Vladimir Khomutko
Oras ng pagbabasa: 4 minuto
A
Nasaan ang pinakamalalim na balon ng langis?
Matagal nang pinangarap ng tao na hindi lamang lumipad sa kalawakan, ngunit tumagos din nang malalim sa kanyang sariling planeta. Sa loob ng mahabang panahon, ang pangarap na ito ay nanatiling hindi maisasakatuparan, dahil ang mga umiiral na teknolohiya ay hindi pinapayagan ang anumang makabuluhang pagpapalalim sa crust ng lupa.
Noong ikalabintatlong siglo, ang lalim ng mga balon na hinukay ng mga Intsik ay umabot sa kamangha-manghang 1,200 metro para sa panahong iyon, at simula noong ika-tatlumpu ng huling siglo, sa pagdating ng mga drilling rig, ang mga tao sa Europa ay nagsimulang mag-drill ng tatlong kilometrong hukay. . Gayunpaman, ang lahat ng ito, wika nga, ay mga mababaw na gasgas lamang sa ibabaw ng lupa.
Ang ideya na mag-drill ng upper earth shell sa isang pandaigdigang proyekto ay nabuo noong 60s ng ikadalawampu siglo. Bago ito, ang lahat ng mga pagpapalagay tungkol sa istraktura ng mantle ng lupa ay batay sa data ng aktibidad ng seismic at iba pang hindi direktang mga kadahilanan. Gayunpaman, ang tanging paraan upang tingnan ang mga bituka ng Earth sa literal na kahulugan ng salita ay ang pag-drill ng mga malalim na balon.
Daan-daang mga balon na na-drill para sa layuning ito, kapwa sa lupa at sa karagatan, ay nagbigay ng maraming data na makakatulong sa pagsagot sa maraming tanong tungkol sa istruktura ng ating planeta. Gayunpaman, ngayon ang mga ultra-deep na gawain ay hinahabol hindi lamang ang pang-agham, kundi pati na rin ang mga praktikal na layunin. Susunod, tinitingnan natin ang pinakamalalim na balon na na-drill sa mundo.
Ang balon na ito, na may lalim na 8,553 metro, ay na-drill noong 1977 sa lugar kung saan matatagpuan ang lalawigan ng langis at gas ng Vienna. Ang mga maliliit na deposito ng langis ay natuklasan sa loob nito, at ang ideya ay lumitaw upang tumingin nang mas malalim. Sa lalim na 7,544 metro, natagpuan ng mga eksperto ang hindi na mababawi na reserbang gas, pagkatapos ay biglang gumuho ang balon. Nagpasya ang OMV na mag-drill ng pangalawa, ngunit sa kabila ng napakalalim nito, nabigo ang mga minero na makahanap ng anumang mineral.
balon ng Austrian Zistersdorf
Pederal na Republika ng Alemanya – Hauptbohrung
Ang mga German na espesyalista ay naging inspirasyon upang ayusin ang malalim na pagmimina ng sikat na Kola super-deep well. Sa oras na iyon, maraming mga estado ng Europa at mundo ang nagsimulang bumuo ng kanilang malalim na mga proyekto sa pagbabarena. Kabilang sa mga ito, ang proyekto ng Hauptborung ay tumayo, na ipinatupad sa loob ng apat na taon - mula 1990 hanggang 1994 sa Alemanya. Sa kabila ng lalim nito (kumpara sa mga balon na inilarawan sa ibaba) - 9,101 metro, ang proyektong ito ay naging malawak na kilala sa buong mundo dahil sa bukas na pag-access sa natanggap na geological at data ng pagbabarena.
United States of America - Baden Unit
Isang balon na may lalim na 9,159 metro ang na-drill ng American company na Lone Star sa paligid ng bayan ng Anadarko (USA). Nagsimula ang pag-unlad noong 1970 at nagpatuloy sa loob ng 545 araw. Ang halaga ng pagtatayo nito ay anim na milyong dolyar, at sa mga tuntunin ng mga materyales, 150 diamante chisels at 1,700 tonelada ng semento ang ginamit para dito.
Estados Unidos – Bertha Rogers
Ang produksyon na ito ay nilikha din sa estado ng Oklahoma sa lugar ng probinsya ng langis at gas ng Anadarko sa Oklahoma. Nagsimula ang trabaho noong 1974 at tumagal ng 502 araw. Ang pagbabarena ay isinagawa din ng kumpanya, tulad ng sa nakaraang halimbawa. Sa paglipas ng 9,583 metro, ang mga minero ay tumakbo sa isang deposito ng tinunaw na asupre, at napilitang huminto sa trabaho.
Ang balon na ito ay pinangalanan ng Guinness Book of Records bilang "ang pinakamalalim na pagpasok ng tao sa crust ng Earth." Noong Mayo 1970, sa paligid ng lawa na may galit na galit na pangalan Vilgiskoddeoaivinjärvi, nagsimula ang pagtatayo ng engrandeng minahan na ito. Noong una, gusto nilang maglakad ng 15 kilometro, ngunit dahil sa sobrang taas ng temperatura ay huminto sila sa 12,262 metro. Sa kasalukuyan, ang Kola Superdeep ay mothballed.
Qatar - BD-04A
Nag-drill sa isang oil field na tinatawag na Al-Shaheen para sa layunin ng geological exploration.
Ang kabuuang lalim ay 12,289 metro, at ang markang 12 kilometro ay natakpan sa loob lamang ng 36 na araw! Pitong taon na ang nakalipas.
Russian Federation - OP-11
Simula noong 2003, nagsimula ang isang buong serye ng mga ultra-deep drilling bilang bahagi ng proyekto ng Sakhalin-1.
Noong 2011, ang Exxon Neftegas ay nag-drill ng pinakamalalim na balon ng langis sa mundo - 12,245 metro - sa loob lamang ng 60 araw.
Ito ay sa isang field na tinatawag na Odoptu.
Gayunpaman, ang mga rekord ay hindi nagtapos doon.
Ang O-14 ay isang balon ng produksyon sa mundo na walang mga analogue sa mga tuntunin ng kabuuang haba ng wellbore - 13,500 metro, pati na rin ang pinakamahabang pahalang na balon - 12,033 metro.
Ito ay binuo ng kumpanya ng Russia na NK Rosneft, na isang miyembro ng consortium ng proyekto ng Sakhalin-1. Ang balon na ito ay binuo sa isang larangan na tinatawag na Chayvo. Para sa pagbabarena nito, ginamit ang ultra-modernong platform ng pagbabarena na "Orlan".
Pansinin din namin ang lalim sa kahabaan ng puno ng balon na itinayo noong 2013 sa ilalim ng parehong proyekto sa ilalim ng numerong Z-43, ang halaga nito ay umabot sa 12,450 metro. Sa parehong taon, ang rekord na ito ay nasira sa patlang ng Chayvinskoye - ang haba ng Z-42 trunk ay umabot sa 12,700 metro, at ang haba ng pahalang na seksyon - 11,739 metro.
Noong 2014, ang pagbabarena ng Z-40 development (ang offshore Chayvo field) ay natapos, na, bago ang O-14, ay ang pinakamahabang balon sa mundo sa mga tuntunin ng borehole - 13,000 metro, at mayroon ding pinakamahabang pahalang na seksyon. - 12,130 m.
Sa madaling salita, hanggang ngayon, 8 sa 10 pinakamahabang balon sa mundo ay matatagpuan sa mga larangan ng proyekto ng Sakhalin-1.
Kola Superdeep Well
Ang Chayvo field ay isa sa tatlo na binuo ng consortium sa Sakhalin. Ito ay matatagpuan sa hilagang-silangan ng baybayin ng Sakhalin Island. Ang lalim ng seabed sa lugar na ito ay nag-iiba mula 14 hanggang 30 m. Ang field ay pinaandar noong 2005.
Sa pangkalahatan, ang Sakhalin-1 international offshore project ay nagkakaisa sa mga interes ng maraming malalaking korporasyon sa mundo. Kabilang dito ang tatlong field na matatagpuan sa sea shelf ng Odoptu, Chaivo at Arkutun-Dagi. Ayon sa mga eksperto, ang kabuuang magagamit na reserbang hydrocarbon dito ay humigit-kumulang 236 milyong tonelada ng langis at halos 487 bilyong metro kubiko ng natural na gas. Ang Chaivo field ay inilagay sa operasyon (tulad ng sinabi namin sa itaas) noong 2005, ang Odoptu field - noong 2010, at sa pinakadulo simula ng 2015, ang pagbuo ng Arkutun-Dagi field ay sinimulan.
Sa buong pag-iral ng proyekto, posible na kunin ang humigit-kumulang 70 milyong tonelada ng langis at 16 bilyong metro kubiko ng natural na gas. Sa kasalukuyan, ang proyekto ay nakatagpo ng ilang mga paghihirap na nauugnay sa pagbabagu-bago sa mga presyo ng langis, ngunit ang mga miyembro ng consortium ay nakumpirma ang kanilang interes sa karagdagang trabaho.
Pangalan Mohole kumplikado. Ang ibig sabihin ng "Hole" ay isang balon o simpleng butas, at ang unang pantig na "Mo" ay kinuha mula sa pangalan ng natitirang Croatian geophysicist na si Andrei Mohorovichich. Salamat sa kanya, ang konsepto ng Mohorovichic na ibabaw ay dumating sa siyentipikong paggamit. Ito ang pangalan ng mahiwagang rehiyon sa ilalim ng lupa, marahil ang mas mababang hangganan ng crust ng lupa, kung saan mayroong isang biglaang pagtaas sa mga bilis ng mga longitudinal seismic wave mula 6.7-7.6 hanggang 7.9-8.2 km / s at mga transverse mula 3.6- 4, 2 hanggang 4.4—4.7 km/s. Ang density ng bagay ay tumataas din nang biglaan, marahil mula 2.9–3 hanggang 3.1–3.5 t/m3. Ang layunin ng proyekto ng Mohol ay tiyak na maabot ang ibabaw na ito at sa unang pagkakataon ay makakuha ng visual, at hindi lamang isang haka-haka na ideya tungkol dito.
Platform ng pagbabarena CUSS I, Project Mohole
Ito ay pinaniniwalaan na ito ay magiging mas madaling makamit sa pamamagitan ng pagsisimula ng pagbabarena sa ilalim ng karagatan, kung saan ang crust ay mas manipis. Isang lugar ang napili malapit sa isla ng Guadalupe na may lalim na karagatan na halos 3.5 km. Gayunpaman, 5 test well lamang ang na-drill na may lalim na hanggang 180 metro. Pagkatapos nito, ang proyekto, sayang, ay kailangang isara dahil sa mga overruns sa gastos.
Noong 1973-1974 Si Bertha Rogers ay mahusay na nag-drill sa Oklahoma. Ang layunin nito ay mas prosaic - produksyon ng langis, ngunit ang proyekto ay mayroon ding research load. Naabot ni Bertha Rogers ang lalim na 9583 m at sa ngayon ay nanatili itong pinakamalalim na balon sa mundo.
Samantala, isang proyekto ang inilunsad sa USSR upang lumikha ng humigit-kumulang 30 ultra-deep (higit sa 5 km) na mga balon sa iba't ibang rehiyon ng bansa. Karamihan sa kanila ay gumagawa ng langis, ngunit hindi lahat. Noong 1974, ang pinakamalalim sa kanila ay may lalim na 7263. Ito ang Kola superdeep well, na sumakop sa isang espesyal na lugar sa programa ng deep drilling ng Sobyet. Hindi ito inilaan para sa produksyon ng langis, ngunit eksklusibo para sa siyentipikong pananaliksik.
Ang Kola Superdeep ay inilatag noong 1970 sa hilagang-silangan na bahagi ng Baltic Shield, sa isang lugar kung saan ang mga pinakalumang igneous na bato ay lumabas sa ibabaw, maliit na pinag-aralan sa pagmimina, na madalas na isinasagawa sa sedimentary strata. Bilang karagdagan, ang hangganan ng Mohorovichic ay hindi malalim dito (medyo, siyempre).
Nag-swing kami sa 15 km. Ang mga gawain na itinalaga sa mga kalahok ng proyekto ay kasama sa pagsasanay na nagpapatunay o nagpapabulaan sa isang bilang ng mga teorya, pagkilala sa mga tampok ng mga proseso ng pagbuo ng mineral, pagtukoy sa likas na katangian ng mga hangganan na naghihiwalay sa mga layer sa crust ng kontinental, at pagkolekta ng data sa komposisyon ng materyal at pisikal na estado ng mga bato.
Nagsimula ang pagbabarena noong 24 Mayo. Ang diameter ng pumapasok ay 92 cm. Sa una, ang trabaho ay isinasagawa gamit ang isang serial installation, na kadalasang ginagamit sa produksyon ng langis at gas. Pagkatapos ay pinalitan ito ng mga kagamitan na espesyal na binuo ng Uralmash mula sa magaan ngunit malakas na haluang metal. Kung hindi man, kapag tumataas mula sa kailaliman, hindi nito napanatili ang sarili nitong timbang.
Ang drill ay pamamaraang tinusok ang mga sinaunang granite, na ang edad ay lumampas sa 3 bilyong taon. Walang kulang sa mga sorpresa. Ang permanenteng tagapamahala ng balon, si David Mironovich Huberman, ay nagsabi sa isang pakikipanayam kay Murmansky Vestnik noong 2011:
Nag-drill kami at hindi alam kung ano ang naghihintay sa amin. Sa lalim na 1700 metro, natagpuan ang mga depositong mayaman sa nickel. Narito ang mga inaasahang trabaho para sa aming mga halaman! Naghukay pa sila. At sa tatlong kilometro ay nakarating sila sa ilalim ng buwan! Pure Moon! - sabi ni David Mironovich at tumawa: - Pagkatapos ay mayroon na kaming lunar na lupa. Inihambing namin ito sa kung ano ang itinaas namin mula sa tatlong kilometro, sa lahat ng pisikal at mekanikal na katangian - isa sa isa. Nagbiro tuloy kami ng mga kasama ko na, sabi nila, humiwalay ang Buwan sa Kola Peninsula! Ito ay nananatili lamang upang mahanap ang lugar kung saan ito nagmula ...
Nang maglaon, nagsimula ang mga himala, pinabulaanan ang maraming pangkalahatang tinatanggap na mga teorya. Ito ay pinaniniwalaan na sa limang kilometrong lalim, ang granite ay papalitan ng mga basalt. Sa lalim na ito, pati na rin sa hangganan ng Mohorovichic, naitala ng mga instrumento ang isang matalim na pagtaas sa bilis ng mga seismic wave. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, na kilala bilang ang ibabaw ng Konrad, ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na dito ang itaas na granite layer ng crust ng lupa ay pinalitan ng mas mababang basalt. Gayunpaman, hindi ito nakumpirma ng pagbabarena. Naiwan ang 5 km mark, at ang pag-install ay kumukuha pa rin ng mga granite core (mga cylindrical rock column na nilayon para sa siyentipikong pagsusuri) sa ibabaw. Totoo, ang granite na ito ay higit pa at mas hindi pangkaraniwan, na-compress ng mataas na presyon, binabago ang mga pisikal at acoustic na katangian nito. Ngunit ang tunay na makabuluhang metamorphoses ay nagsimula lamang sa ikawalong kilometro, at hindi sa lahat ng hinulaan ng mga geologist. Ngayon ang pagbabarena ay hindi dumaan sa mga granite, ngunit hindi rin sa pamamagitan ng mga basalt, ngunit sa pamamagitan ng gneisses - isang layered na bato na may napakababang density para sa gayong lalim. Ang wellbore ay nagsimulang gumuho, at pagkatapos ang drill string ay na-jam sa bato, at ang ulo ay naputol kapag sinusubukang iangat ito. Hindi ito nagpapahina sa loob ng mga mananaliksik. Ang nawalang bahagi ng drill string ay nasemento, ang pagbabarena ay nagpatuloy na ang drilling tool ay pinalihis.
publishing house na "Nedra", 1984
Naalala ni Vladimir Basovich, Deputy Director for Research sa Kola Superdeep Well:
Nagkaroon kami ng sariling design bureau, nagkaroon kami ng sariling programmer, nagkaroon kami ng sariling workshop, nagkaroon kami ng sariling smithy, thermal shop, kahit anong gusto mo. Ngayon isang pangangailangan ang lumitaw, isang ideya - bukas ito ay naging mga blueprint. Pagkalipas ng dalawang araw, ginawa namin ito. Pagkalipas ng apat na araw, hinayaan namin siya sa hindi kilalang kalaliman, sa hindi pa nagagawang kritikal na mga kondisyon sa pagpapatakbo.
Larawan: "Kola Superdeep" Ministry of Geology ng USSR,
publishing house na "Nedra", 1984
Lalong nadagdagan ang pagkagulat sa kanyang nakita. Ang bato ay naging buhaghag at nabasag, at ang mga void ay napuno ng tubig, na hindi inaasahan na matatagpuan sa ganoong dami sa ganoong lalim. Sa kahabaan ng paraan, ang temperatura ay sinusukat sa buong wellbore, natural na radyaktibidad - gamma radiation, sapilitan na radyaktibidad pagkatapos ng pulsed neutron irradiation, electrical at magnetic properties ng mga bato, ang bilis ng nababanat na alon, at ang komposisyon ng mga gas sa well fluid. Dito rin naghihintay ang mga sorpresa. Ang temperatura ay tumaas nang mas mabilis kaysa sa hinulaang, at ang radyaktibidad ay hindi nais na kumilos tulad ng inaasahan.
Noong Hunyo 6, 1979, sinira ng mga driller ng Sobyet ang rekord ni Bert Rogers at nagpatuloy. Noong 1984, ang lalim ng balon ay lumampas sa 12 km. Sa ikalabintatlong kilometro, ang mga aksidente ay nagsimulang sumunod sa isa't isa. Anyway, damn dosena. Sa yugtong ito, lumitaw ang isang nakakatawang alamat sa lunsod, nang maglaon, sa lahat ng kaseryosohan, na kinopya muna ng Kanluranin at pagkatapos ay ng post-Soviet press: Ang mga driller ng Sobyet ay bumagsak sa bubong ng impiyerno, at ang mga kagamitan sa pag-record ng tunog na ibinaba sa balon ay naitala ang mga hiyawan ng mga makasalanang naghihirap doon. Ito umano ang dahilan ng pagtigil ng trabaho at pagsasara ng balon. Ngunit ang pagbabarena ay kailangang ihinto para sa isang ganap na materyalistikong dahilan: ang mga teknikal na paghihirap ay lumampas sa lahat ng naiisip na limitasyon. Ang pagtataas ng mga bato at isang drill head mula sa ganoong kalaliman ay hindi akalain na mahirap sa sarili nito. Idagdag pa ang mataas na temperatura at presyon. At ang mga hindi maiiwasang pagkakaiba sa mga tagapagpahiwatig na ito kapag umakyat sa ibabaw. Sa totoo lang, matagal bago maabot ang "dosena ng diyablo" na pagbabarena ay naging isang desperadong matinding trabaho. 50 km ng mga tubo ang ginamit upang mag-drill sa huling 5 km ng balon. Ganyan ang antas ng kanilang pagsusuot.
Noong Setyembre 1984, naputol muli ang drill string, at hindi matagumpay na ang limang kilometro ng mga tubo na natanggal ay na-stuck sa balon, na mahigpit na nakaharang dito. Ang pagbabarena ay nagsimulang halos muli mula sa lalim na 7,000 m - at noong 1990 ang isang bagong sangay ay umabot sa lalim na 12,262 m, ngunit pagkatapos ay muling naputol ang haligi. Sa pagkakataong ito, itinuring na imposible ang pagpapatuloy ng trabaho. Ito ay isang awa, ngunit ang Kola Superdeep ay naging isang natatanging pang-agham at teknolohikal na tagumpay, hindi lamang upang malampasan, ngunit kahit na ulitin, na walang sinuman ang nagawang gawin hanggang ngayon. Ngunit halos kalahating siglo na ang nakalipas mula nang ilunsad! Sa ngayon, mayroong ilang mga balon ng langis na lumalampas sa Kola sa kanilang haba, ngunit tumatakbo sila sa isang anggulo sa ibabaw at hindi tumagos nang malayo sa loob ng lupa.
Nakumpleto ang pagbabarena, ngunit hindi ito dapat na nangangahulugan ng pagtatapos ng proyektong pang-agham. Ang natatanging labindalawang kilometrong core, na nahahati sa magkakahiwalay na mga hanay at binilang, ay inilatag sa siyam na raang kahon. Ang mga ito ay pinananatili sa Yaroslavl. Ang maingat na pag-aaral ng napakahalagang materyal na ito ay nagpapatuloy, at malamang na magpapatuloy sa mahabang panahon na darating. Mas malala ang sitwasyon sa balon mismo. Kahit na sa kurso ng trabaho, ito ay nagsilbi bilang isang malalim na obserbatoryo, kung saan ang mga instrumento ay naka-install sa iba't ibang antas na naitala ang mga tampok ng pagpapalaganap ng mga seismic wave at isang grupo ng iba pang mga tagapagpahiwatig. Bukod dito, ang lahat ng ito ay bahagi ng isang solong sistema ng malalalim na obserbatoryo na tumatakbo sa tatlong dosenang iba pang mga ultra-deep na balon, na matatagpuan libu-libong kilometro mula sa isa't isa. Ang impormasyong nakolekta sa ganitong paraan ay naging posible upang makagawa ng makabuluhang pag-unlad sa mahirap na gawain ng paghula ng mga lindol. Naitala din ng mga obserbatoryo ang mga tampok ng pagpapalaganap ng mga alon mula sa ilalim ng lupa na mga pagsabog ng nuklear sa malalayong distansya at kalaliman. Sa iba pang mga bagay, ginawa nitong posible na gumuhit ng malalim na mga mapa ng mga posibleng deposito ng mga mineral, na pagkatapos ay inilipat sa mga nagsasanay na geologist.
Nakakuha kami ng napaka-kagiliw-giliw na mga pagbawas. Seryoso nating hatulan ang istraktura ng crust ng lupa mula sa mga seksyong ito. Kahit hanggang isandaan at limampung kilometro. Nagbukas ito ng mga bagong pagkakataon para sa pandaigdigang paggalugad ng teritoryo ng Unyong Sobyet., - nagpapatotoo sa dating Ministro ng Geology ng USSR Yevgeny Kozlovsky.
Ang Kola Superdeep Observatory ay maaari pa ring magsilbi bilang isang natatanging malalim na obserbatoryo. Maaari, ngunit hindi gumagana. Hindi na ito pinondohan, isinara, at ang ground complex na may kakaibang kagamitan ay pinutol sa scrap metal. Sa isang pakikipanayam kay Murmansky Vestnik, na naging huli, sinabi ni David Mironovich Huberman:
Eh, kung tutuusin, para suportahan ito, hindi para sirain, kailangan ng isang sentimos - tatlong milyon, hindi dolyar, ang aming, "kahoy", rubles. Huwag magbigay, magtipid! At nakuha nila ang gusto nila ... Lahat ay nagsasabi na, sabi nila, ito ay mahal. Ang kaalaman ay mahal. Medyo tama. Bakit walang nagsasabi kung magkano ang halaga ng kamangmangan?! Higit pa. Tingnan mo kung ano ang nangyayari sa Japan noong may mga aksidente sa mga nuclear power plant ... hindi ko maintindihan! Kami ay nagkakahalaga ng bawat sentimos! Ang pagbabarena ay mura, ang lahat ng kagamitan ay domestic, wala ni isang imported na pako. Hindi, nag-mothball sila, nagsara, pinaalis ang mga tao! Kita mo naman, kalokohan lang na walang pera para sa science! Kalokohan, wala naman kaming hiningi masyado. Ngunit kung ano ang isang pagbabalik ... At ngayon posible na mag-install ng pang-agham na kagamitan doon, ibababa ang mga sensor sa lalim at kumuha ng mga sukat. Hindi mabibiling impormasyon. Ayon sa forecast ng parehong lindol ...
Ngayon ang mga tao ay naglalakad sa paligid na may isang ironic na interpretasyon ng pagdadaglat na RF - Resource Federation. Ang mga umuulit ng masamang biro na ito ay tila iniisip na ang mga mapagkukunan ng mismong Federation na ito ay namamalagi lamang sa bukas. Lumabas, kunin ito gamit ang iyong mga kamay at ilagay sa mga lalagyan. Ngunit ang lahat ng kilalang mapagkukunang ito ay naging magagamit lamang salamat sa napakalaking gawaing ginawa ng mga siyentipiko at inhinyero. Anong lakas ang ibinuhos sa heolohikal na pagsaliksik, anong katalinuhan! At sa kung anong walang pag-iisip na labis na labis na ito pagkatapos ay napunta sa alisan ng tubig! Gusto ko talagang maniwala na ang mga tagapagmana ay sa wakas ay marunong na at hindi magwawaldas ng natitira ay ganap na pangkaraniwan. May opinyon na ang Kola superdeep ay maaari pa ring maibalik kahit man lang bilang isang institusyon para sa mga espesyalista sa pagsasanay sa pagbabarena sa malayo sa pampang. At baka hindi lang. Sinasabi nila na hindi bababa sa 8 km ang lalim, ang wellbore ay medyo "buhay" na ngayon at angkop para sa geophysical research. Ang pagpapanumbalik ng nawasak, siyempre, ay nagkakahalaga ng maraming, ngunit posible.
Ngayon, ang siyentipikong pananaliksik ng sangkatauhan ay umabot sa mga hangganan ng solar system: nakarating kami sa spacecraft sa mga planeta, kanilang mga satellite, asteroid, kometa, nagpadala ng mga misyon sa Kuiper belt at tumawid sa hangganan ng heliopause. Sa tulong ng mga teleskopyo, nakikita natin ang mga pangyayaring naganap 13 bilyong taon na ang nakalilipas - noong ang uniberso ay ilang daang milyong taon pa lamang. Laban sa background na ito, kawili-wiling suriin kung gaano natin kakilala ang ating Earth. Ang pinakamahusay na paraan upang malaman ang panloob na istraktura nito ay ang pag-drill ng isang balon: mas malalim, mas mabuti. Ang pinakamalalim na balon sa Earth ay ang Kola Superdeep, o SG-3. Noong 1990, ang lalim nito ay umabot sa 12 kilometro 262 metro. Kung ihahambing natin ang figure na ito sa radius ng ating planeta, lumalabas na ito ay 0.2 porsiyento lamang ng daan patungo sa gitna ng Earth. Ngunit kahit na ito ay naging sapat na upang ibalik ang mga ideya tungkol sa istraktura ng crust ng lupa.
Kung naisip mo ang isang balon bilang isang baras kung saan maaari kang bumaba sa pamamagitan ng elevator sa mismong mga bituka ng lupa, o hindi bababa sa ilang kilometro, kung gayon hindi ito ang lahat ng kaso. Ang diameter ng tool sa pagbabarena kung saan nilikha ng mga inhinyero ang balon ay 21.4 sentimetro lamang. Ang itaas na dalawang kilometrong seksyon ng balon ay medyo mas malawak - pinalawak ito sa 39.4 sentimetro, ngunit wala pa ring paraan para makarating doon ang isang tao. Upang isipin ang mga proporsyon ng balon, ang pinakamahusay na pagkakatulad ay isang 57-meter na karayom sa pananahi na may diameter na 1 milimetro, bahagyang mas makapal sa isang dulo.
Maayos ang layout
Ngunit ang pagtatanghal na ito ay pasimplehin. Sa panahon ng pagbabarena, maraming aksidente ang naganap sa balon - bahagi ng drill string napunta sa ilalim ng lupa nang walang posibilidad na makuha ito. Samakatuwid, maraming beses na sinimulan muli ang balon, mula sa mga marka ng pito at siyam na kilometro. Mayroong apat na pangunahing sangay at halos isang dosenang mas maliliit. Ang mga pangunahing sanga ay may iba't ibang pinakamataas na lalim: dalawa sa kanila ay tumatawid sa marka ng 12 kilometro, dalawa pa ang hindi umabot sa 200-400 metro lamang. Tandaan na ang lalim ng Mariana Trench ay mas mababa ng isang kilometro - 10,994 metro kumpara sa antas ng dagat.
Pahalang (kaliwa) at patayong projection ng SG-3 trajectories
Yu.N. Yakovlev et al. / Bulletin ng Kola Scientific Center ng Russian Academy of Sciences, 2014
Bukod dito, ito ay isang pagkakamali na malasahan ang balon bilang isang linya ng tubo. Dahil sa ang katunayan na sa iba't ibang kalaliman ang mga bato ay may iba't ibang mga mekanikal na katangian, ang drill sa panahon ng trabaho ay lumihis sa hindi gaanong siksik na mga lugar. Samakatuwid, sa isang malaking sukat, ang profile ng Kola Superdeep ay mukhang isang bahagyang hubog na wire na may ilang mga sanga.
Papalapit sa balon ngayon, makikita lamang natin ang itaas na bahagi - isang metal na hatch na naka-screw sa bibig na may labindalawang napakalaking bolts. Nagkamali ang inskripsiyon dito, ang tamang lalim ay 12,262 metro.
Paano na-drill ang isang malalim na balon?
Upang magsimula, dapat tandaan na ang SG-3 ay orihinal na nilikha para sa mga layuning pang-agham. Pinili ng mga mananaliksik na mag-drill ng isang lugar kung saan ang mga sinaunang bato ay dumating sa ibabaw ng lupa - hanggang sa tatlong bilyong taong gulang. Ang isa sa mga argumento sa paggalugad ay ang mga batang sedimentary na bato ay pinag-aralan nang mabuti sa panahon ng paggawa ng langis, at wala pang naka-drill nang malalim sa sinaunang mga layer. Bilang karagdagan, mayroon ding malalaking deposito ng tanso-nikel, na ang paggalugad ay magiging kapaki-pakinabang na karagdagan sa pang-agham na misyon ng balon.
Nagsimula ang pagbabarena noong 1970. Ang unang bahagi ng balon ay na-drill gamit ang isang Uralmash-4E serial rig - kadalasang ginagamit ito para sa pagbabarena ng mga balon ng langis. Ang pagbabago ng pag-install ay naging posible upang maabot ang lalim na 7 kilometro 263 metro. Inabot ng apat na taon. Pagkatapos ay binago ang pag-install sa "Uralmash-15000", na pinangalanang ayon sa nakaplanong lalim ng balon - 15 kilometro. Ang bagong drilling rig ay partikular na idinisenyo para sa Kola Superdeep: ang pagbabarena sa napakalalim na kalaliman ay nangangailangan ng seryosong pagpipino ng mga kagamitan at materyales. Halimbawa, ang bigat ng drill string lamang sa 15-kilometrong lalim ay umabot sa 200 tonelada. Ang mismong pag-install ay maaaring magbuhat ng mga load ng hanggang 400 tonelada.
Ang drill string ay binubuo ng mga tubo na konektado sa bawat isa. Sa tulong nito, ibinababa ng mga inhinyero ang tool sa pagbabarena sa ilalim ng balon, at tinitiyak din nito ang operasyon nito. Sa dulo ng haligi, ang mga espesyal na 46-meter turbodrills ay na-install, na hinimok ng isang stream ng tubig mula sa ibabaw. Ginawa nilang posible na paikutin ang tool sa pagdurog ng bato nang hiwalay mula sa buong hanay.
Ang mga piraso kung saan ang drill string ay pinutol sa granite ay nagbubunga ng mga asosasyon na may mga futuristic na detalye mula sa robot - ilang mga umiikot na spiked disk na konektado sa turbine mula sa itaas. Ang isang ganoong bit ay sapat lamang para sa apat na oras ng trabaho - ito ay halos tumutugma sa isang daanan na 7-10 metro, pagkatapos nito ang buong drill string ay dapat na itaas, i-disassemble at pagkatapos ay ibababa muli. Ang patuloy na pagbaba at pag-akyat mismo ay umabot ng hanggang 8 oras.
Kahit na ang mga tubo para sa column sa Kola Superdeep ay kailangang gumamit ng mga hindi pangkaraniwang bagay. Sa lalim, ang temperatura at presyon ay unti-unting tumataas, at, gaya ng sinasabi ng mga inhinyero, sa mga temperatura sa itaas 150-160 degrees, ang bakal ng mga serial pipe ay lumalambot at humahawak ng maraming toneladang load - dahil dito, ang posibilidad ng mapanganib na mga deformasyon at pagkasira ng pagtaas ng column. Samakatuwid, pinili ng mga developer ang mas magaan at lumalaban sa init na mga aluminyo na haluang metal. Ang bawat isa sa mga tubo ay may haba na mga 33 metro at diameter na mga 20 sentimetro - medyo mas makitid kaysa sa balon mismo.
Gayunpaman, kahit na ang mga espesyal na dinisenyo na materyales ay hindi makatiis sa mga kondisyon ng pagbabarena. Matapos ang unang pitong kilometrong seksyon, umabot ng halos sampung taon at higit sa 50 kilometro ng mga tubo upang higit pang mag-drill hanggang sa markang 12,000 metro. Ang mga inhinyero ay nahaharap sa katotohanan na sa ibaba ng pitong kilometro ang mga bato ay naging hindi gaanong siksik at nabali - malapot para sa drill. Bilang karagdagan, ang wellbore mismo ay nasira ang hugis nito at naging elliptical. Dahil dito, ilang ulit na naputol ang tali, at, dahil hindi na ito maiangat, napilitan ang mga inhinyero na ikonkreto ang sanga ng balon at muling dumaan sa wellbore, na nag-aaksaya ng mga taon ng trabaho.
Isa sa mga malalaking aksidenteng ito ang nagpilit sa mga driller noong 1984 na magkonkreto ng isang sanga ng balon na umabot sa lalim na 12,066 metro. Kinailangang simulan muli ang pagbabarena mula sa 7-kilometrong marka. Ito ay nauna sa isang paghinto sa trabaho sa balon - sa sandaling iyon ang pagkakaroon ng SG-3 ay na-declassify, at ang internasyonal na geological congress na Geoexpo ay ginanap sa Moscow, ang mga delegado kung saan binisita ang bagay.
Ayon sa mga nakasaksi sa aksidente, pagkatapos ng pagpapatuloy ng trabaho, ang haligi ay nag-drill ng isang balon na siyam na metro pababa. Pagkatapos ng apat na oras ng pagbabarena, naghanda ang mga manggagawa na iangat ang haligi pabalik, ngunit "hindi ito umalis." Nagpasya ang mga driller na ang tubo sa isang lugar ay "natigil" sa mga dingding ng balon, at nadagdagan ang lakas ng pag-aangat. Ang workload ay nabawasan nang husto. Unti-unting i-disassembling ang string sa 33-meter na mga kandila, naabot ng mga manggagawa ang susunod na segment, na nagtatapos sa isang hindi pantay na mas mababang gilid: ang turbodrill at isa pang limang kilometro ng mga tubo ay nanatili sa balon, hindi sila maiangat.
Nagawa ng mga driller na maabot muli ang 12-kilometrong marka noong 1990, sa parehong oras na naitakda ang dive record - 12,262 metro. Pagkatapos ay nagkaroon ng isang bagong aksidente, at mula noong 1994, ang paggawa sa balon ay itinigil.
Ang pang-agham na misyon ng ultra-deep
Pattern ng seismic test sa SG-3
"Kola superdeep" Ministry of Geology ng USSR, publishing house na "Nedra", 1984
Ang balon ay sinisiyasat ng isang buong hanay ng mga heolohikal at geopisiko na pamamaraan, mula sa core collection (isang hanay ng mga bato na tumutugma sa ibinigay na lalim) at nagtatapos sa radiation at seismological measurements. Halimbawa, ang core ay kinuha gamit ang mga core receiver na may mga espesyal na drill - mukhang mga tubo na may tulis-tulis ang mga gilid. Sa gitna ng mga tubo na ito ay may 6-7 sentimetro na mga butas kung saan pumapasok ang bato.
Ngunit kahit na ito ay tila simple (maliban sa pangangailangan na iangat ang core na ito mula sa maraming kilometro ang lalim) na pamamaraan, ang mga paghihirap ay lumitaw. Dahil sa likido sa pagbabarena - ang parehong isa na nagtatakda ng paggalaw ng drill - ang core ay puspos ng likido at binago ang mga katangian nito. Bilang karagdagan, ang mga kondisyon sa lalim at sa ibabaw ng lupa ay ibang-iba - ang mga sample ay nag-crack mula sa pagkakaiba ng presyon.
Sa iba't ibang kalaliman, ang core yield ay ibang-iba. Kung sa limang kilometro mula sa isang 100-meter na segment posible na mabilang sa 30 sentimetro ng core, pagkatapos ay sa lalim ng higit sa siyam na kilometro, sa halip na isang haligi ng mga bato, ang mga geologist ay nakatanggap ng isang hanay ng mga washers mula sa siksik na bato.
Micrograph ng mga bato na nakataas mula sa lalim na 8028 metro
"Kola superdeep" Ministry of Geology ng USSR, publishing house na "Nedra", 1984
Ang mga pag-aaral ng materyal na itinaas mula sa balon ay humantong sa ilang mahahalagang konklusyon. Una, ang istraktura ng crust ng lupa ay hindi maaaring gawing simple sa isang komposisyon ng ilang mga layer. Ito ay dati nang ipinahiwatig ng seismological data - nakita ng mga geophysicist ang mga alon na tila sinasalamin mula sa isang makinis na hangganan. Ipinakita ng mga pag-aaral sa SG-3 na ang ganitong visibility ay maaari ding mangyari sa isang kumplikadong pamamahagi ng mga bato.
Ang palagay na ito ay nakakaapekto sa disenyo ng balon - inaasahan ng mga siyentipiko na sa lalim na pitong kilometro ang baras ay papasok sa mga basalt na bato, ngunit hindi rin sila nagtagpo sa markang 12 kilometro. Ngunit sa halip na basalt, natuklasan ng mga geologist ang mga bato na may malaking bilang ng mga bitak at mababang density, na hindi inaasahan sa lahat mula sa maraming kilometro ng lalim. Bukod dito, ang mga bakas ng tubig sa lupa ay natagpuan sa mga bitak - iminungkahi pa na sila ay nabuo sa pamamagitan ng direktang reaksyon ng oxygen at hydrogen sa kapal ng Earth.
Kabilang sa mga siyentipikong resulta, mayroon ding mga inilapat - halimbawa, sa mababaw na kalaliman, natagpuan ng mga geologist ang isang abot-tanaw ng mga copper-nickel ores na angkop para sa pagmimina. At sa lalim na 9.5 kilometro, natuklasan ang isang layer ng geochemical anomalya ng ginto - ang mga butil ng micrometer ng katutubong ginto ay naroroon sa bato. Ang mga konsentrasyon ay umabot sa gramo bawat tonelada ng bato. Gayunpaman, hindi malamang na ang pagmimina mula sa ganoong kalaliman ay magiging kapaki-pakinabang. Ngunit ang mismong pag-iral at pag-aari ng layer na nagdadala ng ginto ay naging posible upang linawin ang mga modelo ng ebolusyon ng mga mineral - petrogenesis.
Hiwalay, kinakailangang pag-usapan ang tungkol sa mga pag-aaral ng mga gradient ng temperatura at radiation. Para sa mga naturang eksperimento, ginagamit ang mga instrumento sa downhole, na ibinababa sa mga wire-cable. Ang malaking problema ay upang matiyak ang kanilang pag-synchronize sa kagamitan sa lupa, pati na rin upang matiyak ang operasyon sa mahusay na kalaliman. Halimbawa, ang mga paghihirap ay lumitaw sa katotohanan na ang mga cable, na may haba na 12 kilometro, ay nakaunat ng halos 20 metro, na maaaring lubos na mabawasan ang katumpakan ng data. Upang maiwasan ito, ang mga geophysicist ay kailangang lumikha ng mga bagong pamamaraan para sa pagmamarka ng mga distansya.
Karamihan sa mga komersyal na tool ay hindi idinisenyo upang gumana sa malupit na mga kondisyon ng mas mababang mga tier ng balon. Samakatuwid, para sa pananaliksik sa malalim na kalaliman, gumamit ang mga siyentipiko ng kagamitang partikular na idinisenyo para sa Kola Superdeep.
Ang pinakamahalagang resulta ng geothermal research ay mas mataas na temperatura gradients kaysa sa inaasahang makikita. Malapit sa ibabaw, ang rate ng pagtaas ng temperatura ay 11 degrees bawat kilometro, sa lalim ng dalawang kilometro - 14 degrees bawat kilometro. Sa pagitan mula 2.2 hanggang 7.5 kilometro, ang temperatura ay tumaas sa bilis na lumalapit sa 24 degrees bawat kilometro, bagaman ang mga umiiral na modelo ay hinulaang isang halaga ng isa at kalahating beses na mas mababa. Bilang resulta, nasa lalim na ng limang kilometro, naitala ng mga instrumento ang temperatura na 70 degrees Celsius, at sa pamamagitan ng 12 kilometro ang halagang ito ay umabot sa 220 degrees Celsius.
Ang balon ng Kola Superdeep ay naging hindi katulad ng iba pang mga balon - halimbawa, kapag sinusuri ang paglabas ng init ng mga bato ng kalasag ng kristal ng Ukrainian at mga batholith ng Sierra Nevada, ipinakita ng mga geologist na ang paglabas ng init ay bumababa nang may lalim. Sa SG-3, sa kabaligtaran, ito ay lumago. Bukod dito, ipinakita ng mga sukat na ang pangunahing pinagmumulan ng init, na nagbibigay ng 45-55 porsiyento ng daloy ng init, ay ang pagkabulok ng mga radioactive na elemento.
Sa kabila ng katotohanan na ang lalim ng balon ay tila napakalaki, hindi ito umabot sa kahit isang katlo ng kapal ng crust ng lupa sa Baltic Shield. Tinataya ng mga geologist na ang base ng crust ng lupa sa lugar na ito ay tumatakbo nang halos 40 kilometro sa ilalim ng lupa. Samakatuwid, kahit na naabot ng SG-3 ang nakaplanong 15-kilometrong cutoff, hindi pa rin natin maaabot ang mantle.
Ang ganitong ambisyosong gawain ay itinakda ng mga Amerikanong siyentipiko nang bumuo ng proyekto ng Mohol. Binalak ng mga geologist na maabot ang hangganan ng Mohorovichich - isang lugar sa ilalim ng lupa kung saan mayroong isang matalim na pagbabago sa bilis ng pagpapalaganap ng mga sound wave. Ito ay pinaniniwalaang nauugnay sa hangganan sa pagitan ng crust at mantle. Kapansin-pansin na pinili ng mga driller ang ilalim ng karagatan malapit sa isla ng Guadalupe bilang isang lugar para sa balon - ang distansya sa hangganan ay ilang kilometro lamang. Gayunpaman, ang lalim ng karagatan mismo ay umabot sa 3.5 kilometro dito, na makabuluhang kumplikado ang gawaing pagbabarena. Ang mga unang pagsubok noong 1960s ay nagpapahintulot sa mga geologist na mag-drill ng mga butas na 183 metro lamang.
Ang mga plano ay ginawa kamakailan upang buhayin ang deep ocean drilling project sa tulong ng exploration drilling vessel na JOIDES Resolution. Bilang isang bagong layunin, ang mga geologist ay pumili ng isang punto sa Indian Ocean, hindi kalayuan sa Africa. Ang lalim ng hangganan ng Mohorovichic doon ay halos 2.5 kilometro lamang. Noong Disyembre 2015 - Enero 2016, nagawa ng mga geologist na mag-drill ng isang balon na may lalim na 789 metro - ang ikalimang pinakamalaking sa mundo ng mga balon sa ilalim ng dagat. Ngunit ang halagang ito ay kalahati lamang ng kung ano ang kinakailangan sa unang yugto. Gayunpaman, plano ng koponan na bumalik at kumpletuhin ang kanilang nasimulan.
***
Ang 0.2 porsiyento ng landas patungo sa gitna ng Earth ay hindi gaanong kahanga-hangang pigura kumpara sa laki ng paglalakbay sa kalawakan. Gayunpaman, dapat itong isipin na ang hangganan ng solar system ay hindi dumadaan sa orbit ng Neptune (o kahit na ang Kuiper belt). Ang gravity ng Araw ay nananaig sa ibabaw ng isang bituin hanggang sa mga distansyang dalawang light years mula sa bituin. Kaya't kung maingat mong kalkulahin ang lahat, lumalabas na ang Voyager 2 ay lumipad lamang ng ikasampu ng isang porsyento ng landas patungo sa labas ng aming system.
Samakatuwid, huwag mabalisa sa kakaunting alam natin sa "loob" ng ating sariling planeta. Ang mga geologist ay may sariling mga teleskopyo - pananaliksik sa seismic - at kanilang sariling ambisyosong mga plano upang masakop ang mga bituka. At kung nagawa na ng mga astronomo na hawakan ang isang solidong bahagi ng mga celestial na katawan sa solar system, kung gayon ang mga geologist ay may lahat ng mga pinaka-kagiliw-giliw na bagay na darating.
Vladimir Korolev
Ang mga pag-aaral sa lupa ay nagpapatunay: ang buwan ay humiwalay sa Kola Peninsula
Kola superdeep sa section
Kola Superdeep
Diumano, sa paglapit sa ika-13 kilometro, ang mga instrumento ay nagtala ng kakaibang ingay na nagmumula sa bituka ng planeta - ang mga dilaw na pahayagan ay nagkakaisang tiniyak na tanging ang mga sigaw ng mga makasalanan mula sa underworld ang maaaring tumunog nang ganito. Ilang segundo pagkatapos ng hitsura ng isang kakila-kilabot na tunog, isang pagsabog ang kumulog ...
Space sa ilalim ng iyong mga paa
Sa huling bahagi ng 70s at unang bahagi ng 80s, ang pagkuha ng trabaho sa Kola Superdeep, bilang mga naninirahan sa nayon ng Zapolyarny sa rehiyon ng Murmansk na pamilyar sa balon, ay mas mahirap kaysa sa pagpasok sa cosmonaut corps. Mula sa daan-daang aplikante, isa o dalawa ang napili. Kasama ang order para sa trabaho, ang mga masuwerteng nakatanggap ng isang hiwalay na apartment at isang suweldo na katumbas ng doble o triple ang suweldo ng mga propesor sa Moscow. Mayroong 16 na laboratoryo ng pananaliksik na nagtatrabaho sa balon nang sabay-sabay, bawat isa ay kasing laki ng karaniwang halaman. Ang mga Aleman lamang ang naghukay sa lupa na may ganoong pagtitiyaga, ngunit, tulad ng pinatutunayan ng Guinness Book of Records, ang pinakamalalim na balon ng Aleman ay halos kalahati ng haba ng atin.
Ang malalayong mga kalawakan ay pinag-aralan ng sangkatauhan nang mas mahusay kaysa sa nasa ilalim ng crust ng lupa ilang kilometro mula sa atin. Ang Kola Superdeep ay isang uri ng teleskopyo sa misteryosong panloob na mundo ng planeta.
Mula noong simula ng ika-20 siglo, pinaniniwalaan na ang Earth ay binubuo ng isang crust, isang mantle, at isang core. Kasabay nito, wala talagang makapagsasabi kung saan nagtatapos ang isang layer at magsisimula ang susunod. Hindi alam ng mga siyentipiko kung ano, sa katunayan, ang mga layer na ito ay binubuo. Mga 40 taon na ang nakalilipas, natitiyak nila na ang layer ng mga granite ay nagsisimula sa lalim na 50 metro at nagpapatuloy hanggang 3 kilometro, at pagkatapos ay darating ang mga basalt. Inaasahang sasalubungin nito ang mantle sa lalim na 15–18 kilometro. Sa katotohanan, ang lahat ay naging ganap na naiiba. At kahit na isinulat pa rin ng mga aklat-aralin sa paaralan na ang Earth ay binubuo ng tatlong layer, pinatunayan ng mga siyentipiko mula sa Kola Superdeep na hindi ito ganoon.
Baltic Shield
Ang mga proyekto para sa paglalakbay nang malalim sa Earth ay lumitaw noong unang bahagi ng 60s sa ilang mga bansa nang sabay-sabay. Sinubukan nilang mag-drill ng mga balon sa mga lugar kung saan dapat ay mas manipis ang crust - ang layunin ay maabot ang mantle. Halimbawa, ang mga Amerikano ay nag-drill sa lugar ng isla ng Maui, Hawaii, kung saan, ayon sa mga pag-aaral ng seismic, ang mga sinaunang bato ay napupunta sa ilalim ng sahig ng karagatan at ang mantle ay matatagpuan sa lalim na mga 5 kilometro sa ilalim ng apat na kilometro. haligi ng tubig. Naku, wala ni isang ocean drilling rig ang nakatagos ng mas malalim kaysa 3 kilometro. Sa pangkalahatan, halos lahat ng mga proyekto ng ultra-deep well ay misteryosong natapos sa lalim na tatlong kilometro. Sa sandaling ito nagsimulang may kakaibang nangyari sa mga Boer: alinman ay nahulog sila sa hindi inaasahang sobrang init na mga lugar, o tila nakagat sila ng ilang hindi pa nagagawang halimaw. Mas malalim sa 3 kilometro, 5 balon lamang ang nakalusot, 4 sa mga ito ay Sobyet. At tanging ang Kola Superdeep lamang ang nakatakdang malampasan ang marka ng 7 kilometro.
Ang mga paunang proyekto sa domestic ay kasangkot din sa pagbabarena sa ilalim ng tubig - sa Dagat ng Caspian o sa Baikal. Ngunit noong 1963, kinumbinsi ng drilling scientist na si Nikolai Timofeev ang State Committee for Science and Technology ng USSR na ang isang balon ay dapat likhain sa kontinente. Bagaman ang pagbabarena ay tatagal ng walang katulad, naniniwala siya, ang balon ay magiging mas mahalaga mula sa isang pang-agham na pananaw, dahil ito ay sa kapal ng mga kontinental na plato noong sinaunang panahon kung saan naganap ang pinakamahalagang paggalaw ng mga terrestrial na bato. Ang punto ng pagbabarena ay pinili sa Kola Peninsula hindi sa pamamagitan ng pagkakataon. Ang peninsula ay matatagpuan sa tinatawag na Baltic Shield, na binubuo ng mga pinaka sinaunang bato na kilala sa sangkatauhan.
Ang isang multi-kilometrong hiwa ng mga layer ng Baltic Shield ay isang malinaw na kasaysayan ng planeta sa nakalipas na 3 bilyong taon.
Mananakop ng Kalaliman
Ang hitsura ng Kola drilling rig ay may kakayahang biguin ang karaniwang tao. Ang balon ay hindi mukhang minahan na iginuhit ng ating imahinasyon para sa atin. Walang mga pagbaba sa ilalim ng lupa, isang drill lamang na may diameter na higit sa 20 sentimetro ang napupunta sa kapal. Ang isang haka-haka na seksyon ng Kola super-deep well ay mukhang isang manipis na karayom na tumusok sa kapal ng lupa. Ang isang drill na may maraming mga sensor, na matatagpuan sa dulo ng karayom, ay itinaas at ibinababa sa loob ng ilang araw. Ang mas mabilis ay imposible: ang pinakamatibay na composite cable ay maaaring masira sa ilalim ng sarili nitong timbang.
Kung ano ang nangyayari sa kalaliman ay hindi alam ng tiyak. Ang temperatura sa paligid, ingay at iba pang mga parameter ay ipinapadala paitaas na may isang minutong pagkaantala. Gayunpaman, sinasabi ng mga driller na kahit na ang gayong pakikipag-ugnay sa piitan ay maaaring seryosong nakakatakot. Ang mga tunog na nagmumula sa ibaba ay talagang parang hiyawan at alulong. Dito maaari tayong magdagdag ng mahabang listahan ng mga aksidente na nagmumulto sa Kola superdeep nang umabot ito sa lalim na 10 kilometro. Dalawang beses na kinuha ang drill na natunaw, bagaman ang mga temperatura kung saan maaari itong matunaw ay maihahambing sa temperatura ng ibabaw ng Araw. Sa sandaling ang cable ay tila hinila mula sa ibaba - at pinutol. Kasunod nito, kapag ang pagbabarena sa parehong lugar, walang mga labi ng cable ang natagpuan. Kung ano ang sanhi ng mga ito at marami pang ibang mga aksidente ay isang misteryo pa rin. Gayunpaman, hindi sila ang dahilan para ihinto ang pagbabarena ng mga bituka ng Baltic Shield.
12,000 metro ng pagtuklas at ilang impiyerno
"Mayroon kaming pinakamalalim na butas sa mundo - ito ang dapat mong gamitin!" - mapait na bulalas ng permanenteng direktor ng sentro ng pananaliksik at produksyon na "Kola Superdeep" na si David Guberman. Sa unang 30 taon ng pagkakaroon ng Kola Superdeep, ang Sobyet at pagkatapos ay ang mga siyentipikong Ruso ay nakalusot sa lalim na 12,262 metro. Ngunit mula noong 1995, ang pagbabarena ay itinigil: walang sinumang tutustusan ang proyekto. Ang inilalaan sa loob ng balangkas ng mga programang pang-agham ng UNESCO ay sapat lamang upang mapanatili ang istasyon ng pagbabarena sa kaayusan at pag-aralan ang mga dati nang nakuhang sample ng bato.
Ikinalulungkot ni Huberman kung gaano karaming mga siyentipikong pagtuklas ang naganap sa Kola Superdeep. Literal na ang bawat metro ay isang paghahayag. Ipinakita ng balon na halos lahat ng dati nating kaalaman tungkol sa istruktura ng crust ng lupa ay hindi tama. Ito ay lumabas na ang Earth ay hindi katulad ng isang layer cake. "Hanggang sa 4 na kilometro, ang lahat ay napunta ayon sa teorya, at pagkatapos ay nagsimula ang katapusan ng mundo," sabi ni Huberman. Nangako ang mga teorista na ang temperatura ng Baltic Shield ay mananatiling medyo mababa hanggang sa lalim na hindi bababa sa 15 kilometro. Alinsunod dito, posibleng maghukay ng balon hanggang sa halos 20 kilometro, hanggang sa mantle lang. Ngunit nasa 5 kilometro na, ang temperatura ng kapaligiran ay lumampas sa 700C, sa pito - higit sa 1200C, at sa lalim ng 12 ito ay nagprito nang mas malakas kaysa sa 2200C - 1000C na mas mataas kaysa sa hinulaang. Kinuwestiyon ng Kola drillers ang teorya ng layered structure ng crust ng earth - kahit man lang sa range hanggang 12,262 meters. Kami ay tinuruan sa paaralan: may mga batang bato, granite, basalts, isang mantle at isang core. Ngunit ang mga granite ay naging 3 kilometro na mas mababa kaysa sa inaasahan. Sumunod ay ang basalts. Hindi sila natagpuan sa lahat. Ang lahat ng pagbabarena ay naganap sa granite layer. Ito ay isang napakahalagang pagtuklas, dahil ang lahat ng aming mga ideya tungkol sa pinagmulan at pamamahagi ng mga mineral ay konektado sa teorya ng layered na istraktura ng Earth.
Isa pang sorpresa: ang buhay sa planetang Earth ay bumangon, lumalabas, 1.5 bilyong taon nang mas maaga kaysa sa inaasahan. Sa kalaliman kung saan pinaniniwalaan na walang organikong bagay, natagpuan ang 14 na uri ng fossilized microorganism - ang edad ng malalim na mga layer ay lumampas sa 2.8 bilyong taon. Sa mas malaking kalaliman, kung saan wala nang mga sedimentary na bato, lumitaw ang methane sa malalaking konsentrasyon. Ito ay ganap at lubos na sinira ang teorya ng biyolohikal na pinagmulan ng mga hydrocarbon tulad ng langis at gas.
Mga demonyo
Mayroon ding halos kamangha-manghang mga sensasyon. Noong huling bahagi ng dekada 70, ang istasyon ng awtomatik na espasyo ng Soviet ay nagdala ng 124 gramo ng lunar na lupa sa Earth, natuklasan ng mga mananaliksik ng Kola Science Center na ito ay parang dalawang patak ng tubig na katulad ng mga sample mula sa lalim na 3 kilometro. At lumitaw ang isang hypothesis: ang buwan ay humiwalay sa Kola Peninsula. Ngayon hinahanap nila kung saan eksakto. Siyanga pala, ang mga Amerikano, na nagdala ng kalahating toneladang lupa mula sa buwan, ay walang ginawang matino dito. Inilagay sa mga selyadong lalagyan at iniwan para sa pagsasaliksik sa mga susunod na henerasyon.
Sa kasaysayan ng Kola Superdeep, hindi ito walang mistisismo. Opisyal, tulad ng nabanggit na, tumigil ang balon dahil sa kakulangan ng pondo. Nagkataon man o hindi - ngunit noong 1995 na ang isang malakas na pagsabog ng hindi kilalang kalikasan ay narinig sa kailaliman ng minahan. Ang mga mamamahayag ng isang pahayagan sa Finnish ay sumabog sa mga naninirahan sa Zapolyarny - at ang mundo ay nagulat sa kuwento ng isang demonyo na lumilipad palabas sa mga bituka ng planeta.
“Nang tanungin ako tungkol sa misteryosong kwentong ito sa UNESCO, hindi ko alam kung ano ang isasagot ko. Sa isang banda, ito ay kalokohan. Sa kabilang banda, ako, bilang isang matapat na siyentipiko, ay hindi masasabi na alam ko kung ano ang eksaktong nangyari dito. Isang kakaibang ingay ang naitala, pagkatapos ay nagkaroon ng pagsabog ... Pagkalipas ng ilang araw, walang katulad na natagpuan sa parehong lalim, "paggunita ng Academician na si David Huberman.
Medyo hindi inaasahan para sa lahat, ang mga hula ni Alexei Tolstoy mula sa nobelang "The Hyperboloid of Engineer Garin" ay nakumpirma. Sa lalim na mahigit 9.5 kilometro, natuklasan nila ang isang tunay na kamalig ng lahat ng uri ng mineral, partikular na ang ginto. Isang tunay na layer ng olivine, mahusay na hinulaang ng manunulat. Ang ginto sa loob nito ay 78 gramo bawat tonelada. Sa pamamagitan ng paraan, ang pang-industriya na produksyon ay posible sa isang konsentrasyon ng 34 gramo bawat tonelada. Marahil sa malapit na hinaharap ang sangkatauhan ay magagawang samantalahin ang kayamanan na ito.
Super malalim na pagbabarena
Ayon sa umiiral na pag-uuri, ang mga balon na may lalim na 3,000-6,000 m ay inuri bilang malalim, at ang mga balon na may lalim na 6,000 m o higit pa ay inuri bilang ultra-deep.
Noong 1958, lumitaw ang Mohol ultra-deep drilling program sa Estados Unidos. Ito ay isa sa pinaka matapang at mahiwagang proyekto ng post-war America. Tulad ng maraming iba pang mga programa, ang Mohol ay idinisenyo upang lampasan ang USSR sa tunggalian ng siyensya sa pamamagitan ng pagtatakda ng isang world record sa ultra-deep na pagbabarena. Ang pangalan ng proyekto ay nagmula sa mga salitang "Mohorovićić" - ang pangalan ng isang Croatian scientist na nakilala ang interface sa pagitan ng crust at mantle ng earth - ang hangganan ng Moho, at "hole", na sa Ingles ay nangangahulugang "well". Ang mga tagalikha ng programa ay nagpasya na mag-drill sa karagatan, kung saan, ayon sa mga geophysicist, ang crust ng lupa ay mas manipis kaysa sa mga kontinente. Kinakailangan na ibaba ang mga tubo ng ilang kilometro sa tubig, pumunta ng 5 kilometro ng sahig ng karagatan at maabot ang itaas na mantle.
Noong Abril 1961, sa labas ng isla ng Guadeloupe sa Dagat Caribbean, kung saan ang haligi ng tubig ay umabot sa 3.5 km, ang mga geologist ay nag-drill ng limang balon, ang pinakamalalim na kung saan ay pumasok sa ilalim sa 183 metro. Ayon sa paunang mga kalkulasyon, sa lugar na ito, sa ilalim ng mga sedimentary na bato, inaasahan nilang matugunan ang itaas na layer ng crust ng lupa - granite. Ngunit ang core na itinaas mula sa ilalim ng mga sediment ay naglalaman ng mga purong basalts - isang uri ng antipode ng mga granite. Ang resulta ng pagbabarena ay nasiraan ng loob at sa parehong oras ay nagbigay inspirasyon sa mga siyentipiko, nagsimula silang maghanda ng isang bagong yugto ng pagbabarena. Ngunit nang ang halaga ng proyekto ay lumampas sa $100 milyon, ang US Congress ay huminto sa pagpopondo. Hindi sinagot ng "Mohol" ang alinman sa mga tanong na ibinibigay, ngunit ipinakita nito ang pangunahing bagay - posible ang ultra-deep na pagbabarena sa karagatan.
Simula noon, nagkasakit ang mundo sa ultra-deep na pagbabarena. Sa Estados Unidos, isang bagong programa para sa pag-aaral sa sahig ng karagatan (Deep Sea Drilling Project) ang inihahanda. Partikular na itinayo para sa proyektong ito, ang Glomar Challenger vessel ay gumugol ng ilang taon sa tubig ng iba't ibang karagatan at dagat, na nag-drill ng halos 800 na balon sa ilalim ng mga ito, na umaabot sa pinakamataas na lalim na 760 m. Sa kalagitnaan ng dekada 1980, nakumpirma ang mga resulta ng pagbabarena sa labas ng pampang. ang teorya ng plate tectonics. Ang geology bilang isang agham ay ipinanganak muli. Samantala, ang Russia ay nagpunta sa sarili nitong paraan. Ang interes sa problema, na nagising sa tagumpay ng Estados Unidos, ay nagresulta sa programang "Pag-aaral ng mga bituka ng Earth at ultra-deep na pagbabarena", ngunit hindi sa karagatan, ngunit sa kontinente. Sa kabila ng mga siglo ng kasaysayan, ang continental drilling ay tila isang ganap na bagong bagay. Pagkatapos ng lahat, ito ay tungkol sa dating hindi matamo na lalim - higit sa 7 kilometro. Noong 1962, inaprubahan ni Nikita Khrushchev ang programang ito, bagama't ginagabayan siya ng mga motibong pampulitika kaysa sa mga siyentipiko. Ayaw niyang mahuli sa Estados Unidos.
Ang kilalang oilman, Doctor of Technical Sciences na si Nikolay Timofeev, ang namuno sa bagong likhang laboratoryo sa Institute of Drilling Technology. Siya ay inutusan na patunayan ang posibilidad ng ultra-deep na pagbabarena sa mga mala-kristal na bato - mga granite at gneisses. Ang pananaliksik ay tumagal ng 4 na taon, at noong 1966 ang mga eksperto ay naglabas ng hatol - posible na mag-drill, at hindi kinakailangan sa teknolohiya ng bukas, ang kagamitan na naroroon ay sapat na. Ang pangunahing problema ay ang init sa lalim. Ayon sa mga kalkulasyon, habang ito ay tumagos sa mga bato na bumubuo sa crust ng lupa, ang temperatura ay dapat tumaas ng 1 degree bawat 33 metro. Nangangahulugan ito na sa lalim na 10 km dapat nating asahan ang tungkol sa 300°C, at sa 15 km - halos 500°C. Ang mga tool at device sa pagbabarena ay hindi makatiis sa gayong pag-init. Kinakailangan na maghanap ng isang lugar kung saan ang mga bituka ay hindi masyadong mainit ...
Ang nasabing lugar ay natagpuan - isang sinaunang mala-kristal na kalasag ng Kola Peninsula. Ang ulat, na inihanda sa Institute of Physics of the Earth, ay nagsabi: sa bilyun-bilyong taon ng pagkakaroon nito, ang Kola shield ay lumamig, ang temperatura sa lalim na 15 km ay hindi lalampas sa 150 ° C. At ang mga geophysicist ay naghanda ng tinatayang seksyon ng mga bituka ng Kola Peninsula. Ayon sa kanila, ang unang 7 kilometro ay granite strata ng itaas na bahagi ng crust ng lupa, pagkatapos ay nagsisimula ang basalt layer. Pagkatapos ang ideya ng isang dalawang-layer na istraktura ng crust ng lupa ay karaniwang tinanggap. Ngunit sa paglaon, ang parehong physicist at geophysicist ay mali. Ang lugar ng pagbabarena ay pinili sa hilagang dulo ng Kola Peninsula malapit sa Lake Vilgiskoddeoaivinjärvi. Sa Finnish, nangangahulugang "Sa ilalim ng lobo na bundok", bagaman walang bundok o lobo sa lugar na iyon. Ang pagbabarena ng balon, na ang lalim ng disenyo ay 15 kilometro, ay nagsimula noong Mayo 1970. Ang pagbabarena ng Kola well SG-3 ay hindi nangangailangan ng paglikha ng panimula ng mga bagong device at higanteng makina. Nagsimula kaming magtrabaho sa kung ano ang mayroon na kami: ang Uralmash 4E unit na may kapasidad na nakakataas na 200 tonelada at mga light-alloy na tubo. Ang talagang kailangan sa oras na iyon ay hindi karaniwang mga teknolohikal na solusyon. Sa katunayan, sa mga solidong mala-kristal na bato, walang sinuman ang nag-drill sa napakalalim, at kung ano ang naroroon, naisip lamang nila sa mga pangkalahatang termino. Gayunpaman, naunawaan ng mga nakaranasang driller na gaano man kadetalye ang proyekto, ang tunay na balon ay magiging mas kumplikado. Pagkalipas ng 5 taon, nang ang lalim ng balon ng SG-3 ay lumampas sa 7 kilometro, isang bagong drilling rig na "Uralmash 15,000" ang na-install - isa sa pinakamoderno sa oras na iyon. Makapangyarihan, maaasahan, na may awtomatikong tripping mechanism, maaari itong makatiis ng pipe string hanggang 15 km ang haba. Ang drilling rig ay naging isang tore na ganap na may saplot na may taas na 68 m, na tumatanggi sa malakas na hangin na humahampas sa Arctic. Ang isang mini-factory, siyentipikong laboratoryo at isang pangunahing pasilidad ng imbakan ay lumaki sa malapit. Kapag nag-drill sa mababaw na kalaliman, isang motor na umiikot sa isang string ng mga tubo na may drill sa dulo ay naka-install sa ibabaw. Ang drill ay isang iron cylinder na may mga ngipin na gawa sa mga diamante o matitigas na haluang metal - isang korona. Ang koronang ito ay kumagat sa mga bato at pinutol sa kanila ang isang manipis na haligi - core. Upang palamig ang tool at alisin ang maliliit na labi mula sa balon, ang pagbabarena ng likido ay iniksyon dito - likidong luad, na umiikot sa lahat ng oras sa pamamagitan ng wellbore, tulad ng dugo sa mga sisidlan. Pagkaraan ng ilang oras, ang mga tubo ay itinaas sa ibabaw, napalaya mula sa core, ang korona ay binago at ang haligi ay ibinaba muli sa ilalim ng butas. Ito ay kung paano gumagana ang normal na pagbabarena. At kung ang haba ng bariles ay 10-12 kilometro na may diameter na 215 milimetro? Ang string ng mga tubo ay nagiging ang thinnest thread ibinaba sa balon. Paano ito pamahalaan? Paano makita kung ano ang nangyayari sa mukha? Samakatuwid, sa balon ng Kola, ang mga miniature turbine ay na-install sa ilalim ng drill string, inilunsad sila sa pamamagitan ng pagbabarena ng likido na iniksyon sa pamamagitan ng mga tubo sa ilalim ng presyon. Pinaikot ng mga turbin ang carbide bit at pinutol ang core. Ang buong teknolohiya ay mahusay na binuo, ang operator sa control panel ay nakita ang pag-ikot ng korona, alam ang bilis nito at maaaring kontrolin ang proseso. Bawat 8-10 metro, isang multi-kilometrong hanay ng mga tubo ang kailangang itaas. Ang pagbaba at pag-akyat ay tumagal ng kabuuang 18 oras. 7 kilometro - ang marka para sa Kola superdeep na nakamamatay. Sa likod nito nagsimula ang hindi alam, maraming aksidente at patuloy na pakikibaka sa mga bato. Ang bariles ay hindi maaaring panatilihing patayo. Nang natakpan ang 12 km sa unang pagkakataon, ang balon ay lumihis mula sa patayo ng 21°. Bagaman natutunan na ng mga driller na magtrabaho kasama ang hindi kapani-paniwalang kurbada ng puno ng kahoy, imposibleng pumunta pa. Ang balon ay kinailangang muling i-drill mula sa markang 7 kilometro. Upang makakuha ng isang patayong butas sa matitigas na pormasyon, kailangan mo ng isang napakahigpit na ilalim ng string ng drill upang ito ay pumasok sa ilalim ng lupa tulad ng mantikilya. Ngunit ang isa pang problema ay lumitaw - ang balon ay unti-unting lumalawak, ang drill ay nakabitin dito, tulad ng sa isang baso, ang mga dingding ng bariles ay nagsisimulang gumuho at maaaring durugin ang tool. Ang solusyon sa problemang ito ay naging orihinal - ang teknolohiya ng pendulum ay inilapat. Ang drill ay artipisyal na umindayog sa balon at pinigilan ang malalakas na vibrations. Dahil dito, patayo ang puno ng kahoy.
Ang pinakakaraniwang aksidente sa anumang drilling rig ay isang pipe string break. Kadalasan ay sinusubukan nilang sakupin muli ang mga tubo, ngunit kung nangyari ito sa isang napakalalim, kung gayon ang problema ay hindi na mababawi. Walang silbi na maghanap ng isang tool sa isang 10-kilometrong balon, naghagis sila ng ganoong butas at nagsimula ng bago, medyo mas mataas. Maraming beses nangyari ang pagkasira at pagkawala ng mga tubo sa SG-3. Bilang resulta, sa ibabang bahagi nito, ang balon ay parang root system ng isang higanteng halaman. Ang pagsasanga ng balon ay nagalit sa mga driller, ngunit naging kaligayahan para sa mga geologist, na hindi inaasahang nakatanggap ng isang three-dimensional na larawan ng isang kahanga-hangang bahagi ng mga sinaunang Archean rock na nabuo higit sa 2.5 bilyong taon na ang nakalilipas.
Noong Hunyo 1990, ang SG-3 ay umabot sa lalim na 12,262 m. Sinimulan nilang ihanda ang balon para sa pagbabarena hanggang sa 14 km, at pagkatapos ay naganap muli ang isang aksidente - sa antas na 8,550 m, naputol ang string ng tubo. Ang pagpapatuloy ng trabaho ay nangangailangan ng mahabang paghahanda, pag-update ng kagamitan at mga bagong gastos. Noong 1994, ang pagbabarena ng Kola Superdeep ay itinigil. Pagkalipas ng 3 taon, nakapasok siya sa Guinness Book of Records at nananatili pa ring hindi maunahan. Ngayon ang balon ay isang laboratoryo para sa pag-aaral ng malalim na bituka. Ang SG-3 ay isang lihim na pasilidad sa simula pa lamang. Parehong ang border zone, at mga estratehikong deposito sa distrito, at siyentipikong priyoridad ang dapat sisihin. Ang unang dayuhan na bumisita sa rig ay isa sa mga pinuno ng Academy of Sciences ng Czechoslovakia. Nang maglaon, noong 1975, isang artikulo tungkol sa Kola Superdeep ang nai-publish sa Pravda na nilagdaan ng Ministro ng Geology Alexander Sidorenko. Wala pa ring mga siyentipikong publikasyon sa balon ng Kola, ngunit may ilang impormasyon na tumagas sa ibang bansa. Ang mundo ay nagsimulang matuto nang higit pa mula sa mga alingawngaw - ang pinakamalalim na balon ay na-drill sa USSR.
Ang tabing ng lihim, marahil, ay nakabitin sa ibabaw ng balon hanggang sa mismong "perestroika" kung hindi dahil sa World Geological Congress sa Moscow noong 1984. Maingat silang naghanda para sa isang malaking kaganapan sa mundo ng siyentipiko, nagtayo pa sila ng isang bagong gusali para sa Ministri ng Geology - maraming mga kalahok ang naghihintay. Ngunit ang mga dayuhang kasamahan ay pangunahing interesado sa Kola Superdeep! Ang mga Amerikano ay hindi naniniwala na mayroon tayo nito. Ang lalim ng balon noong panahong iyon ay umabot na sa 12,066 metro. Wala nang saysay na itago ang bagay. Sa Moscow, ang mga kalahok sa kongreso ay ginagamot sa isang eksibisyon ng mga tagumpay sa Russian geology, ang isa sa mga stand ay nakatuon sa SG-3 well. Ang mga eksperto mula sa buong mundo ay tumingin nang may pagkataranta sa isang ordinaryong drill head na may pagod na mga ngipin ng karbida. At ito ay kung paano sila mag-drill sa pinakamalalim na balon sa mundo? Hindi kapani-paniwala! Isang malaking delegasyon ng mga geologist at mamamahayag ang pumunta sa nayon ng Zapolyarny. Ipinakita sa mga bisita ang drilling rig na kumikilos, at ang 33-metro na mga seksyon ng tubo ay inilabas at nadiskonekta. May mga tambak ng eksaktong parehong mga ulo ng pagbabarena sa paligid, tulad ng isa na nakalagay sa stand sa Moscow.
Mula sa Academy of Sciences, ang delegasyon ay natanggap ng isang kilalang geologist, Academician Vladimir Belousov. Sa isang press conference mula sa madla, tinanong siya ng isang katanungan:
- Ano ang pinakamahalagang bagay na ipinakita ng balon ng Kola?
- Panginoon! Ang pangunahing bagay ay ipinakita nito na wala tayong alam tungkol sa crust ng kontinental, - matapat na sagot ng siyentipiko.
Siyempre, may alam sila tungkol sa crust ng lupa ng mga kontinente. Ang katotohanan na ang mga kontinente ay binubuo ng napaka sinaunang mga bato, na may edad mula 1.5 hanggang 3 bilyong taon, ay hindi pinabulaanan kahit ng balon ng Kola. Gayunpaman, ang seksyong geological na pinagsama-sama sa batayan ng SG-3 core ay naging eksaktong kabaligtaran ng kung ano ang naisip ng mga siyentipiko kanina. Ang unang 7 kilometro ay binubuo ng mga bulkan at sedimentary na bato: tuffs, basalts, breccias, sandstones, dolomites. Mas malalim ang tinatawag na seksyon ng Conrad, pagkatapos nito ang bilis ng mga seismic wave sa mga bato ay tumaas nang husto, na binibigyang kahulugan bilang hangganan sa pagitan ng mga granite at basalts. Matagal nang naipasa ang seksyong ito, ngunit ang mga basalt ng mas mababang layer ng crust ng lupa ay hindi lumilitaw kahit saan. Sa kabaligtaran, nagsimula ang mga granite at gneise.
Ang seksyon ng Kola ay mahusay na pinabulaanan ang dalawang-layer na modelo ng crust ng lupa at ipinakita na ang mga seksyon ng seismic sa bituka ay hindi ang mga hangganan ng mga layer ng mga bato ng iba't ibang komposisyon. Sa halip, ipinapahiwatig nila ang isang pagbabago sa mga katangian ng bato na may lalim. Sa mataas na presyon at temperatura, ang mga katangian ng mga bato, tila, ay maaaring magbago nang malaki, upang ang mga granite sa kanilang mga pisikal na katangian ay maging katulad ng mga basalt, at kabaliktaran. Ngunit ang "basalt" na nakataas sa ibabaw mula sa lalim na 12 km ay agad na naging granite, kahit na nakaranas ito ng matinding pag-atake ng "caisson disease" sa daan - ang core ay gumuho at nawasak sa mga flat plaque. Habang lumalawak ang balon, mas kaunting mga sample ang nahulog sa mga kamay ng mga siyentipiko. Ang lalim ay naglalaman ng maraming mga sorpresa. Noong nakaraan, natural na isipin na sa distansya mula sa ibabaw ng lupa, na may pagtaas ng presyon, ang mga bato ay nagiging mas monolitik, na may maliit na bilang ng mga bitak at mga pores. Nakumbinsi ng SG-3 ang mga siyentipiko kung hindi man. Simula sa 9 na kilometro, ang strata ay naging napakabuhaghag at literal na puno ng mga bitak kung saan ang mga may tubig na solusyon ay nagpapalipat-lipat. Nang maglaon, ang katotohanang ito ay nakumpirma ng iba pang mga ultra-deep na balon sa mga kontinente. Sa lalim ito ay naging mas mainit kaysa sa inaasahan: hanggang sa 80 °! Sa marka ng 7 km ang temperatura sa mukha ay 120°C, sa 12 km umabot ito sa 230°C. Sa mga sample ng balon ng Kola, natuklasan ng mga siyentipiko ang mineralization ng ginto. Ang mga pagsasama ng mahalagang metal ay natagpuan sa mga sinaunang bato sa lalim na 9.5-10.5 km. Gayunpaman, ang konsentrasyon ng ginto ay masyadong mababa upang magdeklara ng isang deposito - isang average ng 37.7 mg bawat tonelada ng bato, ngunit sapat na upang asahan ito sa iba pang katulad na mga lugar. Ang pagpapakita ng balon ng Kola noong 1984 ay gumawa ng malalim na impresyon sa komunidad ng daigdig. Maraming mga bansa ang nagsimulang maghanda ng mga proyekto para sa siyentipikong pagbabarena sa mga kontinente. Ang nasabing programa ay naaprubahan sa Germany noong huling bahagi ng 1980s. Ang ultra-deep well na KTB Hauptborung ay na-drill mula 1990 hanggang 1994, ayon sa plano, dapat itong umabot sa lalim na 12 km, ngunit dahil sa hindi mahuhulaan na mataas na temperatura, posible lamang na maabot ang marka ng 9.1 km. Salamat sa pagiging bukas ng data sa pagbabarena at gawaing siyentipiko, mahusay na teknolohiya at dokumentasyon, ang KTV ultra-deep well ay nananatiling isa sa pinakasikat sa mundo.
Ang lokasyon para sa pagbabarena ng balon na ito ay pinili sa timog-silangan ng Bavaria, sa mga labi ng isang sinaunang hanay ng bundok, na ang edad ay tinatayang 300 milyong taon. Naniniwala ang mga geologist na sa isang lugar dito mayroong isang zone ng koneksyon ng dalawang plates, na dating baybayin ng karagatan. Ayon sa mga siyentipiko, sa paglipas ng panahon, ang itaas na bahagi ng mga bundok ay nabura, na inilantad ang mga labi ng sinaunang oceanic crust. Kahit na mas malalim, sampung kilometro mula sa ibabaw, natuklasan ng mga geophysicist ang isang malaking katawan na may abnormally mataas na electrical conductivity. Inaasahan din na mabigyang linaw ang kalikasan nito sa tulong ng isang balon. Ngunit ang pangunahing gawain ay upang maabot ang lalim na 10 km upang makakuha ng karanasan sa ultra-deep na pagbabarena. Ang pagkakaroon ng pag-aaral ng mga materyales ng Kola SG-3, nagpasya ang mga German driller na dumaan muna sa isang pagsubok na may lalim na 4 km upang makakuha ng mas tumpak na ideya ng mga kondisyon ng pagtatrabaho sa bituka, subukan ang kagamitan at kumuha ng core. . Sa pagtatapos ng gawaing piloto, karamihan sa mga kagamitan sa pagbabarena at pang-agham ay kailangang gawing muli, isang bagay na muling likhain.
Ang pangunahing - ultra-deep - well KTV Hauptborung ay inilatag dalawang daang metro lamang mula sa una. Para sa trabaho, nagtayo sila ng 83 metrong tore at lumikha ng pinakamalakas na drilling rig noong panahong iyon na may kapasidad na nakakataas na 800 tonelada. Maraming mga operasyon sa pagbabarena ang na-automate, pangunahin ang mekanismo para sa pagpapababa at pagkuha ng string ng pipe. Ang isang self-guided vertical drilling system ay naging posible upang makagawa ng halos manipis na baras. Sa teoryang, sa naturang kagamitan posible na mag-drill sa lalim na 12 kilometro. Ngunit ang katotohanan, gaya ng dati, ay naging mas kumplikado, at ang mga plano ng mga siyentipiko ay hindi natupad.
Nagsimula ang mga problema sa balon ng KTV pagkatapos ng lalim na 7 km, na inuulit ang karamihan sa kapalaran ng Kola Superdeep. Sa una, pinaniniwalaan na dahil sa mataas na temperatura, ang vertical drilling system ay nasira at ang baras ay tumagilid. Sa pagtatapos ng trabaho, ang bottomhole ay lumihis mula sa vertical ng 300 m. Pagkatapos, nagsimula ang mas kumplikadong mga aksidente - isang break sa drill string. Pati na rin sa Kolskaya, ang mga bagong shaft ay kailangang drilled. Ang pagpapaliit ng balon ay nagdulot ng ilang mga paghihirap - sa tuktok ang diameter nito ay 71 cm, sa ibaba - 16.5 cm.
Hindi masasabing nakuha ng mga siyentipikong resulta ng KTV Hauptborung ang imahinasyon ng mga siyentipiko. Sa lalim, ang mga amphibolite at gneise, mga sinaunang metamorphic na bato, ay pangunahing idineposito. Ang zone ng convergence ng karagatan at ang mga labi ng oceanic crust ay hindi natagpuan kahit saan. Marahil sila ay nasa ibang lugar, mayroon ding isang maliit na mala-kristal na massif, na itinaas sa taas na 10 km. Isang graphite deposit ang natuklasan isang kilometro mula sa ibabaw.
Noong 1996, ang balon ng KTV, na nagkakahalaga ng German na badyet na $338 milyon, ay nasa ilalim ng pagtangkilik ng Research Center for Geology sa Potsdam, at ito ay ginawang laboratoryo para sa malalim na mga obserbasyon sa ilalim ng lupa at isang atraksyong panturista.
Sa kasalukuyan, 2 balon ang na-drill, na nalampasan ang balon ng Kola sa mga tuntunin ng haba ng wellbore. Ito ang OR-I (Odoptu field, Sakhalin, Russia) - 12,345 m, Maersk Oil BD-04A (Qatar) - 12,290 m.
Ang pinakamalalim na deposito ng langis sa ating bansa ay natuklasan sa lugar ng Grozny (Chechen Republic) sa lalim na 5300 m, at isang pang-industriya na pag-agos ng gas ay nakuha sa Caspian depression mula sa lalim na 5370 km. Sa ibang bansa, ang pinakamalaking lalim mula sa kung saan ang gas ay ginawa ay 7460 m (USA, Texas).
Ang Udmurtia ay mayroon ding sariling "super-deep" na balon. Ito ay isang parametric well na na-drill noong 19991 sa rehiyon ng Sarapul, ang lalim nito ay 5500 m.
Ang lahat ng mga ultra-deep well ay may teleskopiko na disenyo: ang pagbabarena ay nagsisimula sa pinakamalaking diameter, at pagkatapos ay lumipat sa mas maliliit. Kaya, sa balon ng Kola (Russia), ang diameter ay bumaba mula 92 cm sa itaas na bahagi hanggang 21.5 cm sa lalim na 12,262 m. At sa balon ng KTB-Oberpfalz (Germany), mula 71 cm hanggang 16.5 cm sa lalim ng 7,500 m. Ang mekanikal na bilis ng pagbabarena ng mga ultra-deep na balon ay 1-3 m/hour. Posibleng lumalim ng 6-10 m sa isang pagtakbo sa pagitan ng mga round-trip na operasyon. Ang average na bilis ng pagbubuhat ng drill string ay 0.3-0.5 m/s Sa pangkalahatan, ang pagbabarena ng isang ultra-deep na balon ay tumatagal ng mga taon. Ang pagsasagawa ng pagbabarena ng mga balon sa mahirap na mga kondisyong geological, mga siyentipikong pag-unlad sa larangan ng pagbabarena at pambalot, na isinagawa sa mga nakaraang taon, ay naging posible upang madagdagan ang lalim ng mga balon (hanggang sa 7,000 m o higit pa) at mapabuti ang kanilang disenyo sa sumusunod na mga lugar: , ang paggamit ng mga piraso ng pinababa at maliliit na diameter; ang paggamit ng paraan ng sectional running ng casing string at ang pag-fasten ng wellbores na may intermediate liner string; ang paggamit ng casing pipe na may welded connecting elements at sleeveless casing pipe na may espesyal na mga thread kapag nag-iipon ng mga intermediate at, sa ilang mga kaso, mga string ng produksyon; binabawasan ang panghuling diameter ng mga balon at mga hanay ng produksyon.
Ang ultra-deep na pagbabarena ay batay sa teknolohiya ng rotary drilling at sequential fixation ng mga lumipas na pagitan na may mga casing string. Mga katangiang katangian ng teknolohiya: *pagtaas nang may lalim na temperatura at hydrostatic pressure; "pagkawala ng katatagan ng mga bato sa ilalim ng impluwensya ng pagkakaiba sa pagitan ng bato at hydrostatic pressures; "isang pagtaas sa masa ng drill at casing string; "deceleration ng rate ng deepening dahil sa isang pagtaas sa oras ng paglapag / pagkuha ng drill string at pagkasira ng drillability ng mga bato; "isang pagtaas sa mga pagkalugi ng enerhiya sa panahon ng paglipat ng mga epekto ng puwersa mula sa ibabaw hanggang sa ibaba; "ang pangangailangang kumuha ng mga core sa malalaking volume at magsagawa ng downhole geophysical survey.
Para sa ultra-deep na pagbabarena, mga drilling rig na may kapasidad na nakakataas ng hanggang 11 MN (1100 tonelada) na may kabuuang kapasidad na hanggang 18 libong kW na may mga bomba (2-4 na yunit) para sa operating pressure na 40-50 MPa na may isang kapasidad na hanggang 1,600 kW bawat isa ay nilikha at ginagamit. Bilang isang patakaran, ang mga naturang pag-install ay hinihimok ng elektrikal mula sa isang direktang kasalukuyang mapagkukunan, na nagbibigay-daan para sa walang hakbang na regulasyon ng pagpapatakbo ng mga pangunahing mekanismo. Ang pagbaba / pagkuha ng string ng drill ay isinasagawa pangunahin sa mga pinahabang "kandila" hanggang sa 37 m na may pinakamataas na mekanisasyon at automation ng proseso. Ang mga pag-install ng ganitong uri ay ginawa ng mga domestic na tagagawa tulad ng Ural Heavy Machine Building Plant (UZTM) at ang Volgograd Drilling Equipment Plant (VZBT).
Ang dibisyon ng mga drilling rig sa malalim at ultra-deep na drilling rig ay tinutukoy ng maraming mga kadahilanan:
1) mga teknikal na katangian ng pag-install; hook load, presyon at paghahatid ng mga drilling pump, uri at kapangyarihan ng pangunahing drive; 2) ang masa ng kagamitan sa lupa (bilang resulta ng mga teknikal na katangian ng drilling rig); 3) .paraan ng pag-install, pagtatanggal-tanggal at transportasyon; 4) ang oras na ginugol sa pagbuo ng drilling rig; 5) oras ng pagbabarena ng balon; 6) organisasyon ng mga pagpapatakbo ng pagbabarena.
Sa ultra-deep na pagbabarena, ginagamit ang isang rotary o turbine na paraan ng pagbabarena, pareho ay posible sa pagitan ng alternation. Ang una sa kanila ay natagpuan ang malawak na pamamahagi sa Kanluran, ang pangalawa - sa Russia. Ginagawang posible ng pamamaraan ng turbine na matagumpay na gumamit ng mga drill rod na gawa sa mga light (heat-resistant, aluminum) alloys (LBT). Ayon sa pamantayan ng pinahihintulutang mga stress sa mga tubo, ang pamamaraan ng turbine kasama ang LBT ay ginagawang posible upang madagdagan ang lalim ng pagbabarena ng 1.5-2 beses kumpara sa paraan ng pag-ikot sa kumbinasyon ng mga bakal na tubo (SBT) sa parehong kapasidad ng pagkarga. Ang kalamangan na ito ay nakumpirma ng pagsasanay ng pagbabarena ng Kola na rin: kapag ang pagbabarena nito, isang pinagsamang string ng LBT (ibaba) at SBT (itaas), humigit-kumulang 2,000 m, ang ginamit, gamit ang mga aluminyo na haluang metal, na 2.4 beses na mas magaan kaysa sa bakal. Ang pangkalahatang takbo ng produksyon ng langis at gas mula sa mas malalim na mga abot-tanaw ay maaaring ilarawan ng mga sumusunod na figure. Kahit na 20 taon na ang nakalilipas, ang pangunahing produksyon ng langis (66%) ay isinasagawa mula sa pinakabatang Cenozoic na mga bato. 19% ng langis ay nakuha mula sa mga mas lumang Mesozoic na bato, at 15% mula sa pinaka sinaunang Paleozoic na bato. Ngayon ang sitwasyon ay nagbago: Ang mga Mesozoic na bato ay naging pangunahing tagapagtustos ng langis, na sinusundan ng mga Paleozoic na bato.
Ang pag-iwas sa superdeep wells curvature ay isang mahalagang kondisyon para sa kanilang matagumpay na pagbabarena. Upang mapanatili ang mga puwersa ng paglaban sa paggalaw ng string ng drill at ang pagsusuot ng mga string ng casing sa loob ng mga katanggap-tanggap na limitasyon, hinahangad na ang intensity ng curvature ay hindi lalampas sa 2-3° bawat 1 km, habang pinapanatili ang constancy ng azimuth ng curvature, at ang absolute value ng zenith angle ay hindi lalampas sa 10-12°. Ang partikular na mahigpit na mga kinakailangan ay ipinapataw sa verticality ng itaas na bahagi ng puno ng kahoy. Upang labanan ang curvature, ang matibay na bottomhole assembly (BHA) na may full-size na mga sentralisador ay karaniwang ginagamit, at sa kawalan ng nais na epekto, pendulum-type BHA. Sa itaas na bahagi ng mga balon (hanggang sa 3-4 km), ang mga jet-turbine drill ay matagumpay na ginagamit kapag nag-drill ng isang malaking diameter na borehole.
Ang pagbuo ng ultra-deep na pagbabarena sa nakikinita na hinaharap ay malamang na nakabatay sa teknolohiya ng rotary drilling. Habang tumataas ang lalim (higit sa 10 km), papalitan ng downhole bit drive ang rotary method, na magbubukas ng daan para matanto ang mga pangunahing bentahe ng mga drill pipe na gawa sa light metal alloys batay sa aluminum at titanium. Ang focus ay malamang na nasa heat-resistant geared turbodrill.
May mga planong mag-drill ng 20-kilometrong balon mula sa ilalim ng Karagatang Pasipiko.
Ito ay hindi para sa wala na ang ultra-deep na pagbabarena ay inihambing sa pananakop ng espasyo. Ang ganitong mga programa, sa isang pandaigdigang saklaw, na isinasama ang lahat ng pinakamahusay na mayroon ang sangkatauhan sa kasalukuyan, ay nagbibigay ng lakas sa pag-unlad ng maraming industriya, teknolohiya, at sa huli ay nagbibigay daan para sa isang bagong tagumpay sa agham. Ang talahanayan 23 ay nagbibigay ng impormasyon tungkol sa pinakamalalim na balon sa mundo, ipinapakita ng Figure 36 ang lokasyon superdeep wells sa teritoryo ng dating USSR.
Talahanayan 23. Ang pinakamalalim na balon sa mundo
| Well pangalan | Lokasyon | Oras ng pagbabarena | Lalim ng pagbabarena, m | Layunin ng pagbabarena | |
| Disenyo | Aktwal | ||||
| Aralsor SG-1 | mababang lupain ng Caspian | 1962 -1971 | 6 800 | Maghanap ng langis at gas | |
| Biikzhalskaya SG-2 | mababang lupain ng Caspian | 1962 -1971 | 6 200 | Maghanap ng langis at gas | |
| Kola SG-3 | Tangway ng Kola | 1970 -1992 | 15 000 | 12 262 | siyentipikong pagbabarena |
| Saatlinskaya | Azerbaijan | 1977 -1990 | 11 500 | 8 324 | Maghanap ng langis at gas |
| Kolvinskaya | Rehiyon ng Arhangelsk | 7 057 | |||
| Muruntauskaya SG-10 | Uzbekistan | 7 000 | 3 000 | Maghanap ng ginto | |
| Timan-Pechora SG-5 | Northeast Russia | 1984 -1993 | 7 000 | 6 904 | |
| Tyumenskaya SG-6 | Kanlurang Siberia | 1987 -1996 | 8 000 | 7 502 | Maghanap ng langis at gas |
| Novo-Elkhovskaya | Tatarstan | 5 881 | |||
| Vorotilovskaya | rehiyon ng Volga | 1989 -1992 | 5 374 | Maghanap ng mga diamante, pag-aaral ng Puchezh-Katunkka astroblem. | |
| Krivorozhskaya SG-8 | Ukraine | 1984-1993 | 12 000 | 5 382 | Maghanap ng mga ferruginous quartzites |
| Ural SG-4 | Gitnang Ural | 15 000 | 6 100 | Maghanap ng mga copper ores, Pag-aaral sa istraktura ng mga Urals | |
| En-Yakhtinskaya SG-7 | Kanlurang Siberia | 7 500 | 6 900 | Maghanap ng langis at gas | |
| Sarapulskaya Parametric | Udmurtia | 5 500 | 5 500 | siyentipikong pagbabarena | |
| Unibersidad | USA | 70s ng ikadalawampu siglo | 8 686 | Maghanap ng langis at gas | |
| yunit ng baden | USA | 9 159 | Maghanap ng langis at gas | ||
| Bertha Rogers | USA | 9 583 | Maghanap ng langis at gas | ||
| Zisterdorf | Austria | 8 553 | Maghanap ng langis at gas | ||
| Silyan Ring | Sweden | 6 800 | Maghanap ng langis at gas | ||
| Bighorn | USA, Wyoming | 1980s | 7 583 | siyentipikong pagbabarena | |
| KTV Hauptbohrung | Alemanya | 1990-1994 | 12 000 | 9 101 | siyentipikong pagbabarena |
| Mirow-1 | Alemanya | 1974-1979 | Maghanap ng langis at gas | ||
| Maersk Oil BD-04A | Qatar | 12 290 | Maghanap ng langis at gas | ||
| OP-ako | Sakhalin, Russia | 12 345 | 12 345 | Maghanap ng langis at gas |
kanin. 36. Mapa ng lokasyon ng malalim at ultra-deep na balon sa Russia
