Foraj adânc. Cea mai adâncă fântână de pe pământ - pentru a auzi bătăile inimii Pământului

Sute de mii de puțuri au fost forate în scoarța terestră în ultimele decenii ale secolului trecut. Și acest lucru nu este surprinzător, deoarece căutarea și extracția de minerale în timpul nostru este inevitabil asociată cu forarea adâncă. Dar printre toate aceste fântâni există doar una pe planetă - legendarul Kola Superdeep (SG), a cărei adâncime este încă de neîntrecut - mai mult de doisprezece kilometri. În plus, SG este unul dintre puținele care au fost forate nu de dragul explorării sau mineritului, ci în scopuri pur științifice: pentru a studia cele mai vechi roci ale planetei noastre și pentru a afla secretele proceselor care au loc în ele.

Astăzi, nu se efectuează foraje la Kola Superdeep, a fost oprită în 1992. SG nu a fost primul și nici singurul din programul de studiere a structurii profunde a Pământului. Dintre fântânile străine, trei au ajuns la adâncimi de 9,1 până la 9,6 km. Era planificat ca unul dintre ei (în Germania) să-l depășească pe Kola. Cu toate acestea, forajele pe toate trei, precum și pe SG, au fost oprite din cauza unor accidente și din motive tehnice nu pot fi continuate încă.

Se poate observa că nu degeaba sarcinile de forare a puțurilor ultra adânci sunt comparate în complexitate cu un zbor în spațiu, cu o expediție spațială pe termen lung pe o altă planetă. Probele de rocă extrase din interiorul pământului nu sunt mai puțin interesante decât mostrele de sol lunar. Solul livrat de roverul lunar sovietic a fost studiat la diferite institute, inclusiv la Centrul de Știință Kola. S-a dovedit că compoziția solului lunar corespunde aproape în totalitate rocilor extrase din fântâna Kola de la o adâncime de aproximativ 3 km.

SELECTAREA SITE-ULUI ȘI PROGNOZAREA

O expediție specială de explorare (Kola GRE) a fost creată pentru forarea SG. Desigur, locul forajului nu a fost ales întâmplător - Scutul Baltic din zona Peninsulei Kola. Aici, cele mai vechi roci magmatice cu o vârstă de aproximativ 3 miliarde de ani ies la suprafață (iar Pământul are doar 4,5 miliarde de ani). A fost interesant să forați în cele mai vechi roci magmatice, deoarece rocile sedimentare la o adâncime de 8 km au fost deja bine studiate în producția de petrol. Și în rocile magmatice în timpul exploatării, de obicei obțin doar 1-2 km. Alegerea unui loc pentru SG a fost facilitată și de faptul că aici se află jgheabul Peceneg - o structură uriașă asemănătoare unui bol, parcă presată în stânci străvechi. Originea sa este asociată cu o falie profundă. Și aici se află depozite mari de cupru-nichel. Iar sarcinile atribuite expediției geologice Kola au inclus identificarea unui număr de caracteristici ale proceselor și fenomenelor geologice, inclusiv formarea minereului, determinarea naturii limitelor care separă straturile din scoarța continentală și colectarea de date privind compoziția materialului și starea fizică a rocilor. .

Înainte de foraj, pe baza datelor seismologice a fost construită o secțiune a scoarței terestre. A servit drept prognoză pentru apariția acelor straturi de pământ pe care fântâna le traversa. S-a presupus că o secvență de granit se extinde până la o adâncime de 5 km, după care se așteptau roci de bazalt mai puternice și mai vechi.

Așadar, ca loc de foraj a fost ales nord-vestul Peninsulei Kola, la 10 km de orașul Zapolyarny, nu departe de granița noastră cu Norvegia. Zapolyarny este un oraș mic care a crescut în anii cincizeci lângă o fabrică de nichel. Printre tundra deluroasă, pe un deal suflat de toate vânturile și furtunile de zăpadă, se află un „pătrat”, fiecare parte a căruia este formată din șapte case cu cinci etaje. În interior sunt două străzi, la intersecția lor se află o piață unde se află Casa de Cultură și hotelul. La un kilometru de oraș, în spatele râpei, se văd clădirile și coșurile înalte ale fabricii de nichel, în spatele acesteia, de-a lungul versantului muntelui, haldele de roci sterile din cea mai apropiată carieră se întunecă. În apropierea orașului există o autostradă către orașul Nikel și către un mic lac, pe cealaltă parte a căruia este deja Norvegia.

Pământul acelor locuri păstrează din belșug urme ale războiului trecut. Când călătoriți cu autobuzul de la Murmansk la Zapolyarny, cam la jumătatea drumului traversați micul râu Zapadnaya Litsa, pe malul acestuia se află un obelisc memorial. Acesta este singurul loc din toată Rusia unde frontul a stat nemișcat în timpul războiului din 1941 până în 1944, sprijinit de Marea Barents. Deși au existat lupte aprige tot timpul și pierderile de ambele părți au fost uriașe. Germanii au încercat fără succes să pătrundă spre Murmansk, singurul port fără gheață din nordul nostru. În iarna lui 1944, trupele sovietice au reușit să treacă prin front.

Pe acest cârlig, un șir de țevi a fost coborât și ridicat. În stânga - într-un coș - sunt țevi de 33 de metri pregătite pentru coborâre - „lumânări”.

Kola fântână superprofundă. În figura din dreapta: A. Prognoza secțiunii geologice. B. Secțiune geologică construită pe baza datelor de foraj SG (săgețile de la coloana A la coloana B indică la ce adâncime se întâlnesc rocile prezise). În această secțiune, partea superioară (până la 7 km) este o secvență proterozoică cu straturi de roci vulcanice (diabază) și sedimentare (gresii, dolomiți). Sub 7 km există un strat arhean cu unități de rocă repetate (în principal gneisuri și amfibolite). Vârsta sa este de 2,86 miliarde de ani. C. Forajul cu multe foraje forate și pierdute (sub 7 km) are forma rădăcinilor ramificate ale unei plante gigantice. Fântâna pare să șerpuiască, pentru că forajul este în permanență deviat către roci mai puțin rezistente.

De la Zapolyarny la Superdeep - 10 km. Drumul trece pe lângă uzină, apoi pe marginea carierei și apoi urcă în sus. Din pasă se deschide un mic bazin, în care este instalată o instalație de foraj. Înălțimea sa este dintr-o clădire de douăzeci de etaje. „Muncitori în schimburi” veneau aici din Zapolyarny la fiecare schimb. În total, aproximativ 3.000 de oameni au lucrat la expediție, au locuit în oraș în două case. Mormăitul unor mecanisme s-a auzit non-stop de la instalația de foraj. Tăcerea însemna că dintr-un motiv oarecare a existat o pauză în foraj. Iarna, în timpul lungii nopți polare - și durează acolo din 23 noiembrie până pe 23 ianuarie - întreaga instalație de foraj a fost iluminată cu lumini. Adesea, li s-a adăugat lumina aurorei.

Un pic despre personal. O echipă bună, de înaltă calificare, de muncitori s-a adunat în expediția de explorare geologică Kola, creată pentru foraj. D. Huberman a fost aproape întotdeauna șeful GRE, un lider talentat care a selectat echipa. Inginerul șef I. Vasilchenko a fost responsabil de foraj. Instalația era comandată de A. Batishchev, pe care toată lumea îl numea pur și simplu Lekha. V. Laney era responsabil de geologie, iar Yu. Kuznetsov era responsabil de geofizică. O muncă uriașă privind procesarea miezului și crearea depozitului de miez a fost efectuată de geologul Yu. Smirnov - cel care avea „vestiaul prețuit”, despre care vom povesti mai târziu. Peste 10 institute de cercetare au participat la cercetarea privind SG. Echipa avea și proprii „kulibini” și „stângaci” (S. Tserikovsky a fost deosebit de distins), care au inventat și fabricat diverse dispozitive, permițându-le uneori să iasă din cele mai dificile situații, aparent fără speranță. Ei înșiși au creat multe dintre mecanismele necesare aici în ateliere bine echipate.

ISTORIC FORĂRII

Forajul puțului a început în 1970. Scufundarea la o adâncime de 7263 m a durat 4 ani. Era condus de o instalație în serie, care este de obicei folosită la extracția petrolului și gazelor. Din cauza vântului constant și a frigului, întregul turn a trebuit să fie acoperit până la vârf cu scuturi de lemn. În caz contrar, este pur și simplu imposibil ca cineva care trebuie să stea în vârf în timpul ridicării șirului de țeavă să funcționeze.

Apoi a avut loc o pauză de un an asociată cu construcția unui nou derrick și instalarea unei instalații de foraj special concepute - „Uralmash-15000”. Cu ajutorul ei au fost efectuate toate forajele ultra-profunde. Noua instalație are echipamente automatizate mai puternice. A fost folosită forarea cu turbină - acesta este momentul în care nu întregul șir se rotește, ci doar capul de foraj. Fluidul de foraj a fost alimentat prin coloană sub presiune, care a rotit turbina în mai multe trepte de dedesubt. Lungimea sa totală este de 46 m. Turbina se termină cu un cap de foraj cu un diametru de 214 mm (deseori este numită coroană), care are o formă inelară, astfel încât o coloană de rocă neforată rămâne în mijloc - un miez cu diametrul de 60 mm. O țeavă trece prin toate secțiunile turbinei - un receptor de miez, unde sunt colectate coloane de rocă extrasă. Roca zdrobită, împreună cu fluidul de foraj, este transportată de-a lungul sondei până la suprafață.

Pe probele de miez din dreapta sunt vizibile clar dungi oblice, ceea ce înseamnă că aici puțul a trecut prin straturile situate oblic.

Masa firului scufundat în puț cu fluid de foraj este de aproximativ 200 de tone. Asta în ciuda faptului că s-au folosit țevi special concepute din aliaje ușoare. Dacă coloana este făcută din țevi obișnuite de oțel, se va rupe din propria greutate.

Există multe dificultăți, uneori complet neașteptate, în procesul de găurire la adâncimi mari și cu selecția carotelor.

Pătrunderea într-o singură călătorie, determinată de uzura capului de foraj, este de obicei de 7-10 m. (O deplasare, sau un ciclu, este coborârea unui șir cu o turbină și un instrument de foraj, găurirea propriu-zisă și o ridicare completă). de sfoară.) Forajul în sine durează 4 ore. Iar coborârea și urcarea coloanei de 12 kilometri durează 18 ore. La ridicare, sfoara este dezasamblata automat in sectiuni (standuri) lungi de 33 m. In medie s-au forat 60 m pe luna, s-au folosit 50 km de tevi pentru forarea ultimilor 5 km ai sondei. Așa sunt uzate.

Până la o adâncime de aproximativ 7 km, puțul a traversat roci puternice, relativ omogene și, prin urmare, sonda a fost plată, corespunzând aproape diametrului capului de foraj. Lucrările au progresat, s-ar putea spune, calm. Totuși, la o adâncime de 7 km, s-au fracturat mai puțin puternic, încrucișate cu mici straturi foarte dure de roci - gneisuri, amfibolite -. Forarea a devenit mai dificilă. Trunchiul a luat o formă ovală, au apărut multe cavități. Accidentele au devenit mai frecvente.

În figura este prezentată prognoza inițială a secțiunii geologice și cea realizată pe baza datelor de foraj. Este interesant de observat (coloana B) că înclinația de formare de-a lungul puțului este de aproximativ 50 de grade. Astfel, este clar că rocile intersectate de fântână ies la suprafață. Aici se poate aminti deja amintitul „vestiar pretuit” al geologului Y. Smirnov. Acolo, pe de o parte, avea probe obținute din sondă, iar pe de altă parte, prelevate la suprafață la acea distanță de instalația de foraj, unde urcă stratul corespunzător. Coincidența raselor este aproape completă.

Anul 1983 a fost marcat de un record de neîntrecut până acum: adâncimea de foraj a depășit 12 km. Lucrările au fost suspendate.

Se apropia Congresul Geologic Internațional, care, conform planului, a avut loc la Moscova. Expoziția Geoexpo era pregătită pentru asta. S-a decis nu doar citirea rapoartelor privind rezultatele obținute la SG, ci și prezentarea participanților la congres lucrările în natură și probele de rocă extrase. Pentru congres a fost publicată monografia „Kola Superdeep”.

La expoziția Geoexpo a existat un stand mare dedicat muncii SG și cel mai important lucru - atingerea unei profunzimi record. Au existat grafice impresionante care povesteau despre tehnica și tehnologia forajului, mostre de rocă extrasă, fotografii cu echipamente și echipa de lucru. Dar cea mai mare atenție a participanților și a invitaților la congres a fost atrasă de un detaliu netradițional pentru o expoziție: cel mai comun și deja ușor ruginit cap de foraj cu dinți uzați de carbură. Eticheta spunea că ea a fost cea care a fost folosită la foraj la o adâncime de peste 12 km. Acest cap de foraj a uimit chiar și specialiștii. Probabil, toată lumea se aștepta involuntar să vadă un fel de miracol al tehnologiei, poate cu echipamente cu diamante ... Și încă nu știau că un morman mare de exact aceleași capete de foraj deja ruginite a fost asamblat pe SG lângă instalația de foraj: la urma urmei, trebuiau înlocuite cu altele noi pentru aproximativ la fiecare 7-8 metri forați.

Mulți delegați la congres au dorit să vadă cu ochii lor instalația de foraj unică din Peninsula Kola și să se asigure că a fost într-adevăr atinsă o adâncime record de foraj în Uniune. O astfel de plecare a avut loc. Acolo a avut loc la fața locului o ședință a secției de congres. Delegaților li s-a arătat instalația de foraj, în timp ce ridicau o sfoară din puț, deconectând secțiuni de 33 de metri de aceasta. Fotografii și articole despre SG au fost publicate în ziare și reviste din aproape toate țările lumii. S-a emis timbru poștal, s-a organizat anularea specială a plicurilor. Nu voi enumera numele câștigătorilor diferitelor premii și ale celor premiați pentru munca lor...

Dar sărbătorile s-au terminat, a trebuit să continuăm forajul. Și a început cu cel mai mare accident de la primul zbor din 27 septembrie 1984 - o „dată neagră” din istoria SG. Fântâna nu iartă când este lăsată nesupravegheată mult timp. În perioada până la efectuarea forajului, inevitabil s-au produs modificări în pereții săi, cei care nu au fost fixați cu o țeavă de oțel cimentată.

La început totul a mers bine. Forătorii și-au desfășurat operațiunile obișnuite: unul câte unul, tronsoanele garniturii de foraj au fost coborâte, conducta de alimentare cu fluid de foraj a fost conectată la ultima, superioară, iar pompele au fost pornite. Am început să forăm. Instrumentele de pe consola din fața operatorului au arătat modul normal de funcționare (numărul de rotații ale capului de foraj, presiunea acestuia pe rocă, debitul de fluid pentru rotația turbinei etc.).

După ce au forat un alt segment de 9 metri la o adâncime de peste 12 km, ceea ce a durat 4 ore, au ajuns la o adâncime de 12.066 km. Pregătiți-vă pentru ridicarea coloanei. Noi am incercat. Nu merge. La asemenea adâncimi, „lipirea” a fost observată de mai multe ori. Acesta este momentul în care o secțiune a coloanei pare să se lipească de pereți (poate că ceva s-a prăbușit de sus și s-a blocat puțin). Pentru a muta coloana de la locul ei, este necesară o forță care depășește greutatea acesteia (aproximativ 200 de tone). La fel a făcut și de data aceasta, dar coloana nu s-a mișcat. Am adăugat puțin efort, iar săgeata dispozitivului a încetinit brusc citirile. Coloana a devenit mult mai ușoară, nu ar fi putut exista o astfel de pierdere în greutate în cursul normal al operației. Am început să ne ridicăm: una câte una, secțiunile au fost deșurubate una după alta. În timpul ultimei ascensiuni, o bucată scurtată de țeavă cu o margine inferioară neuniformă atârna de un cârlig. Asta a însemnat că în puț au rămas nu doar turboforama, ci și 5 km de țevi de foraj...

Șapte luni încercând să le obțin. Până la urmă, am pierdut nu doar 5 km de țevi, ci și rezultatele a cinci ani de muncă.

Apoi toate încercările de a returna cei pierduți au fost oprite și au început să foreze din nou de la o adâncime de 7 km. Trebuie să spun că după al șaptelea kilometru condițiile geologice de aici sunt deosebit de grele de lucru. Tehnologia de găurire a fiecărei etape este elaborată prin încercare și eroare. Și pornind de la o adâncime de aproximativ 10 km - chiar mai dificil. Forajul, exploatarea echipamentelor și echipamentelor sunt la limită.

Prin urmare, accidentele aici trebuie să fie așteptate în orice moment. Se pregătesc pentru ei. Metodele și mijloacele de eliminare a acestora sunt gândite în prealabil. Un accident complex tipic este o rupere a ansamblului de foraj împreună cu o parte a garniturii de foraj. Metoda principală de eliminare este de a crea o margine chiar deasupra piesei pierdute și din acest loc să găuriți o nouă gaură de ocolire. Un total de 12 astfel de găuri de ocolire au fost forate în puț. Patru dintre ele au o lungime de la 2200 la 5000 m. Costul principal al unor astfel de accidente este anii de muncă pierdută.

Numai în vederea de zi cu zi, o fântână este o „găură” verticală de la suprafața pământului până la fund. În realitate, acest lucru este departe de a fi cazul. Mai ales dacă fântâna este ultra-profundă și traversează cusături înclinate de diferite densități. Apoi se pare că șerpuiește, deoarece burghiul se abate constant spre roci mai puțin rezistente. După fiecare măsurătoare, arătând că înclinarea puțului o depășește pe cea admisibilă, trebuie încercat să se „întoarcă la locul ei”. Pentru a face acest lucru, împreună cu instrumentul de foraj, sunt coborâte „deflectoare” speciale, care ajută la reducerea unghiului de înclinare a puțului în timpul forării. Accidentele apar adesea cu pierderea sculelor de foraj și a părților din țevi. După aceea, trebuie făcut un nou portbagaj, așa cum am spus deja, făcându-se în lături. Așa că imaginați-vă cum arată o fântână în pământ: ceva ca rădăcinile unei plante uriașe ramificate la adâncime.

Acesta este motivul duratei speciale a ultimei faze de foraj.

După cel mai mare accident – „data neagră” din 1984 – s-au apropiat din nou de o adâncime de 12 km abia după 6 ani. În 1990, s-a atins un maxim - 12.262 km. După alte câteva accidente, eram convinși că nu putem pătrunde mai adânc. Toate posibilitățile tehnologiei moderne au fost epuizate. Părea că Pământul nu mai voia să-și dezvăluie secretele. Forajul a fost oprit în 1992.

CERCETARE. OBIECTIVE ȘI METODE

Unul dintre obiectivele foarte importante ale forajului a fost obținerea unei coloane de miez de probe de rocă pe toată lungimea găurii de foraj. Și această sarcină a fost finalizată. Cel mai lung miez din lume a fost marcat ca o riglă în metri și așezat în ordinea potrivită în cutii. Numărul casetei și numerele eșantionului sunt indicate în partea de sus. Sunt aproape 900 de astfel de cutii pe stoc.

Acum rămâne doar să studiem miezul, care este într-adevăr indispensabil pentru determinarea structurii rocii, compoziția, proprietățile și vârsta ei.

Dar o probă de rocă ridicată la suprafață are proprietăți diferite decât în masiv. Aici, în vârf, el este eliberat de solicitările mecanice enorme care există la adâncime. În timpul forării, s-a crăpat și s-a saturat cu noroi de foraj. Chiar dacă condițiile profunde sunt recreate într-o cameră specială, parametrii măsurați pe eșantion încă diferă de cei din matrice. Și încă un mic „hack”: pentru fiecare 100 m de puț forat, nu se obțin 100 m de miez. Pe SG de la adâncimi de peste 5 km, recuperarea medie a miezului a fost de numai aproximativ 30%, iar de la adâncimi de peste 9 km, acestea erau uneori doar plăci individuale de 2-3 cm grosime, corespunzătoare celor mai durabile straturi intermediare.

Așadar, miezul luat din puțul de pe SG nu oferă informații complete despre rocile adânci.

Fântânile au fost forate în scop științific, așa că a fost folosită întreaga gamă de metode moderne de cercetare. Pe lângă extragerea miezului, au fost în mod necesar efectuate studii ale proprietăților rocilor în apariția lor naturală. Starea tehnică a puțului a fost monitorizată constant. Temperatura a fost măsurată în întregul sondă, radioactivitatea naturală - radiații gamma, radioactivitatea indusă după iradierea cu neutroni pulsați, proprietățile electrice și magnetice ale rocilor, viteza de propagare a undelor elastice și compoziția gazelor din fluidul sondei.

La o adâncime de 7 km s-au folosit instrumente de serie. Lucrările la adâncimi mai mari și la temperaturi mai ridicate au necesitat realizarea unor instrumente speciale rezistente la căldură și presiune. Dificultăți deosebite au apărut în ultima etapă de foraj; când temperatura din puț se apropia de 200°C și presiunea depășea 1000 de atmosfere, instrumentele seriale nu mai puteau funcționa. Birourile de proiectare geofizică și laboratoarele specializate ale mai multor institute de cercetare au venit în ajutor, producând exemplare individuale ale instrumentelor rezistente la presiunea termică. Astfel, tot timpul au lucrat doar la echipamente casnice.

Într-un cuvânt, fântâna a fost investigată suficient de detaliat până la toată adâncimea sa. Studiile au fost efectuate pe etape, aproximativ o dată pe an, după adâncirea puțului cu 1 km. De fiecare dată după aceea, a fost evaluată fiabilitatea materialelor primite. Calculele adecvate au făcut posibilă determinarea parametrilor unei anumite rase. Am descoperit o anumită alternanță de straturi și știam deja în ce roci sunt închise cavernele și pierderea parțială a informațiilor asociate cu acestea. Am învățat să identificăm rocile literalmente prin „fărâmituri” și pe această bază să recreăm o imagine completă a ceea ce fântâna „ascunde”. Pe scurt, am reușit să construim o coloană litologică detaliată - pentru a arăta alternanța rocilor și proprietățile lor.

DIN PROPRIA EXPERIENTA

Aproximativ o dată pe an, când s-a încheiat următoarea etapă de foraj - adâncirea sondei cu 1 km, m-am dus și la SG pentru a face măsurătorile care mi s-au încredințat. Fântâna în acest moment a fost de obicei spălată și prevăzută pentru cercetare timp de o lună. Ora opririi planificate a fost întotdeauna cunoscută dinainte. Apelul de telegramă pentru muncă a venit și el în avans. Echipamentul a fost verificat și ambalat. Formalitatile aferente lucrarilor inchise in zona de frontiera au fost indeplinite. In sfarsit totul este rezolvat. Să mergem.

Grupul nostru este o echipă mică și prietenoasă: un dezvoltator de scule de foraj, un dezvoltator de noi echipamente de sol și eu sunt un metodolog. Ajungem cu 10 zile înainte de măsurători. Facem cunoștință cu datele privind starea tehnică a puțului. Întocmim și aprobăm un program detaliat de măsurare. Asamblam si calibram echipamente. Așteptăm un apel - un apel de la fântână. Rândul nostru de a „scufunda” este al treilea, dar dacă există un refuz din partea predecesorilor, fântâna ne va fi furnizată. De data asta sunt bine, spun că mâine dimineață vor termina. Cu noi în aceeași echipă de geofizicieni - operatori care înregistrează semnalele primite de la echipamentele din puț și comandă toate operațiunile de coborâre și ridicare a sculei de fund, precum și mecanicii pe lift, aceștia controlează înfășurarea din tambur și bobinaj. pe el aceiași 12 km de cablu pe care se coboară unealta în puț. De asemenea, sunt de serviciu.

Lucrările au început. Aparatul este coborât în puț timp de câțiva metri. Ultima verificare. Merge. Coborârea este lentă – aproximativ 1 km/h, cu monitorizare continuă a semnalului care vine de jos. Până acum, bine. Dar la al optulea kilometru, semnalul s-a zvâcnit și a dispărut. Deci ceva nu este în regulă. Ridicare completă. (Pentru orice eventualitate, am pregătit un al doilea set de echipamente.) Începem să verificăm toate detaliile. De data asta cablul era defect. El este înlocuit. Acest lucru durează mai mult de o zi. Noua coborâre a durat 10 ore. În cele din urmă, observatorul semnalului a spus: „Am ajuns la al unsprezecelea kilometru”. Comanda către operatori: „Începe înregistrarea”. Ce și cum este preprogramat conform programului. Acum trebuie să coborâți și să ridicați instrumentul de fund de mai multe ori într-un interval dat pentru a efectua măsurători. De data aceasta echipamentul a funcționat bine. Acum ridicare completă. Am urcat până la 3 km, și deodată strigă troliul (este un om cu umor cu noi): „S-a terminat frânghia”. Cum?! Ce?! Vai, cablul s-a rupt... Scula de foraj si 8 km de cablu au ramas culcate in fund... Din fericire, o zi mai tarziu, foratorii au reusit sa ridice totul, folosind metodologia si dispozitivele dezvoltate de mesterii locali pentru eliminați astfel de urgențe.

REZULTATE

Sarcinile stabilite în proiectul de foraj ultraprofund au fost îndeplinite. Au fost dezvoltate și create echipamente și tehnologie speciale pentru foraj ultraprofund, precum și pentru studiul puțurilor forate la mare adâncime. Am primit informații, s-ar putea spune, „de primă mână” despre starea fizică, proprietățile și compoziția rocilor în apariția lor naturală și de la miez până la o adâncime de 12.262 m.

Fântâna a oferit un cadou excelent patriei la o adâncime mică - în intervalul 1,6-1,8 km. Acolo au fost descoperite minereuri industriale de cupru-nichel - a fost descoperit un nou orizont de minereu. Și foarte la îndemână, pentru că uzina locală de nichel este deja fără minereu.

După cum sa menționat mai sus, prognoza geologică a secțiunii puțului nu s-a adeverit (vezi figura de la pagina 39.). Poza care era așteptată în primii 5 km în puț s-a întins pe 7 km, iar apoi au apărut stânci complet neașteptate. Bazalturile prezise la o adâncime de 7 km nu au fost găsite, chiar și atunci când au scăzut la 12 km.

Era de așteptat ca limita care dă cea mai mare reflexie în sondarea seismică să fie nivelul la care granitele trec într-un strat de bazalt mai durabil. În realitate, s-a dovedit că acolo se află roci fracturate mai puțin durabile și mai puțin dense - gneisurile arheene. Acest lucru nu era deloc de așteptat. Și aceasta este o informație geologică și geofizică fundamental nouă, care vă permite să interpretați datele cercetărilor geofizice profunde într-un mod diferit.

Datele despre procesul de formare a minereului în straturile adânci ale scoarței terestre s-au dovedit, de asemenea, a fi neașteptate și fundamental noi. Deci, la adâncimi de 9-12 km, au fost întâlnite roci fracturate foarte poroase saturate cu ape subterane foarte mineralizate. Aceste ape sunt una dintre sursele de formare a minereului. Anterior, se credea că acest lucru era posibil doar la adâncimi mult mai mici. În acest interval s-a găsit un conținut crescut de aur în miez - până la 1 g la 1 tonă de rocă (o concentrație care este considerată potrivită pentru dezvoltarea industrială). Dar va fi vreodată profitabil să extragi aur de la o asemenea adâncime?

S-au schimbat și ideile despre regimul termic al interiorului pământului, despre distribuția profundă a temperaturilor în regiunile scuturilor de bazalt. La o adâncime mai mare de 6 km, s-a obținut un gradient de temperatură de 20°C la 1 km în locul așteptărilor (ca în partea superioară) de 16°C la 1 km. S-a descoperit că jumătate din fluxul de căldură este de origine radiogenă.

După ce am forat puțul unic Kola super-profund, am învățat multe și, în același timp, am realizat cât de puține știm încă despre structura planetei noastre.

Candidat la Stiinte Tehnice A. OSADCHI.

LITERATURĂ

Kola superadânc. Moscova: Nedra, 1984.
Kola superadânc. Rezultate științifice și experiențe de cercetare. M., 1998.
Kozlovsky E. A. Forumul Mondial al Geologilor. „Știință și viață” nr. 10, 1984.
Kozlovsky E. A. Kola superadânc. „Știință și viață” nr. 11, 1985.

Sredao.ru aşezări de cabane din HABITAT

Case Sredao.ru de la agentia imobiliara HABITAT

Studiile de sol dovedesc: luna s-a desprins de Peninsula Kola

Kola foarte adânc în secțiune

Kola Superdeep

Se presupune că, la apropierea celui de-al 13-lea kilometru, instrumentele au înregistrat un zgomot ciudat venit din măruntaiele planetei - ziarele galbene au asigurat în unanimitate că doar strigătele păcătoșilor din lumea interlopă ar putea suna așa. La câteva secunde după apariția unui sunet teribil, o explozie a tunat...

Spațiu sub picioarele tale

La sfârșitul anilor 70 și începutul anilor 80, obținerea unui loc de muncă la Kola Superdeep, așa cum locuitorii satului Zapolyarny din regiunea Murmansk îl numesc în mod familiar, a fost mai dificil decât a intra în corpul cosmonauților. Dintre sute de solicitanți, unul sau doi au fost selectați. Odată cu ordinul de angajare, norocoșii au primit un apartament separat și un salariu egal cu dublul sau triplul salariului profesorilor din Moscova. La fântână lucrau în același timp 16 laboratoare de cercetare, fiecare de mărimea unei centrale medii. Doar germanii au săpat pământul cu atâta perseverență, dar, după cum mărturisește Cartea Recordurilor Guinness, cea mai adâncă fântână germană este aproape jumătate mai lungă decât a noastră.

Galaxiile îndepărtate au fost studiate de omenire mult mai bine decât ceea ce se află sub scoarța terestră la câțiva kilometri de noi. Kola Superdeep este un fel de telescop în misterioasa lume interioară a planetei.

De la începutul secolului al XX-lea, se crede că Pământul este format dintr-o crustă, o manta și un miez. În același timp, nimeni nu ar putea spune cu adevărat unde se termină un strat și unde începe următorul. Oamenii de știință nici măcar nu știau în ce constau, de fapt, aceste straturi. Cu vreo 40 de ani în urmă, erau siguri că stratul de granit începe la o adâncime de 50 de metri și continuă până la 3 kilometri, iar apoi vin bazalții. Era de așteptat să întâlnească mantaua la o adâncime de 15-18 kilometri. În realitate, totul s-a dovedit a fi complet diferit. Și deși manualele școlare încă mai scriu că Pământul este format din trei straturi, oamenii de știință de la Kola Superdeep au demonstrat că nu este așa.

scut baltic

Proiectele de călătorie adânc în Pământ au apărut la începutul anilor 60 în mai multe țări deodată. Au încercat să foreze puțuri în acele locuri unde crusta ar fi trebuit să fie mai subțire - scopul era să ajungă la manta. De exemplu, americanii au forat în zona insulei Maui, Hawaii, unde, conform studiilor seismice, roci antice merg sub fundul oceanului, iar mantaua este situată la o adâncime de aproximativ 5 kilometri sub patru kilometri. coloană de apă. Din păcate, nicio platformă de foraj oceanic nu a pătruns mai mult de 3 kilometri. În general, aproape toate proiectele de puțuri ultra-profunde s-au încheiat în mod misterios la o adâncime de trei kilometri. În acest moment, ceva ciudat a început să se întâmple boeri: fie au căzut în zone neașteptate foarte fierbinți, fie păreau că au fost mușcați de vreun monstru fără precedent. La mai mult de 3 kilometri, au spart doar 5 puțuri, 4 dintre ele erau sovietice. Și doar Kola Superdeep a fost destinat să depășească marcajul celor 7 kilometri.

Proiectele interne inițiale au implicat și foraje subacvatice - în Marea Caspică sau pe Baikal. Dar în 1963, savantul de foraj Nikolai Timofeev a convins Comitetul de Stat pentru Știință și Tehnologie al URSS că ar trebui creat un puț pe continent. Deși forarea va dura incomparabil mai mult, credea el, puțul va fi mult mai valoros din punct de vedere științific, deoarece tocmai în grosimea plăcilor continentale din timpurile preistorice au avut loc cele mai semnificative mișcări ale rocilor terestre. Punctul de foraj a fost ales nu întâmplător pe Peninsula Kola. Peninsula este situată pe așa-numitul Scut Baltic, care este compus din cele mai vechi roci cunoscute omenirii.

O tăietură de mai mulți kilometri a straturilor Scutului Baltic este o istorie clară a planetei în ultimii 3 miliarde de ani.

Cuceritorul Adâncului

Aspectul instalației de foraj Kola este capabil să-l dezamăgească pe neprofesionist. Fântâna nu arată ca o mină pe care ne-o atrage imaginația. Nu există coborâri în subteran, doar un burghiu cu un diametru de puțin mai mult de 20 de centimetri intră în grosime. O secțiune imaginară a fântânii super-profunde Kola arată ca un ac subțire care a străpuns grosimea pământului. Un burghiu cu numeroși senzori, situat la capătul acului, este ridicat și coborât timp de câteva zile. Mai rapid este imposibil: cel mai puternic cablu compozit se poate rupe sub propria greutate.

Ce se întâmplă în adâncuri nu se știe cu siguranță. Temperatura ambientală, zgomotul și alți parametri sunt transmise în sus cu un minut de întârziere. Cu toate acestea, forătorii spun că chiar și un astfel de contact cu temnița poate fi serios înspăimântător. Sunetele care vin de jos sunt într-adevăr ca țipete și urlete. La aceasta putem adăuga o listă lungă de accidente care au bântuit superadâncitatea Kola când a ajuns la o adâncime de 10 kilometri. De două ori burghiul a fost scos topit, deși temperaturile de la care se poate topi sunt comparabile cu temperatura suprafeței Soarelui. Odată, cablul părea să fie tras de jos - și tăiat. Ulterior, la foraj în același loc, nu s-au găsit resturi de cablu. Ceea ce a provocat aceste accidente și multe alte accidente este încă un mister. Cu toate acestea, nu au fost deloc motivul pentru a opri forarea măruntaielor Scutului Baltic.

12.000 de metri de descoperire și ceva iad

„Avem cea mai adâncă gaură din lume – așa ar trebui să o folosești!” - exclamă cu amărăciune directorul permanent al centrului de cercetare și producție „Kola Superdeep” David Guberman. În primii 30 de ani de existență a Superdeep-ului Kola, oamenii de știință sovietici și apoi ruși au pătruns până la o adâncime de 12.262 de metri. Dar din 1995, forajul a fost oprit: nu a fost nimeni care să finanțeze proiectul. Ceea ce este alocat în cadrul programelor științifice ale UNESCO este suficient doar pentru menținerea stației de foraj în stare de funcționare și studierea probelor de rocă extrase anterior.

Huberman își amintește cu regret câte descoperiri științifice au avut loc la Kola Superdeep. Literal, fiecare metru a fost o revelație. Fântâna a arătat că aproape toate cunoștințele noastre anterioare despre structura scoarței terestre sunt incorecte. S-a dovedit că Pământul nu este deloc ca un tort stratificat. „Până la 4 kilometri, totul a mers conform teoriei, iar apoi a început ziua apocalipsei”, spune Huberman. Teoreticienii au promis că temperatura scutului baltic va rămâne relativ scăzută până la o adâncime de cel puțin 15 kilometri. În consecință, va fi posibil să sapi o fântână până la aproape 20 de kilometri, doar până la manta. Dar deja la 5 kilometri, temperatura mediului ambiant a depășit 700C, la șapte - peste 1200C, iar la adâncimea de 12 se prăjea mai tare de 2200C - 1000C mai mare decât se prevedea. Foratorii Kola au pus sub semnul întrebării teoria structurii stratificate a scoarței terestre - cel puțin în intervalul de până la 12.262 de metri. Am fost învățați la școală: sunt roci tinere, granite, bazalt, o manta și un miez. Dar granitele s-au dovedit a fi cu 3 kilometri mai jos decât se aștepta. Urmează bazalții. Nu au fost găsite deloc. Toate forajele au avut loc în stratul de granit. Aceasta este o descoperire extrem de importantă, deoarece toate ideile noastre despre originea și distribuția mineralelor sunt legate de teoria structurii stratificate a Pământului.

O altă surpriză: viața pe planeta Pământ a apărut, se pare, cu 1,5 miliarde de ani mai devreme decât se aștepta. La adâncimi unde se credea că nu există materie organică, au fost găsite 14 tipuri de microorganisme fosilizate - vârsta straturilor profunde a depășit 2,8 miliarde de ani. La adâncimi și mai mari, unde nu mai există roci sedimentare, metanul a apărut în concentrații uriașe. Acest lucru a distrus complet și complet teoria originii biologice a hidrocarburilor precum petrolul și gazele.

demoni

Au fost și senzații aproape fantastice. Când, la sfârșitul anilor '70, stația spațială automată sovietică a adus pe Pământ 124 de grame de sol lunar, cercetătorii Centrului de Știință Kola au descoperit că era ca două picături de apă asemănătoare cu mostrele de la o adâncime de 3 kilometri. Și a apărut o ipoteză: luna s-a desprins din Peninsula Kola. Acum ei caută exact unde. Apropo, americanii, care au adus o jumătate de tonă de pământ de pe lună, nu au făcut nimic sensibil cu el. Amplasat în recipiente sigilate și lăsat pentru cercetare generațiilor viitoare.

În istoria Kola Superdeep, nu a fost lipsită de misticism. Oficial, după cum sa menționat deja, fântâna sa oprit din lipsă de fonduri. Coincidență sau nu – dar în acel 1995 s-a auzit în adâncul minei o explozie puternică de natură necunoscută. Jurnaliștii unui ziar finlandez au pătruns pe locuitorii din Zapolyarny - și lumea a fost șocată de povestea unui demon care zboară din măruntaiele planetei.

„Când am fost întrebat despre această poveste misterioasă la UNESCO, nu am știut ce să răspund. Pe de o parte, este o prostie. Pe de altă parte, eu, ca om de știință onest, nu aș putea spune că știu exact ce s-a întâmplat aici. A fost înregistrat un zgomot foarte ciudat, apoi a avut loc o explozie... Câteva zile mai târziu, nimic de acest fel nu a fost găsit la aceeași adâncime ”, își amintește academicianul David Huberman.

Destul de neașteptat pentru toată lumea, au fost confirmate predicțiile lui Alexei Tolstoi din romanul „Hiperboloidul inginerului Garin”. La o adâncime de peste 9,5 kilometri, au descoperit un adevărat depozit de tot felul de minerale, în special aur. Un adevărat strat de olivină, prezis cu brio de scriitor. Aurul din el este de 78 de grame pe tonă. Apropo, producția industrială este posibilă la o concentrație de 34 de grame pe tonă. Poate că în viitorul apropiat omenirea va putea profita de această bogăție.

Cea mai adâncă fântână din lume (fântâna super-profundă Kola) nu a fost creată deloc pentru a găsi petrol.

Acest foraj are doar 23 de centimetri lățime, dar 12.226 de metri adâncime, ceea ce face ca baza sa să fie cel mai adânc punct de pe Pământ la care a ajuns vreodată omul. Și a apărut datorită unui duel între oameni de știință. Cercetătorii americani și sovietici au încercat să se depășească reciproc în orice.

Toată lumea cunoaște cursa spațială: Uniunea Sovietică a fost prima care a trimis un om în spațiu, dar americanii au fost primii care au aterizat pe Lună.

Dar puțini oameni știu că a existat o cursă similară în spațiul subteran: în 1958, americanii și-au fondat „Proiectul Mohole” în largul coastei Pacificului a Mexicului, pe care au încetat să-l finanțeze și l-au închis în 1966, dar rușii au forat din 1970 până în începutul anului 1990- x ani.

Rezultatul a fost fântâna super-profundă Kola, care este un sistem de mai multe puțuri care se extind din gaura principală. Cea mai adâncă fântână se numește SG-3 și parcurge o potecă impresionantă în interiorul crustei Peninsulei Kola.

Dacă îți este greu să-ți imaginezi cât de adânc este această fântână, e în regulă. Putem spune că are aproape 38 de Turnuri Eiffel în adâncime. Ei bine, sau are aceeași lungime ca un lanț de 13.000 de bursuci adulți, mergând cap la coadă.

După cum era de așteptat, datorită SG-3, s-au obținut o mulțime de date geologice unice, dar ceea ce paleontologii au găsit acolo a luat pe toată lumea prin surprindere. Instituția Smithsonian spune că, în ciuda condițiilor de mediu destul de extreme, la o adâncime de aproximativ 6,5 kilometri, au fost găsite fosile de plancton aproape intacte vechi de 2 miliarde de ani.

De asemenea, s-a constatat că majoritatea datelor seismice - la adâncimea în care granitul se transformă în bazalt - au fost înțelese greșit de oamenii de știință, iar ceea ce a fost considerat anterior ca un strat geologic necunoscut sunt doar schimbări lente ale temperaturii și densității.

Oamenii noștri de știință au acolo și apă care curge liber, care, din cauza presiunii enorme, a fost stoarsă din pietre.

Astfel de proiecte de foraj (cum ar fi proiectul Mohole și câteva mai recente) sunt cel mai adesea abandonate din cauza lipsei de finanțare. Lucrările la puțul Kola s-au oprit când s-a dovedit că temperatura la o astfel de adâncime era de aproximativ 180⁰С și nu de 100 de grade, așa cum era de așteptat.

În general, forarea a peste 12 kilometri pare o performanță tehnică incredibilă, și este, dar toată această gaură nu este altceva decât o mică înțepătură a suprafeței Pământului. Raza ecuatorială a Pământului este de 6378 de kilometri, iar o fântână atât de impresionantă a acoperit doar 0,19 la sută din drumul până în centrul planetei.

Deci poate o persoană să meargă și mai adânc? Este vreodată posibil să ajungi la mantaua roșie? Depinde unde vei foraj.

Grosimea scoartei oceanice, în medie, este de aproximativ 7 kilometri. Crusta continentală este ceva mai puțin densă, dar mult mai groasă - în medie, aproximativ 35 de kilometri. La asemenea adâncimi, temperatura și presiunea sunt prea mari pentru orice mecanism, așa că de ce să nu forăm în ocean?

Și se fac astfel de încercări. De exemplu, un grup de oameni de știință încearcă să foreze o secțiune relativ rece a scoarței terestre pe Spit Atlantic din Oceanul Indian.

Faptul că această secțiune este foarte densă și sub apă prezintă provocări semnificative pentru ingineri, așa că proiectul a fost suspendat în ultimii ani. Dar asta nu îi va împiedica pe oamenii de știință să încerce să ajungă la mantaua interioară primordială, care clocotește încet.

Astăzi, nu se efectuează foraje la Kola Superdeep, a fost oprită în 1992. SG nu a fost primul și nici singurul din programul de studiere a structurii profunde a Pământului.

Dintre fântânile străine, trei au ajuns la adâncimi de 9,1 până la 9,6 km. Era planificat ca unul dintre ei (în Germania) să-l depășească pe Kola. Cu toate acestea, forajele pe toate trei, precum și pe SG, au fost oprite din cauza unor accidente și din motive tehnice nu pot fi continuate încă.

Solul livrat de roverul lunar sovietic a fost studiat la diferite institute, inclusiv la Centrul de Știință Kola. S-a dovedit că compoziția solului lunar corespunde aproape în totalitate rocilor extrase din fântâna Kola de la o adâncime de aproximativ 3 km.

Fântâna a arătat că aproape toate cunoștințele noastre anterioare despre structura scoarței terestre sunt incorecte. S-a dovedit că Pământul nu este deloc ca un tort stratificat. „Până la 4 kilometri, totul a mers conform teoriei, iar apoi a început ziua apocalipsei”, spune Guberman.

Teoreticienii au promis că temperatura scutului baltic va rămâne relativ scăzută până la o adâncime de cel puțin 15 kilometri. În consecință, va fi posibil să sapi o fântână până la aproape 20 de kilometri, doar până la manta.

Dar deja la 5 kilometri, temperatura mediului ambiant a depășit 70 de grade Celsius, la șapte - peste 120 de grade, iar la o adâncime de 12 se prăjea cu peste 220 de grade - cu 100 de grade mai mult decât se preconiza. Foratorii Kola au pus sub semnul întrebării teoria structurii stratificate a scoarței terestre - cel puțin în intervalul de până la 12.262 de metri.

Am fost învățați la școală: sunt roci tinere, granite, bazalt, o manta și un miez. Dar granitele s-au dovedit a fi cu 3 kilometri mai jos decât se aștepta. Urmează bazalții. Nu au fost găsite deloc. Toate forajele au avut loc în stratul de granit. Aceasta este o descoperire extrem de importantă, deoarece toate ideile noastre despre originea și distribuția mineralelor sunt legate de teoria structurii stratificate a Pământului.

După cum sa menționat mai sus, prognoza geologică a secțiunii puțului nu s-a adeverit. Poza care era așteptată în primii 5 km în puț s-a întins pe 7 km, iar apoi au apărut stânci complet neașteptate. Bazalturile prezise la o adâncime de 7 km nu au fost găsite, chiar și atunci când au scăzut la 12 km.

În acest interval s-a găsit un conținut crescut de aur în miez - până la 1 g la 1 tonă de rocă (o concentrație care este considerată potrivită pentru dezvoltarea industrială). Dar va fi vreodată profitabil să extragi aur de la o asemenea adâncime?

După ce am forat puțul unic Kola super-profund, am învățat multe și, în același timp, am realizat cât de puține știm încă despre structura planetei noastre.

Etichete: ,

În anii 1950 și 1970, lumea se schimba într-un ritm incredibil. Au apărut lucruri fără de care este greu de imaginat lumea de azi: au apărut internetul, un computer, comunicațiile celulare, cucerirea spațiului și adâncurile mării. Omul își extindea rapid sferele prezenței sale în Univers, dar încă avea idei destul de grosolane despre structura „căminului” lui - planeta Pământ. Deși chiar și atunci ideea de foraj ultraadânc nu era nouă: în 1958, americanii au lansat un proiect Mohole. Numele său este derivat din două cuvinte:

Moho o suprafață numită după Andri Mohorovichici- geofizician și seismolog croat, care în 1909 a evidențiat limita inferioară a scoarței terestre, pe care are loc o creștere bruscă a vitezei undelor seismice;
gaură- bine, gaură, orificiu. Pornind de la presupunerea că grosimea scoarței terestre sub oceane este mult mai mică decât pe uscat, în apropierea insulei Guadelupe au fost forate 5 puțuri cu o adâncime de aproximativ 180 de metri (cu o adâncime a oceanului de până la 3,5 km). În cinci ani, cercetătorii au forat cinci puțuri, au colectat multe probe din stratul de bazalt, dar nu au ajuns la manta. Drept urmare, proiectul a fost declarat eșec și lucrările au fost întrerupte.

Nava CUSS, care a realizat proiectul Mohole

Unul dintre obiectivele principale ale expediției „Pe drumurile din Arctica” a fost fântâna super-adâncă Kola (sau obiectul SG-3) - cea mai adâncă din lume. Am aflat despre asta pentru prima dată în 2004, când eram student în anul I la Facultatea de Geologie a Universității de Stat de Petrol și Gaze din Rusia, la o prelegere despre geologie generală. Și de atunci am sperat să văd totul cu ochii mei.

Vremurile s-au schimbat și, cândva greu de atins, teritoriul instalației SG-3 se află acum în imediata apropiere a fabricii de minerit și procesare a Companiei Miniere și Metalurgice Kola. Iar trecerea spre fântână trece prin drumuri tehnologice.

Dacă mergeți pe lângă navigator, atunci după orașul Zapolyarny va duce la punctul de control al uzinei de minerit și procesare. Gardienii, desigur, nu vă vor lăsa să intrați în teritoriu, dar se presupune că nu am auzit nimic despre Kola Superdeep.

Conducerea uzinei s-a săturat de pelerinajul constant la super-adâncul Kola, tot felul de neo-pânditori, iubitori de geologie și vânători de metale, așa că au săpat drumul către fântână cu excavatoare și, cu siguranță, s-au stropit cu pietruite.

Așadar, ne întoarcem la locul unde a funcționat pentru ultima oară internetul mobil și căutăm un drum alternativ bine tăiat prin satelit. După ce am găsit reverul prețuit, ridicăm suspensia hidropneumatică a Toyota Land Cruiser 200 Executive în poziția de sus și ne târăm de-a lungul dealurilor către fântână.

Drumul, așa cum se cuvine unei adevărate aventuri, a abundeat cu tot felul de obstacole - vaduri, pietre, chiar lacuri.

Întorcându-mă deja la Murmansk și analizând traseul GPS (am scris întregul traseu folosind serviciul locme.ru, despre asta voi vorbi mai târziu), am observat că nu mergem la fântână pe traseul optim și undeva ne-am rătăcit drumul. , dar înapoi a trecut așa cum ar trebui. Ce, nu regret deloc.

Piesa a fost înregistrată folosind serviciul LocMe.

Și acum, după ce am urcat un alt deal, avem o vedere asupra complexului de cercetare și producție cândva maiestuos al fântânii Kola Superdeep.

În efortul de a ocupa simultan o poziție de lider în toate industriile, în 1962 URSS și-a lansat programul de foraj ultra-profund.

A fost nevoie de 4 ani pentru a pregăti proiectul: principala dificultate a fost că, în funcție de gradientul geotermal (o mărime fizică care descrie creșterea temperaturii rocilor cu adâncime), temperatura la o adâncime de 10 km ar trebui să fie de aproximativ 300 ° C, iar la 15 km - aproape 500 ° CU. Nici unealta de găurit, nici echipamentul de măsurare nu au fost proiectate pentru o astfel de temperatură. Până în 1970, tocmai la timp pentru împlinirea a 100 de ani de la nașterea lui Lenin, a fost găsit un loc de foraj - un străvechi scut cristalin al Peninsulei Kola. Potrivit unui raport al Institutului de Fizică a Pământului, Scutul Kola s-a răcit de-a lungul miliardelor de ani, temperatura la o adâncime de 15 km nu ar fi trebuit să depășească 150°C. Conform unei secțiuni aproximative, primii 7 kilometri ar trebui să fie formați din straturi de granit din partea superioară a scoarței terestre, iar bazalții încep dedesubt. Locul de foraj a fost ales pe vârful nordic al Peninsulei Kola, lângă lacul Vilgiskoddeoaivinjärvi (în finlandeză înseamnă „Sub Muntele Lupului”). Forarea puțului, a cărei adâncime de proiectare era de 15 kilometri, a început în mai 1970.

În ciuda sarcinii non-triviale, nu a fost dezvoltat niciun echipament special pentru lucru - au lucrat cu ceea ce aveau. În primele etape s-a folosit instalația de foraj Uralmash 4E cu o capacitate de ridicare de 200 de tone și țevi din aliaj ușor de aluminiu. Aluminiul scump a fost folosit din mai multe motive: țevile din „metal înaripat” au o greutate mult mai mică, iar la temperaturi de peste 150-160 de grade, oțelul țevilor în serie se înmoaie și ține mai rău încărcăturile de mai multe tone - din această cauză, crește probabilitatea deformațiilor periculoase și ruperii coloanei. Când fântâna a ajuns la adâncime 7000 de metri, pe șantier a fost instalată o nouă instalație de foraj „Uralmash 15000”- una dintre cele mai moderne la acea vreme. Puternic, fiabil, cu un mecanism de declanșare automat, ar putea rezista unui șir de țevi de până la 15 km lungime. Instalația de foraj s-a transformat într-un turn complet învelit, de 68 m înălțime, recalcitrant la vânturile puternice care năvălesc în Arctica. Greutatea garniturii de foraj singur la 15 km adâncime ar ajunge la 200 de tone. Iar instalația în sine ar putea ridica sarcini de până la 400 de tone. În apropiere au crescut o fabrică de reparații și mecanice, laboratoare științifice și un magazin de bază. : în anii 70, forajul rotativ era cel mai răspândit, când întregul șir de țevi era rotit de un rotor situat la suprafață. Această metodă a fost excelentă pentru puțurile relativ puțin adânci, dar când lungimea trunchiului se apropie de 7.000 sau chiar 10.000 de metri, forarea rotativă devine neputincioasă. La SG-3, forarea a fost efectuată cu ajutorul unui turboforător - un motor hidraulic, a cărui rotație a fost asigurată de energia fluidului de foraj în circulație. Instalate la capătul inferior al șirului, secțiuni de 46 de metri au rotit burghiul. Nici în URSS, nici în lume la acea vreme nu exista experiență de foraj în rocile subsolului cristalin la asemenea adâncimi și, pe lângă problemele pur tehnologice, munca a fost complicată de prelevarea 100% a miezului. Pătrunderea într-o singură călătorie, determinată de uzura capului de foraj, este de obicei de 7-10 m, ridicarea coloanei de 12 kilometri durează aproximativ 18 ore. La ridicare, sfoara este dezasamblata automat in sectiuni (standuri) lungi de 33 m. In medie s-au forat 60 m pe luna, s-au folosit 50 km de tevi pentru forarea ultimilor 5 km ai sondei. Așa sunt uzate.

Apropiindu-mă de teritoriul SG-3, am văzut „Pâinea” și oameni pliând cu agitație bucăți de fier înăuntru. Această imagine a devenit de mult familiară centrului științific odată avansat - s-a presupus că fântâna superadâncă Kola, după finalizarea forajului său, va fi transformată într-un laborator natural unic pentru studierea proceselor profunde care au loc în scoarța terestră cu ajutorul a instrumentelor speciale. Cu toate acestea, în 2008, instalația a fost în cele din urmă abandonată și toate echipamentele mai mult sau mai puțin valoroase au fost demontate. Din acel moment a început o perioadă de jefuire a tot ceea ce avea măcar o oarecare valoare - în primul rând metalul.

Totuși, hoții de metal s-au dovedit a fi niște tipi destul de sociabili, au fost sincer surprinși de ce am venit aici de la Moscova - „nu a mai rămas nimic chiar acolo!” și a arătat bine legendarul. Acum este cu naftalină, iar gura este acoperită cu o placă de oțel. Ce se întâmplă în portbagaj în sine - nimeni nu știe.

Pe baza SG-3, pe lângă locul de foraj în sine, au funcționat mai multe institute de cercetare, propriul birou de proiectare, un atelier de strunjire și o forjă. Cele mai îndrăznețe soluții tehnice s-au născut chiar pe șantier, implementate de la sine, iar după câteva zile au fost deja testate în lucru. Toate acestea au necesitat energie și Kola Superdeep a fost deservită de propria sa substație. Acum, unitatea de putere arată așa, când au lucrat aici 48 de oameni.

Lăzi cu echipament unic sunt îngrămădite la intrare. Tot ceea ce este valoros este rupt „cu carne”:

Un pic mai departe sunt stâlpii liniilor electrice. Toate firele, desigur, au fost tăiate de mult.

Conform directivei „de sus”, la SG-3 au fost folosite doar echipamente casnice și nu se putea altfel: la început, fântâna a fost o facilitate de securitate top-secretă. La o adâncime de 7 km s-au folosit instrumente de serie. Lucrările la adâncimi mai mari și la temperaturi mai ridicate au necesitat realizarea unor instrumente speciale rezistente la căldură și presiune. Dificultăți deosebite au apărut în ultima etapă de foraj; când temperatura din puț se apropia de 200 ° C, iar presiunea depășea 1000 de atmosfere, dispozitivele seriale nu mai puteau funcționa. Birourile de proiectare geofizică și laboratoarele specializate ale mai multor institute de cercetare au venit în ajutor, producând copii unice ale echipamentelor rezistente la presiunea termică. Concursul pentru angajare s-a ridicat la zeci de persoane pe loc, iar celor care au trecut de o selecție riguroasă au primit imediat un apartament. Într-o perioadă în care un inginer sovietic obișnuit primea 120 de ruble pe lună, un inginer de la Kola Superdeep câștiga incredibil de 850 de ruble - trei salarii și poți cumpăra o mașină. În total, aproximativ 300 de oameni au lucrat la Kola Superdeep.

Adâncimea de 7000 de metri s-a dovedit a fi fatală pentru super-adâncul Kola

Adâncime în 7000 de metri s-a dovedit a fi fatal pentru super-adâncul Kola. Mai sus în secțiune, forajul a decurs relativ calm, burghiul a trecut prin granite puternice omogene. Dar după această adâncime, capul de foraj a pătruns în rocile stratificate mai puțin rezistente, iar butoiul nu a putut fi menținut vertical. Când sonda a depășit pentru prima dată marcajul de 12 km, sonda sa deviat cu 21° de la verticală. Deși găuritorii învățaseră deja să lucreze cu curbura incredibilă a trunchiului, era imposibil să meargă mai departe. Puțul a trebuit să fie reforat de la marca de 7 kilometri. Pentru a obține o gaură verticală în formațiuni dure, aveți nevoie de un fund foarte rigid al sfoarului, astfel încât să intre în intestine ca un cuțit prin unt. Dar apare o altă problemă - puțul se extinde treptat, burghiul atârnă în el, ca într-un pahar, pereții butoiului încep să se prăbușească și pot zdrobi unealta. Soluția la această problemă s-a dovedit a fi originală - a fost aplicată tehnologia pendulului. Burghiul a fost înclinat artificial în puț și a suprimat vibrațiile puternice. Din această cauză, trunchiul sa dovedit vertical. 6 iunie 1979 s-a petrecut primul eveniment istoric. Forătorii au raportat că au atins marcajul 9584 metri. Fântâna Kola a devenit cea mai adâncă sondă din lume, depășind-o pe deținătoarea americană de record petrolier „Bertha Rogers” (9583 metri).

La 6 iunie 1979, maistrul de foraj Fedor Atarshchikov a făcut o înscriere triumfală în jurnalul de bord: „Fața completă - 9584 de metri. Bertha Rogers, hao, la revedere.

Începutul anilor 1980 A mai avut loc și un al doilea eveniment istoric. Kola Superdeep a trecut 11.022 metri ocolind Şanţul Marianelor. La o asemenea adâncime în interiorul propriului leagăn, omenirea nu a căzut încă. Unul dintre cele mai frecvente accidente de foraj este lipirea sculei de foraj, situație în care pereții prăbușiți ai puțului blochează șirul și nu permit uneltei să se rotească. Adesea, încercările de a scoate o coloană blocată capătă ruperea acesteia. E inutil să cauți o unealtă într-un puț de 10 kilometri, au aruncat o astfel de groapă și au început una nouă, puțin mai sus. Ruperea și pierderea conductelor de pe SG-3 s-a întâmplat de multe ori. Drept urmare, în partea sa inferioară, fântâna arată ca sistemul de rădăcină al unei plante gigantice. Ramificarea puțului i-a supărat pe foratori, dar s-a dovedit a fi o fericire pentru geologi, care au primit în mod neașteptat o imagine tridimensională a unui segment impresionant de roci antice arheene care s-au format în urmă cu mai bine de 2,5 miliarde de ani.

Mergând prin coridoarele pustii ale complexului, în ciuda devastării generale monstruoase, simți măreția de odinioară a ceea ce s-a întâmplat aici. Într-unul dintre birouri, podeaua este plină de literatură științifică rară - numere ale revistei Defectoscopy de câțiva ani și un manual pentru calcularea șirurilor de foraj pentru puțuri ultra adânci - unicitatea muncii științifice este aproximativ comparabilă cu „instrucțiunea pentru zbor. la lună pentru manechine”, dacă a existat.

În cealaltă, există un loc de muncă conservat miraculos al unui maistru de foraj. Prima sondă din Rusia a fost forată în 1864 în Kuban. De atunci și până acum - maestrul lucrează aproape întotdeauna direct la locul de foraj - pentru a vedea și a controla tot ce se întâmplă. Dar nu a fost așa pe Kola Superdeep! Operatorul stătea la 250 de metri de gură și urmărea totul de la distanță, inclusiv parametrii de foraj. Spaţiu!

Pereții sunt ponosiți, ferestrele sunt spulberate de vântul aspru de nord, dar nu lasă senzația că un asistent de laborator este pe cale să intre în birou și să dea afară oaspeții nepoftiti.

LA septembrie 1984 adâncimea a fost atinsă prima dată în 12.066 metri, iar apoi s-a întâmplat o altă rupere a șirului de foraj. Aceasta a fost o adevărată tragedie pentru echipajul de foraj, pentru că a trebuit să o ia de la capăt, toate de la aceiași 7 kilometri, trecând iar și iar prin crăpături și caverne din stratul inferior al scoarței terestre. Totodată, în cadrul Congresului Geologic Mondial, munca desfășurată în Arctica a fost desecretizată. În lumea științifică, fântâna SG-3 a făcut furori. O mare delegație de geologi și jurnaliști a mers în satul Zapolyarny. Vizitatorilor li s-a arătat instalația de foraj în acțiune, iar secțiuni de țeavă de 33 de metri au fost scoase și deconectate. În jur erau zeci de burghie exact aceleași ca cele de pe standul de la Moscova. URSS a confirmat statutul unei puteri avansate în domeniul forajelor de adâncime.

LA iunie 1990 când SG-3 a atins adâncimea 12.262 m, au început lucrările pregătitoare pentru scufundare până la 14 km, s-a produs din nou un accident. La cota de 8550 m s-a rupt șirul de conducte. Continuarea lucrărilor a necesitat o actualizare lungă și costisitoare a tehnicilor, astfel încât în 1994 forarea super-adâncimei Kola a fost oprită. Toate posibilitățile tehnologiei moderne au fost epuizate. După 3 ani, a intrat în Cartea Recordurilor Guinness și încă rămâne de neîntrecut.

Ce au oferit omenirii forajele ultraprofunde din Peninsula Kola?

În primul rând, ea a respins structura simplă cu două straturi a Pământului. Compilată pe baza nucleului SG-3, secțiunea geologică s-a dovedit a fi exact opusul a ceea ce și-au imaginat oamenii de știință anterior. Primii 7 kilometri au fost formați din roci vulcanice și sedimentare: tufuri, bazalt, brecii, gresii, dolomiți. Mai adânc se afla așa-numita secțiune Conrad, după care viteza undelor seismice în roci a crescut brusc, ceea ce a fost interpretat ca granița dintre granite și bazalt. Această secțiune a fost trecută cu mult timp în urmă, dar bazalții din stratul inferior al scoarței terestre nu au apărut nicăieri. Dimpotrivă, au început granitele și gneisurile.
Unul dintre cele mai importante scopuri ale forajului a fost obținerea unui miez (o coloană cilindrică de rocă) pe toată lungimea sondei. Cel mai lung miez din lume a fost marcat ca o riglă în metri și așezat în ordinea potrivită în cutii. Numărul casetei și numerele eșantionului sunt indicate în partea de sus. Sunt aproape 900 de astfel de cutii pe stoc.

Secțiunile seismice din intestine, după cum sa dovedit, nu sunt limitele straturilor de roci de compoziție diferită. Mai degrabă, ele indică o schimbare a proprietăților petrofizice ale rocilor cu adâncime. La presiune și temperatură ridicată, proprietățile se schimbă atât de mult încât granitele devin asemănătoare cu bazalților în caracteristicile lor fizice și invers. Se credea că odată cu adâncimea și creșterea presiunii, porozitatea și fracturarea rocilor scad. Cu toate acestea, începând de la marcajul de 9 km, straturile s-au dovedit a fi anormal de poroase și fracturate. Soluțiile apoase au circulat printr-un sistem dens de fisuri. Ulterior, acest fapt a fost confirmat de alte fântâni ultra-adânci de pe continente. La adâncime s-a dovedit a fi mult mai cald decât se aștepta: cu până la 80 °! La marca de 7 km temperatura in fata era de 120°C, la 12 km ajungea la 230°C. În probele fântânii Kola, oamenii de știință au descoperit mineralizarea aurului. Incluziuni ale metalului prețios au fost găsite în roci antice la o adâncime de 9,5-10,5 km. Cu toate acestea, concentrația de aur a fost prea scăzută pentru a declara un zăcământ - o medie de 37,7 mg pe tonă de rocă, dar suficientă pentru a ne aștepta în alte locuri similare. Supraadâncul Kola a îmbătrânit bine Pământul cu până la 1,5 miliarde de ani: viața a apărut pe planetă mai devreme decât se aștepta. La adâncimi unde se credea că nu există materie organică, au fost găsite peste 17 tipuri de microorganisme fosilizate, microfosile, iar de fapt vârsta acestor straturi adânci a depășit 2,8 miliarde de ani. Și mai mult de o duzină de descoperiri țintite îngust.

În total, în URSS au fost forate aproximativ 30 de puțuri de mare adâncime

Puțină lume știe, dar pe teritoriul fostei URSS au fost forate peste 30 de puțuri ultra adânci (azi toate sau aproape toate au fost distruse). Prin transecte speciale (linii de măsurare) acestea au fost conectate între ele, obținându-se profile geologice regionale lungi de multe mii de kilometri. De-a lungul transectului au fost amplasate echipamente geofizice speciale, care au înregistrat într-un singur timp toate procesele care au loc în intestine. Până în 1991, exploziile nucleare subterane au fost folosite ca surse de excitație (un impuls care a fost înregistrat în puțuri).

Această abordare tehnică și metodologică fundamental nouă pentru rezolvarea structurii regionale profunde a scoarței terestre și a mantalei superioare s-a bazat pe integrarea datelor din forajele ultra-profunde și adânci, precum și pe sondaje seismice profunde și pe alte metode geofizice și geochimice. Pentru teritoriul URSS a fost dezvoltat un sistem pentru legarea reciprocă a datelor de profil geofizic bazate pe puțuri de referință superdeep. Toate acestea au făcut posibilă realizarea unei zone destul de detaliate, în primul rând a zonelor promițătoare din punct de vedere al conținutului de petrol, gaze și minereuri, în toată țara.

Prețul restaurării este de 100 de milioane de ruble?

În interviurile sale, directorul Institutului Geologic al Centrului Științific Kola al Academiei Ruse de Științe susține că pentru 100 de milioane de ruble este posibil chiar și acum să se restaureze complexul fântânii superadânci Kola, să se deschidă un centru științific și tehnic pe acesta. bazează și formează specialiști în foraj offshore. Îmi este destul de clar că nu este cazul. Și întrebarea, din păcate, nu este despre bani. Un obiect unic comparabil ca scară și semnificație cu umanitatea doar cu un zbor cu echipaj în spațiu a fost pierdut. Și pierdut pentru totdeauna.

După SG-3, în lume s-au făcut și se fac multe încercări de a privi în orizonturile adânci ale măruntaielor Pământului, dar, din păcate, nici un singur proiect nu s-a apropiat ca importanță de activitatea desfășurată în Arctica. .

- Care este cel mai important lucru arătat de fântâna Kola?
- Lord! Cel mai important, ea a arătat că nu știm nimic despre crusta continentală

Cum să ajungi la fântâna Kola Superdeep? Puncte, coordonate etc.

Din Murmansk pe drum A138 ne îndreptăm spre orașul Nikel;
La punctul 69.479533, 31.824395 va exista un punct de control unde vor fi verificate documentele;
Mergem mai departe la 69.440422, 30.594060 unde facem stânga;
Continuăm să mergem pe drumul tehnologic către 69.416088, 30.684387 ;
Drumul umplut ar trebui să fie pe partea dreaptă la punct 69.408826, 30.661051 ;
Mergem mai departe și ne uităm cu atenție la reverul din mâna stângă. am mers aici: 69.414850, 30.613894 ;
Apoi ne deplasăm de-a lungul potecii moletate, dar la punct 69.411232, 30.608956 trebuie sa ramai la dreapta.
Coordonatele puțului în sine 69.396326, 30.609513 .

În URSS, le-a plăcut scara, dar mai mult, iar acest lucru se aplica literalmente la orice. Așa că s-a săpat o fântână în Unire, care astăzi poartă titlul de cea mai adâncă de pe pământ. Este de remarcat faptul că puțul nu a fost forat pentru producția de petrol sau explorare geologică, ci doar pentru cercetare științifică.

Vârfuri folosite pentru forarea unui puț.

Fântâna super-profundă Kola, sau SG-3, este cea mai adâncă fântână făcută de om de pe pământ. Este situat în regiunea Murmansk, la 10 kilometri de orașul Zapolyarny, în direcția de vest. Adâncimea găurii este de 12.262 de metri. Diametrul său în partea de sus este de 92 de centimetri. În partea de jos - 21,5 centimetri. O caracteristică importantă a SG-3 este că, spre deosebire de orice alte sonde pentru producția de petrol sau lucrări geologice, aceasta a fost forată exclusiv în scopuri științifice.

Fântâna a fost pusă în 1970, cu ocazia împlinirii a 100 de ani de la nașterea lui Vladimir Lenin. Locația aleasă este remarcabilă prin faptul că puțul a fost forat în roci vulcanice aflorante de peste 3 miliarde de ani. Apropo, vârsta Pământului este de aproximativ 4,5 miliarde de ani. În minerit, sondele sunt rareori forate la o adâncime mai mare de două mii de metri.

Lucrările au continuat zile la rând.

Forajul a început pe 24 mai 1970. Până la 7.000 de metri, forarea a decurs ușor și calm, dar după ce capul a lovit stânci mai puțin dense, au început probleme. Procesul a încetinit semnificativ. Abia pe 6 iunie 1979 a fost stabilit un nou record - 9583 de metri. A fost instalat anterior în SUA de către producătorii de petrol. Marca de 12.066 de metri a fost depășită în 1983. Rezultatul a fost atins de Congresul Geologic Internațional, care a avut loc la Moscova. Ulterior, la complex au avut loc două accidente.

Acum complexul arată așa.

În 1997, mai multe legende au fost vehiculate în mass-media deodată că fântâna super-adâncă Kola era adevăratul drum către iad. Una dintre aceste legende spunea că atunci când echipa a coborât microfonul la o adâncime de câteva mii de metri, acolo s-au auzit țipete umane, gemete și țipete.

Desigur, nu a existat nimic de acest fel. Numai pentru că se folosește un echipament special pentru a înregistra sunetul într-o fântână la o asemenea adâncime - dar nici nu a înregistrat nimic. Într-adevăr, au fost mai multe accidente la complex, inclusiv o explozie subterană în timpul forajului, dar geologii cu siguranță nu au deranjat niciun „demoni” subteran.

Fântâna în sine este blocată.

Este cu adevărat important că la SG-3 au lucrat 16 laboratoare de cercetare. În timpul Uniunii Sovietice, geologii autohtoni au reușit să facă multe descoperiri valoroase și să înțeleagă mai bine cum funcționează planeta noastră. Lucrările la șantier au permis îmbunătățirea semnificativă a tehnologiei de foraj. Oamenii de știință au putut înțelege, de asemenea, procesele geologice locale, au primit date cuprinzătoare despre regimul termic al intestinelor, gazelor subterane și apelor adânci.

Din păcate, astăzi fântâna superadâncă Kola este închisă. Clădirea complexului s-a deteriorat de când ultimul laborator a fost închis aici, în 2008, iar toate echipamentele au fost demontate. Motivul este simplu - lipsa de finanțare. În 2010, fântâna era deja blocată. Acum este distrus încet, dar sigur sub influența proceselor naturale.