Dypboring. Den dypeste brønnen på jorden

Hundretusenvis av brønner ble boret inn i jordskorpen i løpet av de siste tiårene av forrige århundre. Og dette er ikke overraskende, fordi søk og utvinning av mineraler i vår tid innebærer uunngåelig dypboring. Men blant alle disse brønnene er det bare én på planeten - den legendariske Kola Superdeep (SG), hvis dybde fortsatt er uovertruffen - mer enn tolv kilometer. I tillegg er SG en av de få som ble boret ikke for leting eller gruvedrift, men for rent vitenskapelige formål: å studere de eldste bergartene på planeten vår og lære hemmelighetene til prosessene som foregår i dem.

I dag er det ingen boring på Kola superdeep, den ble stoppet i 1992. SG var ikke den første og ikke den eneste i programmet for å studere jordens dype struktur. Tre av de utenlandske brønnene nådde en dybde på 9,1 til 9,6 km. Det var planlagt at en av dem (i Tyskland) skulle overgå Kola-en. Boring hos alle tre, samt ved SG, ble imidlertid stoppet på grunn av ulykker og tekniske årsaker kan ikke fortsettes ennå.

Tilsynelatende er det ikke for ingenting at kompleksiteten ved å bore ultradype brønner sammenlignes med en flytur ut i verdensrommet, med en lang romekspedisjon til en annen planet. Steinprøver hentet fra jordens tarmer, er ikke mindre interessante enn prøver av månejord. Jordsmonnet levert av den sovjetiske måne-roveren ble studert ved forskjellige institutter, inkludert Kola Science Center. Det viste seg at sammensetningen av månejorden nesten helt tilsvarer bergartene som ble hentet fra Kola-brønnen fra en dybde på ca. 3 km.

NETTSTEDVALG OG PROGNOSE

En spesiell geologisk leteekspedisjon (Kola Geological Exploration Expedition) ble opprettet for å bore SG. Borestedet ble selvsagt heller ikke valgt ved en tilfeldighet – Baltic Shield på Kolahalvøya-området. Her kommer de eldste magmatiske bergartene rundt 3 milliarder år gamle (og jorden er bare 4,5 milliarder år gammel) til overflaten. Det var interessant å bore i de eldste magmatiske bergartene, fordi sedimentære bergarter ned til 8 km dyp allerede er godt studert for oljeproduksjon. Og under gruvedrift trenger de vanligvis bare 1-2 km inn i magmatiske bergarter. Valget av plassering for SG ble også forenklet av det faktum at Pecheneg-trauet ligger her - en enorm skållignende struktur, som om den ble presset inn i eldgamle steiner. Dens opprinnelse er forbundet med en dyp feil. Og det er her store kobber-nikkelforekomster ligger. Og oppgavene som ble tildelt Kola Geologiske Ekspedisjon inkluderte å identifisere en rekke trekk ved geologiske prosesser og fenomener, inkludert malmdannelse, bestemme arten av grensene som skiller lagene i kontinentalskorpen, og samle inn data om materialsammensetningen og den fysiske tilstanden til bergarter. .

Før boringen startet ble det bygget en seksjon basert på seismologiske data jordskorpen. Det fungerte som en prognose for utseendet til de jordlagene som brønnen krysset. Det ble antatt at et granittlag strekker seg til en dybde på 5 km, hvoretter man forventet sterkere og eldgamle basaltiske bergarter.

Så borestedet ble valgt nord-vest på Kolahalvøya, 10 km fra byen Zapolyarny, ikke langt fra vår grense til Norge. Zapolyarny er en liten by som vokste opp på femtitallet ved siden av en nikkelfabrikk. Blant den kuperte tundraen på en ås, blåst av alle vindene og snøstormene, er det et "torg", som hver side er dannet av syv fem-etasjers bygninger. Innenfor er det to gater, i skjæringspunktet deres er det et torg hvor Kulturhuset og hotellet står. En kilometer fra byen, bak en kløft, er bygningene og de høye skorsteinene til et nikkelverk synlige, bak det, langs fjellsiden, er mørke deponier av gråberg fra et nærliggende steinbrudd. I nærheten av byen går det en motorvei til byen Nikel og til en liten innsjø, på den andre siden av denne er Norge.

Jordsmonnet på disse stedene inneholder spor i overflod tidligere krig. Når du tar en buss fra Murmansk til Zapolyarny, omtrent halvveis langs veien krysser du den lille elven Zapadnaya Litsa, på bredden av den er det en minneobelisk. Dette er det eneste stedet i hele Russland hvor fronten sto urørlig under krigen fra 1941 til 1944, ut mot Barentshavet. Selv om det var harde kamper hele tiden og tapene på begge sider var enorme. Tyskerne forsøkte uten hell å bryte gjennom til Murmansk - den eneste isfrie havnen i vårt nord. Vinteren 1944 sovjetiske tropper klarte å bryte gjennom fronten.

Rørstrengen ble senket og hevet på denne kroken. Til venstre - i kurven - er det 33 meter rør - "stearinlys" - klargjort for nedstigning.

Kola ultra-dyp brønn. I figuren til høyre: A. Varsel for det geologiske snittet. B. Geologisk seksjon konstruert på grunnlag av SG-boredata (piler fra kolonne A til kolonne B indikerer på hvilket dyp de forutsagte bergartene ble påtruffet). På denne delen øverste del(opptil 7 km) - Proterozoiske lag med lag av vulkanske (diabase) og sedimentære bergarter (sandsteiner, dolomitter). Under 7 km er det en arkeisk sekvens med repeterende enheter av bergarter (hovedsakelig gneiser og amfibolitter). Dens alder er 2,86 milliarder år. B. En brønnboring med mange borede og tapte borehull (under 7 km) er formet som de forgrenede røttene til en gigantisk plante. Brønnen ser ut til å vri seg fordi boret hele tiden avviker mot mindre holdbare bergarter.

Fra Zapolyarny til Superglubokaya - 10 km. Veien går forbi anlegget, så langs kanten av steinbruddet og klatrer så opp på fjellet. Fra passet åpner det seg et lite basseng, der boreriggen er installert. Høyden er like høy som en tjue-etasjers bygning. "Skiftarbeidere" kom hit fra Zapolyarny for hvert skift. Totalt jobbet rundt 3000 mennesker på ekspedisjonen, de bodde i byen i to hus. Krumlingen fra enkelte mekanismer kunne høres fra boreriggen hele døgnet. Stillheten gjorde at det av en eller annen grunn ble brudd i boringen. Om vinteren, under den lange polarnatten – og den varer der fra 23. november til 23. januar – glødet hele boreriggen av lys. Ofte ble lyset fra nordlyset lagt til dem.

Litt om personalet. Den geologiske leteekspedisjonen Kola, laget for boring, samlet et godt, høyt kvalifisert team av arbeidere. Lederen for GRE, en talentfull leder som valgte laget, var nesten alltid D. Guberman. Sjefingeniør I. Vasilchenko var ansvarlig for boringen. Boreriggen ble kommandert av A. Batishchev, som alle bare kalte Lekha. Geologi var ansvarlig for V. Laney, og geofysikk hadde ansvaret for Yu. Kuznetsov. En stor mengde arbeid med å behandle kjernen og lage et kjernelagringsanlegg ble utført av geolog Yu. Smirnov - den samme som hadde "skatteskapet", som vi vil fortelle deg om senere. Mer enn 10 forskningsinstitutter deltok i forskning på SG. Teamet hadde også sine egne "Kulibins" og "venstrehendte" (S. Tserikovsky var spesielt utmerket), som oppfant og produserte forskjellige enheter som noen ganger gjorde det mulig å komme seg ut av de vanskeligste, tilsynelatende håpløse situasjonene. De laget selv mange av de nødvendige mekanismene her i velutstyrte verksteder.

BORINGSHISTORIE

Brønnboring begynte i 1970. Boring til en dybde på 7263 m tok 4 år. Det ble utført ved hjelp av en seriell installasjon, som vanligvis brukes i olje- og gassproduksjon. På grunn av konstant vind og kulde måtte hele tårnet dekkes til toppen med trepaneler. Ellers er det rett og slett umulig for en som må stå på toppen mens han løfter en rørstreng til å fungere.

Deretter ble det en årelang pause knyttet til byggingen av et nytt tårn og installasjonen av en spesialdesignet borerigg - Uralmash-15000. Det var med dens hjelp at all ytterligere ultra-dyp boring ble utført. Den nye installasjonen har kraftigere automatisert utstyr. Det ble brukt turbinboring - dette er når ikke hele kolonnen roterer, men bare borehodet. Borevæske ble matet gjennom kolonnen under trykk, og roterte en flertrinnsturbin plassert under. Dens totale lengde er 46 m. Turbinen ender med et borehode med en diameter på 214 mm (det kalles ofte en krone), som har en ringform, så en uboret steinsøyle forblir i midten - en kjerne med en diameter på 60 mm. Et rør passerer gjennom alle seksjoner av turbinen - en kjernemottaker, hvor kolonner av utvunnet stein samles. Den knuste steinen sammen med borevæsken føres ned i brønnen til overflaten.

På kjerneprøvene til høyre er skrå striper godt synlige, noe som betyr at brønnen her passerte gjennom skråstilte formasjoner.

Massen av kolonnen nedsenket i en brønn med borevæske er ca. 200 tonn. Dette til tross for at det ble brukt spesialdesignede lettmetallrør. Hvis en søyle er laget av vanlige stålrør, vil den sprekke av sin egen vekt.

Mange vanskeligheter, noen ganger helt uventede, oppstår i prosessen med å bore på store dyp og med kjerneprøvetaking.

Inntrengningen i en tur, bestemt av slitasjen på borehodet, er vanligvis 7-10 m. (En tur, eller syklus, er senking av strengen med turbin og boreverktøy, selve boringen og fullstendig løfting av strengen.) Selve boringen tar 4 timer. Og ned- og oppstigningen av den 12 kilometer lange kolonnen tar 18 timer. Ved løft demonteres søylen automatisk i seksjoner (stearinlys) på 33 m. I gjennomsnitt ble det boret 60 m per måned. 50 km med rør ble brukt til å bore de siste 5 km av brønnen. Dette er omfanget av deres slitasje.

Til en dybde på ca. 7 km krysset brønnen sterke, relativt homogene bergarter, og derfor var borehullet jevnt, nesten tilsvarende diameteren på borkronen. Arbeidet skred frem, kan man si, rolig. Men på en dybde på 7 km dukket det opp mindre holdbare oppsprukkede bergarter, innblandet med små veldig harde lag - gneiser, amfibolitter. Boringen ble vanskeligere. Stammen fikk en oval form, og mange hulrom dukket opp. Ulykker har blitt hyppigere.

Figuren viser den første prognosen for den geologiske strekningen og den som er satt sammen på grunnlag av boredata. Det er interessant å merke seg (kolonne B) at helningsvinkelen til formasjonene langs brønnen er omtrent 50 grader. Dermed er det klart at bergartene som skjæres av brønnen kommer til overflaten. Det er her vi kan huske det allerede nevnte "kjære kabinettet" til geolog Yu. Smirnov. Der hadde han på den ene siden tatt prøver fra brønnen, og på den andre prøver tatt på overflaten i avstand fra borestedet der den tilsvarende formasjonen kommer opp. Matchingen mellom rasene er nesten fullført.

Året 1983 var preget av en hittil uovertruffen rekord: boredybden oversteg 12 km. Arbeidet ble innstilt.

Den internasjonale geologiske kongressen nærmet seg, som etter planen ble holdt i Moskva. Geoexpo-utstillingen ble forberedt for det. Det ble besluttet ikke bare å lese rapporter om resultatene oppnådd ved SG, men også å vise deltakerne på kongressen arbeidet in situ og de utvunne steinprøvene. Monografien "Kola Superdeep" ble publisert for kongressen.

På Geoexpo-utstillingen var det en stor stand dedikert til arbeidet til SG og det viktigste - å oppnå rekorddybde. Det var imponerende grafer som fortalte om boreteknikker og -teknologi, uttak av steinprøver, fotografier av utstyr og ansatte på jobb. Men den største oppmerksomheten til deltakerne og kongressgjestene ble tiltrukket av en detalj som var ukonvensjonell for en utstillingsvisning: det mest ordinære og allerede litt rustne borehodet med utslitte karbidtenner. På etiketten sto det at det var akkurat det som ble brukt ved boring på mer enn 12 km dyp. Dette borehodet overrasket selv spesialister. Sannsynligvis forventet alle ufrivillig å se et slags mirakel av teknologi, kanskje med diamantutstyr... Og de visste fortsatt ikke at det ved SG ved siden av boreriggen lå en stor haug med nøyaktig de samme allerede rustne borehodene: de måtte tross alt byttes ut med nye omtrent hver boret 7-8 m.

Mange kongressdelegater ønsket å se med egne øyne den unike boreriggen kl Kolahalvøya og sørge for at det faktisk er oppnådd en rekordhøy boredybde i Unionen. En slik avgang fant sted. En del av kongressen holdt et møte der på stedet. Delegatene ble vist boreriggen, der de løftet kolonnen fra brønnen, og koblet 33 meter lange seksjoner fra den. Bilder og artikler om SG sirkulerte i aviser og magasiner i nesten alle land i verden. Det ble utstedt et frimerke og det ble organisert særskilt kansellering av konvolutter. Jeg vil ikke liste opp navnene på vinnerne av forskjellige priser og de som er tildelt for sitt arbeid...

Men ferien var over, det var nødvendig å fortsette boringen. Og det begynte med største ulykken på den første flyturen 27. september 1984 - en "svart dato" i SGs historie. Brønnen tilgir ikke når den blir stående uten oppmerksomhet i lang tid. I løpet av den tiden boringen ikke ble utført, skjedde det uunngåelig endringer i veggene, de som ikke var sikret med et sementert stålrør.

Først gikk alt tilfeldig. Borerne utførte sine vanlige operasjoner: en etter en senket de deler av borestrengen, koblet borevæsketilførselsrøret til det siste, øvre og skrudde på pumpene. Vi begynte å bore. Instrumentene på konsollen foran operatøren viste normal driftsmodus (antall omdreininger av borehodet, trykket på fjellet, væskestrøm for å rotere turbinen, etc.).

Etter å ha boret en annen 9-meters seksjon på en dybde på mer enn 12 km, som tok 4 timer, nådde vi en dybde på 12.066 km. Vi gjorde oss klare til å løfte søylen. Vi prøvde det. Fungerer ikke. "Sticking" har blitt observert mer enn en gang på slike dyp. Dette er når en del av søylen ser ut til å feste seg til veggene (kanskje noe falt av ovenfra og det har satt seg litt fast). For å flytte en søyle kreves en kraft som overstiger vekten (ca. 200 tonn). Det gjorde de også denne gangen, men kolonnen rørte seg ikke. Vi økte kraften litt, og instrumentnålen reduserte avlesningene kraftig. Kolonnen ble mye lettere, slik vekttap kunne ikke ha skjedd under det normale løpet av operasjonen. Vi begynte å løfte: vi skrudde av seksjonene en etter en. Under siste løft hang et forkortet rørstykke med ujevn underkant på en krok. Dette betydde at ikke bare turboboret ble igjen i brønnen, men også 5 km med borerør...

De prøvde å få dem i syv måneder. Tross alt mistet de ikke bare 5 km med rør, men resultatene av fem års arbeid.

Da ble alle forsøk på å gjenvinne det tapte stoppet og boringen startet igjen fra 7 km dyp. Det skal sies at det er etter den sjuende kilometeren at de geologiske forholdene her er spesielt vanskelige for arbeid. Boreteknologien for hvert trinn utarbeides ved prøving og feiling. Og fra en dybde på ca. 10 km er det enda vanskeligere. Boring, drift av utstyr og utstyr utføres med maksimal hastighet.

Derfor kan det forventes ulykker her når som helst. De forbereder seg på dem. Metoder og midler for å eliminere dem er gjennomtenkt på forhånd. En typisk kompleks ulykke er brudd på boresammenstillingen sammen med en del av borerørstrengen. Hovedmetoden for å eliminere det er å lage en benk like over den tapte delen og fra dette stedet bore en ny bypass-aksel. Totalt ble det boret 12 slike bypass-trunker i brønnen. Fire av dem varierer fra 2200 til 5000 m. Hovedkostnaden ved slike ulykker er år med tapt arbeidskraft.

Bare i hverdagen er en brønn et vertikalt "hull" fra jordens overflate til bunnen. I virkeligheten er dette langt fra tilfelle. Spesielt hvis brønnen er superdyp og krysser skråformasjoner med varierende tetthet. Da ser det ut til å vri seg, for boret avviker hele tiden mot mindre slitesterke bergarter. Etter hver måling som viser at brønnens helning overstiger den tillatte, må man forsøke å «sette den på plass igjen». For å gjøre dette senkes spesielle "deflektorer" sammen med boreverktøyet, som bidrar til å redusere helningsvinkelen til brønnen under boring. Ulykker skjer ofte med tap av boreverktøy og deler av rør. Etter dette må den nye stammen lages, som vi allerede har sagt, ved å gå til side. Så forestill deg hvordan en brønn ser ut i bakken: noe sånt som røttene til en gigantisk plante som forgrener seg i dypet.

Dette er årsaken til den spesielle varigheten av den siste borefasen.

Etter den største ulykken - den "svarte datoen" i 1984 - nærmet de seg igjen en dybde på 12 km først etter 6 år. I 1990 ble maksimum nådd - 12 262 km. Etter flere ulykker ble vi overbevist om at vi ikke kunne komme dypere. Alle muligheter moderne teknologi utslitt. Det virket som om Jorden ikke lenger ønsket å avsløre sine hemmeligheter. Boringen stoppet i 1992.

FORSKNINGSARBEID. MÅL OG METODER

Et av de svært viktige målene med boringen var å få en kjernesøyle av steinprøver langs hele brønnens lengde. Og denne oppgaven er fullført. Den lengste kjernen i verden ble merket som en linjal i meter og plassert i passende rekkefølge i bokser. Boksnummer og prøvenummer er angitt øverst. Det er nesten 900 slike bokser på lager.

Nå gjenstår det bare å studere kjernen, som virkelig er uunnværlig for å bestemme strukturen til bergarten, dens sammensetning, egenskaper og alder.

Men en steinprøve hevet til overflaten har andre egenskaper enn i massivet. Her på toppen er han frigjort fra de enorme mekaniske påkjenningene som finnes i dypet. Under boringen sprakk det og ble mettet med borevæske. Selv om du gjenskaper dype forhold i et spesielt kammer, er parametrene målt på prøven fortsatt forskjellige fra de i matrisen. Og en liten "hikke" til: for hver 100 m av en boret brønn oppnås ikke 100 m kjerne. I SG, fra dybder på mer enn 5 km, var gjennomsnittlig kjerneutbytte bare ca. 30 %, og fra dybder på mer enn 9 km var disse noen ganger bare individuelle plaketter 2-3 cm tykke, tilsvarende de mest holdbare lagene.

Så kjernen løftet fra brønnen ved hjelp av SG gir ikke fullstendig informasjon om dype steiner.

Brønnene ble boret for vitenskapelige formål, så hele komplekset ble brukt moderne metoder forskning. I tillegg til kjerneutvinning ble det nødvendigvis utført studier av egenskapene til bergarter i deres naturlige forekomst. Den tekniske tilstanden til brønnen ble kontinuerlig overvåket. Vi målte temperaturen langs hele brønnhullet, naturlig radioaktivitet - gammastråling, indusert radioaktivitet etter pulsert nøytronbestråling, elektriske og magnetiske egenskaper til bergarter, forplantningshastigheten til elastiske bølger, og studerte sammensetningen av gasser i brønnvæsken.

Opp til en dybde på 7 km ble det brukt serielle enheter. Arbeid på store dybder og mer høye temperaturer krevde opprettelsen av spesielle varme- og trykkbestandige enheter. Spesielle vanskeligheter oppsto i siste etappe boring; når temperaturen i brønnen nærmet seg 200°C og trykket oversteg 1000 atmosfærer, kunne ikke serielle enheter fungere lenger. Geofysiske designbyråer og spesialiserte laboratorier fra flere forskningsinstitutter kom til unnsetning og produserte enkeltkopier av varme- og trykkbestandige instrumenter. Dermed jobbet vi hele tiden kun med husholdningsutstyr.

Kort sagt, brønnen ble utforsket i tilstrekkelig detalj til hele dybden. Forskning ble utført i etapper, omtrent en gang i året, etter å ha fordypet brønnen med 1 km. Hver gang etter dette ble det foretatt en vurdering av påliteligheten til de mottatte materialene. De tilsvarende beregningene gjorde det mulig å bestemme parametrene til en bestemt rase. De oppdaget en viss veksling av lag og visste allerede hvilke bergarter hulene var assosiert med og det delvise tapet av informasjon knyttet til dem. Vi lærte å bokstavelig talt identifisere steiner fra "smuler" og på dette grunnlaget å gjenskape et fullstendig bilde av hva brønnen "gjemmer". Kort sagt var det mulig å konstruere en detaljert litologisk søyle - for å vise vekslingen av bergarter og deres egenskaper.

FRA EGEN ERFARING

Omtrent en gang i året, da neste boretrinn var fullført - å utdype brønnen med 1 km, dro jeg også til SG for å ta målinger som ble betrodd meg. På dette tidspunktet ble brønnen vanligvis vasket ut og gjort tilgjengelig for forskning i en måned. Tidspunktet for det planlagte stoppet var alltid kjent på forhånd. Telegrammet som etterlyste arbeidet kom også på forhånd. Utstyret er sjekket og pakket. Formaliteter knyttet til lukkede arbeider i kantsonen er gjennomført. Endelig er alt avgjort. La oss gå.

Vår gruppe er et lite, vennlig team: en utvikler av borehullverktøy, en utvikler av nytt bakkebasert utstyr, og jeg, en metodolog. Vi kommer 10 dager før målinger. Vi gjør oss kjent med dataene om brønnens tekniske tilstand. Vi utarbeider og godkjenner et detaljert måleprogram. Vi monterer og kalibrerer utstyret. Vi venter på et anrop - et anrop fra brønnen. Det er vår tur til å "dykke" tredje, men hvis våre forgjengere nekter, vil brønnen bli gitt til oss. Denne gangen er alt bra med dem, de sier at de er ferdige i morgen tidlig. Med oss i samme team er geofysikere - operatører som registrerer signaler mottatt fra utstyr i brønnen og kommanderer alle operasjoner for senking og heving nedihullsutstyr, samt mekanikere på taljen, de styrer avviklingen av de samme 12 km med kabel fra trommelen og på den. , hvorpå enheten senkes ned i brønnen. Borere er også på vakt.

Arbeidet har begynt. Enheten senkes ned i brønnen flere meter. Siste sjekk. Gå. Nedstigningen er sakte - ca 1 km/t, med kontinuerlig overvåking av signalet som kommer nedenfra. Så langt så bra. Men på den åttende kilometeren rykket signalet og forsvant. Dette betyr at noe er galt. Fullt løft. (Bare i tilfelle har vi forberedt et annet sett med utstyr.) Vi begynner å sjekke alle detaljene. Denne gangen viste det seg at kabelen var defekt. Han blir erstattet. Dette tar mer enn en dag. Ny nedstigning tok 10 timer. Til slutt sa personen som observerte signalet: "Vi har kommet til den ellevte kilometeren." Kommando til operatører: "Start opptak." Hva og hvordan er planlagt på forhånd i henhold til programmet. Nå må du senke og heve nedihullsverktøyet flere ganger med et gitt intervall for å ta målinger. Denne gangen fungerte utstyret bra. Nå er det full oppgang. De hevet den til 3 km, og plutselig ropte vinsjmannen (han er en mann med humor): "Tauet er over." Hvordan?! Hva?! Akk, kabelen brakk... Nedihullsverktøyet og 8 km kabel ble liggende i bunnen... Heldigvis kunne borerne en dag senere plukke opp det hele, ved å bruke metoder og apparater utviklet av lokale håndverkere for å eliminere slike nødsituasjoner.

RESULTATER

Målene satt i ultra-dyp boreprosjektet er fullført. Spesialutstyr og teknologi for ultradyp boring, samt for å studere brønner boret til store dyp, er utviklet og laget. Vi mottok informasjon, kan man si, "førstehånds" om fysisk tilstand, egenskaper og sammensetning av bergarter i deres naturlige forekomst og fra kjerneprøver til en dybde på 12 262 m.

Brønnen ga en utmerket gave til hjemlandet på grunne dybder - i området 1,6-1,8 km. Industrielle kobber-nikkel malmer ble åpnet der - en ny malmhorisont ble oppdaget. Og det kommer godt med, for det lokale nikkelverket mangler allerede malm.

Som nevnt ovenfor ble den geologiske prognosen for brønndelen ikke oppfylt (se figur på side 39.). Bildet som var ventet i løpet av de første 5 km i brønnen forlenget seg med 7 km, og så dukket det opp helt uventede steiner. Basaltene som ble spådd på en dybde på 7 km ble ikke funnet, selv når de falt til 12 km.

Det var forventet at den grensen som gir størst refleksjon under seismisk sondering er nivået hvor granittene forvandles til et mer holdbart basaltlag. I virkeligheten viste det seg at mindre sterke og mindre tette oppsprukkede bergarter ligger der - arkeiske gneiser. Dette var aldri forventet. Og dette er fundamentalt ny geologisk og geofysisk informasjon, som lar oss tolke dataene fra dyp geofysisk forskning annerledes.

Dataene om prosessen med malmdannelse i de dype lagene av jordskorpen viste seg også å være uventede og fundamentalt nye. På 9-12 km dyp ble det således påtruffet svært porøse oppsprukket bergarter, mettet med sterkt mineralisert underjordisk vann. Disse vannene er en av kildene til malmdannelse. Tidligere trodde man at dette bare var mulig på mye grunnere dyp. Det var i dette intervallet at kjernen ble funnet økt innhold gull - opptil 1 g per 1 tonn stein (en konsentrasjon som anses som egnet for industriell utvikling). Men vil det noen gang være lønnsomt å utvinne gull fra slike dyp?

Ideer om det termiske regimet til jordens indre og den dype fordelingen av temperaturer i områder med basaltskjold har også endret seg. På en dybde på mer enn 6 km ble det oppnådd en temperaturgradient på 20°C per 1 km i stedet for de forventede (som i den øvre delen) 16°C per 1 km. Det ble avdekket at halvparten av varmestrømmen er av radiogen opprinnelse.

Etter å ha boret den unike Kola superdype brønnen, lærte vi mye og innså samtidig hvor lite vi fortsatt vet om strukturen til planeten vår.

Kandidat for tekniske vitenskaper A. OSADCHY.

LITTERATUR

Kola superdyp. M.: Nedra, 1984.
Kola superdyp. Vitenskapelige resultater og forskningserfaringer. M., 1998.
Kozlovsky E. A. World Forum of Geologists. "Vitenskap og liv" nr. 10, 1984.
Kozlovsky E. A. Kola superdyp. "Vitenskap og liv" nr. 11, 1985.

Sredao.ru hyttelandsbyer fra HABITAT

Sredao.ru rekkehus fra eiendomskontoret HABITAT

Jordstudier beviser: Månen har brutt bort fra Kolahalvøya

Kola superdyp seksjon

Kola superdyp

Angivelig, da instrumentene nærmet seg den 13. kilometeren, registrerte instrumentene en merkelig støy som kom fra innvollene på planeten - de gule avisene forsikret enstemmig at bare ropene fra syndere fra underverdenen kunne høres slik ut. Noen sekunder etter at den forferdelige lyden dukket opp, skjedde det en eksplosjon...

Plass under føttene

På slutten av 70- og begynnelsen av 80-tallet var det vanskeligere å få jobb ved Kola Superdeep Well, som innbyggerne i landsbyen Zapolyarny i Murmansk-regionen kjærlig kaller brønnen, enn å komme inn i kosmonautkorpset. Av hundrevis av søkere ble en eller to valgt. Sammen med ansettelsesordren mottok de heldige en egen leilighet og en lønn som tilsvarer det dobbelte eller tredoblet av lønnen til professorer i Moskva. Det var 16 forskningslaboratorier som opererte ved brønnen samtidig, hver på størrelse med en gjennomsnittlig fabrikk. Bare tyskerne gravde jorden med en slik iherdighet, men som Guinness rekordbok vitner om, er den dypeste tyske brønnen nesten halvparten så lang som vår.

Fjerne galakser har blitt studert av menneskeheten mye bedre enn det som ligger under jordskorpen noen få kilometer unna oss. Kola Superdeep er et slags teleskop inn i planetens mystiske indre verden.

Siden begynnelsen av 1900-tallet ble det antatt at jorden består av en skorpe, mantel og kjerne. Samtidig kunne ingen egentlig si hvor det ene laget slutter og det neste begynner. Forskere visste ikke engang hva disse lagene faktisk består av. For rundt 40 år siden var de sikre på at granittlaget begynner på en dybde på 50 meter og fortsetter opp til 3 kilometer, og så er det basalter. Mantelen var forventet å bli påtruffet på en dybde på 15–18 kilometer. I virkeligheten ble alt helt annerledes. Og selv om skolebøkene fortsatt skriver at jorden består av tre lag, har forskere fra Kola Superdeep Site bevist at det ikke er slik.

Baltisk skjold

Prosjekter for å reise dypt inn i jorden dukket opp på begynnelsen av 60-tallet i flere land samtidig. De forsøkte å bore brønner på steder der skorpen burde vært tynnere – målet var å nå mantelen. For eksempel boret amerikanerne i området på øya Maui, Hawaii, hvor, ifølge seismiske studier, eldgamle bergarter dukker opp under havbunnen og mantelen ligger på en dybde på omtrent 5 kilometer under en fire kilometer lag med vann. Akk, ikke et eneste havborested har penetrert dypere enn 3 kilometer. Generelt endte nesten alle prosjekter med ultradype brønner på mystisk vis på tre kilometers dyp. Det var i dette øyeblikket noe merkelig begynte å skje med øvelsene: enten befant de seg i uventede supervarme områder, eller som om de ble bitt av et enestående monster. Bare 5 brønner brøt gjennom dypere enn 3 kilometer, hvorav 4 var sovjetiske. Og bare Kola Superdeep var bestemt til å overvinne 7-kilometersmerket.

Innledende innenlandske prosjekter involverte også undervannsboring - i Det Kaspiske hav eller ved Baikalsjøen. Men i 1963 overbeviste boreforskeren Nikolai Timofeev Statens utvalg i henhold til vitenskap og teknologi i USSR er at det er nødvendig å lage en brønn på kontinentet. Selv om det ville ta mye lengre tid å bore, mente han, ville brønnen være mye mer verdifull med vitenskapelig poeng syn, fordi det var i tykkelsen av kontinentalplatene at de mest betydningsfulle bevegelsene av jordbergarter fant sted i forhistorisk tid. Borepunktet ble ikke tilfeldig valgt på Kolahalvøya. Halvøya ligger på det såkalte baltiske skjoldet, som er sammensatt av de eldste bergarter kjent for menneskeheten.

En multi-kilometer del av lagene til det baltiske skjoldet er en visuell historie om planeten de siste 3 milliarder årene.

Erobreren av dypet

Utseendet til Kola-boreriggen kan skuffe gjennomsnittsmennesket. Brønnen er ikke som gruven som fantasien vår bilder. Det er ingen utforkjøringer under jorden, bare et bor med en diameter på litt mer enn 20 centimeter går inn i tykkelsen. Den imaginære delen av den superdype Kola-brønnen ser ut som en bitteliten nål som gjennomborer jordens tykkelse. En drill med mange sensorer, plassert ved enden av en nål, heves og senkes over flere dager. Du kan ikke gå raskere: Den sterkeste komposittkabelen kan gå i stykker under sin egen vekt.

Hva som skjer i dypet er ikke kjent med sikkerhet. Temperatur miljø, støy og andre parametere overføres oppover med et minutts forsinkelse. Borere sier imidlertid at selv en slik kontakt med undergrunnen kan være alvorlig skremmende. Lydene som kommer nedenfra ser virkelig ut som skrik og hyl. Til dette kan vi legge til en lang rekke ulykker som plaget Kola Superdeep da den nådde en dybde på 10 kilometer. To ganger ble boret tatt ut smeltet, selv om temperaturene der det kan smelte er sammenlignbare med temperaturen på overflaten til solen. En dag var det som om kabelen var trukket nedenfra og revet av. Deretter, da de boret på samme sted, ble det ikke funnet rester av kabelen. Hva som forårsaket disse og mange andre ulykker er fortsatt et mysterium. De var imidlertid ikke grunnen til å stoppe boringen i Baltic Shield.

12 000 meter med funn og litt djevelskap

"Vi har det dypeste hullet i verden - så vi må bruke det!" — David Guberman, den faste direktøren for Kola Superdeep Research and Production Center, utbryter bittert. I de første 30 årene av Kola Superdeep brøt sovjetiske og deretter russiske forskere gjennom til en dybde på 12 262 meter. Men siden 1995 har boringen vært stoppet: det var ingen som finansierte prosjektet. Hva skiller seg ut innenfor vitenskapelige programmer UNESCO er bare nok til å holde borestasjonen i drift og studere tidligere utvunne steinprøver.

Huberman husker med beklagelse hvor mange vitenskapelige funn fant sted på Kola Superdeep. Bokstavelig talt hver meter var en åpenbaring. Brønnen viste at nesten all vår tidligere kunnskap om strukturen til jordskorpen er feil. Det viste seg at Jorden slett ikke er som en lagkake. "Opptil 4 kilometer gikk alt etter teorien, og så begynte verdens undergang," sier Huberman. Teoretikere lovet at temperaturen på det baltiske skjoldet ville forbli relativt lav til dyp over i det minste 15 kilometer. Følgelig vil det være mulig å grave en brønn opp til nesten 20 kilometer, like opp til mantelen. Men allerede på 5 kilometer omgivelsestemperatur overskredet 700C, på dybden syv - over 1200C, og på dybden 12 var det varmere enn 2200C - 1000C høyere enn spådd. Kola-borere stilte spørsmål ved teorien om den lagdelte strukturen til jordskorpen – i hvert fall i intervallet opp til 12 262 meter. På skolen ble vi lært: det er unge bergarter, granitter, basalter, mantel og kjerne. Men granittene viste seg å være 3 kilometer lavere enn forventet. Neste skulle det ha vært basalter. De ble ikke funnet i det hele tatt. All boring foregikk i granittlaget. Dette er en veldig viktig oppdagelse, fordi alle våre ideer om opprinnelsen og distribusjonen av mineraler er knyttet til teorien om jordens lagdelte struktur.

En annen overraskelse: livet på planeten Jorden viser seg å ha oppstått 1,5 milliarder år tidligere enn forventet. På dyp der det ble antatt at det ikke fantes organisk materiale, ble 14 arter av fossiliserte mikroorganismer oppdaget - alderen på de dype lagene oversteg 2,8 milliarder år. På enda større dyp, hvor det ikke lenger er sedimenter, dukket metan opp i enorme konsentrasjoner. Dette ødela teorien fullstendig og fullstendig. biologisk opprinnelse hydrokarboner som olje og gass.

Demoner

Det var nesten fantastiske sensasjoner. Da på slutten av 70-tallet den sovjetiske automaten romstasjon brakte 124 gram månejord til jorden, sier Kola-forskere vitenskapelig senter De fant ut at det er akkurat som prøver fra en dybde på 3 kilometer. Og en hypotese oppsto: Månen brøt bort fra Kolahalvøya. Nå leter de etter nøyaktig hvor. Forresten, amerikanerne, som brakte et halvt tonn jord fra Månen, gjorde ikke noe meningsfullt med det. De ble plassert i lufttette beholdere og overlatt til forskning av fremtidige generasjoner.

Historien til Kola Superdeep er ikke uten mystikk. Offisielt, som allerede nevnt, stoppet brønnen på grunn av mangel på midler. Tilfeldighet eller ikke, det var nettopp i 1995 at en kraftig eksplosjon av ukjent opprinnelse ble hørt i dypet av gruven. Journalister fra en finsk avis slo gjennom til innbyggerne i Zapolyarny - og verden ble sjokkert over historien om en demon som flyr ut av planetens innvoller.

«Da UNESCO begynte å spørre meg om denne mystiske historien, visste jeg ikke hva jeg skulle svare. På den ene siden er det tull. På den annen side kunne jeg, som ærlig vitenskapsmann, ikke si at jeg vet nøyaktig hva som skjedde med oss. Det ble registrert en veldig merkelig støy, så kom det en eksplosjon... Noen dager senere ble det ikke funnet noe slikt på samme dybde,” minnes akademiker David Guberman.

Ganske uventet for alle ble Alexei Tolstoys spådommer fra romanen "Engineer Garin's Hyperboloid" bekreftet. På en dybde på over 9,5 kilometer ble det oppdaget en ekte skattekiste av alle slags mineraler, spesielt gull. Et ekte olivinlag, briljant spådd av forfatteren. Den inneholder 78 gram gull per tonn. Forresten, industriell produksjon er mulig ved en konsentrasjon på 34 gram per tonn. Kanskje i nær fremtid vil menneskeheten kunne dra nytte av denne rikdommen.

Verdens dypeste brønn (Kola-superdype brønnen) ble ikke skapt for å finne olje.

Bredden på denne brønnen er bare 23 centimeter, men dybden er 12 226 meter, noe som gjør basen til det dypeste punktet på jorden som mennesket noen gang har nådd. Og det dukket opp takket være en duell mellom forskere. Amerikanske og sovjetiske forskere prøvde å overgå hverandre i alt.

Alle kjenner til romkappløpet: Sovjetunionen var de første som sendte mennesker ut i verdensrommet, men amerikanerne var de første som landet på månen.

Men få mennesker vet at et lignende løp fant sted i det underjordiske rommet: i 1958 grunnla amerikanerne sitt "Mohole Project" utenfor Stillehavskysten av Mexico, som de sluttet å finansiere og det stengte i 1966, mens russerne boret fra 1970 til begynnelsen av 1990. x år.

Resultatet ble Kola superdeep-brønnen, som er et system med flere brønner som strekker seg fra hovedhullet. Den dypeste brønnen heter SG-3, og den går et imponerende stykke inne i jordskorpen på Kolahalvøya.

Hvis du har vanskelig for å forestille deg hvor dypt dette hullet er, er det greit. Du kan si hun er nesten 38 Eiffeltårnene i dybden. Vel, eller den er like lang som en kjede med 13 000 voksne grevlinger som går hode mot hale.

Som man kunne forvente, takket være SG-3, ble det innhentet mange unike geologiske data, men det paleontologene fant der, overrasket alle. Smithsonian Institution sier at, til tross for ganske ekstreme forhold miljøet, ble nesten intakte planktonfossiler som dateres tilbake 2 milliarder år funnet på en dybde på rundt 6,5 kilometer.

Det ble også oppdaget mest av seismiske data - på dypet der granitt blir til basalt - ble misforstått av forskere, og det som tidligere ble antatt å være et ukjent geologisk lag var bare langsomme endringer i temperatur og tetthet.

Forskere ser også fritt rennende vann der, som på grunn av enormt trykk ble presset ut av steinene.

Slike boreprosjekter (som Mohole-prosjektet og flere andre nyere) blir oftest forlatt på grunn av manglende finansiering. Arbeidet med Kola-brønnen stoppet da det viste seg at temperaturen på en slik dybde var omtrent 180⁰С, og ikke 100 grader, som forventet.

Generelt virker det å bore mer enn 12 kilometer som en utrolig teknisk bragd, og det er det, men hele denne brønnen er ikke noe mer enn et lite stikk av jordens overflate. Jordens ekvatorialradius er 6 378 kilometer, og et så imponerende borehull passerte bare 0,19 prosent av veien til planetens sentrum.

Så kan en person gå enda dypere? Er det noen gang mulig å nå den rødglødende mantelen? Det kommer an på hvor du skal bore.

Tykkelsen på havskorpen er i gjennomsnitt omtrent 7 kilometer. Kontinentalskorpen er noe mindre tett, men mye tykkere - i gjennomsnitt rundt 35 kilometer. På disse dypene er temperaturen og trykket for høyt for noen mekanisme, så hvorfor ikke bore i havet?

Og slike forsøk gjøres. For eksempel prøver en gruppe forskere å bore gjennom en relativt kald del av jordskorpen på Atlanterhavspytten i Det indiske hav.

Det faktum at dette området er svært tett og under vann byr på betydelige utfordringer for ingeniører, og det er grunnen til at prosjektet har ligget på vent de siste årene. Men dette vil fortsatt ikke stoppe forskere fra å prøve å komme til den opprinnelige, sakte sydende indre mantelen.

I dag er det ingen boring på Kola superdeep, den ble stoppet i 1992. SG var ikke den første og ikke den eneste i programmet for å studere jordens dype struktur.

Tre av de utenlandske brønnene nådde en dybde på 9,1 til 9,6 km. Det var planlagt at en av dem (i Tyskland) skulle overgå Kola-en. Boring på alle tre, samt ved SG, ble imidlertid stoppet på grunn av ulykker og kan av tekniske årsaker foreløpig ikke fortsettes.

Jordsmonnet levert av den sovjetiske måne-roveren ble studert ved forskjellige institutter, inkludert Kola Science Center. Det viste seg at sammensetningen av månejorden nesten helt tilsvarer bergartene som ble hentet fra Kola-brønnen fra en dybde på ca. 3 km.

Brønnen viste at nesten all vår tidligere kunnskap om strukturen til jordskorpen er feil. Det viste seg at Jorden slett ikke er som en lagkake. "Opptil 4 kilometer gikk alt etter teorien, og så begynte verdens undergang," sier Huberman.

Teoretikere lovet at temperaturen på det baltiske skjoldet ville forbli relativt lav til en dybde på minst 15 kilometer. Følgelig vil det være mulig å grave en brønn opp til nesten 20 kilometer, like opp til mantelen.

Men allerede ved 5 kilometer overskred omgivelsestemperaturen 70 grader Celsius, ved syv - over 120 grader, og på en dybde på 12 var det varmere enn 220 grader - 100 grader høyere enn spådd. Kola-borere stilte spørsmål ved teorien om den lagdelte strukturen til jordskorpen – i hvert fall i intervallet opp til 12 262 meter.

På skolen ble vi lært: det er unge bergarter, granitter, basalter, mantel og kjerne. Men granittene viste seg å være 3 kilometer lavere enn forventet. Neste skulle det ha vært basalter. De ble ikke funnet i det hele tatt. All boring foregikk i granittlaget. Dette er en veldig viktig oppdagelse, fordi alle våre ideer om opprinnelsen og distribusjonen av mineraler er knyttet til teorien om jordens lagdelte struktur.

Som nevnt ovenfor ble den geologiske prognosen for brønndelen ikke oppfylt. Bildet som var ventet i løpet av de første 5 km i brønnen forlenget seg med 7 km, og så dukket det opp helt uventede steiner. Basaltene som ble spådd på en dybde på 7 km ble ikke funnet, selv når de falt til 12 km.

Det var i dette intervallet det ble funnet et økt gullinnhold i kjernen - opptil 1 g per 1 tonn stein (en konsentrasjon som anses som egnet for industriell utvikling). Men vil det noen gang være lønnsomt å utvinne gull fra slike dyp?

Etter å ha boret den unike Kola superdype brønnen, lærte vi mye og innså samtidig hvor lite vi fortsatt vet om strukturen til planeten vår.

Tags: ,

På 50-70-tallet av forrige århundre endret verden seg med en utrolig hastighet. Det har dukket opp ting som er vanskelig å forestille seg dagens verden uten: Internett, datamaskiner, mobilkommunikasjon, erobringen av verdensrommet og havets dyp. Mennesket utvidet raskt sfærene for sin tilstedeværelse i universet, men han hadde fortsatt ganske grove ideer om strukturen til sitt "hjem" - planeten Jorden. Selv om ideen om ultradyp boring ikke var ny: tilbake i 1958 lanserte amerikanerne prosjektet "Mohole". Navnet er dannet av to ord:

Moho– overflate oppkalt etter Andrija Mohorovicic- Kroatisk geofysiker og seismolog, som i 1909 identifiserte den nedre grensen til jordskorpen, hvor en brå økning i hastigheten til seismiske bølger oppstår;
Hull- vel, hull, åpning. Basert på antakelser om at tykkelsen på jordskorpen under havene er mye mindre enn på land, ble det boret 5 brønner nær øya Guadelupe med en dybde på ca. 180 meter (med en havdybde på opptil 3,5 km). I løpet av fem år boret forskere fem brønner, samlet mange prøver fra basaltlaget, men nådde ikke mantelen. Som et resultat ble prosjektet erklært mislykket og arbeidet ble stoppet.

CUSS-fartøyet, som utførte Mohole-prosjektet

Et av hovedmålene for ekspedisjonen "On the Roads of the Arctic" var Kola superdeep-brønnen (eller objekt SG-3) - den dypeste i verden. Jeg lærte det første gang i 2004, mens jeg studerte i mitt første år ved det geologiske fakultetet ved det russiske statsuniversitetet for olje og gass, på en forelesning om generell geologi. Og siden den gang håpet jeg å se alt med egne øyne.

Tidene har endret seg, og en gang utilgjengelig er territoriet til SG-3-anlegget nå i umiddelbar nærhet til gruve- og prosessanlegget til Kola Mining and Metallurgical Company. Og ruten til brønnen går gjennom teknologiske veier.

Hvis du følger navigatoren, vil den etter byen Zapolyarny føre til sjekkpunktet til gruve- og prosessanlegget. Sikkerhet vil selvfølgelig ikke slippe deg inn i territoriet, og jeg har visstnok ikke hørt noe om Kola Superdeep.

Ledelsen av anlegget var, som forventet, lei av den konstante pilegrimsreisen til Kola-superdypet av ulike typer neo-stalkere, geologielskere og metalljegere, så veien til brønnen ble gravd opp med gravemaskiner og drysset med brostein for alltid måle.

Derfor går vi tilbake til stedet der mobilnettet sist fungerte og ser etter en veletablert alternativ vei via satellitt. Etter å ha funnet det dyrebare hullet, hever vi den hydropneumatiske fjæringen til vår Toyota Land Cruiser 200 Executive til toppposisjon og kryper opp bakkene mot brønnen.

Veien, som det sømmer seg et ekte eventyr, var full av ulike typer hindringer - vadesteder, steiner, til og med innsjøer.

Etter å ha returnert til Murmansk og analysert GPS-sporet (vi skrev hele ruten ved hjelp av locme.ru-tjenesten, jeg skal snakke om det senere), la jeg merke til at vi ikke kjørte til brønnen langs den optimale ruten og mistet et sted vei, men tilbake Vi har allerede gått så langt som vi burde. Noe jeg ikke angrer et dugg på.

Sporet ble spilt inn ved hjelp av LocMe-tjenesten

Og nå, etter å ha klatret en annen bakke, har vi utsikt over det en gang majestetiske forsknings- og produksjonskomplekset til den superdype brønnen Kola.

I et forsøk på å ta en ledende posisjon i alle bransjer på en gang, lanserte USSR i 1962 sitt ultra-dyp boreprogram.

Det tok 4 år å forberede prosjektet: den største vanskeligheten var at i henhold til den geotermiske gradienten ( fysisk mengde, som beskriver temperaturøkningen til bergarter med dybde), bør temperaturen på en dybde på 10 km være omtrent 300°C, og ved 15 km - nesten 500°C. Verken boreverktøyet eller måleutstyret var konstruert for en slik temperatur. I 1970, akkurat i tide til 100-årsjubileet for Lenins fødsel, ble det funnet et borested - et eldgammelt krystallskjold på Kolahalvøya. I følge en rapport fra Institute of Physics of the Earth ble Kola-skjoldet avkjølt i løpet av milliarder av år; temperaturen på 15 km dyp skal ikke ha overskredet 150°C. I følge den omtrentlige delen skal de første 7 kilometerne være sammensatt av granittlag i den øvre delen av jordskorpen, og basaltene begynner under. Borestedet ble valgt på nordspissen av Kolahalvøya nær innsjøen Vilgiskoddeoaivinjärvi (på finsk betyr det "Under ulvefjellet"). Boring av brønnen, hvis designdybde var 15 kilometer, begynte i mai 1970.

Til tross for den ikke-trivielle oppgaven ble det ikke utviklet noe spesialutstyr for arbeidet – vi jobbet med det vi hadde. På de første stadiene boreriggen Uralmash 4E med en løftekapasitet på 200 tonn og lettlegering aluminiumsrør. Dyrt aluminium ble brukt av en rekke årsaker: rør laget av "vinget metall" har mye mindre vekt, og ved temperaturer over 150-160 grader mykner stålet i serierør og tåler mindre belastninger på flere tonn - pga. dette øker sannsynligheten for farlige deformasjoner og søylebrudd. Når brønnen nådde dybden 7000 meter, ble en ny borerigg installert på stedet "Uralmash 15000"- en av de mest moderne på den tiden. Kraftig, pålitelig, med en automatisk heisemekanisme, tåler den en rørstreng på opptil 15 km. Boreriggen forvandlet seg til et fullt mantlet tårn på 68 m høyt, og trosset den sterke vinden som raste i Arktis. Vekten av borestrengen alene på en dybde på 15 kilometer ville nå 200 tonn. Og selve installasjonen kunne løfte en last på opptil 400 tonn. Et mekanisk reparasjonsanlegg, vitenskapelige laboratorier og et kjernelager vokste i nærheten. : på 70-tallet var rotasjonsboring mest utbredt, da hele rørstrengen ble snudd av en rotor plassert på overflaten. Denne metoden var utmerket for relativt grunne brønner, men når borelengden nærmer seg 7 000 eller til og med 10 000 meter, blir rotasjonsboringen maktesløs. Ved SG-3 ble boring utført ved hjelp av en turbodrill - en hydraulisk motor, hvis rotasjon ble levert av energien til den sirkulerende borevæsken. De 46 meter lange seksjonene installert i den nedre enden av søylen roterte borkronen. Verken i USSR eller i verden på den tiden var det erfaring med boring i krystallinske kjellerbergarter på slike dyp, og i tillegg til rene teknologiske problemer ble arbeidet komplisert av 100 % kjerneprøvetaking. Inntrengningen i en tur, bestemt av slitasjen på borehodet, er vanligvis 7-10 m (en tur, eller syklus, er senking av en streng med en turbin og boreverktøy, selve boringen og fullstendig løfting av streng.) Selve boringen tar 4 timer, og senkingen tar Oppstigningen av den 12 kilometer lange søylen tar ca. 18 timer. Ved løft demonteres søylen automatisk i seksjoner (stearinlys) på 33 m. I gjennomsnitt ble det boret 60 m per måned. 50 km med rør ble brukt til å bore de siste 5 km av brønnen. Dette er omfanget av deres slitasje.

Da vi nærmet oss territoriet til SG-3, så vi "Brødet" og folk sette jernbiter inni dem. Dette bildet har lenge blitt kjent for det en gang avanserte vitenskapelige senteret - det ble antatt at Kola-superdype brønnen, etter fullført utgraving, ville bli omgjort til et unikt naturlig laboratorium for forskning ved hjelp av spesielle enheter dype prosesser som skjer i jordskorpen. Men i 2008 ble anlegget endelig forlatt, og alt mer eller mindre verdifullt utstyr ble demontert. Fra det øyeblikket begynte en periode med plyndring av alt som var av noen verdi - først og fremst metall.

Metalltyvene viste seg imidlertid å være ganske omgjengelige karer; de ble oppriktig overrasket over hvorfor vi kom hit fra Moskva - "det var ingenting igjen der!" og viste det legendariske godt. Nå er den møllkule, og munnen er lukket av en stålplate. Ingen vet hva som skjer i selve bagasjerommet.

På grunnlag av SG-3 var det i tillegg til selve borestedet flere forskningsinstitutter, eget designbyrå, dreieverksted og smie. De mest vågale tekniske løsningene ble født rett på stedet, implementert på egen hånd, og etter noen dager var de allerede testet i drift. Alt dette krevde energi og Kola Superdeep ble betjent av sin egen transformatorstasjon. Nå ser kraftenheten slik ut, en gang jobbet 48 personer her.

Bokser med unikt utstyr er stablet ved inngangen. Alt verdifullt blir revet ut "med kjøtt":

Og litt lenger unna er det kraftledningsstøtter. Alle ledningene var selvfølgelig kuttet av for lenge siden.

I følge direktivet "ovenfra" ble bare husholdningsutstyr brukt på SG-3, og det kunne ikke ha vært på noen annen måte: til å begynne med var brønnen et topphemmelig sikkerhetsanlegg. Opp til en dybde på 7 km ble det brukt serielle enheter. Arbeid på større dyp og ved høyere temperaturer krevde å lage spesielle varme- og trykkbestandige enheter. Spesielle vanskeligheter oppsto under den siste fasen av boringen; når temperaturen i brønnen nærmet seg 200 o C, og trykket oversteg 1000 atmosfærer, kunne ikke serielle enheter fungere lenger. Geofysiske designbyråer og spesialiserte laboratorier fra flere forskningsinstitutter kom til unnsetning og produserte enkeltkopier av varme- og trykkbestandig utstyr. Konkurransen om ansettelse bestod av dusinvis av personer per stilling, og de som bestod en streng utvelgelsesprosess fikk umiddelbart en leilighet. I en tid da en vanlig sovjetisk ingeniør mottok 120 rubler i måneden, tjente en ingeniør ved Kola Superdeep Well utrolige 850 rubler - tre lønninger og du kan kjøpe en bil. Totalt jobbet rundt 300 personer på Kola Superdeep.

Dybden på 7000 meter viste seg å være dødelig for Kola-superdypet

Dybde inn 7000 meter viste seg å være ekstremt dødelig for Kola. Høyere opp i seksjonen gikk boringen relativt rolig, boret gikk gjennom homogene, slitesterke granitter. Men etter denne dybden gikk borehodet inn i mindre holdbare lagdelte bergarter, og tønnen kunne ikke holdes vertikal. Da brønnen passerte 12 km-merket for første gang, avvek sjakten fra vertikalen med 21°. Selv om borerne allerede hadde lært seg å jobbe med tønnens utrolige krumning, var det umulig å komme lenger. Brønnen måtte bores fra 7 km-merket. For å få et vertikalt skaft i harde bergarter trenger du en veldig stiv bunn av borestrengen slik at den går inn i undergrunnen som en kniv til smør. Men et annet problem oppstår - brønnen utvides gradvis, boret dingler i den, som i et glass, veggene på tønnen begynner å kollapse og kan knuse verktøyet. Løsningen på dette problemet viste seg å være original - pendelteknologi ble brukt. Boret ble kunstig vugget i brønnen og dempet sterke vibrasjoner. På grunn av dette viste stammen seg vertikal. 6. juni 1979 det første skjedde historisk begivenhet. Borerne meldte at de nådde merket kl 9584 meter. Kola-brønnen ble den dypeste brønnen i verden, og overgikk den amerikanske oljerekordholderen Bertha Rogers (9583 meter).

Den 6. juni 1979 gjorde boreformann Fedor Atarshchikov en triumferende oppføring i loggboken: «Bunnhull - 9584 meter. "Bertha Rogers," ciao, farvel.

På begynnelsen av 1980-tallet en andre historisk begivenhet skjedde også. Kola-superdypet har passert 11.022 meter, utenom Marianergraven. Menneskeheten har aldri nådd en slik dybde i sin egen vugge. En av de vanligste boreulykkene er fastsittende boreverktøy, en situasjon når smuldrende brønnvegger blokkerer strengen og hindrer verktøyet i å rotere. Ofte ender forsøk på å trekke ut en fast søyle i brudd. Det nytter ikke å lete etter et verktøy i en 10 kilometer lang brønn; en slik aksel ble forlatt og en ny ble startet, litt høyere. Brudd og tap av rør ved SG-3 skjedde mange ganger. Som et resultat ser brønnen ut i den nedre delen rotsystemet gigantisk plante. Forgreningen av brønnen opprørte borerne, men viste seg å være en velsignelse for geologer, som uventet fikk et tredimensjonalt bilde av en imponerende strekning av gamle arkeiske bergarter dannet for mer enn 2,5 milliarder år siden.

Når du går gjennom kompleksets øde korridorer, til tross for den generelle monstrøse ødeleggelsen, føler du den tidligere storheten til det som skjedde her. På et av kontorene er gulvet strødd med sjelden vitenskapelig litteratur - utgaver av magasinet "Defectoscopy" i flere år og en manual for beregning av borestrenger for ultradype brønner - unikhet vitenskapelig arbeid omtrent sammenlignbar med "instruksjonene for å fly til månen for dummies", hvis den fantes.

I en annen er det en mirakuløst bevart arbeidsplass til en boreformann. Den første brønnen i Russland ble boret i 1864 i Kuban. Fra da til nå jobber formannen nesten alltid direkte på borestedet for å se og kontrollere alt som skjer. Men det var ikke sånn på Kola Superdeep! Operatøren satt så mye som 250 meter fra munningen og overvåket alt eksternt, inkludert boreparametrene. Rom!

Veggene er shabby, glasset er knust av det harde Nord vind, men etterlater deg ikke med følelsen av at en laborant er i ferd med å gå inn på kontoret og sparke ut de ubudne gjestene.

I september 1984 dybden ble nådd for første gang 12.066 meter, og så skjedde et nytt brudd i borestrengen. Dette ble en virkelig tragedie for boremannskapet, fordi de måtte starte nesten helt på nytt, alle fra de samme 7 kilometerne, og igjen og igjen passere gjennom sprekker og huler i det nedre laget av jordskorpen. Samtidig, innenfor rammen av World Geological Congress, ble arbeidet som ble utført i Arktis avklassifisert. I vitenskapelige verden vel SG-3 skapte en ekte sensasjon. En stor delegasjon av geologer og journalister dro til landsbyen Zapolyarny. Besøkende ble vist boreriggen i aksjon; 33 meter lange seksjoner av rør ble fjernet og koblet fra. Rundt rundt var det dusinvis av borekroner nøyaktig den samme som den som lå på stativet i Moskva. USSR bekreftet sin status som en ledende makt innen dypboring.

I juni 1990 når SG-3 nådde dybden 12.262 m, har begynt forberedende arbeid til graving inntil 14 km, skjedde det igjen en ulykke. På 8.550 m brøt rørstrengen. Å fortsette arbeidet krevde en lang og kostbar oppdatering av utstyret, så i 1994 ble boringen av Kola superdeep stoppet. Alle muligheter for moderne teknologi er uttømt. Etter 3 år kom hun inn i Guinness rekordbok og er fortsatt uovertruffen til i dag.

Hva ga ultradyp boring på Kolahalvøya menneskeheten?

Først av alt tilbakeviste hun jordens enkle tolagsstruktur. Den geologiske seksjonen satt sammen på grunnlag av SG-3-kjernen viste seg å være nøyaktig det motsatte av hva forskerne tidligere hadde forestilt seg. De første 7 kilometerne var sammensatt av vulkanske og sedimentære bergarter: tuffer, basalter, breccias, sandsteiner, dolomitter. Dypere lå den såkalte Conrad-seksjonen, hvoretter hastigheten på seismiske bølger i bergartene økte kraftig, noe som ble tolket som grensen mellom granitt og basalt. Denne delen ble passert for lenge siden, men basaltene i det nedre laget av jordskorpen dukket aldri opp noe sted. Tvert imot begynte granitter og gneiser å dukke opp.
Et av de viktigste målene med boringen var å få en kjerne (en sylindrisk steinsøyle) langs hele brønnens lengde. Den lengste kjernen i verden ble merket som en linjal i meter og plassert i passende rekkefølge i bokser. Boksnummer og prøvenummer er angitt øverst. Det er nesten 900 slike bokser på lager.

Seismiske seksjoner i undergrunnen, som det viste seg, er ikke grensene for steinlag annen sammensetning. Snarere indikerer de endringer i de petrofysiske egenskapene til bergarter med dybde. På høyt blodtrykk og temperatur, egenskapene endres så mye at granitt i sine fysiske egenskaper blir lik basalter, og omvendt. Det ble antatt at med dybde og økende trykk, reduseres porøsiteten og brudd på bergarter. Fra 9-kilometersmerket viste imidlertid lagene seg å være unormalt porøse og oppsprukket. Sirkulert gjennom et tett system av sprekker vandige løsninger. Dette faktum ble senere bekreftet av andre ultradype brønner på kontinentene. Det viste seg å være mye varmere på dypet enn forventet: så mye som 80°! Ved 7 km-merket var temperaturen i ansiktet 120°C, ved 12 km var den allerede nådd 230°C. Forskere oppdaget gullmineralisering i prøver fra Kola-brønnen. Innsetting av det edle metallet ble funnet i eldgamle bergarter på en dybde på 9,5-10,5 km. Konsentrasjonen av gull var imidlertid for lav til å erklære en forekomst - et gjennomsnitt på 37,7 mg per tonn stein, men tilstrekkelig til å forvente det på andre lignende steder. Kola-superdypen eldet jorden med så mye som 1,5 milliarder år: liv dukket opp på planeten tidligere enn forventet. På dyp der det ble antatt at det ikke var noe organisk materiale, ble mer enn 17 arter av fossiliserte mikroorganismer - mikrofossiler - oppdaget, og alderen til disse dype lagene oversteg 2,8 milliarder år. Og mer enn et dusin mer snevert fokuserte funn.

Totalt ble det boret rundt 30 ultradype brønner på Sovjetunionens territorium

Få mennesker vet, men mer enn 30 ultradype brønner ble boret på territoriet til det tidligere Sovjetunionen (i dag er alle eller nesten alle ødelagt). De ble koblet til hverandre ved hjelp av spesielle transekter (målelinjer), og oppnådde regionale geologiske profiler mange tusen kilometer lange. Spesielt geofysisk utstyr ble plassert langs transektene, som registrerte alle prosessene som skjedde i undergrunnen på en gang. Fram til 1991 ble underjordiske atomeksplosjoner brukt som kilder til eksitasjon (en puls som ble registrert i brønner).

Denne fundamentalt nye tekniske og metodiske tilnærmingen for å løse den regionale dypstrukturen til jordskorpen og øvre mantel var basert på integrering av data fra ultradyp og dyp boring, samt seismisk dypsondering og andre geofysiske og geokjemiske metoder. For Sovjetunionens territorium ble det utviklet et system for gjensidig korrelasjon av geofysiske profildata basert på ultradype referansebrønner. Alt dette gjorde det mulig å gjennomføre en ganske detaljert soneinndeling, først og fremst av lovende soner med tanke på olje-, gass- og malmforekomster, i nasjonal målestokk.

Kostnaden for restaurering er 100 millioner rubler?

I sine intervjuer hevder direktøren for det geologiske instituttet ved Kola Scientific Center ved det russiske vitenskapsakademiet at for 100 millioner rubler er det mulig selv nå å gjenopprette komplekset til Kola superdype brønn, åpne et vitenskapelig og teknisk senter på dens basere og utdanne spesialister innen offshore boring. Det er helt åpenbart for meg at dette ikke er tilfelle. Og problemet handler dessverre ikke om penger. Et unikt objekt, sammenlignbart i skala og betydning for menneskeheten bare med menneskelig romflukt, har gått tapt. Og tapt for alltid.

Etter SG-3 har det vært og blir gjort mange forsøk rundt om i verden for å se inn i de dype horisontene til jordens indre, men dessverre har ikke et eneste prosjekt kommet i nærheten av viktigheten av arbeidet som utføres i Arktis.

– Hva er det viktigste Kola-brønnen viste?
- Mine herrer! Hovedsaken er at den viste at vi ikke vet noe om kontinentalskorpen

Hvordan komme seg til Kola superdype brønn? Punkter, koordinater osv.

Fra Murmansk med bil A138 beveger seg mot byen Nikel;
På punktet 69.479533, 31.824395 det vil være et sjekkpunkt hvor dokumenter vil bli kontrollert;
La oss gå videre til 69.440422, 30.594060 der vi tar til venstre;
Vi fortsetter langs den teknologiske veien frem til 69.416088, 30.684387 ;
Den fylte veien skal være på høyre hånd på punktet 69.408826, 30.661051 ;
La oss gå videre og se nøye på jakkeslaget venstre hand. Jeg gikk her: 69.414850, 30.613894 ;
Deretter beveger vi oss langs den slitte stien, men på punktet 69.411232, 30.608956 du må holde deg til høyre.
Koordinater til selve brønnen 69.396326, 30.609513 .

I USSR elsket de skala, og mer, og dette utvidet seg til bokstavelig talt alt. Så en brønn ble gravd i Unionen, som selv i dag bærer tittelen den dypeste på jorden. Det er bemerkelsesverdig at brønnen ikke ble boret for oljeproduksjon eller geologisk leting, men rent for vitenskapelig forskning.

Spisser som brukes til å bore en brønn.

Kola Superdeep Well, eller SG-3, er den dypeste brønnen i jorden laget av mennesker. Ligger i Murmansk-regionen, 10 kilometer fra byen Zapolyarny, i vestover. Dybden på hullet er 12.262 meter. Diameteren på toppen er 92 centimeter. Nederst - 21,5 centimeter. Et viktig trekk ved SG-3 er at, i motsetning til alle andre brønner for oljeproduksjon eller geologisk arbeid, ble denne boret utelukkende for vitenskapelige formål.

Brønnen ble lagt i 1970, på 100-årsdagen for Vladimir Lenins fødsel. Plasseringen som er valgt er bemerkelsesverdig fordi brønnen ble boret inn i vulkanske bergarter som er mer enn 3 milliarder år gamle. Jordens alder er forresten omtrent 4,5 milliarder år. Ved utvinning av mineraler bores sjelden brønner dypere enn to tusen meter.

Arbeidet pågikk i flere dager.

Boringen begynte 24. mai 1970. Opp til nivået på 7 tusen meter foregikk boringen lett og rolig, men etter at hodet traff mindre tette steiner, begynte problemene. Prosessen har bremset opp betydelig. Først 6. juni 1979 ble det satt ny rekord - 9583 meter. Den ble tidligere installert i USA av oljeprodusenter. Merket på 12.066 meter ble passert i 1983. Resultatet ble oppnådd av den internasjonale geologiske kongressen, som ble holdt i Moskva. Deretter skjedde to ulykker på komplekset.

Nå ser komplekset slik ut.

I 1997 ble det sirkulert flere legender i media om at den superdype brønnen Kola var den virkelige veien til helvete. En av disse legendene sa at når teamet senket en mikrofon til en dybde på flere tusen meter, ble det hørt menneskelige skrik, stønn og skrik der.

Selvfølgelig var det ikke noe slikt. Om ikke annet fordi det brukes spesialutstyr for å ta opp lyd i en brønn på en slik dybde - men det tok ikke opp noe. Flere ulykker skjedde faktisk ved komplekset, inkludert en underjordisk eksplosjon under boring, men geologer forstyrret absolutt ingen underjordiske "demoner."

Selve brønnen er møllkule.

Det som virkelig er viktig er at SG-3 hadde 16 forskningslaboratorier. Under Sovjetunionen var innenlandske geologer i stand til å gjøre mange verdifulle funn og bedre forstå hvordan planeten vår fungerer. Arbeidet på stedet tillot oss å forbedre boreteknologien betydelig. Forskere var også i stand til å forstå lokale geologiske prosesser og mottok omfattende data om det termiske regimet til undergrunnen, underjordiske gasser og dypt vann.

Dessverre er i dag Kola superdeep-brønnen stengt. Den komplekse bygningen har vært forringet siden det siste laboratoriet her ble stengt i 2008 og alt utstyr ble demontert. Årsaken er enkel - mangel på finansiering. I 2010 var brønnen allerede lagt i møll. Nå blir den sakte men sikkert ødelagt under påvirkning av naturlige prosesser.