Зачем бурили Кольскую сверхглубокую скважину?

В СССР подземное строительство представляло собой крупную и важную отрасль, внесшую вклад в развитие советской экономики и науки. Была создана научная национальная школа, специалисты которой реализовывали смелые проекты, проектировали и планировали уникальные объекты. Так в мае 1970 года было начато бурение Кольской скважины, по сложности сопоставимое с полетом в космос.

Кольский полуостров

Кольский полуостров. Автор фото: Alexey Elfimov/Unsplash

Зачем нужны скважины?

Вторая половина XX века в мире характеризовалось ростом урбанизации, формированием «общества потребления», научно-технической революцией (НТР). Теперь наука, применение принципиально новых технологий, автоматизация производства стали главными факторами роста и развития экономики. Развивались наукоёмкие направления  — электроника, атомная энергетика, космонавтика. Возрастала роль сырья, наблюдался рост использования алюминия, титана, нефти и газа.

Тема изучения глубинного строения земной коры стала весьма актуальной для дальнейшего развития добывающей промышленности. Более того, человечество смогло бы получить ответы на многие вопросы, связанные с возникновением планеты Земля, образованием месторождений полезных ископаемых.

Поэтому подобные скважины бурили по всему миру. Но, достигнуть глубины 12 262 метра смогли только советские специалисты. Например, в США на тот момент скважины в среднем были глубиной до 9 600 метров, американцы применяли установки грузоподъемностью 6-8 М, давлением насосов 50 Мпа.

Но, советские инженеры смогли создать технологию проходки, обеспечивающую бурение скважины на запланированные большие глубины, с помощью установки меньшей грузоподъемности – 5МН и давлением нагнетания (40 Мпа).

Кольская сверхглубокая скважина

В Германии хотели повторить рекорд советских ученых на Кольской скважине, однако бурение было прекращено из-за аварий и по техническим причинам. А, в 1992 году прекратили работы и на Кольской сверхглубокой скважине.

Побить рекорд Кольской скважины все-таки смогли, но только по показателю длины. Это наклонные скважины для разработки больших газовых и нефтяных месторождений, которые бурились под острым углом. В 2008 году пробурена нефтяная скважина Maersk Oil BD-04A, длина которой составила 12 290 метров в нефтяном бассейне Аль-Шахин, Катар. В 2011 году  этот рекорд уже был побит нефтяной скважиной месторождения Одопту-море проекта Сахалин-1 (длина 12 345 метров). В июне 2013 года была пробурена скважина Z-42 Чайвинского месторождения (длина 12 700 метров).

Секрет советской технологии

Особенность советской технологии заключалась в проводке скважины опережающим стволом с помощью отечественного турбинного способа бурения с применением бурильных труб из алюминиевых сплавов. Эту установку создал коллектив Уралмашзавода (г. Свердловск/ н. в. Екатеринбург).

Были разработаны и внедрены породоразрушающие инструменты и забойные двигатели с соответствующей глубинным условиям характеристикой, в том числе долота с маслонаполненной герметизированной опорой, редукторные турбобуры, устойчиво работающие в области оптимальных скоростей вращения.

Созданы и внедрены средства контроля работы турбобура на забое, без которых невозможно бурение забойным двигателем на глубинах более 8—9 км. Внедрены высокопрочные (с пределом текучести до 500 МПа) и термостойкие (до 200 °С) легкосплавные трубы, обеспечивающие практически безаварийные условия работы при высоких скоростях спуска и подъема бурильного инструмента в скважине.

Кольская сверхглубокая скважина

Анализ данных сверхглубокого бурения

Кольский полуостров сложен главным образом докембрийскими кристаллическими породами, которые распространены и на территории Финляндии, Швеции, Норвегии. Изучению геологического строения этого региона геологи посвятили многие годы.

В начале 60-х гг. XX века идея организации глубинного изучения земных недр стала наиболее актуальной, так на тот момент в СССР и США были пробурены скважины глубиной 7-9 км для поиска нефти и горючего газа, которые закладывались в осадочных бассейнах. Но, такие скважины были неэффективны для изучения строения и состава глубоких областей коры.

В 1965 г. была разработана комплексная научно-техническая программа изучения глубинного строения земной коры. В ней было обозначено, что в первую очередь необходимо осуществить бурение  Кольской и Саатлинской сверхглубоких скважин.

Аналогичная программа была разработана и в США – проект «Мохол»/ Project Mohole. Проект осуществлял Национальный научный фонд США/ National Science Foundation, но американцев больше всего интересовало бурение коры под Тихим океаном. Исследователи, работающие над проектом, руководствовались гипотезой о том, что толщина океанского дна до поверхности Мохоровичича (нижняя граница земной коры, отделяющая земную кору от мантии) гораздо меньше, чем на суше. Кстати, в честь ученого, изучавшего земную кору и мантию Андрии Мохоровичича/ Andrija Mohorovičić и был назван проект, в названии также фигурирует слово hole/«дыра»

Для бурения было выбрано место с глубиной океана порядка 3,5 км недалеко от острова Гуадалупе. Всего было пробурено 5 пробных скважин с заглублением в дно до 180 метров. Но, проект закрыли в связи с перерасходом средств.

Кольская сверхглубокая скважина

К началу 70-х годов были закончены подготовительные работы для бурения Кольской сверхглубокой скважины, а в мае 1970 г. было начато бурение Кольской скважины СГ-3, через 10 лет ее глубина уже составляла 10,7 км. В целях организации работ по бурению скважины была образована Кольская комплексная геолого-разведывательная экспедиция глубокого бурения. С 1992 года она была преобразована в Научно-производственный центр «Кольская сверхглубокая»), работавшая под руководством Давида Губермана.

На тот момент была получена уникальная геолого-геофизическая информация о глубинном строении Балтийского щита. На основании непосредственного изучения минерально-геохимического состава пород керна и проведения комплекса геофизических исследований в стволе скважины, получены данные о вещественном составе и физическом состоянии глубинных пород, существенно отличающиеся от данных модели разреза, составленной по геофизическим данным до бурения скважины.

Они имеют важное значение для прогноза скрытых месторождений минерального сырья — железных руд, меди, никеля, слюды и редких металлов не только на Кольском полуострове, но и в других древних массивах.

На основании этих данных стала также возможной обоснованная интерпретация геофизических материалов, играющая большую роль при разработке тектонических проблем геологии. Сделан существенный вклад в разработку термической модели формирования земной коры, учитывающий реальную долю эндогенного тепла.

После завершения работ на Кольской скважине, когда глубина скважины достигла бы 13 000 метров, планировалось создать уникальную в мире природную лабораторию для исследования глубинных процессов, протекающих в земной коре, проведения долговременных наблюдений за температурным режимом, изучения условий и возможностей захоронения промышленных отходов на больших глубинах, испытаний и совершенствования приборов и методов геолого-геофизических, геохимических и гидрогеологических исследований.

Кольская сверхглубокая скважина

Кольская сверхглубокая скважина сегодня

Но, планам по созданию лаборатории не суждено было исполнится. Ходило много слухов и мифов о скважине, в том числе, что советских инженеров дальше дьявол не пустил, из скважины были слышны стоны грешников. В том, числе, что именно из-за бурения Кольской скважины распался Советский Союз. Эти мифы и слухи, как правило, запускали юмористы и специалисты, работающие на бурении скважины. А, в Финляндии, как-то на 1 апреля в одной из местных газет был специально подготовлен юмористический материал об адской советской скважине.

В 1984 году случилась авария – буровая колонная застряла на глубине 12 066 метров, при подъеме сам бур и несколько труб так и остались в скважине. Дальнейшие попытки тоже были безуспешными. В 1992 году, когда глубина скважины достигла 12 226 метров было принято решение прекратить работы и законсервировать скважину. В 1997 году скважина была отмечена в Книге рекордов Гиннесса.

Не смотря на большое количество мифов и слухов о скважине, сегодня научно-производственный центр «Кольская сверхглубокая» выглядит именно, как после адского взрыва. В 1995 году финансирование центра было полностью прекращено, в 2008 году в научном центре числилось всего 20 сотрудников, хотя на начало 80-х гг. штат сотрудников составлял порядка 500 специалистов.

В дальнейшем Росимущество по Мурманской области ликвидировал научный центр, в связи с «нерентабельностью». Оставшееся оборудование демонтировали, остались только разрушенные постройки. Сама скважина законсервирована и постепенно разрушается. Стоимость восстановления — около ста миллионов рублей.

По мнению специалистов, на данный момент можно восстановить научную аппаратуру и открыть институт для обучения специалистов по шельфовому бурению. Помимо научного центра можно создать музей, туристический комплекс, ведь скважина является местом притяжения туристов. Но, сейчас достижения советской науки и техники находятся в руинах.

По материалам книги Кольская сверхглубокая. Исследование глубинного строения континентальной коры с помощью бурения Кольской сверхглубокой скважины.— М: Недра. 1984,—490 с. (Министерство геологии СССР).

Расскажите о нашей статье своим друзьям,
поделившись ссылкой в социальной сети

Комментарии (0)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Настоящим подтверждаю, что я ознакомлен с политикой конфиденциальности
и согласен на обработку персональных данных. Подробнее

Наверх