erdkruste allgemein akzeptiert. Aber wie sich später herausstellte, lagen sowohl Physiker als auch Geophysiker falsch. Der Bohrstandort wurde an der Nordspitze der Kola-Halbinsel in der Nähe des Sees Vilgiskoddeoaivinjärvi ausgewählt. Auf Finnisch bedeutet es „Unter dem Wolfsberg“, obwohl es an diesem Ort weder einen Berg noch Wölfe gibt. Im Mai 1970 wurde mit dem Bohren des Brunnens mit einer geplanten Tiefe von 15 Kilometern begonnen. Das Bohren des Kola-Brunnens SG-3 erforderte nicht die Schaffung grundlegend neuer Geräte und riesiger Maschinen. Wir begannen mit dem zu arbeiten, was wir bereits hatten: der Uralmash 4E-Einheit mit einer Hubkapazität von 200 Tonnen und Leichtmetallrohren. Was damals wirklich gebraucht wurde, waren nicht standardmäßige technologische Lösungen. In der Tat hat niemand in massivem kristallinem Gestein so tief gebohrt, und was dort sein wird, haben sie sich nur allgemein vorgestellt. Erfahrene Bohrer verstanden jedoch, dass das eigentliche Bohrloch viel komplizierter sein würde, egal wie detailliert das Projekt war. Nach 5 Jahren, als die Tiefe des SG-3 gut 7 Kilometer überstieg, wurde ein neues Bohrgerät „Uralmash 15.000“ installiert – eines der modernsten seiner Zeit. Leistungsstark, zuverlässig, mit automatischem Auslösemechanismus, konnte es einem Rohrstrang von bis zu 15 km Länge standhalten. Aus der Bohranlage ist ein 68 m hoher, vollständig verkleideter Turm geworden, der den starken Winden in der Arktis trotzt. In der Nähe sind eine Mini-Fabrik, wissenschaftliche Labore und ein Kernlager entstanden. Beim Bohren in geringe Tiefen wird ein Motor an der Oberfläche installiert, der einen Rohrstrang mit einem Bohrer am Ende dreht. Der Bohrer ist ein Eisenzylinder mit Zähnen aus Diamanten oder Hartlegierungen - eine Krone. Diese Krone beißt in die Felsen und schneidet daraus eine dünne Säule - Kern. Um das Werkzeug zu kühlen und kleine Trümmer aus dem Bohrloch zu entfernen, wird Bohrflüssigkeit hineingespritzt - flüssiger Ton, der wie Blut in Gefäßen ständig durch das Bohrloch zirkuliert. Nach einiger Zeit werden die Rohre an die Oberfläche gehoben, vom Kern befreit, die Krone gewechselt und die Säule wieder in die Bohrlochsohle abgesenkt. So funktioniert normales Bohren. Und wenn die Lauflänge 10-12 Kilometer bei einem Durchmesser von 215 Millimetern beträgt? Der Rohrstrang wird zum dünnsten Faden, der in den Brunnen hinabgelassen wird. Wie kann man damit umgehen? Wie kann man sehen, was im Gesicht passiert? Daher wurden am Kola-Bohrloch am Ende des Bohrstrangs Miniaturturbinen installiert, die durch Bohrflüssigkeit gestartet wurden, die unter Druck durch Rohre injiziert wurde. Die Turbinen drehten den Hartmetallmeißel und schnitten den Kern heraus. Die ganze Technik war ausgereift, der Bediener am Steuerpult sah die Drehung der Krone, kannte deren Geschwindigkeit und konnte den Vorgang steuern. Alle 8-10 Meter musste eine mehrere Kilometer lange Rohrsäule angehoben werden. Der Ab- und Aufstieg dauerte insgesamt 18 Stunden. 7 Kilometer – die Marke für die Kola superdeep fatal. Dahinter begann das Unbekannte, viele Unfälle und ein ständiger Kampf mit Felsen. Der Lauf konnte nicht aufrecht gehalten werden. Bei der erstmaligen Befahrung von 12 km weicht der Brunnen um 21° von der Senkrechten ab. Obwohl die Bohrer bereits gelernt hatten, mit der unglaublichen Krümmung des Stammes zu arbeiten, war es unmöglich, weiter zu gehen. Ab der Markierung von 7 Kilometern musste der Brunnen neu gebohrt werden. Um ein vertikales Loch in harte Formationen zu bekommen, braucht man einen sehr steifen Boden des Bohrstrangs, damit er wie Butter in den Untergrund eindringt. Es tritt jedoch ein weiteres Problem auf: Der Brunnen dehnt sich allmählich aus, der Bohrer baumelt darin, wie in einem Glas, die Wände des Fasses beginnen zusammenzubrechen und das Werkzeug zu zerquetschen. Die Lösung für dieses Problem erwies sich als originell - die Pendeltechnologie wurde angewendet. Der Bohrer wurde im Bohrloch künstlich geschwenkt und unterdrückte starke Vibrationen. Aus diesem Grund fiel der Kofferraum vertikal aus.

Im Juni 1990 erreichte SG-3 eine Tiefe von 12.262 m. Sie begannen, den Brunnen für das Bohren bis zu 14 km vorzubereiten, und dann ereignete sich erneut ein Unfall - auf einer Höhe von 8.550 m brach der Rohrstrang. Die Fortsetzung der Arbeiten erforderte eine lange Vorbereitung, die Aktualisierung der Ausrüstung und neue Kosten. 1994 wurde die Bohrung des Kola Superdeep eingestellt. Nach 3 Jahren kam sie ins Guinness-Buch der Rekorde und ist immer noch unübertroffen. Jetzt ist der Brunnen ein Labor zur Untersuchung tiefer Eingeweide. SG-3 war von Anfang an eine geheime Einrichtung. Sowohl die Grenzzone als auch die strategischen Vorkommen im Bezirk und die wissenschaftliche Priorität sind schuld. Der erste Ausländer, der die Anlage besuchte, war einer der Leiter der Akademie der Wissenschaften der Tschechoslowakei. Später, im Jahr 1975, wurde in der Prawda ein Artikel über Kola Superdeep veröffentlicht, der vom Geologieminister Alexander Sidorenko unterzeichnet wurde. Es gab noch keine wissenschaftlichen Veröffentlichungen über den Kola-Brunnen, aber einige Informationen sickerten ins Ausland durch. Die Welt begann, mehr aus Gerüchten zu lernen - der tiefste Brunnen wird in der UdSSR gebohrt.

Der Schleier der Geheimhaltung hätte wahrscheinlich bis zur „Perestroika“ über dem Brunnen gehangen, wenn es nicht den World Geological Congress 1984 in Moskau gegeben hätte. Sie bereiteten sich sorgfältig auf ein solches Großereignis in der Welt der Wissenschaft vor, sie bauten sogar ein neues Gebäude für das Ministerium für Geologie - viele Teilnehmer warteten. Aber ausländische Kollegen interessierten sich vor allem für die Kola Superdeep! Die Amerikaner glaubten nicht, dass wir es überhaupt hatten. Die Tiefe des Brunnens hatte zu diesem Zeitpunkt 12.066 Meter erreicht. Es hatte keinen Sinn mehr, das Objekt zu verstecken. In Moskau wurde den Kongressteilnehmern eine Ausstellung der Errungenschaften der russischen Geologie geboten, einer der Stände war dem Brunnen SG-3 gewidmet. Experten aus aller Welt blickten fassungslos auf einen gewöhnlichen Bohrkopf mit verschlissenen Hartmetallzähnen. Und so bohren sie den tiefsten Brunnen der Welt? Unglaublich! Eine große Delegation von Geologen und Journalisten besuchte das Dorf Zapolyarny. Den Besuchern wurde die Bohranlage in Aktion gezeigt, und 33 Meter lange Rohrabschnitte wurden herausgenommen und getrennt. Es gab haufenweise genau die gleichen Bohrköpfe, wie der, der in Moskau auf dem Stand lag.

Von der Akademie der Wissenschaften wurde die Delegation von einem bekannten Geologen, Akademiemitglied Vladimir Belousov, empfangen. Während einer Pressekonferenz aus dem Publikum wurde ihm eine Frage gestellt:
- Was ist das Wichtigste, das der Kola-Brunnen zeigt?
- Herr! Die Hauptsache ist, dass es gezeigt hat, dass wir nichts über die kontinentale Kruste wissen, - antwortete der Wissenschaftler ehrlich.

Natürlich wussten sie etwas über die Erdkruste der Kontinente. Die Tatsache, dass die Kontinente aus sehr alten Gesteinen bestehen, die 1,5 bis 3 Milliarden Jahre alt sind, wurde auch durch den Kola-Brunnen nicht widerlegt. Der auf der Grundlage des SG-3-Kerns erstellte geologische Schnitt stellte sich jedoch als genau das Gegenteil von dem heraus, was sich die Wissenschaftler früher vorgestellt hatten. Die ersten 7 Kilometer bestanden aus Vulkan- und Sedimentgestein: Tuffe, Basalte, Brekzien, Sandsteine, Dolomite. Tiefer lag der sogenannte Conrad-Abschnitt, nach dem die Geschwindigkeit der seismischen Wellen in den Felsen stark zunahm, was als Grenze zwischen Graniten und Basalten interpretiert wurde. Dieser Abschnitt wurde vor langer Zeit passiert, aber die Basalte der unteren Schicht der Erdkruste tauchten nirgendwo auf. Im Gegenteil, Granite und Gneise begannen.

Der Schnitt des Kola-Brunnens widerlegte das Zweischichtmodell der Erdkruste und zeigte, dass die seismischen Schnitte im Darm nicht die Grenzen von Gesteinsschichten unterschiedlicher Zusammensetzung sind. Vielmehr weisen sie auf eine Veränderung der Eigenschaften des Steins mit der Tiefe hin. Bei hohem Druck und hoher Temperatur können sich die Eigenschaften von Gestein offenbar dramatisch ändern, so dass Granite in ihren physikalischen Eigenschaften Basalten ähnlich werden und umgekehrt. Aber der „Basalt“, der aus einer Tiefe von 12 Kilometern an die Oberfläche gehoben wurde, wurde sofort zu Granit, obwohl er unterwegs einen schweren Anfall der „Senkkastenkrankheit“ erlitt – der Kern zerbröckelte und zerfiel in flache Platten. Je weiter der Brunnen ging, desto weniger Qualitätsproben fielen in die Hände der Wissenschaftler. Die Tiefe enthielt viele Überraschungen. Früher war es normal zu glauben, dass Gesteine mit zunehmendem Druck und zunehmendem Abstand von der Erdoberfläche monolithischer werden, mit einer geringen Anzahl von Rissen und Poren. SG-3 überzeugte die Wissenschaftler vom Gegenteil. Ab 9 Kilometern erwiesen sich die Schichten als sehr porös und buchstäblich vollgestopft mit Rissen, durch die wässrige Lösungen zirkulierten. Später wurde diese Tatsache durch andere ultratiefe Bohrungen auf den Kontinenten bestätigt. In der Tiefe stellte sich heraus, dass es viel heißer war als erwartet: um bis zu 80 °! Bei Kilometer 7 betrug die Temperatur in der Wand 120°C, bei Kilometer 12 erreichte sie 230°C. In den Proben des Bohrlochs Kola entdeckten Wissenschaftler eine Goldmineralisierung. Einschlüsse des Edelmetalls wurden in alten Gesteinen in einer Tiefe von 9,5-10,5 km gefunden. Die Goldkonzentration war jedoch zu gering, um eine Lagerstätte zu deklarieren - durchschnittlich 37,7 mg pro Tonne Gestein, aber ausreichend, um sie an anderen ähnlichen Orten zu erwarten. Die Demonstration des Kola-Brunnens im Jahr 1984 hinterließ einen tiefen Eindruck auf die Weltgemeinschaft. Viele Länder haben damit begonnen, Projekte für wissenschaftliche Bohrungen auf den Kontinenten vorzubereiten. Ein solches Programm wurde in Deutschland Ende der 1980er Jahre genehmigt. Die Ultratiefbohrung KTB Hauptbohrung wurde von 1990 bis 1994 gebohrt, sie sollte laut Plan eine Tiefe von 12 km erreichen, konnte aber aufgrund unvorhersehbar hoher Temperaturen nur die Marke von 9,1 km erreichen. Dank der Offenheit von Daten zu Bohrungen und wissenschaftlichen Arbeiten, guter Technologie und Dokumentation bleibt die ultratiefe KTV-Bohrung eine der berühmtesten der Welt.

Der Standort für die Bohrung dieses Brunnens wurde im Südosten Bayerns auf den Überresten eines uralten Gebirges gewählt, dessen Alter auf 300 Millionen Jahre geschätzt wird. Geologen glaubten, dass es hier irgendwo eine Verbindungszone zweier Platten gibt, die einst die Küsten des Ozeans waren. Wissenschaftlern zufolge wurde der obere Teil der Berge im Laufe der Zeit gelöscht, wodurch die Überreste der alten ozeanischen Kruste freigelegt wurden. Noch tiefer, zehn Kilometer unter der Oberfläche, entdeckten Geophysiker einen großen Körper mit ungewöhnlich hoher elektrischer Leitfähigkeit. Auch seine Beschaffenheit sollte mit Hilfe eines Brunnens geklärt werden. Die Hauptaufgabe bestand jedoch darin, eine Tiefe von 10 km zu erreichen, um Erfahrungen mit ultratiefen Bohrungen zu sammeln. Nachdem die deutschen Bohrer die Materialien des Kola SG-3 untersucht hatten, beschlossen sie, zunächst einen 4 km tiefen Testbrunnen zu durchfahren, um sich ein genaueres Bild von den Arbeitsbedingungen im Darm zu machen, die Ausrüstung zu testen und einen Kern zu entnehmen . Am Ende der Pilotarbeiten musste ein Großteil der Bohr- und wissenschaftlichen Ausrüstung erneuert, etwas neu geschaffen werden.

Das ultratiefe Hauptbohrloch KTV Hauptbohrung wurde nur zweihundert Meter von der ersten entfernt verlegt. Für die Arbeiten bauten sie einen 83 Meter hohen Turm und schufen mit einer Tragfähigkeit von 800 Tonnen das damals stärkste Bohrgerät. Viele Bohrvorgänge wurden automatisiert, hauptsächlich der Mechanismus zum Absenken und Zurückholen eines Rohrstrangs. Ein selbstgeführtes vertikales Bohrsystem ermöglichte die Herstellung eines nahezu durchsichtigen Schachts. Theoretisch war es mit einer solchen Ausrüstung möglich, bis zu einer Tiefe von 12 Kilometern zu bohren. Aber die Realität stellte sich wie immer als komplizierter heraus und die Pläne der Wissenschaftler wurden nicht wahr.

Probleme am KTV-Bohrloch begannen nach einer Tiefe von 7 km und wiederholten einen Großteil des Schicksals des Kola Superdeep. Zunächst wird angenommen, dass aufgrund der hohen Temperatur das vertikale Bohrsystem zusammenbrach und der Schacht seitwärts ging. Am Ende der Arbeiten weicht das Grundloch um 300 m von der Vertikalen ab, dann begannen kompliziertere Unfälle - ein Bruch des Bohrstrangs. Auch auf Kolskaya mussten neue Schächte gebohrt werden. Die Verengung des Brunnens verursachte gewisse Schwierigkeiten - oben betrug sein Durchmesser 71 cm, unten 16,5 cm.

Man kann nicht sagen, dass die wissenschaftlichen Ergebnisse der KTV Hauptbohrung die Fantasie der Wissenschaftler beflügelten. In der Tiefe wurden hauptsächlich Amphibolite und Gneise, uralte metamorphe Gesteine, abgelagert. Die Konvergenzzone des Ozeans und die Überreste der ozeanischen Kruste wurden nirgendwo gefunden. Vielleicht sind sie an einem anderen Ort, es gibt auch ein kleines kristallines Massiv, das auf eine Höhe von 10 km angehoben ist. Einen Kilometer von der Oberfläche entfernt wurde eine Graphitlagerstätte entdeckt.

1996 wurde die KTV-Bohrung, die den deutschen Haushalt 338 Millionen Dollar kostete, unter die Schirmherrschaft des Forschungszentrums für Geologie in Potsdam gestellt und in ein Labor zur Beobachtung tiefer unterirdischer Ressourcen und eine Touristenattraktion umgewandelt.

Aktuell wurden 2 Bohrungen abgeteuft, die die Kola-Bohrung in der Bohrlochlänge übertroffen haben. Dies sind OR-I (Odoptu-Feld, Sachalin, Russland) - 12.345 m, Maersk Oil BD-04A (Katar) - 12.290 m.

Das tiefste Ölvorkommen in unserem Land wurde in der Gegend von Grosny (Tschetschenische Republik) in einer Tiefe von 5300 m entdeckt, und in der Kaspischen Senke wurde aus einer Tiefe von 5370 km ein industrieller Gasfluss erhalten. Im Ausland beträgt die größte Tiefe, aus der Gas gefördert wird, 7460 m (USA, Texas).

Udmurtien hat auch einen eigenen „supertiefen“ Brunnen. Dies ist ein parametrisches Bohrloch, das 19991 in der Region Sarapul gebohrt wurde, seine Tiefe beträgt 5500 m.

Alle Ultratiefbrunnen sind teleskopisch aufgebaut: Gebohrt wird mit dem größten Durchmesser und geht dann weiter zu kleineren. So verringerte sich im Brunnen Kola (Russland) der Durchmesser von 92 cm im oberen Teil auf 21,5 cm in 12.262 m Tiefe und im Brunnen KTB-Oberpfalz (Deutschland) von 71 cm auf 16,5 cm in einer Tiefe von 7.500 m. Die mechanische Geschwindigkeit beim Bohren ultratiefer Brunnen beträgt 1-3 m/Stunde. Es ist möglich, während eines Durchlaufs zwischen den Hin- und Rückfahrten 6-10 m tief zu gehen.Die durchschnittliche Geschwindigkeit beim Anheben eines Bohrstrangs beträgt 0,3-0,5 m/s Im Allgemeinen dauert das Bohren eines ultratiefen Brunnens Jahre. Die Praxis des Bohrens von Brunnen unter schwierigen geologischen Bedingungen, wissenschaftliche Entwicklungen auf dem Gebiet des Bohrens und Verrohrens, die in den letzten Jahren durchgeführt wurden, haben es ermöglicht, die Tiefe der Brunnen (bis zu 7.000 m oder mehr) zu erhöhen und ihre Konstruktion zu verbessern folgenden Bereichen: , die Verwendung von Meißeln mit reduzierten und kleinen Durchmessern, die Verwendung der Methode des abschnittsweisen Bohrens von Casing-Strängen und die Befestigung von Bohrlöchern mit dazwischenliegenden Liner-Strängen, die Verwendung von Casing-Rohren mit geschweißten Verbindungselementen und muffenlosen Casing-Rohren mit speziellen Gewinde beim Zusammenbau von Zwischen- und in manchen Fällen Fördersträngen, Reduzierung des Enddurchmessers von Bohrlöchern und Fördersäulen.

Das ultratiefe Bohren basiert auf der Technologie des Rotationsbohrens und der sequentiellen Fixierung der durchfahrenen Intervalle mit Verrohrungssträngen. Charakteristische Merkmale der Technologie: *steigen mit der Tiefe der Temperatur und des hydrostatischen Drucks; „Stabilitätsverlust von Gesteinen unter dem Einfluss des Unterschieds zwischen Gesteins- und hydrostatischem Druck; „Zunahme der Masse der Bohr- und Verrohrungsstränge; „Verlangsamung der Vortriebsgeschwindigkeit durch Verlängerung der Sink-/Rückholzeit des Bohrstrangs und Verschlechterung der Bohrbarkeit des Gesteins; „Erhöhung der Energieverluste bei der Übertragung von Krafteinwirkungen von der Oberfläche auf die Sohle; „die Notwendigkeit, Kerne in großen Mengen zu entnehmen und geophysikalische Untersuchungen im Bohrloch durchzuführen.

Für Ultra-Tiefbohren, Bohrgeräte mit einer Tragfähigkeit von bis zu 11 MN (1100 Tonnen) mit einer Gesamtleistung von bis zu 18.000 kW mit Pumpen (2-4 Einheiten) für einen Betriebsdruck von 40-50 MPa mit a Leistung von jeweils bis zu 1.600 kW sind geschaffen und werden genutzt. In der Regel werden solche Anlagen elektrisch von einer Gleichstromquelle angetrieben, was eine stufenlose Regulierung des Betriebs der Hauptmechanismen ermöglicht. Das Absenken / Einholen des Bohrstrangs erfolgt hauptsächlich mit bis zu 37 m langen "Kerzen" bei maximaler Mechanisierung und Automatisierung des Prozesses. Anlagen dieser Art werden von inländischen Herstellern wie dem Ural Heavy Machine Building Plant (UZTM) und dem Wolgograd Drilling Equipment Plant (VZBT) hergestellt.

Die Einteilung von Bohranlagen in Tief- und Ultratiefbohranlagen wird von vielen Faktoren bestimmt:

1) technische Merkmale der Anlage; Hakenlast, Druck und Fördermenge von Bohrpumpen, Art und Leistung des Hauptantriebs; 2) die Masse der Bodenausrüstung (als Folge der technischen Eigenschaften des Bohrgeräts); 3) Art der Installation, Demontage und Transport; 4) die für den Bau des Bohrgeräts aufgewendete Zeit; 5) Bohrlochzeit; 6) Organisation von Bohrarbeiten.

Beim Ultratiefbohren kommt ein Rotations- oder Turbinenbohrverfahren zum Einsatz, beides ist im Intervallwechsel möglich. Der erste von ihnen hat die weite Verbreitung im Westen, der zweite - in Russland gefunden. Das Turbinenverfahren ermöglicht den erfolgreichen Einsatz von Bohrstangen aus leichten (hitzebeständigen, Aluminium-) Legierungen (LBT). Nach dem Kriterium der zulässigen Spannungen in Rohren ermöglicht das Turbinenverfahren in Kombination mit LBT eine 1,5- bis 2-fache Erhöhung der Bohrtiefe gegenüber dem Rotationsverfahren in Kombination mit Stahlrohren (SBT) bei gleicher Tragfähigkeit. Dieser Vorteil wird durch die Bohrpraxis des Kola-Bohrlochs bestätigt: Beim Bohren wurde ein Verbundstrang aus LBT (unten) und SBT (oben) von etwa 2.000 m verwendet, wobei Aluminiumlegierungen verwendet wurden, die 2,4-mal leichter als Stahl waren. Der allgemeine Trend der Öl- und Gasförderung aus tieferen Horizonten lässt sich anhand der folgenden Abbildungen veranschaulichen. Noch vor 20 Jahren wurde die Hauptölförderung (66%) aus den jüngsten känozoischen Gesteinen durchgeführt. 19 % des Öls wurden aus den älteren Gesteinen des Mesozoikums und 15 % aus den ältesten Gesteinen des Paläozoikums gewonnen. Nun hat sich die Situation geändert: Gesteine des Mesozoikums haben sich zu den Hauptlieferanten von Öl entwickelt, gefolgt von Gesteinen des Paläozoikums.

Die Verhinderung der Krümmung von supertiefen Bohrlöchern ist eine wichtige Bedingung für ihr erfolgreiches Bohren. Um die Widerstandskräfte gegen die Bewegung des Bohrstrangs und den Verschleiß der Verrohrungsstränge innerhalb akzeptabler Grenzen zu halten, wird angestrebt, dass die Intensität der Krümmung 2–3° pro 1 km nicht überschreitet, während die Konstanz der Krümmung beibehalten wird Azimut der Krümmung, und der Absolutwert des Zenitwinkels überschreitet 10-12° nicht. An die Vertikalität des oberen Teils des Stammes werden besonders hohe Anforderungen gestellt. Um die Krümmung zu bekämpfen, wird normalerweise eine starre Bodenlochanordnung (BHA) mit Zentrierern voller Größe verwendet, und in Ermangelung des gewünschten Effekts eine BHA vom Pendeltyp. Im oberen Teil der Bohrlöcher (bis zu 3-4 km) werden Strahlturbinenbohrer erfolgreich beim Bohren eines Bohrlochs mit großem Durchmesser eingesetzt.

Die Entwicklung des Ultratiefbohrens in absehbarer Zeit wird wahrscheinlich auf der Drehbohrtechnologie basieren. Mit zunehmender Tiefe (mehr als 10 km) wird der Bohrmeißelantrieb das rotierende Verfahren ersetzen und den Weg für die Realisierung der grundlegenden Vorteile von Bohrgestängen aus Leichtmetalllegierungen auf der Basis von Aluminium und Titan ebnen. Im Fokus dürfte dabei der hitzebeständige Getriebebohrer stehen.

Es ist geplant, ein 20 Kilometer langes Bohrloch vom Grund des Pazifischen Ozeans zu bohren.

Nicht umsonst wird ultratiefes Bohren mit der Eroberung des Weltalls verglichen. Solche Programme auf globaler Ebene, die das Beste aufnehmen, was die Menschheit derzeit hat, geben der Entwicklung vieler Industrien und Technologien Impulse und ebnen letztendlich den Weg für einen neuen Durchbruch in der Wissenschaft. Tabelle 23 gibt Auskunft über tiefsten Brunnen der Welt, Abbildung 36 zeigt die Lage Supertiefbrunnen auf dem Territorium der ehemaligen UdSSR.

Tabelle 23. Die tiefsten Brunnen der Welt

Guter Name	Standort	Bohrzeit	Bohrtiefe, m	Zweck des Bohrens
Design	Tatsächlich
Aralor SG-1	Kaspisches Tiefland	1962 -1971		6 800	Suche nach Öl und Gas
Biikzhalskaya SG-2	Kaspisches Tiefland	1962 -1971		6 200	Suche nach Öl und Gas
Kola SG-3	Kola-Halbinsel	1970 -1992	15 000	12 262	wissenschaftliches Bohren
Saatlinskaja	Aserbaidschan	1977 -1990	11 500	8 324	Suche nach Öl und Gas
Kolwinskaja	Region Arangelsk			7 057
Muruntauskaya SG-10	Usbekistan		7 000	3 000	Suchen Sie nach Gold
Timan-Pechora SG-5	Nordosten Russlands	1984 -1993	7 000	6 904
Tjumenskaja SG-6	Westsibirien	1987 -1996	8 000	7 502	Suche nach Öl und Gas
Novo-Elchowskaja	Tatarstan			5 881
Worotilowskaja	Wolga-Region	1989 -1992		5 374	Suche nach Diamanten, Untersuchung des Puchezh-Katunkka-Astroblems.
Krivorozhskaya SG-8	Ukraine	1984-1993	12 000	5 382	Suche nach eisenhaltigen Quarziten
Ural SG-4	Mittlerer Ural		15 000	6 100	Suche nach Kupfererzen, Studium der Struktur des Urals
En-Yakhtinskaya SG-7	Westsibirien		7 500	6 900	Suche nach Öl und Gas
Sarapulskaja parametrisch	Udmurtien		5 500	5 500	wissenschaftliches Bohren
Universität	Vereinigte Staaten von Amerika	70er des zwanzigsten Jahrhunderts		8 686	Suche nach Öl und Gas
badische Einheit	Vereinigte Staaten von Amerika			9 159	Suche nach Öl und Gas
Bertha Rogers	Vereinigte Staaten von Amerika			9 583	Suche nach Öl und Gas
Zisterdorf	Österreich			8 553	Suche nach Öl und Gas
Silyan-Ring	Schweden			6 800	Suche nach Öl und Gas
Großes Horn	USA, Wyoming	1980er		7 583	wissenschaftliches Bohren
KTV Hauptbohrung	Deutschland	1990-1994	12 000	9 101	wissenschaftliches Bohren
Mirow-1	Deutschland	1974-1979			Suche nach Öl und Gas
Maersk-Öl BD-04A	Katar			12 290	Suche nach Öl und Gas
OP-I	Sachalin, Russland		12 345	12 345	Suche nach Öl und Gas

Reis. 36. Karte der Lage von tiefen und ultratiefen Bohrungen in Russland

Hunderttausende Brunnen wurden in den letzten Jahrzehnten des letzten Jahrhunderts in die Erdkruste gebohrt. Und das ist nicht verwunderlich, denn die Suche und Gewinnung von Mineralien ist in unserer Zeit unweigerlich mit Tiefenbohrungen verbunden. Aber unter all diesen Brunnen gibt es nur einen auf dem Planeten - den legendären Kola Superdeep (SG), dessen Tiefe immer noch unübertroffen ist - mehr als zwölf Kilometer. Darüber hinaus ist die SG eine der wenigen, die nicht zum Zwecke der Erkundung oder des Bergbaus gebohrt wurde, sondern zu rein wissenschaftlichen Zwecken: um die ältesten Gesteine unseres Planeten zu studieren und die Geheimnisse der darin ablaufenden Prozesse zu erfahren.

Heute wird bei Kola Superdeep nicht mehr gebohrt, es wurde 1992 eingestellt. SG war nicht der erste und nicht der einzige im Programm zur Erforschung der Tiefenstruktur der Erde. Von den ausländischen Bohrungen erreichten drei Tiefen von 9,1 bis 9,6 km. Es war geplant, dass einer von ihnen (in Deutschland) den Kola übertreffen würde. Die Bohrungen auf allen drei sowie auf der SG wurden jedoch aufgrund von Unfällen eingestellt und können aus technischen Gründen noch nicht fortgesetzt werden.

Es ist ersichtlich, dass die Aufgaben des Bohrens ultratiefer Brunnen nicht umsonst in ihrer Komplexität mit einem Flug ins All, mit einer langfristigen Weltraumexpedition zu einem anderen Planeten verglichen werden. Gesteinsproben aus dem Erdinneren sind nicht weniger interessant als Mondbodenproben. Der vom sowjetischen Mondrover gelieferte Boden wurde an verschiedenen Instituten untersucht, darunter am Kola Science Center. Es stellte sich heraus, dass die Zusammensetzung des Mondbodens fast vollständig den Gesteinen entspricht, die aus dem Kola-Brunnen aus einer Tiefe von etwa 3 km gewonnen wurden.

STANDORTAUSWAHL UND PROGNOSE

Eine spezielle Erkundungsexpedition (Kola GRE) wurde ins Leben gerufen, um die SG zu bohren. Auch der Bohrort wurde natürlich nicht zufällig gewählt - der Baltische Schild im Bereich der Kola-Halbinsel. Hier kommen die ältesten Eruptivgesteine mit einem Alter von etwa 3 Milliarden Jahren an die Oberfläche (und die Erde ist nur 4,5 Milliarden Jahre alt). Es war interessant, in den ältesten magmatischen Gesteinen zu bohren, da die Sedimentgesteine bis zu einer Tiefe von 8 km bereits in der Ölförderung gut untersucht wurden. Und in magmatischen Gesteinen während des Bergbaus werden sie normalerweise nur 1-2 km lang. Die Wahl eines Ortes für die SG wurde auch dadurch erleichtert, dass sich hier der Pecheneg-Trog befindet - eine riesige schüsselartige Struktur, wie in uralte Felsen gepresst. Sein Ursprung ist mit einer tiefen Verwerfung verbunden. Und hier befinden sich große Kupfer-Nickel-Lagerstätten. Zu den Aufgaben der geologischen Kola-Expedition gehörten die Identifizierung einer Reihe von Merkmalen geologischer Prozesse und Phänomene, einschließlich der Erzbildung, die Bestimmung der Art der Grenzen, die Schichten in der kontinentalen Kruste trennen, und das Sammeln von Daten über die materielle Zusammensetzung und den physikalischen Zustand von Gesteinen .

Vor der Bohrung wurde anhand seismologischer Daten ein Ausschnitt der Erdkruste aufgebaut. Sie diente als Vorhersage für das Erscheinen jener Erdschichten, die der Brunnen durchquerte. Es wurde angenommen, dass sich eine Granitsequenz bis in eine Tiefe von 5 km erstreckt, danach wurden stärkere und ältere Basaltgesteine erwartet.

Als Bohrstandort wurde der Nordwesten der Kola-Halbinsel, 10 km von der Stadt Zapolyarny entfernt, nicht weit von unserer Grenze zu Norwegen, ausgewählt. Zapolyarny ist eine kleine Stadt, die in den fünfziger Jahren neben einer Nickelfabrik gewachsen ist. Inmitten der hügeligen Tundra auf einem von allen Winden und Schneestürmen verwehten Hügel befindet sich ein "Quadrat", dessen Seiten aus sieben fünfstöckigen Häusern bestehen. Im Inneren befinden sich zwei Straßen, an deren Kreuzung sich ein Platz befindet, auf dem das Kulturhaus und das Hotel stehen. Einen Kilometer von der Stadt entfernt, hinter der Schlucht, sind die Gebäude und hohen Schornsteine der Nickelfabrik sichtbar, dahinter, entlang des Berghangs, verdunkeln sich die Abraumhalden des nächsten Steinbruchs. In der Nähe der Stadt führt eine Autobahn in die Stadt Nikel und zu einem kleinen See, auf dessen anderer Seite bereits Norwegen liegt.

Das Land dieser Orte bewahrt im Überfluss Spuren des vergangenen Krieges. Wenn Sie mit dem Bus von Murmansk nach Zapoljarny fahren, überqueren Sie etwa auf halber Strecke den kleinen Fluss Zapadnaya Litsa, an dessen Ufer ein Gedenkobelisk steht. Dies ist der einzige Ort in ganz Russland, an dem die Front während des Krieges von 1941 bis 1944 bewegungslos an der Barentssee anliegt. Obwohl es die ganze Zeit über heftige Kämpfe gab und die Verluste auf beiden Seiten enorm waren. Die Deutschen versuchten erfolglos, nach Murmansk, dem einzigen eisfreien Hafen in unserem Norden, vorzudringen. Im Winter 1944 gelang den sowjetischen Truppen der Frontdurchbruch.

An diesem Haken wurde eine Pfeifenkette abgesenkt und angehoben. Links - in einem Korb - gibt es 33 Meter lange Rohre, die für den Abstieg vorbereitet sind - "Kerzen".

Kola supertief gut. In der Abbildung rechts: A. Prognose des geologischen Abschnitts. B. Geologischer Abschnitt, der auf der Grundlage von SG-Bohrdaten erstellt wurde (Pfeile von Spalte A zu Spalte B zeigen an, in welcher Tiefe die vorhergesagten Gesteine angetroffen werden). In diesem Abschnitt ist der obere Teil (bis zu 7 km) eine proterozoische Abfolge mit Schichten aus vulkanischen (Diabas) und Sedimentgesteinen (Sandsteine, Dolomite). Unterhalb von 7 km gibt es eine archaische Schicht mit sich wiederholenden Gesteinseinheiten (hauptsächlich Gneise und Amphibolite). Sein Alter beträgt 2,86 Milliarden Jahre. C. Das Bohrloch mit vielen gebohrten und verlorenen Bohrlöchern (unter 7 km) hat die Form der verzweigten Wurzeln einer riesigen Pflanze. Der Brunnen scheint zu mäandrieren, weil der Bohrer ständig in Richtung weniger haltbarer Felsen abgelenkt wird.

Von Zapolyarny nach Superdeep - 10 km. Die Straße führt am Werk vorbei, dann am Rand des Steinbruchs entlang und dann bergauf. Vom Pass aus öffnet sich ein kleines Becken, in dem eine Bohranlage installiert ist. Seine Höhe ist von einem zwanzigstöckigen Gebäude. Zu jeder Schicht kamen „Schichtarbeiter“ aus Zapoljarny hierher. Insgesamt arbeiteten etwa 3.000 Menschen an der Expedition, sie lebten in der Stadt in zwei Häusern. Von der Bohrinsel war rund um die Uhr das Brummen einiger Mechanismen zu hören. Stille bedeutete, dass es aus irgendeinem Grund eine Bohrpause gab. Im Winter, während der langen Polarnacht – und sie dauert dort vom 23. November bis zum 23. Januar – wurde die gesamte Bohrinsel beleuchtet. Oft wurde ihnen das Licht der Aurora hinzugefügt.

Ein wenig über das Personal. Ein gutes, hochqualifiziertes Team von Arbeitern versammelte sich in der geologischen Erkundungsexpedition von Kola, die für Bohrungen geschaffen wurde. D. Huberman war fast immer der Leiter des GRE, ein talentierter Anführer, der das Team auswählte. Chefingenieur I. Vasilchenko war für die Bohrungen verantwortlich. Die Bohrinsel wurde von A. Batishchev kommandiert, den alle einfach Lekha nannten. V. Laney war für Geologie und Yu. Kuznetsov für Geophysik zuständig. Der Geologe Yu Smirnov - derjenige, der das "geschätzte Schließfach" hatte, über das wir später berichten werden - hat große Arbeit an der Kernverarbeitung und der Erstellung des Kernlagers geleistet. Mehr als 10 Forschungsinstitute waren an der Erforschung des SG beteiligt. Das Team hatte auch seine eigenen "Kulibins" und "Linkshänder" (S. Tserikovsky wurde besonders ausgezeichnet), die verschiedene Geräte erfanden und herstellten, die es ihnen manchmal ermöglichten, aus den schwierigsten, scheinbar hoffnungslosen Situationen herauszukommen. Viele der notwendigen Mechanismen haben sie hier in gut ausgestatteten Werkstätten selbst geschaffen.

BOHRGESCHICHTE

1970 wurde mit dem Bohren des Brunnens begonnen. Das Absenken auf eine Tiefe von 7263 m dauerte 4 Jahre. Angetrieben wurde er von einer Serienanlage, die üblicherweise bei der Förderung von Öl und Gas zum Einsatz kommt. Wegen der ständigen Winde und Kälte musste der gesamte Turm bis zur Spitze mit Holzschilden ummantelt werden. Andernfalls ist es für jemanden, der während des Anhebens des Rohrstrangs oben stehen muss, einfach unmöglich zu arbeiten.

Dann gab es eine einjährige Pause, die mit dem Bau eines neuen Bohrturms und der Installation eines speziell entwickelten Bohrgeräts - "Uralmash-15000" - verbunden war. Mit ihrer Hilfe wurden alle weiteren ultratiefen Bohrungen durchgeführt. Die neue Anlage verfügt über eine leistungsfähigere automatisierte Ausrüstung. Es wurde Turbinenbohren verwendet - hier dreht sich nicht der gesamte Strang, sondern nur der Bohrkopf. Bohrspülung wurde unter Druck durch die Säule geleitet, wodurch die darunter liegende mehrstufige Turbine in Rotation versetzt wurde. Seine Gesamtlänge beträgt 46 m. Die Turbine endet mit einem Bohrkopf mit einem Durchmesser von 214 mm (oft als Krone bezeichnet), der eine ringförmige Form hat, sodass in der Mitte eine ungebohrte Gesteinssäule verbleibt - ein Kern mit einem Durchmesser von 60 mm. Durch alle Abschnitte der Turbine verläuft ein Rohr - ein Kernempfänger, in dem Säulen aus abgebautem Gestein gesammelt werden. Das gebrochene Gestein wird zusammen mit der Bohrflüssigkeit entlang des Bohrlochs an die Oberfläche befördert.

An den Bohrkernen rechts sind schräge Streifen deutlich zu erkennen, was bedeutet, dass hier die Bohrung durch die schräg liegenden Schichten geführt wurde.

Die Masse der in das Bohrloch mit Bohrflüssigkeit eingetauchten Schnur beträgt etwa 200 Tonnen. Und das, obwohl speziell konstruierte Rohre aus Leichtmetall verwendet wurden. Wenn die Säule aus gewöhnlichen Stahlrohren besteht, bricht sie durch ihr eigenes Gewicht.

Beim Bohren in großen Tiefen und bei der Auswahl der Kerne gibt es viele, manchmal völlig unerwartete Schwierigkeiten.

Die Penetration in einer Fahrt, bestimmt durch den Verschleiß des Bohrkopfes, beträgt normalerweise 7-10 m. (Eine Fahrt oder ein Zyklus ist das Absenken eines Strangs mit einer Turbine und einem Bohrwerkzeug, das eigentliche Bohren und ein vollständiger Aufstieg der Saite.) Das Bohren selbst dauert 4 Stunden. Und der Ab- und Aufstieg der 12 Kilometer langen Säule dauert 18 Stunden. Beim Heben wird der Strang automatisch in 33 m lange Abschnitte (Kerzen) zerlegt.Im Durchschnitt wurden 60 m pro Monat gebohrt. 50 km Rohre wurden verwendet, um die letzten 5 km des Brunnens zu bohren. So abgenutzt sind sie.

Bis zu einer Tiefe von etwa 7 km durchquerte das Bohrloch starke, relativ homogene Felsen, und daher war das Bohrloch flach, was fast dem Durchmesser des Bohrkopfes entsprach. Die Arbeit ging, könnte man sagen, ruhig voran. In einer Tiefe von 7 km gingen jedoch weniger dauerhafte Brüche ein, die mit kleinen sehr harten Gesteinsschichten - Gneisen, Amphiboliten - durchsetzt waren. Bohren ist schwieriger geworden. Der Stamm nahm eine ovale Form an, viele Hohlräume erschienen. Unfälle sind häufiger geworden.

Die Abbildung zeigt die erste Prognose des geologischen Abschnitts und die auf der Grundlage von Bohrdaten erstellte. Es ist interessant festzustellen (Spalte B), dass die Formationsneigung entlang des Bohrlochs etwa 50 Grad beträgt. Somit ist klar, dass die vom Bohrloch durchschnittenen Felsen an die Oberfläche kommen. Hier kann man sich an das bereits erwähnte "geschätzte Schließfach" des Geologen Y. Smirnov erinnern. Dort ließ er einerseits Proben aus dem Bohrloch entnehmen, andererseits an der Oberfläche in jener Entfernung von der Bohrinsel entnehmen, wo die entsprechende Schicht aufsteigt. Die Übereinstimmung der Rassen ist fast vollständig.

Das Jahr 1983 war geprägt von einem bis dato unübertroffenen Rekord: Die Bohrtiefe überschritt 12 km. Die Arbeiten wurden ausgesetzt.

Der Internationale Geologische Kongress rückte näher, der planmäßig in Moskau stattfinden sollte. Dafür wurde die Ausstellung Geoexpo vorbereitet. Es wurde beschlossen, nicht nur die Berichte über die bei der SG erzielten Ergebnisse zu lesen, sondern den Kongressteilnehmern auch die Sachleistungen und die entnommenen Gesteinsproben zu zeigen. Zum Kongress ist die Monografie „Kola Superdeep“ erschienen.

Auf der Messe Geoexpo gab es einen großen Stand, der der Arbeit der SG und dem Wichtigsten gewidmet war - dem Erreichen einer Rekordtiefe. Es gab beeindruckende Grafiken, die über die Technik und Technologie des Bohrens, abgebaute Gesteinsproben, Fotos von Geräten und dem Team bei der Arbeit berichteten. Die größte Aufmerksamkeit der Teilnehmer und Gäste des Kongresses erregte jedoch ein nicht traditionelles Detail für eine Ausstellungsshow: der am weitesten verbreitete und bereits leicht verrostete Bohrkopf mit abgenutzten Hartmetallzähnen. Auf dem Etikett stand, dass sie beim Bohren in einer Tiefe von mehr als 12 km verwendet wurde. Dieser Bohrkopf verblüfft selbst Spezialisten. Wahrscheinlich erwartete jeder unfreiwillig, ein Wunder der Technik zu sehen, vielleicht mit Diamantausrüstung ... Und sie wussten immer noch nicht, dass auf dem SG neben dem Bohrgerät ein großer Haufen genau derselben bereits verrosteten Bohrköpfe montiert war: schließlich mussten sie etwa alle 7-8 Meter gebohrt durch neue ersetzt werden.

Viele Kongressteilnehmer wollten die einzigartige Bohrinsel auf der Kola-Halbinsel mit eigenen Augen sehen und sich vergewissern, dass in der Union tatsächlich eine Rekordbohrtiefe erreicht wurde. Eine solche Abreise fand statt. Dort fand vor Ort eine Sitzung der Kongresssektion statt. Den Delegierten wurde die Bohranlage gezeigt, während sie eine Schnur aus dem Bohrloch hoben und 33 Meter lange Abschnitte davon trennten. Fotos und Artikel über die SG wurden in Zeitungen und Zeitschriften in fast allen Ländern der Welt veröffentlicht. Eine Briefmarke wurde herausgegeben, Sonderstempel der Umschläge organisiert. Ich werde die Namen der Gewinner verschiedener Auszeichnungen und derjenigen, die für ihre Arbeit ausgezeichnet wurden, nicht auflisten ...

Aber die Ferien waren vorbei, wir mussten weiterbohren. Und es begann mit dem größten Unfall beim allerersten Flug am 27. September 1984 – einem „schwarzen Datum“ in der Geschichte der SG. Der Brunnen verzeiht nicht, wenn er längere Zeit unbeaufsichtigt bleibt. In der Zeit bis zum Bohren kam es zwangsläufig zu Veränderungen in den Wänden, die nicht mit einem einzementierten Stahlrohr befestigt waren.

Zunächst lief alles reibungslos. Die Bohrer führten ihre üblichen Arbeiten aus: Die Abschnitte des Bohrstrangs wurden nacheinander abgesenkt, die Bohrspülungsversorgungsleitung mit der letzten, oberen verbunden und die Pumpen eingeschaltet. Wir fingen an zu bohren. Die Instrumente auf der Konsole vor dem Bediener zeigten den normalen Betriebsmodus an (Drehzahl des Bohrkopfs, Druck auf das Gestein, Flüssigkeitsdurchfluss für die Drehung der Turbine usw.).

Nachdem sie ein weiteres 9-Meter-Segment in einer Tiefe von mehr als 12 km gebohrt hatten, was 4 Stunden dauerte, erreichten sie eine Tiefe von 12,066 km. Bereiten Sie sich auf den Aufstieg der Säule vor. Wir haben es versucht. Geht nicht. In solchen Tiefen wurde mehr als einmal ein "Anhaften" beobachtet. In diesem Fall scheint ein Teil der Säule an den Wänden zu haften (vielleicht ist etwas von oben zerbröckelt und hat sich ein wenig verklemmt). Um die Säule von ihrem Platz zu bewegen, ist eine Kraft erforderlich, die ihr Gewicht (etwa 200 Tonnen) übersteigt. Diesmal auch, aber die Kolonne bewegte sich nicht. Wir haben uns etwas Mühe gegeben, und der Pfeil des Geräts hat die Messwerte stark verlangsamt. Die Säule wurde viel leichter, eine solche Gewichtsabnahme konnte es im normalen Operationsverlauf nicht geben. Wir begannen aufzusteigen: Einer nach dem anderen wurden die Sektionen nacheinander abgeschraubt. Beim letzten Aufstieg hing ein gekürztes Rohrstück mit unebener Unterkante an einem Haken. Dadurch verblieben nicht nur der Turbobohrer, sondern auch 5 km Bohrgestänge im Bohrloch...

Sieben Monate lang versucht, sie zu bekommen. Schließlich haben wir nicht nur 5 km Rohre verloren, sondern die Ergebnisse von fünf Jahren Arbeit.

Dann wurden alle Versuche, die Verlorenen zurückzubringen, gestoppt und aus einer Tiefe von 7 km begannen sie erneut zu bohren. Ich muss sagen, dass die geologischen Bedingungen hier ab dem siebten Kilometer besonders schwierig für die Arbeit sind. Die Bohrtechnik jedes Schrittes wird durch Versuch und Irrtum erarbeitet. Und ab einer Tiefe von ca. 10 km - noch schwieriger. Bohren, Bedienen von Geräten und Geräten sind am Limit.

Daher muss hier jederzeit mit Unfällen gerechnet werden. Sie bereiten sich darauf vor. Methoden und Mittel zu ihrer Beseitigung werden im Voraus überlegt. Ein typischer komplexer Unfall ist ein Bruch der Bohranordnung zusammen mit einem Teil des Bohrstrangs. Die Hauptmethode, um dies zu beseitigen, besteht darin, direkt über dem verlorenen Teil eine Kante zu erstellen und von dieser Stelle aus ein neues Bypass-Loch zu bohren. Insgesamt wurden 12 solcher Bypass-Löcher in das Bohrloch gebohrt. Vier von ihnen haben eine Länge von 2200 bis 5000 m. Die Hauptkosten solcher Unfälle sind jahrelange Arbeitsausfälle.

Nur in der Alltagsansicht ist ein Brunnen ein vertikales „Loch“ von der Erdoberfläche bis zum Grund. In Wirklichkeit ist dies bei weitem nicht der Fall. Vor allem, wenn der Brunnen ultratief ist und geneigte Flöze unterschiedlicher Dichte durchquert. Dann scheint es zu mäandern, weil der Bohrer ständig in Richtung weniger haltbarer Felsen abweicht. Nach jeder Messung, die zeigt, dass die Neigung des Brunnens die zulässige überschreitet, muss versucht werden, "an seinen Platz zurückzukehren". Dazu werden zusammen mit dem Bohrwerkzeug spezielle "Deflektoren" abgesenkt, die dazu beitragen, den Neigungswinkel des Bohrlochs während des Bohrens zu verringern. Unfälle ereignen sich häufig durch den Verlust von Bohrwerkzeugen und Rohrteilen. Danach muss ein neuer Stamm gemacht werden, wie wir bereits gesagt haben, indem wir zur Seite treten. Stellen Sie sich also vor, wie ein Brunnen im Boden aussieht: so etwas wie die Wurzeln einer riesigen Pflanze, die sich in der Tiefe verzweigt.

Dies ist der Grund für die besondere Dauer der letzten Bohrphase.

Nach dem größten Unfall - dem "schwarzen Datum" von 1984 - näherten sie sich erst nach 6 Jahren wieder einer Tiefe von 12 km. 1990 wurde ein Maximum erreicht - 12.262 km. Nach einigen weiteren Unfällen waren wir überzeugt, dass wir nicht tiefer kommen würden. Alle Möglichkeiten der modernen Technik wurden ausgeschöpft. Es schien, als wollte die Erde ihre Geheimnisse nicht mehr preisgeben. Die Bohrungen wurden 1992 eingestellt.

FORSCHUNG. ZIELE UND METHODEN

Eines der sehr wichtigen Ziele der Bohrungen war es, entlang der gesamten Länge des Bohrlochs eine Kernsäule von Gesteinsproben zu erhalten. Und diese Aufgabe ist erfüllt. Der längste Kern der Welt wurde wie ein Lineal in Metern angezeichnet und in der entsprechenden Reihenfolge in Kästchen gelegt. Die Kartonnummer und die Probennummern sind oben angegeben. Es gibt fast 900 solcher Kisten auf Lager.

Jetzt bleibt nur noch das Studium des Kerns, der für die Bestimmung der Struktur des Gesteins, seiner Zusammensetzung, Eigenschaften und seines Alters wirklich unverzichtbar ist.

Aber eine an die Oberfläche gehobene Gesteinsprobe hat andere Eigenschaften als im Massiv. Hier oben wird er von den enormen mechanischen Belastungen befreit, die in der Tiefe herrschen. Während des Bohrens riss es und wurde mit Bohrschlamm vollgesogen. Auch wenn in einer speziellen Kammer tiefe Bedingungen nachgebildet werden, unterscheiden sich die an der Probe gemessenen Parameter dennoch von denen im Array. Und noch ein kleiner "Hack": Pro 100 m Bohrloch werden nicht 100 m Kern gewonnen. Auf der SG aus Tiefen von mehr als 5 km betrug die durchschnittliche Kernausbeute nur etwa 30 %, und aus Tiefen von mehr als 9 km waren dies teilweise nur noch einzelne Plaques von 2-3 cm Dicke, die den haltbarsten Zwischenschichten entsprachen.

Der aus dem Bohrloch auf der SG entnommene Bohrkern liefert also keine vollständigen Informationen über tiefe Felsen.

Die Brunnen wurden zu wissenschaftlichen Zwecken gebohrt, also wurde die ganze Bandbreite moderner Forschungsmethoden genutzt. Neben der Gewinnung des Bohrkerns wurden zwangsläufig Studien zu den Eigenschaften von Gesteinen in ihrem natürlichen Vorkommen durchgeführt. Der technische Zustand des Brunnens wurde ständig überwacht. Die Temperatur wurde im gesamten Bohrloch gemessen, natürliche Radioaktivität – Gammastrahlung, induzierte Radioaktivität nach gepulster Neutronenbestrahlung, elektrische und magnetische Eigenschaften von Gesteinen, Ausbreitungsgeschwindigkeit elastischer Wellen und die Zusammensetzung von Gasen in der Bohrflüssigkeit.

Bis zu einer Tiefe von 7 km wurden Serieninstrumente verwendet. Arbeiten in größeren Tiefen und bei höheren Temperaturen erforderten die Herstellung spezieller hitze- und druckbeständiger Instrumente. Besondere Schwierigkeiten traten während der letzten Bohrphase auf; Als die Temperatur im Bohrloch 200°C erreichte und der Druck 1000 Atmosphären überstieg, konnten die Serieninstrumente nicht mehr funktionieren. Die geophysikalischen Konstruktionsbüros und spezialisierten Labors mehrerer Forschungsinstitute kamen zu Hilfe und stellten Einzelexemplare von thermodruckbeständigen Instrumenten her. So arbeiteten sie die ganze Zeit nur an Haushaltsgeräten.

Mit einem Wort, der Brunnen wurde in seiner ganzen Tiefe hinreichend genau untersucht. Die Untersuchungen wurden etappenweise durchgeführt, etwa einmal im Jahr, nachdem der Brunnen um 1 km vertieft wurde. Danach wurde jedes Mal die Zuverlässigkeit der erhaltenen Materialien bewertet. Entsprechende Berechnungen ermöglichten es, die Parameter einer bestimmten Rasse zu bestimmen. Wir entdeckten einen gewissen Schichtwechsel und wussten bereits, auf welche Gesteine die Kavernen begrenzt sind und welche teilweisen Informationsverluste damit einhergehen. Wir haben gelernt, Felsen buchstäblich anhand von „Krümeln“ zu identifizieren und auf dieser Grundlage ein vollständiges Bild dessen zu erstellen, was der Brunnen „versteckt“. Kurz gesagt, wir haben es geschafft, eine detaillierte lithologische Säule zu bauen - um den Wechsel von Gesteinen und ihre Eigenschaften zu zeigen.

AUS EIGENER ERFAHRUNG

Ungefähr einmal im Jahr, wenn die nächste Bohrstufe abgeschlossen war - die Vertiefung des Brunnens um 1 km -, ging ich auch zum SG, um die mir anvertrauten Messungen vorzunehmen. Der Brunnen wurde zu dieser Zeit meist ausgewaschen und für einen Monat der Forschung zur Verfügung gestellt. Der Zeitpunkt des geplanten Stopps war immer im Voraus bekannt. Auch der Telegrammaufruf zur Arbeit kam vorher. Das Gerät wurde geprüft und verpackt. Die Formalitäten im Zusammenhang mit geschlossenen Arbeiten in der Grenzzone sind erledigt. Endlich ist alles geregelt. Lass uns gehen.

Unsere Gruppe ist ein kleines freundliches Team: ein Entwickler von Bohrlochwerkzeugen, ein Entwickler neuer Bodenausrüstung und ich bin Methodologe. Wir kommen 10 Tage vor den Messungen an. Wir machen uns mit den Daten über den technischen Zustand des Brunnens vertraut. Wir erstellen und genehmigen ein detailliertes Messprogramm. Wir montieren und kalibrieren Geräte. Wir warten auf einen Anruf – einen Anruf aus dem Brunnen. Als drittes sind wir an der Reihe zu "tauchen", aber wenn es eine Absage der Vorgänger gibt, wird uns der Brunnen zur Verfügung gestellt. Diesmal sind sie in Ordnung, sie sagen, dass sie morgen früh fertig sind. Mit uns im selben Team von Geophysikern - Bedienern, die die von der Ausrüstung im Bohrloch empfangenen Signale registrieren und alle Operationen zum Absenken und Anheben des Bohrlochwerkzeugs steuern, sowie Mechaniker am Aufzug, sie steuern die Wicklung von der Trommel und die Wicklung darauf die gleichen 12 km Kabel, auf denen das Werkzeug in den Brunnen abgesenkt wird. Auch Bohrer sind im Einsatz.

Die Arbeit hat begonnen. Das Gerät wird mehrere Meter in den Brunnen abgesenkt. Letzte Überprüfung. Gehen. Der Abstieg ist langsam - etwa 1 km / h, wobei das von unten kommende Signal kontinuierlich überwacht wird. So weit, ist es gut. Aber bei Kilometer acht zuckte das Signal und verschwand. Also stimmt etwas nicht. Voller Auftrieb. (Für alle Fälle haben wir eine zweite Ausrüstung vorbereitet.) Wir beginnen mit der Überprüfung aller Details. Diesmal war das Kabel defekt. Er wird ersetzt. Dies dauert mehr als einen Tag. Der erneute Abstieg dauerte 10 Stunden. Schließlich sagte der Beobachter des Signals: "Am elften Kilometer angekommen." Befehl an die Operatoren: „Aufzeichnung starten“. Was und wie ist laut Programm vorgeplant. Jetzt müssen Sie das Bohrlochwerkzeug mehrmals in einem bestimmten Intervall absenken und anheben, um Messungen vorzunehmen. Diesmal funktionierte das Gerät einwandfrei. Jetzt Vollgas. Wir sind bis auf 3 km geklettert, und plötzlich der Ruf der Winde (er ist unser Mann mit Humor): "Das Seil ist zu Ende." Wie?! Was?! Leider brach das Kabel ... Das Bohrlochwerkzeug und 8 km Kabel blieben am Boden liegen ... Glücklicherweise gelang es den Bohrern einen Tag später, alles aufzuheben, indem sie die von lokalen Handwerkern entwickelte Methodik und Geräte verwendeten solche Notfälle beseitigen.

ERGEBNISSE

Die gestellten Aufgaben des Ultratiefbohrprojekts sind erfüllt. Spezielle Ausrüstung und Technologie für ultratiefe Bohrungen sowie für die Untersuchung von Brunnen, die in große Tiefen gebohrt wurden, wurden entwickelt und geschaffen. Wir erhielten sozusagen „aus erster Hand“ Informationen über Aggregatzustand, Eigenschaften und Zusammensetzung von Gesteinen in ihrem natürlichen Vorkommen und vom Kern bis in 12.262 m Tiefe.

Der Brunnen gab dem Mutterland in geringer Tiefe - im Bereich von 1,6 bis 1,8 km - ein hervorragendes Geschenk. Dort wurden industrielle Kupfer-Nickel-Erze entdeckt – ein neuer Erzhorizont wurde entdeckt. Und sehr praktisch, denn der örtlichen Nickelfabrik geht bereits das Erz aus.

Wie oben erwähnt, hat sich die geologische Prognose des Brunnenabschnitts nicht bewahrheitet (siehe Abbildung auf Seite 39). Das Bild, das während der ersten 5 km im Brunnen erwartet wurde, erstreckte sich über 7 km, und dann tauchten völlig unerwartete Felsen auf. Die vorhergesagten Basalte in einer Tiefe von 7 km wurden nicht gefunden, selbst als sie auf 12 km abfielen.

Es wurde erwartet, dass die Grenze, die die seismische Sondierung am meisten reflektiert, die Ebene ist, wo die Granite in eine haltbarere Basaltschicht übergehen. In Wirklichkeit stellte sich heraus, dass sich dort weniger haltbares und weniger dichtes Bruchgestein – archaische Gneise – befindet. Das war überhaupt nicht zu erwarten. Und dies sind grundlegend neue geologische und geophysikalische Informationen, die es Ihnen ermöglichen, die Daten tiefer geophysikalischer Untersuchungen auf andere Weise zu interpretieren.

Auch die Daten zum Prozess der Erzbildung in den tiefen Schichten der Erdkruste erwiesen sich als unerwartet und grundlegend neu. So wurden in Tiefen von 9-12 km hochporöse gebrochene Gesteine angetroffen, die mit unterirdischem hochmineralisiertem Wasser gesättigt waren. Diese Gewässer sind eine der Quellen der Erzbildung. Bisher glaubte man, dass dies nur in viel geringeren Tiefen möglich sei. In diesem Abschnitt wurde im Kern ein erhöhter Goldgehalt gefunden - bis zu 1 g pro 1 Tonne Gestein (eine Konzentration, die als geeignet für die industrielle Entwicklung gilt). Aber wird es jemals rentabel sein, Gold aus einer solchen Tiefe abzubauen?

Auch die Vorstellungen über das Wärmeregime des Erdinneren, über die Tiefenverteilung der Temperaturen in den Bereichen der Basaltschilde haben sich geändert. In einer Tiefe von mehr als 6 km ergab sich ein Temperaturgradient von 20 °C pro 1 km statt der erwarteten (wie im oberen Teil) 16 °C pro 1 km. Es zeigte sich, dass die Hälfte des Wärmeflusses radiogenen Ursprungs ist.

Beim Bohren des einzigartigen Kola-Supertiefbrunnens haben wir viel gelernt und gleichzeitig festgestellt, wie wenig wir noch über den Aufbau unseres Planeten wissen.

Kandidat der Technischen Wissenschaften A. OSADCHI.

LITERATUR

Kola supertief. Moskau: Nedra, 1984.
Kola supertief. Wissenschaftliche Ergebnisse und Forschungserfahrungen. M., 1998.
Kozlovsky E. A. Weltforum der Geologen. "Wissenschaft und Leben" Nr. 10, 1984.
Kozlovsky E. A. Kola superdeep. "Wissenschaft und Leben" Nr. 11, 1985.

Sredao.ru Hüttensiedlungen von HABITAT

Sredao.ru Reihenhäuser von der Immobilienagentur HABITAT

Das 20. Jahrhundert war geprägt vom Siegeszug des Menschen in der Luft und der Eroberung der tiefsten Tiefen der Ozeane. Nur der Traum, ins Herz unseres Planeten vorzudringen und das bisher verborgene Leben seiner Eingeweide zu kennen, bleibt unerreichbar. "Die Reise zum Mittelpunkt der Erde" verspricht extrem schwierig und aufregend zu werden, voller Überraschungen und unglaublicher Entdeckungen. Die ersten Schritte auf diesem Weg sind bereits gegangen – mehrere Dutzend Ultratiefen wurden weltweit gebohrt. Die mit Hilfe ultratiefer Bohrungen gewonnenen Informationen erwiesen sich als so beeindruckend, dass sie die etablierten Vorstellungen der Geologen über die Struktur unseres Planeten erschütterten und die reichhaltigsten Materialien für Forscher in verschiedenen Wissensgebieten lieferten.

den Mantel berühren

Fleißige Chinesen gruben im 13. Jahrhundert 1.200 Meter tiefe Brunnen. Die Europäer brachen 1930 den chinesischen Rekord, nachdem sie gelernt hatten, das Firmament der Erde mit Hilfe von Bohrtürmen 3 Kilometer lang zu durchbohren. In den späten 1950er Jahren wurden die Brunnen auf 7 Kilometer erweitert. Die Ära der ultratiefen Bohrungen begann.

Wie die meisten globalen Projekte entstand die Idee, in die obere Erdschale zu bohren, in den 1960er Jahren, auf dem Höhepunkt der Raumfahrt und des Glaubens an die unbegrenzten Möglichkeiten von Wissenschaft und Technologie. Den Amerikanern war nichts Geringeres eingefallen, als mit einem Bohrloch die gesamte Erdkruste zu durchdringen und Proben der Gesteine des oberen Erdmantels zu gewinnen. Vorstellungen über den Mantel basierten damals (wie auch heute) nur auf indirekten Daten - der Ausbreitungsgeschwindigkeit seismischer Wellen in der Tiefe, deren Änderung als Grenze von Gesteinsschichten unterschiedlichen Alters und unterschiedlicher Zusammensetzung interpretiert wurde. Wissenschaftler glaubten, dass die Erdkruste wie ein Sandwich ist: junge Felsen oben, alte unten. Allerdings konnten nur ultratiefe Bohrungen ein wahres Bild der Struktur und Zusammensetzung der äußeren Hülle der Erde und des oberen Erdmantels vermitteln.

Mohol-Projekt

Beerdigung verschoben

Durch ultratiefe Bohrungen war es möglich, in die Eingeweide zu schauen und zu verstehen, wie sich Gesteine bei hohen Drücken und Temperaturen verhalten. Die Vorstellung, dass Gesteine mit der Tiefe dichter werden und ihre Porosität abnimmt, stellte sich als falsch heraus, ebenso wie die Sichtweise von trockenen Eingeweiden. Dies wurde erstmals beim Bohren des Kola Superdeep entdeckt, andere Bohrungen in alten kristallinen Schichten bestätigten die Tatsache, dass das Gestein in einer Tiefe von vielen Kilometern von Rissen durchbrochen und von zahlreichen Poren durchdrungen ist und sich wässrige Lösungen unter einem Druck von mehreren hundert Atmosphären frei bewegen können . Diese Entdeckung ist eine der wichtigsten Errungenschaften ultratiefer Bohrungen. Das brachte uns wieder zum Problem der Endlagerung radioaktiver Abfälle, die in Tiefbrunnen gelagert werden sollten, die völlig sicher zu sein schienen. Angesichts der bei ultratiefen Bohrungen gewonnenen Informationen über den Zustand des Untergrunds erscheinen Projekte zur Schaffung solcher Grabstätten heute sehr riskant.

Auf der Suche nach der gekühlten Hölle

Die Enttäuschung der Schweden

In den späten 1980er Jahren wurde in Schweden auf der Suche nach nicht biologischem Erdgas ein Bohrloch bis zu einer Tiefe von 6,8 km gebohrt. Geologen beschlossen, die Hypothese zu testen, dass Öl und Gas nicht aus toten Pflanzen entstehen, wie die meisten Wissenschaftler glauben, sondern durch Mantelflüssigkeiten - heiße Mischungen aus Gasen und Flüssigkeiten. Mit Kohlenwasserstoffen gesättigte Flüssigkeiten sickern aus dem Mantel in die Erdkruste und reichern sich in großen Mengen an. In jenen Jahren war die Idee, dass Kohlenwasserstoffe nicht aus der organischen Substanz von Sedimentschichten, sondern aus tiefen Flüssigkeiten stammen, ein Novum, viele wollten es testen. Aus dieser Idee folgt, dass Kohlenwasserstoffreserven nicht nur Sedimente, sondern auch vulkanische und metamorphe Gesteine enthalten können. Aus diesem Grund unternahm Schweden, das sich größtenteils auf einem alten kristallinen Schild befindet, ein Experiment.

Für die Bohrungen wurde der Krater Silyan Ring mit einem Durchmesser von 52 km ausgewählt. Geophysikalischen Daten zufolge gab es in einer Tiefe von 500 bis 600 Metern kalzinierte Granite – ein möglicher Verschluss für das darunter liegende Kohlenwasserstoffreservoir. Messungen der Erdbeschleunigung, deren Änderung verwendet werden kann, um die Zusammensetzung und Dichte von Gesteinen zu beurteilen, die in den Eingeweiden der Gesteine vorkommen, zeigten das Vorhandensein von hochporösem Gestein in einer Tiefe von 5 km an - ein mögliches Reservoir für Öl und Gas. Die Bohrergebnisse enttäuschten Wissenschaftler und Investoren, die 60 Millionen Dollar in diese Arbeiten investierten. Die passierten Schichten enthielten keine kommerziellen Kohlenwasserstoffreserven, sondern nur Manifestationen von Öl und Gas eindeutig biologischen Ursprungs aus altem Bitumen. Jedenfalls konnte niemand das Gegenteil beweisen.

Werkzeug für die Unterwelt

Alle 8-10 Meter musste eine mehrere Kilometer lange Rohrsäule angehoben werden. Der Ab- und Aufstieg dauerte insgesamt 18 Stunden.

Diamantträume der Wolga-Region

Als in der Region Nischni Nowgorod kleine Diamanten gefunden wurden, verwirrte dies die Geologen sehr. Natürlich war es am einfachsten anzunehmen, dass die Edelsteine von einem Gletscher oder Flusswasser irgendwo im Norden hergebracht wurden. Aber was, wenn der örtliche Untergrund eine Kimberlitpfeife verbirgt – ein Reservoir an Diamanten? Es wurde beschlossen, diese Hypothese Ende der 1980er Jahre zu testen, als das wissenschaftliche Bohrprogramm in Russland an Fahrt gewann. Der Bohrort wurde nördlich von Nischni Nowgorod im Zentrum einer riesigen Ringstruktur gewählt, die sich gut im Relief abhebt. Einige hielten es für einen Meteoritenkrater, andere für ein Explosionsrohr oder einen Vulkanschlot. Die Bohrungen wurden eingestellt, als das Vorotilovskaya-Bohrloch eine Tiefe von 5.374 m erreichte, wovon sich mehr als ein Kilometer im kristallinen Untergrund befand. Kimberliten wurden dort nicht gefunden, aber fairerweise muss gesagt werden, dass der Streit um die Herkunft dieser Struktur auch nicht beendet wurde. Die aus der Tiefe geholten Fakten waren für die Befürworter beider Hypothesen gleichermaßen geeignet, am Ende blieben beide unschlüssig. Und aus dem Brunnen wurde ein tiefes Geolabor, das noch heute in Betrieb ist.

Die Heimtücke der Zahl "7"

Geheimer Untergrund

Tiefe Überraschung

Die Tiefe enthielt viele Überraschungen. Früher war es normal zu glauben, dass Gesteine mit zunehmendem Druck und zunehmendem Abstand von der Erdoberfläche monolithischer werden, mit einer geringen Anzahl von Rissen und Poren. SG-3 überzeugte die Wissenschaftler vom Gegenteil. Ab 9 Kilometern erwiesen sich die Schichten als sehr porös und buchstäblich vollgestopft mit Rissen, durch die wässrige Lösungen zirkulierten. Später wurde diese Tatsache durch andere ultratiefe Bohrungen auf den Kontinenten bestätigt. In der Tiefe stellte sich heraus, dass es viel heißer war als erwartet: um bis zu 80 °! Bei Kilometer 7 betrug die Temperatur in der Wand 120°C, bei Kilometer 12 erreichte sie 230°C. In den Proben des Bohrlochs Kola entdeckten Wissenschaftler eine Goldmineralisierung. Einschlüsse des Edelmetalls wurden in alten Gesteinen in einer Tiefe von 9,5-10,5 km gefunden. Die Goldkonzentration war jedoch zu gering, um eine Lagerstätte zu deklarieren - durchschnittlich 37,7 mg pro Tonne Gestein, aber ausreichend, um sie an anderen ähnlichen Orten zu erwarten.

Wärme des Heimatplaneten

Die hohen Temperaturen, denen unterirdische Bohrer ausgesetzt sind, brachten Wissenschaftler auf die Idee, diese nahezu unerschöpfliche Energiequelle zu nutzen. In jungen Bergen (das sind der Kaukasus, die Alpen, der Pamir) beispielsweise erreicht die Darmtemperatur in einer Tiefe von 4 km 200 °C. Diese natürliche Batterie kann für Sie arbeiten. Es müssen zwei Tiefbrunnen nebeneinander gebohrt und mit Horizontalstollen verbunden werden. Dann wird Wasser in einen Brunnen gepumpt und heißer Dampf aus dem anderen entnommen, der zum Heizen der Stadt oder zur Gewinnung einer anderen Art von Energie verwendet wird. Ein ernsthaftes Problem für solche Unternehmen können ätzende Gase und Flüssigkeiten sein, die in seismisch aktiven Gebieten keine Seltenheit sind. 1988 mussten die Amerikaner die Bohrung eines Brunnens auf dem Schelf des Golfs von Mexiko vor der Küste von Alabama abschließen und erreichten eine Tiefe von 7.399 m. Der Grund dafür war die Untergrundtemperatur, die 232 ° C erreichte, sehr Hochdruck- und Sauergasemissionen. In den Gebieten, in denen heißes Grundwasser vorkommt, kann es direkt aus Brunnen aus ziemlich tiefen Horizonten gewonnen werden. Solche Projekte eignen sich für die Regionen Kaukasus, Pamir, Fernost. Die hohen Arbeitskosten begrenzen jedoch die Fertigungstiefe auf vier Kilometer.

Auf den Spuren der Russen

Die Demonstration des Kola-Brunnens im Jahr 1984 hinterließ einen tiefen Eindruck auf die Weltgemeinschaft. Viele Länder haben damit begonnen, Projekte für wissenschaftliche Bohrungen auf den Kontinenten vorzubereiten. Ein solches Programm wurde in Deutschland Ende der 1980er Jahre genehmigt. Die Ultratiefbohrung KTB Hauptbohrung wurde von 1990 bis 1994 gebohrt, sie sollte laut Plan eine Tiefe von 12 km erreichen, konnte aber aufgrund unvorhersehbar hoher Temperaturen nur die Marke von 9,1 km erreichen. Dank der Offenheit von Daten zu Bohrungen und wissenschaftlichen Arbeiten, guter Technologie und Dokumentation bleibt die ultratiefe KTV-Bohrung eine der berühmtesten der Welt.

Warum ist der Mond nicht aus Gusseisen?

"Weil es nicht genug Eisen für den Mond geben würde" - so könnten wahrscheinlich die Gegner der Hypothese, wonach sich der Mond von der Erde gelöst hat, ihren Befürwortern antworten. Diese Hypothese entstand jedoch nicht aus dem Nichts, und Wissenschaftler ziehen mehrere Regionen der Erde in Betracht, aus denen ein Stück des Planeten von der Größe des Mondes herausgeschlagen werden könnte. Der Kola bot auch eine eigene Version an. In den 1970er Jahren lieferten sowjetische Stationen mehrere hundert Gramm Monderde zur Erde. Die Substanz wurde unter den führenden wissenschaftlichen Zentren des Landes aufgeteilt, um unabhängige Analysen durchzuführen. Eine winzige Probe ging auch an das Kola Science Center. Wissenschaftler aus der ganzen Region kamen, um sich das Kuriosum anzusehen, darunter auch Mitarbeiter des Brunnens, der später zum tiefsten der Welt wurde. Ist es ein Witz? Berühren Sie überirdischen Staub, betrachten Sie ihn durch ein Mikroskop. Später untersuchten Experten den Mondboden und veröffentlichten eine Monographie zu diesem Thema. Zu diesem Zeitpunkt hatte der Brunnen in Zapolyarny eine anständige Tiefe erreicht, und die aus dem Bohrloch gehobenen Steine wurden detailliert beschrieben. Und was? Proben von Monderde, die die Bohrer einst mit Ehrfurcht betrachteten, entpuppten sich eins zu eins als Diabas aus ihrem Bohrloch aus einer Tiefe von 3 km. Sofort stellte sich die Hypothese auf, dass sich der Mond erst vor etwa 1,5 Milliarden Jahren von der Kola-Halbinsel löste - das ist das Zeitalter der Diabas. Obwohl sich unwillkürlich die Frage stellte - wie groß war diese Halbinsel damals? ..

Bohren oder nicht bohren?

Der Rekord der Kola-Bohrung ist immer noch unübertroffen, obwohl es durchaus möglich ist, 14 oder sogar 15 km tief in die Erde zu gehen. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass ein solcher Einzelversuch grundlegend neue Erkenntnisse über die Erdkruste liefern wird, während ultratiefe Bohrungen ein sehr teures Geschäft sind. Die Zeiten, in denen damit verschiedenste Hypothesen getestet wurden, sind längst vorbei. Brunnen, die für rein wissenschaftliche Zwecke tiefer als 6-7 km sind, werden fast nicht mehr gebohrt. In Russland blieben beispielsweise nur zwei Objekte dieser Art - der Ural SG-4 und der Brunnen En-Yakhinskaya in Westsibirien. Sie werden vom staatlichen Unternehmen NPC Nedra mit Sitz in Jaroslawl betrieben. Es werden weltweit so viele ultratiefe und tiefe Bohrlöcher gebohrt, dass Wissenschaftler keine Zeit haben, die Informationen zu analysieren. In den letzten Jahren haben sich Geologen bemüht, die aus großen Tiefen gewonnenen Fakten zu studieren und zu verallgemeinern. Die Menschen, die gelernt haben, in große Tiefen zu bohren, wollen nun den ihnen zur Verfügung stehenden Horizont besser beherrschen, sich auf praktische Aufgaben konzentrieren, die gerade jetzt nützlich sind. So arbeiten sie in Russland nach Abschluss des wissenschaftlichen Bohrprogramms, nachdem sie alle 12 geplanten ultratiefen Bohrungen gebohrt haben, nun an einem System für den gesamten Staat, in dem geophysikalische Daten, die durch „Übertragung“ des Untergrunds mit seismischen Wellen gewonnen werden, sein werden verknüpft mit Informationen, die durch ultratiefe Bohrungen gewonnen wurden. Ohne Brunnen sind von Geophysikern gebaute Abschnitte der Erdkruste nur Modelle. Damit bestimmte Gesteine in diesen Diagrammen erscheinen, sind Bohrdaten erforderlich. Dann können Geophysiker, deren Arbeit viel billiger ist als Bohrungen und eine große Fläche abdeckt, Mineralvorkommen viel genauer vorhersagen.

In den USA führen sie weiterhin ein Programm zur Tiefenbohrung des Meeresbodens durch und führen mehrere interessante Projekte in Zonen vulkanischer und tektonischer Aktivität der Erdkruste durch. Auf den Hawaii-Inseln hofften die Forscher, das unterirdische Leben des Vulkans zu untersuchen und näher an die Mantelzunge heranzukommen – die Wolke, von der angenommen wird, dass sie diese Inseln hervorgebracht hat. Der Brunnen am Fuße des Vulkans Mauna Kea sollte bis zu einer Tiefe von 4,5 km gebohrt werden, doch aufgrund der enormen Temperaturen konnten nur 3 km bewältigt werden. Ein weiteres Projekt ist ein Tiefenobservatorium auf der San-Andreas-Verwerfung. Die Bohrung des Bohrlochs durch diese größte Verwerfung auf dem nordamerikanischen Kontinent begann im Juni 2004 und deckte 2 von 3 geplanten Kilometern ab. Im Tiefenlabor wollen sie den Ursprung von Erdbeben untersuchen, was es vielleicht ermöglichen wird, die Natur dieser Naturkatastrophen besser zu verstehen und ihre Vorhersagen zu treffen.

Auch wenn die aktuellen ultratiefen Bohrprogramme nicht mehr so ehrgeizig sind wie früher, haben sie eindeutig eine glänzende Zukunft vor sich. Der Tag ist nicht mehr fern, an dem die Wende der großen Tiefen kommt – dort werden sie neue Mineralienvorkommen suchen und entdecken. Bereits jetzt wird die Öl- und Gasförderung in den Vereinigten Staaten aus Tiefen von 6-7 km alltäglich. Künftig muss auch Russland Kohlenwasserstoffe aus solchen Höhen pumpen. Wie die Superdeep-Bohrung Tjumen gezeigt hat, gibt es sieben Kilometer unter der Oberfläche Sedimentgesteinsschichten, die Gasvorkommen versprechen.

Teuflische Machenschaften

Einst stand der Kola Superdeep im Zentrum eines globalen Skandals. Eines schönen Morgens im Jahr 1989 erhielt der Direktor des Brunnens, David Guberman, einen Anruf vom Chefredakteur der Regionalzeitung, dem Sekretär des Regionalkomitees und vielen anderen Leuten. Jeder wollte etwas über den Teufel wissen, den die Bohrer angeblich aus den Eingeweiden auferweckt haben, wie einige Zeitungen und Radiosender auf der ganzen Welt berichteten. Der Direktor war verblüfft, und - wovon war es! „Wissenschaftler haben die Hölle entdeckt“, „Satan ist der Hölle entronnen“ – lesen Sie in den Schlagzeilen. Wie in der Presse berichtet wurde, bohrten Geologen, die sehr weit in Sibirien und vielleicht in Alaska oder sogar auf der Kola-Halbinsel arbeiteten (Journalisten waren sich in dieser Angelegenheit nicht einig), in einer Tiefe von 14,4 km, als der Bohrer plötzlich stark zu baumeln begann Seite an Seite. Das bedeutet, dass unten ein großes Loch ist, dachten die Wissenschaftler, anscheinend ist das Zentrum des Planeten leer. Sensoren, die in die Tiefe gesenkt wurden, zeigten eine Temperatur von 2.000 ° C, und superempfindliche Mikrofone ertönten ... die Schreie von Millionen leidender Seelen. Infolgedessen wurden die Bohrungen eingestellt, da befürchtet wurde, höllische Kräfte an die Oberfläche freizusetzen. Natürlich haben sowjetische Wissenschaftler diese journalistische "Ente" widerlegt, aber die Echos dieser alten Geschichte wanderten lange Zeit von Zeitung zu Zeitung und verwandelten sich in eine Art Folklore. Einige Jahre später, als Geschichten über die Hölle bereits in Vergessenheit geraten waren, besuchten Mitarbeiter der Kola Superdeep Australien mit Vorträgen. Sie wurden von der Gouverneurin von Victoria, einer koketten Dame, zu einem Empfang eingeladen, die die russische Delegation mit der Frage begrüßte: „Was zum Teufel haben Sie von dort heraufbeschworen?“

Die tiefsten Brunnen der Welt

1. Aralsor SG-1, Kaspisches Tiefland, 1962-1971, Tiefe - 6,8 km. Suche nach Öl und Gas.
2. Biikzhalskaya SG-2, Kaspisches Tiefland, 1962-1971, Tiefe - 6,2 km. Suche nach Öl und Gas.
3. Kola SG-3, 1970-1994, Tiefe - 12.262 m. Entwurfstiefe - 15 km.
4. Saatlinskaya, Aserbaidschan, 1977-1990, Tiefe - 8324 m. Entwurfstiefe - 11 km.
5. Kolvinskaya, Region Archangelsk, 1961, Tiefe - 7.057 m.
6. Muruntau SG-10, Usbekistan, 1984, Tiefe -
3km. Entwurfstiefe - 7 km. Suchen Sie nach Gold.
7. Timan-Pechora SG-5, Nordostrussland, 1984-1993, Tiefe - 6904 m, Entwurfstiefe - 7 km.
8. Tyumenskaya SG-6, Westsibirien, 1987-1996, Tiefe - 7.502 m. Entwurfstiefe - 8 km. Suche nach Öl und Gas.
9. Novo-Elkhovskaya, Tatarstan, 1988, Tiefe - 5.881 m.
10. Vorotilovskaya-Brunnen, Wolgagebiet, 1989-1992, Tiefe - 5374 m. Suche nach Diamanten, Untersuchung des Puchezh-Katunkka-Astroblems.
11. Krivorozhskaya SG-8, Ukraine, 1984-1993, Tiefe - 5382 m. Entwurfstiefe - 12 km. Suche nach eisenhaltigen Quarziten.

Ural SG-4, Mittlerer Ural. 1985 gegründet. Entwurfstiefe - 15.000 m. Aktuelle Tiefe - 6.100 m. Suche nach Kupfererzen, Untersuchung der Struktur des Urals. En-Yakhtinskaya SG-7, Westsibirien. Entwurfstiefe - 7.500 m. Aktuelle Tiefe - 6.900 m. Öl- und Gasexploration.

Brunnen für Öl und Gas

Anfang der 70er
Universität, USA, Tiefe - 8.686 m.
Baden Unit, USA, Tiefe - 9.159 m.
Bertha Rogers, USA, Tiefe - 9.583 m.

80er
Zisterdorf, Österreich, Tiefe 8.553 m.
Siljan Ring, Schweden, Tiefe - 6,8 km.
Bighorn, USA, Wyoming, Tiefe - 7.583 m.
KTV Hauptbohrung, Deutschland, 1990-1994, Tiefe -
9.100 m. Entwurfstiefe - 10 km. Wissenschaftliches Bohren.

Am Rande des Lebens

An den Grenzen des Lebens Extremophile Bakterien in Felsen gefunden, die aus mehreren Kilometern Tiefe ausgegraben wurden DOSSIER Eine der erstaunlichsten Entdeckungen, die Wissenschaftler durch Bohrungen gemacht haben, ist das Vorhandensein von Leben tief unter der Erde. Und obwohl dieses Leben nur von Bakterien repräsentiert wird, reichen seine Grenzen in unglaubliche Tiefen. Bakterien sind allgegenwärtig. Sie beherrschten die Unterwelt, wie es scheint, völlig ungeeignet für die Existenz. Enorme Drücke, hohe Temperaturen, Sauerstoff- und Lebensraummangel – nichts konnte ein Hindernis für die Ausbreitung des Lebens werden. Einigen Schätzungen zufolge kann die Masse der unterirdisch lebenden Mikroorganismen die Masse aller Lebewesen übersteigen, die die Oberfläche unseres Planeten bewohnen.

Bereits Anfang des 20. Jahrhunderts entdeckte der amerikanische Wissenschaftler Edson Bastin Bakterien im Wasser eines ölführenden Horizonts aus mehreren hundert Metern Tiefe. Die dort lebenden Mikroorganismen brauchten weder Sauerstoff noch Sonnenlicht, sie ernährten sich von organischen Ölverbindungen. Bastin schlug vor, dass diese Bakterien seit 300 Millionen Jahren isoliert von der Oberfläche leben – seit der Entstehung des Ölfeldes. Aber seine kühne Hypothese blieb unbeansprucht, sie glaubten einfach nicht daran. Damals glaubte man, dass das Leben nur ein dünner Film auf der Oberfläche des Planeten ist.

Das Interesse an tiefen Lebensformen kann ganz praktisch sein. In den 1980er Jahren suchte das US-Energieministerium nach sicheren Methoden zur Entsorgung radioaktiver Abfälle. Für diese Zwecke sollten Minen in undurchdringlichen Felsen eingesetzt werden, in denen Bakterien leben, die sich von Radionukliden ernähren. 1987 wurde in South Carolina mit der Tiefbohrung mehrerer Brunnen begonnen. Aus einer Tiefe von einem halben Kilometer nahmen Wissenschaftler Proben und beachteten alle möglichen Vorsichtsmaßnahmen, um keine Bakterien und Luft von der Erdoberfläche zu bringen. Die Proben wurden von mehreren unabhängigen Labors untersucht, ihre Ergebnisse waren positiv: Die sogenannten anaeroben Bakterien lebten in den tiefen Schichten, die keinen Sauerstoffzugang benötigen.

Die Bakterien wurden auch im Gestein einer Goldmine in Südafrika in einer Tiefe von 2,8 km gefunden, wo die Temperatur 60 °C betrug. Sie leben auch tief unter dem Grund der Ozeane bei Temperaturen über 100 °. Wie der Kola-Supertiefbrunnen gezeigt hat, gibt es Bedingungen für Mikroorganismen, selbst in einer Tiefe von mehr als 12 km zu leben, da sich herausstellte, dass das Gestein ziemlich porös und mit wässrigen Lösungen gesättigt war und wo es Wasser gibt, ist Leben möglich .

Mikrobiologen fanden auch Bakterienkolonien in einem ultratiefen Bohrloch, das den Siljan-Ring-Krater in Schweden öffnete. Es ist merkwürdig, dass Mikroorganismen in alten Graniten lebten. Obwohl es sich um sehr dichtes Gestein unter großem Druck handelte, zirkulierte Grundwasser durch ein System aus Mikroporen und Rissen. Die Felsmasse in 5,5-6,7 km Tiefe wurde zu einer wahren Sensation. Es wurde mit einer Paste aus Öl mit Magnetitkristallen getränkt. Eine mögliche Erklärung für dieses Phänomen lieferte der amerikanische Geologe Thomas Gold, Autor von The Deep Hot Biosphere. Gold schlug vor, dass Magnetit-Öl-Paste nichts anderes als ein Abfallprodukt von Bakterien ist, die sich von Methan aus dem Mantel ernähren.

Wie Studien zeigen, begnügen sich Bakterien mit wahrhaft spartanischen Verhältnissen. Die Grenzen ihrer Belastbarkeit bleiben ein Rätsel, aber es scheint, dass die Temperatur des Innenraums immer noch die untere Grenze für den Lebensraum von Bakterien setzt. Sie können sich bei 110°C vermehren und halten, wenn auch kurzzeitig, Temperaturen von 140°C stand. Wenn man bedenkt, dass auf den Kontinenten die Temperatur mit jedem Kilometer um 20-25° zunimmt, dann können Lebensgemeinschaften bis zu einer Tiefe von 4 km gefunden werden. Unter dem Meeresboden steigt die Temperatur nicht so schnell an, und die Untergrenze des Lebens kann in 7 km Tiefe liegen.

Das bedeutet, dass das Leben einen kolossalen Sicherheitsspielraum hat. Folglich kann die Biosphäre der Erde selbst bei den schwersten Kataklysmen nicht vollständig zerstört werden, und wahrscheinlich können auf Planeten ohne Atmosphäre und Hydrosphäre Mikroorganismen in der Tiefe existieren.

Ein Versuch, den geologischen Schnitt und die Mächtigkeit von Vulkangestein zu untersuchen, das auf der Erdoberfläche auftaucht, veranlasste wissenschaftliche Zentren und wie sie Forschungsorganisationen, den Ursprung tiefer Verwerfungen zu identifizieren. Tatsache ist, dass strukturelle Gesteinsproben, die zuvor aus den Eingeweiden der Erde und des Mondes entnommen wurden, damals für die Untersuchung gleichermaßen interessant waren. Und die Wahl des Mündungspunkts fiel auf den bestehenden riesigen schüsselartigen Trog, dessen Ursprung mit dem Vorhandensein einer tiefen Verwerfung im Gebiet der Kola-Halbinsel verbunden ist.

Es wurde angenommen, dass die Erde eine Art Sandwich ist, bestehend aus Kruste, Mantel und Kern. Zu diesem Zeitpunkt waren oberflächennahe Sedimentgesteine für die Erschließung von Ölfeldern ausreichend erkundet. Die Exploration nach Nichteisenmetallen wurde selten von Bohrungen unterhalb der 2000-Meter-Marke begleitet.

Die Kola SG (Superdeep) sollte unterhalb einer Tiefe von 5000 Metern einen Abschnitt mit Granit- und Basaltschichten finden. Dies geschah nicht. Das Bohrprojektil durchbohrte harte Granitfelsen bis zur Marke von 7000 Metern. Außerdem ging der Abteuf durch relativ weiche Böden, was zum Einsturz der Schachtwände und zur Bildung von Hohlräumen führte. Der bröckelnde Boden verklemmte den Werkzeugkopf so sehr, dass beim Anheben der Rohrstrang abriss und es zu einem Unfall kam. Der Kola-Brunnen sollte diese alteingesessenen Lehren bestätigen oder widerlegen. Außerdem wagten die Wissenschaftler nicht, die Intervalle anzugeben, in denen genau die Grenzen zwischen diesen drei Schichten verlaufen. Die Kola-Bohrung war für die Exploration und Untersuchung von Lagerstätten von Bodenschätzen, die Bestimmung von Mustern und die allmähliche Bildung von Vorkommensfeldern von Rohstoffreserven bestimmt. Grundlage war zunächst die wissenschaftliche Gültigkeit der Theorie physikalischer, hydrogeologischer und anderer Parameter der Erdtiefe. Und nur durch ultratiefes Abteufen des Schachts konnten verlässliche Informationen über die geologische Beschaffenheit des Untergrunds gewonnen werden.

In der Zwischenzeit umfasste die langfristige Vorbereitung auf den Beginn der Bohrarbeiten: die Möglichkeit eines Temperaturanstiegs bei Vertiefung, eine Erhöhung des hydrostatischen Drucks der Formationen, die Unvorhersehbarkeit des Verhaltens von Gesteinen, ihre Stabilität aufgrund des Vorhandenseins Gesteins- und Lagerstättendruck.

Aus technischer Sicht wurden alle möglichen Schwierigkeiten und Hindernisse berücksichtigt, die zu einer Verlangsamung des Vertiefungsprozesses aufgrund von Zeitverlusten beim Auslösen des Projektils und einer Verringerung der Bohrgeschwindigkeit aufgrund einer Änderung der Gesteinskategorie führen könnten und eine Erhöhung der Energiekosten für Bohrloch-Triebwerke.
Als schwierigster Faktor wurde die stetige Gewichtszunahme von Casing und Bohrgestänge mit zunehmender Tiefe angesehen.

Technische Entwicklungen im Bereich:
- Erhöhung der Tragfähigkeit, Leistung und anderer Eigenschaften von Bohrausrüstung und Ausrüstung;
- thermische Stabilität des Gesteinsschneidwerkzeugs;
- Automatisierung der Verwaltung aller Phasen des Bohrprozesses;
- Verarbeitung von Informationen aus der Sohlenzone;
- Warnungen vor Notfällen mit einem Bohrgestänge oder einem Verrohrungsstrang.

Das Abteufen eines ultratiefen Schachts sollte die Richtigkeit oder den Irrtum der wissenschaftlichen Hypothese über die Tiefenstruktur des Planeten aufdecken.

Der Zweck dieser sehr kostspieligen Konstruktion war die Untersuchung von:
1. Tiefenstruktur der Pechenga-Nickellagerstätte und der kristallinen Basis des Baltischen Schildes der Halbinsel. Entschlüsselung der Kontur der Polymetalllagerstätte in Pechenga, verbunden mit Manifestationen von Erzkörpern.
2. Das Studium der Natur und der Kräfte, die die Trennung der Plattengrenzen der kontinentalen Kruste verursachen. Identifizierung von Reservoirzonen, Motiven und Art der Hochtemperaturbildung. Bestimmung der physikalischen und chemischen Zusammensetzung von Wasser, in Rissen gebildeten Gasen, Gesteinsporen.
3. Erlangung von umfassendem Material über die Materialzusammensetzung von Gesteinen und Informationen über die Intervalle zwischen den Granit- und Basalt-„Dichtungen“ der Kruste. Umfassende Untersuchung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des extrahierten Bohrkerns.
4. Entwicklung fortschrittlicher technischer Mittel und neuer Technologien zum Abteufen supertiefer Schächte. Möglichkeit der Anwendung geophysikalischer Forschungsmethoden in der Zone der Erzvorkommen.
5. Entwicklung und Erstellung modernster Ausrüstung zur Überwachung, Erprobung, Forschung und Kontrolle des Bohrprozesses.

Der Kola-Brunnen erfüllte größtenteils wissenschaftliche Ziele. Die Aufgabe umfasste das Studium der ältesten Gesteine, aus denen der Planet besteht, und die Kenntnis der Geheimnisse der darin ablaufenden Prozesse.

Geologische Fundierung der Bohrungen auf der Halbinsel Kola

Die Exploration und Gewinnung von Lagerstätten nutzbarer Erze ist immer durch das Bohren von Tiefbrunnen vorgegeben. Und warum auf der Kola-Halbinsel und speziell in der Region Murmansk und definitiv in Pechenga. Voraussetzung dafür war, dass diese Region als wahre Bodenschätze galt, mit den reichsten Vorkommen verschiedenster Erzrohstoffe (Nickel, Magnetite, Apatite, Glimmer, Titan, Kupfer).

Die geologische Berechnung, die auf der Grundlage eines Bohrkerns durchgeführt wurde, enthüllte jedoch die Absurdität der wissenschaftlichen Weltmeinung. Es stellte sich heraus, dass die sieben Kilometer Tiefe aus Vulkan- und Sedimentgestein (Tuffe, Sandsteine, Dolomite, Brekzien) bestanden. Unterhalb dieses Abschnitts sollte es erwartungsgemäß Felsen geben, die die Granit- und Basaltstrukturen trennen. Aber leider sind die Basalte nie erschienen.

Aus geologischer Sicht wurde der baltische Schild der Halbinsel, der teilweise die Gebiete Norwegens, Schwedens, Finnlands und Kareliens bedeckt, über Millionen von Jahrhunderten erodiert und entwickelt. Natürliche Ausbrüche, zerstörerische Prozesse des Vulkanismus, Phänomene des Magmatismus, metamorphe Gesteinsveränderungen, Sedimentation sind am deutlichsten in die geologische Aufzeichnung von Pechenga eingeprägt. Dies ist der Teil des Baltischen Faltenschildes, in dem sich die geologische Geschichte der Gesteins- und Erzmanifestationen über Milliarden von Jahren entwickelt hat.

Besonders die nördlichen und östlichen Teile der Schildoberfläche waren jahrhundertealter Korrosion ausgesetzt. Infolgedessen rissen Gletscher, Wind, Wasser und andere Naturkatastrophen die oberen Gesteinsschichten sozusagen ab (Kratzer).

Die Wahl des Bohrplatzes basierte auf der starken Erosion der oberen Schichten und der Freilegung der alten archaischen Formationen der Erde. Diese Aufschlüsse brachten den Zugang zu den unterirdischen Vorratskammern der Natur erheblich näher und erleichterten sie.

Supertiefbrunnen-Design

Ultratiefe Strukturen haben ein obligatorisches Teleskopdesign. In unserem Fall betrug der anfängliche Durchmesser des Mundes 92 cm und der endgültige 21,5 cm.

Die Design-Führungssäule oder der sogenannte Leiter mit einem Durchmesser von 720 mm ermöglichte eine Durchdringung bis zu einer Tiefe von 39 Laufmetern. Der erste technische String (stationäre Verrohrung) mit einem Durchmesser von 324 mm und einer Länge von 2000 Metern; abnehmbares Gehäuse 245 mm, mit einer Länge von 8770 Metern. Es war geplant, weitere Bohrungen mit einem offenen Loch bis zur Entwurfsmarkierung durchzuführen. Kristallines Gestein ermöglichte es, auf die Langzeitstabilität des unverkleideten Teils der Wände zu zählen. Die zweite abnehmbare Säule, die mit magnetischen Markierungen markiert ist, würde eine kontinuierliche Kernprobenahme entlang der gesamten Länge des Bohrlochs ermöglichen. Radioaktive Marker auf dem Bohrlochrohr wurden abgestimmt, um die Temperatur der Bohrumgebung aufzuzeichnen.

Technische Ausrüstung einer Bohranlage zum Bohren eines ultratiefen Brunnens

Das Bohren von Grund auf wurde von der Uralmash-4E-Installation durchgeführt, dh Serienausrüstung, die zum Bohren tiefer Öl- und Gasbohrungen verwendet wird. Bis auf 2000 Meter wurde der Schacht mit Stahlbohrgestänge gebohrt, am Ende mit einem Turbobohrer. Diese 46 Meter lange Turbine mit einem Meißel am Ende wurde unter der Wirkung einer Tonlösung in Rotation versetzt, die mit einem Druck von 40 Atmosphären in das Rohr gepumpt wurde.

Außerdem wurde der Untergang aus einem Abstand von 7264 Metern von der inländischen Installation "Uralmash-15000" durchgeführt, aus innovativer Sicht eine stärkere Struktur mit einer Tragfähigkeit von 400 Tonnen. Der Komplex war mit vielen technischen, technologischen, elektronischen und anderen fortschrittlichen Entwicklungen ausgestattet.

Der Kola-Brunnen wurde mit einer hochtechnologischen und automatisierten Struktur ausgestattet:
1. Exploration, mit einer mächtigen Basis, auf der der 68 Meter hohe Gliederturm selbst montiert ist. Entwickelt, um Folgendes zu implementieren:

Versenken des Laufs, Abstiegsoperationen - Anheben des Projektils und andere Hilfsaktionen;
Zurückhalten des führenden und des gesamten Rohrstrangs, sowohl nach Gewicht als auch während des Bohrens;
Platzierung von Abschnitten (Ständern) von Bohrrohren, einschließlich Manschetten, Fahrsystem.

Im Innenraum des Turms befanden sich auch Mittel des Joint Ventures (Abstieg - Aufstieg), Werkzeuge. Es beherbergte auch die Sicherheitsmittel und eine mögliche Notfallevakuierung des Fahrers (Bohrassistent).

2. Energie- und technologische Ausrüstung, Energie- und Pumpeinheiten.

3. Zirkulations- und Ausblassteuerungssystem, Zementierungsausrüstung.

4. Automatisierung, Steuerung, Prozessleitsystem.

5. Stromversorgung, Mechanisierungsmittel.

6. Ein Komplex von Messgeräten, Laborgeräten und vielem mehr.

Im Jahr 2008 wurde der Kola-Supertiefbrunnen vollständig aufgegeben, alle wertvollen Geräte wurden demontiert und entfernt (das meiste davon wurde verschrottet).

Bis 2012 wurde der Hauptturm der Bohrinsel demontiert.

Jetzt ist nur noch das Wissenschaftszentrum Kola der Russischen Akademie der Wissenschaften in Betrieb, das bis heute den aus einem ultratiefen Bohrloch entnommenen Kern untersucht.

Der Kern selbst wurde herausgenommen in die Stadt Jaroslawl, wo es jetzt gelagert wird.

Dokumentarfilm über den Kola Superdeep Well

Neue ultratiefe Bohrlochrekorde

Bis 2008 galt der Kola Superdeep Well als der tiefste Brunnen der Welt.

Im Jahr 2008 wurde die 12.290 Meter lange Ölquelle Maersk Oil BD-04A in einem spitzen Winkel in das Ölbecken Al Shaheen gebohrt.

Im Januar 2011 wurde auch dieser Rekord gebrochen, und zwar durch eine Ölbohrung im Northern Dome (Odoptu-Meer - ein Öl- und Gasfeld in Russland), diese Bohrung wurde ebenfalls in einem spitzen Winkel zur Erdoberfläche gebohrt , die Länge betrug 12.345 Meter.

Im Juni 2013 brach die Z-42-Bohrung des Chayvinskoye-Feldes mit einer Länge von 12.700 Metern erneut den Tiefenrekord.

Portal für den Studenten. Selbsttraining