Kola superdyp vel nå. Bakken under oss

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

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

CUSS-fartøyet, som utførte Mohole-prosjektet

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

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

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

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

Så vi går tilbake til stedet hvor forrige gang jobbet mobilt internett og se etter en godt opptråkket alternativ vei på satellitten. Etter å ha funnet det dyrebare hullet, hever vi den hydropneumatiske fjæringen til vår Toyota Land Cruiser 200 Executive til toppposisjon og kryper opp bakkene mot brønnen.

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

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

Sporet ble spilt inn ved hjelp av LocMe-tjenesten

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

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

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

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

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

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

På grunnlag av SG-3 var det i tillegg til selve borestedet flere forskningsinstitutter, eget designbyrå, dreieverksted og smie. De modigste tekniske løsninger ble født rett på stedet, realisert på egenhånd, og etter noen dager prøvde de seg allerede på jobb. Alt dette krevde energi og Kola Superdeep ble betjent av sin egen transformatorstasjon. Nå ser kraftenheten slik ut på en gang 48 personer jobbet her.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Hva ga ultradyp boring på Kolahalvøya menneskeheten?

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

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

Totalt ble det boret rundt 30 ultradype brønner på Sovjetunionens territorium

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

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

Kostnaden for restaurering er 100 millioner rubler?

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

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

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

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

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

Kandidat for tekniske vitenskaper A. OSADCHY

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

Geologene V. Lanev (til venstre) og Yu Smirnov undersøker kjerneprøver.

Borekroner. Nøyaktig det samme, men det var den som ble brukt ved boring på 12 km dyp, som ble en utstilling på den internasjonale geologiske kongressen i 1984.

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

Kola superdyp brønn.

Utvalgte kjerneprøver.

Et unikt kjernelager, hvor kjernene til hele den tolv kilometer lange brønnen er lagt ut på hyller i bokser i streng rekkefølge, nummerert.

Slike merker ble stolt båret av alle som jobbet for SG.

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

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

NETTSTEDVALG OG PROGNOSE

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

Før boringen startet ble en del av jordskorpen konstruert basert på seismologiske data. Det fungerte som en prognose for fremveksten av disse jordlag, som brønnen krysset. Det ble antatt at et granittlag strekker seg til en dybde på 5 km, hvoretter man forventet sterkere og eldgamle basaltbergarter.

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

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

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

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

BORINGSHISTORIE

Brønnboring begynte i 1970. Boring til en dybde på 7263 m tok 4 år. Det ble utført ved hjelp av en seriell installasjon, som vanligvis brukes i olje- og gassproduksjon. Hele tårnet pga konstante vinder og kulden måtte kles til toppen med treskjold. Ellers er det rett og slett umulig for en som må stå på toppen mens han løfter en rørstreng til å fungere.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Først gikk alt tilfeldig. Borerne gjorde sitt normal drift: deler av borestrengen ble senket etter hverandre, et borevæsketilførselsrør ble koblet til det siste, øvre, og pumpene ble slått på. Vi begynte å bore. Instrumentene på konsollen foran operatøren viste normal driftsmodus (antall omdreininger av borehodet, trykket på fjellet, væskestrøm for å rotere turbinen, etc.).

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

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

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

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

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

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

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

FORSKNINGSARBEID. MÅL OG METODER

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

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

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

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

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

Opp til en dybde på 7 km ble det brukt serielle enheter. Arbeid på større dyp og ved høyere temperaturer krevde å lage spesielle varme- og trykkbestandige enheter. Spesielle vanskeligheter oppsto under den siste fasen av boringen; når temperaturen i brønnen nærmet seg 200 o C, og trykket oversteg 1000 atmosfærer, kunne ikke serielle enheter fungere lenger. Geofysiske designbyråer og spesialiserte laboratorier fra flere forskningsinstitutter kom til unnsetning og produserte enkeltkopier av varme- og trykkbestandige instrumenter. Dermed jobbet vi hele tiden kun med husholdningsutstyr.

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

FRA EGEN ERFARING

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

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

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

RESULTATER

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

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

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

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

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

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

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

Kandidat for tekniske vitenskaper A. OSADCHY.

LITTERATUR

Kola superdyp. M.: Nedra, 1984.

Kola superdyp. Vitenskapelige resultater og forskningserfaringer. M., 1998.

Kozlovsky E.A. World Forum of Geologists."Vitenskap og liv" nr. 10, 1984.

Kozlovsky E.A. Kola superdyp."Vitenskap og liv" nr. 11, 1985.

Kola superdeep-brønnen er det dypeste borehullet i verden. Det ligger i Murmansk-regionen, 10 kilometer vest for byen Zapolyarny, på territoriet til det geologiske baltiske skjoldet. Dens dybde er 12 262 meter. I motsetning til andre ultradype brønner som ble laget for oljeproduksjon eller geologisk leting, ble SG-3 boret utelukkende for å studere litosfæren på stedet der Mohorovicic-grensen kommer nær jordoverflaten.

Den superdype brønnen Kola ble lagt til ære for 100-årsjubileet for Lenins fødsel, i 1970.
Sedimentære bergartlag på den tiden hadde blitt godt studert under oljeproduksjon. Det var mer interessant å bore der vulkanske bergarter rundt 3 milliarder år gamle (til sammenligning: Jordens alder er beregnet til 4,5 milliarder år) kommer til overflaten. For gruvedrift bores slike bergarter sjelden dypere enn 1-2 km. Det ble antatt at allerede på 5 km dyp ville granittlaget erstattes av basalt.

6. juni 1979 brøt brønnen rekorden på 9 583 meter som tidligere ble holdt av oljebrønnen Bertha-Rogers i Oklahoma. I de beste årene jobbet 16 forskningslaboratorier ved Kola superdeep-brønnen, de ble personlig overvåket av ministeren for geologi i USSR.

To ganger ble boret tatt ut smeltet, selv om temperaturene der det kan smelte er sammenlignbare med temperaturen på overflaten til solen. En dag var det som om kabelen var trukket nedenfra og revet av. Deretter, da de boret på samme sted, ble det ikke funnet rester av kabelen. Hva som forårsaket disse og mange andre ulykker er fortsatt et mysterium. De var imidlertid ikke grunnen til å stoppe boringen i Baltic Shield.

Utgraving av kjernen til overflaten.

Uttrukket kjerne.

Selv om det var forventet at en klar grense mellom granitt og basalt ville bli oppdaget, ble det kun funnet granitter i kjernen i hele dypet. Men pga høyt trykk komprimerte granitter endret i stor grad deres fysiske og akustiske egenskaper.
Som regel smuldret den løftede kjernen opp på grunn av aktiv gassutslipp til slam, siden den ikke tålte en kraftig trykkendring. Det var mulig å fjerne et sterkt stykke kjerne bare med en veldig sakte løfting av boret, da "overflødig" gass, fortsatt presset til høyt trykk, klarte å unnslippe fjellet.
Tettheten av sprekker på store dyp, mot forventning, økte. Det var også vann på dypet som fylte sprekkene.

Tricone meisel.

Eruptiv basaltbreccia fra en dybde på 2977,8 m

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

Huberman husker med beklagelse hvor mange vitenskapelige funn fant sted på Kola Superdeep. Bokstavelig talt hver meter var en åpenbaring. Brønnen viste at nesten all vår tidligere kunnskap om strukturen til jordskorpen er feil. Det viste seg at Jorden slett ikke er som en lagkake. "Opptil 4 kilometer gikk alt etter teorien, og så begynte verdens undergang," sier Huberman. Teoretikere lovet at temperaturen på det baltiske skjoldet ville forbli relativt lav til en dybde på minst 15 kilometer. Følgelig vil det være mulig å grave en brønn opp til nesten 20 kilometer, like opp til mantelen.

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

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

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

Historien til Kola Superdeep er ikke uten mystikk. Offisielt, som allerede nevnt, stoppet brønnen på grunn av mangel på midler. Tilfeldighet eller ikke, men det var i 1995 at en kraftig eksplosjon av ukjent opphav ble hørt i dypet av gruven.

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

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

Slik ser Kola Superdeep ut nå, en beklagelig tilstand.

NETTSTEDVALG OG PROGNOSE

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

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

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

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

BORINGSHISTORIE

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

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

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

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

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

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

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

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

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

FORSKNINGSARBEID. MÅL OG METODER

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

Så en kjerne gjenvunnet fra et borehull ved bruk av SG gir ikke fullstendig informasjon om dyptliggende bergarter.

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

Opp til en dybde på 7 km ble det brukt serielle enheter. Arbeid på større dyp og ved høyere temperaturer krevde å lage spesielle varme- og trykkbestandige enheter. Spesielle vanskeligheter oppsto under den siste fasen av boringen; når temperaturen i brønnen nærmet seg 200°C og trykket oversteg 1000 atmosfærer, kunne ikke serielle enheter fungere lenger. Geofysiske designbyråer og spesialiserte laboratorier fra flere forskningsinstitutter kom til unnsetning og produserte enkeltkopier av varme- og trykkbestandige instrumenter. Dermed jobbet vi hele tiden kun med husholdningsutstyr.

FRA EGEN ERFARING

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

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

RESULTATER

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

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

Kandidat for tekniske vitenskaper A. OSADCHY.

LITTERATUR

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

Sredao.ru hyttelandsbyer fra HABITAT

Sredao.ru rekkehus fra eiendomskontoret HABITAT

"Dr. Huberman, hva i helvete gravde du opp der nede?" - en bemerkning fra salen avbrøt rapporten til en russisk vitenskapsmann på et UNESCO-møte i Australia. Et par uker tidligere, i april 1995, feide en bølge av rapporter om en mystisk ulykke ved Kola-brønnen over hele verden.

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

Plass under føttene

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

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

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

Baltisk skjold

Prosjekter for å reise dypt inn i jorden dukket opp på begynnelsen av 60-tallet i flere land samtidig. De forsøkte å bore brønner på steder der skorpen burde vært tynnere – målet var å nå mantelen. For eksempel boret amerikanerne i området på øya Maui, Hawaii, hvor, ifølge seismiske studier, eldgamle bergarter dukker opp under havbunnen og mantelen ligger på en dybde på omtrent 5 kilometer under en fire kilometer lag med vann. Akk, ikke et eneste havborested har penetrert dypere enn 3 kilometer.

Generelt endte nesten alle prosjekter med ultradype brønner på mystisk vis på tre kilometers dyp. Det var i dette øyeblikket noe merkelig begynte å skje med øvelsene: enten befant de seg i uventede supervarme områder, eller som om de ble bitt av et enestående monster. Bare 5 brønner brøt gjennom dypere enn 3 kilometer, hvorav 4 var sovjetiske. Og bare Kola Superdeep var bestemt til å overvinne 7-kilometersmerket.

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

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

Erobreren av dypet

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

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

12.226 meter med funn og litt djevelskap

"Vi har det dypeste hullet i verden - så vi må bruke det!" – David Guberman, den faste direktøren for Kola Superdeep Research and Production Center, utbryter bittert. I de første 30 årene av Kola Superdeep brøt sovjetiske og deretter russiske forskere gjennom til en dybde på 12 226 meter. Men siden 1995 har boringen vært stoppet: det var ingen som finansierte prosjektet. Det som tildeles innenfor rammen av UNESCOs vitenskapelige programmer er bare nok til å holde borestasjonen i stand og studere tidligere utvunne bergartsprøver.

Huberman husker med beklagelse hvor mange vitenskapelige funn som fant sted ved Kola Superdeep. Bokstavelig talt hver meter var en åpenbaring. Brønnen viste at nesten all vår tidligere kunnskap om strukturen til jordskorpen er feil. Det viste seg at Jorden slett ikke er som en lagkake. "Opptil 4 kilometer gikk alt etter teorien, og så begynte verdens undergang," sier Huberman. Teoretikere lovet at temperaturen på det baltiske skjoldet ville forbli relativt lav til en dybde på minst 15 kilometer.

Følgelig vil det være mulig å grave en brønn opp til nesten 20 kilometer, like opp til mantelen. Men allerede ved 5 kilometer oversteg omgivelsestemperaturen 70 ºC, ved syv - over 120 ºC, og på en dybde på 12 var det varmere enn 220 ºC - 100 ºC høyere enn forutsagt. Kola-borere stilte spørsmål ved teorien om den lagdelte strukturen til jordskorpen – i hvert fall i intervallet opp til 12 262 meter.

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

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

Demoner

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

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