☰

Superhlboká studňa Kola. Superhlboká studňa na polostrove Kola: história a tajomstvá

Za posledné desaťročia minulého storočia boli v zemskej kôre vyvŕtané státisíce studní. A to nie je prekvapujúce, pretože hľadanie a ťažba nerastov v našej dobe je nevyhnutne spojená s hlbokým vŕtaním. Ale medzi všetkými týmito studňami je len jedna na planéte - legendárna Kola Superdeep (SG), ktorej hĺbka je stále neprekonaná - viac ako dvanásť kilometrov. Okrem toho je SG jedným z mála, ktorý nebol vyvŕtaný kvôli prieskumu alebo ťažbe, ale na čisto vedecké účely: študovať najstaršie horniny našej planéty a spoznať tajomstvá procesov, ktoré v nich prebiehajú.

Dnes sa v Kola Superdeep nevŕta, bolo zastavené v roku 1992. SG nebola prvá a nie jediná v programe štúdia hlbokej štruktúry Zeme. Zo zahraničných vrtov dosiahli tri hĺbky 9,1 až 9,6 km. Plánovalo sa, že jeden z nich (v Nemecku) prekoná Kolu. Vŕtanie na všetkých troch, ako aj na SG však bolo pre nehody zastavené a z technických príčin sa v nich zatiaľ nedá pokračovať.

Je vidieť, že nie nadarmo sa úlohy vŕtania ultrahlbokých vrtov porovnávajú v zložitosti s letom do vesmíru, s dlhodobou vesmírnou expedíciou na inú planétu. Vzorky hornín extrahované z vnútra zeme nie sú o nič menej zaujímavé ako vzorky mesačnej pôdy. Pôda dodaná sovietskym lunárnym roverom bola študovaná v rôznych inštitútoch vrátane vedeckého centra Kola. Ukázalo sa, že zloženie mesačnej pôdy takmer úplne zodpovedá horninám vyťaženým zo studne Kola z hĺbky asi 3 km.

VÝBER STRÁNOK A PROGNÓZA

Na vŕtanie SG bola vytvorená špeciálna prieskumná expedícia (Kola GRE). Miesto vŕtania tiež, samozrejme, nebolo vybrané náhodou - Baltský štít v oblasti polostrova Kola. Tu vychádzajú na povrch najstaršie vyvrelé horniny s vekom okolo 3 miliárd rokov (a to má Zem len 4,5 miliardy rokov). Bolo zaujímavé vŕtať v najstarších vyvrelých horninách, pretože sedimentárne horniny do hĺbky 8 km už boli dobre preskúmané pri ťažbe ropy. A vo vyvrelých horninách sa pri ťažbe dostanú väčšinou len 1-2 km. Výber miesta pre SG uľahčil aj fakt, že sa tu nachádza Pečenehov žľab - obrovská misovitá stavba, akoby vtlačená do prastarých skál. Jeho vznik je spojený s hlbokým zlom. A práve tu sa nachádzajú veľké ložiská medi a niklu. A úlohy pridelené geologickej expedícii v Kole zahŕňali identifikáciu množstva znakov geologických procesov a javov vrátane tvorby rúd, určovanie povahy hraníc oddeľujúcich vrstvy v kontinentálnej kôre a zhromažďovanie údajov o materiálovom zložení a fyzickom stave hornín. .

Pred vŕtaním bol na základe seizmologických údajov vybudovaný úsek zemskej kôry. Slúžila ako predpoveď pre vzhľad tých zemských vrstiev, ktoré studňa prekročila. Predpokladalo sa, že žulový sled siaha do hĺbky 5 km, po čom sa očakávali silnejšie a starodávnejšie čadičové horniny.

Takže ako miesto vŕtania bol vybraný severozápad polostrova Kola, 10 km od mesta Zapolyarny, neďaleko našich hraníc s Nórskom. Zapolyarny je malé mesto, ktoré vyrástlo v päťdesiatych rokoch vedľa závodu na výrobu niklu. Medzi kopcovitou tundrou na kopci ošľahanom všetkými vetrom a snehovými búrkami sa nachádza „námestie“, ktorého každú stranu tvorí sedem päťposchodových domov. Vnútri sú dve ulice, na ich križovatke je námestie, kde stojí Dom kultúry a hotel. Kilometer od mesta za roklinou vidno budovy a vysoké komíny niklovne, za ňou po horskom svahu tmavnú skládky hlušiny z najbližšieho kameňolomu. V blízkosti mesta vedie diaľnica do mesta Nikel a k malému jazeru, na druhej strane ktorého je už Nórsko.

Krajina týchto miest v hojnosti uchováva stopy minulej vojny. Keď cestujete autobusom z Murmanska do Zapolyarny, asi v polovici cesty prekročíte riečku Zapadnaya Litsa, na jej brehu je pamätný obelisk. Toto je jediné miesto v celom Rusku, kde počas vojny v rokoch 1941 až 1944 stál front nehybne a opieral sa o Barentsovo more. Hoci celý čas prebiehali kruté boje a straty na oboch stranách boli obrovské. Nemci sa neúspešne pokúsili preraziť do Murmanska, jediného prístavu bez ľadu na našom severe. Zima 1944 Sovietske vojská podarilo preraziť front.

Na tomto háku bol reťazec rúr spustený a zdvihnutý. Naľavo – v koši – sú na zostup pripravené 33-metrové rúry – „sviečky“.

Kola superhlboká studňa. Na obrázku vpravo: A. Predpoveď geologického rezu. B. Geologický rez zostavený na základe údajov SG vrtov (šípky od stĺpca A po stĺpec B označujú, v akej hĺbke sa predpovedané horniny nachádzajú). V tomto úseku je horná časť (do 7 km) proterozoický sled s vrstvami vulkanických (diabáz) a sedimentárnych hornín (pieskovce, dolomity). Pod 7 km sa nachádza archejská vrstva s opakujúcimi sa horninovými jednotkami (hlavne ruly a amfibolity). Jeho vek je 2,86 miliardy rokov. C. Vrt s mnohými vyvŕtanými a stratenými vrtmi (pod 7 km) má tvar rozvetvených koreňov obrovskej rastliny. Studňa sa akoby kľukatí, pretože vrták je neustále vychyľovaný smerom k menej odolným horninám.

Zo Zapolyarny do Superdeep - 10 km. Cesta ide popri závode, potom popri okraji lomu a potom stúpa do kopca. Z priesmyku sa otvára malá nádrž, v ktorej je inštalovaná vrtná súprava. Jeho výška je od dvadsaťposchodovej budovy. „Smenovníci“ sem prichádzali zo Zápolyarny na každú zmenu. Celkovo na výprave pracovalo asi 3000 ľudí, bývali v meste v dvoch domoch. Z vrtnej súpravy bolo nonstop počuť vrčanie niektorých mechanizmov. Ticho znamenalo, že z nejakého dôvodu došlo k prerušeniu vŕtania. V zime, počas dlhej polárnej noci – a trvá tam od 23. novembra do 23. januára – bola celá vrtná súprava osvetlená svetlami. Často sa k nim pridalo aj svetlo polárnej žiary.

Trochu o zamestnancoch. Na geologickej prieskumnej expedícii Kola, stvorenej na vŕtanie, sa zhromaždil dobrý, vysokokvalifikovaný tím pracovníkov. D. Huberman bol takmer vždy šéfom GRE, talentovaný vodca, ktorý vyberal tím. Za vŕtanie bol zodpovedný hlavný inžinier I. Vasilčenko. Súprave velil A. Batiščev, ktorého všetci volali jednoducho Lekha. Geológiu mal na starosti V. Laney a geofyziku Yu.Kuznecov. Obrovskú prácu na spracovaní jadra a vytvorení jadrového úložiska vykonal geológ Yu.Smirnov - ten, ktorý mal "cenenú skrinku", o ktorej si povieme neskôr. Na výskume SG sa podieľalo viac ako 10 výskumných ústavov. Tým mal aj svojich „kulibínov“ a „ľavákov“ (vyznamenal sa najmä S. Cerikovskij), ktorí vymýšľali a vyrábali rôzne zariadenia, umožňujúce im niekedy dostať sa aj z tých najťažších, zdanlivo beznádejných situácií. Sami si tu v dobre vybavených dielňach vytvorili mnohé potrebné mechanizmy.

HISTÓRIA VRTANIA

S vŕtaním studne sa začalo v roku 1970. Potopenie do hĺbky 7263 m trvalo 4 roky. Bol poháňaný sériovou inštaláciou, ktorá sa bežne používa pri ťažbe ropy a plynu. Kvôli neustálemu vetru a chladu musela byť celá veža až po vrch opláštená drevenými štítmi. V opačnom prípade je jednoducho nemožné, aby pracoval niekto, kto musí stáť na vrchole počas zdvíhania potrubia.

Potom nastala ročná prestávka spojená s výstavbou novej veže a inštaláciou špeciálne navrhnutej vrtnej súpravy – „Uralmash-15000“. Práve s jej pomocou sa uskutočnili všetky ďalšie ultrahlboké vŕtanie. Nová inštalácia má výkonnejšie automatizované zariadenie. Použilo sa vŕtanie s turbínou - vtedy sa netočí celá struna, ale iba hlava vŕtačky. Vrtná kvapalina bola privádzaná cez kolónu pod tlakom, čím sa otáčala viacstupňová turbína pod ňou. Jej celková dĺžka je 46 m. ​​Turbína je ukončená vrtnou hlavou s priemerom 214 mm (často sa jej hovorí koruna), ktorá má prstencový tvar, takže v strede zostáva neodvŕtaný stĺp horniny - jadro s priemerom 60 mm. Cez všetky časti turbíny prechádza potrubie - prijímač jadra, kde sa zhromažďujú stĺpy vyťaženej horniny. Drvená hornina sa spolu s vrtným výplachom vynáša pozdĺž vrtu na povrch.

Na vzorkách jadra vpravo sú jasne viditeľné šikmé pruhy, čo znamená, že tu studňa prechádzala vrstvami umiestnenými šikmo.

Hmotnosť výpletu ponoreného do vrtu s vrtným výplachom je asi 200 ton. A to aj napriek tomu, že boli použité špeciálne navrhnuté fajky z ľahkých zliatin. Ak je stĺp vyrobený z bežných oceľových rúrok, zlomí sa vlastnou hmotnosťou.

V procese vŕtania vo veľkých hĺbkach a pri výbere jadier je veľa ťažkostí, niekedy úplne neočakávaných.

Prienik za jeden výjazd, určený opotrebením hlavy vrtáka, je zvyčajne 7-10 m. (Výjazd, alebo cyklus, je klesanie struny s turbínou a vŕtacím nástrojom, skutočné vŕtanie a úplný vzostup struny.) Samotné vŕtanie trvá 4 hodiny. A zostup a výstup 12-kilometrovou kolónou trvá 18 hodín. Pri zdvíhaní sa struna automaticky rozoberá na úseky (stojany) dlhé 33 m. Mesačne sa priemerne navŕtalo 60 m. Na vyvŕtanie posledných 5 km vrtu sa spotrebovalo 50 km rúr. Takto sú opotrebované.

Do hĺbky asi 7 km vrt prechádzal cez silné, relatívne homogénne horniny, a preto bol vrt plochý, takmer zodpovedajúci priemeru hlavy vrtáka. Práca postupovala, dalo by sa povedať, pokojne. V hĺbke 7 km však išli menej silné pukliny, preložené malými veľmi tvrdými medzivrstvami hornín - ruly, amfibolity. Vŕtanie sa stalo zložitejším. Kmeň nadobudol oválny tvar, objavilo sa veľa dutín. Nehody boli čoraz častejšie.

Na obrázku je znázornená počiatočná predpoveď geologického rezu a prognóza urobená na základe vrtných údajov. Je zaujímavé poznamenať (stĺpec B), že sklon formácie pozdĺž studne je asi 50 stupňov. Je teda zrejmé, že skaly, ktoré studňa pretína, vychádzajú na povrch. Práve tu si možno pripomenúť už spomínanú „milovanú skrinku“ geológa Y. Smirnova. Tam mal na jednej strane vzorky získané z vrtu a na druhej odoberané na povrchu v tej vzdialenosti od vrtnej súpravy, kde stúpa zodpovedajúca vrstva. Zhoda plemien je takmer úplná.

Rok 1983 sa niesol v znamení doteraz neprekonaného rekordu: hĺbka vrtu presiahla 12 km. Práce boli pozastavené.

Blížil sa medzinárodný geologický kongres, ktorý sa podľa plánu konal v Moskve. Pripravovala sa k nemu výstava Geoexpo. Rozhodlo sa nielen prečítať správy o dosiahnutých výsledkoch na SG, ale aj ukázať účastníkom kongresu naturálne práce a vyťažené vzorky hornín. Ku kongresu vyšla monografia „Kola Superdeep“.

Na výstave Geoexpo bol veľký stánok venovaný práci SG a tomu najdôležitejšiemu - dosiahnutiu rekordnej hĺbky. Nechýbali pôsobivé grafy vypovedajúce o technike a technológii vŕtania, vzorky vyťažených hornín, fotografie zariadení a kolektívu pri práci. Najväčšiu pozornosť účastníkov a hostí kongresu však pútal jeden pre výstavnú prehliadku netradičný detail: najbežnejšia a už mierne zhrdzavená vrtná hlava s opotrebovanými karbidovými zubami. Štítok hovoril, že to bola ona, ktorá bola použitá pri vŕtaní v hĺbke viac ako 12 km. Táto vŕtacia hlava ohromila aj špecialistov. Pravdepodobne každý nedobrovoľne očakával, že uvidí nejaký zázrak techniky, možno s diamantovým vybavením ... A to ešte nevedeli, že na SG vedľa vrtnej súpravy bola namontovaná veľká kopa presne tých istých už zhrdzavených vrtných hláv: veď ich bolo treba vymeniť za nové na cca každých 7-8 navŕtaných metrov.

Mnohí delegáti kongresu chceli na vlastné oči vidieť unikátnu vrtnú súpravu polostrov Kola a zabezpečiť, aby sa v Únii skutočne dosiahla rekordná hĺbka vrtu. K takémuto odchodu došlo. Tam sa na mieste konalo zasadnutie kongresovej sekcie. Delegátom ukázali vrtnú súpravu, zatiaľ čo z vrtu dvíhali strunu a odpájali z nej 33-metrové úseky. Fotografie a články o SG boli publikované v novinách a časopisoch takmer vo všetkých krajinách sveta. Bola vydaná poštová známka, zorganizované špeciálne storno obálok. Nebudem uvádzať mená laureátov rôznych ocenení a ocenených za ich prácu ...

Ale prázdniny sa skončili, museli sme pokračovať vo vŕtaní. A začalo to najväčšou nehodou hneď pri prvom lete 27. septembra 1984 – „čierny dátum“ v histórii SG. Studňa neodpúšťa, keď je dlho bez dozoru. Do vykonania vŕtania sa na jeho stenách nevyhnutne vyskytli zmeny, ktoré neboli upevnené cementovanou oceľovou rúrou.

Spočiatku išlo všetko hladko. Vŕtači vykonali svoje obvyklé operácie: jeden po druhom spúšťali časti vrtnej kolóny, k poslednému, hornému, pripojili prívodné potrubie vrtnej kvapaliny, zapli čerpadlá. Začali sme vŕtať. Prístroje na konzole pred operátorom ukazovali normálny režim činnosti (počet otáčok hlavy vrtáka, jej tlak na horninu, rýchlosť prúdenia tekutiny pre rotáciu turbíny atď.).

Po vyvŕtaní ďalšieho 9-metrového úseku v hĺbke viac ako 12 km, čo trvalo 4 hodiny, dosiahli hĺbku 12,066 km. Pripravte sa na vzostup stĺpca. Pokúsili sme sa. nejde. V takýchto hĺbkach bolo "lepenie" pozorované viac ako raz. Vtedy sa zdá, že sa nejaká časť stĺpa prilepí na steny (možno sa zhora niečo rozpadlo a trochu sa to zaseklo). Na posunutie stĺpa z jeho miesta je potrebná sila presahujúca jeho hmotnosť (asi 200 ton). Aj tentoraz, ale kolóna sa nepohla. Pridali sme trochu úsilia a šípka zariadenia prudko spomalila čítanie. Stĺpec sa výrazne odľahčil, pri bežnom priebehu operácie nemohlo dôjsť k takému úbytku hmotnosti. Začali sme stúpať: jeden po druhom, sekcie boli odskrutkované jeden po druhom. Pri poslednom stúpaní visel na háku skrátený kus rúry s nerovným spodným okrajom. To znamenalo, že v studni zostal nielen turbovrták, ale aj 5 km vrtných rúr...

Sedem mesiacov sa ich snažím získať. Veď sme neprišli len o 5 km potrubí, ale o výsledky päťročnej práce.

Potom boli všetky pokusy o vrátenie stratených zastavené a opäť sa začalo vŕtať z hĺbky 7 km. Musím povedať, že práve po siedmom kilometri sú tu geologické podmienky obzvlášť náročné na prácu. Technológia vŕtania každého kroku je vypracovaná metódou pokus-omyl. A začať z hĺbky asi 10 km - ešte ťažšie. Vŕtanie, prevádzka zariadení a zariadení sú na hranici.

Preto tu treba každú chvíľu počítať s nehodami. Pripravujú sa na ne. Spôsoby a prostriedky ich eliminácie sú vopred premyslené. Typickou komplexnou nehodou je zlomenie vŕtacej zostavy spolu s časťou vrtnej kolóny. Hlavnou metódou jeho eliminácie je vytvorenie rímsy tesne nad stratenou časťou a z tohto miesta vyvŕtanie nového obtokového otvoru. Celkovo bolo do studne vyvŕtaných 12 takýchto obtokových otvorov. Štyri z nich sú dlhé od 2 200 do 5 000 m. Hlavnou cenou takýchto nehôd sú roky stratenej práce.

Len v každodennom pohľade je studňa zvislou „dierou“ od povrchu zeme až po dno. V skutočnosti to tak ani zďaleka nie je. Najmä ak je studňa ultra hlboká a pretína šikmé švy rôznej hustoty. Potom sa akoby kľukatí, pretože vrták sa neustále odchyľuje smerom k menej odolným horninám. Po každom meraní, ktoré ukazuje, že sklon studne presahuje prípustný, sa musí pokúsiť "vrátiť na svoje miesto". Za týmto účelom sa spolu s vŕtacím nástrojom spúšťajú špeciálne "deflektory", ktoré pomáhajú znižovať uhol sklonu studne počas vŕtania. K nehodám často dochádza pri strate vŕtacích nástrojov a častí rúr. Potom sa musí urobiť nový kmeň, ako sme už povedali, krok vedľa. Predstavte si teda, ako vyzerá studňa v zemi: niečo ako korene obrovskej rastliny rozvetvenej v hĺbke.

To je dôvod špeciálneho trvania poslednej fázy vŕtania.

Po najväčšej nehode – „čiernom dátume“ z roku 1984 – sa opäť priblížili k hĺbke 12 km až po 6 rokoch. V roku 1990 bolo dosiahnuté maximum – 12 262 km. Po niekoľkých ďalších nehodách sme boli presvedčení, že hlbšie sa už nedostaneme. Všetky možnosti moderná technológia vyčerpaný. Zdalo sa, že Zem už nechce odhaľovať svoje tajomstvá. Vŕtanie bolo zastavené v roku 1992.

VÝSKUMNÁ PRÁCA. CIELE A METÓDY

Jedným z veľmi dôležitých cieľov vŕtania bolo získanie jadrového stĺpca vzoriek hornín po celej dĺžke vrtu. A táto úloha bola splnená. Najdlhšie jadro na svete bolo označené ako pravítko v metroch a umiestnené v príslušnom poradí v krabiciach. Číslo krabice a čísla vzoriek sú uvedené v hornej časti. Na sklade je takmer 900 takýchto boxov.

Teraz zostáva len študovať jadro, ktoré je skutočne nevyhnutné pri určovaní štruktúry horniny, jej zloženia, vlastností a veku.

Ale vzorka horniny zdvihnutá na povrch má iné vlastnosti ako v masíve. Tu, vyššie, je oslobodený od obrovského mechanické namáhanie existujúce v hĺbke. Pri vŕtaní praskla a nasýtila sa vrtným bahnom. Aj keď sú hlboké podmienky znovu vytvorené v špeciálnej komore, parametre namerané na vzorke sa stále líšia od parametrov v poli. A ešte jeden malý „hack“: na každých 100 m vŕtanej studne sa nezíska 100 m jadra. Na SG z hĺbok viac ako 5 km bola priemerná výťažnosť jadra len asi 30 % a z hĺbky viac ako 9 km to boli niekedy len jednotlivé plaky s hrúbkou 2-3 cm, zodpovedajúce najodolnejším medzivrstvám.

Takže jadro odobraté z vrtu na SG neposkytuje úplné informácie o hlbokých horninách.

Vrty boli vŕtané na vedecké účely, a tak sa využíval celý komplex moderné metódy výskumu. Okrem ťažby jadra sa nevyhnutne vykonávali aj štúdie vlastností hornín pri ich prirodzenom výskyte. Technický stav studne bol neustále monitorovaný. Merali teplotu v celom kmeni, prirodzenú rádioaktivitu – gama žiarenie, indukovanú rádioaktivitu po pulznom ožiarení neutrónmi, elektrické a magnetické vlastnosti horniny, rýchlosť šírenia elastických vĺn, študovali zloženie plynov v kvapaline vrtu.

Do hĺbky 7 km boli použité sériové prístroje. Práca vo väčších hĺbkach a pri vyšších teplotách si vyžadovala vytvorenie špeciálnych nástrojov odolných voči teplu a tlaku. Osobitné ťažkosti sa vyskytli počas poslednej fázy vŕtania; keď sa teplota vo studni priblížila k 200°C a tlak prekročil 1000 atmosfér, sériové prístroje už nemohli fungovať. Geofyzikálne projekčné kancelárie a špecializované laboratóriá niekoľkých výskumných ústavov prišli na pomoc a vyrobili jednotlivé kópie nástrojov odolných voči tepelnému tlaku. Celý čas teda pracovali iba na domácich zariadeniach.

Jedným slovom, studňa bola preskúmaná dostatočne podrobne do celej hĺbky. Štúdie sa robili po etapách, približne raz ročne, po prehĺbení vrtu o 1 km. Zakaždým potom bola hodnotená spoľahlivosť prijatých materiálov. Vhodné výpočty umožnili určiť parametre konkrétneho plemena. Objavili sme určité striedanie vrstiev a už sme vedeli, na aké horniny sú kaverny obmedzené a s nimi spojená čiastočná strata informácií. Naučili sme sa identifikovať skaly doslova podľa „omrviniek“ a na tomto základe si znovu vytvoriť ucelený obraz o tom, čo studňa „ukrývala“. Skrátka, podarilo sa nám postaviť detailný litologický stĺp – ukázať striedanie hornín a ich vlastnosti.

Z VLASTNEJ SKÚSENOSTI

Približne raz ročne, keď bola ukončená ďalšia etapa vŕtania - prehĺbenie vrtu o 1 km, som išiel na SG vykonať merania, ktorými som bol poverený. Studňa v tomto čase bola zvyčajne vymytá a poskytnutá na výskum na mesiac. Čas plánovanej zastávky bol vždy vopred známy. V predstihu prišla aj telegramová výzva do práce. Zariadenie bolo skontrolované a zabalené. Formality súvisiace s uzavretými prácami v pohraničnom pásme sú ukončené. Nakoniec je všetko vyriešené. Poďme.

Naša skupina je malý priateľský tím: vývojár vrtných nástrojov, vývojár nových pozemných zariadení a ja som metodik. Prichádzame 10 dní pred meraním. Oboznamujeme sa s údajmi o technickom stave studne. Vypracujeme a schvaľujeme podrobný program merania. Montujeme a kalibrujeme zariadenia. Čakáme na hovor - hovor zo studne. Náš rad na „ponor“ je tretí, ale ak dôjde k odmietnutiu predchodcov, studňa nám bude poskytnutá. Tentoraz sú v poriadku, vraj zajtra ráno skončia. Sme v tom istom tíme geofyzikov - operátorov, ktorí zaznamenávajú signály prijímané zo zariadenia v studni a riadia všetky operácie na spúšťanie a zdvíhanie dolného nástroja, ako aj mechanikov na výťahu, riadia navíjanie z bubna a navíjanie na ňom tých istých 12 km kábla, na ktorom je nástroj spustený do studne. V službe sú aj vŕtačky.

Práca sa začala. Zariadenie je spustené do studne na niekoľko metrov. Posledná kontrola. Choď. Klesanie je pomalé – asi 1 km/h, s nepretržitým sledovaním signálu prichádzajúceho zdola. Zatiaľ je všetko dobré. No na ôsmom kilometri sa signál trhol a zmizol. Takže niečo nie je v poriadku. Plný výťah. (Pre každý prípad sme pripravili druhú sadu zariadení.) Začneme kontrolovať všetky detaily. Tentoraz bol chybný kábel. Je nahradený. Trvá to viac ako jeden deň. Nový zostup trval 10 hodín. Nakoniec pozorovateľ signálu povedal: "Prišiel na jedenásty kilometer." Príkaz operátorom: "Spustiť nahrávanie". Čo a ako je vopred naplánované podľa programu. Teraz musíte v danom intervale niekoľkokrát spustiť a zdvihnúť vŕtací nástroj, aby ste mohli vykonať merania. Tentoraz zariadenie fungovalo dobre. Teraz plný výťah. Stúpali sme až 3 km a zrazu sa ozvalo volanie navijaka (je to náš človek s humorom): "Lano skončilo." Ako?! Čo?! Žiaľ, kábel sa zlomil... Náradie a 8 km kábla zostali ležať na dne... Našťastie o deň neskôr sa vŕtačom podarilo všetko pozbierať, pričom použili metodiku a prístroje vyvinuté miestnymi remeselníkmi. eliminovať takéto núdzové situácie.

VÝSLEDKY

Úlohy stanovené v projekte ultrahĺbkového vŕtania boli splnené. Boli vyvinuté a vytvorené špeciálne zariadenia a technológie na ultra hlboké vŕtanie, ako aj na štúdium vrtov vŕtaných do veľkej hĺbky. Informácie o fyzikálnom stave, vlastnostiach a zložení hornín pri ich prirodzenom výskyte a od jadra do hĺbky 12 262 m sme získali, dalo by sa povedať, „z prvej ruky“.

Studňa dala vlasti vynikajúci dar v malej hĺbke - v rozmedzí 1,6 - 1,8 km. Boli tam objavené priemyselné medenoniklové rudy - objavený nový rudný horizont. A veľmi šikovné, pretože v miestnej niklovni už dochádza ruda.

Ako bolo uvedené vyššie, geologická predpoveď vrtného úseku sa nenaplnila (pozri obrázok na strane 39.). Obraz, ktorý sa očakával počas prvých 5 km v studni, sa natiahol na 7 km a potom sa objavili úplne nečakané skaly. Čadiče predpovedané v hĺbke 7 km sa nenašli, ani keď klesli na 12 km.

Očakávalo sa, že hranica, ktorá dáva najväčší odraz pri seizmickom sondovaní, je úroveň, kde žuly prechádzajú do odolnejšej čadičovej vrstvy. V skutočnosti sa ukázalo, že sa tam nachádzajú menej odolné a menej husté puklinové horniny - archejské ruly. Toto sa vôbec nečakalo. A to je zásadne nová geologická a geofyzikálna informácia, ktorá umožňuje interpretovať údaje hĺbkových geofyzikálnych prieskumov iným spôsobom.

Neočakávané a zásadne nové sa ukázali aj údaje o procese tvorby rudy v hlbokých vrstvách zemskej kôry. Takže v hĺbkach 9-12 km sa stretli vysoko porézne pukliny nasýtené podzemnými vysoko mineralizovanými vodami. Tieto vody sú jedným zo zdrojov tvorby rúd. Predtým sa verilo, že to bolo možné len v oveľa menších hĺbkach. Práve v tomto intervale v jadre zvýšený obsah zlato - do 1 g na 1 tonu horniny (koncentrácia, ktorá sa považuje za vhodnú pre priemyselný rozvoj). Bude však niekedy výhodné ťažiť zlato z takejto hĺbky?

Zmenili sa aj predstavy o tepelnom režime zemského vnútra, o hĺbkovom rozložení teplôt v oblastiach čadičových štítov. V hĺbke viac ako 6 km bol získaný teplotný gradient 20°C na 1 km namiesto očakávaných (ako v hornej časti) 16°C na 1 km. Zistilo sa, že polovica tepelného toku je rádiogénneho pôvodu.

Po vyvŕtaní unikátneho superhlbokého vrtu Kola sme sa veľa naučili a zároveň sme si uvedomili, ako málo toho ešte vieme o štruktúre našej planéty.

Kandidát technických vied A. OSADCHI.

LITERATÚRA

Kola superhlboká. Moskva: Nedra, 1984.
Kola superhlboká. Vedecké výsledky a výskumné skúsenosti. M., 1998.
Kozlovský E. A. Svetové fórum geológov. "Veda a život" č.10, 1984.
Kozlovský E. A. Kola superhlboká. "Veda a život" č. 11, 1985.

Sredao.ru chatové osady z HABITAT

Mestské domy Sredao.ru od realitnej kancelárie HABITAT

Superhlboký vrt Kola je najhlbší vrt na svete (od roku 1979 do roku 2008.) Nachádza sa v regióne Murmansk, 10 kilometrov západne od mesta Zapolyarny, na území geologického Baltského štítu. Jeho hĺbka je 12 262 metrov. Na rozdiel od iných ultrahlbokých vrtov, ktoré boli vytvorené na ťažbu alebo prieskum ropy, bol SG-3 vyvŕtaný výlučne na štúdium litosféry v mieste, kde sa nachádza hranica Mohoroviča. (skrátene Moho boundary) - spodná hranica zemskej kôry, na ktorej dochádza k prudkému zvýšeniu rýchlostí pozdĺžnych seizmických vĺn.

Superhlboká studňa Kola bola položená na počesť 100. výročia narodenia Lenina v roku 1970. Vrstvy sedimentárnych hornín v tom čase boli dobre študované počas ťažby ropy. Zaujímavejšie bolo vŕtanie tam, kde vychádzajú na povrch vulkanické horniny staré asi 3 miliardy rokov (pre porovnanie: vek Zeme sa odhaduje na 4,5 miliardy rokov). Na ťažbu sa takéto horniny zriedka vŕtajú hlbšie ako 1–2 km. Predpokladalo sa, že už v hĺbke 5 km bude žulová vrstva nahradená čadičom 6. júna 1979 vrt prekonal rekord 9583 metrov, predtým vo vlastníctve studne Berta-Rogers ( ropný vrt v Oklahome). AT najlepšie roky Na superhlbinnom vrtu Kola pracovalo 16 výskumných laboratórií, osobne na ne dohliadal minister geológie ZSSR.

Hoci sa očakávalo, že sa nájde výrazná hranica medzi granitmi a bazaltmi, v jadre sa v celej hĺbke našli len žuly. Vplyvom vysokého tlaku však lisované žuly značne zmenili svoje fyzikálne a akustické vlastnosti.Vyvýšené jadro sa spravidla rozpadalo od aktívneho uvoľňovania plynu do kalu, pretože nevydržalo prudkú zmenu tlaku. Pevný kus jadra bolo možné vyťažiť len pri veľmi pomalom stúpaní vrtnej kolóny, keď „prebytočný“ plyn ešte v stave vysokého tlaku stihol opustiť horninu. Hustota trhlín pri veľkej hĺbka sa oproti očakávaniam zvýšila. V hĺbke bola prítomná aj voda, ktorá vypĺňala trhliny.

Je zaujímavé, že keď sa v roku 1984 v Moskve konal Medzinárodný geologický kongres, na ktorom boli prezentované prvé výsledky výskumu vrtu, mnohí vedci vtipne navrhli, aby bol okamžite pochovaný, pretože ničí všetky predstavy o štruktúre zemskej kôry. Vskutku, zvláštnosti začali už v prvých fázach prieniku. Takže napríklad ešte pred začiatkom vŕtania teoretici sľubovali, že teplota Baltického štítu zostane relatívne nízka do hĺbky najmenej 5 kilometrov, teplota okolia presahuje 70 stupňov Celzia, na siedmich - cez 120 stupňov a v hĺbke 12 sa smažil silnejšie ako 220 stupňov - o 100 stupňov vyššie, ako sa predpokladalo. Kolskí vrtáci spochybnili teóriu o vrstvenej štruktúre zemskej kôry – minimálne v rozsahu do 12 262 metrov.

"Máme najhlbšiu dieru na svete - takto by ste ju mali používať!" - trpko zvolá stály riaditeľ výskumného a výrobného centra "Kola Superdeep" David Huberman. Za prvých 30 rokov existencie Kola Superdeep prerazili sovietski a potom ruskí vedci do hĺbky 12 262 metrov. Od roku 1995 sa však vŕtanie zastavilo: projekt nemal kto financovať. To, čo je pridelené v rámci vedeckých programov UNESCO, stačí len na udržiavanie vrtnej stanice v prevádzkyschopnom stave a štúdium predtým vyťažených vzoriek hornín.

Huberman s ľútosťou spomína, koľko vedeckých objavov sa udialo v Kola Superdeep. Doslova každý meter bol zjavením. Studňa ukázala, že takmer všetky naše doterajšie poznatky o stavbe zemskej kôry sú nesprávne. Ukázalo sa, že Zem vôbec nie je ako poschodová torta.

Ďalšie prekvapenie: život na planéte Zem vznikol, ukazuje sa, o 1,5 miliardy rokov skôr, ako sa očakávalo. V hĺbkach, kde sa verilo, že neexistuje žiadna organická hmota, sa našlo 14 druhov fosílnych mikroorganizmov - vek hlbokých vrstiev presiahol 2,8 miliardy rokov. V ešte väčších hĺbkach, kde už nie sú sedimentárne horniny, sa metán objavil v obrovských koncentráciách. To úplne a úplne zničilo teóriu o biologickom pôvode uhľovodíkov ako je ropa a plyn.Boli tam aj takmer fantastické senzácie. Keď koncom 70. rokov sovietsky automat vesmírna stanica priniesli na Zem 124 gramov mesačnej pôdy, vedci z Kola Science Center zistili, že je to ako dve kvapky vody podobné vzorkám z hĺbky 3 kilometrov. A vznikla hypotéza: Mesiac sa odtrhol od polostrova Kola. Teraz presne hľadajú kde. Mimochodom, Američania, ktorí si z Mesiaca priniesli pol tony zeminy, s tým nič rozumné neurobili. Uložené do zapečatených nádob a ponechané na výskum budúcim generáciám.

Celkom nečakane pre všetkých sa potvrdili predpovede Alexeja Tolstého z románu „Hyperboloid inžiniera Garina“. V hĺbke viac ako 9,5 kilometra objavili skutočný sklad všetkých druhov nerastov, najmä zlata. Skutočná olivínová vrstva, geniálne predpovedaná spisovateľom. Zlato v ňom je 78 gramov na tonu. Mimochodom, priemyselná výroba je možná pri koncentrácii 34 gramov na tonu. Ale čo je najprekvapivejšie, v ešte väčších hĺbkach, kde nie sú žiadne sedimentárne horniny, sa zemný plyn metán našiel v obrovských koncentrácie. To úplne a úplne zničilo teóriu biologického pôvodu uhľovodíkov, ako je ropa a plyn.

So studňou Kola sa spájali nielen vedecké senzácie, ale aj tajomné legendy, z ktorých väčšina sa pri overovaní ukázala ako fikcia novinárov. Podľa jedného z nich bola pôvodným zdrojom informácií (1989) americká televízna spoločnosť Trinity Broadcasting Network, ktorá zas prevzala správu z fínskych novín. Údajne pri vŕtaní studne v hĺbke 12 000 metrov mikrofóny vedcov zaznamenali výkriky a stonanie.) Novinári, bez toho, aby si mysleli, že nalepiť mikrofón do takej hĺbky sa jednoducho nedá (aké zariadenie na záznam zvuku dokáže práca pri teplotách nad dvesto stupňov?) písal o tom, že vŕtačky počuli „hlas z podsvetia“.

Po týchto publikáciách sa superhlboká studňa Kola nazývala „cestou do pekla“ a tvrdili, že každý nový navŕtaný kilometer priniesol krajine nešťastie.Hovorilo sa, že keď vrtári vŕtali trinásťtisíc metrov, ZSSR sa zrútil. No, keď bol vrt navŕtaný do hĺbky 14,5 km (čo sa v skutočnosti nestalo), zrazu narazili na nezvyčajné dutiny. Zaujatý týmto nečakaným objavom, vrtáci doň spustili mikrofón schopný pracovať pri extrémne vysokých teplotách a ďalšie senzory. Teplota vo vnútri údajne dosahovala 1 100 °C – bolo tam teplo ohnivých komôr, v ktorých bolo údajne počuť ľudské výkriky.

Táto legenda sa stále potuluje po obrovských priestoroch internetu, keď prežila samotného vinníka týchto klebiet - studňu Kola. Práce na ňom boli zastavené ešte v roku 1992 pre nedostatok financií. Do roku 2008 bola v zakonzervovanom stave. A o rok neskôr padlo definitívne rozhodnutie opustiť pokračovanie výskumu a rozobrať celý výskumný komplex a studňu „zakopať“. K definitívnemu opusteniu studne došlo v lete 2011.
Ako teda vidíte, tentoraz sa vedcom nepodarilo dostať sa k plášťu a preskúmať ho. Neznamená to však, že by kolská studňa vede nič nedala – práve naopak, obrátila naruby všetky ich predstavy o stavbe zemskej kôry.

VÝSLEDKY

Úlohy stanovené v projekte ultrahĺbkového vŕtania boli splnené. Boli vyvinuté a vytvorené špeciálne zariadenia a technológie na ultra hlboké vŕtanie, ako aj na štúdium vrtov vŕtaných do veľkej hĺbky. Informácie o fyzickom stave, vlastnostiach a zložení hornín v ich prirodzenom výskyte a z jadrových vzoriek sme získali, dalo by sa povedať, „z prvej ruky“ do hĺbky 12 262 m.8 kilometrov. Boli tam objavené priemyselné medenoniklové rudy - objavený nový rudný horizont. A veľmi šikovné, pretože v miestnej niklovni už dochádza ruda.

Ako bolo uvedené vyššie, geologická predpoveď vrtného úseku sa nenaplnila. Obraz, ktorý sa očakával počas prvých 5 km v studni, sa natiahol na 7 km a potom sa objavili úplne nečakané skaly. Čadiče predpovedané v hĺbke 7 km sa nenašli, ani keď klesli na 12 km. Očakávalo sa, že hranica, ktorá dáva najväčší odraz pri seizmickom sondovaní, je úroveň, kde žuly prechádzajú do odolnejšej čadičovej vrstvy. V skutočnosti sa ukázalo, že sa tam nachádzajú menej odolné a menej husté puklinové horniny - archejské ruly. Toto sa vôbec nečakalo. A to je zásadne nová geologická a geofyzikálna informácia, ktorá umožňuje interpretovať údaje hĺbkových geofyzikálnych prieskumov iným spôsobom.

Neočakávané a zásadne nové sa ukázali aj údaje o procese tvorby rudy v hlbokých vrstvách zemskej kôry. Takže v hĺbkach 9-12 km sa stretli vysoko porézne pukliny nasýtené podzemnými vysoko mineralizovanými vodami. Tieto vody sú jedným zo zdrojov tvorby rúd. Predtým sa verilo, že to bolo možné len v oveľa menších hĺbkach. Práve v tomto intervale bol zistený zvýšený obsah zlata v jadre – až 1 g na 1 tonu horniny (koncentrácia, ktorá sa považuje za vhodnú pre priemyselný rozvoj). Bude však niekedy výhodné ťažiť zlato z takejto hĺbky?

Zmenili sa aj predstavy o tepelnom režime zemského vnútra, o hĺbkovom rozložení teplôt v oblastiach čadičových štítov. V hĺbke viac ako 6 km bol získaný teplotný gradient 20°C na 1 km namiesto očakávaných (ako v hornej časti) 16°C na 1 km. Ukázalo sa, že polovica tepelného toku je rádiogénneho pôvodu.

V útrobách Zeme je toľko tajomstiev ako v obrovských rozlohách vesmíru. Presne toto si myslia niektorí vedci a majú čiastočne pravdu, pretože ľudia stále presne nevedia, čo presne sa nám nachádza pod nohami hlboko pod zemou.. Za celý čas existencie pozemskej civilizácie sme mohli ísť hlbšie do planéta o niečo viac ako 10 kilometrov. Tento rekord bol stanovený v roku 1990 a vydržal až do roku 2008, potom bol niekoľkokrát aktualizovaný. V roku 2008 bol vyvŕtaný vychýlený ropný vrt Maersk Oil BD-04A s dĺžkou 12 290 metrov (ropná panva Al-Shaheen v Katare). V januári 2011 bol vyvŕtaný šikmý ropný vrt na poli Odoptu-more (projekt Sachalin-1) s hĺbkou 12 345 metrov. Záznam hĺbky vŕtania pre tento moment patrí k vrtu Z-42 poľa Chayvinskoye, ktorého hĺbka je 12 700 metrov.

Sobota 29.12. 2012

Jedným z najambicióznejších projektov sovietskej éry bol superhlboký vrt Kola s hĺbkou 12 262 metrov. Tento rekord je dodnes neprekonaný.

Rok vydania: 2012

Krajina: Rusko (TV centrum)

Žáner: Dokumentárny

Trvanie: 00:25:21

Výrobca: Vladimír Batrakov

Popis: Autori správy porozprávajú o histórii a cieľoch tohto odvážneho vedeckého experimentu, porozprávajú sa s jeho priamymi účastníkmi a populárnym spôsobom vysvetlia výsledky. Diváci budú môcť vidieť, v akom stave sa súprava momentálne nachádza.

Vŕtanie sa začalo v roku 1970 a práca bola úplne utajovaná až do polovice 80. rokov.

V roku 1992 bolo vŕtanie zastavené pre nedostatok financií – vrt nebol nikdy privedený do plánovanej hĺbky 15 kilometrov. Ale aj v existujúcej hĺbke sa získali jedinečné vedecké údaje.

Okrem toho sa legenda o zvukoch strašných ľudských výkrikov údajne zaznamenaných vo veľkých hĺbkach spája so superhlbokou studňou Kola, ktorá vyvolala v tlači tie najneuveriteľnejšie domnienky...

Ďalšie informácie:

Vykopať do Beelzebubu: V 70. rokoch 20. storočia vŕtal tím sovietskych prieskumníkov na polostrove Kola, výsledkom čoho bol najhlbší vrt na svete. Bol koncipovaný rozsiahly projekt s výskumnými cieľmi, ktorý však nečakane viedol k takmer hystérii po celom svete. Podľa povestí sovietski vedci narazili na „cestu do pekla“, píše SPIEGEL ONLINE.

"Mrazivý obraz: uprostred opustených oblastí polostrova Kola, 150 km severne od Murmanska, sa týči opustená vrtná súprava. Okolo sa tlačia kasárne pre zamestnancov, miestnosti s laboratóriami," pokračuje autor.

24. mája 1970, keď sa ZSSR a USA pretekali v objavovaní vesmíru, bol v Sovietskom zväze na hraniciach s Fínskom a Nórskom spustený projekt na vyvŕtanie ultrahlbokého vrtu na mieste geologického Baltského štítu. Už niekoľko desaťročí „hlboká studňa Kola“ „zhltla“ milióny, čo vedcom umožnilo urobiť niekoľko dosť vážnych vedeckých objavov. Najvýraznejší nález v hĺbke viac ako 10 km však premenil výskumný projekt na udalosť s hlboko náboženským pozadím, v ktorej sa zmiešali dohady, pravda a lož a ​​vytvorili senzačné správy vo všetkých svetových médiách.

Krátko po začatí vŕtania sa Kola Superdeep stala sovietskym vzorovým projektom, o niekoľko rokov neskôr SG-3 prekonala rekord 9583 m, ktorý predtým držal vrt Bert-Rogers v Oklahome. Sovietskemu vedeniu to však nestačilo – vedci museli dosiahnuť hĺbku 15 km.

"Na ceste do útrob zeme urobili vedci nečakané objavy: podarilo sa im napríklad predpovedať zemetrasenia na základe nezvyčajných zvukov zo studne. V hĺbke 3 tisíc metrov sa vo vrstvách litosféry našla látka , takmer identický s materiálom z povrchu Mesiaca. Po 6 000 metroch bolo objavené zlato. Vedci sa však čoraz viac obávali, že čím hlbšie prenikli, tým vyššie boli teploty, čo sťažovalo prácu,“ píše sa v článku. hovorí. Na rozdiel od predbežných výpočtov nebola teplota 100 stupňov Celzia, ale 180.

Približne v rovnakom čase sa šírili zvesti, že v hĺbke 14 km sa vrták nečakane pohol zo strany na stranu - znamenie, že pristál v obrovskej dutine. Teploty v zóne prechodu presiahli tisíc stupňov a potom, čo bol do bane spustený žiaruvzdorný mikrofón, aby zaznamenal zvuk pohybu litosférických platní, vŕtači počuli dusivé zvuky. Najprv si ich pomýlili so zvukmi nefunkčných strojov, no potom, keď sa zariadenie upravilo, ich najhoršie podozrenia sa potvrdili. Zvuky pripomínali výkriky a stonanie tisícov mučeníkov, píše sa v článku.

„Odkiaľ presne táto legenda pochádza, zatiaľ nie je známe,“ pokračuje autor. Prvýkrát v angličtine zaznela v roku 1989 vo vysielaní americkej televíznej spoločnosti Trinity Broadcasting Network, ktorá prevzala správu z fínskych novín. Superhlboká studňa Kola sa začala nazývať „cestou do pekla“. Príbehy vystrašených vrtákov zverejnili fínske a švédske noviny – tvrdili, že „Rusi vypustili démona z pekla“.

Vŕtacie práce boli zastavené – vysvetľovali to nedostatočným financovaním. Na pokyn zhora mala byť vrtná súprava vysypaná – ale ani na to nebolo dosť peňazí.

27.04.2011

Kola Superdeep Well(SG-3) - uznávaný ako najhlbší vrt na svete. Baňa sa nachádza na území geologického Baltského štítu v regióne Murmansk, 10 km západne od mesta Zapolyarny. Jeho celková hĺbka je 12 262 metrov.

Jeho hlavným rozdielom od iných ultrahlbokých vrtov, ktoré boli vyvŕtané na plyn, ropu alebo geologický prieskum, bola superhlboká Kola postavená výlučne na vedecký výskum litosféry v mieste, kde sa Mohorovičova hranica blíži k zemskému povrchu.

SG-3 nahráva dobre

Bola dokončená prvá etapa vŕtania vrtu SG-3, superhlboký vrt Kola. Bola spustená v máji 1970 a začiatkom roku 1975 sa potopila 7263 metrov do útrob.

Veľa? Alebo vŕtanie do takejto hĺbky už neprekvapuje? Na Ukrajine bola vyvŕtaná studňa "Shevchenkovskaya-1" s hĺbkou viac ako 7 500 metrov.

Vnútri desať studní rôzne miesta Sovietsky zväz presiahla 6 tisíc metrov. Najhlbší vrt na svete bol vyvŕtaný v USA - 9583 metrov. V takomto prostredí sa Kola Superdeep javí ako obyčajná, jedna z mnohých superhlbín.

  • Jednak preto, že táto studňa je zatiaľ najhlbšia na svete spomedzi tých, ktoré boli navŕtané v kryštalických horninách prekambria.
  • Po druhé, superhlboká studňa Kola je novým slovom v technológii vŕtania. Prvýkrát vo svetovej praxi bola významná časť studne vyvŕtaná „otvoreným otvorom“, teda bez pažnice.

Každý meter studne po celej jej dĺžke bol starostlivo študovaný, každý stĺpec vyťaženej horniny bol preskúmaný.

Hrúbka zemskej kôry nie je rovnaká. Pod oceánom sa miestami stenčuje až na 5 kilometrov.

Na kontinentoch v oblastiach starovekého vrásnenia je to 20-30 a pod horskými masívmi až 75 kilometrov. Zemská kôra sa nazýva pokožka planéty.

Niekedy, aby sa obraznejšie ukázala hlboká štruktúra Zeme, sa porovnáva s vajcom. V tomto prípade hrá úlohu škrupiny kôra.

Napriek takejto zdanlivo nepatrnej hrúbke zostala „škrupina“ Zeme doteraz neprístupná priamemu výskumu.

Hlavné informácie o ňom boli získané nepriamo – geofyzikálnymi metódami. Z odrazených seizmických vĺn sa napríklad zistilo, že zemská kôra má vrstvenú štruktúru.

Kontinentálna kôra pozostáva zo sedimentárnych, žulových a čadičových vrstiev, v oceánskej kôre nie je žiadna žulová vrstva.

Pod zemskou kôrou seizmické pozorovania identifikovali plášť (ak budeme pokračovať v porovnaní s vajíčkom - bielkovina) a v strede Zeme jadro - žĺtok.

Gravimetrické, magnetometrické, jadrové, geotermálne metódy sa používajú aj na štúdium zemských hĺbok. Umožňujú určiť hustotu hornín vo veľkých hĺbkach, stanoviť gravitačné anomálie, magnetické pole, teplota a desiatky ďalších parametrov.

Mnohé základné otázky geológie však zostávajú nezodpovedané. Len priamy prienik do útrob nakoniec pomôže odstrániť tieto otázniky geológie.

Kola Superdeep

Kola Superdeep je položená na Baltskom kryštalickom štíte. to staroveké vzdelanie zemská kôra, ktorá sa na území Škandinávskeho a Kolského polostrova, Karélie, Baltského mora a časti Leningradskej oblasti približuje k zemskému povrchu.

Dá sa predpokladať, že čadičová vrstva tu leží v hĺbke o niečo viac ako 7 kilometrov. Štít sa skladá zo starých, veľmi zmenených hornín: archaických rul, kryštalických bridlíc, rušivých hornín až 3,5 miliardy rokov starých alebo viac.

Vedci budú mať prístup k hlbokej hmote, budú ju môcť podrobne študovať, vykonávať pozorovania pozdĺž celého vrtu, vybudovať skutočný a nepredpokladaný úsek zemskej kôry kontinentálneho typu, určiť zloženie a fyzický stav látok.

Zhruba polovicu cesty k dizajnovej 15-kilometrovej značke prešli. A aj tento na prvý pohľad skromný medzivýsledok sa ukázal ako veľmi zaujímavý z hľadiska množstva dôležitých ukazovateľov.

Prvýkrát vo svetovej vede a praxi bola studňou objavená a podrobne študovaná hrúbka nie mladých sedimentárnych ložísk, ale starých kryštalických hornín, po prvýkrát bolo možné zhromaždiť veľa nových informácií o týchto horninách a geologické a fyzikálne podmienky ich výskytu.

Sovietski vedci a vrtáci s domácim vybavením a nástrojmi rýchlo vytvárali a aplikovali rôzne technické inovácie, neustále zdokonaľovali technológiu vŕtania a prispôsobovali ju špecifickým geologickým podmienkam, vydláždili viac ako sedemkilometrový priechod v najtvrdších zemských horninách.

Cesta do útrob Zeme sa v istom zmysle stala cestou technického pokroku vo vŕtaní: to, čo sa osvedčilo pri vŕtaní studní v iných oblastiach, sa testuje a zdokonaľuje, vytvárajú sa nové technické prostriedky a technológie. testovaný.

Pole Kola Superdeep sa stalo experimentálnym testovacím terénom na testovanie nových vrtných zariadení a technológií. Úloha generálneho konštruktéra a vedeckého vodcu tohto unikátneho testovacieho areálu bola zverená nášmu celozväzovému Rádu Červeného praporu práce Výskumného inštitútu technológie vŕtania (VNIIBT) Minneftepromu.

No do pekla

Vŕtanie superhlbokej studne Kola slúžilo ako zdroj klebiet spojených so vznikom legendy o „ceste do pekla“.

Primárnym zdrojom informácií (1989) bola americká televízna spoločnosť Trinity Broadcasting Network, ktorá zas prevzala správu z fínskych novín. Údajne pri vŕtaní studne v hĺbke 12-tisíc metrov mikrofóny vedcov zaznamenali výkriky a stony.

Superhlboká studňa Kola okamžite dostala názov – „cesta do pekla“ – a každý ďalší navŕtaný kilometer priniesol krajine nešťastie. V hĺbke 13 000 metrov sa ZSSR zrútil, v hĺbke 14 500 metrov vedci narazili na prázdnoty.

Výskumníci spustili mikrofón do šachty a počuli zvláštne desivé zvuky a dokonca aj ľudské výkriky. Senzory ukazovali teplotu 1100 °C. Vedci si mysleli, že objavili peklo.

V skutočnosti metódy akustického prieskumu vrtov nezaznamenávajú samotný zvuk a nie na mikrofón, ale vlnový vzor odrazených elastických vibrácií na seizmických prijímačoch.

Hĺbka vrtnej zastávky bola 12 262 metrov a teplota zaznamenaná v tejto hĺbke bola iba 220 ° C, čo nezodpovedá hlavným „faktom“ legendy.

Kola superdeep: posledný ohňostroj

Zvuky podzemia - tajomstvá najhlbšej studne (TC "Vesti")

Kola superhlboký pekelný podvod

Existuje strašidelný príbeh o tom, ako sa sovietski vrtáci zavŕtali do zeme tak hlboko, že sa dostali až do samotného pekla. Do studne spustili mikrofón a nahrali výkriky hriešnikov. Nedávno sa záujem o takýto nadprirodzený úspech vedy rozhorel s obnovenou silou - objavila sa samotná nahrávka. Zvuky naozaj pripomínajú dunenie davu, spev, ozýva sa akési škrípanie.

V príbehu vystupuje istý „Dmitrij Azzakov“, na ktorého sa všetci odvolávajú. Početné pokusy nájsť tohto muža však neviedli k ničomu. Naše ďalšie vyšetrovanie ukázalo, že samotné priezvisko sa objavilo v tlači už v roku 1989. Našli sme to vo fínskych novinách Ammenusastia (mesačník pre kresťanov v oblasti Levasjoki). Je možné, že toto je pôvodný zdroj. Tam sovietsky geológ Dr. „Azzakov“ uviedol toto: „Ako komunista neverím v nebo a Bibliu, ale ako vedec som teraz nútený veriť v peklo. Netreba dodávať, že sme boli šokovaní takýmto objavom. Ale vieme, čo sme počuli a čo sme videli. A sme si úplne istí, že sme sa prevŕtali cez brány pekla.“

Z novín vyplynulo, že dráma údajne prepukla v ZSSR, keď geológovia, ktorí robili prieskumy v r Západná Sibír, dosiahol hĺbku 14,4 km. Zrazu sa vrták začal divoko otáčať, čo naznačovalo, že pod ním je prázdnota alebo jaskyňa. Keď vedci zdvihli vrták, zo studne sa vynoril tvor s tesákmi a pazúrmi s obrovskými zlými očami, ktorý kričal ako divé zviera, a zmizol. Vystrašená väčšina robotníkov a inžinierov sa ponáhľala utiecť a zvyšok musel prejsť rovnakou skúškou.

"Do studne sme spustili mikrofón, určený na zaznamenávanie pohybu litosférických platní," povedal ďalej Azzakov. „Ale namiesto toho sme počuli hlasný ľudský hlas, ktorý znel ako bolesť. Najprv sme si mysleli, že zvuk vychádza z vŕtacieho zariadenia, no keď sme to dôkladne skontrolovali, naše najhoršie podozrenia sa potvrdili. Výkriky a výkriky nepochádzali od jednej osoby. Boli to výkriky a stonanie miliónov ľudí. Našťastie sme nahrali desivé zvuky na pásku."

A do júna 1990 tu navŕtali až 12 260 metrov. Teraz práce zastavili, no vtedy geológovia o žiadnom pekle nepočuli.

Nakoniec sa ukázalo, že oba príbehy spustil nórsky Age Rendalin, ktorý sa rád nazýval „špeciálnym poradcom ministra spravodlivosti Nórska“. Keď sa oňho začali silne a hlavne zaujímať, ukázalo sa, že ide len o školského učiteľa s príliš rozvinutou fantáziou.

Priznal, že všetko vymyslel, aby skontroloval, ako vážne kresťanská tlač kontroluje svoje publikácie. Zvukový záznam, samozrejme, urobil v našich dňoch niekto iný, aby nejakým spôsobom vzbudil záujem o dlhoročný fejk.

Dnes vedecký výskum ľudstva dosiahol hranice slnečnej sústavy: pristáli sme kozmickými loďami na planétach, ich satelitoch, asteroidoch, kométach, vyslali misie do Kuiperovho pásu a prekročili hranicu heliopauzy. Pomocou ďalekohľadov vidíme udalosti, ktoré sa odohrali pred 13 miliardami rokov – keď mal vesmír len niekoľko stoviek miliónov rokov. Na tomto pozadí je zaujímavé posúdiť, ako dobre poznáme našu Zem. Najlepšia cesta spoznať ju vnútorná štruktúra- vŕtať studňu: čím hlbšie, tým lepšie. Najhlbšia studňa na Zemi je Kola Superdeep alebo SG-3. V roku 1990 jej hĺbka dosiahla 12 kilometrov 262 metrov. Ak tento údaj porovnáme s polomerom našej planéty, ukáže sa, že je to len 0,2 percenta cesty do stredu Zeme. Ale aj toto sa ukázalo ako dostatočné na to, aby sa predstavy o štruktúre zemskej kôry obrátili.

Ak si studňu predstavíte ako šachtu, cez ktorú sa dá výťahom zísť do samotných útrob zeme, alebo aspoň pár kilometrov, tak to vôbec nie je ono. Priemer vŕtacieho nástroja, ktorým inžinieri vrt vytvorili, bol len 21,4 centimetra. Horný dvojkilometrový úsek studne je trochu širší – bol rozšírený na 39,4 centimetra, no aj tak sa tam človek nemá ako dostať. Pre predstavu o proporciách studne by bola najlepšia analógia 57-metrová šijacia ihla s priemerom 1 milimeter, na jednom konci o niečo hrubšia.

No schéma

Ale táto prezentácia bude zjednodušená. Pri vŕtaní došlo na studni k viacerým nehodám - časť vrtnej kolóny skončila pod zemou bez možnosti jej vyťaženia. Preto bola studňa niekoľkokrát spustená nanovo, od značiek sedem a deväť kilometrov. Existujú štyri hlavné pobočky a asi tucet menších. Hlavné vetvy majú rôzne maximálne hĺbky: dve z nich prekračujú značku 12 kilometrov, ďalšie dve ju nedosahujú len o 200 - 400 metrov. Všimnite si, že hĺbka priekopy Mariana je o jeden kilometer menšia - 10 994 metrov v porovnaní s hladinou mora.


Horizontálne (vľavo) a vertikálne projekcie trajektórií SG-3

Yu.N. Jakovlev a kol. / Bulletin vedeckého centra Kola Ruskej akadémie vied, 2014

Navyše by bolo chybou vnímať studňu ako olovnicu. Vzhľadom na to, že v rôznych hĺbkach majú horniny rôzne mechanické vlastnosti, vrták sa pri práci odchýlil do menej hustých oblastí. Preto vo veľkom meradle vyzerá profil Kola Superdeep ako mierne zakrivený drôt s niekoľkými vetvami.

Pri približovaní sa k studni dnes uvidíme iba hornú časť - kovový poklop priskrutkovaný k ústiu dvanástimi masívnymi skrutkami. Nápis na ňom vznikol omylom, správna hĺbka je 12 262 metrov.

Ako sa vŕtala hlboká studňa?

Na začiatok treba poznamenať, že SG-3 bol pôvodne koncipovaný špeciálne na vedecké účely. Vedci sa vybrali na vŕtanie na miesto, kde sa na povrch zeme dostali staré horniny – staré až tri miliardy rokov. Jedným z argumentov pri prieskume bolo, že mladé sedimentárne horniny boli dobre preštudované počas ťažby ropy a nikto ešte nevŕtal hlboko do starých vrstiev. Okrem toho tu boli aj veľké medenoniklové ložiská, ktorých prieskum by bol užitočným doplnkom vedeckého poslania vrtu.

S vŕtaním sa začalo v roku 1970. Prvá časť vrtu bola vyvŕtaná sériovou súpravou Uralmash-4E - zvyčajne sa používala na vŕtanie ropných vrtov. Úprava inštalácie umožnila dosiahnuť hĺbku 7 kilometrov 263 metrov. Trvalo to štyri roky. Potom sa inštalácia zmenila na "Uralmash-15000", pomenovanú podľa plánovanej hĺbky studne - 15 kilometrov. Nová vrtná súprava bola navrhnutá špeciálne pre Kola Superdeep: vŕtanie v takých veľkých hĺbkach si vyžadovalo seriózne zdokonalenie vybavenia a materiálov. Napríklad hmotnosť samotnej vrtnej kolóny v 15-kilometrovej hĺbke dosahovala 200 ton. Samotná inštalácia mohla zdvihnúť bremená až do 400 ton.

Vŕtacia kolóna pozostáva z rúrok spojených navzájom. Inžinieri s jeho pomocou spúšťajú vrtný nástroj na dno studne a zabezpečuje aj jeho prevádzku. Na konci kolóny boli inštalované špeciálne 46-metrové turbodrily, poháňané prúdom vody z povrchu. Umožnili otáčať nástrojom na drvenie hornín oddelene od celého stĺpa.

Hroty, ktorými sa vrtná kolóna zarezávala do žuly, vyvolávajú asociácie s futuristickými detailmi robota – niekoľkými rotujúcimi ostnatými diskami pripojenými zhora k turbíne. Jeden takýto vrták vystačil len na štyri hodiny práce – to zhruba zodpovedá prejazdu 7-10 metrov, po ktorom treba celú vrtnú kolónu zdvihnúť, rozobrať a potom opäť spustiť. Samotné neustále zostupy a výstupy trvali až 8 hodín.

Dokonca aj potrubia pre stĺp v Kola Superdeep museli použiť neobvyklé. V hĺbke sa teplota a tlak postupne zvyšujú a, ako hovoria inžinieri, pri teplotách nad 150 - 160 stupňov oceľ sériových rúr mäkne a horšie drží niekoľkotonové zaťaženie - z tohto dôvodu existuje pravdepodobnosť nebezpečných deformácií a zlomenia stĺpec sa zvyšuje. Preto vývojári zvolili ľahšie a tepelne odolné hliníkové zliatiny. Každá z rúr mala dĺžku asi 33 metrov a priemer asi 20 centimetrov – o niečo užšiu ako studňa samotná.

Avšak ani špeciálne navrhnuté materiály nevydržali podmienky vŕtania. Po prvom sedemkilometrovom úseku trvalo takmer desať rokov a viac ako 50 kilometrov rúr, kým sa navŕtali do výšky 12 000 metrov. Inžinieri boli konfrontovaní so skutočnosťou, že pod siedmimi kilometrami sa skaly zmenšili a lámali sa – viskózne pre vrták. Okrem toho samotný vrt zdeformoval svoj tvar a stal sa elipsovitým. V dôsledku toho sa struna niekoľkokrát pretrhla a inžinieri, ktorí ju nemohli zdvihnúť späť, boli nútení zabetónovať vetvu vrtu a znova prejsť vrtom, čím stratili roky práce.

Jeden z týchto veľké havárie prinútili vŕtačov v roku 1984 vybetónovať odbočku vrtu, ktorá siahala do hĺbky 12 066 metrov. Vŕtanie sa muselo znova začať od 7-kilometrovej hranice. Predchádzala tomu pauza v práci s vrtom – v tom momente bola odtajnená existencia SG-3 a v Moskve sa konal medzinárodný geologický kongres Geoexpo, ktorého delegáti objekt navštívili.

Podľa očitých svedkov nešťastia stĺp po obnovení prác vyvŕtal studňu o deväť metrov nižšie. Po štyroch hodinách vŕtania sa robotníci pripravili na zdvihnutie stĺpa späť, ale „nešlo to“. Vrtári sa rozhodli, že potrubie sa niekde "prilepilo" k stenám studne a zvýšili zdvíhaciu silu. Pracovné zaťaženie sa výrazne znížilo. Postupným rozoberaním struny na 33-metrové sviečky sa robotníci dostali k ďalšiemu segmentu zakončenému nerovným spodným okrajom: turbovrták a ďalších päť kilometrov rúr zostali v studni, nedali sa zdvihnúť.

Hranicu 12 kilometrov sa vŕtačom podarilo opäť dosiahnuť až do roku 1990, v rovnakom čase bol stanovený rekord ponoru - 12 262 metrov. Potom došlo k novej havárii a od roku 1994 boli práce na studni zastavené.

Vedecká misia ultrahlbokého

Vzor seizmických skúšok na SG-3

"Kola superdeep" Ministerstvo geológie ZSSR, vydavateľstvo "Nedra", 1984

Vrt bol skúmaný celým radom geologických a geofyzikálnych metód, od zberu jadra (stĺpec hornín zodpovedajúci danej hĺbke) až po radiačné a seizmologické merania. Napríklad jadro bolo odobraté pomocou jadrových prijímačov so špeciálnymi vrtákmi - vyzerajú ako rúry so zubatými okrajmi. V strede týchto rúr sú 6-7 centimetrové otvory, kadiaľ vstupuje skala.

Ale aj pri tejto zdanlivo jednoduchej (okrem potreby zdvihnúť toto jadro z mnohokilometrovej hĺbky) technike sa objavili ťažkosti. V dôsledku vrtnej kvapaliny - tej istej, ktorá uviedla vrták do pohybu - sa jadro nasýtilo kvapalinou a zmenilo svoje vlastnosti. Navyše, podmienky v hĺbke a na povrchu zeme sú veľmi odlišné - vzorky popraskali z tlakového rozdielu.

V rôznych hĺbkach bol výťažok jadra veľmi odlišný. Ak na piatich kilometroch od 100-metrového segmentu bolo možné počítať s 30 centimetrami jadra, tak v hĺbkach viac ako deväť kilometrov dostali geológovia namiesto stĺpca hornín súpravu podložiek z hustej horniny.

Mikrosnímka hornín vyzdvihnutých z hĺbky 8028 metrov

"Kola superdeep" Ministerstvo geológie ZSSR, vydavateľstvo "Nedra", 1984

Štúdie materiálu vyzdvihnutého zo studne viedli k niekoľkým dôležitým záverom. Po prvé, štruktúru zemskej kôry nemožno zjednodušiť na zloženie niekoľkých vrstiev. Predtým to naznačovali seizmologické údaje - geofyzici videli vlny, ktoré sa zdalo, že sa odrážajú od hladkej hranice. Štúdie na SG-3 ukázali, že takáto viditeľnosť môže nastať aj pri zložitom rozložení hornín.

Tento predpoklad ovplyvnil návrh vrtu - vedci očakávali, že v hĺbke siedmich kilometrov sa šachta dostane do čadičových skál, no nestretli sa ani pri hranici 12 kilometrov. No namiesto čadiča objavili geológovia horniny, ktoré mali veľké množstvo puklín a nízku hustotu, čo sa z mnohokilometrovej hĺbky vôbec nedalo očakávať. Navyše sa v trhlinách našli stopy podzemnej vody – dokonca sa predpokladalo, že vznikli priamou reakciou kyslíka a vodíka v hrúbke Zeme.

Medzi vedeckými výsledkami sa našli aj aplikované - napríklad v malých hĺbkach našli geológovia horizont medenoniklových rúd vhodných na ťažbu. A v hĺbke 9,5 kilometra bola objavená vrstva geochemickej anomálie zlata – v hornine boli prítomné mikrometrové zrnká pôvodného zlata. Koncentrácie dosiahli gram na tonu horniny. Je však nepravdepodobné, že by ťažba z takejto hĺbky bola niekedy zisková. Ale samotná existencia a vlastnosti zlatonosnej vrstvy umožnili objasniť modely vývoja minerálov – petrogenézu.

Samostatne je potrebné hovoriť o štúdiách teplotných gradientov a žiarenia. Na takéto experimenty sa používajú hĺbkové prístroje, ktoré sa spúšťajú na drôtených kábloch. Veľkým problémom bolo zabezpečiť ich synchronizáciu s pozemnými zariadeniami, ako aj zabezpečiť prevádzku vo veľkých hĺbkach. Ťažkosti nastali napríklad s tým, že káble s dĺžkou 12 kilometrov boli natiahnuté asi o 20 metrov, čo mohlo výrazne znížiť presnosť údajov. Aby sa tomu vyhli, geofyzici museli vytvoriť nové metódy na označovanie vzdialeností.

Väčšina komerčných nástrojov nebola navrhnutá na prácu v drsných podmienkach nižších vrstiev vrtu. Na výskum vo veľkých hĺbkach preto vedci použili zariadenia navrhnuté špeciálne pre Kola Superdeep.

Najdôležitejším výsledkom geotermálneho výskumu sú oveľa vyššie teplotné gradienty, ako sa očakávalo. Pri povrchu bola rýchlosť nárastu teploty 11 stupňov na kilometer, do hĺbky dvoch kilometrov - 14 stupňov na kilometer. V intervale od 2,2 do 7,5 kilometra teplota stúpala rýchlosťou blížiacou sa 24 stupňom na kilometer, hoci existujúce modely predpovedali hodnotu jeden a pol krát nižšiu. Výsledkom bolo, že už v päťkilometrovej hĺbke prístroje zaznamenali teplotu 70 stupňov Celzia a o 12 kilometrov táto hodnota dosiahla 220 stupňov Celzia.

Ukázalo sa, že vrt Kola Superdeep je na rozdiel od iných vrtov - napríklad pri analýze uvoľňovania tepla hornín ukrajinského kryštalického štítu a batolitov Sierra Nevada geológovia ukázali, že uvoľňovanie tepla klesá s hĺbkou. V SG-3 naopak rástla. Okrem toho merania ukázali, že hlavným zdrojom tepla, ktorý poskytuje 45-55 percent tepelného toku, je rozpad rádioaktívnych prvkov.

Napriek tomu, že hĺbka studne pôsobí kolosálne, nedosahuje ani tretinu hrúbky zemskej kôry v Baltskom štíte. Geológovia odhadujú, že základ zemskej kôry v tejto oblasti prebieha asi 40 kilometrov pod zemou. Preto aj keby SG-3 dosiahla plánovanú 15-kilometrovú hranicu, stále by sme nedosiahli plášť.

Takúto ambicióznu úlohu si dali americkí vedci pri vývoji projektu Mohol. Geológovia plánovali dosiahnuť hranicu Mohorovichich - podzemnej oblasti, kde dochádza k prudkej zmene rýchlosti šírenia zvukové vlny. Predpokladá sa, že súvisí s hranicou medzi kôrou a plášťom. Stojí za zmienku, že vrtáci si ako miesto pre studňu vybrali dno oceánu pri ostrove Guadalupe - vzdialenosť k hranici bola len niekoľko kilometrov. Hĺbka samotného oceánu tu však dosahovala 3,5 kilometra, čo výrazne skomplikovalo vrtné práce. Prvé testy v 60. rokoch umožnili geológom vyvŕtať diery len 183 metrov.

Nedávno boli vypracované plány na oživenie projektu vŕtania v hlbokom oceáne pomocou prieskumnej vrtnej lode JOIDES Resolution. Ako nový cieľ si geológovia vybrali bod v Indickom oceáne, neďaleko Afriky. Hĺbka tamojšej Mohorovičovej hranice je len asi 2,5 kilometra. V decembri 2015 - januári 2016 sa geológom podarilo vyvŕtať studňu s hĺbkou 789 metrov - piatu najväčšiu na svete podvodných studní. Ale táto hodnota je len polovica toho, čo bolo požadované v prvej fáze. Tím sa však plánuje vrátiť a dokončiť to, čo začali.

***

0,2 percenta cesty do stredu Zeme nie je také pôsobivé číslo v porovnaní s mierou cestovania vesmírom. Treba si však uvedomiť, že hranica Slnečnej sústavy neprechádza pozdĺž obežnej dráhy Neptúna (či dokonca Kuiperovho pásu). Gravitácia Slnka prevláda nad hviezdnou až do vzdialenosti dvoch svetelných rokov od hviezdy. Ak si teda všetko dôkladne spočítate, vyjde vám, že aj Voyager 2 preletel len desatinu percenta cesty na okraj našej sústavy.

Nebuďte preto naštvaní tým, ako málo poznáme „vnútro“ našej vlastnej planéty. Geológovia majú svoje vlastné teleskopy – seizmický výskum – a vlastné ambiciózne plány na dobytie útrob. A ak sa astronómom už podarilo dotknúť pevnej časti nebeských telies v slnečná sústava, potom majú geológovia všetky najzaujímavejšie veci, ktoré ešte len prídu.

Vladimír Korolev

Pokus o štúdium geologického rezu a hrúbky vulkanických hornín vynárajúcich sa na zemský povrch podnietil vedecké centrá a podobne ako oni výskumné organizácie, aby identifikovali pôvod hlbokých zlomov. Faktom je, že vzorky štruktúrnych hornín, ktoré boli predtým extrahované z útrob Zeme a Mesiaca, boli potom rovnako zaujímavé pre štúdium. A výber miesta položenia úst padol na existujúci obrovský miskovitý žľab, ktorého pôvod je spojený s prítomnosťou hlbokej chyby v oblasti polostrova Kola.

Verilo sa, že Zem je akýmsi sendvičom, ktorý pozostáva z kôry, plášťa a jadra. Do tejto doby boli sedimentárne horniny blízko povrchu dostatočne preskúmané pri vývoji ropných polí. Prieskum neželezných kovov bol zriedkavo sprevádzaný vrtmi pod hranicou 2000 metrov.

Kola SG (superhlbina), pod hĺbkou 5000 metrov, mala nájsť úsek vrstiev žuly a čadiča. Toto sa nestalo. Vŕtací projektil prerazil tvrdé žulové skaly až do výšky 7000 metrov. Ďalej klesanie prechádzalo cez relatívne mäkké pôdy, čo spôsobilo zrútenie stien šachty a vznik dutín. Rozpadajúca sa zemina zasekla hlavu nástroja natoľko, že pri zdvíhaní sa potrubný reťazec odlomil, čo viedlo k nehode. Studňa Kola mala tieto dávno overené učenia potvrdiť alebo vyvrátiť. Vedci sa navyše neodvážili uviesť intervaly, kde presne prechádzajú hranice medzi týmito tromi vrstvami. Kolský vrt bol určený na prieskum a štúdium ložísk nerastných surovín, určovanie zákonitostí a postupné vytváranie polí výskytu zásob surovín. Základom bola predovšetkým vedecká platnosť teórie fyzikálnych, hydrogeologických a iných parametrov zemských hĺbok. a spoľahlivé informácie o geologická stavba podložie mohlo poskytnúť iba ultrahlboké ponorenie kmeňa.

Medzitým dlhodobá príprava na začatie vrtných prác predpokladala: možnosť zvýšenia teploty pri jej prehlbovaní, zvýšenie hydrostatického tlaku vrstiev, nepredvídateľnosť správania hornín, ich stabilitu v dôsledku prítomnosť hornín a tlakov v nádrži.

Z technického hľadiska boli zohľadnené všetky možné ťažkosti a prekážky, ktoré by mohli viesť k spomaleniu procesu prehlbovania v dôsledku straty času na zakopnutie strely, poklesu rýchlosti vŕtania v dôsledku zmeny kategórie hornín. a zvýšenie nákladov na energiu pre dolné trysky.
Za najťažší faktor sa považovalo neustále zvyšovanie hmotnosti puzdra a vrtnej rúrky, keď sa prehlbovala.

Technický vývoj v oblasti:
- zvýšenie nosnosti, výkonu a iných charakteristík vrtných zariadení a zariadení;
- tepelná stabilita nástroja na rezanie hornín;
- automatizácia riadenia všetkých fáz procesu vŕtania;
- spracovanie informácií prichádzajúcich zo zóny dna;
- upozornenia na núdzové situácie s vrtnou rúrou alebo pažnicovou kolónou.

Potopenie ultrahlbokej šachty malo odhaliť správnosť či omyl vedeckej hypotézy o hlbokej štruktúre planéty.

Účelom tejto veľmi nákladnej stavby bolo študovať:
1. Hlboká štruktúra ložiska niklu Pechenga a kryštalická základňa Baltského štítu polostrova. Rozlúštenie obrysu ložiska polymetalov v Pechenga spojené s prejavmi rudných telies.
2. Štúdium povahy a síl, ktoré spôsobujú oddelenie hraníc listov kontinentálnej kôry. Identifikácia rezervoárových zón, motívov a povahy formovania vysoká teplota. Stanovenie fyzikálneho a chemického zloženia vody, plynov vznikajúcich v puklinách, pórov hornín.
3. Získanie vyčerpávajúceho materiálu o materiálovom zložení hornín a informácie o intervaloch medzi žulovými a čadičovými „tesneniami“ kôry. Komplexné štúdium fyzikálne a chemické vlastnosti extrahované jadro.
4. Vývoj pokročilých technické prostriedky a nové technológie na vŕtanie ultra hlbokých šácht. Možnosť aplikácie geofyzikálnych metód výskumu v zóne rudných prejavov.
5. Vývoj a tvorba najnovších zariadení na monitorovanie, testovanie, výskum, kontrolu procesu vŕtania.

Studňa Kola z väčšej časti spĺňala vedecké ciele. Úloha zahŕňala štúdium najstarších hornín, z ktorých sa planéta skladá, a poznanie tajomstiev procesov, ktoré sa v nich vyskytujú.

Geologické zdôvodnenie vrtov na polostrove Kola


Prieskum a ťažba ložísk úžitkových rúd je vždy predurčená vŕtaním hlbinných vrtov. A prečo práve na polostrove Kola a konkrétne v regióne Murmansk a určite v Pechenge. Predpokladom toho bola skutočnosť, že tento región bol považovaný za skutočnú zásobáreň nerastných surovín s najbohatšími zásobami najrôznejších rudných surovín (nikel, magnetity, apatity, sľuda, titán, meď).

Geologický výpočet, urobený na základe jadra z vrtu, však odhalil nezmyselnosť svetového vedeckého názoru. Ukázalo sa, že sedemkilometrovú hĺbku tvoria vulkanické a sedimentárne horniny (tufy, pieskovce, dolomity, brekcie). Pod týmto intervalom sa podľa očakávania mali nachádzať horniny oddeľujúce granitové a čadičové štruktúry. Ale, bohužiaľ, bazalty sa nikdy neobjavili.

Z geologického hľadiska je Baltský štít polostrova s ​​čiastočným pokrytím územia Nórska, Švédska, Fínska a Karélie erodovaný a vyvíjaný po milióny storočí. Do geologického záznamu Pečengy sa najvýraznejšie podpísali prírodné výlevy, deštruktívne procesy vulkanizmu, javy magmatizmu, metamorfné modifikácie hornín, sedimentácia. Toto je časť baltského zvrásneného štítu, kde sa geologická história vrstevných a rudných prejavov vyvíjala miliardy rokov.

Stáročnej korózii boli vystavené najmä severné a východné časti povrchu štítu. V dôsledku toho ľadovce, vietor, voda a iné prírodné katastrofy akoby strhli (škrabali) vrchné vrstvy skál.

Vážna erózia slúžila ako základ pre výber miesta vrtu. horné vrstvy a expozícia starovekých archejských útvarov Zeme. Tieto odkryvy výrazne priblížili a uľahčili prístup do podzemných zásobární prírody.

Dizajn superhlbokej studne


Ultra hlboké konštrukcie majú povinnú teleskopickú konštrukciu. V našom prípade bol počiatočný priemer ústia 92 cm a konečný 21,5.

Konštrukčný vodiaci stĺp alebo takzvaný vodič s priemerom 720 mm umožňoval prienik do hĺbky 39 lineárnych metrov. Prvá technická struna (stacionárne puzdro) s priemerom 324 mm a dĺžkou 2000 metrov; odnímateľný plášť 245 mm, s metrážou 8770 metrov. Ďalšie vŕtanie sa plánovalo vykonať s otvoreným otvorom po konštrukčnú značku. Kryštalické horniny umožnili počítať s dlhodobou stabilitou neopláštenej časti hradieb. Druhý odnímateľný stĺp, označený magnetickými značkami, by umožnil kontinuálne vzorkovanie jadra po celej dĺžke vrtu. Rádioaktívne značky na zvislom potrubí boli vyladené tak, aby zaznamenávali teplotu prostredia vŕtania.

Technické vybavenie vrtnej súpravy na vŕtanie ultrahlbokej studne


Vŕtanie od nuly bolo vykonané inštaláciou Uralmash-4E, to znamená sériovým zariadením používaným na vŕtanie hlbokých ropných a plynových vrtov. Do 2000 metrov bola šachta prevŕtaná oceľovými vrtnými rúrami s turbovrtákom na konci. Táto turbína s dĺžkou 46 metrov s dlátom na konci bola uvedená do rotácie pôsobením hlineného roztoku, ktorý bol čerpaný do potrubia pod tlakom 40 atmosfér.

Ďalej bolo potopenie vykonané z intervalu 7264 metrov domácou inštaláciou "Uralmash-15000", z inovatívneho hľadiska, výkonnejšou konštrukciou s nosnosťou 400 ton. Komplex bol vybavený mnohými technickými, technologickými, elektronickými a inými pokrokovými prvkami.

Studňa Kola bola vybavená špičkovou a automatizovanou štruktúrou:
1. Prieskum, so silnou základňou, na ktorej je namontovaná samotná sekčná veža, vysoká 68 metrov. Navrhnuté na implementáciu:

  • potopenie hlavne, operácie zostupu - zdvihnutie strely a iné pomocné činnosti;
  • zadržanie vedenia a celej kolóny rúr, ako na hmotnosti, tak aj počas vŕtania;
  • umiestnenie sekcií (stojanov) vrtných rúr vrátane objímok, pojazdového systému.

Vo vnútornom priestore veže sa nachádzali aj prostriedky spoločného podniku (zostup - výstup), náradie. Boli v nej umiestnené aj bezpečnostné prostriedky a prípadná núdzová evakuácia jazdca (pomocný vŕtač).

2. Energetické a technologické zariadenia, energetické a čerpacie agregáty.

3. Systém riadenia cirkulácie a vyfukovania, cementovacie zariadenie.

4. Automatizácia, riadenie, systém riadenia procesov.

5. Elektrické napájanie, mechanizačné prostriedky.

6. Komplex meracej techniky, laboratórneho vybavenia a mnoho iného.

V roku 2008 bola superhlboká studňa Kola úplne opustená, všetko cenné vybavenie bolo demontované a odstránené (väčšina z nich bola predaná do šrotu).

Do roku 2012 bola hlavná veža vrtnej súpravy demontovaná.

Teraz funguje iba Kolské vedecké centrum Ruskej akadémie vied, ktoré dodnes študuje jadro extrahované z ultrahlbokej studne.

Samotné jadro bolo vybraté do mesta Jaroslavľ, kde je teraz uložený.

Dokumentárne video o superhlbokej studni Kola


Nové rekordy ultra hlbokých studní

Superhlboký vrt Kola bol do roku 2008 považovaný za najhlbší vrt na svete.

V roku 2008 bol v ropnej panve Al Shaheen pod ostrým uhlom vyvŕtaný ropný vrt Maersk Oil BD-04A, ktorý je dlhý 12 290 metrov.

V januári 2011 bol prekonaný aj tento rekord a prekonal ho ropný vrt navŕtaný v Severnom dóme (Odoptu-Sea - ropné a plynové pole v Rusku), tento vrt bol tiež vyvŕtaný v ostrom uhle k zemskému povrchu , dĺžka bola 12 345 metrov.

V júni 2013 vrt Z-42 poľa Čajvinskoje opäť prekonal hĺbkový rekord s dĺžkou 12 700 metrov.