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深度11100米!中国开挖世界最深钻孔究竟要找什么?

时间: 2024-02-01 10:25:51 |   作者: 产品展示

  虽然人类对太空的探索已经取得了显著的进步,但对地球内部的探索却相对滞后。

  目前,地球上最深的人造钻孔是苏联的科拉超深钻孔,经过20年的钻探,该钻孔于1989年达到12262米的深度。

  据悉,我国首个万米深地科探井已在新疆塔里木油田开钻。该井名为“深地塔科1井”,位于新疆尔自治区塔克拉玛干沙漠腹地。

  更令人不可思议的是,中国这个深孔钻井设计周期只有457天,也就是一年左右的时间。

  也就是说,“深地塔科1井”钻成之日,无疑将变成全球上第二口陆地垂直深度超过万米的井,也将创造全球万米深井钻井耗时最短纪录。

  大家千万别小看这个钻孔,它背后的意义可不简单,甚至有可能是在未来改变游戏规则。

  深地塔科1井钻孔地,正好紧邻塔里木盆地中埋深达8000米的富满10亿吨级超深油气区,这会对以后开采石油提供经验依据。

  首先,地热能是一种绿色能源,其开发和使用的过程中的碳排放远低于传统化石燃料。

  再者,地热能与风能和太阳能不同,不受天气和季节变化的影响,能够给大家提供稳定的能源供应。

  可是由于传统的地热发电站,需要位于地温梯度较高的地区,如火山和断层线附近,从而限制了地热发电的地理适用范围。

  再加上,地热发电是要达到超临界水状态,即水的温度超过370°C,压力超过22兆帕。

  而这样的条件,在地面上要费九牛二虎之力才可以做到,但在地球深层却可以很容易找到。

  所以,如果我们能率先完成这件事,那么绝对是未来能源领域游戏规则的改变者。

  虽然我国在许多其他战略基础和矿产资源方面,都占据了主导地位,但是资源这东西,有谁会嫌多呢?

  比如地壳中存在一种稀有元素,金属铱,由于它的高密度属性,其会在地球的地幔和地壳中不断沉淀。

  这意味着,在地壳更深的地方可能会有更高浓度的铱,这也是为什么铱在地球表面相对稀少的原因。

  电解水是一种制造氢气的方法,这种氢气可以用作清洁能源,而铱作为催化剂可提升电解过程的效率,使其更经济、更可行。

  同时,铱对几乎所有酸类和碱类的腐蚀都非常抵抗,包括王水,要知道王水可是一种能溶解黄金和铂的强腐蚀性混合酸。

  所以,我们这次超深钻孔,顺便去地壳中寻找下这种元素,可能会对未来国民经济产生重大影响。

  首先,地球内部的温度和压力会随深度增加而明显提高,这对钻探设备的材料和设计提出了极高要求,因为设备一定要能在极端条件下正常运作。

  比如随着温度的升高,大多数材料,比如钢和碳化钨,都会失去一定的物理特性。

  其次,深钻探需要高级的钻头和钻杆技术。比如钻头需要足够坚硬以穿透岩石,而钻杆则必须充足强韧以承受深度和压力。

  比如,万米深井需要连接1000多根钻杆,由于在高温度高压力下钻杆就像“煮熟的面条”一样,操作起来很难控制。

  再者,面对地下超过200摄氏度的高温,一般设备和仪器内的电子元器件、橡胶件等就会损坏失效。

  马里亚纳海沟,各位明白吧,作为全球海底最深的地方,它的最大深度大约11000米,那里的水压约为110兆帕。

  更要命的是,在高温、高压之下,岩石的物理力学性质会发生改变,容易破碎。一旦井壁岩石出现破碎,又会严重阻碍钻井施工的顺利进行。

  为此,这次我国的塔科1井,使用自主研发的全球首台12000米特深井自动化钻机进行作业。

  与普通钻机相比,其载重提升能力由三四百吨提高到最大900吨,相当于同时吊起150头成年大象。

  同时创新研发耐220摄氏度超高温工作液、五开井眼井身结构等技术,为钻探万米特深井提供技术和装备保障。

  尤其是其配套的全套管柱自动化系统,双司钻集成控制管理系统,一键式起下钻操控系统,在减轻工人劳动强度的同时,大幅度的提高了安全标准。

  哪怕是当今世界最深的钻孔也就12262米,如果按照地球平均半径6371千米来计算,目前人类的钻探也只钻到了0.2%的位置。