надглибоких свердловин

Навіщо потрібні надглибокі? .. Зізнаємося відразу: це свердловини далекої розвідки; з їх допомогою фахівці, безумовно, не сподіваються виявити в даному місці поклади нафти, газу або інших корисних копалин. Головне завдання інша -- дослідження геокосмосу!

Адже на сьогоднішній день ми порівняно багато знаємо про те, що відбувається над нашими головами, в глибинах космосу, а от що коїться у яких-небудь кілька десятків кілометрів у нас під ногами, представляємо дуже слабко.

При надглибокому бурінні труднощі зростають не пропорційно глибині свердловини, а так би мовити, по експоненті. Звернемося до прикладів.

Епоха надглибокого буріння почалася в 1961 році реалізацією американського проекту «Мохол». Свердловину заклали на дні Тихого океану, поблизу острова Гуадалупе, під чотирикілометрову шаром морської води. Очікувалося, що бурової снаряд, пройшовши 150 метрів пухких донних порід, порине в 5,5-кілометровий шар твердих порід. А потім, пройшовши і їх, надасть у руки дослідників речовина мантії - Наступного після кори шару надр нашої планети.

Однак на практиці все вийшло зовсім по-іншому. Буріння зупинилося після першого ж 36 метрів. Коли на борт бурового судна підняли колону труб з перших кернів, то потім вже не змогли відшукати розпочатої гирлі свердловини. Не допомогли ні системи динамічної стабілізації, ні складні пеленгаціонние комплекси, розташовані навколо судна на спеціальних заякоренних буях.

Всі таки спокуса розкрити мантію саме на морському дні був дуже великий. Як-не-як тут земна кора найбільш тонка: яких-небудь 5 кілометрів-і ось вона, мантія! Тому сім років після першого досвіду в море вийшов «Челенджер» -- спеціально обладнане бурове судно вантажопідйомністю понад 10 тисяч тонн. Ще сім років з нього велося глибинне буріння. Цього разу справа завершилася порівняно благополучно - свердловину не втратили. Але і домогтися поставленої мети не змогли. У 1975 році буріння припинили через технічні складності, коли були розкриті верхні шари базальтові океанського дна.

Подальша атака на мантію продовжувалася вже на суші. Серед сімейства надглибоких свердловин, мабуть, варто відзначити «Берту Роджерс», пробурену в Оклахомі. Ця розвідувальну свердловину Вперше переступила 9-кілометрову глибину. Правда, перемога далася нелегкою ціною. Для проходки стовбура у молодих осадових породах використовували найпотужнішу техніку бурові установки вантажопідйомністю 1000 тонн, які раніше використовувалися військовими для закладки пускових шахт міжконтинентальних балістичних ракет.

Настільки великий запас потужності дозволив розвідникам особливо не церемонитися брати надра штурмом в лоб, не вдаючись до особливих технічних хитрощів Але і суперпотужної, надважкій бурове обладнання не змогло протистояти підвищеному тиску: з глибини 9583 метрів розсерджені надра в один момент «виплюнув» всі пристосування, а слідом вдарив потужний фонтан розплавленої сірки.

В СРСР на початку вісімдесятих років минулого століття була закладена СГ-3 - Кольська надглибока. Її попередниця серед вітчизняних надглибоких були СГ-1 і СГ-2_АралСорская і Біікжальская.

Для чергової спроби проникнути в глибини геокосмосу не випадково було вибрано місце саме на Кольському півострові. Наче б для полегшення доступу до нижніх поверхах планети, руйнівною силою льоду, вітру і води за останні сотні мільйонів років геть стесати 15-кілометрова товща континентальної кори. У деяких районах просто на поверхню виходять стародавні кристалічні породи Балтійського щита. Фахівці кажуть, що тут можна спіткнутися про камінчик віком у два мільярди років! Так що мантія ніби поруч.

Не треба думати, що тут все йшло як по маслу. Проблем вистачало Одна з головних - щоб свердловина не відхилялася від вертикалі більше, ніж це передбачено. (Для СГ-З було передбачено відхилення не більше градуси на кожний з 15 кілометрів глибини. Відмітимо зокрема, що в американців на «Берта Роджерс» забій пішов у сторону на 25 градусів.)

Перші два кілометри буровиками вдалося протриматися «в нормі», одягаючи на турбобур спеціальні кільця з побідитовими наконечниками, які жорстко упиралися в стінки стовбура. Але коли забій потрапив в кавернозну зону, коли навколо раз у раз почали зустрічатися порожнечі, центраторів стало не на що опиратися, і вони «Зависли в повітрі».

Знову вивести свердловину на пряму дорогу вдалося за допомогою турбінного отклонітеля. Це пристрій забезпечили телеметричної системою, яка миттєво вловлювала найменші відхилення від вертикалі, допомогла буровиками втриматися на курсі ».

Так їм вдалося порівняно спокійно наростити колону труб ще на кілька кілометрів. І раптом нове пригода: на великій глибині вся зв'язка труб з турбобуром на кінці повела себе як наддовгих пружина, яка втратила жорсткість з-за непомірною довжини. На поворот колони в гирлі, що по ідеї повинно було б виправити кривизну, «пружина» вигиналася лише у своїй верхній частині, залишаючись в нижній нерухомою.

Що робити? Фахівці випробували декілька безуспішних варіантів, поки не зупинилися, нарешті, на одному. Клин вирішили вибивати клином, як радить прислів'я. А точніше, один ефект вирішили компенсувати іншим: пружинний - маятниковим. Під турбобуром була змонтована важезна, залита свинцем труба, яка, діючи подібно віднесу, намагалася відтягнути бур по вертикалі до центру Землі ...

День за днем, рік за роком крутилося і крутилося бурове долото. Час від часу його зупиняли не тільки для того, щоб змінити викрошенние твердими породами алмазні зуби, але і щоб підняти на поверхню дорогоцінну здобич -- керн, акуратно випиляних шматочок древнього Балтійського щита.

Звичайно, всім хочеться доторкнутися до його руками - шматочок каменя, тільки що лежав на багатокілометрової глибині. Але відразу робити це небезпечно. Можна обпектися. Там, внизу, надра зберігали камінь при 200-градусної температури. І все-таки, трохи вождів, чіпають. Велико нетерпіння: ось вона, бажана здобич! Крупиці знань, які з такою працею видобуваються з стільки величезної глибини. Про що вони говорять?

В Нині в Росії працює спеціальне підприємство «Кольська надглибока », яке продовжує роботи з проведення досліджень у цій унікальної свердловині.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://ngfr.ru