كولا superdeep الآن. بئر عميق في شبه جزيرة كولا: التاريخ والأسرار

أدت محاولة دراسة القسم الجيولوجي وسمك الصخور البركانية التي تظهر على سطح الأرض إلى دفع مراكز البحث ومؤسسات البحث ، مثلها ، إلى تحديد أصل الصدوع العميقة. الحقيقة هي أن عينات الصخور الهيكلية المستخرجة سابقًا من أحشاء الأرض والقمر كانت ذات أهمية متساوية للدراسة. وقع اختيار موقع الفم على الحوض الضخم الموجود على شكل وعاء ، والذي يرتبط أصله بوجود صدع عميق في منطقة شبه جزيرة كولا.

كان يعتقد أن الأرض هي نوع من شطيرة تتكون من قشرة ، وعباءة ولب. بحلول هذا الوقت ، بالقرب من السطح ، تم استكشاف الصخور الرسوبية بشكل كافٍ في تطوير حقول النفط. نادرًا ما كان التنقيب عن المعادن غير الحديدية مصحوبًا بحفر تحت علامة 2000 متر.

كان من المفترض أن يكتشف Kola SG (superdeep) ، تحت عمق 5000 متر ، قسمًا من طبقات الجرانيت والبازلت. هذا لم يحدث. اخترقت مثقاب الحفر صخور الجرانيت الصلبة حتى 7000 متر. علاوة على ذلك ، استمر الغرق على طول التربة الرخوة نسبيًا ، مما تسبب في انهيار جدران البرميل وتشكيل الكهوف. أدت التربة المتناثرة إلى انحشار رأس الأداة لدرجة أنه عندما تم رفع خيط الأنبوب ، انقطع ، مما أدى إلى وقوع حادث. كان من المفترض أن يؤكد بئر كولا أو ينفي هذه التعاليم الراسخة. بالإضافة إلى ذلك ، لم يجرؤ العلماء على الإشارة إلى الفواصل الزمنية التي تقع فيها الحدود بين هذه الطبقات الثلاث. تم تصميم بئر كولا لاستكشاف ودراسة رواسب الموارد المعدنية ، وتحديد النمط والتكوين المرحلي لمجالات حدوث احتياطيات المواد الخام. كان الأساس ، أولاً وقبل كل شيء ، الصلاحية العلمية لنظرية العوامل الفيزيائية والهيدروجيولوجية وغيرها من المعايير الخاصة بأعماق الأرض. وفقط غرق العمود الفائق العمق يمكن أن يوفر معلومات موثوقة حول التركيب الجيولوجي للتربة التحتية.

وفي الوقت نفسه ، تم توفير التحضير طويل المدى لبدء عمليات الحفر من أجل: إمكانية زيادة درجة الحرارة مع التعمق ، وزيادة الضغط الهيدروستاتيكي للتكوينات ، وعدم القدرة على التنبؤ بسلوك الصخور ، واستقرارها بسبب وجود ضغوط الصخور والتشكيلات.

من الناحية الفنية ، تم أخذ جميع الصعوبات والعقبات المحتملة في الاعتبار والتي يمكن أن تؤدي إلى تباطؤ في عملية التعميق بسبب ضياع الوقت لخفض ورفع الحفر ، وانخفاض سرعة الحفر بسبب التغيير في فئة الصخور ، وزيادة في استهلاك الطاقة لمحركات قاع البئر.
كان العامل الأكثر صعوبة هو الزيادة المستمرة في وزن الأنبوب وأنبوب الحفر كلما تعمق.

أصبحت التطورات التقنية في المجال ناجحة:
- زيادة القدرة الاستيعابية والقوة والخصائص الأخرى لمعدات ومعدات الحفر ؛
- مقاومة الحرارة لأدوات قطع الصخور ؛
- أتمتة التحكم في جميع مراحل عملية الحفر ؛
- معالجة المعلومات الواردة من منطقة قاع البئر ؛
- تحذيرات حول حالات الطوارئ مع أنبوب الحفر أو الغلاف.

يجب أن يكشف حفر عمود فائق العمق عن صحة أو خطأ فرضية علمية حول البنية العميقة للكوكب.

شمل الغرض من هذا البناء المكلف للغاية البحث:
1. هيكل عميق من رواسب نيكل Pechenga والقاعدة البلورية لدرع البلطيق لشبه الجزيرة. فك رموز محيط الرواسب متعددة المعادن في Pechenga ، إلى جانب مظاهر أجسام الخام.
2. دراسة الطبيعة والقوى المسببة لانقسام الحدود الطبقية للقشرة القارية. تحديد مناطق الطبقات والدوافع وطبيعة تكوين درجات الحرارة العالية. تحديد التركيب الفيزيائي والكيميائي للماء والغازات المتكونة في الشقوق ومسام الصخور.
3. الحصول على مواد شاملة عن التركيب المادي للصخور ومعلومات عن فترات الفصل بين "منصات" الجرانيت والبازلت للقشرة. دراسة شاملة للخواص الفيزيائية والكيميائية للقلب المسترد.
4. تطوير وسائل تقنية متقدمة وتقنيات جديدة لحفر الفتحات العميقة للغاية. إمكانية استخدام طرق البحث الجيوفيزيائي في منطقة تواجد الركاز.
5. تطوير وإنشاء أحدث المعدات للمراقبة والاختبار والبحث ومراقبة تقدم عملية الحفر.

بالنسبة للجزء الأكبر ، كان بئر كولا للأغراض العلمية. تضمنت المهمة دراسة أقدم الصخور التي يتكون منها الكوكب ومعرفة أسرار العمليات التي تحدث فيها.

الإثبات الجيولوجي للحفر في شبه جزيرة كولا

دائمًا ما يتم تحديد عمليات استكشاف رواسب الخامات المفيدة وإنتاجها عن طريق حفر الآبار العميقة. ولماذا في شبه جزيرة كولا وبالتحديد في منطقة مورمانسك ، وبالتأكيد في بيشينغا. كان الشرط المسبق لذلك هو حقيقة أن هذه المنطقة كانت تعتبر كنزًا حقيقيًا للموارد المعدنية ، مع أغنى احتياطيات لمجموعة متنوعة من المواد الخام الخام (النيكل ، والمغنتيت ، والأباتيت ، والميكا ، والتيتانيوم ، والنحاس).

ومع ذلك ، فإن الحسابات الجيولوجية ، التي أجريت على أساس اللب من البئر ، كشفت عن سخافة الرأي العلمي العالمي. تبين أن عمق سبعة كيلومترات يتكون من صخور بركانية ورسوبية (طوف ، أحجار رملية ، دولوميت ، بريكياس). تحت هذا الفاصل الزمني ، كان من المفترض أن تكون هناك صخور تفصل بين الهياكل الجرانيتية والبازلتية. لكن ، للأسف ، لم تظهر البازلت أبدًا.

من الناحية الجيولوجية ، تعرض درع البلطيق لشبه الجزيرة ، مع تغطية جزئية لأراضي النرويج والسويد وفنلندا وكاريليا ، للتعرية والتطور لملايين القرون. الانفجارات الطبيعية ، والعمليات المدمرة للبراكين ، وظواهر الصهارة ، والتعديلات المتحولة للصخور ، والترسبات تظهر بوضوح على السجل الجيولوجي لبيشنغا. هذا هو الجزء من درع طيات البلطيق ، حيث تشكل التاريخ الجيولوجي لظهور طبقات الركاز والركاز لمليارات السنين.

على وجه الخصوص ، تعرضت الأجزاء الشمالية والشرقية من سطح الدرع للتآكل منذ قرون. ونتيجة لذلك ، مزقت الأنهار الجليدية والرياح والمياه والكوارث الطبيعية الأخرى (كشطت) الطبقات العليا من الصخور.

استند اختيار موقع البئر إلى التآكل الخطير للطبقات العليا وتكوّن التكوينات القديمة للأرض. أدت هذه النتوءات إلى تقريب وتسهيل الوصول إلى مستودعات الطبيعة تحت الأرض.

تصميم بئر عميقة

الهياكل العميقة لها تصميم تلسكوبي إلزامي. في حالتنا ، كان قطر الفتحة الأولية 92 سم ، والقطر النهائي 21.5.

يتم توفير سلسلة دليل التصميم أو ما يسمى بالموصل بقطر 720 مم للحفر حتى عمق 39 مترًا. السلسلة التقنية الأولى (غلاف ثابت) ، قطرها 324 مم وطولها 2000 متر ؛ غلاف قابل للإزالة 245 مم، مساحة مترية 8770 متر. تم التخطيط لإجراء مزيد من الحفر مع فتحة مفتوحة حتى علامة التصميم. مكّنت الصخور البلورية من الاعتماد على الاستقرار طويل الأمد للجزء غير المغطى من الجدران. ستسمح السلسلة الثانية القابلة للإزالة ، والمميزة بعلامات مغناطيسية ، بالحفر المستمر على طول حفرة البئر بالكامل. تم ضبط العلامات المشعة على أنبوب قاع البئر لتسجيل درجة حرارة بيئة الحفر.

المعدات التقنية لجهاز الحفر لحفر بئر شديد العمق

تم إجراء الحفر من نقطة الصفر باستخدام جهاز Uralmash-4E ، أي المعدات التسلسلية المستخدمة في حفر آبار النفط والغاز العميقة. حتى 2000 متر ، كان البئر مدفوعًا بأنابيب حفر فولاذية ، مع مثقاب توربيني في النهاية. تم دفع هذا التوربين الذي يبلغ طوله 46 مترًا مع وجود جزء صغير في نهايته إلى الدوران بواسطة الطين ، والذي تم ضخه في أنبوب عند ضغط 40 جوًا.

علاوة على ذلك ، تم الغرق من مسافة 7264 مترًا بالتركيب المحلي "Uralmash-15000" ، من وجهة نظر مبتكرة ، هيكل أكثر قوة ، بسعة حمل تصل إلى 400 طن. تم تجهيز المجمع بالعديد من التطورات التقنية والتكنولوجية والإلكترونية وغيرها من التطورات المتقدمة.

تم تجهيز بئر كولا بهيكل آلي عالي التقنية:
1. الاستكشاف بقاعدة قوية يُركب عليها البرج المقطعي نفسه ، بارتفاع 68 مترًا. مخصص للتنفيذ:

عمليات غرق العمود وخفضه ورفع المقذوفات والإجراءات المساعدة الأخرى ؛
الاحتفاظ بالجزء الأمامي وخيط الأنبوب بالكامل ، سواء من حيث الوزن أو أثناء عملية الحفر ؛
وضع أقسام (سدادات) من أنابيب الحفر ، بما في ذلك الأنابيب الموزونة (أطواق الحفر) ، ونظام معالجة.

في الفضاء الداخلي للبرج تم أيضًا وضع أدوات المشروع المشترك (هبوط - صعود). كما احتوت على معدات أمنية وإخلاء طارئ محتمل للفارس (مساعد الحفار).

2. المعدات الكهربائية والتكنولوجية ووحدات الطاقة والضخ.

3. نظام منع الدورة الدموية والانفجار ، معدات الأسمنت.

4. الأتمتة والتحكم ونظام التحكم في العمليات.

5. الدعم الكهربائي ، وسائل الميكنة.

6. مجموعة من أجهزة القياس ومعدات المعامل وأكثر من ذلك بكثير.

في عام 2008 ، تم التخلي تمامًا عن بئر Kola superdeep ، وتم تفكيك جميع المعدات القيمة وإزالتها (تم تسليم معظمها للخردة).

حتى عام 2012 ، تم تفكيك البرج الرئيسي لجهاز الحفر.

الآن يعمل فقط مركز كولا العلمي التابع لأكاديمية العلوم الروسية حيث يدرسون حتى يومنا هذا اللب المستخرج من بئر فائقة العمق.

تم إخراج اللب نفسه إلى مدينة ياروسلافل ، حيث يتم الاحتفاظ بها الآن.

فيديو وثائقي عن بئر Kola العميقة

أرقام قياسية جديدة للآبار العميقة

كان بئر Kola superdeep يعتبر أعمق بئر في العالم حتى عام 2008.

في عام 2008 ، تم حفر بئر الزيت Maersk Oil BD-04A ، الذي يبلغ طوله 12،290 مترًا ، في حوض زيت الشاهين بزاوية حادة من سطح الأرض.

في يناير 2011 ، تم كسر هذا الرقم القياسي أيضًا ، وتم حفر بئر نفطها في القبة الشمالية (Odoptu-more - حقل غاز ونفط في روسيا) ، تم حفر هذا البئر أيضًا بزاوية حادة على سطح الأرض ، الطول كان 12 345 مترا.

في يونيو 2013 ، حطم بئر حقل تشايفو Z-42 مرة أخرى الرقم القياسي للعمق بطول 12700 متر.

على الرغم من حقيقة أن القرن الحادي والعشرين يقع في الفناء ، إلا أن الهيكل الداخلي لكوكبنا لم يدرس كثيرًا. نحن نعلم جيدًا ما يحدث في الفضاء البعيد ، وفي نفس الوقت ، يمكن مقارنة درجة اختراق أسرار الأرض بوخز دبوس خفيف في سطح قشرة البطيخ.
في منتصف الخمسينيات من القرن الماضي ، عندما تعلم الحفارون كيفية حفر الآبار التي يزيد عمقها عن 7 كيلومترات ، اقترب البشر من مهمة طموحة للغاية - المرور عبر القشرة الأرضية ورؤية ما يخفي تحتها. مواطنونا ، الذين سددوا كولا بشكل جيد ، اقتربوا من هذا الهدف.
القشرة الصلبة للأرض رقيقة بشكل مدهش بالنسبة إلى حجمها - يتراوح سمك القشرة بين 20-65 كيلومترًا على الأرض و3-8 كيلومترات تحت المحيط ، وتشغل أقل من 1٪ من حجم الكوكب. وخلفه توجد طبقة شاسعة - الوشاح - تمثل الجزء الأكبر من الأرض. يوجد حتى أدناه نواة كثيفة تتكون أساسًا من الحديد والنيكل والرصاص واليورانيوم ومعادن أخرى. بين القشرة والعباءة ، يتم تمييز المنطقة الحدودية ، والتي سميت على اسم العالم اليوغوسلافي الذي اكتشفها ، سطح (حدود) موهوروفيتش ، أو في شكل مختصر - موهو. في هذه المنطقة ، تزداد سرعة انتشار الموجات الزلزالية بشكل حاد. هناك عدد من الفرضيات المصممة لشرح هذه الظاهرة ، لكنها بشكل عام تظل دون حل.

كان الهدف الأهم لأخطر مشاريع الحفر العميق التي تم إطلاقها في النصف الثاني من القرن العشرين هو بالضبط هذه الطبقة الغامضة. لم ينجح الباحثون في الوصول إليه ، لكن البيانات المتعلقة ببنية قشرة الأرض التي تم الحصول عليها أثناء حفر الآبار العميقة كانت غير متوقعة لدرجة أن حدود موخوروفيتش بدت وكأنها تتراجع في الخلفية. أولاً ، كان من الضروري شرح الألغاز الموجودة في الطبقات العليا.
كان الأمريكيون أول من بدأ حفرًا عميقًا لقشرة الأرض للأغراض العلمية. في الستينيات ، أطلقوا مشروع موهول العلمي ، الذي تصور إنشاء غواصات باستخدام سفن حفر خاصة. على مدى الثلاثين عامًا التالية ، ظهر أكثر من 800 بئر في البحار والمحيطات ، يقع العديد منها على أعماق تزيد عن 4 كيلومترات. كان أطول بئر قادرًا على الوصول إلى عمق 800 متر فقط في قاع البحر ، ومع ذلك كانت البيانات التي تم الحصول عليها ذات أهمية هائلة للجيولوجيا. على وجه الخصوص ، كانوا بمثابة تأكيد ثقيل لما يسمى ب. النظرية التكتونية ، التي بموجبها تستند القارات إلى صفائح من الغلاف الصخري الصلبة ، تطفو ببطء ، مغمورة في الوشاح السائل.

بالطبع ، لا يمكن لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية أن يتخلف عن منافسه في الخارج ، لذلك ، في منتصف الستينيات ، أطلقنا أيضًا العديد من المشاريع لدراسة قشرة الأرض. اتخذ العلماء السوفييت مسارًا مختلفًا بعض الشيء ، وقرروا حفر الآبار ليس في البحر ، ولكن على الأرض. أشهر وأنجح مشروع من هذا النوع هو Kola Superdeep Borehole - أعمق "حفرة في الأرض" صنعها الإنسان على الإطلاق. يقع البئر في الطرف الشمالي لشبه جزيرة كولا. لم يتم اختيار هذا المكان بالصدفة - على مدى مئات الملايين من السنين ، دمر التآكل الطبيعي سطح درع كولا البلوري ، مما أدى إلى قطع الطبقات العليا من الصخر منه. نتيجة لذلك ، ظهرت طبقات قديمة من العصر الأركي على السطح ، تقابل أعماق تتراوح بين 5 و 10 كم لمتوسط قطاع القشرة من النوع القاري. سمح عمق تصميم البئر البالغ 15 كيلومترًا للعلماء بالأمل في الوصول إلى سطح موهوروفيتش الغامض.
بدأ حفر بئر كولا في عام 1970 وانتهى بعد أكثر من 20 عامًا - في عام 1994. في البداية ، عمل الحفارون بطرق تقليدية تمامًا: تم إنزال سلسلة من الأنابيب المصنوعة من السبائك الخفيفة في البئر ، وفي نهايتها تم إنزال أسطواني تم إرفاق مثقاب معدني بأسنان الماس وأجهزة الاستشعار. تم تدوير العمود بواسطة محرك موجود على السطح. مع زيادة عمق البئر ، تمت إضافة أقسام جديدة إلى الأنابيب. بشكل دوري ، يجب رفع العمود بأكمله إلى السطح لاستخراج قلب الصخور المقطوعة واستبدال لقمة غير حادة. لسوء الحظ ، تصبح هذه التقنية المثبتة غير فعالة عندما يتجاوز عمق البئر علامة معينة: يصبح احتكاك الأنابيب بجدران البئر أكبر من أن يدور هذا العمود الضخم بأكمله. للتغلب على هذه الصعوبة ، طور المهندسون مخططًا يدور فيه رأس جهاز الحفر فقط. في نهاية الخيط ، تم تعزيز التوربينات ، والتي من خلالها يتم تمرير طين الحفر - وهو سائل خاص يعمل كمواد تشحيم ويدور عبر الأنابيب. جعلت هذه التوربينات الحفر تدور.

أحدثت العينات التي تم إحضارها إلى السطح أثناء الحفر ثورة في الجيولوجيا. تبين أن الأفكار الحالية حول بنية قشرة الأرض بعيدة عن الواقع. كانت المفاجأة الأولى هي عدم وجود انتقال من الجرانيت إلى البازلت الذي توقع العلماء رؤيته على عمق حوالي 6 كيلومترات. تشير الدراسات الزلزالية إلى أن سرعة انتشار الموجات الصوتية في هذا المجال تتغير بشكل حاد ، وهو ما فُسِّر على أنه بداية الطابق السفلي البازلت من قشرة الأرض. ومع ذلك ، حتى بعد المنطقة الانتقالية ، استمر الجرانيت والنيس في الارتفاع إلى السطح. من تلك النقطة فصاعدًا ، أصبح من الواضح أن النموذج السائد لقشرة من طبقتين كان خاطئًا. الآن يتم تفسير وجود انتقال زلزالي من خلال التغيرات في خصائص الصخور في ظل ظروف زيادة الضغط ودرجة الحرارة.
كان الاكتشاف الأكثر إثارة للدهشة هو حقيقة أن الصخور الموجودة على أعماق تزيد عن 9 كيلومترات تبين أنها شديدة المسامية. قبل ذلك ، كان يعتقد أنه مع زيادة العمق والضغط ، على العكس من ذلك ، يجب أن يصبحا أكثر كثافة. تمتلئ الشقوق المصغرة بمحلول مائي ، ظل مصدره غير واضح تمامًا لفترة طويلة. في وقت لاحق ، تم طرح نظرية مفادها أن الماء المكتشف يتكون من ذرات الهيدروجين والأكسجين ، والتي يتم "عصرها" من الصخور المحيطة تحت تأثير الضغوط الهائلة.
مفاجأة أخرى: ظهرت الحياة على كوكب الأرض قبل 1.5 مليار سنة مما كان متوقعًا. على عمق 6.7 كم ، حيث كان يعتقد أنه لا توجد مادة عضوية ، تم العثور على 14 نوعًا من الكائنات الحية الدقيقة المتحجرة. تم العثور عليها في رواسب نيتروجين الكربون غير معهود للغاية (بدلاً من الحجر الجيري التقليدي أو السيليكا) التي يزيد عمرها عن 2.8 مليار سنة. في أعماق أكبر ، حيث لم تعد هناك صخور رسوبية ، ظهر الميثان بتركيزات ضخمة. هذا دمر بشكل كامل وكامل نظرية الأصل البيولوجي للهيدروكربونات مثل النفط والغاز.
كما فوجئ العلماء بشدة بالمعدل الذي ارتفعت به درجة الحرارة مع تعمق البئر. على ارتفاع 7 كم ، وصلت إلى 120 درجة مئوية ، وعلى عمق 12 كم - بالفعل 230 درجة مئوية ، وهو أعلى بمقدار الثلث من القيمة المخطط لها: كان التدرج الحراري للقشرة حوالي 20 درجة لكل كيلومتر ، بدلا من 16 المتوقع. كما وجد أن نصف التدفق الحراري من أصل إشعاعي. أثرت درجة الحرارة المرتفعة سلبًا على أداء لقمة الحفر ، لذلك تم تبريد سائل الحفر قبل ضخه في البئر. تبين أن هذا الإجراء فعال للغاية ، ولكن بعد اجتياز علامة 12 كم ، لم يعد قادرًا على توفير إزالة الحرارة الكافية. بالإضافة إلى ذلك ، اكتسب الصخر المضغوط والمسخن بعض خصائص السائل ، ونتيجة لذلك بدأت البئر في الطفو مع الاستخراج التالي لسلسلة الحفر. كان تحقيق المزيد من التقدم مستحيلًا بدون حلول تكنولوجية جديدة وتكاليف نقدية كبيرة ، لذلك تم تعليق الحفر في عام 1994. بحلول ذلك الوقت ، تمكن البئر من التعمق إلى 12262 مترًا.

بئر Kola superdeep هو أعمق بئر في العالم (من 1979 إلى 2008) ويقع في منطقة مورمانسك ، على بعد 10 كيلومترات غرب مدينة زابوليارني ، على أراضي درع البلطيق الجيولوجي. عمقها 12262 مترا. على عكس الآبار العميقة الأخرى ، التي تم تصنيعها لإنتاج النفط أو الاستكشاف الجيولوجي ، تم حفر SG-3 حصريًا لدراسة الغلاف الصخري في المكان الذي توجد فيه حدود Mohorovichich. (يُشار إليها باسم حد موهو) - الحد الأدنى لقشرة الأرض ، حيث توجد زيادة مفاجئة في سرعات الموجات الزلزالية الطولية.

تم وضع بئر Kola superdeep تكريماً للذكرى المئوية لميلاد لينين ، في عام 1970. كانت طبقات الصخور الرسوبية في ذلك الوقت مدروسة جيدًا في إنتاج النفط. كان من المثير للاهتمام الحفر حيث تظهر الصخور البركانية التي يبلغ عمرها حوالي 3 مليارات سنة (للمقارنة: يقدر عمر الأرض بنحو 4.5 مليار سنة). للتعدين ، نادراً ما يتم حفر هذه الصخور على عمق أكبر من 1-2 كم. كان من المفترض أنه بالفعل على عمق 5 كم ، سيتم استبدال طبقة الجرانيت بالبازلت. في 6 يونيو 1979 ، حطم البئر الرقم القياسي البالغ 9583 مترًا ، والذي كان مملوكًا سابقًا لبئر بيرثا روجرز (بئر نفط في أوكلاهوما ). في أفضل السنوات ، عمل 16 مختبرًا بحثيًا في بئر Kola superdeep ، وقد أشرف عليهم شخصياً وزير الجيولوجيا في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.

على الرغم من أنه كان من المتوقع أن تكون هناك حدود واضحة بين الجرانيت والبازلت ، إلا أنه تم العثور على الجرانيت فقط في القلب طوال العمق. ومع ذلك ، وبسبب الضغط المرتفع ، غيّرت الجرانيتات المضغوطة الخصائص الفيزيائية والصوتية بشكل كبير.وكقاعدة عامة ، انهار اللب المرتفع من إطلاق الغاز النشط إلى القطع ، لأنه لم يستطع تحمل التغيير الحاد في الضغط. كان من الممكن سحب قطعة صلبة من اللب فقط مع الارتفاع البطيء جدًا للحفر ، عندما يكون للغاز "الزائد" ، بينما لا يزال تحت ضغط ضغط مرتفع ، وقتًا للخروج من الصخر. كثافة الشقوق على أعماق كبيرة ، على عكس التوقعات ، زادت. كما كان هناك ماء في العمق يملأ الشقوق.

من المثير للاهتمام أنه عندما انعقد المؤتمر الجيولوجي الدولي في موسكو عام 1984 ، والذي عُرضت فيه النتائج الأولى لمسح البئر ، اقترح العديد من العلماء مازحين دفنها على الفور ، لأنها تدمر كل الأفكار حول بنية القشرة الأرضية. . في الواقع ، بدأت الشذوذ في المراحل الأولى من الاختراق. على سبيل المثال ، حتى قبل بدء الحفر ، وعد المنظرون بأن درجة حرارة درع البلطيق ستبقى منخفضة نسبيًا إلى عمق لا يقل عن 5 كيلومترات ، وتجاوزت درجة الحرارة المحيطة 70 درجة مئوية ، وسبع - أكثر من 120 درجة ، وعلى عمق 12 كان القلي أقوى من 220 درجة - 100 درجة أعلى مما كان متوقعا. شكك Kola Drers في نظرية بنية طبقة تلو الأخرى لقشرة الأرض - على الأقل في الفترة الفاصلة التي تصل إلى 12262 مترًا.

"لدينا أعمق حفرة في العالم - هذه هي الطريقة التي يجب أن نستخدمها بها!" - صرخ بمرارة ديفيد Guberman ، المدير الدائم لمركز Kola Superdeep للأبحاث والإنتاج. في السنوات الثلاثين الأولى من وجود Kola superdeep ، اخترق العلماء السوفييت ثم الروس على عمق 12262 مترًا. لكن منذ عام 1995 توقف الحفر: لم يكن هناك من يمول المشروع. ما يخصص في إطار برامج اليونسكو العلمية يكفي فقط للحفاظ على محطة الحفر في حالة عمل ودراسة عينات الصخور المستخرجة سابقاً.

يتذكر Guberman بأسف عدد الاكتشافات العلمية التي حدثت في Kola superdeep. حرفيا كل متر كان الوحي. أظهر البئر أن كل معرفتنا السابقة تقريبًا عن بنية القشرة الأرضية خاطئة. اتضح أن الأرض لا تشبه على الإطلاق كعكة طبقة.

مفاجأة أخرى: ظهرت الحياة على كوكب الأرض قبل 1.5 مليار سنة مما كان متوقعًا. في الأعماق حيث كان يعتقد أنه لا توجد مادة عضوية ، تم العثور على 14 نوعًا من الكائنات الحية الدقيقة المتحجرة - تجاوز عمر الطبقات العميقة 2.8 مليار سنة. في أعماق أكبر ، حيث لم تعد هناك صخور رسوبية ، ظهر الميثان بتركيزات ضخمة. وقد أدى هذا إلى تدمير نظرية الأصل البيولوجي للهيدروكربونات مثل النفط والغاز بشكل كامل وكامل ، كما كانت هناك أيضًا أحاسيس رائعة تقريبًا. عندما جلبت المحطة الفضائية الأوتوماتيكية السوفيتية في أواخر السبعينيات 124 جرامًا من تربة القمر إلى الأرض ، وجد باحثو مركز كولا للعلوم أنها مثل قطرتين من الماء تشبه العينات المأخوذة من عمق 3 كيلومترات. ونشأت فرضية: القمر انفصل عن شبه جزيرة كولا. الآن يبحثون عن مكان بالضبط. بالمناسبة ، الأمريكيون ، الذين أحضروا نصف طن من التربة من القمر ، لم يفعلوا شيئًا معقولاً معها. توضع في حاويات محكمة الغلق وتترك للأجيال القادمة للبحث.

بشكل غير متوقع تمامًا للجميع ، تم تأكيد تنبؤات أليكسي تولستوي من رواية "Hyperboloid of Engineer Garin". على عمق أكثر من 9.5 كيلومترات ، اكتشفوا منجمًا حقيقيًا لجميع أنواع المعادن ، ولا سيما الذهب. طبقة زيتون حقيقي ، تنبأ بها الكاتب ببراعة. الذهب فيه 78 جرام للطن. بالمناسبة ، الإنتاج الصناعي ممكن بتركيز 34 جرام للطن. لكن الأكثر إثارة للدهشة ، في أعماق أكبر ، حيث لم يعد هناك أي صخور رسوبية ، غاز الميثان الطبيعي تم العثور عليها بتركيزات ضخمة. هذا دمر بشكل كامل وكامل نظرية الأصل البيولوجي للهيدروكربونات مثل النفط والغاز.

لم تكن الأحاسيس العلمية فقط مرتبطة ببئر كولا فحسب ، بل ارتبطت أيضًا بالأساطير الغامضة ، والتي تبين أن معظمها تخيلها الصحفيون عند فحصها. وفقًا لأحدهم ، كان المصدر الرئيسي للمعلومات (1989) هو شركة التلفزيون الأمريكية Trinity Broadcasting Network ، والتي بدورها أخذت القصة من ريبورتاج إحدى الصحف الفنلندية. يُزعم أنه أثناء حفر بئر على عمق 12 ألف متر ، سجلت ميكروفونات العلماء صرخات وآهات.) الصحفيون ، دون التفكير في أنه ببساطة ليس من الممكن دفع ميكروفون إلى هذا العمق (ما هو جهاز التسجيل الصوتي الذي يمكن أن يعمل عند درجات حرارة تزيد عن مائتي درجة؟) عن حقيقة أن عمال الحفر سمعوا "صوتًا من العالم السفلي".

بعد هذه المطبوعات ، بدأ يطلق على بئر كولا العميقة "الطريق إلى الجحيم" ، بدعوى أن كل كيلومتر جديد يتم حفره جلب سوء الحظ للبلاد ، وقيل إنه عندما كان عمال الحفر يقودون مسافة 13 ألف متر ، انهار الاتحاد السوفياتي. حسنًا ، عندما تم حفر البئر على عمق 14.5 كم (وهو ما لم يحدث بالفعل) ، عثروا فجأة على فراغات غير عادية. مفتونًا بهذا الاكتشاف غير المتوقع ، نشر الحفارون ميكروفونًا قادرًا على العمل في درجات حرارة عالية للغاية وأجهزة استشعار أخرى هناك. يُزعم أن درجة الحرارة في الداخل وصلت إلى 1100 درجة مئوية - كانت هناك حرارة في غرف النار ، حيث يُزعم أن المرء يمكن أن يسمع صراخًا بشريًا.

لا تزال هذه الأسطورة تتجول عبر مساحات شاسعة من الإنترنت ، بعد أن نجت من الجاني الأساسي لهذه القيل والقال - Kola Well. توقف العمل فيه في عام 1992 بسبب نقص التمويل. حتى عام 2008 ، كانت في حالة توقف. وبعد مرور عام ، تم اتخاذ القرار النهائي بالتخلي عن استمرار البحث وتفكيك مجمع البحث بأكمله ، وكذلك "دفن" البئر. تم التخلي النهائي عن البئر في صيف 2011.
لذا ، كما ترون ، فشل العلماء هذه المرة في الوصول إلى الوشاح وفحصه. ومع ذلك ، هذا لا يعني أن بئر كولا لم تقدم شيئًا للعلم - بل على العكس من ذلك ، فقد قلبت كل أفكارهم حول بنية قشرة الأرض رأسًا على عقب.

النتائج

تم الانتهاء من المهام المحددة في مشروع الحفر العملاق. تم تطوير وإنشاء معدات وتقنيات خاصة للحفر العميق للغاية ، وكذلك لدراسة الآبار المحفورة إلى أعماق كبيرة. تلقينا معلومات "مباشرة" عن الحالة الفيزيائية للصخور وخصائصها وتركيبها في تواجدها الطبيعي ومن العينات الأساسية حتى عمق 12262 مترًا .8 كيلومترات. تم اكتشاف خامات النحاس والنيكل التجارية هناك - تم اكتشاف أفق خام جديد. ومفيد للغاية ، لأن مصنع النيكل المحلي يعاني بالفعل من نقص خام.

كما هو مذكور أعلاه ، فإن التوقعات الجيولوجية لقسم البئر لم تتحقق. الصورة التي كانت متوقعة خلال الـ 5 كيلومترات الأولى ، امتدت في البئر لمسافة 7 كيلومترات ، ثم ظهرت صخور غير متوقعة على الإطلاق. ولم يتم العثور على البازلت المتنبأ به على عمق 7 كيلومترات ، حتى عندما انخفض إلى 12 كيلومترًا. كان من المتوقع أن الحد الذي يعطي أعظم انعكاس أثناء السبر الزلزالي هو المستوى الذي تمر فيه الجرانيت إلى طبقة البازلت الأقوى. في الواقع ، اتضح أن هناك صخورًا متصدعة أقل قوة وأقل كثافة - النيسات الأرتشيانية. هذا لم يكن من المفترض بأي شكل من الأشكال. وهذه معلومات جيولوجية وجيوفيزيائية جديدة بشكل أساسي تسمح لك بتفسير بيانات البحث الجيوفيزيائي العميق بطريقة مختلفة.

تبين أيضًا أن البيانات المتعلقة بعملية تكوين الخام في الطبقات العميقة من قشرة الأرض غير متوقعة وجديدة في الأساس. وهكذا ، على أعماق 9-12 كم ، تم العثور على صخور متصدعة مسامية للغاية مشبعة بمياه جوفية عالية التمعدن. هذه المياه هي أحد مصادر تكوين الخام. في السابق ، كان يُعتقد أن هذا ممكن فقط في أعماق ضحلة جدًا. في هذه الفترة ، تم العثور على محتوى ذهب متزايد في اللب - يصل إلى 1 جرام لكل 1 طن من الصخور (وهو تركيز يعتبر مناسبًا للتطور الصناعي). ولكن هل سيكون من المربح تعدين الذهب من هذا العمق؟

تغيرت أيضًا الأفكار حول النظام الحراري لباطن الأرض ، حول التوزيع العميق لدرجات الحرارة في مناطق الدروع البازلتية. على عمق أكثر من 6 كم ، تم الحصول على تدرج درجة حرارة 20 درجة مئوية لكل كيلومتر واحد بدلاً من المتوقع (كما في الجزء العلوي) 16 درجة مئوية لكل كيلومتر واحد. تم الكشف عن أن نصف التدفق الحراري هو من أصل إشعاعي.

تحتوي أحشاء الأرض على العديد من الألغاز مثل المساحات الشاسعة للكون. هذا هو بالضبط ما يعتقده بعض العلماء ، وهم على حق جزئيًا ، لأن الشخص لا يزال لا يعرف بالضبط ما هو بالضبط تحت أقدامنا في أعماق الأرض. أثناء وجود الحضارة الأرضية بالكامل ، تمكنا من التعمق في الكوكب قليلاً أكثر من 10 كيلومترات. تم تراجع هذا الرقم القياسي في عام 1990 واستمر حتى عام 2008 ، وبعد ذلك تم تحديثه عدة مرات. في عام 2008 ، تم حفر بئر النفط المنحرف من Maersk Oil BD-04A بطول 12،290 مترًا (حوض الشاهين النفطي في قطر). في يناير 2011 ، تم حفر بئر نفط منحدر بعمق 12345 مترًا في حقل Odoptu-more (مشروع سخالين 1). الرقم القياسي لعمق الحفر يحتفظ به حاليًا بئر Z-42 في حقل Chayvinskoye ، الذي يبلغ عمقه 12700 متر.

مرشح العلوم التقنية A. OSADCHIY

تم حفر مئات الآلاف من الآبار في القشرة الأرضية في العقود الأخيرة من القرن الماضي. وهذا ليس مستغربا ، لأن البحث عن المعادن واستخراجها في عصرنا مرتبط حتما بالحفر العميق. ولكن من بين كل هذه الآبار ، يوجد واحد فقط على هذا الكوكب - الأسطوري Kola Superdeep (SG) ، الذي لا يزال عمقه غير مسبوق - أكثر من اثني عشر كيلومترًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن SG هي واحدة من القلائل التي تم حفرها ليس من أجل التنقيب أو التعدين ، ولكن لأغراض علمية بحتة: لدراسة أقدم صخور كوكبنا ومعرفة أسرار العمليات الجارية فيها.

الجيولوجيان في لانيف (إلى اليسار) ويو سميرنوف يفحصان عينات اللب.

رأس المثقاب. بالضبط نفس الشيء ، ولكن بالضبط الذي تم استخدامه عند الحفر على عمق 12 كم ، أصبح معرضًا في المؤتمر الجيولوجي الدولي لعام 1984.

على هذا الخطاف ، تم إنزال سلسلة من الأنابيب ورفعها. على اليسار - في سلة - هناك أنابيب طولها 33 مترًا - "شموع" معدة للنزول.

كولا superdeep جيدا.

عينات أساسية مختارة.

وحدة تخزين أساسية فريدة من نوعها ، حيث يتم ترتيب نوى البئر البالغ طوله اثني عشر كيلومترًا بترتيب صارم ، ومرقمة ، على أرفف في صناديق.

كان يرتدي هذه الشارات بفخر كل من عمل لصالح الأمين العام.

لا يتم تنفيذ الحفر في Kola superdeep اليوم ؛ تم إيقافه في عام 1992. لم يكن SG هو الأول وليس الوحيد في برنامج دراسة البنية العميقة للأرض. من الآبار الأجنبية ثلاثة منها وصلت إلى أعماق 9.1 إلى 9.6 كم. كان من المخطط أن يتجاوز أحدهم (في ألمانيا) كولا. ومع ذلك ، فقد تم إيقاف الحفر في الثلاثة ، وكذلك في SG ، بسبب الحوادث ولا يمكن الاستمرار فيه لأسباب فنية.

يمكن ملاحظة أنه ليس من قبيل الصدفة مقارنة مهمة حفر الآبار العميقة في التعقيد برحلة إلى الفضاء ، مع رحلة استكشافية طويلة إلى كوكب آخر. لا تقل أهمية عينات الصخور المستخرجة من باطن الأرض عن أهمية عينات تربة القمر. تم فحص التربة التي أرسلتها المركبة القمرية السوفيتية في معاهد مختلفة ، بما في ذلك مركز كولا للعلوم. اتضح أن تكوين التربة القمرية يتوافق تمامًا تقريبًا مع الصخور المستخرجة من بئر كولا من عمق حوالي 3 كم.

اختيار الموقع والتنبؤ

تم إنشاء بعثة استكشافية خاصة (Kola GRE) لحفر SG. موقع الحفر ، بالطبع ، لم يتم اختياره عن طريق الصدفة - درع البلطيق في منطقة شبه جزيرة كولا. هنا ، تظهر أقدم الصخور النارية ، التي يبلغ عمرها حوالي 3 مليارات سنة ، على السطح (بينما يبلغ عمر الأرض 4.5 مليار سنة فقط). كان من المثير للاهتمام الحفر في أقدم الصخور النارية ، لأن الصخور الرسوبية التي يصل عمقها إلى 8 كيلومترات تمت دراستها جيدًا بالفعل في إنتاج النفط. وفي استخراج المعادن ، فإنها تستغرق عادة من كيلومتر إلى كيلومتر واحد في الصخور النارية. تم تسهيل اختيار موقع SG أيضًا من خلال حقيقة أن حوض Pecheneg يقع هنا - هيكل ضخم يشبه الوعاء ، كما كان ، مضغوط في الصخور القديمة. أصله مرتبط بخطأ عميق. وهنا توجد رواسب كبيرة من النحاس والنيكل. وكانت المهام المحددة لبعثة كولا الجيولوجية هي تحديد عدد من سمات العمليات والظواهر الجيولوجية ، بما في ذلك تكوين الخام ، لتحديد طبيعة الحدود التي تفصل الطبقات في القشرة القارية ، لجمع البيانات عن التركيب المادي والفيزيائي. حالة الصخور.

قبل الحفر ، تم بناء جزء من القشرة الأرضية على أساس البيانات الزلزالية. كان بمثابة توقع لظهور تلك الطبقات الأرضية التي عبرتها البئر. كان من المفترض أن هناك طبقة من الجرانيت على عمق 5 كيلومترات ، وبعد ذلك كان من المتوقع وجود صخور بازلتية أقوى وأقدم.

لذلك ، اخترنا الشمال الغربي لشبه جزيرة كولا ، على بعد 10 كيلومترات من مدينة زابوليارني ، ليست بعيدة عن حدودنا مع النرويج ، كموقع حفر. Zapolyarny هي مدينة صغيرة نشأت في الخمسينيات بجوار مصنع للنيكل. بين التندرا الجبلية ، على تلة تهب عليها الرياح والعواصف الثلجية ، يوجد "مربع" ، يتكون كل جانب من سبعة مبانٍ من خمسة طوابق. يوجد في الداخل شارعان ، عند تقاطعهما الساحة التي يوجد بها بيت الثقافة والفندق. على بعد كيلومتر من البلدة ، خلف وادٍ ضيق ، يمكن للمرء أن يرى المباني والأنابيب العالية لمصنع النيكل ؛ وخلفه ، على طول منحدر الجبل ، تغمق أكوام الصخور من أقرب محجر. بالقرب من المدينة يوجد طريق سريع إلى مدينة نيكيل وإلى بحيرة صغيرة ، على الجانب الآخر توجد النرويج بالفعل.

تحافظ أرض تلك الأماكن على آثار الحرب الماضية بكثرة. عندما تذهب بالحافلة من مورمانسك إلى زابوليارني ، حوالي نصف الطريق التي تعبر فيها نهر زابادنايا ليتسا الصغير ، توجد على ضفته مسلة تذكارية. هذا هو المكان الوحيد في كل روسيا حيث كانت الجبهة خلال الحرب من عام 1941 إلى عام 1944 تقف بلا حراك ، متاخمة لبحر بارنتس. على الرغم من وجود معارك ضارية طوال الوقت وكانت الخسائر على الجانبين ضخمة. حاول الألمان دون جدوى الوصول إلى مورمانسك - الميناء الوحيد الخالي من الجليد في شمالنا. في شتاء عام 1944 ، تمكنت القوات السوفيتية من اختراق الجبهة.

من Zapolyarny إلى Superglubokaya - 10 كم. يمر الطريق عبر المصنع ، ثم على طول حافة المحجر ويصعد أعلى التل. يتم فتح جوف صغير من الممر ، حيث يتم تثبيت الحفر. يبلغ ارتفاعه حوالي مبنى من عشرين طابقا. في كل وردية ، جاء "عمال الورديات" من زابوليارني. في المجموع ، عمل حوالي 3000 شخص في البعثة ؛ كانوا يعيشون في المدينة في منزلين. من منصة الحفر ، كان من الممكن سماع تذمر بعض الآليات على مدار الساعة. يعني الصمت أنه لسبب ما كان هناك انقطاع في الحفر. في الشتاء ، في الليل القطبي الطويل - ويستمر هناك من 23 نوفمبر إلى 23 يناير - أضاءت الحفارة بأكملها بالأضواء. في كثير من الأحيان ، تمت إضافة ضوء الشفق إليهم.

قليلا عن الموظفين. جمعت رحلة الاستكشاف في Kola ، التي تم إنشاؤها للحفر ، فريقًا جيدًا من العمال المؤهلين تأهيلا عاليا. كان D. Guberman دائمًا تقريبًا رئيس GRE ، وهو قائد موهوب اختار الفريق. كان كبير المهندسين I. Vasilchenko مسؤولاً عن الحفر. كان جهاز الحفر بقيادة أ. باتيشوف ، الذي أطلق عليه الجميع ببساطة اسم ليهوي. كان في. لاني مسؤولًا عن الجيولوجيا ، وكان يو كوزنتسوف مسؤولًا عن الجيوفيزياء. قام الجيولوجي Yu. Smirnov ، الشخص الذي كان لديه "الخزانة العزيزة" ، والتي سنتحدث عنها لاحقًا ، بجهد كبير من العمل في معالجة اللب وإنشاء التخزين الأساسي. شارك أكثر من 10 معاهد بحثية في البحث في SG. كان للفريق أيضًا "kulibins" و "اليد اليسرى" (تميز S. لقد أنشأوا بأنفسهم العديد من الآليات اللازمة هنا في ورش عمل مجهزة جيدًا.

تاريخ الحفر

بدأ حفر الآبار في عام 1970. استغرق الحفر 4 سنوات لعمق 7263 م. تم تشغيله عن طريق التثبيت التسلسلي ، والذي يستخدم عادة في إنتاج النفط والغاز. بسبب استمرار الرياح والبرد ، كان لابد من تغليف البرج بأكمله بأعلى بدروع خشبية. خلاف ذلك ، من المستحيل ببساطة على شخص ما أن يقف في الأعلى أثناء رفع سلسلة الأنبوب.

ثم كان هناك انقطاع لمدة عام مرتبط ببناء برج جديد وتركيب جهاز حفر مصمم خصيصًا - "Uralmash-15000". تم بمساعدتها إجراء جميع عمليات الحفر العميقة الأخرى. المصنع الجديد لديه معدات آلية أكثر قوة. تم استخدام الحفر التوربيني - يحدث هذا عندما لا يتم تدوير السلسلة بأكملها ، ولكن فقط رأس الحفر. تمت تغذية مائع الحفر من خلال الخيط تحت ضغط لتدوير توربين متعدد المراحل في الأسفل. يبلغ طوله الإجمالي 46 مترًا. وينتهي التوربين برأس حفر يبلغ قطره 214 مم (يطلق عليه غالبًا) ، وله شكل حلقي ، لذلك يبقى عمود صخري غير مثقوب في المنتصف - قلب بقطر 60 ملم. يمر أنبوب عبر جميع أقسام التوربين - جهاز استقبال أساسي ، حيث يتم تجميع أعمدة الصخور الملغومة. يتم نقل الصخور المكسرة مع سائل الحفر عبر البئر إلى السطح.

تبلغ كتلة الخيط المغمور بسائل الحفر في البئر حوالي 200 طن. هذا على الرغم من حقيقة أنه تم استخدام أنابيب مصممة خصيصًا مصنوعة من السبائك الخفيفة. إذا كان العمود مصنوعًا من أنابيب فولاذية عادية ، فسوف ينفجر من وزنه.

تنشأ صعوبات ، أحيانًا غير متوقعة تمامًا ، في عملية الحفر في أعماق كبيرة ومع الحفر.

عادة ما تكون القيادة في رحلة واحدة ، التي يحددها تآكل رأس الحفر ، من 7 إلى 10 أمتار. خيط.) الحفر نفسه يستغرق 4 ساعات. والنزول والصعود لعمود طوله 12 كيلومترًا يستغرق 18 ساعة. عند الرفع ، يتم تفكيك الخيط تلقائيًا إلى أقسام (سدادات) بطول 33 مترًا ، وفي المتوسط ، تم حفر 60 مترًا شهريًا ، وتم استخدام 50 كيلومترًا من الأنابيب لحفر آخر 5 كيلومترات من البئر. هذه هي درجة لبسهم.

على عمق 7 كم تقريبًا ، تقاطع البئر مع تشكيلات صلبة متجانسة نسبيًا ، وبالتالي كان البئر مسطحًا ، تقريبًا يتوافق مع قطر رأس الحفر. تقدم العمل ، يمكن القول ، بهدوء. ومع ذلك ، على عمق 7 كم ، ظهرت صخور متصدعة أقل قوة ، متداخلة مع طبقات صغيرة صلبة جدًا من الصخور - النيس ، البرمائيات. أصبح الحفر صعبا. اتخذ البرميل شكلًا بيضاويًا وظهرت العديد من التجاويف. أصبحت الحوادث أكثر تواترا.

يوضح الشكل التنبؤ الأولي للقسم الجيولوجي والآخر بناءً على بيانات الحفر. من المثير للاهتمام ملاحظة (العمود B) أن ميل التكوينات على طول البئر يبلغ حوالي 50 درجة. وهكذا ، يتضح أن الصخور التي اجتازتها البئر تأتي إلى السطح. هنا يمكن للمرء أن يتذكر "الخزانة العزيزة" التي سبق ذكرها للجيولوجي يو سميرنوف. هناك ، من جانب ، حصل على عينات من البئر ، ومن الجانب الآخر ، عينات مأخوذة من السطح على مسافة من موقع الحفر ، حيث خرجت الطبقة المقابلة. تكاد مصادفة السلالات كاملة.

تميز عام 1983 بسجل منقطع النظير حتى الآن: تجاوز عمق الحفر 12 كم. تم تعليق العمل.

كان المؤتمر الجيولوجي الدولي يقترب ، والذي ، وفقًا للخطة ، عقد في موسكو. تم التحضير لمعرض Geoexpo لذلك. تقرر ليس فقط قراءة التقارير حول النتائج التي تم تحقيقها في الأمانة العامة ، ولكن أيضًا لإطلاع المشاركين في المؤتمر على العمل في الطبيعة وعينات الصخور التي تم الحصول عليها. نُشرت دراسة "Kola Superdeep" أمام المؤتمر.

في معرض Geoexpo ، كان هناك جناح كبير مخصص لعمل SG وأهم شيء - الوصول إلى عمق قياسي. كانت هناك رسومات رائعة تصف تقنيات وتقنيات الحفر ، وعينات الصخور المستخرجة ، وصور المعدات والفريق أثناء العمل. لكن الاهتمام الأكبر للمشاركين والضيوف في المؤتمر انجذب إلى أحد التفاصيل التي لم تكن تقليدية بالنسبة للمعرض: رأس الحفر الأكثر شيوعًا والصدأ قليلاً مع أسنان كربيد مهترئة. وقالت الملصق إنها هي التي استخدمت أثناء الحفر على عمق أكثر من 12 كيلومترًا. لقد أذهل رأس الحفر هذا حتى الخبراء. على الأرجح ، توقع الجميع عن غير قصد رؤية نوع من المعجزة التكنولوجية ، ربما باستخدام معدات الماس ... وما زالوا لا يعرفون أن كومة كبيرة من رؤوس الحفر الصدئة نفسها تم تجميعها على SG بجوار جهاز الحفر: بعد كل شيء ، كان لا بد من استبدالها بأخرى جديدة تقريبًا كل حفر 7-8 م.

أراد العديد من المندوبين في الكونغرس أن يروا بأعينهم منشأة الحفر الفريدة في شبه جزيرة كولا والتأكد من تحقيق عمق حفر قياسي في الاتحاد. حدث هذا المغادرة. هناك ، عقد اجتماع لقسم المؤتمر على الفور. أطلع المندوبون على الحفارة وهم يرفعون الخيط من البئر ويفصلون الأقسام التي يبلغ ارتفاعها 33 متراً عنها. وصلت الصور والمقالات المتعلقة بالأمين العام إلى الصحف والمجلات في جميع دول العالم تقريبًا. وتم إصدار طابع بريدي وإلغاء المظاريف بشكل خاص. لن اسرد اسماء الحائزين على جوائز مختلفة والذين تم منحهم لعملهم ...

لكن الأعياد انتهت ، وكان من الضروري مواصلة الحفر. وقد بدأ بأكبر حادث على الرحلة الأولى في 27 سبتمبر 1984 - "التاريخ الأسود" في تاريخ الأمن العام. لا يغفر البئر إذا تُرك لفترة طويلة دون رقابة. خلال الوقت الذي لم يتم فيه الحفر ، حدثت حتماً تغييرات في جدرانه ، تلك التي لم يتم تثبيتها بواسطة أنبوب فولاذي أسمنتي.

في البداية ذهب كل شيء بشكل عرضي. نفذ الحفارون عملياتهم المعتادة: واحدًا تلو الآخر ، قاموا بإنزال مقاطع سلسلة الحفر ، إلى الأخير ، العلوي ، ووصلوا أنبوبًا لتزويد سائل الحفر ، وشغلوا المضخات. بدأ الحفر. أظهرت الأدوات الموجودة على لوحة التحكم أمام المشغل وضع التشغيل العادي (عدد دورات رأس الحفر ، وضغطه على الصخر ، ومعدل تدفق السائل لدوران التوربين ، وما إلى ذلك).

بعد حفر قسم آخر بطول 9 أمتار على عمق أكثر من 12 كم ، والذي استغرق 4 ساعات ، وصلنا إلى عمق 12.066 كم. على استعداد لظهور العمود. لقد جربناها. لا تذهب. في مثل هذه الأعماق ، لوحظ "الالتصاق" أكثر من مرة. يحدث هذا عندما يبدو أن جزءًا من العمود يلتصق بالجدران (ربما انهار شيء ما من الأعلى ، وانحشر قليلاً). لتحريك العمود من مكانه ، يلزم بذل جهد يزيد عن وزنه (حوالي 200 طن). هكذا فعلوا هذه المرة ، لكن العمود لم يتحرك. تمت إضافة الجهد قليلاً ، وأبطأت إبرة الجهاز بشكل حاد القراءات. لقد تحسن العمود بشكل كبير ، ولا يمكن أن يكون مثل هذا فقدان الوزن أثناء المسار الطبيعي للعملية. بدأنا في الرفع: واحدًا تلو الآخر ، تم فك الأجزاء الواحدة تلو الأخرى. في الصعود الأخير ، تم تعليق قطعة مختصرة من الأنبوب بحافة سفلية غير مستوية من الخطاف. وهذا يعني أنه لم يتم ترك المثقاب التوربيني فقط في البئر ، ولكن أيضًا 5 كيلومترات من أنابيب الحفر ...

حاولنا الحصول عليهم لمدة سبعة أشهر. بعد كل شيء ، فقدوا ليس فقط 5 كيلومترات من الأنابيب ، ولكن نتائج خمس سنوات من العمل.

ثم توقفت جميع المحاولات لإعادة ما فُقِد وبدأوا في الحفر مرة أخرى من عمق 7 كيلومترات. يجب القول أنه بعد الكيلومتر السابع أصبحت الظروف الجيولوجية هنا صعبة بشكل خاص للعمل. يتم اختبار تقنية الحفر لكل خطوة عن طريق التجربة والخطأ. والبدء من عمق حوالي 10 كيلومترات أكثر صعوبة. الحفر والمعدات والأجهزة تعمل بأقصى ظروفها.

لذلك ، يجب أن تنتظر الحوادث هنا أي دقيقة. إنهم يستعدون لهم. يفكرون مسبقًا في طرق ووسائل التخلص منها. الحادث المعقد النموذجي هو كسر مجموعة الحفر جنبًا إلى جنب مع جزء من سلسلة الحفر. تتمثل الطريقة الرئيسية لإزالته في إنشاء حافة أعلى الجزء المفقود مباشرةً ومن هذا المكان حفر حفرة جانبية جديدة. تم حفر ما مجموعه 12 حفرة جانبية في البئر. أربعة منها يتراوح طولها بين 2200 و 5000 متر والتكلفة الرئيسية لمثل هذه الحوادث هي سنوات العمالة الضائعة.

فقط في الحياة اليومية ، البئر عبارة عن "ثقب" عمودي يمتد من سطح الأرض إلى القاع. في الواقع ، هذا بعيد كل البعد عن الواقع. خاصة إذا كان البئر شديد العمق ويتقاطع مع تشكيلات مائلة ذات كثافات مختلفة. ثم يبدو أنه يتلوى ، لأن المثقاب ينحرف باستمرار في اتجاه الصخور الأقل متانة. بعد كل قياس ، يوضح أن ميل البئر يتجاوز المسموح به ، من الضروري محاولة "إعادته إلى مكانه". للقيام بذلك ، جنبًا إلى جنب مع أداة الحفر ، يتم خفض "محولات" خاصة ، مما يساعد على تقليل زاوية ميل البئر أثناء الحفر. حوادث فقدان أدوات الحفر وأجزاء الأنابيب أمر شائع. بعد ذلك ، يجب عمل الجذع الجديد ، كما قلنا بالفعل ، بالتنحي جانباً. لذا تخيل كيف تبدو البئر في الأرض: شيئًا مثل جذور نبات عملاق متفرّع في العمق.

هذا هو سبب المدة الخاصة للمرحلة الأخيرة من الحفر.

بعد أكبر حادث - "التاريخ الأسود" لعام 1984 - وصلوا مرة أخرى إلى عمق 12 كم بعد 6 سنوات فقط. في عام 1990 ، تم الوصول إلى الحد الأقصى - 12262 كم. بعد عدة حوادث أخرى ، تأكدنا من عدم قدرتنا على الاختراق بشكل أعمق. تم استنفاد كل إمكانيات التكنولوجيا الحديثة. بدا الأمر كما لو أن الأرض لم تعد تريد الكشف عن أسرارها. توقف الحفر في عام 1992.

ابحاث. الأهداف والطرق

كان أحد أهداف الحفر المهمة للغاية هو الحصول على لب عينات الصخور على طول طول البئر بالكامل. وقد تم إنجاز هذه المهمة. تم تحديد أطول نواة في العالم مثل المسطرة بالأمتار وتم وضعها بالترتيب المناسب في الصناديق. أعلاه هي رقم الصندوق وأرقام العينة. يوجد ما يقرب من 900 صندوق من هذا القبيل في المخزون.

الآن يبقى فقط دراسة اللب ، الذي لا يمكن الاستغناء عنه حقًا في تحديد بنية الصخر وتكوينه وخصائصه وعمره.

لكن عينة الصخور المرفوعة على السطح لها خصائص مختلفة عن الكتلة الصخرية. هنا ، أعلاه ، تحرر من الضغوط الميكانيكية الهائلة الموجودة في العمق. أثناء الحفر ، تصدع وتشبع بسائل الحفر. حتى إذا تم إعادة إنشاء الظروف العميقة في غرفة خاصة ، فإن المعلمات المقاسة في العينة لا تزال مختلفة عن تلك الموجودة في المصفوفة. و "صيد" صغير آخر: لكل 100 متر من البئر المحفور ، لا يتم استلام 100 متر من اللب. على SG ، من أعماق تزيد عن 5 كم ، كان متوسط استعادة النواة حوالي 30 ٪ فقط ، ومن أعماق تزيد عن 9 كم ، كانت هذه في بعض الأحيان عبارة عن لوحات منفصلة بسماكة 2-3 سم ، وهي مطابقة للطبقات البينية الأكثر ديمومة.

لذلك ، فإن القلب المرتفع على SG من البئر لا يوفر معلومات كاملة عن الصخور العميقة.

تم حفر الآبار للأغراض العلمية ، لذلك تم استخدام مجموعة كاملة من طرق البحث الحديثة. بالإضافة إلى استخراج اللب ، أجريت بالضرورة دراسات عن خصائص الصخور في حدوثها الطبيعي. راقبنا باستمرار الحالة الفنية للبئر. قمنا بقياس درجة الحرارة على طول جوف البئر بالكامل ، النشاط الإشعاعي الطبيعي - إشعاع غاما ، النشاط الإشعاعي المستحث بعد تشعيع النيوترونات النبضي ، الخصائص الكهربائية والمغناطيسية للصخور ، سرعة انتشار الموجات المرنة ، ودرسنا تكوين الغازات في سائل البئر.

تم استخدام الآلات التسلسلية لعمق 7 كم. يتطلب العمل في أعماق كبيرة وفي درجات حرارة أعلى إنشاء أجهزة خاصة مقاومة للحرارة. نشأت صعوبات خاصة خلال المرحلة الأخيرة من الحفر ؛ عندما اقتربت درجة الحرارة في البئر من 200 درجة مئوية ، وتجاوز الضغط 1000 الغلاف الجوي ، لم تعد الأجهزة التسلسلية قادرة على العمل. جاءت مكاتب التصميم الجيوفيزيائي والمختبرات المتخصصة للعديد من المعاهد البحثية للإنقاذ ، حيث أنتجت نسخًا واحدة من الأجهزة المقاومة للحرارة والضغط. وهكذا ، طوال الوقت كانوا يعملون فقط على المعدات المحلية.

باختصار ، تم فحص البئر بتفاصيل كافية لعمقه بالكامل. أجريت الدراسات على مراحل ، مرة في السنة تقريبًا ، بعد تعميق البئر بمقدار كيلومتر واحد. في كل مرة بعد ذلك ، تم إجراء تقييم لموثوقية المواد التي تم الحصول عليها. جعلت الحسابات المقابلة من الممكن تحديد معلمات سلالة معينة. اكتشفنا تناوبًا معينًا للطبقات وعرفنا بالفعل الصخور التي تقتصر عليها الكهوف وما يرتبط بها من فقدان جزئي للمعلومات. لقد تعلمنا كيفية التعرف على الصخور حرفياً عن طريق "الفتات" ، وعلى هذا الأساس ، أعدنا تكوين صورة كاملة لما "خبأ" البئر. باختصار ، كان من الممكن بناء عمود صخري مفصل - لإظهار تناوب الصخور وخصائصها.

من تجربة خاصة

مرة واحدة تقريبًا في السنة ، عندما اكتملت المرحلة التالية من الحفر - تعميق البئر بمقدار كيلومتر واحد ، ذهبت أيضًا إلى SG لأخذ القياسات التي عُهد بها إلي. عادة ما يتم التخلص من البئر في هذا الوقت والسماح لها بالبحث لمدة شهر. كان وقت التوقف المجدول معروفًا دائمًا مسبقًا. كما جاءت المكالمة البرقية للعمل مسبقًا. يتم فحص المعدات وتعبئتها. تم الانتهاء من الإجراءات المتعلقة بإغلاق العمل في المنطقة الحدودية. أخيرا يتم تسوية كل شيء. دعنا نذهب.

مجموعتنا عبارة عن فريق صغير ودود: مطور لأداة قاع البئر ، ومطور لمعدات أرضية جديدة ، وأنا أخصائي منهج. نصل قبل 10 أيام من القياسات. نحن نتعرف على البيانات المتعلقة بالحالة الفنية للبئر. نضع ونوافق على برنامج قياس مفصل. نحن نجمع المعدات ونعايرها. نحن في انتظار مكالمة - مكالمة من البئر. دورنا "الغوص" هو الثالث ، ولكن إذا رفض الأسلاف ، فسيتم توفير البئر لنا. هذه المرة هم بخير ، يقولون أنهم سينتهون بحلول صباح الغد. معنا ، في نفس الفريق من الجيوفيزيائيين ، المشغلين الذين يسجلون الإشارات الواردة من المعدات الموجودة في البئر ، ويديرون جميع العمليات لخفض ورفع أداة قاع البئر ، بالإضافة إلى ميكانيكا الرافعة ، يتحكمون في فك ولف تلك التي يبلغ طولها 12 كيلومترًا من الكابلات من الأسطوانة ، حيث يتم إنزال الأداة في البئر. الحفارون أيضا في الخدمة.

بدأ العمل. يتم إنزال الأداة في البئر لعدة أمتار. الشيك الأخير. يذهب. الهبوط بطيء - حوالي 1 كم / ساعة ، مع المراقبة المستمرة للإشارة القادمة من الأسفل. حتى الان جيدة جدا. ولكن في الكيلومتر الثامن اهتزت الإشارة واختفت. لذلك هناك شيء خاطئ. ارتفاع كامل. (تحسبًا لذلك ، قمنا بإعداد المجموعة الثانية من المعدات.) نبدأ في التحقق من كل التفاصيل. هذه المرة كان الكابل معيبًا. يتم استبداله. هذا يستغرق أكثر من يوم. استغرق النزول الجديد 10 ساعات. وأخيراً أفاد مراقب الإشارة: "وصلنا الكيلومتر الحادي عشر". الأمر إلى المشغلين: "ابدأ التسجيل". ماذا وكيف يتم التخطيط له مسبقًا وفقًا للبرنامج. أنت الآن بحاجة إلى خفض ورفع أداة قاع البئر عدة مرات في فترة زمنية معينة لأخذ القياسات. هذه المرة المعدات تعمل بشكل جيد. الآن الشفاء التام. صعدنا مسافة 3 كيلومترات ، وفجأة اتصل من البجعة (إنه رجل مرح): "انتهى الحبل". كيف؟! ماذا؟! للأسف ، انكسار الكابلات ... تُركت أداة قاع البئر و 8 كيلومترات من الكابلات ملقاة في الأسفل ... لحسن الحظ ، بعد يوم واحد ، تمكن الحفارون من رفع كل هذا ، باستخدام التقنيات والأجهزة التي طورها الحرفيون المحليون للتخلص من مثل هذه الحالات الطارئة .

النتائج

تم الانتهاء من المهام المحددة في مشروع الحفر العملاق. تم تطوير وإنشاء معدات وتقنيات خاصة للحفر العميق للغاية ، وكذلك لدراسة الآبار المحفورة إلى أعماق كبيرة. لقد تلقينا معلومات "مباشرة" حول الحالة الفيزيائية وخصائص وتكوين الصخور في تواجدها الطبيعي ومن العينات الأساسية حتى عمق 12262 مترًا.

قدم البئر هدية ممتازة للوطن على عمق ضحل - في فترة 1.6-1.8 كم. تم اكتشاف خامات النحاس والنيكل التجارية هناك - تم اكتشاف أفق خام جديد. ومفيد للغاية ، لأن مصنع النيكل المحلي يعاني بالفعل من نقص خام.

كما لوحظ أعلاه ، لم تتحقق التوقعات الجيولوجية لقسم البئر (انظر الشكل في الصفحة 39). الصورة التي كانت متوقعة خلال الـ 5 كيلومترات الأولى ، امتدت في البئر لمسافة 7 كيلومترات ، ثم ظهرت صخور غير متوقعة على الإطلاق. ولم يتم العثور على البازلت المتنبأ به على عمق 7 كيلومترات ، حتى عندما انخفض إلى 12 كيلومترًا.

كان من المتوقع أن الحد الذي يعطي أعظم انعكاس أثناء السبر الزلزالي هو المستوى الذي تمر فيه الجرانيت إلى طبقة البازلت الأقوى. في الواقع ، اتضح أن هناك صخورًا متصدعة أقل قوة وأقل كثافة - النيسات الأرتشيانية. هذا لم يكن من المفترض بأي شكل من الأشكال. وهذه معلومات جيولوجية وجيوفيزيائية جديدة بشكل أساسي تسمح لك بتفسير بيانات البحث الجيوفيزيائي العميق بطريقة مختلفة.

تغيرت أيضًا الأفكار حول النظام الحراري لباطن الأرض ، حول التوزيع العميق لدرجات الحرارة في مناطق الدروع البازلتية. على عمق أكثر من 6 كم ، تم الحصول على تدرج درجة حرارة 20 درجة مئوية لكل كيلومتر واحد بدلاً من المتوقع (كما في الجزء العلوي) 16 درجة مئوية لكل 1 كيلومتر. تم الكشف عن أن نصف التدفق الحراري هو من أصل إشعاعي.

بعد حفر Kola superdeep الفريد جيدًا ، تعلمنا الكثير وأدركنا في الوقت نفسه مدى ضآلة ما نعرفه عن بنية كوكبنا.

A. OSADCHIY ، مرشح العلوم التقنية.

المؤلفات

كولا superdeep.موسكو: نيدرا ، 1984.

كولا superdeep. النتائج العلمية والخبرات البحثية.م ، 1998.

كوزلوفسكي إي. المنتدى العالمي للجيولوجيين.- "العلم والحياة" رقم 10 ، 1984.

كوزلوفسكي إي. كولا superdeep."Science and Life" رقم 11 ، 1985.

في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، أحبوا الميزان ، ولكن أكثر من ذلك ، وقد امتد هذا إلى كل شيء حرفيًا. لذلك تم حفر بئر واحد في الاتحاد ، والذي يحمل حتى اليوم عنوان أعمق مكان على وجه الأرض. يشار إلى أن البئر لم يتم حفرها من أجل إنتاج النفط أو الاستكشاف الجيولوجي ، بل لأغراض البحث العلمي البحت.

النصائح التي تم بها حفر البئر.

يعتبر Kola Superdeep Borehole ، أو SG-3 ، أعمق بئر من صنع الإنسان في الأرض. تقع في منطقة مورمانسك على بعد 10 كيلومترات من مدينة زابوليارني في الاتجاه الغربي. عمق الحفرة 12262 متر. قطرها في الأعلى 92 سم. في الجزء السفلي - 21.5 سم. من السمات المهمة لـ SG-3 أنه ، على عكس أي آبار أخرى لإنتاج النفط أو العمل الجيولوجي ، تم حفر هذه الآبار حصريًا للأغراض العلمية.

تم حفر البئر في عام 1970 ، بمناسبة الذكرى المئوية لميلاد فلاديمير لينين. يتميز الموقع المختار بحقيقة أن البئر قد تم حفره في صخور بركانية عمرها أكثر من 3 مليارات سنة. بالمناسبة ، عمر الأرض حوالي 4.5 مليار سنة. في استخراج المعادن ، نادرا ما يتم حفر الآبار على عمق أكثر من ألفي متر.

استمر العمل ليل نهار.

بدأ الحفر في 24 مايو 1970. حتى 7 آلاف متر ، كان الحفر سهلاً وهادئًا ، ولكن بعد اصطدام الرأس في صخور أقل كثافة ، بدأت المشاكل. لقد تباطأت العملية بشكل ملحوظ. فقط في 6 يونيو 1979 ، تم تسجيل رقم قياسي جديد - 9583 مترًا. تم تثبيته سابقًا في الولايات المتحدة من قبل منتجي النفط. تم تجاوز علامة 12066 مترًا في عام 1983. تم تحقيق النتيجة من قبل المؤتمر الجيولوجي الدولي ، الذي عقد في موسكو. بعد ذلك ، وقع حادثان في المجمع.

الآن يبدو المجمع هكذا.

في عام 1997 ، تم تداول العديد من الأساطير في وسائل الإعلام على الفور أن بئر Kola العميقة هي الطريق الحقيقي إلى الجحيم. في إحدى هذه الأساطير ، قيل أنه عندما قام الفريق بخفض الميكروفون إلى عمق عدة آلاف من الأمتار ، سمعت صرخات بشرية وآهات وصراخ هناك.

بالطبع ، لم يكن هناك شيء من هذا القبيل. إذا كان ذلك فقط بسبب استخدام معدات خاصة لتسجيل الصوت في البئر على هذا العمق ، لكنها لم تسجل أي شيء أيضًا. كان هناك بالفعل العديد من الحوادث في المجمع ، بما في ذلك انفجار تحت الأرض أثناء الحفر ، لكن الجيولوجيين لم يزعجوا أي "شياطين" تحت الأرض بالتأكيد.

تم تجميد البئر نفسه.

المهم حقًا هو أن 16 مختبرا بحثيا تعمل في SG-3. خلال الحقبة السوفيتية ، تمكن الجيولوجيون الروس من القيام بالعديد من الاكتشافات القيمة وفهم كيفية عمل كوكبنا بشكل أفضل. أدى العمل في الموقع إلى تحسين تقنية الحفر بشكل كبير. تمكن العلماء أيضًا من فهم العمليات الجيولوجية المحلية ، وتلقوا بيانات شاملة عن النظام الحراري لقاع التربة والغازات الجوفية والمياه العميقة.

لسوء الحظ ، تم إغلاق بئر Kola superdeep اليوم. تعرض مبنى المجمع للتدمير منذ إغلاق آخر معمل هنا في عام 2008 وتفكيك جميع المعدات. السبب بسيط - نقص التمويل. في عام 2010 ، تم تعليق البئر بالفعل. الآن هو ينهار ببطء ولكن بثبات تحت تأثير العمليات الطبيعية.