พื้นดินอยู่ใต้เรา ดีถึงนรก: ทำไมการขุดเจาะหลุมที่ลึกที่สุดจึงถูกหยุด

บริษัทน้ำมัน (OC) Rosneft ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มความร่วมมือของโครงการ Sakhalin-1 ประสบความสำเร็จในการขุดเจาะหลุมที่ยาวที่สุดในโลกที่แหล่ง Chayvo แผนกนโยบายข้อมูลของบริษัทรายงาน

หลุมผลิต O-14 มีความลึกของการเจาะที่ใหญ่ที่สุดในโลก - 13,500 เมตร และส่วนแนวนอนของการเจาะที่มีความยาว 12,033 เมตร มันถูกเจาะไปทางปลายสุดด้านตะวันออกเฉียงใต้ของสนามจากแท่นขุดเจาะ Orlan

“หลุมนี้เป็นความต่อเนื่องของการดำเนินโครงการที่โดดเด่นของเราอย่างประสบความสำเร็จ ผมขอแสดงความขอบคุณต่อหุ้นส่วนของเรา ExxonMobil ด้วยการใช้เทคโนโลยีการขุดเจาะซึ่งความสำเร็จนี้เกิดขึ้นได้” Igor Sechin หัวหน้าของ Rosneft กล่าว

ในระหว่างการดำเนินโครงการ Sakhalin-1 ตั้งแต่ปี 2546 มีการสร้างสถิติโลกหลายประการสำหรับการขุดหลุมที่มีการเข้าถึงระยะไกล ตัวอย่างเช่น ในเดือนมกราคม 2011 มีการขุดเจาะบ่อน้ำมันในแหล่ง Odoptu-Sea ข้างใต้ มุมแหลมสู่พื้นผิวโลกยาว 12,345 เมตร กลายเป็นบ่อน้ำที่ยาวที่สุดในโลก

ในเดือนเมษายน 2556 มีการขุดเจาะบ่อ Z-43 ซึ่งมีความลึก 12,450 เมตรและในเดือนมิถุนายนของปีเดียวกันนั้นสถิติโลกก็ถูกทำลายอีกครั้งที่สนาม Chayvinskoye: ความลึกของบ่อ Z-42 คือ 12,700 เมตรบวก ส่วนแนวนอนที่ 11,739 เมตร

ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2557 ทีมงานโครงการ Sakhalin-1 เสร็จสิ้นการเจาะหลุม Z-40 บนสนามนอกชายฝั่ง Chayvo ซึ่งก่อนที่หลุม O-14 จะปรากฎขึ้นนั้น มีความลึกของหลุมเจาะที่ใหญ่ที่สุดในโลกที่ 13,000 เมตร และมีความลึกส่วนแนวนอนเท่ากับ 12 130 เมตร.

วันนี้คำนึงถึงสถิติใหม่ ลึกดีสมาคม Sakhalin-1 เจาะ 9 ใน 10 บ่อที่ยาวที่สุดในโลก

การใช้เทคโนโลยีการขุดเจาะขั้นสูงที่ประสบความสำเร็จทำให้สามารถลดต้นทุนสำหรับการก่อสร้างโครงสร้างนอกชายฝั่ง ท่อส่งน้ำมัน และองค์ประกอบอื่น ๆ ของโครงสร้างพื้นฐานภาคสนามเพิ่มเติมได้

นอกจากนี้ ด้วยการลดพื้นที่ของสถานที่ขุดเจาะและการผลิต เทคโนโลยีการขุดเจาะขั้นสูงที่ Rosneft ใช้จึงช่วยปกป้องสิ่งแวดล้อม

บ่อน้ำลึกพิเศษโคลา ซึ่งปลูกเพื่อเป็นเกียรติแก่วันครบรอบ 100 ปีวันเกิดของเลนินในปี 1970 ยังคงเป็นบ่อน้ำแนวดิ่งที่ลึกที่สุดในโลกที่มีการขุดเจาะบนบก มีความลึก 12,262 เมตร

ทุ่ง Chayvo เป็นหนึ่งในสามทุ่งของโครงการ Sakhalin-1 ตั้งอยู่ทางตะวันออกเฉียงเหนือของชายฝั่งซาคาลิน ความลึกของทะเลแตกต่างกันไปตั้งแต่ 14 ถึง 30 ม. ที่สถานที่ติดตั้งของแพลตฟอร์ม Orlan พร้อมโมดูลการขุดเจาะและที่พักความลึกของทะเลคือ 15 ม. ระยะทางถึงชายฝั่งคือ 5 กม. (ใกล้ขอบเขต) และ 15 กม. (ขอบเขตไกล) . สนามนี้เริ่มดำเนินการในปี พ.ศ. 2548

การติดตั้งแท่น Orlan เสร็จสมบูรณ์ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2548 และเริ่มดำเนินการขุดเจาะในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2548 แพลตฟอร์มนี้มีสิ่งอำนวยความสะดวกขั้นต่ำสำหรับการเตรียมผลิตภัณฑ์ เนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่ผลิตทั้งหมดจะถูกส่งไปยังศูนย์การประมวลผลบนบกของ Chayvo โครงสร้างคอนกรีตเหล็กซึ่งเป็นที่ตั้งของโมดูลขุดเจาะและที่พัก ถูกนำมาใช้เพื่อพัฒนาพื้นที่ทางตะวันตกเฉียงใต้และตะวันออกเฉียงใต้ของแหล่ง Chayvo ฐานคอนกรีตเหล็กของ Orlan ทนทานต่อการโจมตีของน้ำแข็งและฮัมม็อกขนาดยักษ์ที่สูงถึงอาคารหกชั้นได้อย่างง่ายดาย

Sakhalin-1 เป็นโครงการนอกชายฝั่งขนาดใหญ่โครงการแรกที่ดำเนินการในสหพันธรัฐรัสเซียภายใต้เงื่อนไขของข้อตกลงการแบ่งปันการผลิต (PSA) ซึ่งสรุปในปี 1996 ส่วนแบ่งของผู้เข้าร่วมโครงการ: NK Rosneft - 20%, ExxonMobil - 30%, SODECO - 30%, ONGC Videsh Ltd - 20%

โครงการ Sakhalin-1 ประกอบด้วยการพัฒนาแหล่งนอกชายฝั่ง 3 แห่ง ได้แก่ Chaivo, Odoptu และ Arkutun-Dagi ซึ่งตั้งอยู่บนไหล่ทางตะวันออกเฉียงเหนือของเกาะ Sakhalin ปริมาณสำรองที่สามารถกู้คืนได้ทั้งหมดภายใต้โครงการนี้คือน้ำมัน 236 ล้านตันและก๊าซ 487 พันล้านลูกบาศก์เมตร แหล่ง Chaivo แห่งแรกเริ่มดำเนินการในปี 2548 แหล่ง Odoptu ในปี 2553 และแหล่ง Arkutun-Dagi ในเดือนมกราคม 2558 นับตั้งแต่เริ่มต้นโครงการ มีการผลิตน้ำมันได้ 70 ล้านตัน และมีการผลิตและจำหน่ายก๊าซ 16 พันล้านลูกบาศก์เมตร

ปัจจุบัน การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ของมนุษยชาติได้ก้าวไปถึงขอบเขตของระบบสุริยะแล้ว เราได้ลงจอดยานอวกาศบนดาวเคราะห์ ดาวเทียม ดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง ส่งภารกิจไปยังแถบไคเปอร์ และข้ามขอบเขตเฮลิโอพอส ด้วยความช่วยเหลือของกล้องโทรทรรศน์ เราเห็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อ 13 พันล้านปีก่อน - เมื่อจักรวาลมีอายุเพียงไม่กี่ร้อยล้านปี เมื่อเทียบกับภูมิหลังนี้ เป็นเรื่องน่าสนใจที่จะประเมินว่าเรารู้จักโลกของเราดีแค่ไหน วิธีที่ดีที่สุดทำความรู้จักกับเธอ โครงสร้างภายใน- เจาะบ่อ: ยิ่งลึกยิ่งดี บ่อน้ำที่ลึกที่สุดในโลกคือ Kola Superdeep Well หรือ SG-3 ในปี พ.ศ. 2533 มีความลึกถึง 12 กิโลเมตร 262 เมตร หากคุณเปรียบเทียบตัวเลขนี้กับรัศมีของโลกของเรา ปรากฎว่านี่เป็นเพียง 0.2 เปอร์เซ็นต์ของระยะทางสู่ใจกลางโลก แต่ถึงกระนั้นก็เพียงพอที่จะเปลี่ยนแนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างของเปลือกโลก

หากคุณจินตนาการถึงปล่องน้ำที่คุณสามารถลงลิฟต์ไปยังส่วนลึกของโลกหรืออย่างน้อยสองสามกิโลเมตรก็ไม่ได้เป็นเช่นนั้น เส้นผ่านศูนย์กลางของเครื่องมือขุดเจาะที่วิศวกรสร้างบ่ออยู่ที่เพียง 21.4 เซนติเมตร ส่วนด้านบนของบ่อน้ำสองกิโลเมตรนั้นกว้างขึ้นเล็กน้อย - ขยายเป็น 39.4 เซนติเมตร แต่ก็ยังไม่มีทางที่คนจะไปถึงที่นั่นได้ หากต้องการจินตนาการถึงสัดส่วนของบ่อน้ำ การเปรียบเทียบที่ดีที่สุดคือเข็มเย็บผ้ายาว 57 เมตร เส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มิลลิเมตร ซึ่งปลายด้านหนึ่งหนากว่าเล็กน้อย

แผนภาพที่ดี

แต่การเป็นตัวแทนนี้ก็จะทำให้ง่ายขึ้นเช่นกัน ในระหว่างการขุดเจาะ มีอุบัติเหตุเกิดขึ้นหลายครั้งที่บ่อน้ำ ส่วนหนึ่งของเชือกเจาะไปอยู่ใต้ดินโดยไม่สามารถถอดออกได้ ดังนั้นบ่อน้ำจึงเริ่มต้นใหม่หลายครั้งจากระยะทางเจ็ดถึงเก้ากิโลเมตร มีกิ่งใหญ่สี่กิ่งและกิ่งเล็กประมาณสิบโหล สาขาหลักมีความลึกสูงสุดที่แตกต่างกัน: สองสาขาข้ามเครื่องหมาย 12 กิโลเมตรและอีกสองสาขาไปไม่ถึงเพียง 200-400 เมตร โปรดทราบว่าความลึกของร่องลึกบาดาลมาเรียนานั้นน้อยกว่าหนึ่งกิโลเมตร - 10,994 เมตรเมื่อเทียบกับระดับน้ำทะเล

การฉายภาพแนวนอน (ซ้าย) และแนวตั้งของวิถี SG-3

ยู.เอ็น. ยาโคฟเลฟ และคณะ / แถลงการณ์ของศูนย์วิทยาศาสตร์ Kola ของ Russian Academy of Sciences, 2014

ยิ่งไปกว่านั้น มันจะเป็นความผิดพลาดที่จะมองว่าบ่อน้ำเป็นเส้นดิ่ง เนื่องจากหินมีคุณสมบัติเชิงกลที่แตกต่างกันที่ระดับความลึกต่างกัน สว่านจึงเบี่ยงเบนไปยังพื้นที่ที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าในระหว่างการทำงาน ดังนั้นในขนาดใหญ่ โปรไฟล์ของ Kola Superdeep จึงดูเหมือนเป็นลวดโค้งเล็กน้อยที่มีกิ่งก้านหลายกิ่ง

เมื่อเข้าใกล้บ่อน้ำวันนี้เราจะเห็นเพียงส่วนบน - ฟักโลหะที่ขันเข้ากับปากด้วยสลักเกลียวขนาดใหญ่สิบสองอัน คำจารึกบนนั้นมีข้อผิดพลาดความลึกที่ถูกต้องคือ 12,262 เมตร

การเจาะบ่อน้ำลึกพิเศษทำอย่างไร?

ประการแรกควรสังเกตว่าเดิมที SG-3 ถูกสร้างขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะ นักวิจัยเลือกที่จะเจาะสถานที่ที่มีหินโบราณซึ่งมีอายุถึง 3 พันล้านปี ขึ้นมาสู่พื้นผิวโลก ข้อโต้แย้งประการหนึ่งระหว่างการสำรวจคือมีการศึกษาหินตะกอนอายุน้อยในระหว่างการผลิตน้ำมัน และไม่มีใครเคยเจาะลึกเข้าไปในชั้นหินโบราณ นอกจากนี้ยังมีแหล่งสะสมทองแดง-นิกเกิลจำนวนมาก การสำรวจซึ่งจะเป็นประโยชน์เพิ่มเติมต่อภารกิจทางวิทยาศาสตร์ของบ่อน้ำ

การขุดเจาะเริ่มขึ้นในปี 1970 ส่วนแรกของบ่อถูกเจาะด้วยแท่นขุดเจาะ Uralmash-4E แบบอนุกรม - โดยปกติจะใช้สำหรับการขุดบ่อน้ำมัน การปรับเปลี่ยนการติดตั้งทำให้สามารถเจาะลึกได้ 7 กิโลเมตร 263 เมตร ใช้เวลาสี่ปี จากนั้นการติดตั้งได้เปลี่ยนเป็น Uralmash-15000 ซึ่งตั้งชื่อตามความลึกที่วางแผนไว้ของบ่อน้ำ - 15 กิโลเมตร แท่นขุดเจาะใหม่ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับ Kola superdeep: การขุดเจาะที่ระดับความลึกมากดังกล่าวจำเป็นต้องมีการดัดแปลงอุปกรณ์และวัสดุอย่างจริงจัง ตัวอย่างเช่น น้ำหนักของสายเจาะเพียงอย่างเดียวที่ความลึก 15 กิโลเมตรถึง 200 ตัน การติดตั้งสามารถยกน้ำหนักได้มากถึง 400 ตัน

สายสว่านประกอบด้วยท่อที่เชื่อมต่อถึงกัน ด้วยความช่วยเหลือนี้ วิศวกรจึงลดเครื่องมือขุดเจาะลงไปที่ก้นบ่อ และยังรับประกันการทำงานอีกด้วย ที่ปลายเสามีการติดตั้งเทอร์โบดริลล์พิเศษยาว 46 เมตร ซึ่งขับเคลื่อนโดยการไหลของน้ำจากผิวน้ำ พวกเขาทำให้สามารถหมุนเครื่องมือบดหินแยกจากทั้งคอลัมน์ได้

บิตที่ใช้เจาะหินแกรนิตทำให้เกิดชิ้นส่วนล้ำสมัยจากหุ่นยนต์ - จานที่มีหนามแหลมหมุนได้หลายอันที่เชื่อมต่อกับกังหันที่อยู่ด้านบน บิตหนึ่งนั้นเพียงพอสำหรับงานเพียงสี่ชั่วโมง - ซึ่งประมาณนี้สอดคล้องกับทางเดิน 7-10 เมตร หลังจากนั้นจะต้องยกสายสว่านทั้งหมด ถอดประกอบ แล้วลดระดับลงอีกครั้ง การขึ้นและลงอย่างต่อเนื่องใช้เวลาสูงสุด 8 ชั่วโมง

แม้แต่ท่อสำหรับเสาในท่อ Kola Superdeep ก็ยังต้องใช้ในลักษณะที่ผิดปกติ ที่ความลึกอุณหภูมิและความดันจะค่อยๆเพิ่มขึ้นและตามที่วิศวกรพูดที่อุณหภูมิสูงกว่า 150-160 องศาเหล็กของท่ออนุกรมจะอ่อนตัวลงและสามารถทนต่อน้ำหนักหลายตันได้น้อยลง - ด้วยเหตุนี้จึงมีโอกาสเกิดการเสียรูปที่เป็นอันตรายและ การแตกของคอลัมน์เพิ่มขึ้น ดังนั้นนักพัฒนาจึงเลือกใช้อลูมิเนียมอัลลอยด์ที่เบาและทนความร้อน ท่อแต่ละท่อมีความยาวประมาณ 33 เมตร และมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 20 เซนติเมตร ซึ่งแคบกว่าบ่อเล็กน้อย

อย่างไรก็ตาม แม้แต่วัสดุที่ได้รับการพัฒนาเป็นพิเศษก็ไม่สามารถทนต่อสภาพการเจาะได้ หลังจากผ่านส่วนเจ็ดกิโลเมตรแรก การขุดเจาะเพิ่มเติมจนถึงระดับ 12,000 เมตรใช้เวลาเกือบสิบปีและใช้ท่อมากกว่า 50 กิโลเมตร วิศวกรต้องเผชิญกับความจริงที่ว่าหินที่ต่ำกว่าเจ็ดกิโลเมตรมีความหนาแน่นและแตกหักน้อยลง - มีความหนืดสำหรับการเจาะ นอกจากนี้ หลุมเจาะเองก็บิดเบือนรูปร่างและกลายเป็นรูปไข่ เป็นผลให้เสาหักหลายครั้งและไม่สามารถยกกลับคืนได้วิศวกรจึงถูกบังคับให้คอนกรีตกิ่งก้านของบ่อน้ำและเจาะเพลาอีกครั้งทำให้เสียเวลาหลายปีในการทำงาน

หนึ่งในนั้น อุบัติเหตุร้ายแรงในปี พ.ศ. 2527 ได้มีการบังคับผู้เจาะคอนกรีตเพื่อเทคอนกรีตสาขาของบ่อน้ำซึ่งมีความลึก 12,066 เมตร การขุดเจาะต้องเริ่มใหม่อีกครั้งตั้งแต่ระยะ 7 กิโลเมตร นำหน้าด้วยการหยุดทำงานกับบ่อน้ำชั่วคราว - ในขณะนั้นการมีอยู่ของ SG-3 ก็ไม่เป็นความลับอีกต่อไปและการประชุมทางธรณีวิทยาระดับนานาชาติ Geoexpo จัดขึ้นที่มอสโกซึ่งมีผู้แทนมาเยี่ยมชมไซต์

ตามที่ผู้เห็นเหตุการณ์เล่าว่า หลังจากกลับมาดำเนินการอีกครั้ง เสาดังกล่าวได้เจาะบ่อน้ำลึกลงไปอีก 9 เมตร หลังจากเจาะสี่ชั่วโมง คนงานก็เตรียมที่จะยกเสากลับคืน แต่มันก็ “ไม่ได้ผล” ช่างเจาะตัดสินใจว่าท่อ "ติดอยู่" ที่ไหนสักแห่งกับผนังบ่อ และเพิ่มกำลังในการยก ภาระลดลงอย่างรวดเร็ว ค่อยๆ รื้อเสาออกเป็นเทียนยาว 33 เมตร คนงานไปถึงส่วนถัดไปโดยลงท้ายด้วยขอบล่างที่ไม่เท่ากัน: เทอร์โบดริลและท่ออีกห้ากิโลเมตรยังคงอยู่ในบ่อน้ำไม่สามารถยกได้

ผู้เจาะสามารถเข้าถึงเครื่องหมาย 12 กิโลเมตรได้อีกครั้งในปี 1990 ซึ่งในเวลานั้นมีการบันทึกการดำน้ำที่ 12,262 เมตร จากนั้นก็เกิดอุบัติเหตุครั้งใหม่ และตั้งแต่ปี 1994 งานในบ่อก็หยุดลง

ภารกิจทางวิทยาศาสตร์ Superdeep

ภาพการทดสอบแผ่นดินไหวที่ SG-3

“ Kola Superdeep” กระทรวงธรณีวิทยาแห่งสหภาพโซเวียต, สำนักพิมพ์ Nedra, 1984

บ่อน้ำได้รับการศึกษาโดยใช้วิธีการทางธรณีวิทยาและธรณีฟิสิกส์หลากหลายรูปแบบ ตั้งแต่การรวบรวมแกนกลาง (คอลัมน์หินที่สอดคล้องกับความลึกที่กำหนด) ไปจนถึงการวัดรังสีและแผ่นดินไหววิทยา ตัวอย่างเช่นแกนถูกนำโดยใช้ตัวรับหลักที่มีการฝึกซ้อมพิเศษ - พวกมันดูเหมือนท่อที่มีขอบหยัก ตรงกลางท่อเหล่านี้จะมีรูขนาด 6-7 เซนติเมตรซึ่งเป็นจุดที่หินตกลงมา

แต่ถึงแม้จะดูเรียบง่าย (ยกเว้นความจำเป็นในการยกแกนกลางนี้จากความลึกหลายกิโลเมตร) ความยากลำบากก็เกิดขึ้น เนื่องจากของเหลวในการเจาะซึ่งเป็นของเหลวชนิดเดียวกับที่ทำให้สว่านเคลื่อนที่ แกนจึงอิ่มตัวด้วยของเหลวและเปลี่ยนคุณสมบัติของมัน นอกจากนี้สภาพในระดับความลึกและบนพื้นผิวโลกมีความแตกต่างกันมาก - ตัวอย่างแตกเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความดัน

ที่ระดับความลึกต่างกัน ผลผลิตแกนกลางจะแตกต่างกันอย่างมาก หากที่ห้ากิโลเมตรจากส่วน 100 เมตรเราสามารถนับแกนกลางได้ 30 เซนติเมตรจากนั้นที่ระดับความลึกมากกว่าเก้ากิโลเมตรแทนที่จะเป็นเสาหินนักธรณีวิทยาจะได้รับชุดเครื่องซักผ้าที่ทำจากหินหนาแน่น

ภาพถ่ายไมโครของหินที่ขุดขึ้นมาจากความลึก 8028 เมตร

“ Kola Superdeep” กระทรวงธรณีวิทยาแห่งสหภาพโซเวียต, สำนักพิมพ์ Nedra, 1984

การศึกษาวัสดุที่เก็บมาจากบ่อน้ำได้นำไปสู่ข้อสรุปที่สำคัญหลายประการ ประการแรก โครงสร้างของเปลือกโลกไม่สามารถทำให้ง่ายขึ้นโดยประกอบด้วยหลายชั้นได้ ก่อนหน้านี้ระบุด้วยข้อมูลแผ่นดินไหว นักธรณีฟิสิกส์มองเห็นคลื่นที่ดูเหมือนจะสะท้อนจากขอบเขตที่ราบเรียบ การศึกษาที่ SG-3 แสดงให้เห็นว่าการมองเห็นดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อมีการกระจายตัวของหินที่ซับซ้อน

ข้อสันนิษฐานนี้ส่งผลต่อการออกแบบบ่อน้ำ - นักวิทยาศาสตร์คาดว่าที่ระดับความลึกเจ็ดกิโลเมตรปล่องจะเข้าไปในหินบะซอลต์ แต่พวกเขาไม่ได้พบกันแม้แต่ที่เครื่องหมาย 12 กิโลเมตร แต่แทนที่จะเป็นหินบะซอลต์ นักธรณีวิทยาได้ค้นพบหินที่มีรอยแตกจำนวนมากและมีความหนาแน่นต่ำ ซึ่งไม่สามารถคาดหวังได้เลยจากความลึกหลายกิโลเมตร นอกจากนี้ในรอยแตกยังมีร่องรอยอยู่ น้ำบาดาล- มีข้อเสนอแนะว่าเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาโดยตรงของออกซิเจนและไฮโดรเจนในความหนาของโลก

ในบรรดาผลลัพธ์ทางวิทยาศาสตร์ก็มีการใช้ผลลัพธ์เช่นกัน ตัวอย่างเช่น ที่ระดับความลึกตื้น นักธรณีวิทยาพบขอบเขตของแร่ทองแดง-นิกเกิลที่เหมาะสำหรับการขุด และที่ระดับความลึก 9.5 กิโลเมตร มีการค้นพบชั้นของความผิดปกติของทองคำธรณีเคมี - มีเม็ดทองคำพื้นเมืองขนาดไมโครเมตรอยู่ในหิน ความเข้มข้นสูงถึงหนึ่งกรัมต่อตันของหิน อย่างไรก็ตาม ไม่น่าเป็นไปได้ที่การขุดจากระดับความลึกดังกล่าวจะทำกำไรได้ แต่การดำรงอยู่และคุณสมบัติของชั้นที่มีทองคำทำให้สามารถอธิบายแบบจำลองวิวัฒนาการของแร่ - การเกิด petrogenesis ได้

เราควรพูดถึงการศึกษาการไล่ระดับอุณหภูมิและการแผ่รังสีแยกกัน สำหรับการทดลองประเภทนี้ ใช้เครื่องมือดาวน์โฮลโดยวางลงบนเชือกลวด ปัญหาใหญ่คือเพื่อให้แน่ใจว่ามีการซิงโครไนซ์กับอุปกรณ์ภาคพื้นดินตลอดจนรับประกันการทำงานที่ระดับความลึกมาก ตัวอย่างเช่น ความยากลำบากเกิดขึ้นเนื่องจากสายเคเบิลที่มีความยาว 12 กิโลเมตรยืดออกไปประมาณ 20 เมตร ซึ่งอาจลดความแม่นยำของข้อมูลลงอย่างมาก เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ นักธรณีฟิสิกส์จึงต้องสร้างวิธีการใหม่ในการระบุระยะทาง

อุปกรณ์เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อใช้งาน สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยชั้นล่างของบ่อน้ำ ดังนั้น สำหรับการวิจัยในระดับความลึกมาก นักวิทยาศาสตร์จึงใช้อุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นสำหรับ Kola Superdeep โดยเฉพาะ

ผลลัพธ์ที่สำคัญที่สุดของการวิจัยความร้อนใต้พิภพคือการไล่ระดับอุณหภูมิที่สูงกว่าที่คาดไว้มาก ใกล้ผิวน้ำอัตราการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิอยู่ที่ 11 องศาต่อกิโลเมตร ลึกถึง 2 กิโลเมตร - 14 องศาต่อกิโลเมตร ในช่วงเวลา 2.2 ถึง 7.5 กิโลเมตร อุณหภูมิเพิ่มขึ้นในอัตราใกล้ 24 องศาต่อกิโลเมตร แม้ว่า รุ่นที่มีอยู่คาดการณ์ค่าที่น้อยกว่าหนึ่งเท่าครึ่ง เป็นผลให้ที่ความลึกห้ากิโลเมตร เครื่องมือบันทึกอุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียส และเมื่อถึง 12 กิโลเมตร ค่านี้ก็ถึง 220 องศาเซลเซียส

บ่อน้ำลึกยิ่งยวดของโคลากลับกลายเป็นไม่เหมือนกับหลุมอื่นๆ ตัวอย่างเช่น เมื่อวิเคราะห์การปลดปล่อยความร้อนของหินของเกราะป้องกันผลึกของยูเครนและหินอาบน้ำในเซียร์ราเนวาดา นักธรณีวิทยาแสดงให้เห็นว่าการปล่อยความร้อนจะลดลงตามความลึก ในทางกลับกันใน SG-3 มันเติบโตขึ้น นอกจากนี้ การตรวจวัดยังแสดงให้เห็นว่าแหล่งกำเนิดความร้อนหลักซึ่งให้ความร้อนประมาณ 45-55 เปอร์เซ็นต์คือการสลายตัวของธาตุกัมมันตภาพรังสี

แม้ว่าความลึกของบ่อน้ำจะดูใหญ่โต แต่ก็ไม่ถึงหนึ่งในสามของความหนาของเปลือกโลกในแถบทะเลบอลติก นักธรณีวิทยาประเมินว่าฐานของเปลือกโลกในบริเวณนี้ลึกลงไปใต้ดินประมาณ 40 กิโลเมตร ดังนั้น แม้ว่า SG-3 จะไปถึงจุดตัดตามแผนที่วางไว้ 15 กิโลเมตร แต่เราก็ยังไปไม่ถึงจุดตัด

นี่เป็นงานที่ทะเยอทะยานที่นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันตั้งไว้เพื่อตนเองเมื่อพัฒนาโครงการโมฮอล นักธรณีวิทยาวางแผนที่จะไปถึงชายแดน Mohorovicic ซึ่งเป็นพื้นที่ใต้ดินที่ความเร็วการแพร่กระจายเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว คลื่นเสียง- เชื่อกันว่าเกี่ยวข้องกับขอบเขตระหว่างเปลือกโลกและเนื้อโลก เป็นที่น่าสังเกตว่าผู้ขุดเจาะเลือกพื้นมหาสมุทรใกล้กับเกาะกัวดาลูเป้เป็นที่ตั้งบ่อน้ำ - ระยะทางถึงชายแดนเพียงไม่กี่กิโลเมตร อย่างไรก็ตาม ความลึกของมหาสมุทรนั้นสูงถึง 3.5 กิโลเมตรที่นี่ ซึ่งทำให้การขุดเจาะมีความซับซ้อนอย่างมาก การทดสอบครั้งแรกในทศวรรษ 1960 ทำให้นักธรณีวิทยาสามารถเจาะบ่อน้ำได้ลึกเพียง 183 เมตร

เมื่อเร็วๆ นี้ เป็นที่ทราบกันดีเกี่ยวกับแผนการรื้อฟื้นโครงการขุดเจาะมหาสมุทรลึกด้วยความช่วยเหลือจากเรือขุดเจาะวิจัย JOIDES Resolution นักธรณีวิทยาเลือกจุดหนึ่งในมหาสมุทรอินเดียซึ่งอยู่ไม่ไกลจากแอฟริกาเป็นเป้าหมายใหม่ ความลึกของเขตแดนโมโฮโรวิซิกมีเพียงประมาณ 2.5 กิโลเมตร ในเดือนธันวาคม 2558 ถึงมกราคม 2559 นักธรณีวิทยาสามารถเจาะบ่อน้ำได้ลึก 789 เมตร ซึ่งเป็นบ่อใต้น้ำที่ใหญ่เป็นอันดับห้าของโลก แต่ค่านี้เป็นเพียงครึ่งหนึ่งของสิ่งที่จำเป็นในระยะแรก อย่างไรก็ตาม ทีมงานวางแผนที่จะกลับมาและทำสิ่งที่พวกเขาเริ่มไว้ให้เสร็จสิ้น

***

0.2 เปอร์เซ็นต์ของเส้นทางสู่ใจกลางโลกนั้นไม่น่าประทับใจนักเมื่อเทียบกับขนาดการเดินทางในอวกาศ อย่างไรก็ตาม ควรคำนึงว่าขอบเขตของระบบสุริยะไม่ผ่านวงโคจรของดาวเนปจูน (หรือแม้แต่แถบไคเปอร์) แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์มีมากกว่าแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์ในระยะทาง 2 ปีแสงจากดาวฤกษ์ ดังนั้นหากคุณคำนวณทุกอย่างอย่างรอบคอบ ปรากฎว่ายานโวเอเจอร์ 2 บินไปเพียงหนึ่งในสิบของเปอร์เซ็นต์ของเส้นทางไปยังรอบนอกระบบของเรา

ดังนั้นเราจึงไม่ควรอารมณ์เสียว่าเรารู้จัก "สิ่งที่อยู่ภายใน" ของโลกของเราได้แย่แค่ไหน นักธรณีวิทยามีกล้องโทรทรรศน์ของตนเอง - การวิจัยเกี่ยวกับแผ่นดินไหว - และแผนการอันทะเยอทะยานของพวกเขาเองในการพิชิตชั้นดินใต้ผิวดิน และหากนักดาราศาสตร์สามารถสัมผัสส่วนแข็งได้แล้ว เทห์ฟากฟ้าวี ระบบสุริยะสำหรับนักธรณีวิทยาแล้ว สิ่งที่น่าสนใจที่สุดยังรออยู่ข้างหน้า

วลาดิเมียร์ โคโรเลฟ

บ่อน้ำที่ลึกที่สุดในโลก 18 มีนาคม 2558

ความฝันที่จะเจาะเข้าไปในส่วนลึกของโลกของเราพร้อมกับแผนการส่งบุคคลสู่อวกาศดูเหมือนจะเป็นไปไม่ได้เลยมานานหลายศตวรรษ ในศตวรรษที่ 13 ชาวจีนได้ขุดบ่อน้ำลึกถึง 1,200 เมตรแล้ว และเมื่อมีแท่นขุดเจาะเกิดขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 1930 ชาวยุโรปสามารถเจาะลึกลงไปได้ถึงสามกิโลเมตร แต่สิ่งเหล่านี้เป็นเพียงรอยขีดข่วนบนร่างกายของโลก .

ในฐานะโครงการระดับโลก แนวคิดในการเจาะเข้าไปในเปลือกโลกชั้นบนปรากฏขึ้นในทศวรรษ 1960 สมมติฐานเกี่ยวกับโครงสร้างของเนื้อโลกนั้นมาจากข้อมูลทางอ้อม เช่น กิจกรรมแผ่นดินไหว และวิธีเดียวที่จะมองเข้าไปในบาดาลของโลกอย่างแท้จริงคือการเจาะ บ่อน้ำลึกพิเศษ- บ่อน้ำหลายร้อยแห่งบนพื้นผิวและในส่วนลึกของมหาสมุทรได้ให้คำตอบสำหรับคำถามของนักวิทยาศาสตร์บางข้อ แต่วันที่พวกมันถูกใช้เพื่อทดสอบสมมติฐานต่างๆ นั้นได้หายไปนานแล้ว

มาจำรายชื่อบ่อน้ำที่ลึกที่สุดในโลกกันดีกว่า...

Siljan Ring (สวีเดน, 6800 ม.)

ในช่วงปลายทศวรรษที่ 80 ในสวีเดน มีการขุดเจาะบ่อชื่อเดียวกันในปล่องภูเขาไฟ Siljan Ring ตามสมมติฐานของนักวิทยาศาสตร์ ควรจะพบเงินฝากในสถานที่นั้น ก๊าซธรรมชาติต้นกำเนิดที่ไม่ใช่ทางชีวภาพ ผลการขุดเจาะทำให้ทั้งนักลงทุนและนักวิทยาศาสตร์ผิดหวัง ตรวจไม่พบไฮโดรคาร์บอนในระดับอุตสาหกรรม

Zistersdorf UT2A (ออสเตรีย, 8553 ม.)

ในปี 1977 มีการขุดเจาะหลุม Zistersdorf UT1A ในแอ่งน้ำมันและก๊าซของเวียนนา ซึ่งมีแหล่งน้ำมันเล็กๆ หลายแห่งซ่อนอยู่ เมื่อค้นพบก๊าซสำรองที่ไม่สามารถกู้คืนได้ที่ระดับความลึก 7,544 ม. หลุมแรกก็ถล่มลงมาอย่างกะทันหัน ทำให้ OMV ต้องเจาะอีกหนึ่งวินาที อย่างไรก็ตาม ในครั้งนี้นักขุดไม่พบแหล่งไฮโดรคาร์บอนที่ลึกลงไป

เฮาพท์โบห์รุง (เยอรมนี 9101 ม.)

Kola ผู้โด่งดังสร้างความประทับใจไม่รู้ลืมต่อสาธารณชนชาวยุโรป หลายประเทศได้เริ่มเตรียมโครงการบ่อน้ำลึกพิเศษของตนแล้ว แต่หลุม Hauptborung ซึ่งพัฒนาในช่วงปี 1990 ถึง 1994 ในประเทศเยอรมนี เป็นสิ่งที่น่าสังเกตเป็นพิเศษ ด้วยระยะทางเพียง 9 กม. ก็ได้กลายเป็นหนึ่งในบ่อน้ำลึกพิเศษที่มีชื่อเสียงที่สุด เนื่องจากการขุดเจาะและข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ที่เปิดกว้าง

หน่วยบาเดน (สหรัฐอเมริกา, 9159 ม.)

การขุดเจาะบ่อน้ำโดยโลนสตาร์ ใกล้เมืองอนาดาร์โก การพัฒนาเริ่มขึ้นในปี 1970 และกินเวลานาน 545 วัน โดยรวมแล้ว บ่อนี้ต้องใช้ซีเมนต์ 1,700 ตัน และเพชร 150 ชิ้น และต้นทุนรวมของบริษัททำให้บริษัทเสียเงิน 6 ล้านดอลลาร์

เบอร์ธา โรเจอร์ส (สหรัฐอเมริกา, 9583 ม.)

บ่อน้ำลึกพิเศษอีกแห่งหนึ่งที่สร้างขึ้นในแอ่งน้ำมันและก๊าซ Anadarko ในโอคลาโฮมาในปี 1974 กระบวนการขุดเจาะทั้งหมดใช้เวลาคนงานของ Lone Star 502 วัน ต้องหยุดงานเมื่อคนงานเหมืองสะดุดกับกำมะถันหลอมเหลวที่ระดับความลึก 9.5 กิโลเมตร

Kola superdeep (สหภาพโซเวียต, 12,262 ม.)

ได้รับการบันทึกลงในกินเนสบุ๊คว่าเป็น "การบุกรุกที่ลึกที่สุดของมนุษย์" เปลือกโลก- เมื่อการขุดเจาะเริ่มขึ้นในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2513 ใกล้ทะเลสาบที่มีชื่อที่ไม่สามารถออกเสียงได้ Vilgiskoddeoaivinjärvi สันนิษฐานว่าบ่อน้ำดังกล่าวน่าจะมีความลึกถึง 15 กิโลเมตร แต่เนื่องจากอุณหภูมิสูง (สูงถึง 230°C) งานจึงต้องถูกลดทอนลง ขณะนี้บ่อน้ำโคลาถูก mothballed

ฉันเล่าประวัติของบ่อน้ำนี้ให้คุณฟังแล้ว -

BD-04A (กาตาร์ 12,289 ม.)

เมื่อ 7 ปีที่แล้ว มีการขุดเจาะหลุมสำรวจ BD-04A ในแหล่งน้ำมัน Al-Shaheen ในกาตาร์ เป็นที่น่าสังเกตว่าแท่นขุดเจาะ Maersk สามารถเข้าถึงระยะทาง 12 กิโลเมตรในระยะเวลา 36 วัน!

OP-11 (รัสเซีย, 12,345 ม.)

เดือนมกราคม พ.ศ. 2554 ได้รับข้อความจากเอ็กซอน เนฟเทกัสว่า การขุดเจาะบ่อที่มีระยะยื่นยาวที่สุดใกล้จะเสร็จสิ้นแล้ว OR-11 ซึ่งตั้งอยู่ที่สนาม Odoptu ยังสร้างสถิติความยาวของหลุมเจาะแนวนอน - 11,475 เมตร คนงานเหมืองสามารถทำงานได้เสร็จภายในเวลาเพียง 60 วัน

ความยาวรวมของหลุม OP-11 ที่แหล่ง Odoptu อยู่ที่ 12,345 เมตร (7.67 ไมล์) ดังนั้นจึงสร้างสถิติโลกใหม่สำหรับการขุดเจาะ Extended Reach Wells (ERR) OR-11 ยังครองอันดับหนึ่งของโลกในแง่ของระยะทางแนวนอนระหว่างด้านล่างและจุดเจาะ - 11,475 เมตร (7.13 ไมล์) ENL สร้างหลุมทำลายสถิติเสร็จภายในเวลาเพียง 60 วันโดยใช้เทคโนโลยีการควบคุมคุณภาพการขุดเจาะความเร็วสูงและการขุดเจาะแบบบูรณาการของ ExxonMobil ทำให้บรรลุประสิทธิภาพการเจาะสูงสุดในทุกฟุตของหลุม OR-11

“โครงการ Sakhalin-1 ยังคงมีส่วนช่วยให้รัสเซียเป็นผู้นำในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซระดับโลก” James Taylor ประธาน ENL กล่าว — จนถึงขณะนี้ หลุม EDS ที่ยาวที่สุด 6 ใน 10 หลุม รวมถึงหลุม OP-11 ได้ถูกเจาะโดยเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Sakhalin-1 โดยใช้เทคโนโลยีการขุดเจาะจาก ExxonMobil Corporation แท่นขุดเจาะ Yastreb ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษถูกนำมาใช้ทั่วทั้งโครงการ สร้างสถิติอุตสาหกรรมมากมายในด้านความยาวของรู ความเร็วในการเจาะ และประสิทธิภาพการเจาะตามทิศทาง นอกจากนี้เรายังสร้างสถิติใหม่โดยยังคงรักษาประสิทธิภาพด้านความปลอดภัย สุขภาพ และสิ่งแวดล้อมที่เป็นเลิศ”

ทุ่ง Odoptu ซึ่งเป็นหนึ่งในสามทุ่งของโครงการ Sakhalin-1 ตั้งอยู่บนชั้นวางในระยะทาง 8-11 กม. จากชายฝั่งตะวันออกเฉียงเหนือของเกาะ Sakhalin เทคโนโลยี BOV ช่วยให้สามารถเจาะหลุมจากชายฝั่งใต้ก้นทะเลได้สำเร็จเพื่อเข้าถึงแหล่งสะสมน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่ง โดยไม่ละเมิดหลักความปลอดภัยและการปกป้องสิ่งแวดล้อม ในภูมิภาคใต้อาร์กติกที่ยากที่สุดแห่งหนึ่งของโลกในการพัฒนา

ป.ล. และนี่คือสิ่งที่พวกเขาเขียนในความคิดเห็น: tim_o_fay: แยกแมลงวันออกจากชิ้นเล็ก ๆ กัน :) ยาวดี ≠ ลึก BD-04A ลำเดียวกันซึ่งมีความยาว 12,289 ม. มีลำตัวแนวนอน 10,902 ม. http://www.democraticunderground.com/discuss/duboard.php?az=view_all&address=115x150185 ดังนั้น แนวตั้งจะมีระยะทางรวมประมาณหนึ่งกิโลเมตร มันหมายความว่าอะไร? ซึ่งหมายถึงแรงดันและอุณหภูมิด้านล่างต่ำ (ในเชิงเปรียบเทียบ) หินอ่อน (มีอัตราการเจาะที่ดี) เป็นต้น และอื่น ๆ OP-11 จากโอเปร่าเดียวกัน ฉันจะไม่บอกว่าการเจาะแนวนอนเป็นเรื่องง่าย (ฉันทำมาแปดปีแล้ว) แต่ก็ยังง่ายกว่าการเจาะลึกมาก Bertha Rogers, SG-3 (Kola), Baden Unit และคนอื่นๆ ที่มีความลึกในแนวดิ่งที่แท้จริงขนาดใหญ่ ( การแปลตามตัวอักษรจากภาษาอังกฤษ True Vertical Depth, TVD) เป็นสิ่งที่เหนือธรรมชาติอย่างแท้จริง ในปี 1985 อดีตผู้สำเร็จการศึกษาจากทั่วสหภาพได้มาร่วมฉลองครบรอบ 50 ปีของ SOGRT พร้อมเรื่องราวและของขวัญสำหรับพิพิธภัณฑ์โรงเรียนเทคนิค จากนั้นผมได้รับเกียรติให้สัมผัสหินแกรนิตชิ้นหนึ่งจากความลึกกว่า 11.5 กม. :)

ความพยายามที่จะศึกษาส่วนทางธรณีวิทยาและความหนาของหินภูเขาไฟที่โผล่ออกมาบนพื้นผิวโลกทำให้ศูนย์วิทยาศาสตร์ต่างๆ และองค์กรวิจัยต่างๆ เช่นเดียวกับพวกเขา ก็ได้ระบุที่มาของรอยเลื่อนระดับลึก ความจริงก็คือตัวอย่างโครงสร้างของหินที่ก่อนหน้านี้สกัดจากบาดาลของโลกและดวงจันทร์นั้นได้รับความสนใจเท่าเทียมกันในการศึกษา และการเลือกตำแหน่งของปากก็ตกลงไปบนรางน้ำคล้ายชามขนาดใหญ่ที่มีอยู่ซึ่งมีต้นกำเนิดที่เกี่ยวข้องกับการปรากฏตัวของรอยเลื่อนลึกในพื้นที่ของคาบสมุทร Kola

เชื่อกันว่าโลกเป็นแซนวิชชนิดหนึ่งที่ประกอบด้วยเปลือกโลก เปลือกโลก และแกนกลาง มาถึงตอนนี้ หินตะกอนที่อยู่ใกล้พื้นผิวได้รับการศึกษาอย่างเพียงพอในระหว่างการพัฒนาแหล่งน้ำมัน การสำรวจโลหะที่ไม่ใช่เหล็กมักไม่ค่อยมีการขุดเจาะต่ำกว่าระดับ 2,000 เมตรควบคู่ไปด้วย

Kola SG (ความลึกยิ่งยวด) ที่ระดับความลึกต่ำกว่า 5,000 เมตร คาดว่าจะตรวจจับการแยกตัวของชั้นหินแกรนิตและหินบะซอลต์ สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้น สว่านเจาะหินแกรนิตแข็งได้ลึกถึง 7,000 เมตร นอกจากนี้ การขุดค้นยังดำเนินการผ่านดินที่ค่อนข้างอ่อน ซึ่งทำให้เกิดการพังทลายของผนังเพลาและการก่อตัวของโพรง ดินที่ร่วนทำให้หัวเครื่องมือติดมากจนขณะยกสายท่อหลุดออกทำให้เกิดอุบัติเหตุ บ่อน้ำโคลาควรจะยืนยันหรือหักล้างคำสอนที่มีมายาวนานเหล่านี้ นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้เสี่ยงที่จะระบุช่วงเวลาที่ขอบเขตระหว่างสามชั้นนี้อยู่อย่างแน่นอน บ่อน้ำ Kola มีไว้สำหรับการสำรวจและศึกษาแหล่งสะสมของทรัพยากรแร่ การกำหนดรูปแบบ และการก่อตัวของแหล่งสำรองวัตถุดิบอย่างค่อยเป็นค่อยไป ประการแรกพื้นฐานคือความถูกต้องทางวิทยาศาสตร์ของทฤษฎีพารามิเตอร์ทางกายภาพ อุทกธรณีวิทยา และพารามิเตอร์อื่น ๆ ของความลึกของโลก และมีเพียงการขุดเพลาที่ลึกเป็นพิเศษเท่านั้นที่สามารถให้ข้อมูลที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับโครงสร้างทางธรณีวิทยาของดินใต้ผิวดิน

ในขณะเดียวกันหลายปีของการเตรียมการสำหรับการเริ่มการขุดเจาะมีไว้สำหรับ: ความเป็นไปได้ของการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเมื่อมีความลึก, การเพิ่มขึ้นของความดันอุทกสถิตของการก่อตัว, พฤติกรรมที่คาดเดาไม่ได้ของหิน, ความเสถียรเนื่องจากการมีอยู่ของ แรงกดดันจากหินและชั้นหิน

จากมุมมองทางเทคนิค ทุกอย่างถูกนำมาพิจารณา ความยากลำบากที่เป็นไปได้และอุปสรรคที่อาจนำไปสู่การชะลอตัวของกระบวนการเจาะลึกเนื่องจากการเสียเวลาในการยกและยกกระสุนปืน ความเร็วในการเจาะลดลงเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงประเภทของหิน และต้นทุนพลังงานที่เพิ่มขึ้นสำหรับผู้เคลื่อนย้ายหลุมเจาะ
ปัจจัยที่ยากที่สุดถือเป็นการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของน้ำหนักของท่อและท่อเจาะเมื่อลึกลงไป

การพัฒนาทางเทคนิคในสาขานี้ประสบความสำเร็จ:
- การเพิ่มขีดความสามารถในการรองรับ กำลัง และลักษณะอื่น ๆ ของแท่นขุดเจาะและอุปกรณ์
- ทนความร้อนของเครื่องมือตัดหิน
- ระบบอัตโนมัติของการจัดการทุกขั้นตอนของกระบวนการขุดเจาะ
- การประมวลผลข้อมูลที่มาจากโซนก้นลึก
- คำเตือนเกี่ยวกับสถานการณ์ฉุกเฉินกับท่อเจาะหรือปลอก

การเจาะเพลาที่ลึกเป็นพิเศษควรจะเผยให้เห็นว่าถูกหรือผิด สมมติฐานทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับโครงสร้างอันลึกล้ำของโลก

วัตถุประสงค์ของการก่อสร้างที่มีราคาแพงมากนี้รวมถึงการวิจัย:
1. โครงสร้างลึกของแหล่งสะสมนิกเกิล Pechenga และฐานผลึกของโล่ทะเลบอลติกของคาบสมุทร ถอดรหัสรูปร่างของตะกอนโพลีเมทัลลิกที่ Pechenga ควบคู่ไปกับการปรากฏตัวของแร่
2. ศึกษาธรรมชาติและแรงที่ทำให้เกิดการแบ่งแยกชั้นเปลือกโลกของเปลือกทวีป การระบุโซนการก่อตัว แรงจูงใจ และธรรมชาติของการก่อตัวที่อุณหภูมิสูง คำจำกัดความทางกายภาพและ องค์ประกอบทางเคมีน้ำ ก๊าซที่เกิดขึ้นในรอยแตกและรูพรุนของหิน
3. การได้รับวัสดุที่ครอบคลุมเกี่ยวกับองค์ประกอบของวัสดุของหินและข้อมูลเกี่ยวกับช่วงเวลาระหว่างหินแกรนิตและ “ปะเก็น” ของหินบะซอลต์ของเปลือกโลก การศึกษาที่ครอบคลุมเกี่ยวกับคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของแกนที่สกัดได้
4. การพัฒนาขั้นสูง วิธีการทางเทคนิคและเทคโนโลยีใหม่สำหรับการจมเพลาที่ลึกเป็นพิเศษ ความเป็นไปได้ของการใช้วิธีการวิจัยทางธรณีฟิสิกส์ในเขตที่เกิดแร่
5. การพัฒนาและการสร้างอุปกรณ์ใหม่ล่าสุดสำหรับการติดตาม ทดสอบ วิจัย และติดตามความคืบหน้าของกระบวนการขุดเจาะ

Kola บรรลุวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์เป็นส่วนใหญ่ ภารกิจนี้รวมถึงการศึกษาหินโบราณที่ประกอบเป็นดาวเคราะห์และเรียนรู้ความลับของกระบวนการที่เกิดขึ้นในหินเหล่านั้น

เหตุผลทางธรณีวิทยาสำหรับการขุดเจาะบนคาบสมุทรโคลา

การสำรวจและการสกัดแหล่งแร่ที่มีประโยชน์นั้นถูกกำหนดไว้ล่วงหน้าโดยการขุดบ่อลึกเสมอ และทำไมบนคาบสมุทร Kola และโดยเฉพาะในภูมิภาค Murmansk และใน Pechenga แน่นอน ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับสิ่งนี้คือความจริงที่ว่าภูมิภาคนี้ถือเป็นคลังทรัพยากรแร่ที่แท้จริงโดยมีปริมาณสำรองแร่ดิบที่หลากหลาย (นิกเกิล, แมกนีไทต์, อะพาไทต์, ไมกา, ไทเทเนียม, ทองแดง)

อย่างไรก็ตาม การคำนวณทางธรณีวิทยาบนพื้นฐานของแกนกลางจากบ่อน้ำเผยให้เห็นความไร้สาระของความคิดเห็นทางวิทยาศาสตร์ของโลก ความลึกเจ็ดกิโลเมตรประกอบด้วยหินภูเขาไฟและหินตะกอน (ปอย, หินทราย, โดโลไมต์, เบรกเซีย) ต่ำกว่าช่วงเวลานี้ สันนิษฐานว่าควรมีหินที่แยกโครงสร้างหินแกรนิตและหินบะซอลต์ แต่อนิจจา หินบะซอลต์ไม่เคยปรากฏขึ้นเลย

ในแง่ทางธรณีวิทยา โล่บอลติกของคาบสมุทรซึ่งบางส่วนครอบคลุมดินแดนของนอร์เวย์ สวีเดน ฟินแลนด์ และคาเรเลีย ได้รับการกัดเซาะและวิวัฒนาการมาเป็นเวลาหลายล้านศตวรรษ การระเบิดตามธรรมชาติ กระบวนการทำลายล้างของภูเขาไฟ ปรากฏการณ์แม็กมาทิซึม การดัดแปลงหินและการตกตะกอน มีบันทึกไว้อย่างชัดเจนที่สุดในบันทึกทางธรณีวิทยาของ Pechenga นี่เป็นส่วนหนึ่งของเกราะป้องกันแบบพับในทะเลบอลติก ซึ่งประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของการก่อตัวและการปรากฏของแร่ก่อตัวขึ้นเป็นเวลาหลายพันล้านปี

โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่วนทางเหนือและตะวันออกของพื้นผิวโล่ถูกกัดกร่อนมานานหลายศตวรรษ ส่งผลให้ธารน้ำแข็ง ลม น้ำ และอื่นๆ ภัยพิบัติทางธรรมชาติราวกับว่าพวกเขากำลังฉีก (ขูด) หินชั้นบนออก

การเลือกสถานที่สำหรับบ่อน้ำนั้นขึ้นอยู่กับการกัดเซาะอย่างรุนแรง ชั้นบนและการเปิดรับการก่อตัวของ Archean โบราณของโลก โขดหินเหล่านี้ทำให้เข้าถึงคลังเก็บของใต้ดินทางธรรมชาติได้ใกล้ชิดและง่ายขึ้นอย่างมาก

การออกแบบบ่อน้ำลึกเป็นพิเศษ

โครงสร้างที่ลึกเป็นพิเศษมีการออกแบบยืดไสลด์บังคับ ในกรณีของเรา เส้นผ่านศูนย์กลางเริ่มต้นของปากคือ 92 ซม. และเส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้ายคือ 21.5

คอลัมน์แนะนำการออกแบบหรือที่เรียกว่าตัวนำที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 720 มม. มีไว้สำหรับเจาะลึก 39 เมตรเชิงเส้น- คอลัมน์ทางเทคนิคแรก (ปลอกอยู่กับที่) มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 324 มม. และยาว 2,000 เมตร ตัวเรือนแบบถอดได้ 245 มม. พร้อมภาพ 8770 เมตร มีการวางแผนการขุดเจาะเพิ่มเติมโดยใช้รูเปิดจนถึงระดับการออกแบบ หินผลึกทำให้สามารถวางใจในความมั่นคงในระยะยาวของส่วนที่ไม่มีกล่องของผนังได้ คอลัมน์ที่สองที่ถอดออกได้ ซึ่งมีเครื่องหมายแม่เหล็ก จะช่วยให้สามารถสุ่มตัวอย่างแกนกลางได้อย่างต่อเนื่องตลอดความยาวของลำกล้อง แท็กกัมมันตภาพรังสีบนท่อใต้หลุมถูกกำหนดค่าให้บันทึกอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมการขุดเจาะ

อุปกรณ์ทางเทคนิคของแท่นขุดเจาะสำหรับการขุดบ่อน้ำลึกพิเศษ

การเจาะตั้งแต่เริ่มต้นดำเนินการโดยใช้การติดตั้ง Uralmash-4E นั่นคืออุปกรณ์อนุกรมที่ใช้สำหรับการขุดบ่อน้ำมันและก๊าซลึก ลำต้นถูกขับผ่านท่อเจาะเหล็กที่สูงถึง 2,000 เมตร โดยมีสว่านเทอร์โบอยู่ที่ส่วนท้าย กังหันยาว 46 เมตรที่มีปลายแหลมเล็กน้อยถูกขับเคลื่อนให้หมุนโดยการกระทำของสารละลายดินเหนียวที่ถูกสูบเข้าไปในท่อด้วยความดัน 40 บรรยากาศ

นอกจากนี้การขุดค้นยังดำเนินการที่ระยะ 7264 เมตรโดยใช้การติดตั้ง Uralmash-15000 ในประเทศจากมุมมองของนวัตกรรมซึ่งเป็นโครงสร้างที่ทรงพลังยิ่งขึ้นด้วยความสามารถในการยก 400 ตัน คอมเพล็กซ์แห่งนี้มีการพัฒนาทางเทคนิค เทคโนโลยี อิเล็กทรอนิกส์ และขั้นสูงอื่นๆ มากมาย

บ่อน้ำ Kola ติดตั้งโครงสร้างอัตโนมัติและไฮเทค:
1. การสำรวจซึ่งมีฐานอันทรงพลังซึ่งติดตั้งหอคอยแบบแยกส่วน สูง 68 เมตร มีวัตถุประสงค์เพื่อดำเนินการ:

• การจมเพลา การดำเนินการลดและยกกระสุนปืน และการดำเนินการเสริมอื่น ๆ
• จับสายท่อนำและสายท่อทั้งหมดทั้งน้ำหนักและระหว่างการขุดเจาะ
• การวางตำแหน่งส่วนต่างๆ (เชิงเทียน) ของท่อเจาะ รวมถึงท่อเจาะแบบถ่วงน้ำหนัก (ปลอกเจาะ) และระบบการเคลื่อนที่

ใน พื้นที่ภายในหอคอยแห่งนี้ยังเป็นที่ตั้งของอุปกรณ์และเครื่องมือ SP (การขึ้นและลง) อุปกรณ์ความปลอดภัยและการอพยพฉุกเฉินที่อาจเกิดขึ้นของนักขี่ม้า (ผู้ช่วยเจาะ) ก็อยู่ที่นี่เช่นกัน

2. อุปกรณ์ด้านกำลังและเทคโนโลยี หน่วยกำลังและระบบสูบน้ำ

3. ระบบควบคุมการไหลเวียนและการระเบิด อุปกรณ์ประสาน

4. ระบบอัตโนมัติ การจัดการ ระบบควบคุมกระบวนการ

5. อุปกรณ์ไฟฟ้า อุปกรณ์เครื่องจักรกล

6. ชุดอุปกรณ์การวัด อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ และอื่นๆ อีกมากมาย

ในปี 2008 บ่อน้ำลึกพิเศษ Kola ถูกยกเลิกโดยสิ้นเชิง อุปกรณ์ที่มีค่าทั้งหมดถูกรื้อถอนออก (ส่วนใหญ่ขายเป็นเศษเหล็ก)

จนถึงปี 2012 หอคอยหลักของแท่นขุดเจาะถูกรื้อถอน

ขณะนี้มีเพียงศูนย์วิทยาศาสตร์โคลาเท่านั้นที่เปิดดำเนินการ สถาบันการศึกษารัสเซียวิทยาศาสตร์ซึ่งจนถึงทุกวันนี้พวกเขาศึกษาแกนกลางที่สกัดจากบ่อน้ำลึกพิเศษ

แกนกลางเองก็ถูกถอดออกแล้ว ไปยังเมืองยาโรสลัฟล์ซึ่งปัจจุบันถูกเก็บไว้

วิดีโอสารคดีเกี่ยวกับ Kola superdeep well

สถิติใหม่สำหรับบ่อน้ำลึกพิเศษ

บ่อน้ำซุปเปอร์ดีป Kola ถือเป็นบ่อน้ำที่ลึกที่สุดในโลกจนถึงปี 2008

ในปี 2008 บ่อน้ำมัน Maersk Oil BD-04A ซึ่งมีความยาว 12,290 เมตร ถูกเจาะในมุมแหลมกับพื้นผิวโลกในแอ่งน้ำมัน Al Shaheen

ในเดือนมกราคม 2554 บันทึกนี้ถูกทำลายและถูกทำลายโดยบ่อน้ำมันที่เจาะในโดมเหนือ (Odoptu-sea - แหล่งก๊าซและน้ำมันในรัสเซีย) บ่อนี้ก็ถูกเจาะด้วยมุมแหลมกับพื้นผิวของ แผ่นดินมีความยาว 12,345 เมตร

ในเดือนมิถุนายน 2556 บ่อน้ำ Z-42 ของสนาม Chayvinskoye ทำลายสถิติความลึกอีกครั้งโดยมีความยาว 12,700 เมตร

ที่ระดับความลึก 410-660 กิโลเมตรใต้พื้นผิวโลก มีมหาสมุทรในยุค Archean การค้นพบดังกล่าวคงเป็นไปไม่ได้หากปราศจากวิธีการขุดเจาะลึกพิเศษที่พัฒนาและใช้ในสหภาพโซเวียต สิ่งประดิษฐ์ชิ้นหนึ่งในยุคนั้นคือบ่อน้ำลึกพิเศษโคลา (SG-3) ซึ่งแม้จะผ่านมา 24 ปีหลังจากการหยุดขุดเจาะ แต่ก็ยังคงลึกที่สุดในโลก เหตุใดจึงมีการขุดเจาะและช่วยค้นพบอะไรได้บ้าง Lenta.ru กล่าว

ชาวอเมริกันเป็นผู้บุกเบิกการขุดเจาะลึกพิเศษ จริงอยู่ในมหาสมุทรอันกว้างใหญ่: ในโครงการนำร่องพวกเขาใช้เรือ Glomar Challenger ซึ่งออกแบบมาเพื่อจุดประสงค์เหล่านี้โดยเฉพาะ ในขณะเดียวกัน สหภาพโซเวียตก็กำลังพัฒนากรอบทางทฤษฎีที่เหมาะสมอย่างแข็งขัน

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2513 ทางตอนเหนือของภูมิภาค Murmansk ห่างจากเมือง Zapolyarny 10 กิโลเมตร การขุดเจาะบ่อน้ำลึกพิเศษ Kola ได้เริ่มขึ้น ตามที่คาดไว้ ช่วงเวลานี้ตรงกับวันครบรอบหนึ่งร้อยปีวันเกิดของเลนิน ซึ่งแตกต่างจากหลุมลึกพิเศษอื่น ๆ SG-3 ถูกเจาะเพื่อวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะและยังจัดให้มีการสำรวจทางธรณีวิทยาพิเศษอีกด้วย

สถานที่ขุดเจาะที่เลือกนั้นมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว โดยอยู่บนแนวโล่บอลติกในบริเวณคาบสมุทรโคลาที่มีหินโบราณขึ้นมาบนพื้นผิว หลายคนมีอายุถึงสามพันล้านปี (โลกของเรามีอายุ 4.5 พันล้านปี) นอกจากนี้ยังมีรางน้ำแตกร้าว Pechenga-Imandra-Varzuga ซึ่งเป็นโครงสร้างคล้ายถ้วยกดลงในหินโบราณซึ่งมีสาเหตุมาจากรอยเลื่อนลึก

นักวิทยาศาสตร์ใช้เวลาสี่ปีในการเจาะบ่อน้ำให้ลึกถึง 7,263 เมตร จนถึงขณะนี้ยังไม่มีการดำเนินการที่ผิดปกติ: การติดตั้งแบบเดียวกันนี้ใช้สำหรับการผลิตน้ำมันและก๊าซ จากนั้นบ่อน้ำก็ไม่ได้ใช้งานตลอดทั้งปี: การติดตั้งได้รับการแก้ไขสำหรับการขุดเจาะกังหัน หลังการอัพเกรดสามารถเจาะได้ประมาณ 60 เมตรต่อเดือน

ความลึกเจ็ดกิโลเมตรทำให้เกิดความประหลาดใจ: การสลับของหินแข็งและไม่หนาแน่นมาก อุบัติเหตุเกิดขึ้นบ่อยขึ้น และมีโพรงจำนวนมากปรากฏขึ้นในหลุมเจาะ การขุดเจาะดำเนินต่อไปจนถึงปี 1983 เมื่อความลึกของ SG-3 ถึง 12 กิโลเมตร หลังจากนั้น นักวิทยาศาสตร์ได้จัดการประชุมใหญ่และพูดคุยเกี่ยวกับความสำเร็จของพวกเขา

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการจัดการสว่านอย่างไม่ระมัดระวัง จึงมีส่วนที่ยาวห้ากิโลเมตรยังคงอยู่ในเหมือง พวกเขาพยายามตามหาเธอมาหลายเดือน แต่ก็ไม่ประสบผลสำเร็จ มีการตัดสินใจให้เริ่มขุดเจาะอีกครั้งจากความลึกเจ็ดกิโลเมตร เนื่องจากความซับซ้อนของการดำเนินการ ไม่เพียงแต่เจาะลำตัวหลักเท่านั้น แต่ยังมีการเจาะเพิ่มเติมอีก 4 อันด้วย ใช้เวลาหกปีในการฟื้นฟูเมตรที่หายไป โดยในปี 1990 บ่อน้ำมีความลึก 12,262 เมตร กลายเป็นบ่อน้ำที่ลึกที่สุดในโลก

สองปีต่อมา การขุดเจาะก็หยุดลง ต่อมาบ่อน้ำก็ถูก mothballed และในความเป็นจริงก็ถูกทิ้งร้าง

อย่างไรก็ตาม มีการค้นพบมากมายที่บ่อน้ำลึกพิเศษโคลา วิศวกรได้สร้างระบบการเจาะลึกพิเศษทั้งหมด ความยากลำบากไม่ใช่แค่ในเชิงลึกเท่านั้น แต่ยังอยู่ในนั้นด้วย อุณหภูมิสูง(สูงถึง 200 องศาเซลเซียส) เนื่องจากความเข้มข้นของการฝึกซ้อม

นักวิทยาศาสตร์ไม่เพียงแต่เคลื่อนตัวลึกเข้าไปในโลกเท่านั้น แต่ยังยกตัวอย่างหินและแกนกลางเพื่อการวิเคราะห์ด้วย อย่างไรก็ตามพวกเขาเป็นผู้ศึกษาดินบนดวงจันทร์และพบว่าองค์ประกอบของมันเกือบจะสอดคล้องกับหินที่สกัดมาจาก โคล่า สบายดีจากความลึกประมาณสามกิโลเมตร

ที่ระดับความลึกกว่าเก้ากิโลเมตรพวกเขาพบแหล่งแร่รวมถึงทองคำด้วยในชั้นโอลิวีนมีมากถึง 78 กรัมต่อตัน และนี่ก็ไม่ใช่เรื่องน้อยนัก - การขุดทองถือว่าทำได้ที่ 34 กรัมต่อตัน สิ่งที่น่าประหลาดใจสำหรับนักวิทยาศาสตร์และโรงงานใกล้เคียงคือการค้นพบขอบเขตแร่ใหม่ของแร่ทองแดง-นิกเกิล

เหนือสิ่งอื่นใด นักวิจัยได้เรียนรู้ว่าหินแกรนิตไม่ได้เปลี่ยนเป็นชั้นหินบะซอลต์ที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษ อันที่จริงเบื้องหลังนั้นเป็นชั้นหิน Archean gneisses ซึ่งตามธรรมเนียมแล้วจัดว่าเป็นหินแตกหัก สิ่งนี้ทำให้เกิดการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ทางธรณีวิทยาและธรณีฟิสิกส์ และได้เปลี่ยนแปลงแนวคิดดั้งเดิมเกี่ยวกับการตกแต่งภายในของโลกไปอย่างสิ้นเชิง

ความประหลาดใจที่น่ายินดีอีกประการหนึ่งคือการค้นพบหินแตกที่มีรูพรุนสูงที่ระดับความลึก 9-12 กิโลเมตรซึ่งอิ่มตัวด้วยน้ำแร่สูง ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าพวกมันมีหน้าที่รับผิดชอบในการก่อตัวของแร่ แต่ก่อนหน้านี้เชื่อกันว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นที่ระดับความลึกที่ตื้นกว่าเท่านั้น

เหนือสิ่งอื่นใดปรากฎว่าอุณหภูมิของดินใต้ผิวดินสูงกว่าที่คาดไว้เล็กน้อย: ที่ระดับความลึกหกกิโลเมตรจะได้ความลาดชันของอุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียสต่อกิโลเมตรแทนที่จะเป็น 16 ที่คาดไว้ มีการสร้างแหล่งกำเนิดรังสีของการไหลของความร้อนซึ่งไม่เห็นด้วยกับสมมติฐานก่อนหน้านี้

ในชั้นลึกที่มีอายุมากกว่า 2.8 พันล้านปี นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบจุลินทรีย์ฟอสซิลถึง 14 ชนิด สิ่งนี้ทำให้สามารถเลื่อนเวลาการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตบนโลกเมื่อหนึ่งพันห้าพันล้านปีก่อนได้ นักวิจัยยังพบว่าที่ระดับความลึกไม่มีหินตะกอนและมีเทน ซึ่งจะฝังทฤษฎีแหล่งกำเนิดทางชีวภาพของไฮโดรคาร์บอนไว้ตลอดไป

กลับ