Vladimir Khomutko
Lukuaika: 4 minuuttia
A A
Missä on syvin öljykaivo?
Ihminen on pitkään haaveillut paitsi lentää avaruuteen, myös tunkeutua syvälle alkuperäiselle planeetalle. Pitkään tämä unelma pysyi toteuttamattomana, koska olemassa olevat tekniikat eivät sallineet merkittävää syvenemistä maankuoreen.
1300-luvulla kiinalaisten kaivamien kaivojen kiinalaissyvyys saavutti tuolloin fantastiset 1200 metriä, ja viime vuosisadan 30-luvulta lähtien, porauslaitteiden tultua käyttöön, ihmiset alkoivat Euroopassa porata kolme kilometriä. kuoppia. Kaikki tämä oli kuitenkin niin sanotusti vain matalia naarmuja maan pinnalla.
Ajatus ylemmän maankuoren poraamisesta globaaliksi hankkeeksi syntyi 1900-luvun 60-luvulla. Tätä ennen kaikki oletukset maan vaipan rakenteesta perustuivat seismisen aktiivisuuden tietoihin ja muihin välillisiin tekijöihin. Ainoa tapa katsoa maan sisimpään sanan kirjaimellisessa merkityksessä oli kuitenkin porata syviä kaivoja.
Sadat tätä tarkoitusta varten poratut kaivot sekä maalla että valtamerissä ovat antaneet lukuisia tietoja, jotka auttavat vastaamaan moniin planeettamme rakenteeseen liittyviin kysymyksiin. Kuitenkin nyt erittäin syvällä työssä ei ole vain tieteellisiä, vaan myös puhtaasti käytännön tavoitteita. Seuraavaksi tarkastellaan maailman syvimpiä koskaan porattuja kaivoja.
Tämä 8 553 metriä syvä kaivo porattiin vuonna 1977 alueelle, jossa Wienin öljy- ja kaasumaakunta sijaitsee. Siitä löydettiin pieniä öljyesiintymiä, ja syntyi ajatus katsoa syvemmälle. Asiantuntijat löysivät 7 544 metrin syvyydeltä talteenottokykyisiä kaasuvarastoja, minkä jälkeen kaivo yhtäkkiä romahti. OMV päätti porata toisen, mutta sen suuresta syvyydestä huolimatta kaivostyöläiset eivät löytäneet mineraaleja.
Itävallan kaivo Zistersdorf
Saksan liittotasavalta – Hauptbohrung
Saksalaiset asiantuntijat saivat tämän syvän louhinnan järjestämiseen kuuluisan Kuolan supersyvän kaivon. Tuolloin monet Euroopan ja maailman valtiot alkoivat kehittää syväporausprojektejaan. Heistä erottui Hauptborung-projekti, jota toteutettiin neljä vuotta - vuosina 1990-1994 Saksassa. Huolimatta sen suhteellisen matalasta (verrattuna alla kuvattuihin kaivoihin) 9 101 metrin syvyyteen, tämä hanke on tullut laajalti tunnetuksi maailmanlaajuisesti vastaanotettujen geologisten ja poraustietojen avoimen pääsyn ansiosta.
Yhdysvallat - Badenin yksikkö
Amerikkalainen Lone Star porasi 9 159 metriä syvän kaivon Anadarkon (USA) kaupungin läheisyyteen. Kehitys alkoi vuonna 1970 ja jatkui 545 päivää. Sen rakentamiskustannukset olivat kuusi miljoonaa dollaria, ja materiaalien osalta siihen käytettiin 150 timanttitalttaa ja 1 700 tonnia sementtiä.
Yhdysvallat – Bertha Rogers
Tämä tuotanto luotiin myös Oklahoman osavaltiossa Anadarkon öljy- ja kaasuprovinssin alueella Oklahomassa. Työ alkoi vuonna 1974 ja kesti 502 päivää. Myös porauksen suoritti yritys, kuten edellisessä esimerkissä. Ylitettyään 9 583 metriä kaivostyöläiset törmäsivät sulan rikkiesiintymään ja joutuivat lopettamaan työnsä.
Guinnessin ennätyskirja nimesi tämän kaivon "syvimmäksi ihmisen tunkeutumiseksi maankuoreen". Toukokuussa 1970 Vilgiskoddeoaivinjärvi-järven läheisyydessä aloitettiin tämän suurenmoisen kaivostyön rakentaminen. Aluksi he halusivat kävellä 15 kilometriä, mutta liian korkeiden lämpötilojen vuoksi he pysähtyivät 12 262 metrin korkeuteen. Tällä hetkellä Kola Superdeep on koipesäke.
Qatar - BD-04A
Porattu öljykentällä nimeltä Al-Shaheen geologista tutkimusta varten.
Kokonaissyvyys oli 12 289 metriä ja 12 kilometrin merkki ajettiin vain 36 päivässä! Se oli seitsemän vuotta sitten.
Venäjän federaatio - OP-11
Vuodesta 2003 alkaen Sakhalin-1-projektin osana aloitettiin koko sarja erittäin syväporauksia.
Vuonna 2011 Exxon Neftegas porasi maailman syvimmän öljylähteen - 12 245 metriä - vain 60 päivässä.
Se oli kentällä nimeltä Odoptu.
Ennätykset eivät kuitenkaan päättyneet tähän.
O-14 on maailman tuotantokaivo, jolla ei ole analogeja kaivon kokonaispituudella - 13 500 metriä - sekä pisimmällä vaakakaivolla - 12 033 metriä.
Sen on kehittänyt venäläinen yritys NK Rosneft, joka on Sakhalin-1-projektin konsortion jäsen. Tämä kaivo kehitettiin kentällä nimeltä Chayvo. Sen poraamiseen käytettiin ultramodernia porausalustaa "Orlan".
Huomioimme myös vuonna 2013 samassa hankkeessa numerolla Z-43 rakennetun kaivon rungon syvyyden, jonka arvo oli 12 450 metriä. Samana vuonna tämä ennätys rikottiin Chaivinskoye-kentällä - Z-42-rungon pituus oli 12 700 metriä ja vaakaosan pituus - 11 739 metriä.
Vuonna 2014 valmistui Z-40-kehityksen poraus (offshore-Chayvo-kenttä), joka oli ennen O-14:ää maailman pisin porausreikä - 13 000 metriä, ja sillä oli myös pisin vaakasuora leikkaus - 12 130 metriä.
Toisin sanoen tähän mennessä 8 maailman 10 pisimmästä kaivosta sijaitsee Sakhalin-1-projektin alueilla.
Kuolan supersyvä kaivo
Chayvo-kenttä on yksi kolmesta konsortion kehittämästä Sahalinissa. Se sijaitsee Sahalinin saaren rannikon koilliseen. Merenpohjan syvyys tällä alueella vaihtelee 14-30 m. Kenttä otettiin käyttöön vuonna 2005.
Yleisesti ottaen Sakhalin-1 kansainvälinen offshore-projekti yhdistää useiden suurten maailman yritysten edut. Se sisältää kolme kenttää, jotka sijaitsevat Odoptun, Chaivon ja Arkutun-Dagin merihyllyllä. Asiantuntijoiden mukaan käytettävissä olevat hiilivetyvarat ovat täällä noin 236 miljoonaa tonnia öljyä ja lähes 487 miljardia kuutiometriä maakaasua. Chaivon kenttä otettiin käyttöön (kuten edellä totesimme) vuonna 2005, Odoptu kenttä - 2010 ja aivan vuoden 2015 alussa aloitettiin Arkutun-Dagi-kentän kehittäminen.
Koko hankkeen aikana saatiin louhia noin 70 miljoonaa tonnia öljyä ja 16 miljardia kuutiometriä maakaasua. Tällä hetkellä hankkeessa on ollut öljyn hinnanvaihteluihin liittyviä vaikeuksia, mutta konsortion jäsenet ovat vahvistaneet kiinnostuksensa jatkotyöhön.
Nimi Mohole monimutkainen. "Hole" tarkoittaa kaivoa tai yksinkertaisesti reikää, ja ensimmäinen tavu "Mo" on otettu erinomaisen kroatialaisen geofyysikon Andrei Mohorovichichin nimestä. Hänen ansiostaan Mohorovichic-pinnan käsite tuli tieteelliseen käyttöön. Tämä on salaperäisen maanalaisen alueen nimi, oletettavasti maankuoren alaraja, jolla pitkittäisten seismisten aaltojen nopeudet nousevat äkillisesti 6,7-7,6:sta 7,9-8,2 km/s:iin ja poikittaisaaltojen nopeudet 3,6-. 4, 2-4,4-4,7 km/s. Myös aineen tiheys kasvaa äkillisesti, oletettavasti 2,9–3:sta 3,1–3,5 t/m³:iin. Mohol-projektin tavoitteena oli juuri saavuttaa tämä pinta ja saada siitä ensimmäistä kertaa visuaalinen, ei vain spekulatiivinen käsitys.
Porauslava CUSS I, Project Mohole
Uskottiin, että tämä olisi helpompi saavuttaa aloittamalla poraus meren pohjasta, jossa kuori on paljon ohuempaa. Paikka valittiin lähellä Guadalupen saarta, jonka valtameren syvyys oli noin 3,5 km. Kuitenkin vain 5 koekaivoa porattiin, joiden syvyys oli jopa 180 metriä. Sen jälkeen projekti jouduttiin valitettavasti sulkemaan kustannusylitysten vuoksi.
Vuosina 1973-1974 Bertha Rogers porasi kaivon Oklahomassa. Sen tarkoitus oli proosallisempi - öljyntuotanto, mutta hankkeella oli myös tutkimustaakkaa. Bertha Rogers saavutti 9583 metrin syvyyden ja pysyi toistaiseksi maailman syvin kaivo.
Sillä välin Neuvostoliitossa käynnistettiin hanke noin 30 erittäin syvän (yli 5 km) kaivon luomiseksi maan eri osiin. He olivat enimmäkseen öljyntuottajia, mutta eivät kaikki. Vuonna 1974 niistä syvin oli 7263. Tämä oli Kuolan supersyvä kaivo, jolla oli erityinen paikka Neuvostoliiton syväporausohjelmassa. Sitä ei ollut tarkoitettu öljyntuotantoon, vaan yksinomaan tieteelliseen tutkimukseen.
Kuolan supersyvä laskettiin vuonna 1970 Itämeren kilven koillisosaan paikkaan, jossa vanhimmat magmaiset kivet nousevat pintaan. Kaivostoiminnassa, jota usein tehdään sedimenttikerroksissa, on vähän tutkittu. Lisäksi Mohorovichicin raja ei ole täällä syvä (suhteellisesti tietysti).
Heitimme 15 km. Hankkeen osallistujille annettuihin tehtäviin sisältyi käytännössä useiden teorioiden vahvistaminen tai kumoaminen, malmin muodostumisprosessien piirteiden tunnistaminen, mannerkuoren kerroksia erottavien rajojen luonteen määrittäminen sekä tiedon kerääminen maaperän materiaalikoostumuksesta ja fysikaalisesta tilasta. kiviä.
Poraus aloitettiin 24. toukokuuta. Sisääntulon halkaisija oli 92 cm. Aluksi työ tehtiin sarjaasennuksella, jota käytetään yleensä öljyn ja kaasun tuotannossa. Sitten se korvattiin laitteilla, jotka Uralmash oli erityisesti kehittänyt kevyistä mutta vahvoista seoksista. Muuten se ei olisi kestänyt omaa painoaan syvyyksistä noustessa.
Pora lävisti järjestelmällisesti muinaiset graniitit, joiden ikä ylitti 3 miljardia vuotta. Yllätyksistä ei ollut pulaa. Pysyvä kaivon johtaja David Mironovich Huberman sanoi Murmansky Vestnikin haastattelussa vuonna 2011:
Porasimme emmekä tienneet, mikä meitä odottaa. 1700 metrin syvyydestä löydettiin runsaasti nikkeliä sisältäviä esiintymiä. Tässä ovat tehtaidemme työmahdollisuudet! He kaivasivat pidemmälle. Ja kolmen kilometrin kohdalla he pääsivät kuun pohjaan! Puhdas Kuu! - sanoo David Mironovich ja nauraa: - Silloin meillä oli jo kuun maaperä. Vertasimme sitä siihen, mitä nostimme kolmelta kilometriltä, kaikissa fysikaalisissa ja mekaanisissa ominaisuuksissa - yksi yhteen. Toverini ja minä sitten vitsailimme, että kuulemma Kuu irtautui Kuolan niemimaalta! On vain löydettävä paikka, josta se irtosi...
Myöhemmin ihmeitä alkoi ollenkaan, mikä kumosi monet yleisesti hyväksytyt teoriat. Uskottiin, että viiden kilometrin syvyydessä graniitti korvattaisiin basaltilla. Tällä syvyydellä, samoin kuin Mohorovichic-rajalla, instrumentit rekisteröivät seismisten aaltojen nopeuden jyrkän nousun. Tämä ilmiö, joka tunnetaan nimellä Konradin pinta, selittyy sillä, että maankuoren ylempi graniittinen kerros korvataan täällä alemmalla basaltilla. Poraus ei kuitenkaan vahvistanut tätä. 5 km:n merkki jäi taakse, ja installaatio loi edelleen graniittiytimiä (tieteelliseen analyysiin tarkoitettuja lieriömäisiä kalliopilareita) pintaan. Totta, tämä graniitti oli yhä epätavallisempi, korkean paineen puristama, mikä muutti sen fyysisiä ja akustisia ominaisuuksia. Mutta todella merkittävät metamorfoosit alkoivat vasta kahdeksannella kilometrillä, eivätkä ollenkaan niitä, joita geologit ennustivat. Nyt poraus ei mennyt graniitin läpi, mutta ei myöskään basalttien, vaan gneissien läpi - kerroksisen kallion, jolla on erittäin pieni tiheys sellaiseen syvyyteen. Kaivon poraus alkoi murentua, ja sitten poranauha juuttui kiveen ja pää katkesi, kun sitä yritettiin nostaa. Tämä ei masentanut tutkijoita. Poranauhan kadonnut osa sementoitiin, porausta jatkettiin poraustyökalun taipuneena.
kustantamo "Nedra", 1984
Kuolan supersyvän kaivon tutkimuksen apulaisjohtaja Vladimir Basovich muistelee:
Meillä oli oma suunnittelutoimisto, meillä oli omat ohjelmoijat, meillä oli oma työpaja, meillä oli oma paja, lämpöpaja, mitä haluatte. Tänään syntyi tarve, idea - huomenna siitä tuli piirustuksia. Kaksi päivää myöhemmin teimme sen itse. Neljä päivää myöhemmin päästimme hänet tuntemattomiin syvyyksiin, ennennäkemättömän kriittisiin toimintaolosuhteisiin.
Kuva: "Kola Superdeep" Neuvostoliiton geologian ministeriö,
kustantamo "Nedra", 1984
Yllätys näkemästä kasvoi. Kivi osoittautui huokoiseksi ja murtuneeksi, ja tyhjiöt täyttyivät vedellä, jota ei ollenkaan odotettu löytyvän niin paljon sellaiselta syvyydeltä. Matkan varrella mitattiin koko kaivon lämpötilaa, luonnollista radioaktiivisuutta - gammasäteilyä, indusoitunutta radioaktiivisuutta pulssineutronisäteilyn jälkeen, kivien sähköisiä ja magneettisia ominaisuuksia, elastisen aallon etenemisnopeutta ja kaasujen koostumusta kaivon nesteessä. Täälläkin odotettiin yllätyksiä. Lämpötila nousi paljon ennustettua nopeammin, eikä radioaktiivisuus halunnut käyttäytyä odotetusti.
6. kesäkuuta 1979 Neuvostoliiton poraajat rikkoivat Bert Rogersin ennätyksen ja jatkoivat matkaa. Vuoteen 1984 mennessä kaivon syvyys ylitti 12 kilometriä. Kolmannellatoista kilometrillä onnettomuuksia alkoi seurata peräkkäin. Joka tapauksessa, helvetin tusina. Tässä vaiheessa syntyi hauska urbaani legenda, myöhemmin täysin vakavissaan, ensin lännen ja sitten neuvostoliiton jälkeisen lehdistön toistama: Neuvostoliiton poraajat murtautuivat helvetin katon läpi ja kaivoon lasketut äänentallennuslaitteet tallensivat huudot. siellä kärsivistä syntisistä. Väitetään, että tämä oli syy töiden keskeyttämiseen ja kaivon sulkemiseen. Mutta poraus jouduttiin lopettamaan täysin materialistisesta syystä: tekniset vaikeudet ylittivät kaikki ajateltavissa olevat rajat. Kivien ja poran pään nostaminen sellaisesta syvyydestä on sinänsä käsittämättömän vaikeaa. Lisää siihen korkeat lämpötilat ja paineet. Ja näiden indikaattoreiden väistämättömät erot pintaan noustessa. Itse asiassa, kauan ennen "paholaisen tusina" saavuttamista, porauksesta on tullut epätoivoisen äärimmäinen ammatti. Kaivon viimeiset 5 km porattiin 50 km putkia. Sellainen oli niiden kulumisaste.
Syyskuussa 1984 poranauha katkesi jälleen, ja niin epäonnistuneesti, että viisi kilometriä irronnutta putkia juuttui kaivoon tukkien sen tiukasti. Kairaus aloitettiin melkein uudelleen 7 000 metrin syvyydestä - ja vuoteen 1990 mennessä uusi haara oli saavuttanut 12 262 metrin syvyyteen, mutta sitten pylväs katkesi uudelleen. Tällä kertaa työn jatkaminen katsottiin mahdottomaksi. Harmi, mutta Kola Superdeepistä on tullut ainutlaatuinen tieteellinen ja teknologinen saavutus, ei vain ylitettävä, vaan jopa toistettava, mitä kukaan ei ole tähän mennessä onnistunut tekemään. Mutta julkaisusta on kulunut melkein puoli vuosisataa! Tähän mennessä on olemassa pari öljyporrasta, jotka ylittävät pituudeltaan Kuolan, mutta ne kulkevat kulmassa pintaan nähden eivätkä tunkeudu kauas maan sisäpuolelle.
Kairaus saatiin päätökseen, mutta tämän ei olisi pitänyt merkitä tieteellisen projektin loppua. Ainutlaatuinen kahdentoista kilometrin mittainen ydin, joka on jaettu erillisiin sarakkeisiin ja numeroitu, asetettiin yhdeksänsataan laatikkoon. Niitä säilytetään Jaroslavlissa. Tämän korvaamattoman arvokkaan materiaalin huolellinen tutkiminen jatkuu ja todennäköisesti jatkuu vielä pitkään. Itse kaivon kohdalla tilanne on huonompi. Jo työn aikana se toimi syvänä observatoriona, johon asennettiin eri tasoille instrumentteja, jotka tallensivat seismisten aaltojen etenemisen piirteitä ja joukon muita indikaattoreita. Lisäksi kaikki tämä oli osa yhtä syvää observatorioiden järjestelmää, jotka toimivat kolmessa tusinassa muussa erittäin syvässä kaivossa, jotka sijaitsevat tuhansien kilometrien päässä toisistaan. Tällä tavalla kerätty tieto mahdollisti merkittävän edistyksen vaikeassa maanjäristysten ennustamisessa. Observatoriot tallensivat myös maanalaisista ydinräjähdyksistä peräisin olevien aaltojen leviämisen piirteitä valtavien etäisyyksien ja syvyyksien yli. Tämä mahdollisti muun muassa syvyyskarttojen laatimisen mahdollisista mineraaliesiintymistä, jotka siirrettiin sitten harjoittaville geologeille.
Saimme erittäin mielenkiintoisia leikkauksia. Voisimme vakavasti arvioida maankuoren rakenteen näiden osien perusteella. Jopa sataviisikymmentä kilometriä. Tämä avasi uusia mahdollisuuksia Neuvostoliiton alueen maailmanlaajuiselle tutkimiselle., - todistaa entinen Neuvostoliiton geologian ministeri Jevgeni Kozlovsky.
Kuolan supersyvän observatorio voisi silti toimia ainutlaatuisena syvän observatoriona. Voisi, mutta ei toimi. Sitä ei enää rahoitettu, se suljettiin, ja ainutlaatuisilla laitteilla varustettu maakompleksi leikattiin metalliromuksi. Murmansky Vestnikin haastattelussa, joka osoittautui viimeiseksi, David Mironovich Huberman sanoi:
Eh, sen tukemiseksi, ei tuhoamiseksi, tarvittiin penniä - kolme miljoonaa, ei dollareita, meidän, "puisia", ruplaamme. Älä anna, säästä! Ja he saivat mitä halusivat... Kaikki sanovat, että se on kallista. Tieto on kallista. Melko oikein. Miksei kukaan kerro kuinka paljon tietämättömyys maksaa?! Paljon enemmän. Katsot mitä Japanissa tapahtui, kun ydinvoimaloissa tapahtui onnettomuuksia... En ymmärrä! Olimme jokaisen pennin arvoisia! Poraus oli halpaa, kaikki laitteet olivat kotimaisia, ei ainuttakaan tuontinaulaa. Ei, he iskivät, suljettiin, ihmisiä irtisanottiin! Näettekö, se on hölynpölyä, ettei tieteelle ole rahaa! Hölynpölyä, emme pyytäneet paljon. Mutta mikä paluu ... Ja nyt on mahdollista asentaa sinne tieteellisiä laitteita, laskea antureita syvyyteen ja tehdä mittauksia. Korvaamatonta tietoa. Samojen maanjäristysten ennusteen mukaan ...
Nyt ihmiset kävelevät ironisen tulkinnan kanssa lyhenteestä RF - Resource Federation. Ne, jotka toistavat tätä huonoa vitsiä, näyttävät kuvittelevan, että juuri tämän liiton resurssit ovat yksinkertaisesti julkisuudessa. Tule ulos, ota se paljain käsin ja laita se astioihin. Mutta kaikki nämä pahamaineiset resurssit tulivat saataville vain tutkijoiden ja insinöörien tekemän valtavan työn ansiosta. Mikä voima kaadettiin geologiseen tutkimiseen, mikä äly! Ja millä ajattelemattomalla ylellisyydellä se sitten meni viemäriin! Haluan todella uskoa, että perilliset ovat vihdoin viisastuneet eivätkä tuhlaa sitä mitä on vielä jäljellä, se on täysin keskinkertaista. Mielipiteen mukaan Kuolan supersyvä voidaan edelleen palauttaa ainakin offshore-porauksen asiantuntijoiden koulutuslaitokseksi. Eikä ehkä vain. He sanovat, että ainakin 8 kilometriä syvä kaivonreikä on nyt melko "elossa" ja soveltuu geofysikaaliseen tutkimukseen. Tuhotun palauttaminen maksaa tietysti paljon, mutta se on mahdollista.
Nykyään ihmiskunnan tieteellinen tutkimus on saavuttanut aurinkokunnan rajat: laskeuduimme avaruusaluksia planeetoille, niiden satelliiteille, asteroideille, komeetoille, lähetimme tehtäviä Kuiperin vyöhykkeelle ja ylitimme heliopaussin rajan. Teleskooppien avulla näemme tapahtumia, jotka tapahtuivat 13 miljardia vuotta sitten - kun maailmankaikkeus oli vain muutama sata miljoonaa vuotta vanha. Tätä taustaa vasten on mielenkiintoista arvioida, kuinka hyvin tunnemme maapallomme. Paras tapa selvittää sen sisäinen rakenne on porata kaivo: mitä syvemmälle, sitä parempi. Maan syvin kaivo on Kola Superdeep eli SG-3. Vuonna 1990 sen syvyys oli 12 kilometriä 262 metriä. Jos vertaamme tätä lukua planeettamme säteeseen, käy ilmi, että tämä on vain 0,2 prosenttia matkasta Maan keskustaan. Mutta tämäkin osoittautui riittäväksi kääntämään käsitykset maankuoren rakenteesta.
Jos kuvittelet kaivon kuiluksi, jonka kautta pääset hissillä alas maan syvyyksiin tai ainakin parin kilometrin päähän, niin se ei ole ollenkaan niin. Poraustyökalun halkaisija, jolla insinöörit loivat kaivon, oli vain 21,4 senttimetriä. Kaivon ylempi kahden kilometrin osa on hieman leveämpi - se laajennettiin 39,4 senttimetriin, mutta silti henkilöllä ei ole mahdollisuutta päästä sinne. Kuvitellaksesi kaivon mittasuhteita, paras analogia olisi 57 metrin ompeluneula, jonka halkaisija on 1 millimetri, hieman paksumpi toisesta päästä.
No kaava
Mutta tämä esitys yksinkertaistetaan. Kairauksen aikana kaivolla tapahtui useita onnettomuuksia - osa porauslangasta päätyi maan alle ilman mahdollisuutta ottaa sitä pois. Siksi kaivo käynnistettiin useita kertoja uudestaan, seitsemän ja yhdeksän kilometrin merkeistä. Suuria toimipisteitä on neljä ja pienempiä noin tusina. Päähaaroilla on erilaiset maksimisyvyydet: kaksi niistä ylittää 12 kilometrin merkin, kaksi muuta eivät saavuta sitä vain 200-400 metrillä. Huomaa, että Mariana-haudon syvyys on kilometri vähemmän - 10 994 metriä merenpinnan suhteen.
SG-3:n lentoratojen vaaka- (vasemmalla) ja pystysuora projektio
Yu.N. Yakovlev et ai. / Venäjän tiedeakatemian Kuolan tieteellisen keskuksen tiedote, 2014
Lisäksi olisi virhe nähdä kaivo luotiviivana. Koska eri syvyyksillä kivillä on erilaiset mekaaniset ominaisuudet, pora poikkesi työn aikana vähemmän tiheälle alueelle. Siksi suuressa mittakaavassa Kola Superdeepin profiili näyttää hieman kaarevalta langalta, jossa on useita haaroja.
Lähestyessämme kaivoa tänään, näemme vain yläosan - metalliluukun, joka on ruuvattu suuhun kahdellatoista massiivisella pultilla. Kirjoitus siihen tehtiin virheellisesti, oikea syvyys on 12 262 metriä.
Miten syvä kaivo porattiin?
Aluksi on huomattava, että SG-3 suunniteltiin alun perin erityisesti tieteellisiin tarkoituksiin. Tutkijat päättivät porata paikan, jossa muinaiset kivet tulivat maan pinnalle - jopa kolme miljardia vuotta vanhoja. Yksi selvityksen perusteluista oli, että nuoret sedimenttikivet olivat hyvin tutkittuja öljyntuotannon aikana, eikä kukaan ollut vielä porannut syvälle muinaisiin kerroksiin. Lisäksi siellä oli myös suuria kupari-nikkeliesiintymiä, joiden tutkiminen olisi hyödyllinen lisä kaivon tieteelliseen tehtävään.
Poraus aloitettiin vuonna 1970. Kaivon ensimmäinen osa porattiin Uralmash-4E-sarjaporauksella - sitä käytettiin yleensä öljykaivojen poraukseen. Asennuksen muutos mahdollisti 7 kilometrin 263 metrin syvyyteen. Se kesti neljä vuotta. Sitten asennus muutettiin "Uralmash-15000", joka on nimetty kaivon suunnitellun syvyyden mukaan - 15 kilometriä. Uusi porauslaite suunniteltiin erityisesti Kola Superdeepille: näin suurissa syvyyksissä poraus vaati vakavaa laitteiden ja materiaalien hienosäätöä. Esimerkiksi pelkän poranauhan paino 15 kilometrin syvyydessä nousi 200 tonniin. Itse asennus pystyi nostamaan jopa 400 tonnin kuormia.
Poranauha koostuu toisiinsa yhdistetyistä putkista. Sen avulla insinöörit laskevat poraustyökalun kaivon pohjalle, ja se myös varmistaa sen toiminnan. Pylvään päähän asennettiin erityiset 46-metriset turboporat, joita ohjasi pinnasta tuleva vesivirta. Ne mahdollistivat kivenmurskaustyökalun pyörittämisen erillään koko kolonnista.
Poranterät, joilla poranauha leikkasi graniittiin, herättävät assosiaatioita robotin futuristisiin yksityiskohtiin - useisiin pyöriviin piikkilevyihin, jotka on liitetty turbiiniin ylhäältä. Yksi tällainen terä riitti vain neljään työtuntiin - tämä vastaa karkeasti 7-10 metrin kulkua, jonka jälkeen koko poranauha on nostettava, purettava ja laskettava sitten uudelleen. Itse jatkuvat laskut ja nousut kestivät jopa 8 tuntia.
Jopa Kuolan pylvään putkissa oli käytettävä epätavallisia putkia. Syvyydessä lämpötila ja paine kasvavat vähitellen, ja, kuten insinöörit sanovat, yli 150-160 asteen lämpötiloissa sarjaputkien teräs pehmenee ja pitää usean tonnin kuormat huonommin - tämän vuoksi vaarallisten muodonmuutosten ja putkien rikkoutumisen todennäköisyys. sarake kasvaa. Siksi kehittäjät valitsivat kevyempiä ja lämmönkestäviä alumiiniseoksia. Jokaisen putken pituus oli noin 33 metriä ja halkaisija noin 20 senttimetriä - hieman kapeampi kuin itse kaivo.
Edes erityisesti suunnitellut materiaalit eivät kuitenkaan kestäneet porausolosuhteita. Ensimmäisen seitsemän kilometrin osuuden jälkeen kesti lähes kymmenen vuotta ja yli 50 kilometriä putkia porata edelleen 12 000 metrin merkkiin. Insinöörit kohtasivat sen tosiasian, että alle seitsemän kilometriä kivistä tuli vähemmän tiheää ja murtunut - viskoosia poralle. Lisäksi kaivon reikä itse vääristi muotoaan ja muuttui elliptiseksi. Tämän seurauksena lanka katkesi useita kertoja, ja koska insinöörit eivät kyenneet nostamaan sitä takaisin, joutuivat betonoimaan kaivon haaran ja käymään uudelleen porausreiän läpi, mikä hukkaan vuosien työtä.
Yksi näistä suurista onnettomuuksista pakotti poraajat vuonna 1984 betonoimaan kaivon oksan, joka saavutti 12 066 metrin syvyyteen. Poraus piti aloittaa uudelleen 7 kilometrin merkistä. Tätä edelsi tauko työssä kaivon kanssa - sillä hetkellä SG-3:n olemassaolo poistettiin ja Moskovassa pidettiin kansainvälinen geologinen kongressi Geoexpo, jonka edustajat vierailivat kohteessa.
Onnettomuuden silminnäkijöiden mukaan pylväs porasi töiden jatkamisen jälkeen kaivon yhdeksän metriä alas. Neljän tunnin porauksen jälkeen työntekijät valmistautuivat nostamaan kolonnin takaisin, mutta se "ei mennyt". Poraajat päättivät, että putki jossain "kiinni" kaivon seiniin, ja lisäsi nostovoimaa. Työmäärä on vähentynyt rajusti. Purkaessaan narun vähitellen 33 metrin kynttilöiksi työntekijät saavuttivat seuraavan segmentin, joka päättyi epätasaiseen alareunaan: kaivoon jäi turbopora ja vielä viisi kilometriä putkia, niitä ei voitu nostaa.
Poraajat onnistuivat saavuttamaan 12 kilometrin merkin uudelleen vasta vuoteen 1990 mennessä, samalla saavutettiin sukellusennätys - 12 262 metriä. Sitten tapahtui uusi onnettomuus, ja vuodesta 1994 lähtien kaivon työskentely lopetettiin.
Ultra-syvän tieteellinen tehtävä
SG-3:n seismisten testien malli
"Kola superdeep" Neuvostoliiton geologian ministeriö, kustantamo "Nedra", 1984
Kaivoa tutkittiin useilla geologisilla ja geofysikaalisilla menetelmillä ytimen keräämisestä (tiettyä syvyyttä vastaava kivipylväs) säteily- ja seismologisiin mittauksiin asti. Esimerkiksi sydän otettiin ydinvastaanottimilla erityisillä porailla - ne näyttävät putkilta, joissa on rosoiset reunat. Näiden putkien keskellä on 6-7 senttimetrin reikiä, joihin kivi tulee.
Mutta jopa tällä näennäisesti yksinkertaisella tekniikalla (lukuun ottamatta tarvetta nostaa tämä ydin useiden kilometrien syvyydestä) syntyi vaikeuksia. Porausnesteen takia - sama, joka sai poran liikkeelle - ydin kyllästyi nesteellä ja muutti sen ominaisuuksia. Lisäksi olosuhteet syvyydessä ja maan pinnalla ovat hyvin erilaisia - näytteet halkeilevat paine-erosta.
Eri syvyyksillä ytimen tuotto oli hyvin erilainen. Jos viiden kilometrin päässä 100 metrin segmentistä oli mahdollista laskea 30 senttimetrin ytimeen, niin yli yhdeksän kilometrin syvyydessä kivipylvään sijasta geologit saivat joukon aluslevyjä tiheästä kalliosta.
Mikrovalokuva 8028 metrin syvyydestä nostetuista kivistä
"Kola superdeep" Neuvostoliiton geologian ministeriö, kustantamo "Nedra", 1984
Kaivosta nostetun materiaalin tutkiminen johti useisiin tärkeisiin johtopäätöksiin. Ensinnäkin maankuoren rakennetta ei voida yksinkertaistaa useiden kerrosten koostumukseksi. Tämän osoittivat aiemmin seismologiset tiedot - geofyysikot näkivät aaltoja, jotka näyttivät heijastuvan tasaisesta rajasta. SG-3:lla tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että tällainen näkyvyys voi esiintyä myös monimutkaisissa kivijakaumissa.
Tämä oletus vaikutti kaivon suunnitteluun - tutkijat odottivat, että akseli joutuisi seitsemän kilometrin syvyyteen basalttikiviin, mutta ne eivät myöskään kohdanneet 12 kilometrin kohdalla. Mutta basaltin sijasta geologit löysivät kiviä, joissa oli paljon halkeamia ja pieni tiheys, mitä ei voitu odottaa ollenkaan useiden kilometrien syvyydestä. Lisäksi halkeamista löydettiin pohjaveden jälkiä - jopa ehdotettiin, että ne muodostuivat hapen ja vedyn suorasta reaktiosta maan paksuudessa.
Tieteellisten tulosten joukossa oli myös soveltuvia - esimerkiksi matalissa syvyyksissä geologit löysivät louhintaan sopivia kupari-nikkelimalmeja. Ja 9,5 kilometrin syvyydestä löydettiin kullan geokemiallisen poikkeaman kerros - kalliossa oli mikrometrisiä alkuperäisen kullan rakeita. Pitoisuudet nousivat grammaan kivitonnia kohden. On kuitenkin epätodennäköistä, että louhinta niin syvältä olisi koskaan kannattavaa. Mutta kultaa sisältävän kerroksen olemassaolo ja ominaisuudet mahdollistivat mineraalien evoluutiomallien - petrogeneesin - selkeyden.
Erikseen on tarpeen puhua lämpötilagradienttien ja säteilyn tutkimuksista. Tällaisia kokeita varten käytetään pohjareikäinstrumentteja, jotka lasketaan alas lankakaapeleille. Suuri ongelma oli varmistaa niiden synkronointi maakaluston kanssa sekä varmistaa toiminta suurilla syvyyksillä. Vaikeuksia syntyi esimerkiksi se, että 12 kilometrin pituiset kaapelit venyivät noin 20 metriä, mikä saattoi heikentää datan tarkkuutta huomattavasti. Tämän välttämiseksi geofyysikot joutuivat luomaan uusia menetelmiä etäisyyksien merkitsemiseen.
Suurin osa kaupallisista työkaluista ei ollut suunniteltu toimimaan kaivon alemman tason ankarissa olosuhteissa. Siksi tutkijat käyttivät tutkimukseen suurissa syvyyksissä erityisesti Kuolan supersyvyyteen suunniteltuja laitteita.
Geotermisen tutkimuksen tärkein tulos on paljon odotettua korkeammat lämpötilagradientit. Lähellä pintaa lämpötilan nousunopeus oli 11 astetta kilometriä kohden, kahden kilometrin syvyyteen - 14 astetta kilometriä kohden. Välillä 2,2-7,5 kilometriä lämpötila nousi lähelle 24 astetta kilometriä kohden, vaikka olemassa olevat mallit ennustivatkin arvon puolitoista kertaa pienemmän. Seurauksena oli, että jo viiden kilometrin syvyydessä instrumentit tallensivat 70 celsiusasteen lämpötilan, ja 12 kilometriä tämä arvo saavutti 220 celsiusastetta.
Kuolan supersyvä kaivo osoittautui erilaiseksi kuin muut kaivot - esimerkiksi analysoidessaan Ukrainan kidekilven ja Sierra Nevadan batoliittien kivien lämmön vapautumista geologit osoittivat, että lämmön vapautuminen vähenee syvyyden myötä. SG-3:ssa se päinvastoin kasvoi. Lisäksi mittaukset ovat osoittaneet, että tärkein lämmönlähde, joka tuottaa 45-55 prosenttia lämpövirrasta, on radioaktiivisten alkuaineiden hajoaminen.
Huolimatta siitä, että kaivon syvyys vaikuttaa jättimäiseltä, se ei yletä kolmannestakaan Baltian kilven maankuoren paksuudesta. Geologit arvioivat, että maankuoren pohja tällä alueella kulkee noin 40 kilometriä maan alla. Siksi, vaikka SG-3 olisi saavuttanut suunnitellun 15 kilometrin rajan, emme silti olisi saavuttaneet vaippaa.
Amerikkalaiset tiedemiehet asettivat niin kunnianhimoisen tehtävän kehittäessään Mohol-projektia. Geologit suunnittelivat saavuttavansa Mohorovichichin rajan - maanalaisen alueen, jossa ääniaaltojen etenemisnopeus muuttuu jyrkästi. Sen uskotaan liittyvän kuoren ja vaipan väliseen rajaan. On syytä huomata, että poraajat valitsivat kaivon paikaksi valtameren pohjan lähellä Guadalupen saarta - etäisyys rajalle oli vain muutama kilometri. Kuitenkin itse valtameren syvyys saavutti täällä 3,5 kilometriä, mikä vaikeutti merkittävästi poraustyötä. Ensimmäiset testit 1960-luvulla antoivat geologille mahdollisuuden porata reikiä vain 183 metriä.
Äskettäin suunniteltiin syvänmeren porausprojektin elvyttämistä tutkimusporausaluksen JOIDES Resolution avulla. Uudeksi tavoitteeksi geologit ovat valinneet pisteen Intian valtamerellä, joka ei ole kaukana Afrikasta. Mohorovichicin rajan syvyys siellä on vain noin 2,5 kilometriä. Joulukuussa 2015 - tammikuussa 2016 geologit onnistuivat poraamaan kaivon, jonka syvyys oli 789 metriä - viidenneksi suurin vedenalaisten kaivojen maailmassa. Mutta tämä arvo on vain puolet siitä, mitä vaadittiin ensimmäisessä vaiheessa. Ryhmä aikoo kuitenkin palata ja saattaa päätökseen aloittamansa.
***
0,2 prosenttia reitistä Maan keskustaan ei ole niin vaikuttava luku avaruusmatkailun mittakaavaan verrattuna. On kuitenkin pidettävä mielessä, että aurinkokunnan raja ei kulje Neptunuksen (tai edes Kuiperin vyöhykkeen) kiertoradalla. Auringon painovoima hallitsee tähtiä kahden valovuoden etäisyydelle tähdestä. Joten jos lasket kaiken huolellisesti, käy ilmi, että myös Voyager 2 lensi vain kymmenesosan prosenttiosuudesta järjestelmämme laitamille.
Siksi älä ole järkyttynyt siitä, kuinka vähän tunnemme oman planeettamme "sisäpuolia". Geologeilla on omat teleskooppinsa - seismiset tutkimukset - ja omat kunnianhimoiset suunnitelmansa suoliston valloittamiseksi. Ja jos tähtitieteilijät ovat jo onnistuneet koskettamaan kiinteää osaa aurinkokunnan taivaankappaleista, niin geologeilla on kaikki mielenkiintoisimmat asiat vielä edessä.
Vladimir Korolev
Maaperätutkimukset osoittavat: kuu irtautui Kuolan niemimaalta
Kuola erittäin syvällä osassa
Kuolan supersyvä
Väitetään, että lähestyttäessä 13. kilometriä instrumentit tallensivat outoa ääntä planeetan suolistosta - keltaiset sanomalehdet vakuuttivat yksimielisesti, että vain alamaailman syntisten huudot voivat kuulostaa tältä. Muutama sekunti kauhean äänen ilmestymisen jälkeen jyrisi räjähdys ...
Tilaa jalkojen alla
70-luvun lopulla ja 80-luvun alussa työpaikan saaminen Kuolan supersyvyydelle, kuten Murmanskin alueen Zapolyarnyn kylän asukkaat tuttua kaivoa kutsuvat, oli vaikeampaa kuin päästä kosmonauttijoukkoihin. Satojen hakijoiden joukosta valittiin yksi tai kaksi. Yhdessä työmääräyksen kanssa onnekkaat saivat erillisen asunnon ja Moskovan professorien kaksin- tai kolminkertaisen palkan. Kaivolla työskenteli samanaikaisesti 16 tutkimuslaboratoriota, joista jokainen oli keskimääräisen tehtaan kokoinen. Vain saksalaiset kaivoivat maata niin pitkäjänteisesti, mutta kuten Guinnessin ennätyskirja todistaa, Saksan syvin kaivo on melkein puolet pidempi kuin meidän.
Ihmiskunta on tutkinut kaukaisia galakseja paljon paremmin kuin sitä, joka on maankuoren alla muutaman kilometrin päässä meistä. Kola Superdeep on eräänlainen kaukoputki planeetan salaperäiseen sisäiseen maailmaan.
1900-luvun alusta lähtien on uskottu, että maa koostuu kuoresta, vaipasta ja ytimestä. Samaan aikaan kukaan ei todellakaan voinut sanoa, missä yksi kerros päättyy ja seuraava alkaa. Tiedemiehet eivät edes tienneet, mistä nämä kerrokset itse asiassa koostuvat. Noin 40 vuotta sitten he olivat varmoja, että graniittikerros alkaa 50 metrin syvyydestä ja jatkuu 3 kilometriin asti, ja sitten tulee basaltteja. Sen odotettiin kohtaavan vaipan 15–18 kilometrin syvyydessä. Todellisuudessa kaikki osoittautui täysin erilaiseksi. Ja vaikka koulukirjoissa kirjoitetaan edelleen, että maa koostuu kolmesta kerroksesta, Kuolan supersyvän tutkijat osoittivat, että näin ei ole.
Baltian kilpi
Projektit syvälle maahan matkustamiseksi ilmestyivät 60-luvun alussa useissa maissa kerralla. He yrittivät porata kaivoja niihin paikkoihin, joissa kuoren olisi pitänyt olla ohuempi - tavoitteena oli päästä vaippaan. Esimerkiksi amerikkalaiset porasivat Havaijin Mauin saaren alueelle, jossa seismisten tutkimusten mukaan muinaiset kivet menevät merenpohjan alle ja vaippa sijaitsee noin 5 kilometrin syvyydessä neljän kilometrin alla. vesipatsas. Valitettavasti yksikään valtameren porauslaite ei ole tunkeutunut kolmea kilometriä syvemmälle. Yleensä lähes kaikki erittäin syvät kaivoprojektit päättyivät mystisesti kolmen kilometrin syvyyteen. Juuri tällä hetkellä buurille alkoi tapahtua jotain outoa: joko he joutuivat odottamattomille superkuumille alueille tai näyttivät olevan ennennäkemättömän hirviön puremana. Yli 3 kilometriä syvemmälle murtautui vain 5 kaivoa, joista 4 oli Neuvostoliiton. Ja vain Kola Superdeep oli määrä ylittää 7 kilometrin merkki.
Alkuperäiset kotimaiset hankkeet sisälsivät myös vedenalaisen porauksen - Kaspianmerellä tai Baikalilla. Mutta vuonna 1963 poraustutkija Nikolai Timofejev vakuutti Neuvostoliiton valtion tiede- ja teknologiakomitean, että mantereelle tulisi luoda kaivo. Vaikka poraus kestäisi verrattoman kauemmin, hän uskoi kaivon olevan tieteellisesti paljon arvokkaampi, koska esihistoriallisen mantereen laattojen paksuudessa tapahtuivat merkittävimmät maankivien liikkeet. Kairauskohta ei valittu sattumalta Kuolan niemimaalla. Niemimaa sijaitsee niin sanotulla Baltic Shieldillä, joka koostuu vanhimmista ihmiskunnan tuntemista kivistä.
Monen kilometrin leikkaus Baltic Shieldin kerroksiin on selkeä planeetan historia viimeisen 3 miljardin vuoden ajalta.
Syvyyden valloittaja
Kuolan porakoneen ulkonäkö voi pettää maallikon. Kaivo ei näytä kaivokselta, jota mielikuvituksemme vetää meille. Maan alla ei ole laskeutumista, paksuuteen menee vain pora, jonka halkaisija on hieman yli 20 senttimetriä. Kuvitteellinen osa Kuolan supersyvästä kaivosta näyttää ohuelta neulalta, joka on lävistänyt maan paksuuden. Poraa, jossa on useita antureita, joka sijaitsee neulan päässä, nostetaan ja lasketaan useiden päivien aikana. Nopeampi on mahdotonta: vahvin komposiittikaapeli voi katketa oman painonsa alaisena.
Mitä syvyyksissä tapahtuu, ei tiedetä varmasti. Ympäristön lämpötila, melu ja muut parametrit siirretään ylöspäin minuutin viiveellä. Kuitenkin poraajat sanovat, että jopa tällainen kosketus vankityrmään voi olla vakavasti pelottavaa. Alhaalta tulevat äänet ovat todellakin kuin huutoa ja ulvomista. Tähän voidaan lisätä pitkä lista onnettomuuksista, jotka kummittelivat Kuolan supersyvyydellä, kun se saavutti 10 kilometrin syvyyden. Kaksi kertaa pora otettiin ulos sulana, vaikka lämpötilat, joista se voi sulaa, ovat verrattavissa Auringon pinnan lämpötilaan. Kerran kaapeli tuntui vedetyltä alhaalta - ja katkaistuna. Myöhemmin samassa paikassa porattaessa ei löytynyt kaapelin jäänteitä. Mikä aiheutti nämä ja monet muut onnettomuudet, on edelleen mysteeri. Ne eivät kuitenkaan olleet lainkaan syynä Baltic Shieldin suolien porauksen lopettamiseen.
12 000 metriä löytöä ja helvettiä
"Meillä on maailman syvin reikä - näin sinun tulee käyttää sitä!" - huudahtaa katkerasti tutkimus- ja tuotantokeskuksen "Kola Superdeep" pysyvä johtaja David Huberman. Kuolan supersyvän olemassaolon ensimmäisten 30 vuoden aikana Neuvostoliiton ja sitten Venäjän tiedemiehet murtautuivat 12 262 metrin syvyyteen. Mutta vuodesta 1995 lähtien poraus on lopetettu: hanketta ei ollut ketään rahoittamassa. Unescon tieteellisten ohjelmien puitteissa varatut määrät riittävät vain porausaseman pitämiseen toimintakunnossa ja aiemmin louhittujen kivinäytteiden tutkimiseen.
Huberman muistelee pahoitellen, kuinka monta tieteellistä löytöä Kuolan supersyvyydessä tehtiin. Kirjaimellisesti jokainen metri oli ilmestys. Kaivo osoitti, että lähes kaikki aiempi tietomme maankuoren rakenteesta on väärää. Kävi ilmi, että maapallo ei ole ollenkaan kuin kerroskakku. "4 kilometriin asti kaikki meni teorian mukaan, ja sitten alkoi tuomiopäivä", Huberman sanoo. Teoreetikot ovat luvanneet, että Baltic Shieldin lämpötila pysyy suhteellisen alhaisena ainakin 15 kilometrin syvyyteen asti. Näin ollen kaivo on mahdollista kaivaa lähes 20 kilometriin, vain vaippaan asti. Mutta jo 5 kilometrin kohdalla ympäristön lämpötila ylitti 700C, seitsemässä - yli 1200C ja 12:n syvyydessä se paistoi vahvemmin kuin 2200C - 1000C ennustettua korkeammalla. Kuolan poraajat kyseenalaistivat teorian maankuoren kerrosrakenteesta - ainakin 12 262 metriin asti. Meille opetettiin koulussa: siellä on nuoria kiviä, graniitteja, basaltteja, vaippa ja ydin. Mutta graniitit osoittautuivat 3 kilometriä odotettua alhaisemmiksi. Seuraavaksi olivat basaltit. Niitä ei löytynyt ollenkaan. Kaikki poraukset tapahtuivat graniittikerroksessa. Tämä on äärimmäisen tärkeä löytö, koska kaikki käsityksemme mineraalien alkuperästä ja jakautumisesta liittyvät Maan kerrosrakenteen teoriaan.
Toinen yllätys: elämä Maaplaneetalla syntyi, käy ilmi, 1,5 miljardia vuotta odotettua aikaisemmin. Syvyyksissä, joissa uskottiin, ettei orgaanista ainetta ollut, löydettiin 14 tyyppiä kivettyneet mikro-organismit - syvien kerrosten ikä ylitti 2,8 miljardia vuotta. Vielä suuremmissa syvyyksissä, joissa ei enää ole sedimenttikiviä, metaania ilmestyi valtavia pitoisuuksia. Tämä tuhosi täysin ja täysin teorian hiilivetyjen, kuten öljyn ja kaasun, biologisesta alkuperästä.
Demonit
Mukana oli myös melkein fantastisia tuntemuksia. Kun 70-luvun lopulla Neuvostoliiton automaattinen avaruusasema toi Maahan 124 grammaa kuun maaperää, Kuolan tiedekeskuksen tutkijat havaitsivat, että se oli kuin kaksi pisaraa vettä, joka oli samanlainen kuin näytteitä 3 kilometrin syvyydestä. Ja hypoteesi syntyi: kuu irtautui Kuolan niemimaalta. Nyt he etsivät tarkalleen missä. Muuten, amerikkalaiset, jotka toivat puoli tonnia maata kuusta, eivät tehneet sillä mitään järkevää. Laitetaan suljettuihin astioihin ja jätetään tuleville sukupolville tutkimusta varten.
Kuolan supersyvän historiassa se ei ollut ilman mystiikkaa. Virallisesti, kuten jo mainittiin, kaivo pysähtyi varojen puutteen vuoksi. Sattuma tai ei - mutta juuri tuona vuonna 1995 kaivoksen syvyyksistä kuului voimakas, tuntemattoman luonteinen räjähdys. Suomalaisen sanomalehden toimittajat murtautuivat Zapolyarnyn asukkaiden luo - ja maailma järkyttyi tarinasta planeetan suolistosta lentävästä demonista.
”Kun minulta kysyttiin tästä salaperäisestä tarinasta Unescossa, en tiennyt mitä vastata. Toisaalta se on paskapuhetta. Toisaalta en rehellisenä tiedemiehenä voinut sanoa tietäväni mitä täällä oikein tapahtui. Erittäin outo ääni tallennettiin, sitten tapahtui räjähdys ... Muutamaa päivää myöhemmin mitään sellaista ei löydetty samalta syvyydeltä ”, akateemikko David Huberman muistelee.
Aivan odottamatta kaikille, Aleksei Tolstoin ennusteet romaanista "Insinööri Garinin hyperboloidi" vahvistivat. Yli 9,5 kilometrin syvyydestä he löysivät todellisen varaston kaikenlaisista mineraaleista, erityisesti kullasta. Todellinen oliviinikerros, kirjailijan loistavasti ennustama. Sen kultaa on 78 grammaa per tonni. Muuten, teollinen tuotanto on mahdollista pitoisuudella 34 grammaa tonnia kohti. Ehkä lähitulevaisuudessa ihmiskunta pystyy hyödyntämään tätä rikkautta.
Ultra syvä poraus
Nykyisen luokituksen mukaan kaivot, joiden syvyys on 3 000-6 000 m, luokitellaan syviksi ja vähintään 6 000 m syvät kaivot ultrasyviksi.
Vuonna 1958 Moholin erittäin syväporausohjelma ilmestyi Yhdysvalloissa. Tämä on yksi sodanjälkeisen Amerikan rohkeimmista ja salaperäisimmistä projekteista. Kuten monet muutkin ohjelmat, Mohol oli suunniteltu ohittamaan Neuvostoliitto tieteellisessä kilpailussa asettamalla maailmanennätys erittäin syväporauksessa. Projektin nimi tulee sanoista "Mohorovicic" - kroatialaisen tiedemiehen nimi, joka tunnisti maankuoren ja vaipan rajapinnan - Moho-rajan, ja "reikä", joka englanniksi tarkoittaa "kaivoa". Ohjelman luojat päättivät porata valtamereen, jossa geofyysikkojen mukaan maankuori on paljon ohuempi kuin mantereilla. Putket piti laskea useita kilometrejä veteen, mennä 5 kilometriä merenpohjasta ja saavuttaa ylempi vaippa.
Huhtikuussa 1961 Karibianmerellä sijaitsevalla Guadeloupen saarella, jossa vesipatsas on 3,5 kilometriä, geologit porasivat viisi kaivoa, joista syvin meni pohjaan 183 metriä. Alustavien laskelmien mukaan tässä paikassa, sedimenttikivien alla, he odottivat kohtaavan maankuoren ylemmän kerroksen - graniittia. Mutta sedimenttien alta nostettu ydin sisälsi puhtaita basaltteja - eräänlaista graniittien antipoodia. Porauksen tulos masensi ja samalla inspiroi tutkijoita, ja he alkoivat valmistella uutta porauksen vaihetta. Mutta kun projektin kustannukset ylittivät 100 miljoonaa dollaria, Yhdysvaltain kongressi lopetti rahoituksen. "Mohol" ei vastannut yhteenkään esitettyyn kysymykseen, mutta se osoitti pääasia - erittäin syvä poraus meressä on mahdollista.
Siitä lähtien maailma on sairastunut erittäin syvään poraukseen. Yhdysvalloissa valmistellaan uutta valtameren pohjan tutkimusohjelmaa (Deep Sea Drilling Project). Erityisesti tätä projektia varten rakennettu Glomar Challenger -alus vietti useita vuosia eri valtamerten ja merien vesillä poraten niiden pohjaan lähes 800 kaivoa, joiden enimmäissyvyys oli 760 m. 1980-luvun puoliväliin mennessä offshore-porauksen tulokset vahvistuivat. levytektoniikan teoria. Geologia tieteenä syntyi uudelleen. Samaan aikaan Venäjä kulki omaa tietä. Yhdysvaltojen menestyksen herättämä kiinnostus ongelmaa kohtaan johti ohjelmaan "Maan suoliston tutkimus ja erittäin syvä poraus", mutta ei valtameressä, vaan mantereella. Vuosisatojen historiasta huolimatta mannermainen poraus näytti olevan täysin uusi asia. Loppujen lopuksi kyse oli aiemmin saavuttamattomista syvyyksistä - yli 7 kilometriä. Vuonna 1962 Nikita Hruštšov hyväksyi tämän ohjelman, vaikka häntä ohjasivatkin poliittiset motiivit tieteellisten motiivien sijaan. Hän ei halunnut jäädä jälkeen Yhdysvalloista.
Tunnettu öljymies, teknisten tieteiden tohtori Nikolay Timofejev johti vastaperustettua laboratoriota Poraustekniikan instituuttiin. Häntä kehotettiin perustelemaan mahdollisuus erittäin syvään poraukseen kiteisiin kiviin - graniitteihin ja gneisseihin. Tutkimus kesti 4 vuotta, ja vuonna 1966 asiantuntijat antoivat tuomion - porata on mahdollista, eikä välttämättä huomisen tekniikalla, jo olemassa oleva laitteisto riittää. Suurin ongelma on lämpö syvyydessä. Laskelmien mukaan lämpötilan pitäisi nousta maankuoren muodostaviin kiviin 1 asteen 33 metrin välein. Tämä tarkoittaa, että 10 km:n syvyydessä meidän pitäisi odottaa noin 300 °C ja 15 km:n syvyydessä melkein 500 °C. Poraustyökalut ja -laitteet eivät kestä tällaista kuumennusta. Oli tarpeen etsiä paikka, jossa suolet eivät ole niin kuumat ...
Tällainen paikka löydettiin - Kuolan niemimaan muinainen kristallikilpi. Maan fysiikan instituutissa laaditussa raportissa sanottiin: Kuolan kilpi on jäähtynyt miljoonien vuosien aikana, lämpötila 15 km:n syvyydessä ei ylitä 150 °C. Ja geofyysikot ovat valmistaneet likimääräisen osan Kuolan niemimaan suolista. Heidän mukaansa ensimmäiset 7 kilometriä ovat maankuoren yläosan graniittikerroksia, sitten alkaa basalttikerros. Sitten ajatus maankuoren kaksikerroksisesta rakenteesta hyväksyttiin yleisesti. Mutta kuten myöhemmin kävi ilmi, sekä fyysikot että geofyysikot olivat väärässä. Kairauspaikka valittiin Kuolan niemimaan pohjoiskärjestä Vilgiskoddeoaivinjärven läheltä. Se tarkoittaa suomeksi "Susivuoren alla", vaikka siellä ei ole vuorta tai susia. Kaivon, jonka suunnittelusyvyys oli 15 kilometriä, poraus aloitettiin toukokuussa 1970. Kuolan kaivon SG-3 poraus ei vaatinut täysin uusien laitteiden ja jättimäisten koneiden luomista. Aloitimme työskentelyn sillä, mitä meillä jo oli: Uralmash 4E -yksiköllä, jonka nostokapasiteetti on 200 tonnia, ja kevytmetalliputkilla. Siihen aikaan todella tarvittiin epästandardeja teknisiä ratkaisuja. Todellakin, kiinteisiin kiteisiin kiviin kukaan ei ole porannut niin suureen syvyyteen, ja mitä siellä tulee olemaan, he kuvittelivat vain yleisellä tasolla. Kokeneet poraajat kuitenkin ymmärsivät, että olipa projekti kuinka yksityiskohtainen tahansa, todellinen kaivo olisi paljon monimutkaisempi. Viiden vuoden kuluttua, kun SG-3:n syvyys ylitti 7 kilometriä, asennettiin uusi porauslaite "Uralmash 15 000" - yksi nykyaikaisimmista tuolloin. Tehokas, luotettava, automaattisella laukaisumekanismilla varustettu se kestää jopa 15 km pituisen putkinauhan. Porauslautasta on tullut 68 m korkea, täysin suojattu torni, joka on vastahakoinen arktisella alueella riehuville voimakkaille tuulille. Lähistölle on kasvanut minitehdas, tieteelliset laboratoriot ja ydinvarasto. Kun porataan matalille syvyyksille, pintaan asennetaan moottori, joka pyörittää putkisarjaa, jonka päässä on pora. Pora on rautasylinteri, jonka hampaat on valmistettu timanteista tai kovista seoksista - kruunu. Tämä kruunu puree kiviä ja leikkaa niistä ohuen pylväsytimen. Työkalun jäähdyttämiseksi ja pienten roskien poistamiseksi kaivosta siihen ruiskutetaan porausnestettä - nestemäistä savea, joka kiertää koko ajan porausreiän läpi, kuten veri suonissa. Jonkin ajan kuluttua putket nostetaan pintaan, vapautetaan sydämestä, vaihdetaan kruunu ja pylväs lasketaan jälleen pohjareikään. Normaali poraus toimii näin. Ja jos piipun pituus on 10-12 kilometriä halkaisijaltaan 215 millimetriä? Putkinauhasta tulee ohuin kaivoon laskettu lanka. Kuinka hallita sitä? Kuinka nähdä, mitä kasvoissa tapahtuu? Siksi Kuolan kaivolle asennettiin miniturbiinit porasarjan pohjalle, ne käynnistettiin poraamalla paineen alaisena putkien kautta ruiskutettua nestettä. Turbiinit pyörittivät kovametalliterää ja leikkasivat ytimen. Koko tekniikka oli hyvin kehittynyt, ohjauspaneelin käyttäjä näki kruunun pyörimisen, tiesi sen nopeuden ja pystyi ohjaamaan prosessia. 8-10 metrin välein piti nostaa usean kilometrin pituinen putkipylväs ylös. Laskeutuminen ja nousu kesti yhteensä 18 tuntia. 7 kilometriä - Kuolan supersyvän kohtalokkaan merkki. Sen takana alkoi tuntematon, monet onnettomuudet ja jatkuva kamppailu kivien kanssa. Tynnyriä ei voitu pitää pystyssä. Kun 12 km ajettiin ensimmäistä kertaa, kaivo poikkesi pystysuorasta 21°. Vaikka poraajat olivat jo oppineet työskentelemään rungon uskomattoman kaarevuuden kanssa, oli mahdotonta mennä pidemmälle. Kaivo jouduttiin poraamaan uudelleen 7 kilometrin merkistä. Pystysuoran reiän saamiseksi koviin muodostelmiin tarvitaan erittäin jäykkä poranauhan pohja, jotta se tulee voin tavoin pohjamaahan. Mutta syntyy toinen ongelma - kaivo laajenee vähitellen, pora roikkuu siinä, kuten lasissa, tynnyrin seinät alkavat romahtaa ja voivat murskata työkalun. Ratkaisu tähän ongelmaan osoittautui alkuperäiseksi - käytettiin heiluritekniikkaa. Poraa käännettiin keinotekoisesti kaivossa ja se vaimenti voimakasta tärinää. Tästä johtuen tavaratila muuttui pystysuoraksi.
Yleisin onnettomuus missä tahansa porakoneessa on putkinauhan katkeaminen. Yleensä he yrittävät tarttua putkiin uudelleen, mutta jos tämä tapahtuu suurella syvyydellä, ongelmasta tulee mahdotonta korjata. On turha etsiä työkalua 10 kilometrin kaivosta, he heittivät sellaisen reiän ja aloittivat uuden, hieman korkeammalle. SG-3:n putkien rikkoutuminen ja katoaminen tapahtui monta kertaa. Tämän seurauksena kaivo näyttää alaosassaan jättimäisen kasvin juurijärjestelmältä. Kaivon haarautuminen järkytti poraajia, mutta osoittautui onnelliseksi geologeille, jotka saivat yllättäen kolmiulotteisen kuvan vaikuttavasta muinaisten arkealaisten kivien segmentistä, joka muodostui yli 2,5 miljardia vuotta sitten.
Kesäkuussa 1990 SG-3 saavutti syvyyden 12 262 m. He aloittivat kaivon valmistelemisen 14 km:n poraukseen, ja sitten tapahtui jälleen onnettomuus - 8 550 m:n tasolla putkinauha katkesi. Työn jatkaminen vaati pitkää valmistelua, laitteiden päivitystä ja uusia kustannuksia. Vuonna 1994 Kuolan supersyvän poraus lopetettiin. Kolmen vuoden kuluttua hän pääsi Guinnessin ennätysten kirjaan ja on edelleen voittamaton. Nyt kaivo on laboratorio syvän suolen tutkimiseen. SG-3 oli salainen laitos alusta alkaen. Sekä rajavyöhyke että alueen strategiset esiintymät ja tieteellinen prioriteetti ovat syyllisiä. Ensimmäinen ulkomaalainen, joka vieraili laiturilla, oli yksi Tšekkoslovakian tiedeakatemian johtajista. Myöhemmin, vuonna 1975, Pravdassa julkaistiin artikkeli Kuolan supersyvyydestä, jonka allekirjoitti geologiaministeri Alexander Sidorenko. Kuolan kaivosta ei edelleenkään ollut tieteellisiä julkaisuja, mutta tietoa on vuotanut ulkomaille. Maailma alkoi oppia enemmän huhuista - Neuvostoliitossa porataan syvin kaivo.
Salassapitoverho olisi luultavasti roikkunut kaivon päällä "perestroikaan" asti, ellei Moskovassa vuonna 1984 pidetty Maailman geologian kongressia. He valmistautuivat huolellisesti tällaiseen suureen tapahtumaan tieteellisessä maailmassa, he jopa rakensivat uuden rakennuksen geologian ministeriölle - monet osallistujat odottivat. Mutta ulkomaalaiset kollegat olivat ensisijaisesti kiinnostuneita Kola Superdeepistä! Amerikkalaiset eivät uskoneet, että meillä oli sitä ollenkaan. Kaivon syvyys oli tuolloin saavuttanut 12 066 metriä. Ei ollut mitään järkeä piilottaa esinettä enää. Moskovassa kongressin osallistujia pidettiin näyttelyssä Venäjän geologian saavutuksista, yksi osastoista oli omistettu SG-3-kaivolle. Asiantuntijat kaikkialta maailmasta katselivat ymmällään tavallista poran päätä, jossa oli kuluneet kovametallihampaat. Ja näin he poraavat maailman syvimmän kaivon? Uskomaton! Suuri delegaatio geologeja ja toimittajia meni Zapolyarnyn kylään. Vierailijoille näytettiin porauskonetta toiminnassa, ja 33 metrin pituiset putkenosat irrotettiin ja irrotettiin. Ympärillä oli kasa täsmälleen samoja porapäitä, kuten se, joka makasi telineellä Moskovassa.
Tiedeakatemiasta valtuuskunnan vastaanotti tunnettu geologi, akateemikko Vladimir Belousov. Yleisössä pidetyssä lehdistötilaisuudessa hänelle esitettiin kysymys:
- Mikä Kuolan kaivo on tärkeintä?
- Herra! Tärkeintä on, että se osoitti, että emme tiedä mitään mannerkuoresta, - tutkija vastasi rehellisesti.
Tietenkin he tiesivät jotain maanosien maankuoresta. Edes Kuolan kaivo ei kiistänyt sitä tosiasiaa, että maanosat koostuvat hyvin muinaisista, 1,5–3 miljardin vuoden ikäisistä kivistä. SG-3-ytimen perusteella koottu geologinen leikkaus osoittautui kuitenkin täysin päinvastaiseksi kuin tiedemiehet aiemmin kuvittelivat. Ensimmäiset 7 kilometriä koostuivat vulkaanisista ja sedimenttikivistä: tuffeista, basalteista, brecsoista, hiekkakivistä, dolomiiteista. Syvemmällä oli ns. Conrad-leikkaus, jonka jälkeen seismisten aaltojen nopeus kallioissa kasvoi jyrkästi, mikä tulkittiin graniitin ja basalttien rajaksi. Tämä osa ohitettiin kauan sitten, mutta maankuoren alemman kerroksen basaltteja ei näkynyt missään. Päinvastoin, graniitit ja gneisset alkoivat.
Kuolan poikkileikkaus kumosi kaksikerroksisen maankuoren mallin ja osoitti, että suolen seismiset osat eivät ole koostumukseltaan erilaisten kivikerrosten rajoja. Pikemminkin ne osoittavat kiven ominaisuuksien muutosta syvyyden myötä. Korkeassa paineessa ja lämpötilassa kivien ominaisuudet voivat ilmeisesti muuttua dramaattisesti niin, että graniitit tulevat fysikaalisissa ominaisuuksiltaan samanlaisiksi kuin basaltit ja päinvastoin. Mutta 12 kilometrin syvyydestä pintaan nostettu "basaltti" muuttui välittömästi graniittiksi, vaikka se koki vakavan "kesonitaudin" hyökkäyksen matkan varrella - ydin mureni ja hajosi litteiksi plakeiksi. Mitä pidemmälle kaivo meni, sitä vähemmän laadukkaita näytteitä joutui tutkijoiden käsiin. Syvyys sisälsi monia yllätyksiä. Ennen oli luonnollista ajatella, että etäisyyden maanpinnasta kasvaessa paineen kasvaessa kivet muuttuvat monoliittisemmiksi, ja niissä on vähän halkeamia ja huokosia. SG-3 vakuutti tiedemiehet toisin. Alkaen 9 kilometriä kerrokset osoittautuivat erittäin huokoisiksi ja kirjaimellisesti täynnä halkeamia, joiden läpi vesiliuokset kiertävät. Myöhemmin tämän tosiasian vahvistivat muut mantereiden erittäin syvät kaivot. Syvyydessä se osoittautui paljon odotettua kuumemmaksi: jopa 80 °! 7 km:n kohdalla lämpötila kasvoissa oli 120 °C, 12 km:n kohdalla 230 °C. Kuolan kaivon näytteistä tutkijat löysivät kullan mineralisaation. Jalometallin sulkeumia löydettiin muinaisista kivistä 9,5-10,5 km:n syvyydestä. Kullan pitoisuus oli kuitenkin liian alhainen esiintymän ilmoittamiseksi - keskimäärin 37,7 mg kivitonnia kohden, mutta riittävä sen odottamiseen muissa vastaavissa paikoissa. Kuolan kaivon esittely vuonna 1984 teki syvän vaikutuksen maailmanyhteisöön. Monet maat ovat alkaneet valmistella hankkeita tieteellistä porausta varten mantereilla. Tällainen ohjelma hyväksyttiin Saksassa 1980-luvun lopulla. Erittäin syvä kaivo KTB Hauptborung porattiin vuosina 1990-1994, suunnitelman mukaan sen piti saavuttaa 12 km:n syvyys, mutta arvaamattoman korkeiden lämpötilojen vuoksi oli mahdollista saavuttaa vain 9,1 km:n merkki. Kairausta ja tieteellistä työtä koskevien tietojen avoimuuden, hyvän tekniikan ja dokumentoinnin ansiosta KTV:n erittäin syvä kaivo on edelleen yksi maailman tunnetuimmista.
Tämän kaivon porauspaikka valittiin Baijerin kaakkoisosasta, muinaisen vuorijonon jäänteistä, joiden iän arvioidaan olevan 300 miljoonaa vuotta. Geologit uskoivat, että jossain täällä on kahden levyn yhteysvyöhyke, jotka olivat aikoinaan valtameren rantoja. Tiedemiesten mukaan ajan myötä vuorten yläosa poistettiin, mikä paljastaa muinaisen valtameren kuoren jäännökset. Vielä syvemmällä, kymmenen kilometrin päässä pinnasta, geofyysikot löysivät suuren kappaleen, jolla oli epätavallisen korkea sähkönjohtavuus. Sen luonnetta toivottiin myös selventävän kaivon avulla. Mutta päätehtävänä oli päästä 10 kilometrin syvyyteen saadakseen kokemusta erittäin syväporauksesta. Tutkittuaan Kola SG-3:n materiaaleja saksalaiset poraajat päättivät käydä ensin 4 km syvän koekaivon läpi saadakseen tarkemman käsityksen suoliston työoloista, testata laitteita ja ottaa ytimen. . Pilottityön lopussa suuri osa poraus- ja tieteellisistä laitteista jouduttiin uusimaan, jotain uutta luomaan.
KTV Hauptborungin pääkaivo - erittäin syvä - laskettiin vain kaksisataa metriä ensimmäisestä. Töitä varten he rakensivat 83 metrin tornin ja loivat tuolloin tehokkaimman porauslaitteen, jonka nostokapasiteetti oli 800 tonnia. Monet poraustoiminnot on automatisoitu, ensisijaisesti mekanismi putkijonon laskemiseksi ja nostamiseksi. Itseohjautuva pystyporausjärjestelmä mahdollisti lähes pelkän akselin valmistamisen. Teoriassa tällaisilla laitteilla oli mahdollista porata 12 kilometrin syvyyteen. Mutta todellisuus, kuten aina, osoittautui monimutkaisemmaksi, ja tutkijoiden suunnitelmat eivät toteutuneet.
KTV-kaivon ongelmat alkoivat 7 kilometrin syvyyden jälkeen, toistaen suurelta osin Kuolan supersyvän kohtaloa. Aluksi uskotaan, että korkean lämpötilan vuoksi pystysuuntainen porausjärjestelmä hajosi ja akseli meni sivuttain. Työn lopussa pohjareikä poikkesi pystysuorasta 300 m. Sitten alkoivat monimutkaisemmat onnettomuudet - poranauhan katkeaminen. Samoin kuin Kolskajalla, uudet akselit piti porata. Kaivon kapeneminen aiheutti tiettyjä vaikeuksia - yläosassa sen halkaisija oli 71 cm, alaosassa - 16,5 cm.
Ei voida sanoa, että KTV Hauptborungin tieteelliset tulokset valloittivat tutkijoiden mielikuvituksen. Syvyyteen laskeutui pääasiassa amfiboliitteja ja gneissejä, muinaisia metamorfisia kiviä. Valtameren lähentymisvyöhykettä ja valtameren kuoren jäänteitä ei löytynyt mistään. Ehkä ne ovat toisessa paikassa, siellä on myös pieni kiteinen massiivi, joka on kohotettu 10 km: n korkeuteen. Kilometrin päässä pinnasta löydettiin grafiittiesiintymä.
Vuonna 1996 Saksan budjetille 338 miljoonaa dollaria maksanut KTV-kaivo joutui Potsdamin geologian tutkimuskeskuksen suojelukseen, ja siitä tehtiin syvän maanalaisten luonnonvarojen tarkkailulaboratorio ja matkailukohde.
Tällä hetkellä on porattu 2 kaivoa, jotka ovat ylittäneet Kuolan kaivon porauksen pituudeltaan. Nämä ovat OR-I (Odoptu-kenttä, Sahalin, Venäjä) - 12 345 m, Maersk Oil BD-04A (Qatar) - 12 290 m.
Maamme syvin öljyesiintymä löydettiin Groznyin (Tšetšenian tasavalta) alueelta 5300 metrin syvyydeltä, ja teollisuuskaasuvirtaus saatiin Kaspianmeren lamassa 5370 km:n syvyydestä. Ulkomailla suurin syvyys, josta kaasua tuotetaan, on 7460 metriä (USA, Texas).
Udmurtialla on myös oma "supersyvä" kaivonsa. Tämä on parametrinen kaivo, joka on porattu vuonna 19991 Sarapulin alueella, sen syvyys on 5500 m.
Kaikissa ultrasyvissä kaivoissa on teleskooppinen rakenne: poraus aloitetaan suurimmasta halkaisijasta ja siirrytään sitten pienempiin. Siten Kuolan kaivossa (Venäjä) halkaisija pieneni yläosan 92 cm:stä 21,5 cm:iin 12 262 m:n syvyydessä ja KTB-Oberpfalzin kaivossa (Saksa) 71 cm:stä 16,5 cm:iin syvyydessä. 7 500 m. Ultrasyvien kaivojen porauksen mekaaninen nopeus on 1-3 m/h. Edestakaisen välillä on mahdollista mennä syvyyteen 6-10 m. Keskimääräinen porakoneen nostonopeus on 0,3-0,5 m/s Yleensä yhden erittäin syvän kaivon poraaminen kestää vuosia. Kaivojen poraus vaikeissa geologisissa olosuhteissa, viime vuosina toteutettu tieteellinen kehitys poraus- ja kotelointialalla on mahdollistanut kaivojen syvyyden lisäämisen (jopa 7 000 m tai enemmän) ja niiden suunnittelun parantamisen. seuraavat alueet: , halkaisijaltaan pienennettyjen ja pienten terien käyttö; vaippalankojen poikkileikkausmenetelmän käyttö ja porausreikien kiinnitys välilevyillä; koteloputkien käyttö hitsatuilla liitoselementeillä ja hihattomien koteloputkien käyttö erityisillä kierteet väli- ja joissakin tapauksissa tuotantosarjoja koottaessa; kaivojen ja tuotantokolonnien lopullisen halkaisijan pienentäminen.
Ultra-syväporaus perustuu kiertoporauksen tekniikkaan ja ohitettujen välien peräkkäiseen kiinnitykseen kotelolangoilla. Teknologian ominaispiirteet: *lisää lämpötilan syvyyden ja hydrostaattisen paineen myötä; "kivien stabiilisuuden menetys kiven ja hydrostaattisten paineiden välisen eron vaikutuksesta; "poran ja kotelon kierteiden massan kasvu; "syventymisnopeuden hidastuminen johtuen porauslangan laskeutumisajan pidentymisestä / poraamisen nostamisesta ja kivien porattavuuden heikkenemisestä; "energiahäviöiden lisääntyminen voimavaikutusten siirtyessä pinnasta pohjaan; "tarve ottaa suuria määriä sydämiä ja tehdä porausreiän geofysikaalisia tutkimuksia.
Erittäin syväporaukseen, porauslaitteet, joiden nostokapasiteetti on jopa 11 MN (1100 tonnia) kokonaisteholla jopa 18 tuhatta kW pumpuilla (2-4 yksikköä) käyttöpaineella 40-50 MPa Jopa 1 600 kW:n teho on luotu ja käytössä. Yleensä tällaiset asennukset ohjataan sähköisesti tasavirtalähteestä, mikä mahdollistaa päämekanismien toiminnan portaaton säätelyn. Poranauhan laskeutuminen / nouto suoritetaan pääasiassa pitkänomaisilla "kynttilöillä" enintään 37 metriin prosessin maksimaalisella mekanisaatiolla ja automatisoinnilla. Tämän tyyppisiä asennuksia valmistavat sellaiset kotimaiset valmistajat kuin Ural Heavy Machine Building Plant (UZTM) ja Volgogradin porauslaitteistotehdas (VZBT).
Poralaitteiden jako syvä- ja ultrasyviin porauslaitteisiin määräytyy monien tekijöiden perusteella:
1) asennuksen tekniset ominaisuudet; koukkukuorma, porauspumppujen paine ja toimitus, pääkäytön tyyppi ja teho; 2) maalaitteiden massa (porauslaitteen teknisten ominaisuuksien seurauksena); 3) .asennus-, purku- ja kuljetustapa; 4) porauslaitteen rakentamiseen käytetty aika; 5) kaivon porausaika; 6) poraustoiminnan järjestäminen.
Ultrasyväporauksessa käytetään kierto- tai turbiiniporausmenetelmää, molemmat ovat mahdollisia intervallivuorottelulla. Ensimmäinen niistä on levinnyt laajasti lännessä, toinen - Venäjällä. Turbiinimenetelmä mahdollistaa kevyistä (lämmönkestäviä, alumiini) metalliseoksia (LBT) valmistettujen poratankojen menestyksellisen käytön. Putkien sallittujen jännitysten kriteerin mukaan turbiinimenetelmä yhdessä LBT:n kanssa mahdollistaa poraussyvyyden kasvattamisen 1,5-2-kertaiseksi verrattuna pyörivään menetelmään teräsputkien (SBT) yhdistelmässä samalla kantavuudella. Tämän edun vahvistaa Kuolan kaivon porauskäytäntö: sitä porattaessa käytettiin noin 2000 m pituista LBT- (alhaalla) ja SBT- (ylhäällä) yhdistelmänauhaa alumiiniseoksilla, jotka olivat 2,4 kertaa terästä kevyempiä. Öljyn ja kaasun tuotannon yleinen suuntaus yhä syvemmältä voidaan havainnollistaa seuraavilla kuvilla. Vielä 20 vuotta sitten pääasiallinen öljyntuotanto (66 %) tehtiin nuorimmista kenozoisista kivistä. 19 % öljystä uutettiin vanhemmista mesozoisista kivistä ja 15 % vanhimmista paleotsoisista kivistä. Nyt tilanne on muuttunut: mesotsoisista kivistä on tullut tärkeimmät öljyn toimittajat, joita seuraavat paleotsoiset kivet.
Supersyvien kaivojen kaarevuuden estäminen on tärkeä edellytys niiden onnistuneelle poraukselle. Poran kierteen liikkeen vastustusvoimien ja kotelon kierteiden kulumisen pitämiseksi hyväksyttävissä rajoissa pyritään siihen, että kaarevuuden intensiteetti ei ylitä 2-3°/1 km, samalla kun atsimuutin pysyvyys säilyy. kaarevuuden ja zeniittikulman itseisarvo ei ylitä 10-12°. Erityisen tiukat vaatimukset asetetaan tavaratilan yläosan pystysuoralle tasolle. Kaarevuuden torjumiseksi käytetään yleensä jäykkää pohjareikäkokoonpanoa (BHA), jossa on täysikokoisia keskittimiä, ja halutun vaikutuksen puuttuessa heilurityyppistä BHA:ta. Kaivojen yläosassa (3-4 km asti) suihkuturbiiniporia käytetään menestyksekkäästi halkaisijaltaan suuren porausreiän poraamiseen.
Erittäin syväporauksen kehittäminen lähitulevaisuudessa perustuu todennäköisesti rotaatioporaustekniikkaan. Syvyyden kasvaessa (yli 10 km) porausreiän käyttö korvaa pyörivän menetelmän, mikä avaa tien alumiini- ja titaanipohjaisten kevytmetalliseosten porausputkien perustavanlaatuisten etujen toteuttamiselle. Painopiste on todennäköisesti lämmönkestävässä vaihdeturboporassa.
Tyynenmeren pohjalta on tarkoitus porata 20 kilometriä pitkä kaivo.
Ei turhaan verrata erittäin syvää porausta avaruuden valloittamiseen. Tällaiset globaalissa mittakaavassa toteutettavat ohjelmat, jotka ottavat vastaan kaiken parhaan, mitä ihmiskunnalla tällä hetkellä on, antavat sysäyksen monien teollisuudenalojen, teknologian kehitykselle ja viime kädessä tasoittavat tietä uudelle tieteen läpimurtolle. Taulukossa 23 on tietoja maailman syvin kaivo, kuva 36 näyttää sijainnin supersyvät kaivot entisen Neuvostoliiton alueella.
Taulukko 23. Maailman syvin kaivo
| No nimi | Sijainti | Porausaika | Poraussyvyys, m | Porauksen tarkoitus | |
| Design | Todellinen | ||||
| Aralsor SG-1 | Kaspian alanko | 1962 -1971 | 6 800 | Etsi öljyä ja kaasua | |
| Biikzhalskaya SG-2 | Kaspian alanko | 1962 -1971 | 6 200 | Etsi öljyä ja kaasua | |
| Kuolan SG-3 | Kuolan niemimaa | 1970 -1992 | 15 000 | 12 262 | tieteellinen poraus |
| Saatlinskaja | Azerbaidžan | 1977 -1990 | 11 500 | 8 324 | Etsi öljyä ja kaasua |
| Kolvinskaja | Arhangelskin alue | 7 057 | |||
| Muruntauskaya SG-10 | Uzbekistan | 7 000 | 3 000 | Etsi kultaa | |
| Timan-Pechora SG-5 | Koillis-Venäjä | 1984 -1993 | 7 000 | 6 904 | |
| Tyumenskaya SG-6 | Länsi-Siperia | 1987 -1996 | 8 000 | 7 502 | Etsi öljyä ja kaasua |
| Novo-Elkhovskaja | Tatarstan | 5 881 | |||
| Vorotilovskaja | Volgan alue | 1989 -1992 | 5 374 | Timanttien etsintä, Puchezh-Katunkka-astroblemin tutkimus. | |
| Krivorozhskaya SG-8 | Ukraina | 1984-1993 | 12 000 | 5 382 | Etsi rautapitoisia kvartsiiteja |
| Ural SG-4 | Keski-Ural | 15 000 | 6 100 | Kuparimalmien etsiminen, Uralin rakenteen tutkiminen | |
| En-Yakhtinskaya SG-7 | Länsi-Siperia | 7 500 | 6 900 | Etsi öljyä ja kaasua | |
| Sarapulskaya parametri | Udmurtia | 5 500 | 5 500 | tieteellinen poraus | |
| Yliopisto | USA | 1900-luvun 70-luku | 8 686 | Etsi öljyä ja kaasua | |
| huonon yksikkö | USA | 9 159 | Etsi öljyä ja kaasua | ||
| Bertha Rogers | USA | 9 583 | Etsi öljyä ja kaasua | ||
| Zisterdorf | Itävalta | 8 553 | Etsi öljyä ja kaasua | ||
| Silian sormus | Ruotsi | 6 800 | Etsi öljyä ja kaasua | ||
| Iso torvi | USA, Wyoming | 1980-luku | 7 583 | tieteellinen poraus | |
| KTV Hauptbohrung | Saksa | 1990-1994 | 12 000 | 9 101 | tieteellinen poraus |
| Mirow-1 | Saksa | 1974-1979 | Etsi öljyä ja kaasua | ||
| Maersk Oil BD-04A | Qatar | 12 290 | Etsi öljyä ja kaasua | ||
| OP-I | Sahalin, Venäjä | 12 345 | 12 345 | Etsi öljyä ja kaasua |
Riisi. 36. Kartta syvien ja ultrasyvien kaivojen sijainnista Venäjällä
