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世界之最 在地球上钻一口全世界最深的井,有多难?(2)

来源: www.qiwenshuo.com 时间:2019-04-09 13:43:02 编辑:wanquan 浏览: ->手机浏览此文章

  井场位于江苏省连云港市东海县安峰镇以西7.5km处,是在具有全球地学意义的大别-苏鲁超高压变质带实施的第一口5000米级科学深钻。如今,在井场上建立了中国大陆科学钻探工程长期观测站。

  (中国大陆科学钻探工程井场位置图)

  (三)打一个5000米深的钻孔,有多难?

  我们都知道,地壳深处是一个高温高压的环境,这个高究竟能高到什么程度呢?

  有科学家预计,当钻头钻到地下万米后,温度将达到300摄氏度以上,也就是说,钻头每前进一米都要经受更高温度的考验。对付岩石,金属钻头是一把好手,但面对高温,它们立马就蔫了。

  万米下的压力同样令机器不堪重负,科学家预估,在钻到一万米地下后,钻井内泥浆压力将达到175兆帕以上,地层压力将达到400兆帕。

  而高温和高压又会导致岩石容易破碎。

  因此,想要钻一个5000米深的钻孔,困难重重。

  而且,科钻一井这样的大陆深地钻探在中国尚无先例,没有可以借鉴的案例和技术,也没有地下深部的资料,施工的难度和风险都极大。

  为了解决这个问题,工程师们设计和创造了“灵活的双孔方案”

  双孔方案是在最终目标钻孔附近先钻一个直径较小、深度较浅的取芯钻孔,然后再进行最终目标钻孔的钻取。

  直径较小、深度较浅孔称为先导孔,最终目标钻孔称为主孔。根据不同的施工要求而灵活运用两种施工程序的整体方案,解决了没有资料和技术等诸多问题。

  (科钻一井双孔方案)

  为了科研的需要,这个钻孔还不能太细,即使在5158米深的井底,钻孔的直径也达到了156毫米,而且还要连续获取岩芯。这都对钻机系统和钻头工艺提出了很高的要求。

  科钻一井施工使用的是完全国产的钻机。它用电驱动,技术先进,自动化程度高,操作方便。钻机能实现无极调速,与各子系统配合,可以设计不同的钻进模式,扩大了钻机的使用范围,更适合在同一井内使用多种工艺方法施工,满足了科学钻探的需要。

  (科钻一井使用的钻机)

  科钻一井遇到的岩石主要是片麻岩和榴辉岩,这两种岩石是原有岩石在地壳极大的压力下变质形成的,因此十分坚硬,难以钻进。所以,钻头的硬度要高,耐磨性要好。

  (坚硬的榴辉岩,需要硬度高而且耐磨的钻头才能钻进)

  在钻进时,科钻一井采用了薄壁孕镶金刚石取芯钻头为主的金刚石取芯钻进工艺方法,建立了“组合式钻探技术”。

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