Кольская сверхглубокая скважина является самой глубокой буровой скважиной, занимающей первое место во всем мире. Располагается Кольская скважина в России в Мурманском крае. Область ее расположения приходится на Балтийский щит, а глубина составляет свыше 12000 метров. Прокопка началась в 1970-е годы в мае.

Немного истории

При бурении на глубине приблизительно 7 км ствол бура не мог устоять вертикально. В связи с этими неудобствами бурение приходилось начинать заново. В период земельных работ несколько раз образовывались обрывы и терялись буровые стволы.В 1990 году в июне месяце прокопка скважины достигла 12262 метра. В этот период произошла авария, и трубы оборвались, достигнув глубины в 8,5 км.

На дальнейшую прокопку требовалось специальное оборудование, и в 1994 году бурение было приостановлено. Из-за технологического недоразвития Кольская скважина имела разветвленное строение. Во время бурения, согласно подсчетам, слой из гранитных пород должен был закончиться на глубине 7 км, но при исследовании грунтовых пластов выяснилось, что базальтовая порода на полуострове не найдена даже по достижении глубины в 12 км. На сегодняшний день источник предназначен для лабораторных исследований.

Цель бурения Кольского гидросооружения

Достижением цели довольно затратного проекта являлись такие научные показатели:

  1. Строение почвы на определенных глубинах для обнаружения никеля и кристаллических пород на Балтийском полуострове.

  2. Исследование природных явлений, в результате которых образуются пластовые границы континентального ядра. Обнаружение зон с высокой температурой внутри почвенного слоя.

  3. Изучение состава почвенной породы, в которой содержится гранит и базальт.

  4. Технология разработки передовых спецоборудований для прохождения глубин недр земли с применением бурильных стволов.

  5. Процесс инженерных возведений новой аппаратуры исследования, испытания и контроля над бурильными работами.

Кольское сверхглубокое гидросооружение по ходу исследовательских работ соответствовало геологическим требованиям, которые включали в себя познание почвенного состава, исследование старинных земляных пород.

Конструкция сооружения

Сверхглубокие сооружения должны обязательно состоять из телескопической конструкции. В случае данной скважины ширина начального входа в почву составляла 92 см, а глубина предела — 21,5 см.

Прокопка почвы готовилась к задействованию открытого бурового ствола до финишной отметки. Кристаллическое содержание пород позволяло обеспечить долгосрочную установку на обсаженных участках, примыкающих к стенкам. Съемный наконечник второго назначения был намечен магнитными сечениями, что помогало провести отбор кернового слоя по всей длине бурильного оборудования. Метки радиоактивного действия способствовали фиксации температуры, находясь внутри почвенного слоя.

Техника буровой установки

Заново прокопка скважины проводилась с помощью тяжелой техники под названием «Уралмаш-4Э». Применялась она только в случае прокопки скважин для нефтедобычи на максимальных глубинах.

До глубины в 2000 метров бурение осуществлялось бурильным сверлом с мощным наконечником. Сверло имело длину в 46 метров с долотом на конце, которое вращалось под воздействием раствора из глины, что заливался в трубопровод под давлением в 40 атмосфер.

Кольская сверхглубокая скважина имела высокотехнологичную и автоматизированную технику:

  • буровое долото с развитым наконечником с секциями для прохода почвенного состава длиной 68 метров;

  • во внутренней части вышки находились дополнительные установки: запуск, отмена;

  • инструменты, предназначенные для безопасности рабочего процесса и дополнительного бурильного насоса;

  • мощное и технологическое оснащение для агрегатов бурения;

  • систему циркуляции и цементирования;

  • автоматизированные датчики, что предназначены для контроля за рабочим процессом бурильного ствола;

  • электрооснащение, механические средства;

  • лабораторию, КИП и А.

Что касается бурового долота, то оно необходимо для направления ствола в грунт, подъема пород и ряда дополнительных рабочих действий; поддержания стойкости всего колонного ряда как на весу, так и при работе; установки бурильных секций и талевых труб.

Дополнительные составляющие конструкции

Низкий уровень, указывающий на 2000 отметку, при котором трубопровод из стали был заменен на алюминиевый, шириной от11-17 мм. Внутри турбинного вала находилось съемное сверло, которое помогало поднимать слой почвенного состава на поверхность для исследования. В качестве разрушающего оборудования применялись наконечники из твердосплавного материала. Производительность такого оборудования могла достигать глубины подземного слоя в 7-10 метров за 4 часа работы.

При подъеме почвы в лабораторию проводилась операция по подъему всего рабочего сверла с разборной конструкцией (длина каждой части – 33 м). За месяц работы по бурению скважины удавалось достигать глубины в 60 метров.

На последних метрах бурильных работ в связи с износом технологического оборудования было потрачено 50000 метров трубопровода. Прокопка до максимальной отметки 7263 метра проводилась около 4 лет.

От уровня 7264 метра бурение велось при помощи специального оборудования, рассчитанного на глубокие уровни под названием «Уралмаш-15000». Благодаря данной технике Кольская сверхглубокая скважина была прокопана до уровня 12262 метра.