چاه کولا فوق عمیق. چاه فوق العاده عمیق در شبه جزیره کولا: تاریخ و اسرار

در دهه های آخر قرن گذشته، صدها هزار چاه در پوسته زمین حفر شده است. و این تعجب آور نیست، زیرا جستجو و استخراج مواد معدنی در زمان ما ناگزیر شامل حفاری عمیق است. اما در بین همه این چاه ها فقط یک چاه در این سیاره وجود دارد - Kola Superdeep افسانه ای (SG) که عمق آن هنوز هم بی نظیر است - بیش از دوازده کیلومتر. علاوه بر این، SG یکی از معدود مواردی است که نه به خاطر اکتشاف یا معدن، بلکه برای اهداف کاملاً علمی حفاری شده است: برای مطالعه باستانی ترین سنگ های سیاره ما و یادگیری اسرار فرآیندهایی که در آنها اتفاق می افتد.

امروز هیچ حفاری در ابر عمیق کولا وجود ندارد، در سال 1992 متوقف شد. SG اولین و نه تنها کسی بود که در برنامه مطالعه ساختار عمیق زمین بود. سه چاه خارجی به عمق 9.1 تا 9.6 کیلومتر رسیدند. برنامه ریزی شده بود که یکی از آنها (در آلمان) از کولا پیشی بگیرد. اما حفاری در هر سه و همچنین در SG به دلیل تصادف متوقف شد و به دلایل فنی هنوز ادامه ندارد.

ظاهراً بی جهت نیست که پیچیدگی حفاری چاه های فوق عمیق با پرواز به فضا و با یک سفر طولانی فضایی به سیاره دیگر مقایسه می شود. نمونه های سنگ استخراج شده از داخل زمین کمتر از نمونه های خاک قمری جالب نیستند. خاک تحویل شده توسط ماه نورد شوروی در موسسات مختلف از جمله مرکز علمی کولا مورد مطالعه قرار گرفت. معلوم شد که ترکیب خاک ماه تقریباً به طور کامل با سنگ های استخراج شده از چاه کولا از عمق حدود 3 کیلومتری مطابقت دارد.

انتخاب و پیش بینی سایت

یک اکسپدیشن ویژه اکتشاف زمین شناسی (کولا اکتشافات زمین شناسی) برای حفاری SG ایجاد شد. محل حفاری نیز البته به طور تصادفی انتخاب نشد - سپر بالتیک در منطقه شبه جزیره کولا. در اینجا، قدیمی ترین سنگ های آذرین با قدمت حدود 3 میلیارد سال (و زمین تنها 4.5 میلیارد سال سن دارد) به سطح می آیند. حفاری در قدیمی ترین سنگ های آذرین جالب بود، زیرا سنگ های رسوبی تا عمق 8 کیلومتری قبلاً به خوبی برای تولید نفت مورد مطالعه قرار گرفته اند. و در حین استخراج معمولاً فقط 1-2 کیلومتر به سنگ های آذرین نفوذ می کنند. انتخاب مکان برای SG همچنین با این واقعیت تسهیل شد که گودال Pecheneg در اینجا قرار دارد - یک ساختار کاسه مانند عظیم که گویی در صخره های باستانی فشرده شده است. منشا آن با یک گسل عمیق همراه است. و این همان جایی است که ذخایر بزرگ مس نیکل قرار دارد. و وظایف محول شده به اکسپدیشن زمین شناسی کولا شامل شناسایی تعدادی از ویژگی های فرآیندها و پدیده های زمین شناسی، از جمله تشکیل سنگ معدن، تعیین ماهیت مرزهای جداکننده لایه ها در پوسته قاره ای، و جمع آوری داده ها در مورد ترکیب مواد و وضعیت فیزیکی سنگ ها بود. .

قبل از شروع حفاری، بخشی از پوسته زمین بر اساس داده های زلزله شناسی ساخته شد. این به عنوان یک پیش‌بینی برای ظاهر آن لایه‌های زمینی بود که چاه آن را قطع کرد. فرض بر این بود که یک لایه گرانیتی تا عمق 5 کیلومتری گسترش می یابد، پس از آن سنگ های بازالتی قوی تر و باستانی تر انتظار می رفت.

بنابراین، محل حفاری در شمال غربی شبه جزیره کولا، در 10 کیلومتری شهر Zapolyarny، نه چندان دور از مرز ما با نروژ انتخاب شد. Zapolyarny یک شهر کوچک است که در دهه پنجاه در کنار یک کارخانه نیکل بزرگ شد. در میان تپه‌های تپه‌ای روی تپه‌ای که با همه بادها و طوفان‌های برفی منفجر شده‌اند، یک "مربع" وجود دارد که هر طرف آن از هفت ساختمان پنج طبقه تشکیل شده است. در داخل دو خیابان وجود دارد که در تقاطع آنها میدانی وجود دارد که خانه فرهنگ و هتل در آن قرار دارند. در یک کیلومتری شهر، در پشت دره، ساختمان‌ها و دودکش‌های بلند یک کارخانه نیکل نمایان است؛ پشت آن، در امتداد دامنه کوه، زباله‌های تیره‌ای از سنگ‌های ضایعات معدنی مجاور دیده می‌شود. در نزدیکی شهر بزرگراهی به شهر نیکل و دریاچه کوچکی وجود دارد که در طرف دیگر آن نروژ است.

خاک آن مکان ها حاوی آثار فراوانی از جنگ گذشته است. وقتی از مورمانسک به سمت زاپولیارنی سوار اتوبوس می شوید، تقریباً در نیمه راه از رودخانه کوچک Zapadnaya Litsa عبور می کنید، در ساحل آن یک ابلیسک یادبود وجود دارد. این تنها جایی در تمام روسیه است که جبهه در طول جنگ از سال 1941 تا 1944 بی حرکت ایستاده بود، رو به دریای بارنتس. اگرچه نبردهای شدیدی در تمام مدت وجود داشت و تلفات هر دو طرف بسیار زیاد بود. آلمانی ها ناموفق تلاش کردند به مورمانسک - تنها بندر بدون یخ در شمال ما نفوذ کنند. زمستان 1944 سربازان شورویموفق به شکستن جبهه شد.

ریسمان لوله روی این قلاب پایین و بلند شده بود. در سمت چپ - در سبد - لوله های 33 متری - "شمع" - برای فرود آماده شده است.

کلا تمام شد چاه عمیق. در شکل سمت راست: الف- پیش بینی بخش زمین شناسی. ب- بخش زمین شناسی که بر اساس داده های حفاری SG ساخته شده است (فلش های ستون A تا ستون B نشان می دهد که سنگ های پیش بینی شده در چه عمقی مواجه شده اند). در این بخش، قسمت بالایی (تا 7 کیلومتر) یک لایه پروتروزوئیک با لایه‌هایی از سنگ‌های آتشفشانی (دیاباز) و رسوبی (ماسه‌سنگ‌ها، دولومیت‌ها) است. در زیر 7 کیلومتری یک دنباله آرکئن با واحدهای تکراری سنگ (عمدتاً گنیس و آمفیبولیت) وجود دارد. سن آن 2.86 میلیارد سال است. ب- چاهی با تعداد زیادی گمانه حفر شده و گم شده (زیر 7 کیلومتر) به شکل ریشه های شاخه دار یک گیاه غول پیکر است. به نظر می رسد چاه در حال پیچش است زیرا مته دائماً به سمت سنگ هایی با دوام کمتر منحرف می شود.

از Zapolyarny تا Superglubokaya - 10 کیلومتر. جاده از کنار کارخانه می گذرد، سپس در امتداد لبه معدن سنگ و سپس از کوه بالا می رود. از گردنه یک حوض کوچک باز می شود که دکل حفاری در آن نصب شده است. ارتفاع آن به اندازه یک ساختمان بیست طبقه است. "کارگران شیفت" برای هر شیفت از Zapolyarny به اینجا می آمدند. در مجموع حدود 3000 نفر در این اکسپدیشن کار می کردند؛ آنها در شهر در دو خانه زندگی می کردند. صدای غرغر برخی مکانیسم ها از دکل حفاری به صورت شبانه روزی به گوش می رسید. سکوت به این معنی بود که به دلایلی در حفاری وقفه ایجاد شد. در زمستان، در طول شب طولانی قطبی - و در آنجا از 23 نوامبر تا 23 ژانویه ادامه دارد - کل دکل حفاری با چراغ می درخشید. غالباً نور شفق به آنها اضافه می شد.

کمی در مورد کارکنان اکسپدیشن اکتشاف زمین شناسی کولا که برای حفاری ایجاد شد، یک تیم خوب و با مهارت بالا از کارگران را گرد هم آورد. رئیس GRE، یک رهبر با استعداد که تیم را انتخاب می کرد، تقریبا همیشه D. Guberman بود. سرمهندس I. Vasilchenko مسئول حفاری بود. فرماندهی دکل حفاری را A. Batishchev برعهده داشت که همه به سادگی او را لخا می نامیدند. زمین شناسی مسئول V. Laney و ژئوفیزیک مسئول Yu. Kuznetsov بود. مقدار زیادی کار بر روی پردازش هسته و ایجاد یک مرکز ذخیره سازی هسته توسط زمین شناس Yu. Smirnov - همان کسی که دارای "کابینت ارزشمند" بود، انجام شد که بعداً در مورد آن به شما خواهیم گفت. بیش از 10 موسسه تحقیقاتی در انجام تحقیقات در مورد SG شرکت کردند. این تیم همچنین "کولیبین" و "چپ دست" خود را داشت (به ویژه S. Tserikovsky متمایز بود) که دستگاه های مختلفی را اختراع و تولید کردند که گاهی اوقات امکان رهایی از سخت ترین و به ظاهر ناامید کننده ترین موقعیت ها را فراهم می کرد. آنها خودشان بسیاری از مکانیسم های لازم را در اینجا در کارگاه های مجهز ایجاد کردند.

تاریخچه حفاری

حفاری چاه در سال 1970 آغاز شد. حفاری تا عمق 7263 متر 4 سال طول کشید. با استفاده از نصب سریالی که معمولاً در تولید نفت و گاز استفاده می شود، انجام شد. به دلیل وزش باد و سرمای مداوم، تمام برج باید تا بالا با پانل های چوبی پوشانده شود. در غیر این صورت، برای کسی که باید در هنگام بلند کردن یک رشته لوله در بالا بایستد، به سادگی غیرممکن است که کار کند.

سپس یک وقفه یک ساله مرتبط با ساخت یک برج جدید و نصب دکل حفاری ویژه - Uralmash-15000 وجود داشت. با کمک آن بود که تمام حفاری های فوق عمیق بعدی انجام شد. نصب جدید دارای تجهیزات خودکار قدرتمندتری است. از حفاری توربین استفاده شد - این زمانی است که کل ستون نمی چرخد، بلکه فقط سر حفاری می چرخد. سیال حفاری از طریق ستون تحت فشار تغذیه می شود و یک توربین چند مرحله ای واقع در زیر را می چرخاند. طول کل آن 46 متر است. توربین با سر مته ای به قطر 214 میلی متر (اغلب به آن تاج می گویند) خاتمه می یابد که شکل حلقه ای دارد، بنابراین یک ستون سنگی سوراخ نشده در وسط باقی می ماند - یک هسته. با قطر 60 میلی متر یک لوله از تمام بخش های توربین عبور می کند - یک گیرنده هسته، که در آن ستون های سنگ استخراج شده جمع آوری می شود. سنگ خرد شده همراه با سیال حفاری به پایین چاه به سطح منتقل می شود.

روی نمونه های هسته سمت راست، نوارهای اریب به وضوح قابل مشاهده است، به این معنی که در اینجا چاه از سازندهای مایل عبور کرده است.

جرم ستون غوطه ور در چاه با سیال حفاری حدود 200 تن است. این در حالی است که از لوله های آلیاژ سبک مخصوص طراحی شده استفاده می شد. اگر ستونی از لوله های فولادی معمولی ساخته شود، از وزن خود می ترکد.

بسیاری از مشکلات، گاهی کاملا غیرمنتظره، در فرآیند حفاری در اعماق زیاد و با نمونه برداری از هسته به وجود می آیند.

نفوذ در یک حرکت، که توسط سایش سر مته تعیین می شود، معمولاً 10-7 متر است (یک چرخه یا چرخه، پایین آمدن رشته با توربین و ابزار حفاری، حفاری واقعی و بلند کردن کامل است. رشته.) حفاری خود 4 ساعت طول می کشد. و فرود و صعود ستون 12 کیلومتری 18 ساعت طول می کشد. با بلند شدن، ستون به طور خودکار به قطعات (شمع) به طول 33 متر جدا می شود.به طور متوسط 60 متر در ماه حفاری می شد.50 کیلومتر لوله برای حفر 5 کیلومتر آخر چاه استفاده شد. این میزان فرسودگی آنهاست.

تا عمق تقریبی 7 کیلومتری، چاه سنگ‌های قوی و نسبتاً همگن را قطع می‌کرد و بنابراین گمانه صاف بود، تقریباً مطابق با قطر مته. کار، شاید بتوان گفت، آرام پیش رفت. با این حال، در عمق 7 کیلومتری، سنگ های شکسته با دوام کمتر، با لایه های کوچک بسیار سخت - گنیس، آمفیبولیت ها، ظاهر شدند. حفاری دشوارتر شد. تنه شکل بیضی به خود گرفت و حفره های زیادی ظاهر شد. تصادفات بیشتر شده است.

شکل، پیش‌بینی اولیه بخش زمین‌شناسی و پیش‌بینی‌شده بر اساس داده‌های حفاری را نشان می‌دهد. نکته جالب توجه (ستون B) این است که زاویه شیب سازندهای در امتداد چاه حدود 50 درجه است. بنابراین، واضح است که سنگ های تقاطع شده توسط چاه به سطح می آیند. اینجاست که می‌توانیم «کابینه گرامی» زمین‌شناس یو. اسمیرنوف را که قبلاً ذکر شد، به یاد بیاوریم. در آنجا، از یک طرف، نمونه‌هایی از چاه گرفته شده بود، و از طرف دیگر، نمونه‌هایی روی سطح در فاصله‌ای از محل حفاری که سازند مربوطه بالا می‌آید، برداشته شد. تطابق بین نژادها تقریباً کامل شده است.

سال 1983 با یک رکورد تا به حال بی نظیر مشخص شد: عمق حفاری از 12 کیلومتر فراتر رفت. کار به حالت تعلیق درآمد.

کنگره بین المللی زمین شناسی نزدیک بود که طبق برنامه در مسکو برگزار شد. نمایشگاه ژئواکسپو برای آن آماده می شد. تصمیم بر این شد که نه تنها گزارش هایی در مورد نتایج به دست آمده در SG خوانده شود، بلکه همچنین به شرکت کنندگان کنگره کار در محل و نمونه های سنگ استخراج شده نشان داده شود. مونوگراف "Kola Superdeep" برای کنگره منتشر شد.

در نمایشگاه Geoexpo یک غرفه بزرگ به کار SG و مهمترین چیز - دستیابی به عمق رکورد اختصاص داده شده بود. نمودارهای قابل توجهی در مورد تکنیک ها و فناوری حفاری، نمونه های سنگ استخراج شده، عکس هایی از تجهیزات و کارکنان در محل کار وجود داشت. اما بیشترین توجه شرکت کنندگان و میهمانان کنگره را یکی از جزئیات غیرمتعارف برای یک نمایشگاه به خود جلب کرد: معمولی ترین و در حال حاضر کمی زنگ زده سر مته با دندانه های کاربید فرسوده. این برچسب دقیقاً همان چیزی است که هنگام حفاری در عمق بیش از 12 کیلومتر استفاده می شود. این سر مته حتی متخصصان را شگفت زده کرد. احتمالاً همه ناخواسته انتظار داشتند که نوعی معجزه فناوری را ببینند، شاید با تجهیزات الماس ... و آنها هنوز نمی دانستند که در SG در کنار دکل حفاری یک توده بزرگ از دقیقاً همان سر مته های زنگ زده وجود دارد: از این گذشته ، آنها باید تقریباً در هر 7-8 متر حفاری با موارد جدید جایگزین می شدند.

بسیاری از نمایندگان کنگره می خواستند با چشمان خود دکل حفاری منحصر به فرد در شبه جزیره کولا را ببینند و مطمئن شوند که عمق حفاری رکورد در اتحادیه واقعاً به دست آمده است. چنین خروجی صورت گرفت. بخشی از کنگره در آنجا جلسه ای در محل برگزار کردند. دکل حفاری به نمایندگان نشان داده شد، جایی که ستون را از چاه بلند کردند و بخش های 33 متری را از آن جدا کردند. عکس ها و مقالاتی درباره SG در روزنامه ها و مجلات تقریباً در تمام کشورهای جهان منتشر شد. تمبر پستی صادر و ابطال ویژه پاکت ها ترتیب داده شد. اسامی برندگان جوایز مختلف و کسانی که به خاطر کارشان جایزه گرفته اند را فهرست نمی کنم...

اما تعطیلات تمام شد، لازم بود حفاری ادامه یابد. و با بزرگترین حادثه در اولین پرواز در 27 سپتامبر 1984 - "تاریخ سیاه" در تاریخ SG آغاز شد. چاه وقتی برای مدت طولانی بی توجه بماند نمی بخشد. در طول مدتی که حفاری انجام نشد، به ناچار تغییراتی در دیوارهای آن رخ داد، آنهایی که با لوله فولادی سیمانی محکم نشده بودند.

در ابتدا همه چیز به طور تصادفی پیش رفت. حفاری ها عملیات معمول خود را انجام دادند: یکی یکی بخش هایی از رشته مته را پایین می آوردند، لوله تامین مایع حفاری را به آخرین، بالایی وصل می کردند و پمپ ها را روشن می کردند. شروع به حفاری کردیم. ابزارهای روی کنسول جلوی اپراتور حالت عملکرد عادی (تعداد چرخش سر مته، فشار آن روی سنگ، جریان سیال برای چرخش توربین و غیره) را نشان می‌دادند.

با حفاری یک قطعه 9 متری دیگر در عمق بیش از 12 کیلومتری که 4 ساعت طول کشید، به عمق 12.066 کیلومتر رسیدیم. برای بلند کردن ستون آماده شدیم. ما آن را امتحان کردیم. کار نمی کند. "چسبیدن" بیش از یک بار در چنین اعماق مشاهده شده است. این زمانی است که به نظر می رسد بخشی از ستون به دیوارها چسبیده است (شاید چیزی از بالا سقوط کرده و کمی گیر کرده باشد). برای حرکت دادن یک ستون، نیرویی بیش از وزن آن (حدود 200 تن) مورد نیاز است. این بار هم همین کار را کردند، اما ستون تکان نخورد. ما نیرو را کمی افزایش دادیم و سوزن ابزار به شدت قرائت ها را کاهش داد. ستون بسیار سبک تر شد؛ چنین کاهش وزنی نمی توانست در طول دوره عادی عمل اتفاق بیفتد. ما شروع به بلند کردن کردیم: بخش ها را یکی یکی باز کردیم. در طول آخرین بار، یک قطعه لوله کوتاه شده با لبه پایینی ناهموار روی یک قلاب آویزان بود. یعنی نه تنها مته توربو در چاه باقی ماند، بلکه 5 کیلومتر لوله حفاری نیز...

هفت ماه سعی کردند آنها را بدست آورند. از این گذشته، آنها نه تنها 5 کیلومتر لوله، بلکه نتایج پنج سال کار را از دست دادند.

سپس تمام تلاش ها برای بازیابی آنچه از دست رفته بود متوقف شد و حفاری مجدد از عمق 7 کیلومتری آغاز شد. باید گفت بعد از کیلومتر هفتم است که شرایط زمین شناسی اینجا به خصوص برای کار سخت است. تکنولوژی حفاری هر مرحله با آزمون و خطا مشخص می شود. و شروع از عمق حدود 10 کیلومتری حتی دشوارتر است. حفاری، بهره برداری از تجهیزات و تجهیزات با حداکثر سرعت انجام می شود.

بنابراین در اینجا هر لحظه می توان انتظار تصادفات را داشت. برای آنها آماده می شوند. روش ها و روش های حذف آنها از قبل در نظر گرفته شده است. یک حادثه پیچیده معمولی شکستن مجموعه حفاری همراه با بخشی از رشته لوله مته است. روش اصلی از بین بردن آن این است که یک نیمکت درست در بالای قسمت گم شده ایجاد کنید و از این محل یک محور بای پس جدید دریل کنید. در مجموع 12 تنه بای پس از این قبیل در چاه حفر شد. طول چهار تای آنها بین 2200 تا 5000 متر است که هزینه اصلی این گونه حوادث سالها کار از دست رفته است.

فقط در زندگی روزمره یک چاه یک "سوراخ" عمودی از سطح زمین تا پایین است. در واقع این دور از مورد است. به خصوص اگر چاه فوق العاده عمیق باشد و سازندهای شیبدار با تراکم های مختلف را قطع کند. سپس به نظر می رسد که متلاطم می شود، زیرا مته دائماً به سمت سنگ هایی با دوام کمتر منحرف می شود. پس از هر اندازه گیری که نشان می دهد شیب چاه از حد مجاز فراتر می رود، باید تلاش کرد تا آن را در جای خود بازگرداند. برای انجام این کار، "دفلکتورهای" ویژه همراه با ابزار حفاری پایین می آیند، که به کاهش زاویه شیب چاه در حین حفاری کمک می کند. حوادث اغلب با از بین رفتن ابزار حفاری و قسمت هایی از لوله ها رخ می دهد. پس از این، همانطور که قبلاً گفتیم، باید با کنار رفتن، تنه جدید درست شود. بنابراین تصور کنید که یک چاه در زمین چگونه به نظر می رسد: چیزی شبیه ریشه های یک گیاه غول پیکر که در عمق منشعب می شود.

به همین دلیل مدت زمان خاص آخرین مرحله حفاری است.

پس از بزرگترین حادثه - "تاریخ سیاه" 1984 - آنها دوباره تنها پس از 6 سال به عمق 12 کیلومتری نزدیک شدند. در سال 1990، حداکثر به 12262 کیلومتر رسید. پس از چندین تصادف دیگر، متقاعد شدیم که نمی‌توانیم عمق بیشتری پیدا کنیم. همه احتمالات فن آوری پیشرفتهخسته. به نظر می رسید که زمین دیگر نمی خواهد اسرار خود را فاش کند. حفاری در سال 1992 متوقف شد.

کار تحقیقاتی. اهداف و روشها

یکی از اهداف بسیار مهم حفاری، به دست آوردن یک ستون هسته از نمونه های سنگ در تمام طول چاه بود. و این کار به پایان می رسد. طولانی ترین هسته در جهان مانند یک خط کش به متر مشخص شد و به ترتیب مناسب در جعبه ها قرار گرفت. شماره جعبه و شماره نمونه در بالا نشان داده شده است. تقریباً 900 جعبه از این دست در انبار موجود است.

اکنون تنها چیزی که باقی مانده است، مطالعه هسته است، که واقعاً در تعیین ساختار سنگ، ترکیب، خواص و سن آن ضروری است.

اما نمونه سنگی که به سطح کشیده شده است، خواص متفاوتی نسبت به توده دارد. در اینجا، در بالا، او از عظیم رها شده است استرس مکانیکی، موجود در عمق. در حین حفاری ترک خورد و با مایع حفاری اشباع شد. حتی اگر شرایط عمیق را در یک محفظه خاص دوباره ایجاد کنید، پارامترهای اندازه‌گیری شده روی نمونه همچنان با آرایه متفاوت است. و یک "سکسکه" کوچک دیگر: برای هر 100 متر چاه حفر شده، 100 متر هسته به دست نمی آید. در SG، از اعماق بیش از 5 کیلومتر، متوسط بازده هسته فقط حدود 30٪ بود و از اعماق بیش از 9 کیلومتر، اینها گاهی اوقات فقط پلاک های فردی به ضخامت 2-3 سانتی متر بودند که مربوط به بادوام ترین لایه ها بود.

بنابراین، یک هسته بازیابی شده از یک گمانه با استفاده از SG اطلاعات کاملی در مورد سنگ های عمیق ارائه نمی دهد.

چاه ها برای اهداف علمی حفر شدند، بنابراین از کل مجموعه استفاده شد روش های مدرنپژوهش. علاوه بر استخراج هسته، مطالعاتی در مورد خواص سنگها در وقوع طبیعی آنها الزاماً انجام شد. وضعیت فنی چاه مدام تحت نظر بود. ما دما را در سرتاسر بشکه، رادیواکتیویته طبیعی - تابش گاما، رادیواکتیویته القایی پس از تابش نوترون پالسی، الکتریکی و خواص مغناطیسیسنگ ها، سرعت انتشار امواج الاستیک و بررسی ترکیب گازها در سیال چاه.

تا عمق 7 کیلومتری از دستگاه های سریال استفاده می شد. کار در اعماق بیشتر و در دماهای بالاتر مستلزم ایجاد دستگاه های ویژه مقاوم در برابر حرارت و فشار بود. مشکلات خاصی در آخرین مرحله حفاری به وجود آمد. هنگامی که دمای چاه به 200 درجه سانتیگراد و فشار از 1000 اتمسفر فراتر رفت، دستگاه های سریال دیگر نمی توانستند کار کنند. دفاتر طراحی ژئوفیزیک و آزمایشگاه های تخصصی چندین مؤسسه تحقیقاتی به کمک آمدند و تک نسخه هایی از ابزارهای مقاوم در برابر حرارت و فشار را تولید کردند. بنابراین، تمام مدت ما فقط روی تجهیزات داخلی کار می کردیم.

به طور خلاصه، چاه با جزئیات کافی در تمام عمق خود کاوش شد. تحقیقات به صورت مرحله ای و تقریباً سالی یک بار پس از تعمیق چاه به میزان 1 کیلومتر انجام شد. هر بار پس از این، یک ارزیابی از قابلیت اطمینان مواد دریافت شده انجام شد. محاسبات مربوطه امکان تعیین پارامترهای یک نژاد خاص را فراهم کرد. آنها تناوب خاصی از لایه ها را کشف کردند و از قبل می دانستند که غارها با چه سنگ هایی مرتبط هستند و اطلاعات مربوط به آنها را از دست داده اند. ما یاد گرفتیم که به معنای واقعی کلمه سنگ ها را از "خرده ها" شناسایی کنیم و بر این اساس تصویری کامل از آنچه چاه "پنهان شده" را بازسازی کنیم. به طور خلاصه، امکان ساخت یک ستون سنگ شناسی دقیق - برای نشان دادن تناوب سنگ ها و خواص آنها وجود داشت.

از تجربه شخصی

تقریباً سالی یک بار، زمانی که مرحله بعدی حفاری به پایان رسید - تعمیق چاه به میزان 1 کیلومتر، من نیز به SG رفتم تا اندازه گیری هایی را انجام دهم که به من سپرده شده بود. در این زمان معمولاً چاه را می شستند و به مدت یک ماه برای تحقیق در دسترس قرار می دادند. زمان توقف برنامه ریزی شده همیشه از قبل مشخص بود. تلگرام فراخوان کار هم از قبل رسید. تجهیزات بررسی و بسته بندی شده است. تشریفات مربوط به کار بسته در منطقه مرزی انجام شده است. بالاخره همه چی حل میشه بیا بریم.

گروه ما یک تیم کوچک و دوستانه است: یک توسعه دهنده ابزار گمانه، یک توسعه دهنده تجهیزات جدید زمینی، و من، یک روش شناس. 10 روز قبل از اندازه گیری می رسیم. ما با داده های وضعیت فنی چاه آشنا می شویم. ما یک برنامه اندازه گیری دقیق تهیه و تصویب می کنیم. ما تجهیزات را مونتاژ و کالیبره می کنیم. ما منتظر یک تماس هستیم - یک تماس از چاه. نوبت سوم ماست که «غواصی» کنیم، اما اگر پیشینیان ما امتناع کنند، چاه در اختیار ما قرار خواهد گرفت. این بار همه چیز با آنها خوب است، می گویند تا فردا صبح تمام می شود. با ما در همین تیم، ژئوفیزیکدانان هستیم - اپراتورهایی که سیگنال های دریافتی از تجهیزات را در چاه ضبط می کنند و همه عملیات را برای پایین آوردن و بالا بردن تجهیزات چاه و همچنین مکانیک روی بالابر فرمان می دهند، آنها باز شدن همان 12 کیلومتر کابل را کنترل می کنند. درام و روی آن، که دستگاه روی آن به داخل چاه فرو می رود. مته ها نیز در حال انجام وظیفه هستند.

کار شروع شده است. دستگاه چندین متر به داخل چاه فرو می رود. آخرین بررسی برو فرود آهسته است - حدود 1 کیلومتر در ساعت، با نظارت مداوم سیگنال از پایین. تا اینجای کار خیلی خوبه. اما در کیلومتر هشتم سیگنال پیچید و ناپدید شد. این یعنی چیزی اشتباه است. آسانسور کامل (در هر صورت، مجموعه دومی از تجهیزات را آماده کرده ایم.) ما شروع به بررسی تمام جزئیات می کنیم. این بار کابل معیوب بود. او در حال تعویض است. این بیش از یک روز طول می کشد. فرود جدید 10 ساعت طول کشید. در نهایت فردی که علامت را مشاهده می کرد گفت: به کیلومتر یازدهم رسیدیم. فرمان به اپراتورها: "شروع ضبط". چه و چگونه از قبل طبق برنامه برنامه ریزی شده است. اکنون باید ابزار سوراخ را چند بار در یک بازه زمانی معین پایین و بلند کنید تا اندازه گیری کنید. این بار تجهیزات به خوبی کار کردند. اکنون یک افزایش کامل است. آنها آن را به 3 کیلومتر رساندند و ناگهان وینچمن (او مردی شوخ طبع است) صدا زد: "طناب تمام شد." چطور؟! چی؟! افسوس که کابل پاره شد... ابزار چاله و 8 کیلومتر کابل در پایین باقی ماند... خوشبختانه یک روز بعد مته ها توانستند همه چیز را با استفاده از روش ها و دستگاه هایی که توسط صنعتگران محلی توسعه داده شده بود برای از بین بردن چنین مواردی جمع آوری کنند. موارد اضطراری

نتایج

این چاه در اعماق کم - در محدوده 1.6-1.8 کیلومتر - هدیه عالی به میهن داد. سنگ معدن مس نیکل صنعتی در آنجا افتتاح شد - افق سنگ معدن جدیدی کشف شد. و مفید است، زیرا کارخانه محلی نیکل در حال حاضر با کمبود سنگ معدن مواجه است.

همانطور که در بالا ذکر شد، پیش‌بینی زمین‌شناسی بخش چاه محقق نشد (به شکل صفحه 39 مراجعه کنید). تصویری که در طول 5 کیلومتر اول در چاه انتظار می رفت تا 7 کیلومتر گسترش یافت و سپس سنگ های کاملاً غیرمنتظره ظاهر شدند. بازالت های پیش بینی شده در عمق 7 کیلومتری، حتی زمانی که به 12 کیلومتر کاهش یافتند، یافت نشدند.

انتظار می رفت که مرزی که بیشترین بازتاب را در طول صداگذاری لرزه ای می دهد، سطحی باشد که گرانیت ها به یک لایه بازالت بادوام تر تبدیل می شوند. در واقعیت، معلوم شد که سنگ های شکسته کمتر قوی و کم تراکم در آنجا قرار دارند - گنیس های آرکئن. این هرگز انتظار نمی رفت. و این اساساً اطلاعات زمین شناسی و ژئوفیزیک جدید است که به ما امکان می دهد داده های تحقیقات ژئوفیزیک عمیق را به طور متفاوت تفسیر کنیم.

داده‌های مربوط به فرآیند تشکیل سنگ معدن در لایه‌های عمیق پوسته زمین نیز غیرمنتظره و اساساً جدید بود. بنابراین، در عمق 9-12 کیلومتری، سنگ های شکسته بسیار متخلخل، اشباع شده با آب های زیرزمینی بسیار معدنی مواجه شدند. این آب ها یکی از منابع تشکیل سنگ معدن هستند. قبلاً اعتقاد بر این بود که این کار فقط در اعماق بسیار کم‌تر امکان‌پذیر است. در این فاصله بود که هسته پیدا شد افزایش محتواطلا - تا 1 گرم در هر تن سنگ (غلظتی که برای توسعه صنعتی مناسب است). اما آیا استخراج طلا از چنین عمقی هرگز سودآور خواهد بود؟

ایده ها در مورد رژیم حرارتی داخل زمین و توزیع عمیق دما در مناطق سپر بازالت نیز تغییر کرده است. در عمق بیش از 6 کیلومتری، شیب دمایی 20 درجه سانتی گراد در هر 1 کیلومتر به جای 16 درجه سانتی گراد در هر کیلومتر مورد انتظار (مانند قسمت بالایی) به دست آمد. مشخص شد که نیمی از جریان گرما منشا رادیوژنیک دارد.

پس از حفر چاه فوق عمیق کولا، چیزهای زیادی یاد گرفتیم و در عین حال متوجه شدیم که هنوز چقدر در مورد ساختار سیاره خود اطلاعات کمی داریم.

کاندیدای علوم فنی A. OSADCHY.

ادبیات

کلا فوق عمیق. M.: Nedra، 1984.
کلا فوق عمیق. نتایج علمی و تجربیات پژوهشی. م.، 1998.
Kozlovsky E. A. مجمع جهانی زمین شناسان. «علم و زندگی» شماره 10، 1363.
Kozlovsky E. A. Kola فوق عمیق. «علم و زندگی» شماره ۱۱، ۱۳۶۴.

روستاهای کلبه Sredao.ru از HABITAT

خانه های شهری Sredao.ru از دفتر املاک و مستغلات HABITAT

چاه فوق عمیق کولا - عمیق ترین گمانه در جهان (از سال 1979 تا 2008) واقع در منطقه مورمانسک، در 10 کیلومتری غرب شهر Zapolyarny، در قلمرو سپر زمین شناسی بالتیک. عمق آن 12262 متر است. برخلاف چاه‌های فوق‌عمیق دیگر که برای تولید نفت یا اکتشافات زمین‌شناسی ساخته شده‌اند، SG-3 صرفاً برای مطالعه لیتوسفر در ناحیه‌ای که مرز موهورویچیک است، حفاری شد. (مخفف مرز موهو) مرز پایینی پوسته زمین است که در آن افزایش ناگهانی در سرعت امواج لرزه ای طولی وجود دارد.

چاه فوق عمیق کولا به افتخار صدمین سالگرد تولد لنین در سال 1970 گذاشته شد. طبقات سنگ های رسوبی تا آن زمان به خوبی در طول تولید نفت مورد مطالعه قرار گرفته بودند. حفاری جالب تر بود که سنگ های آتشفشانی با قدمت حدود 3 میلیارد سال (برای مقایسه: سن زمین 4.5 میلیارد سال تخمین زده می شود) به سطح می آیند. برای استخراج مواد معدنی، چنین سنگ هایی به ندرت عمیق تر از 1-2 کیلومتر حفاری می شوند. فرض بر این بود که در عمق 5 کیلومتری لایه گرانیتی با لایه بازالتی جایگزین شود. در 6 ژوئن 1979، این چاه رکورد 9583 متری را که قبلاً در اختیار چاه برتا-راجرز بود شکست. چاه نفتدر اوکلاهما). که در بهترین سالها 16 آزمایشگاه تحقیقاتی در چاه فوق عمیق کولا کار می کردند، آنها شخصاً تحت نظارت وزیر زمین شناسی اتحاد جماهیر شوروی بودند.

اگرچه انتظار می رفت که مرز مشخصی بین گرانیت و بازالت کشف شود، اما تنها گرانیت ها در هسته در سراسر عمق یافت شدند. با این حال، به دلیل فشار بالا، گرانیت های فشرده شده تا حد زیادی خواص فیزیکی و صوتی خود را تغییر دادند.به عنوان یک قاعده، هسته بلند شده از آزاد شدن گاز فعال به دوغاب خرد می شود، زیرا نمی تواند تغییر شدید فشار را تحمل کند. حذف یک هسته قوی تنها با بلند کردن بسیار آهسته مته امکان پذیر بود، زمانی که گاز "اضافی" که هنوز به فشار بالا فشار داده شده بود، توانست از سنگ فرار کند. انتظارات، افزایش یافت. همچنین آب در عمق وجود داشت که شکاف ها را پر می کرد.

جالب است که وقتی کنگره بین المللی زمین شناسی در سال 1984 در مسکو برگزار شد و در آن اولین نتایج تحقیقات در مورد چاه ارائه شد، بسیاری از دانشمندان به شوخی پیشنهاد کردند که فوراً آن را دفن کنند، زیرا تمام تصورات مربوط به ساختار پوسته زمین را از بین می برد. . در واقع، چیزهای عجیبی حتی در اولین مراحل نفوذ شروع شد. به عنوان مثال، نظریه پردازان، حتی قبل از شروع حفاری، قول دادند که دمای سپر بالتیک تا عمق حداقل 5 کیلومتری نسبتاً پایین باقی بماند، دمای محیط بیش از 70 درجه سانتیگراد، در هفت - بیش از 120 درجه و در در عمق 12 درجه حرارت قوی تر از 220 درجه - 100 درجه بالاتر از پیش بینی شده بود. حفاری های کولا نظریه ساختار لایه ای پوسته زمین را - حداقل در فاصله 12262 متری - زیر سوال بردند.

ما عمیق ترین سوراخ جهان را داریم - پس باید از آن استفاده کنیم! - دیوید گوبرمن، مدیر دائمی مرکز تحقیقات و تولید کولا سوپردیپ با تلخی فریاد می زند. در 30 سال اول کولا سوپردیپ، دانشمندان شوروی و سپس روسی به عمق 12262 متری نفوذ کردند. اما از سال 1995، حفاری متوقف شد: کسی برای تامین مالی پروژه وجود نداشت. آنچه در چارچوب برنامه های علمی یونسکو تخصیص داده شده است تنها برای حفظ وضعیت کار ایستگاه حفاری و مطالعه نمونه های سنگی استخراج شده قبلی کافی است.

هوبرمن با تأسف به یاد می آورد که چند اکتشاف علمی در کولا سوپردیپ اتفاق افتاد. به معنای واقعی کلمه هر متر یک مکاشفه بود. این چاه نشان داد که تقریباً تمام اطلاعات قبلی ما در مورد ساختار پوسته زمین نادرست است. معلوم شد که زمین اصلا شبیه کیک لایه ای نیست.

شگفتی دیگر: معلوم شد که حیات در سیاره زمین 1.5 میلیارد سال زودتر از حد انتظار به وجود آمده است. در اعماق جایی که اعتقاد بر این بود که هیچ ماده آلی وجود ندارد، 14 گونه از میکروارگانیسم های فسیل شده کشف شد - سن لایه های عمیق بیش از 2.8 میلیارد سال است. در اعماق حتی بیشتر، جایی که دیگر رسوبی وجود ندارد، متان در غلظت های بسیار زیاد ظاهر شد. این به طور کامل و کامل نظریه منشاء بیولوژیکی هیدروکربن هایی مانند نفت و گاز را از بین برد.تقریباً احساسات خارق العاده ای وجود داشت. هنگامی که در اواخر دهه 70 شوروی خودکار ایستگاه فضایی 124 گرم خاک ماه را به زمین آورد، محققان مرکز علمی کولا دریافتند که مانند دو نخود در یک غلاف به نمونه هایی از عمق 3 کیلومتری می رسد. و یک فرضیه مطرح شد: ماه از شبه جزیره کولا جدا شد. الان دقیقا دنبال کجا هستند. اتفاقا آمریکایی ها که نیم تن خاک از ماه آوردند با آن کار معناداری نکردند. آنها را در ظروف دربسته قرار دادند و برای تحقیقات نسل های آینده گذاشتند.

به طور کاملا غیر منتظره برای همه، پیش بینی های الکسی تولستوی از رمان "هیپربولوئید مهندس گارین" تایید شد. در عمق بیش از 9.5 کیلومتری، یک گنجینه واقعی از انواع مواد معدنی، به ویژه طلا، کشف شد. یک لایه الیوین واقعی، که به طرز درخشانی توسط نویسنده پیش بینی شده است. در هر تن 78 گرم طلا وجود دارد. ضمناً، تولید صنعتی با غلظت 34 گرم در تن امکان پذیر است. اما آنچه که بسیار شگفت انگیز است، در اعماق بیشتر، جایی که سنگ های رسوبی دیگر وجود ندارد، گاز متان طبیعی بود. در غلظت های بسیار زیاد یافت می شود. این امر نظریه منشأ بیولوژیکی هیدروکربن هایی مانند نفت و گاز را به طور کامل و کامل از بین برد

نه تنها احساسات علمی، بلکه افسانه های اسرارآمیز نیز با چاه کولا مرتبط بودند، که پس از تأیید بیشتر آنها معلوم شد که داستان های روزنامه نگاران است. به گفته یکی از آنها، منبع اولیه اطلاعات (1989) شرکت تلویزیونی آمریکایی شبکه پخش ترینیتی بود که به نوبه خود داستان را از گزارش یک روزنامه فنلاندی گرفته بود. گویا هنگام حفر چاه در عمق 12 هزار متری، میکروفون دانشمندان صدای جیغ و ناله را ضبط کرده است. آیا می تواند در دمای بالای دویست درجه کار کند؟) نوشت که حفاری ها "صدایی از دنیای زیرین" را شنیدند.

پس از این انتشارات، چاه فوق عمیق کولا شروع به نامیدن "جاده جهنم" کرد و ادعا کرد که هر کیلومتر حفر جدید بدبختی را برای کشور به ارمغان می آورد. آنها گفتند که وقتی حفاری ها سیزده هزار متر را حفر می کردند اتحاد جماهیر شوروی فروپاشید. خوب، وقتی چاه تا عمق 14.5 کیلومتری حفر شد (که در واقع این اتفاق نیفتاد) ناگهان با حفره های غیرعادی مواجه شدند. مته‌ها با شیفته این کشف غیرمنتظره، میکروفونی را فرستادند که قادر بود در دماهای بسیار بالا کار کند و سنسورهای دیگر. گفته می شود که دمای داخل به 1100 درجه سانتیگراد رسیده است - گرمای اتاق های آتشین وجود داشت که ظاهراً فریادهای انسانی در آن شنیده می شد.

این افسانه هنوز هم در گستره وسیع اینترنت پرسه می‌زند و از مجرم این شایعات - چاه کولا - بیشتر زنده مانده است. کار روی آن در سال 1992 به دلیل کمبود بودجه متوقف شد. تا سال 2008 در حالت خفگی قرار داشت. یک سال بعد تصمیم نهایی مبنی بر کنار گذاشتن ادامه تحقیقات و برچیدن کل مجموعه تحقیقاتی و «دفن کردن» چاه گرفته شد. رها شدن نهایی چاه در تابستان 2011 اتفاق افتاد.
بنابراین، همانطور که می بینید، این بار دانشمندان نتوانستند به گوشته برسند و آن را بررسی کنند. با این حال، این بدان معنا نیست که چاه کولا چیزی به علم نداد - برعکس، تمام ایده های آنها در مورد ساختار پوسته زمین را وارونه کرد.

نتایج

اهداف تعیین شده در پروژه حفاری فوق عمیق تکمیل شده است. تجهیزات و فناوری ویژه برای حفاری فوق عمیق و همچنین برای مطالعه چاه های حفر شده در اعماق زیاد، توسعه و ایجاد شده است. ما اطلاعاتی را، می توان گفت، "دست اول" در مورد وضعیت فیزیکی، خواص و ترکیب سنگ ها در وقوع طبیعی آنها و از هسته تا عمق 12262 متر دریافت کردیم. چاه در اعماق کم هدیه ای عالی به میهن داد - در محدوده 1.6-1.8 کیلومتر. سنگ معدن مس نیکل صنعتی در آنجا افتتاح شد - افق سنگ معدن جدیدی کشف شد. و مفید است، زیرا کارخانه محلی نیکل در حال حاضر با کمبود سنگ معدن مواجه است.

همانطور که در بالا ذکر شد، پیش بینی زمین شناسی بخش چاه محقق نشد. تصویری که در طول 5 کیلومتر اول در چاه انتظار می رفت تا 7 کیلومتر گسترش یافت و سپس سنگ های کاملاً غیرمنتظره ظاهر شدند. بازالت های پیش بینی شده در عمق 7 کیلومتری، حتی زمانی که به 12 کیلومتر کاهش یافتند، یافت نشدند. انتظار می رفت که مرزی که بیشترین بازتاب را در طول صداگذاری لرزه ای می دهد، سطحی باشد که گرانیت ها به یک لایه بازالت بادوام تر تبدیل می شوند. در واقعیت، معلوم شد که سنگ های شکسته کمتر قوی و کم تراکم در آنجا قرار دارند - گنیس های آرکئن. این هرگز انتظار نمی رفت. و این اساساً اطلاعات زمین شناسی و ژئوفیزیک جدید است که به ما امکان می دهد داده های تحقیقات ژئوفیزیک عمیق را به طور متفاوت تفسیر کنیم.

داده‌های مربوط به فرآیند تشکیل سنگ معدن در لایه‌های عمیق پوسته زمین نیز غیرمنتظره و اساساً جدید بود. بنابراین، در عمق 9-12 کیلومتری، سنگ های شکسته بسیار متخلخل، اشباع شده با آب های زیرزمینی بسیار معدنی مواجه شدند. این آب ها یکی از منابع تشکیل سنگ معدن هستند. قبلاً اعتقاد بر این بود که این کار فقط در اعماق بسیار کم‌تر امکان‌پذیر است. در این فاصله زمانی بود که مقدار طلا در هسته افزایش یافت - تا 1 گرم در هر تن سنگ (غلظت مناسب برای توسعه صنعتی). اما آیا استخراج طلا از چنین عمقی هرگز سودآور خواهد بود؟

اعماق زمین به اندازه گستره وسیع کیهان دارای اسرار است. این دقیقاً همان چیزی است که برخی از دانشمندان فکر می کنند و تا حدودی درست می گویند، زیرا مردم هنوز دقیقاً نمی دانند زیر پای ما چیست، در اعماق زمین. کمی بیشتر از 10 کیلومتر این رکورد در سال 1990 ثبت شد و تا سال 2008 ادامه داشت و پس از آن چندین بار به روز شد. در سال 2008، مرسک اویل BD-04A، یک چاه نفت شیبدار 12290 متری (حوضه نفتی الشاهین در قطر) حفر شد. در ژانویه 2011، یک چاه نفت شیبدار با عمق 12345 متر در میدان Odoptu-Sea (پروژه ساخالین-1) حفر شد. رکورد عمق حفاری برای این لحظهمتعلق به چاه Z-42 میدان چایوینسکویه است که عمق آن 12700 متر است.

شنبه 29 دی 2012

یکی از جاه طلبانه ترین پروژه های دوران شوروی، چاه فوق عمیق کولا با عمق 12262 متر بود. این رکورد تا به امروز بی نظیر باقی مانده است.

سال صدور: 2012

یک کشور:روسیه (تلویزیون "مرکز")

ژانر. دسته:مستند

مدت زمان: 00:25:21

کارگردان:ولادیمیر باتراکوف

شرح:نویسندگان گزارش در مورد تاریخچه و اهداف این آزمایش علمی جسورانه صحبت می کنند، با شرکت کنندگان مستقیم آن صحبت می کنند و نتایج به دست آمده را به شکلی محبوب توضیح می دهند. بینندگان می توانند وضعیت فعلی دکل را ببینند.

حفاری در سال 1970 آغاز شد و تا اواسط دهه 80 کار کاملاً طبقه بندی شده بود.

در سال 1992، حفاری به دلیل کمبود بودجه متوقف شد - چاه هرگز تا عمق برنامه ریزی شده 15 کیلومتر تکمیل نشد. اما حتی در عمق موجود، داده های علمی منحصر به فردی به دست آمد.

علاوه بر این، با چاه فوق عمیق کولا است که افسانه در مورد صداهای فریادهای وهم‌آور انسان که گفته می‌شود در اعماق زیاد ضبط شده است مرتبط می‌شود، که باعث باورنکردنی‌ترین فرضیات در مطبوعات شد...

اطلاعات تکمیلی:

حفاری به Beelzebub: در دهه 1970، تیمی از محققان شوروی عملیات حفاری را در شبه جزیره کولا انجام دادند که در نتیجه عمیق ترین چاه در جهان ایجاد شد. این پروژه در مقیاس بزرگ برای اهداف تحقیقاتی طراحی شد، اما به طور غیرمنتظره ای تقریباً به هیستری در سراسر جهان منجر شد. اشپیگل آنلاین می نویسد، طبق شایعات، دانشمندان شوروی تصادفاً به "جاده جهنم" رسیده اند.

"تصویر دلخراش: در وسط فضاهای خالی شبه جزیره کولا، در 150 کیلومتری شمال مورمانسک، یک دکل حفاری متروکه برمی خیزد. پادگان های کارمندان و اتاق هایی با آزمایشگاه ها در اطراف شلوغ هستند. لایه ضخیم غبار آخرین آثار را پوشانده است. حضور یک شخص، ظاهراً این مکان ها را با عجله ترک می کند.» - نویسنده ادامه می دهد.

در 24 می 1970، زمانی که اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده برای اکتشاف فضا در حال مسابقه بودند، پروژه حفاری یک چاه فوق عمیق در محل سپر زمین شناسی بالتیک در اتحاد جماهیر شوروی در مرز فنلاند و نروژ راه اندازی شد. در طول چندین دهه، چاه فوق عمیق کولا میلیون ها نفر را "بلع" کرد و به دانشمندان اجازه داد چندین اکتشاف علمی نسبتاً جدی انجام دهند. با این حال، پرمخاطب ترین کشف در عمق بیش از 10 کیلومتری این پروژه تحقیقاتی را به رویدادی با مضامین عمیق مذهبی تبدیل کرد که در آن حدس و گمان، حقیقت و دروغ با هم آمیخته شدند و باعث انتشار گزارش های هیجان انگیز در تمام رسانه های جهان شد.

بلافاصله پس از شروع حفاری، کولا سوپردیپ به یک پروژه مدل شوروی تبدیل شد؛ طی چند سال، SG-3 رکورد 9583 متری را که قبلاً در اختیار چاه برت راجرز در اوکلاهما بود، شکست. اما این برای رهبری شوروی کافی نبود - دانشمندان باید به عمق 15 کیلومتری می رسیدند.

دانشمندان در راه رسیدن به روده های زمین، اکتشافات غیرمنتظره ای انجام دادند: به عنوان مثال، آنها توانستند زلزله ها را بر اساس صداهای غیرمعمول از یک چاه پیش بینی کنند. در عمق 3 هزار متری، ماده ای در لایه های چاه کشف شد. لیتوسفر، تقریباً مشابه مواد از سطح ماه است. پس از 6 هزار متر طلا کشف شد. با این حال، دانشمندان به طور فزاینده ای نگران شدند که هر چه بیشتر به عمق آنها نفوذ کنند، دما بالاتر می رود و پیشرفت را دشوار می کند." برخلاف محاسبات اولیه، دما 100 درجه سانتیگراد نبود، بلکه 180 بود.

تقریباً در همان زمان، شایعاتی پخش شد که در عمق 14 کیلومتری مته به طور ناگهانی از سمتی به سمت دیگر حرکت می کرد - نشانه ای از سقوط آن در یک حفره غول پیکر. دما در منطقه گذرگاه بیش از هزار درجه شد و پس از اینکه یک میکروفون مقاوم در برابر حرارت در معدن پایین آمد تا صدای حرکت صفحات لیتوسفر را ضبط کند، حفاری ها صداهای سرد کننده را شنیدند. ابتدا آنها را با صداهای خرابی تجهیزات اشتباه گرفتند، اما پس از تنظیم تجهیزات، بدترین شک آنها تأیید شد. در این مقاله آمده است که صداها یادآور فریاد و ناله هزاران شهید بود.

نویسنده ادامه می‌دهد: «این افسانه دقیقاً از کجا منشأ می‌گیرد، هنوز ناشناخته است. اولین بار در سال 1989 به زبان انگلیسی از شبکه تلویزیونی Trinity Broadcasting Network پخش شد که داستان را از گزارش یک روزنامه فنلاندی گرفته بود. چاه فوق عمیق کولا شروع به نام "جاده جهنم" کرد. داستان های حفاری های ترسیده در روزنامه های فنلاند و سوئد منتشر شد - آنها ادعا کردند که "روس ها یک شیطان را از جهنم آزاد کردند."

کار حفاری متوقف شد - آنها با بودجه ناکافی توضیح داده شدند. طبق دستورالعمل های بالا، دکل حفاری باید سرنگون می شد - اما پول کافی برای این کار نیز وجود نداشت.

27.04.2011

کلا فوق عمیق خوب(SG-3) - به عنوان عمیق ترین گمانه در جهان شناخته شده است. این معدن در قلمرو سپر زمین شناسی بالتیک در منطقه مورمانسک، 10 کیلومتری غرب شهر Zapolyarny واقع شده است. عمق کل آن 12262 متر است.

تفاوت اصلی آن با چاه های فوق عمیق دیگر که برای اکتشاف گاز، نفت یا زمین شناسی حفر می شدند، چاه فوق عمیق کولا منحصراً برای تحقیق علمیلیتوسفر در محلی که مرز موهورویچیک به سطح زمین نزدیک‌ترین نقطه آن است.

SG-3 رکورد خوبی دارد

مرحله اول حفاری چاه SG-3 چاه فوق عمیق کلا به پایان رسید. در ماه مه 1970 آغاز شد و در آغاز سال 1975 به عمق 7263 متری رسید.

آیا این زیاد است؟ یا حفاری در چنین عمقی دیگر کسی را غافلگیر نمی کند؟ در اوکراین، چاه Shevchenkovskaya-1 تا عمق بیش از 7500 متر حفر شد.

ده چاه در جاهای مختلف اتحاد جماهیر شورویاز 6 هزار متر گذشت. عمیق ترین چاه جهان در ایالات متحده آمریکا حفاری شد - 9583 متر. در چنین محیطی، کولا سوپردیپ معمولی به نظر می رسد، یکی از بسیاری از سوپردیپ ها.

اولاً، به این دلیل که این چاه تاکنون عمیق ترین چاه در جهان است که در سنگ های کریستالی پرکامبرین حفر شده است.
ثانیاً، چاه فوق عمیق کولا کلمه جدیدی در فناوری حفاری است. برای اولین بار در عمل جهانی، بخش قابل توجهی از چاه با "سوراخ باز" یعنی بدون لوله های پوششی حفر شد.

هر متر از چاه در تمام طول آن به دقت مورد مطالعه قرار گرفت، هر ستون سنگ استخراج شده مورد بررسی قرار گرفت.

ضخامت پوسته زمین متفاوت است. در زیر اقیانوس در برخی نقاط به 5 کیلومتر نازک می شود.

در قاره ها در مناطق چین خوردگی باستانی 20-30 و در زیر رشته کوه تا 75 کیلومتر است. پوسته زمین را پوست سیاره می نامند.

گاهی برای اینکه ساختار عمیق زمین را به شکلی تصویری نشان دهیم، با تخم مرغ مقایسه می شود. در این مورد، پوست نقش یک پوسته را بازی می کند.

با وجود این ضخامت به ظاهر ناچیز، "پوسته" زمین تاکنون برای تحقیقات مستقیم غیرقابل دسترس باقی مانده است.

اطلاعات اولیه در مورد آن به طور غیر مستقیم - با روش های ژئوفیزیکی به دست آمد. به عنوان مثال، بر اساس امواج لرزه ای منعکس شده، مشخص شده است که پوسته زمین دارای ساختار لایه ای است.

پوسته قاره ای از لایه های رسوبی، گرانیتی و بازالتی تشکیل شده است؛ پوسته اقیانوسی لایه گرانیتی ندارد.

در زیر پوسته زمین، مشاهدات لرزه ای گوشته را شناسایی کردند (اگر مقایسه را با تخم مرغ ادامه دهیم - سفیده)، و در مرکز زمین هسته - زرده.

برای بررسی اعماق زمین از روش های گرانشی، مغناطیس سنجی، هسته ای و زمین گرمایی نیز استفاده می شود. آنها تعیین چگالی سنگ ها در اعماق زیاد، ایجاد ناهنجاری های گرانشی، مشخص کردن را ممکن می کنند. میدان مغناطیسی، دما و ده ها پارامتر دیگر.

با این حال بسیاری از سوالات اساسی زمین شناسی بی پاسخ مانده اند. تنها نفوذ مستقیم به زیر خاک در نهایت به حذف این علامت های سوال زمین شناسی کمک می کند.

کلا فوق عمیق

ابر عمیق کولا بر روی سپر کریستالی بالتیک قرار دارد. این آموزش باستانیپوسته زمین که در شبه جزیره اسکاندیناوی و کولا، کارلیا، دریای بالتیک و بخشی از منطقه لنینگراد به سطح زمین نزدیک می شود.

می توان فرض کرد که لایه بازالت در اینجا در عمق کمی بیش از 7 کیلومتر قرار دارد. این سپر از سنگ های باستانی و بسیار تغییر یافته تشکیل شده است: گنیس های آرکئن، شیست های کریستالی، سنگ های نفوذی تا 3.5 میلیارد سال یا بیشتر.

دانشمندان به ماده عمیق دسترسی خواهند داشت، قادر خواهند بود آن را به طور دقیق مطالعه کنند، مشاهداتی را در امتداد کل گمانه انجام دهند، یک بخش واقعی و نه فرضی از پوسته زمین از نوع قاره ای بسازند، ترکیب را تعیین کنند و حالت فیزیکیمواد

تقریباً نیمی از مسیر 15 کیلومتری پیش بینی شده تکمیل شده است. و حتی این نتیجه متوسط به ظاهر متوسط در تعدادی از شاخص های مهم بسیار جالب بود.

برای اولین بار در علم و عمل جهانی، ضخامت نهشته‌های رسوبی جوان، بلکه سنگ‌های کریستالی باستانی به خوبی نفوذ و بررسی شد؛ برای اولین بار، جمع‌آوری اطلاعات جدید زیادی در مورد این سنگ‌ها و شرایط زمین شناسی و فیزیکی وقوع آنها.

دانشمندان و حفاری های شوروی با ایجاد و به کارگیری سریع نوآوری های فنی مختلف، بهبود مستمر فناوری حفاری و تطبیق آن با شرایط خاص زمین شناسی، با استفاده از تجهیزات و ابزار داخلی، بیش از هفت کیلومتر گذرگاه را در سخت ترین سنگ های زمین هموار کردند.

مسیر ورود به روده های زمین، به تعبیری، به جاده پیشرفت فنی در حفاری تبدیل شده است: آنچه در حفاری چاه در مناطق دیگر به خوبی خود را ثابت کرده است، در حال آزمایش و بهبود است، ابزارهای فنی و فناوری جدید در حال ایجاد است. تست شده

Kola Superdeep به یک سایت آزمایشی برای آزمایش تجهیزات و فناوری جدید برای عملیات حفاری تبدیل شده است. نقش طراح کلی و مدیر علمی این سایت آزمایشی منحصربه‌فرد به انستیتوی علمی تحقیقاتی تجهیزات حفاری پرچم قرمز کار (VNIIBT) وزارت صنعت نفت سپرده شده است.

خب به جهنم

حفاری چاه فوق عمیق کولا به عنوان منبع شایعات مرتبط با ظهور افسانه "جاده به جهنم" بود.

منبع اولیه اطلاعات (1989) شرکت تلویزیونی آمریکایی ترینیتی شبکه پخش بود که به نوبه خود داستان را از گزارش یک روزنامه فنلاندی گرفته بود. گویا در حین حفر چاه در عمق 12 هزار متری، میکروفون دانشمندان صدای جیغ و ناله را ضبط کرده است.

چاه فوق عمیق کولا بلافاصله نام "جاده جهنم" را دریافت کرد - و هر کیلومتر حفر شده جدید بدبختی را برای کشور به همراه داشت. در عمق 13000 متری، اتحاد جماهیر شوروی فروپاشید، در عمق 14500 متری، دانشمندان به طور تصادفی به فضای خالی برخورد کردند.

محققان میکروفون را داخل شفت پایین آوردند و صداهای عجیب و وحشتناک و حتی فریادهای انسان را شنیدند. سنسورها دمای 1100 درجه سانتیگراد را نشان دادند. دانشمندان به این نتیجه رسیدند که جهنم را کشف کرده اند.

در واقع، روش‌های آکوستیک برای مطالعه چاه‌ها نه خود صدا و نه روی میکروفون، بلکه الگوی موجی ارتعاشات الاستیک منعکس شده به ژئوفون‌ها را ضبط می‌کنند.

عمق توقف حفاری 12262 متر و دمای ثبت شده در این عمق تنها 220 درجه سانتیگراد بود که به هیچ وجه با "حقایق" اصلی افسانه مطابقت ندارد.

کولا سوپردیپ: آخرین آتش بازی

صداهای زیرزمینی - اسرار عمیق ترین چاه (TC "Vesti")

کلا فریب جهنمی فوق عمیق

وجود دارد داستان ترسناکدر مورد اینکه چگونه مته های شوروی زمین را چنان عمیق حفاری کردند که به جهنم رسیدند. میکروفون را در چاه پایین انداختند و صدای گریه گناهکاران را ضبط کردند. اخیراً علاقه به چنین دستاورد ماوراء طبیعی علم با قدرتی تازه شعله ور شد - خود ضبط ظاهر شد. صداها واقعاً شبیه غرش جمعیت است که آواز می خوانند و برخی از جیغ های جیرجیر به گوش می رسد.

در این داستان یک "دیمیتری آزاکوف" مشخص است که همه به او اشاره می کنند. اما تلاش های متعدد برای یافتن این مرد به جایی نرسید. بررسی بیشتر ما نشان داد که نام خانوادگی خود در سال 1989 به چاپ رسیده است. ما آن را در روزنامه فنلاندی Ammenusastia (ماهنامه مسیحی در منطقه Levasjoki) یافتیم. ممکن است منبع اصلی این باشد.در آنجا دکتر «آزاکوف» زمین شناس شوروی چنین اظهار داشت: «من به عنوان یک کمونیست به بهشت و کتاب مقدس اعتقادی ندارم، اما به عنوان یک دانشمند اکنون مجبورم. باور به جهنم ناگفته نماند که ما از این کشف شوکه شدیم. اما می دانیم چه شنیدیم و چه دیدیم. و ما کاملاً مطمئن هستیم که دروازه های جهنم را سوراخ کرده ایم.»

از روزنامه نتیجه گرفت که ظاهراً این درام در اتحاد جماهیر شوروی زمانی رخ داد که زمین شناسان در حال انجام تحقیقات در سیبری غربی، به عمق 14.4 کیلومتری رسید. ناگهان، مته شروع به چرخیدن وحشیانه کرد و نشان داد که یک فضای خالی یا غاری در زیر وجود دارد. هنگامی که دانشمندان مته را بالا بردند، موجودی نیشدار و پنجه‌دار با چشمان شیطانی بزرگ از چاه ظاهر شد و مانند یک حیوان وحشی جیغ می‌کشید و ناپدید شد. اکثر کارگران و مهندسان ترسیده فرار کردند و بقیه مجبور به انجام آزمایشی بودند.

آزاکوف ادامه داد: ما یک میکروفون را در چاه پایین آوردیم که برای ضبط حرکت صفحات لیتوسفر طراحی شده بود. - اما در عوض صدای بلند انسانی را شنیدیم که دردناک بود. ابتدا فکر می کردیم که صدا از تجهیزات حفاری می آید، اما وقتی آن را به دقت بررسی کردیم، بدترین شک ما تایید شد. فریاد و فریاد از یک نفر نمی آمد. اینها فریادها و ناله های میلیون ها نفر بود. خوشبختانه صداهای وحشتناک را روی نوار ضبط کردیم.»

و تا ژوئن 1990، آنها اینجا را تا 12260 متر حفاری کردند. اکنون کار متوقف شده است، اما پس از آن زمین شناسان در مورد هیچ جهنمی نشنیدند.

در پایان، معلوم شد که هر دو داستان توسط عصر نروژی رندالین، که دوست داشت خود را «مشاور ویژه وزیر دادگستری نروژ» خطاب کند، راه‌اندازی شد. وقتی به او علاقه مند شدند، معلوم شد که او فقط یک معلم مدرسه با تخیل بیش از حد توسعه یافته است.

او اعتراف کرد که همه چیز را ساخته است تا ببیند مطبوعات مسیحی تا چه حد به طور جدی انتشارات آن را تأیید می کنند. ضبط صدا، البته، امروز توسط شخص دیگری ساخته شده است تا به نوعی علاقه به جعلی قدیمی را برانگیزد.

امروزه تحقیقات علمی بشر به مرزهای منظومه شمسی رسیده است: ما فضاپیماها را بر روی سیارات، ماهواره های آنها، سیارک ها، دنباله دارها فرود آورده ایم، ماموریت هایی را به کمربند کویپر فرستاده ایم و از مرز هلیوپوز عبور کرده ایم. با کمک تلسکوپ ها، ما رویدادهایی را می بینیم که 13 میلیارد سال پیش - زمانی که کیهان تنها چند صد میلیون سال قدمت داشت - رخ داده است. با این پیشینه، ارزیابی اینکه چقدر زمین خود را می شناسیم، جالب است. بهترین راهاو را بشناسید ساختار داخلی- حفر چاه: هر چه عمیق تر، بهتر. عمیق ترین چاه روی زمین، چاه سوپردیپ کولا یا SG-3 است. در سال 1990 عمق آن به 12 کیلومتر و 262 متر رسید. اگر این رقم را با شعاع سیاره ما مقایسه کنید، معلوم می شود که این تنها 0.2 درصد از راه تا مرکز زمین است. اما حتی این برای تغییر ایده در مورد ساختار پوسته زمین کافی بود.

اگر چاهی را تصور کنید که از طریق آن می توانید با آسانسور به اعماق زمین یا حداقل چند کیلومتر فرود بیایید، اصلاً اینطور نیست. قطر ابزار حفاری که مهندسان با آن چاه را ایجاد کردند تنها 21.4 سانتی متر بود. بخش بالای دو کیلومتری چاه کمی گسترده تر است - تا 39.4 سانتی متر گسترش یافت، اما هنوز راهی برای رسیدن به آنجا وجود ندارد. برای تصور نسبت های چاه، بهترین قیاس یک سوزن خیاطی 57 متری با قطر 1 میلی متر است که در یک انتهای آن کمی ضخیم تر است.

نمودار خوب

اما این نمایش نیز ساده خواهد شد. در حین حفاری، چندین حادثه در چاه رخ داد - بخشی از رشته حفاری بدون توانایی استخراج به زیر زمین ختم شد. بنابراین، چاه چند بار از نو، از نشانه های هفت و نه کیلومتر راه اندازی شد. چهار شاخه بزرگ و حدود یک دوجین شاخه کوچک وجود دارد. شاخه های اصلی حداکثر عمق متفاوتی دارند: دو تای آنها از علامت 12 کیلومتری عبور می کنند، دو شاخه دیگر تنها 200-400 متر به آن نمی رسند. توجه داشته باشید که عمق ترانشه ماریانا یک کیلومتر کمتر است - 10994 متر نسبت به سطح دریا.

پیش بینی های افقی (چپ) و عمودی مسیرهای SG-3

یو.ن. یاکولف و همکاران / بولتن مرکز علمی کولا آکادمی علوم روسیه، 2014

علاوه بر این، درک چاه به عنوان یک خط لوله اشتباه خواهد بود. با توجه به اینکه سنگ ها در اعماق مختلف خواص مکانیکی متفاوتی دارند، مته در حین کار به سمت مناطق کم تراکم منحرف می شود. بنابراین، در مقیاس بزرگ، مشخصات Kola Superdeep مانند یک سیم کمی خمیده با چندین شاخه به نظر می رسد.

امروز با نزدیک شدن به چاه، فقط قسمت بالایی را خواهیم دید - یک دریچه فلزی که با دوازده پیچ و مهره بزرگ به دهانه پیچ شده است. کتیبه روی آن با خطا نوشته شده است، عمق صحیح 12262 متر است.

چگونه یک چاه فوق عمیق حفر شد؟

برای شروع، لازم به ذکر است که SG-3 در ابتدا به طور خاص برای اهداف علمی تصور شد. محققان مکانی را برای حفاری انتخاب کردند که سنگ‌های باستانی - تا سه میلیارد سال - به سطح زمین آمدند. یکی از بحث‌هایی که در طول اکتشاف مطرح شد این بود که سنگ‌های رسوبی جوان در طول تولید نفت به خوبی مورد مطالعه قرار گرفتند و هیچ‌کس تا به حال در لایه‌های باستانی حفاری نکرده بود. علاوه بر این، ذخایر بزرگ مس نیکل نیز وجود داشت که اکتشاف آن می تواند برای مأموریت علمی چاه مفید باشد.

حفاری در سال 1970 آغاز شد. قسمت اول چاه با یک دکل سریال Uralmash-4E حفر شد - معمولاً برای حفاری چاه های نفت استفاده می شد. اصلاح نصب باعث شد تا به عمق 7 کیلومتر و 263 متر دست یابیم. چهار سال طول کشید. سپس نصب به Uralmash-15000 تغییر یافت که به نام عمق برنامه ریزی شده چاه - 15 کیلومتر نامگذاری شد. دکل حفاری جدید به طور خاص برای سوپردیپ کولا طراحی شده است: حفاری در چنین اعماق زیاد نیاز به اصلاح جدی تجهیزات و مواد دارد. به عنوان مثال وزن رشته مته به تنهایی در عمق 15 کیلومتری به 200 تن می رسید. خود نصب می تواند بارهای تا 400 تن را بلند کند.

رشته مته شامل لوله هایی است که به یکدیگر متصل هستند. مهندسان با کمک آن ابزار حفاری را تا کف چاه پایین می آورند و عملکرد آن را نیز تضمین می کنند. در انتهای ستون، توربودریل های مخصوص 46 متری تعبیه شده بود که توسط جریان آب از سطح به حرکت در می آمدند. آنها امکان چرخش ابزار سنگ شکن را به طور جداگانه از کل ستون فراهم کردند.

قطعاتی که رشته مته با آن به گرانیت می‌خورد، بخش‌های آینده‌نگر را از یک روبات تداعی می‌کند - چندین دیسک میخ دار چرخان که به یک توربین در بالا متصل هستند. یک قطعه از این قبیل فقط برای چهار ساعت کار کافی بود - این تقریباً مربوط به یک گذرگاه 7-10 متری است که پس از آن باید کل رشته مته بلند شود، جدا شود و سپس دوباره پایین بیاید. خود فرودها و صعودهای مداوم تا 8 ساعت طول کشید.

حتی لوله‌های ستون در Kola Superdeep Pipe باید به روش‌های غیرعادی استفاده می‌شد. در عمق، دما و فشار به تدریج افزایش می یابد و، همانطور که مهندسان می گویند، در دمای بالای 150-160 درجه، فولاد لوله های سریال نرم می شود و کمتر قادر به تحمل بارهای چند تنی است - به همین دلیل، احتمال تغییر شکل های خطرناک و شکست ستون افزایش می یابد. بنابراین، توسعه دهندگان آلیاژهای آلومینیوم سبک تر و مقاوم در برابر حرارت را انتخاب کردند. طول هر یک از لوله ها حدود 33 متر و قطر حدود 20 سانتی متر - کمی باریکتر از خود چاه - بود.

با این حال، حتی مواد توسعه یافته خاص نیز نمی توانند شرایط حفاری را تحمل کنند. پس از اولین بخش هفت کیلومتری، حفاری بیشتر تا مرز 12000 متر تقریباً ده سال و بیش از 50 کیلومتر لوله طول کشید. مهندسان با این واقعیت روبرو بودند که زیر هفت کیلومتر سنگ ها کمتر متراکم شده و شکسته می شوند - چسبناک برای مته. علاوه بر این، چاه خود شکل آن را مخدوش کرد و بیضوی شد. در نتیجه، ستون چندین بار شکست و مهندسان که نتوانستند آن را به عقب برگردانند، مجبور شدند شاخه چاه را بتن ریزی کنند و دوباره شفت را حفاری کنند و سال ها کار را از دست دادند.

یکی از اینها تصادفات بزرگدر سال 1984 حفاری ها مجبور به بتن ریزی شاخه ای از چاه شدند که عمق آن به 12066 متر رسید. حفاری باید دوباره از نقطه 7 کیلومتری شروع شود. قبل از این کار با چاه مکث شد - در آن لحظه وجود SG-3 از طبقه بندی خارج شد و کنگره بین المللی زمین شناسی Geoexpo در مسکو برگزار شد که نمایندگان آن از سایت بازدید کردند.

به گفته شاهدان عینی این حادثه پس از از سرگیری کار، ستون چاهی را 9 متر پایین تر حفر کرده است. پس از چهار ساعت حفاری، کارگران آماده شدند تا ستون را به عقب برگردانند، اما "کار نکرد." حفاری ها تصمیم گرفتند که لوله در جایی به دیواره های چاه "چسبیده" باشد و قدرت بالابری را افزایش دادند. بار به شدت کاهش یافته است. کارگران به تدریج ستون را به شمع های 33 متری جدا کردند و به بخش بعدی رسیدند که با لبه پایینی ناهموار پایان یافت: توربودریل و پنج کیلومتر دیگر لوله در چاه باقی ماندند؛ آنها را نمی توان بلند کرد.

حفاری ها فقط در سال 1990 توانستند دوباره به علامت 12 کیلومتری برسند و در آن زمان رکورد غواصی - 12262 متر - ثبت شد. سپس حادثه جدیدی رخ داد و از سال 1994 کار بر روی چاه متوقف شد.

ماموریت علمی فوق عمیق

تصویری از آزمایش های لرزه ای در SG-3

"Kola Superdeep" وزارت زمین شناسی اتحاد جماهیر شوروی، انتشارات Nedra، 1984

این چاه با استفاده از طیف وسیعی از روش‌های زمین‌شناسی و ژئوفیزیکی، از جمع‌آوری هسته (ستونی از سنگ‌های مربوط به اعماق داده‌شده) تا اندازه‌گیری‌های تشعشع و لرزه‌شناسی مورد مطالعه قرار گرفت. به عنوان مثال، هسته با استفاده از گیرنده های هسته با مته های مخصوص گرفته شده است - آنها شبیه لوله هایی با لبه های ناهموار هستند. در مرکز این لوله ها سوراخ هایی به طول 6-7 سانتی متر در محل ریزش سنگ وجود دارد.

اما حتی با این به ظاهر ساده (به جز نیاز به بلند کردن این هسته از عمق چندین کیلومتری) مشکلاتی به وجود آمد. به دلیل سیال حفاری، همان چیزی که مته را به حرکت درآورد، هسته از مایع اشباع شد و خواص آن تغییر کرد. علاوه بر این، شرایط در اعماق و سطح زمین بسیار متفاوت است - نمونه ها به دلیل تغییرات فشار ترک خورده اند.

در اعماق مختلف، بازده هسته بسیار متفاوت بود. اگر در پنج کیلومتری یک قطعه 100 متری می توان روی 30 سانتی متر هسته حساب کرد، پس در اعماق بیش از نه کیلومتر، به جای ستون سنگی، زمین شناسان مجموعه ای از واشرهای ساخته شده از سنگ متراکم را دریافت کردند.

ریزعکس از صخره های به دست آمده از عمق 8028 متری

"Kola Superdeep" وزارت زمین شناسی اتحاد جماهیر شوروی، انتشارات Nedra، 1984

مطالعات مواد به دست آمده از چاه به چندین نتیجه مهم منجر شده است. اولاً، ساختار پوسته زمین را نمی توان با ترکیبی از چندین لایه ساده کرد. این قبلاً توسط داده های لرزه شناسی نشان داده شده بود - ژئوفیزیکدانان امواجی را مشاهده کردند که به نظر می رسید از یک مرز صاف منعکس می شد. مطالعات در SG-3 نشان داده است که چنین دیدی می تواند با توزیع پیچیده سنگ ها نیز رخ دهد.

این فرض بر طراحی چاه تأثیر گذاشت - دانشمندان انتظار داشتند که در عمق هفت کیلومتری شفت وارد سنگ های بازالت شود، اما آنها حتی در علامت 12 کیلومتری به هم نرسیدند. اما به جای بازالت، زمین شناسان سنگ هایی را کشف کردند که دارای تعداد زیادی ترک و چگالی کم بودند که اصلاً نمی توان از عمق چندین کیلومتری انتظار داشت. علاوه بر این، آثاری از آب زیرزمینی در شکاف ها یافت شد - حتی پیشنهاد شد که آنها با واکنش مستقیم اکسیژن و هیدروژن در ضخامت زمین تشکیل شده اند.

در میان نتایج علمی، نتایج کاربردی نیز وجود داشت - به عنوان مثال، در اعماق کم، زمین شناسان افقی از سنگ معدن مس نیکل مناسب برای استخراج را یافتند. و در عمق 9.5 کیلومتری، لایه ای از ناهنجاری طلای ژئوشیمیایی کشف شد - دانه های طلای بومی به اندازه میکرومتر در سنگ وجود داشت. غلظت به یک گرم در هر تن سنگ رسید. با این حال، بعید است که استخراج از چنین عمقی هرگز سودآور باشد. اما وجود و ویژگی های لایه حاوی طلا باعث شد تا مدل های تکامل مواد معدنی - پتروژنز روشن شود.

به طور جداگانه، ما باید در مورد مطالعات شیب دما و تابش صحبت کنیم. برای این نوع آزمایش ها از ابزارهای پایین چاله استفاده می شود که روی طناب های سیمی پایین می آیند. مشکل بزرگ اطمینان از هماهنگی آنها با تجهیزات زمینی و همچنین اطمینان از عملکرد در اعماق زیاد بود. به عنوان مثال، با این واقعیت که کابل ها به طول 12 کیلومتر حدود 20 متر کشیده شده بودند، مشکلاتی به وجود آمد که می توانست دقت داده ها را تا حد زیادی کاهش دهد. برای جلوگیری از این امر، ژئوفیزیکدانان مجبور شدند روش های جدیدی برای علامت گذاری فواصل ایجاد کنند.

بیشتر ابزارهای تجاری برای کار در شرایط سخت سطوح پایین چاه طراحی نشده بودند. بنابراین، برای تحقیق در اعماق زیاد، دانشمندان از تجهیزاتی استفاده کردند که به طور خاص برای Kola Superdeep ساخته شده بودند.

مهمترین نتیجه تحقیقات زمین گرمایی، شیب دمایی بسیار بالاتر از حد انتظار است. در نزدیکی سطح، نرخ افزایش دما 11 درجه در هر کیلومتر، تا عمق دو کیلومتری - 14 درجه در هر کیلومتر بود. در فاصله بین 2.2 تا 7.5 کیلومتر، دما با سرعتی نزدیک به 24 درجه در هر کیلومتر افزایش یافت، اگرچه مدل های موجود مقدار یک و نیم برابر کمتر را پیش بینی کردند. در نتیجه، قبلاً در عمق پنج کیلومتری، ابزارها دمای 70 درجه سانتیگراد را ثبت کردند و تا 12 کیلومتر این مقدار به 220 درجه سانتیگراد رسید.

معلوم شد که چاه فوق عمیق کولا بر خلاف چاه های دیگر است - به عنوان مثال، هنگام تجزیه و تحلیل انتشار گرمای سنگ های سپر کریستالی اوکراین و باتولیت های سیرا نوادا، زمین شناسان نشان دادند که انتشار گرما با عمق کاهش می یابد. در SG-3، برعکس، رشد کرد. علاوه بر این، اندازه‌گیری‌ها نشان داده است که منبع اصلی گرما که 45 تا 55 درصد جریان گرما را تامین می‌کند، تجزیه عناصر رادیواکتیو است.

علیرغم این واقعیت که عمق چاه عظیم به نظر می رسد، حتی به یک سوم ضخامت پوسته زمین در سپر بالتیک نمی رسد. زمین شناسان تخمین می زنند که قاعده پوسته زمین در این ناحیه تقریباً 40 کیلومتر زیر زمین قرار دارد. بنابراین، حتی اگر SG-3 به قطع برنامه ریزی شده 15 کیلومتری می رسید، ما هنوز به گوشته نمی رسیدیم.

این وظیفه بلندپروازانه ای است که دانشمندان آمریکایی هنگام توسعه پروژه موهول برای خود تعیین کردند. زمین شناسان قصد داشتند به مرز Mohorovicic برسند - منطقه زیرزمینی که در آن تغییر شدیدی در سرعت انتشار وجود دارد. امواج صوتی. اعتقاد بر این است که با مرز بین پوسته و گوشته مرتبط است. شایان ذکر است که حفاری ها کف اقیانوس در نزدیکی جزیره گوادالوپ را به عنوان محل چاه انتخاب کردند - فاصله تا مرز تنها چند کیلومتر بود. با این حال، عمق خود اقیانوس در اینجا به 3.5 کیلومتر رسید که به طور قابل توجهی عملیات حفاری را پیچیده کرد. اولین آزمایشات در دهه 1960 به زمین شناسان اجازه می داد که چاه هایی را تا 183 متر حفر کنند.

اخیراً در مورد برنامه هایی برای احیای پروژه حفاری اعماق اقیانوس با کمک کشتی حفاری تحقیقاتی JOIDES Resolution شناخته شده است. زمین شناسان نقطه ای در اقیانوس هند، نه چندان دور از آفریقا را به عنوان هدف جدید انتخاب کردند. عمق مرز Mohorovicic در آنجا تنها حدود 2.5 کیلومتر است. در دسامبر 2015 - ژانویه 2016، زمین شناسان موفق به حفاری چاهی به عمق 789 متر شدند - پنجمین چاه بزرگ زیر آب در جهان. اما این مقدار فقط نیمی از مقدار مورد نیاز در مرحله اول است. با این حال، تیم قصد دارد برگردد و کاری را که شروع کرده به پایان برساند.

***

0.2 درصد از مسیر به مرکز زمین در مقایسه با مقیاس سفر فضایی چندان چشمگیر نیست. با این حال، باید در نظر گرفت که مرز منظومه شمسی از مدار نپتون (یا حتی کمربند کویپر) نمی گذرد. گرانش خورشید تا فواصل دو سال نوری از ستاره بر گرانش ستاره ای غالب است. بنابراین اگر همه چیز را به دقت محاسبه کنید، معلوم می شود که وویجر 2 تنها یک دهم درصد مسیر را به سمت حومه سیستم ما پرواز کرده است.

بنابراین، ما نباید از اینکه چقدر "درون" سیاره خودمان را ضعیف می دانیم ناراحت باشیم. زمین شناسان تلسکوپ های خود - تحقیقات لرزه نگاری - و برنامه های بلندپروازانه خود را برای تسخیر زیر خاک دارند. و اگر ستاره شناسان قبلاً موفق شده اند یک قسمت جامد را لمس کنند اجرام آسمانی V منظومه شمسیپس برای زمین شناسان جالب ترین چیزها هنوز در پیش است.

ولادیمیر کورولف

تلاش برای مطالعه بخش زمین شناسی و ضخامت سنگ های آتشفشانی در معرض سطح زمین، مراکز علمی و مانند آنها، سازمان های تحقیقاتی را بر آن داشت تا منشا گسل های عمیق را شناسایی کنند. واقعیت این است که نمونه‌های ساختاری سنگ‌هایی که قبلاً از روده‌های زمین و ماه استخراج شده بودند، برای مطالعه به یک اندازه علاقه داشتند. و انتخاب محل دهانه بر روی تغار بزرگ کاسه مانند موجود است که منشا آن با وجود یک گسل عمیق در منطقه شبه جزیره کولا مرتبط است.

اعتقاد بر این بود که زمین نوعی ساندویچ است که از پوسته، گوشته و هسته تشکیل شده است. در این زمان، سنگ های رسوبی نزدیک به سطح به اندازه کافی در طول توسعه میادین نفتی مورد مطالعه قرار گرفته بودند. اکتشاف برای فلزات غیر آهنی به ندرت با حفاری زیر 2000 متر همراه بود.

Kola SG (فوق عمیق)، زیر عمق 5000 متر، انتظار می رود جدایی لایه های گرانیت و بازالت را تشخیص دهد. این اتفاق نیفتاد. این مته سنگ های گرانیت سخت را تا عمق 7000 متر سوراخ کرد. علاوه بر این، حفاری از طریق خاک های نسبتاً نرم انجام شد که باعث ریزش دیواره های شفت و تشکیل حفره ها شد. خاک خرد شده به قدری سر ابزار را گیر کرده بود که در حین بلند کردن رشته لوله پاره شد و منجر به تصادف شد. چاه کلا قرار بود این آموزه های دیرینه را تایید یا رد کند. علاوه بر این، دانشمندان خطری برای نشان دادن فواصل زمانی که دقیقاً مرزهای بین این سه لایه قرار دارد، نداشتند. چاه کلا برای اکتشاف و مطالعه نهشته ها در نظر گرفته شده بود منابع معدنی، تعیین الگو و شکل گیری مرحله به مرحله زمینه های وقوع ذخایر مواد خام. اساس، اول از همه، اعتبار علمی نظریه پارامترهای فیزیکی، هیدروژئولوژیکی و سایر پارامترهای اعماق زمین بود. و اطلاعات موثق در مورد ساختار زمین شناسیزیر خاک را می توان تنها با نفوذ شفت فوق العاده عمیق بدست آورد.

در همین حال، چندین سال آمادگی برای شروع عملیات حفاری فراهم شد: امکان افزایش دما با تعمیق، افزایش فشار هیدرواستاتیکلایه ها، غیرقابل پیش بینی بودن رفتار سنگ، پایداری آنها به دلیل وجود سنگ و فشار مخزن.

از نظر فنی، تمام مشکلات و موانع احتمالی در نظر گرفته شد که می تواند منجر به کاهش سرعت در عمق بخشی به دلیل از دست دادن زمان برای پایین آوردن و بلند کردن پرتابه، کاهش سرعت حفاری به دلیل تغییر دسته شود. سنگ ها و افزایش هزینه های انرژی برای جابجایی های پایین چاه.
سخت ترین عامل افزایش مداوم وزن بدنه و لوله مته با عمیق شدن آنها در نظر گرفته شد.

پیشرفت های فنی در این زمینه موفقیت آمیز بوده است:
- افزایش ظرفیت حمل، قدرت و سایر مشخصات دکل ها و تجهیزات حفاری؛
- مقاومت حرارتی ابزارهای برش سنگ؛
- اتوماسیون مدیریت تمام مراحل فرآیند حفاری؛
- پردازش اطلاعات از ناحیه ته چاله؛
- هشدار در مورد شرایط اضطراری با لوله مته یا پوشش.

قرار بود حفاری یک شفت بسیار عمیق درستی یا غلط بودن فرضیه علمی در مورد ساختار عمیق سیاره را آشکار کند.

هدف از این ساخت و ساز بسیار گران قیمت شامل تحقیقات زیر بود:
1. ساختار عمیق ذخایر نیکل پچنگا و پایه کریستالی سپر بالتیک شبه جزیره. رمزگشایی کانتور ذخایر چند فلزی در پچنگا، همراه با تظاهرات اجسام سنگ معدن.
2. مطالعه ماهیت و نیروهای عامل جدایی مرزهای طبقات پوسته قاره ای. شناسایی مناطق شکل گیری، انگیزه ها و ماهیت شکل گیری درجه حرارت بالا. تعریف فیزیکی و ترکیب شیمیاییآب، گازهای تشکیل شده در شکاف ها و منافذ سنگ ها.
3. به دست آوردن مواد جامع در مورد ترکیب مواد سنگ ها و اطلاعات در مورد فواصل بین گرانیت و بازالت "واشر" پوسته. مطالعه جامع خواص فیزیکی و شیمیاییهسته استخراج شده
4. توسعه پیشرفته وسایل فنیو فن آوری های جدید برای فرو بردن شفت های فوق عمیق. امکان استفاده از روش های تحقیقات ژئوفیزیکی در زون وقوع سنگ معدن.
5. توسعه و ایجاد جدیدترین تجهیزات برای نظارت، آزمایش، تحقیق و نظارت بر پیشرفت فرآیند حفاری.

کولا بیشتر اهداف علمی را برآورده می کرد. این کار شامل مطالعه سنگ های باستانی تشکیل دهنده سیاره و یادگیری اسرار فرآیندهای رخ داده در آنها بود.

توجیه زمین شناسی حفاری در شبه جزیره کولا

اکتشاف و استخراج ذخایر معدنی مفید همیشه با حفر چاه های عمیق از پیش تعیین شده است. و چرا در شبه جزیره کولا و به طور خاص در منطقه مورمانسک و قطعا در پچنگا. پیش نیاز این واقعیت این بود که این منطقه به عنوان یک انبار واقعی از منابع معدنی، با ذخایر غنی از طیف گسترده ای از مواد خام معدنی (نیکل، مگنتیت، آپاتیت، میکا، تیتانیوم، مس) در نظر گرفته می شد.

با این حال، یک محاسبه زمین شناسی که بر اساس یک هسته از یک چاه انجام شد، پوچ بودن نظر علمی جهان را آشکار کرد. عمق هفت کیلومتری از سنگ های آتشفشانی و رسوبی (توف، ماسه سنگ، دولومیت، برشیا) تشکیل شده است. فرض بر این بود که در زیر این فاصله، سنگ هایی وجود داشته باشد که سازه های گرانیتی و بازالتی را از هم جدا می کند. اما افسوس که بازالت ها هرگز ظاهر نشدند.

از نظر زمین شناسی، سپر بالتیک شبه جزیره، که تا حدی سرزمین های نروژ، سوئد، فنلاند و کارلیا را پوشش می دهد، میلیون ها قرن در معرض فرسایش و تکامل بوده است. طغیان های طبیعی، فرآیندهای مخرب آتشفشان، پدیده های ماگماتیسم، تغییرات دگرگونی سنگ ها و رسوب گذاری به وضوح در سوابق زمین شناسی پچنگا نقش بسته است. این بخشی از سپر چین خورده بالتیک است که در طی میلیاردها سال، تاریخ زمین شناسیاقشار و وقوع سنگ معدن.

به خصوص قسمت‌های شمالی و شرقی سطح سپر قرن‌ها در معرض خوردگی بوده است. در نتیجه، یخچال‌های طبیعی، باد، آب و سایر بلایای طبیعی به نظر می‌رسید که لایه‌های بالایی سنگ‌ها را از بین می‌بردند.

انتخاب محل چاه بر اساس فرسایش شدید بود لایه های بالاییو قرار گرفتن در معرض سازندهای باستانی باستانی زمین. این رخنمون‌ها به طور قابل توجهی دسترسی آسان‌تر و نزدیک‌تر به انبارهای زیرزمینی طبیعت را فراهم کردند.

طراحی چاه فوق عمیق

سازه های فوق عمیق دارای طراحی تلسکوپی اجباری هستند. در مورد ما، قطر اولیه دهان 92 سانتی متر و قطر نهایی 21.5 بود.

ستون راهنمای طراحی یا به اصطلاح هادی با قطر 720 میلی متر برای نفوذ تا عمق 39 متر خطی در نظر گرفته شده است. اولین ستون فنی (پوشش ثابت) به قطر 324 میلی متر و طول 2000 متر. محفظه قابل جابجایی 245 میلی متر، با فوتاژ 8770 متر. حفاری بیشتر قرار بود با یک سوراخ باز تا سطح طراحی انجام شود. سنگ های کریستالی این امکان را فراهم می کند که روی پایداری طولانی مدت قسمت بدون روکش دیوارها حساب کنیم. دومین ستون قابل جابجایی که با نشانگرهای مغناطیسی مشخص شده است، امکان نمونه برداری مداوم از هسته را در تمام طول بشکه فراهم می کند. برچسب‌های رادیواکتیو روی لوله چاله برای ثبت دمای محیط حفاری پیکربندی شدند.

تجهیزات فنی دکل حفاری برای حفاری چاه فوق عمیق

حفاری از ابتدا با استفاده از نصب Uralmash-4E انجام شد، یعنی تجهیزات سریالی که برای حفاری چاه های عمیق نفت و گاز استفاده می شود. تا 2000 متر، تنه از طریق لوله های مته فولادی با مته توربو در انتهای آن رانده می شد. این توربین 46 متری با یک بیت در انتها با عمل یک محلول رسی که با فشار 40 اتمسفر به داخل لوله پمپ می شد به چرخش رانده شد.

علاوه بر این، حفاری در فاصله 7264 متر با استفاده از نصب داخلی Uralmash-15000، از نقطه نظر ابتکاری، یک سازه قدرتمندتر با ظرفیت بالابری 400 تن انجام شد. این مجموعه به بسیاری از پیشرفت های فنی، فناوری، الکترونیکی و غیره مجهز بود.

چاه کولا به ساختاری پیشرفته و خودکار مجهز شد:
1. اکتشاف، با یک پایه قدرتمند که خود برج مقطعی به ارتفاع 68 متر بر روی آن نصب شده است. در نظر گرفته شده برای پیاده سازی:

عملیات فرو رفتن شفت، پایین آوردن و بلند کردن پرتابه و سایر اقدامات کمکی.
نگه داشتن رشته لوله پیشرو و کل، هم از نظر وزن و هم در طول فرآیند حفاری؛
قرار دادن مقاطع (شمع) لوله های مته، از جمله لوله های مته وزن دار (یقه مته) و سیستم مسافرتی.

فضای داخلی برج نیز دارای تجهیزات و ابزار SP (نزولی- صعودی) بود. تجهیزات ایمنی و تخلیه اضطراری احتمالی سوارکار (کمک مته) نیز در اینجا قرار داشت.

2. نیرو و تجهیزات تکنولوژیکی، واحدهای قدرت و پمپاژ.

3. سیستم کنترل گردش و فوران، تجهیزات سیمان کاری.

4. اتوماسیون، مدیریت، سیستم کنترل فرآیند.

5. تجهیزات برق، تجهیزات مکانیزاسیون.

6. مجموعه ای از تجهیزات اندازه گیری، تجهیزات آزمایشگاهی و موارد دیگر.

در سال 2008، چاه فوق عمیق کولا به طور کامل رها شد، تمام تجهیزات ارزشمند برچیده و برداشته شد (بیشتر آن به عنوان قراضه فروخته شد).

تا سال 2012، برج اصلی دکل حفاری برچیده شد.

اکنون فقط مرکز علمی کولا آکادمی علوم روسیه فعالیت می کند، جایی که تا به امروز هسته استخراج شده از یک چاه فوق عمیق را مطالعه می کنند.

خود هسته حذف شده است به شهر یاروسلاول، جایی که اکنون در آن ذخیره می شود.

ویدئوی مستند در مورد چاه فوق عمیق کولا

رکوردهای جدید برای چاه های فوق عمیق

چاه فوق عمیق کولا تا سال 2008 عمیق ترین چاه جهان محسوب می شد.

در سال 2008، چاه نفت مرسک BD-04A که طول آن 12290 متر است، با زاویه حاد نسبت به سطح زمین در حوضه نفتی الشاهین حفر شد.

در ژانویه 2011، این رکورد شکسته شد و توسط یک چاه نفت حفر شده در گنبد شمالی (دریای Odoptu - یک میدان نفتی گازی در روسیه) شکسته شد، این چاه نیز با زاویه حاد به سطح حفر شد. زمین، طول 12345 متر بود.

در ژوئن 2013، چاه Z-42 میدان چایوینسکویه دوباره رکورد عمق را با طول 12700 متر شکست.