Кольская сверхглубокая: самая глубокая скважина в мире

Особенности бурения сверхглубокой скважины

Первые четыре года, пока шла проходка до глубины 7263 метров, использовалась стандартная буровая установка под названием «Уралмаш-4Э». Но затем ее возможностей стало не хватать.

Поэтому исследователи решили использовать мощную установку «Уралмаш-15000» с 46-метровым турбобуром. Он вращался благодаря давлению бурового раствора.

Установка «Уралмаш-15000» была спроектирована так, чтобы образцы добытой породы собирались в керноприемнике — трубе, проходящей через все секции бура. На поверхность измельченная порода попадала вместе с буровым раствором. Так геологи получали самую свежую информацию о составе скважины, по мере того, как буровая установка шла все глубже вниз.

В итоге было пробурено несколько буровых скважин, которые разветвлялись из одной центральной скважины. Самая глубокая ветвь была названа СГ-3.

Как сказал один из ученых в составе Кольской ГРЭ: «Каждый раз, начиная бурить, мы находим неожиданное. Это захватывающе и тревожно одновременно».

Самые длинные скважины в России

Рядом с островом Сахалин находится огромное нефтегазовое месторождение. В 2003 году началась его разработка. При этом нефтяникам удалось пробурить очень глубокие отверстия и поставить рекорд по их протяженности и общей длине горизонтального ствола.

Работы велись несколькими международными корпорациями, в том числе НК «Роснефть». Бурение происходило в море, в шельфовой зоне, на глубине 15-30 метров. Применялась современная техника: например, платформа «Орлан».

В 2011 году создана самая длинная в мире нефтескважина протяженностью 12245 м. Работы завершились всего за два месяца после бурения объекта под названием О-13 с рекордной длиной ствола − 13500 м. Одновременно создана и уникальная горизонтальная скважина − 12000 метров.

В 2014 году на шельфовом месторождении поставлены новые рекорды. Разработка Z-40 достигла протяженности 13000 м.
Теперь рядом с Сахалином существуют восемь самых длинных в мире скважин. С их помощью добыто 70 млн тонн нефти и 15 миллиардов кубометров газа. Продолжается разработка новых шельфовых месторождений. При этом рекорд континентального бурения удерживает Кольская.

Обоснование легенды «Колодец в Ад»

Получается, что известный нам кордицепс это простейшая форма того грибка, который ученые нашли в скважине. Согласно фильму, эту форму жизни удерживает только вечная мерзлота. Холода грибок не выдерживает и погибает. Зато он, кажется, разумный — объединяет человеческие тела, чтобы сохранять тепло. При этом люди остаются живыми и очень страдают.

Что ж, выходит, наши придумали прекрасное обоснование городской легенды «Колодец в Ад». Это люди, собранные грибом в одно целое, издавали эти душераздирающие стоны. А неизвестный науке гриб – тот самый демон, который по другой легенде выбрался из скважины на поверхность. Кстати, сама легенда как раз и появилась в середине 80-х годов прошлого века.

Интересно, станция решили законсервировать через сутки после инцидента. Никто никого спасать не собирался по определению. Вопрос: это было условием работы станции, что при малейшей угрозе сразу консервация? Или же ученые успели сообщить, что произошло, пусть и в общих чертах? Думается, все таки первый вариант. Когда занимаешься исследованием строения планеты, произойти может все что угодно.

Кадр из фильма «Кольская сверхглубокая»

Как бурили сверхглубокую скважину?

Для начала необходимо отметить, что СГ-3 изначально задумывалась именно для научных целей. Исследователи выбрали для бурения место, где на поверхность земли выходили древние породы — возрастом до трех миллиардов лет. Один из аргументов при разведке состоял в том, что молодые осадочные породы были хорошо изучены при добыче нефти, а глубоко в древние слои никто еще не бурил. Кроме того, здесь находились и крупные медно-никелевые месторождения, разведка которых была бы полезным дополнением к научной миссии скважины.

Кольская сверхглубокая скважина. Буровая первого этапа (глубина 7600 м), 1974 год

Бурение началось в 1970 году. Первая часть скважины была пробурена серийной установкой «Уралмаш-4Э» — ее обычно использовали для бурения нефтяных скважин. Модификация установки позволила достичь глубины 7 километров 263 метра. На это ушло четыре года. Затем установку сменили на «Уралмаш-15000», названную так в честь запланированной глубины скважины — 15 километров. Новая буровая была разработана специально для Кольской сверхглубокой: бурение на таких больших глубинах требовало серьезной доработки техники и материалов. К примеру, один только вес буровой колонны при 15-километровой глубине достигал 200 тонн. Сама установка могла поднимать груз вплоть до 400 тонн.

Буровая колонна состоит из труб, соединенных между собой. С ее помощью инженеры опускают на дно скважины инструмент для бурения, и она же обеспечивает его работу. На конце колонны устанавливали специальные 46-метровые турбобуры, приводимые в движение потоком воды с поверхности. Они позволяли вращать дробящий породу инструмент отдельно от всей колонны.

Буровая установка «Уралмаш-15000»

Коронки, с помощью которых буровая колонна вгрызалась в гранит, вызывают ассоциации с футуристическими деталями от робота — несколько вращающихся шипастых дисков, соединенных с турбиной сверху. Одной такой коронки хватало всего на четыре часа работы — это примерно соответствует проходу на 7-10 метров, после чего всю буровую колонну нужно поднимать, разбирать и затем опускать заново. Постоянные спуски и подъемы сами по себе занимали до 8 часов.

Даже трубы для колонны в Кольской сверхглубокой пришлось использовать необычные. На глубине постепенно растут температура и давление, и, как рассказывают инженеры, при температурах свыше 150-160 градусов сталь серийных труб размягчается и хуже держит многотонные нагрузки — из-за этого возрастает вероятность опасных деформаций и обрыва колонны. Поэтому разработчики выбрали более легкие и термостойкие алюминиевые сплавы. Каждая из труб имела длину около 33 метров и диаметр около 20 сантиметров — немного уже самой скважины.

Однако даже специально разработанные материалы не выдерживали условий бурения. После первого семикилометрового отрезка на дальнейшее бурение до отметки 12 000 метров ушло почти десять лет и более 50 километров труб. Инженеры столкнулись с тем, что ниже семи километров породы стали менее плотными и трещиноватыми — вязкими для бура. Кроме того, ствол самой скважины исказил форму и стал эллиптичным. В результате несколько раз колонна обрывалась, и, не имея возможности поднять ее обратно, инженеры вынуждены были бетонировать ответвление скважины и проходить ствол заново, теряя годы работы.

Одна из таких крупных аварий заставила буровиков в 1984 году забетонировать ответвление скважины, достигшее глубины 12 066 метров. Бурение пришлось начать заново с 7-километровой отметки. Этому предшествовала пауза в работе со скважиной — в тот момент существование СГ-3 рассекретили, а в Москве прошел международный геологический конгресс Геоэкспо, делегаты которого посетили объект.

Как рассказывают очевидцы аварии, после возобновления работ колонна пробурила скважину еще на девять метров вниз. После четырех часов бурения рабочие приготовились поднимать колонну обратно, но она «не пошла». Буровики решили, что труба где-то «прилипла» к стенкам скважины, и увеличили мощность на подъем. Нагрузка резко уменьшилась. Постепенно разбирая колонну на 33-метровые свечки, рабочие добрались до очередного отрезка, заканчивающегося неровным нижним краем: турбобур и еще пять километров труб остались в скважине, поднять их не удалось.

Вновь достигнуть 12-километровой отметки буровикам удалось лишь к 1990 году, тогда же был установлен и рекорд погружения — 12 262 метра. Затем произошла новая авария, а с 1994 года работы на скважине были остановлены.

Сведения об обеспечении безопасности персональных данных

9.1. Оператор назначает ответственного за организацию обработки персональных данных для выполнения обязанностей, предусмотренных ФЗ «О персональных данных» и принятыми в соответствии с ним нормативными правовыми актами.

9.2. Оператор применяет комплекс правовых, организационных и технических мер по обеспечению безопасности персональных данных для обеспечения конфиденциальности персональных данных и их защиты от неправомерных действий:

9.2.1  обеспечивает неограниченный доступ к Политике, копия которой размещена на сайте Оператора по адресу https://undergroundexpert.info;

9.2.2  во исполнение Политики утверждает и приводит в действие внутренние локальные акты;

9.2.3  производит ознакомление работников с положениями законодательства о персональных данных, а также с Политикой и внутренними локальными актами;

9.2.4 осуществляет допуск работников к персональным данным, обрабатываемым в информационной системе Оператора, а также к их материальным носителям только для выполнения трудовых обязанностей;

9.2.5 устанавливает правила доступа к персональным данным, обрабатываемым в информационной системе Оператора, а также обеспечивает регистрацию и учёт всех действий с ними;

9.2.6 производит оценку вреда, который может быть причинен субъектам персональных данных в случае нарушения ФЗ «О персональных данных»;

9.2.7 производит определение угроз безопасности персональных данных при их обработке в информационной системе Оператора;

9.2.8 применяет организационные и технические меры и использует средства защиты информации, необходимые для достижения установленного уровня защищенности персональных данных;

9.2.9 осуществляет обнаружение фактов несанкционированного доступа к персональным данным и принимает меры по реагированию, включая восстановление персональных данных, модифицированных или уничтоженных вследствие несанкционированного доступа к ним;

9.2.10    осуществляет внутренний контроль соответствия обработки персональных данных ФЗ «О персональных данных», принятым в соответствии с ним нормативным правовым актам, требованиям к защите персональных данных, Политике, Положению и иным локальным актам, включающий контроль за принимаемыми мерами по обеспечению безопасности персональных данных и их уровня защищенности при обработке в информационной системе Оператора.

Паранормалыцина или стечение обстоятельств?

Что происходит в глубине, доподлинно неизвестно. Температура окружающей среды, шумы и прочие параметры передаются наверх с минутным запаздыванием. Тем не менее бурильщики рассказывают, что даже такой контакт с подземельем может не на шутку испугать. Звуки, доносящиеся снизу, и впрямь похожи на вопли и завывания. К этому можно добавить длинный список аварий, преследовавших Кольскую сверхглубокую, когда она достигла глубины 10 километров. Дважды бур доставали оплавленным, хотя температуры, от которых он может расплавиться, сравнимы с температурой поверхности Солнца. Однажды трос что-то дёрнуло снизу — и оборвало. Впоследствии, когда бурили в том же месте, остатков троса не обнаружилось. Чем были вызваны эти и многие другие аварии, до сих пор остаётся загадкой. Были и более громкие сенсации. Когда в конце 70-х годов советская автоматическая космическая станция привезла на Землю 124 грамма лунного грунта, исследователи Кольского научного центра установили, что он как две капли воды похож на пробы с глубины трёх километров! И возникла гипотеза: Луна оторвалась от Кольского полуострова. Теперь ищут, где именно. Кстати, американцы, которые привезли с Луны полтонны грунта, так ничего толкового с ним и не сделали. Поместили в герметичные контейнеры и оставили для исследований будущим поколениям. В истории Кольской сверхглубокой не обошлось и без мистики. Официально, как уже упоминалось, бурение скважины остановилось из-за недостатка средств. Совпадение или нет — но именно в том 1995 году в глубине шахты раздался мощнейший взрыв неустановленной природы. К жителям Заполярного прорвались журналисты финской газеты, — и мир потрясла история о вылетевшем из недр планеты демоне. Тут же нашлись и «очевидцы» невероятного явления. Вот где отвели душу аномальщики, эзотерики и иже с ними! Таких навороченных подробностей не знали даже «убедительные до хрипоты» уфологические издания! Совершенно неожиданно для всех подтвердились прогнозы Алексея Толстого из романа «Гиперболоид инженера Гарина». На глубине свыше 9,5 километра обнаружили настоящий кладезь всевозможных ископаемых, в частности золота. Настоящий оливино-вый слой, гениально предсказанный писателем. Золота в нём 78 граммов на тонну. Кстати, промышленная добыча возможна уже при концентрации 34 грамма на тонну. Возможно, в недалёком будущем человечество сумеет воспользоваться этим богатством. А пока станция закрыта. «Боятся рыть!», «Земля к себе не допускает!» — говорят шутники. Да вот шутки ли это? И можно ли надеяться, что в скором будущем (да пусть и в далёком!) мы узнаем, что же действительно происходит в недрах Земли?

Метки: Тайны 20 века, Земля, геология, исследование, Кольский полуостров, скважина, мантия

Кольская сверхглубокая в искусстве

В 2009 году вышел фильм ужасов совместного производства Великобритании, Венгрии и США «Ужас на глубине 9 миль», основанный на легенде о «Колодце в Ад».

В 2012 году режиссёром Владимиром Батраковым был снят короткометражный документальный фильм «Кольская сверхглубокая. Дорога в ад» (длительностью 25 мин). Фильм снят в жанре «репортаж» и рассказывает об истории и целях бурения скважины. Также в нём представлены интервью с непосредственными участниками научного эксперимента.

В 2018 году российский художник Дмитрий Морозов (::vtol::) создал и привез на скважину свое произведение «12 262», посвященное СГ-3. В 2019 году это произведение было номинировано на Премию Кандинского как лучшее произведение молодого художника.

В 2018 году вышел фильм датского режиссёра Ларса фон Триера «Дом, который построил Джек», в финальной части которого («Эпилог: Катабасис») показывается Кольская сверхглубокая как пример попытки Советского Союза пробуриться в ад. Название скважины при этом не упоминается, но на кадрах узнаваемый вид из хроники.

В 2020 году вышел российский фантастический фильм ужасов режиссёра Арсения Сюхина «Кольская сверхглубокая», рассказывающий о спуске группы людей в самую глубокую скважину планеты. Действие фильма разворачивается в вымышленных подземных сооружениях на многокилометровой глубине, которых нет в реальности («спуск людей» в реальную скважину диаметром 92 сантиметра невозможен).

Самые глубокие места на Земле

Самая глубокая в мире скважина (самая глубокая скважина в СССР)

В Мурманской области, в 1970 году, в 10 километрах западнее города Заполярного находится Кольская сверхглубокая скважина СГ-З, глубина которой составляет 12 262 метров, что делает ее самой глубокой скважиной в мире. Стоимость буровых работ равна стоимости проекта по полету на Луну. В 1989 году Книга рекордов Гиннесса зарегистрировала скважину, как самую глубокую на Земли. Ее пробурили с целью изучения границ литосферы нашей планеты.

Самое глубокое метро

Станция Киевского метрополитена «Арсенальная» («Арсенальна») является самой глубокой в мире. Она находится на Святошинско-Броварской линии и была открыта 6 ноября 1960 года. Станция «английского типа» имеет короткий средний зал, а ее глубина составляет 105,5 метров.

Самый глубокий океан

Тихий океан — не только самый большой по площади океан нашей планеты, но и самый глубкий.

Самый глубокий желоб (самое глубокое место в океане, самая глубокая впадина)

Марианский желоб (или Марианская впадина) является океаническим глубоководным желобом. Его имя происходит от находящихся рядом Марианских островов. Самое глубокое место впадины называется «Бездна Челленджера» (Challenger Deep) и уходит она вглубь на 11 035 метров.

Самое глубокое озеро в мире

Озеро Байкал, которое многие жители России называют морем, является озером тектонического происхождения и находится оно в южной части Восточной Сибири. Кроме того, что оно самое глубокое в мире озеро  1 642 метра, Байкал также является самым большим природным резервуаром пресной воды. Здесь уникальное разнообразие флоры и фауны  более 1 700 разновидностей растений и животных, 2/3 из которых не найти нигде на планете. Кроме этого, озеро считается самым старым на Земле его возраст около 25 миллионов лет.

Самое глубокое море

Филиппинское море, находящееся возле Филиппинского архипелага, имеет среднюю глубину 4 108 метров, а считается оно самым глубоким благодаря Филиппинскому желобу, самая глубокая точка которого составляет 10 540 метров. Самая глубокая река Длина реки Конго 4344-4700 километров, площадь бассейна составляет 3 680 000 квадратных километра, а максимальная глубина более 230 метров, что делает ее самой глубокой в мире. Стоит также отметить, что это вторая река по водности на Земле после Амазонки и единственная крупная река, которая пересекает экватор 2 раза. Так как в нижнем течении Конго начинает прорываться сквозь Южно-Гвинейскую возвышенность в глубоком ущелье, она образует водопады Ливингстона, и именно здесь река достигает самых больших глубин.

Самая глубокая шахта

На данный момент самой глубокой в мире шахтой можно назвать шахту Тау-Тона, которая находится в 70 километрах от Йоханнесбурга (ЮАР). Название шахты можно перевести с одного и африканских языков как «великий лев». Здесь добывают золото, и пока данное месторождение имеет глубину около 4 км, но добыча проводится на глубине от 2,3 до 3,595 километров.

Самая глубокая пещера Находящуюся в Абхазии пещеру Крубера-Воронья, можно назвать самой глубокой в мире (по крайней мере, из изученных пещер). Вход в пещеру находится на высоте примерно 2 256 метров в урочище Орто-Балаган. Стоит отметить, что пещеру Крубера-Воронья обнаружили грузинские спелеологи в 1960 году. На данный момент она исследована до глубины 95 метров.

Категории субъектов персональных данных

5.1. К категориям субъектов персональных данных, чьи персональные данные обрабатываются Оператором относятся:

5.1.1   физические лица, состоящие в трудовых и гражданско-правовых отношениях с Оператором

5.1.2.  физические лица, состоящие в трудовых и гражданско-правовых отношениях с контрагентами Оператора;

5.1.3.  субъекты персональных данных, пользующиеся  формой обратной связи на интернет сайте Оператора – undergroundexpert.info

5.2. По всем категориям субъектов персональных данных, персональные данные обрабатываются Оператором в рамках правоотношений с Оператором, урегулированных действующим законодательством Российской Федерации.

5.3. По всем категориям субъектов персональных данных, персональные данные обрабатываются Оператором с согласия субъектов персональных данных, предоставляемого в письменной форме, а также без такового, если персональные данные сделаны общедоступными субъектом персональных данных, либо при совершении  субъектом конклюдентных действий.

5.4. Оператор обрабатывает следующие персональные данные субъектов персональных данных:

5.4.1. Фамилия, имя, отчество;

5.4.2. Тип, серия и номер документа, удостоверяющего личность;

5.4.3. Дата выдачи документа, удостоверяющего личность, и информация о выдавшем его органе;

5.4.4. Год рождения;

5.4.5. Месяц рождения;

5.4.6. Дата рождения;

5.4.7. Место рождения;

5.4.8. Адрес;

5.4.9. Номер контактного телефона;

5.4.10. Адрес электронной почты;

5.4.11. Идентификационный номер налогоплательщика;

5.4.12. Номер страхового свидетельства государственного пенсионного страхования;

5.4.13. Семейное положение;

5.4.14. Должность.

5.5. Оператором могут обрабатываться иные персональные данные, непосредственно необходимые для выполнения целей обработки персональных данных, в том числе обезличенные статистические данные о посетителях сайта Оператора, содержащиеся в файлах Cookies веб-браузеров посетителей сайта Оператора.

Гранит, гранит повсюду

Первым сюрпризом, с которым столкнулись бурильщики, было отсутствие так называемого базальтового слоя на глубине около 7 км. Раньше самая актуальная геологическая информация о более глубоких частях земной коры исходила от анализа сейсмических волн. И исходя из нее ученые ожидали найти гранитный слой, а по мере  углубления — базальтовый. Но, к большому удивлению, когда они двинулись глубже в недра Земли, то нашли там больше гранита, а до базальтового слоя не добрались вовсе. Все бурение шло именно в гранитном слое.

Это крайне важно, так как связано с теорией послойного строения Земли. А с ней, в свою очередь, связаны представления о том, как возникают и размещаются полезные ископаемые

Хроника бурения

Кольская сверхглубокая скважина, 2007

Бурение началось 24 мая 1970 года. До глубины в 7000 метров бурение проходило относительно спокойно, бур проходил через однородные прочные граниты. После этой глубины буровая головка вошла в менее прочные слоистые породы. При прохождении через них ствол скважины стал осыпаться с образованием каверн.

В результате буровую колонну заклинивало породой, и головка обрывалась при попытке подъёма. Потерянная часть буровой колонны цементировалась, бурение продолжалось с отклонением бурового инструмента. Такие аварии случались неоднократно, поэтому бурение продолжалось в течение нескольких лет, а структура скважины получила облик кроны дерева со множеством ответвлений.

6 июня 1979 года скважина побила рекорд в 9583 метра, ранее принадлежавший нефтяной скважине Берта Роджерс (Оклахома). В лучшие годы на Кольской сверхглубокой скважине работало 16 исследовательских лабораторий, их курировал лично министр геологии СССР Александр Сидоренко.

В 1983 году пробурили 12 066 метров и временно остановились — готовились к Международному геологическому конгрессу, который должен был проходить в 1984 году в Москве. 27 сентября 1984 года бурение было продолжено. При первом же спуске произошла авария — оборвалась буровая колонна. Бурение возобновили с глубины 7000 м.

К 1990 году новое ответвление достигло глубины 12 262 метра. Колонна снова оборвалась, и бурение было прекращено. В 1994 году бурение прекратили окончательно.

Из-за неравномерного разрушения пород, геологических неоднородностей и других причин ствол скважины искривлялся, и на максимальной глубине отклонение от вертикали устья скважины составило 840 метров.

В 1991 году скважина была внесена в Книгу рекордов Гиннесса как наиболее глубокая в мире.

Буровая установка

Сначала бурение велось серийной буровой установкой «Уралмаш-4Э», которую применяют для бурения скважин при поиске и разведке месторождений нефти и газа. С глубины 7263 метра бурение продолжили установкой «Уралмаш-15000».

В числе особенностей, вобравших передовой опыт бурения глубоких скважин:

  • Буровая колонна ниже 2000 метров была собрана трубами из лёгких алюминиевых сплавов (стальная просто разорвалась бы от своего веса). Вес колонны около 200 тонн.
  • Турбобур — турбина длиной 46 метров, действующая от давления бурового раствора, вращает буровую коронку (долото).
  • Керноприёмник — съёмная труба внутри турбобура, служащая для забора образцов породы (керна).

Использовались обычные буровые коронки из твёрдого сплава. Одна коронка служит приблизительно 4 часа, за это время удаётся пробурить 7—10 метров. На спуск и подъём колонны уходит до 18 часов. При этом колонна разбирается на секции из нескольких труб.

Секретность

СГ-3 имела статус секретного объекта, поскольку находилась в пограничной зоне, по соседству со стратегическими месторождениями полезных ископаемых, а кроме того, СССР охранял свой научный приоритет в исследовании литосферы. Однако уже в начале 1970-х годов буровую посетил один из руководителей Академии наук Чехословакии. В 1975 году о Кольской сверхглубокой в газете «Правда» написал министр геологии Александр Сидоренко. В 1984 году в Москве проходил Всемирный геологический конгресс и приуроченная к нему выставка, на которой один из стендов освещал СГ-3. После конгресса в посёлок Заполярный приехала международная делегация геологов и журналистов, которым показали буровую в действии, доставали и отсоединяли 33-метровые секции труб, керны, буровые головки.

Изучение земных недр в СССР

В 1962 году в Советском Союзе начали проводить научные исследования литосферы с помощью глубокого бурения. Дыра в земле должна была стать рекордной и достичь фантастической на тот момент глубины в 7 километров.

Работа планировалась не для добычи полезных ископаемых, а с научно-исследовательской целью. Ученые хотели выяснить следующее:

  • Узнать больше о строении земной коры. Уточнить, как чередуются пласты гранита и базальта;
  • Добраться до границы мантии и изучить ее;
  • Провести детальное исследование литосферы, проверить геологические теории.

Несколько лет шли подготовительные работы. Выбиралось подходящее место для будущей скважины.

Главная проблема при сверхглубоком бурении − растущая температура окружающих пород. По расчетам ученых, на глубине 10 км земная кора разогрета до 300 °С, на 15 км − 500 градусов. Эти внешние условия быстро выведут из строя любую технику. Поэтому специалисты искали такой район для работы, где земная кора не слишком горячая.

Решено было начать бурение на Кольском полуострове. По расчетам ученых, температура внутри гранитного слоя не должна превышать 150 градусов. За миллиард лет существования Кольский щит сильно остыл.

Кольская скважина

Бурение велось с 1970 года. Первоначальная было запланировано достичь глубины в 15 километров. Работы продолжались до 1995 г, результатом которых стала самая известная скважина в мире. Достигнуть поставленной цели не получилось, протяженность объекта составила 12226 м.

Кольская дыра попала в книгу рекордов Гиннесса, как самая глубокая скважина в мире. С помощью этого сверхдлинного колодца человечество сильно расширило свои знания о земных недрах.

Устройство Кольской сверхглубокой

Она совсем непохожа на большую яму или шахту. Ее диаметр невелик − 21 см. Сверху немного шире − 40 см. Размер позволяет поместиться только буровому инструменту.

Во время сверления нередко происходили аварии − колонны обрывались и закупоривали собой ствол. Тогда работу приходилось начинать сначала. Бурение после очередного происшествия возобновляли с отметки семь или девять километров.

Скважина в разрезе представляет собой ствол с четырьмя длинными и десятью короткими ветками. Два больших ответвления превышают 12 км. Кольская сверхглубокая превосходит глубину Марианской впадины на 1000 метров.

Кроме этого, шахта несколько раз изгибается, обходя плотные слои грунта. Поэтому скважина в разрезе изогнута и ветвиста.

Сегодня на Кольской никаких работ не ведется. Она закрыта массивным металлическим люком. На крышке написана глубина, которую смогли достичь в 1995 году.

История создания Кольской сверхглубокой

Сначала было выбрано наиболее подходящее для сверления место. Им стал участок с древними твердыми породами. Их возраст составлял три миллиарда лет.

Кольский полуостров выбран потому, что:

  • Температура внутри слоя гранита и базальта не должна превышать 150 градусов. За время своего существования они заметно охладились;
  • Осадочные породы удалось детально изучить при разработке нефтяных пластов, а в глубокие слои земной коры тогда еще не проникли. Твердые участки мантии на тот момент были недостаточно исследованы;
  • Рядом находились никелевые месторождения. Ученые надеялись получить информацию о природе образования рудных залежей.

Сверлить породу начали в 1970 г. В первые четыре года применяли обычную установку для бурения нефтяных скважин. После прохождения отметки в 7км, ее пришлось заменить на более мощную − «Уралмаш-15000». Этот механизм был построен специально для Кольской сверхглубокой, чтобы добраться до 15-тикилометровой отметки.

Семь тысяч метров удалось пройти только через четыре года работы. Затем скорость еще замедлилась: понадобилось около десяти лет для достижения отметки в 12000 м.

После 7000 метров сверление сильно осложнилось − породы стали вязкими и трещиноватыми, ствол деформировался. Буровая колонна часто обрывалась. Приходилось бетонировать ответвления шахты и сверлить уже пройденные участки заново.

Только в 1990 году снова был преодолен рубеж 12 км. Затем удалось достичь абсолютного рекорда глубокого бурения − 12226 м. Вскоре после этого случилась новая авария и в 1994 году сверление было остановлено, а скважина законсервирована.

Но все эти истории − вымысел. Микрофоны не записывали никаких звуков, не было странных животных, а температура в стволе составляла максимум 220 °С.

Работы проводились в Азербайджане с 1977 по 1990 годы. Цель − изучение природных запасов нефти. Глубина разработки была запланирована до 11500 м, но достигла только 8300-метровой отметки. В результате исследований получена полезная информация о проникновении подземных вод на большие глубины.

Бурение глубокой скважины

Бурение глубокой скважины и тем более сверхглубокой — сложное и дорогое предприятие. В мировой практике глубокие скважины бурят очень мощными и дорогими установками грузоподъемностью 600-800 тонн.

Таких установок изготовлено до сих пор всего несколько штук, меньше, чем пальцев на одной руке.

Наш проект предусматривает проводку скважины большой глубины с помощью обычной буровой установки.

При этом сохраняется классическая схема разрушения и выноса породы на поверхность земли, но применяются новые технологические приемы, некоторые новые инструменты и, главное, новый подход к проблеме глубокого бурения.

Важнейший элемент в комплексе оборудования — буровые насосы, заставляющие буровой (глинистый) раствор под большим давлением циркулировать вниз по бурильным трубам, а затем вверх по кольцевому зазору между колонной труб и стенками скважины.

Энергия насосов преобразуется в полезную работу турбобура, вращающего на забое долото, и обеспечивает подъем разбуренной породы на поверхность земли.

Выходящий из Кольской сверхглубокой скважины раствор очищают от кусочков породы и вновь закачивают в бурильные трубы. Циркуляция идет по замкнутому циклу.

Если вы окажетесь на буровой во время подъема бурильной колонны, то увидите внутри вышки вертикальные ряды «свечей» — отдельные трубы, на которые расчленяется колонна. Обычно колонну составляют «свечи» высотой 36 метров. Их диаметр около 15 сантиметров.

Износилось долото — поднимают всю колонну, навинчивают новое и в обратном порядке спускают «свечи» в скважину. Таких рейсов при бурении глубоких скважин долото делает несколько сотен, а при проходке сверхглубоких — более тысячи!

При этом надо сохранить вертикальность ствола в пределах определенных допусков, своевременно закреплять вскрытые породы обсадными трубами, отбирать с забоя образцы породы — керны, проводить комплекс внутрискважинных геофизических исследований и многие другие работы.

Буровая для проходки глубокой скважины — по сути дела, большой современный завод. Весь комплекс оборудования предназначается для того, чтобы пробурить в земной коре неширокий цилиндрический ход длиной в несколько километров. Это всего лишь укол в недра Земли. Но как трудно его сделать…

Обычно глубокую скважину начинают бурить долотом большого диаметра. Бурение ведут до тех пор, пока в скважине не появляются какие-либо осложнения (приток воды, нефти и газа, уходы бурового раствора, обвалы стенок), делающие невозможным дальнейшее углубление скважины.

Тогда в ствол спускают специальные трубы, а пространство между трубами и стенками скважины заливают цементным раствором.

Теперь скважина одета в броню, и бурение можно продолжать (долотами несколько меньшего диаметра) до тех пор, пока какие-либо новые осложнения не преградят путь долоту.

Тогда в скважину спускают и цементируют еще одну колонну труб, меньшим диаметром, чем первая. Таких труб в скважину спускают столько, сколько встретится зон осложнений.

Каждая глубокая скважина похожа на подземный телескоп, направленный в сторону, противоположную от звезд. По количеству ступеней (труб) в этом телескопе судят о степени сложности и дороговизне бурения.

Заранее определить нужное количество звеньев телескопа и соотношения их размеров очень трудно. Практически невозможно предсказать, на какой глубине произойдет осложнение, которое потребует спуска в скважину обсадной колонны — очередного звена телескопа.

Недра очень изменчивы: буквально соседние скважины могут отличаться друг от друга по условиям проходки. То неожиданно встретится напорный водоносный горизонт, от которого следует оградиться обсадными трубами, то попадется прослойка трещиноватых пород, и буровой раствор начнет утекать по ним вместо того, чтобы уносить наверх разрушенную породу, то вдруг стенки скважины начнут обрушиваться, то образуются каверны…

Невозможно предусмотреть все трудности на будущем подземном пути. Направляясь в путешествие, космонавты, наверное, больше знают о своих трассах, чем атакующие земные недра буровики…

Ведь не случайно сейчас в лабораториях многих стран ученые заняты исследованием кернового материала, доставленного с Луны советскими и американскими летательными аппаратами, но ни в одной лаборатории мира пока нет образцов земных пород, извлеченных из глубины хотя бы 10 километров!