时间:2022-11-16 05:40 来源:网络 阅读量:8701
探索太空和在地上钻孔哪个更难?答案是ldquo上天难,下凡难。。人类发射到太空的探测器已经飞出太阳系最远了,离我们200多亿公里。人类在地球上挖的最深的洞不到13公里。人类居住的地球直径12742公里,地球最高温度6000℃以上,地壳平均厚度17公里,世界上最深的井只有地球直径的千分之一。如果把地球比作一个苹果,到目前为止还没有人咬过苹果的皮。
地壳示意图
为什么挖坑这么难?动物不用工具也能打洞。我们人类有那么多挖掘机,钻孔机,钻孔机,为什么不能一直挖到地心?其实在地球上钻孔的难度可能超乎你的想象。
智能钻井图
洞是如何形成的?我们在生活中会看到各种各样的洞:装修时,工人要用电钻在墙上钻孔;如果你想把珍珠穿成项链,你必须先在上面钻一个洞。当然,今天人们使用的地下水也是在地下打洞获得的。
这些洞,无论大小深浅,都是用同一个基本原理挖出来的:找一个硬钻,不停旋转,它就会把周围的材料剁碎,打出一个和自己直径一样大的洞。
换句话说,打洞这个工作本来应该是垂直的、辛苦的,但是人类用智慧把它变成了把钻头转个不停。生活中很多看似不可能的任务都是这样解决的。
比如,一根五厘米长的钉子,再怎么用力,徒手也压不进木头里。但如果加上一个螺旋酒起子,只要轻轻一转就能成功。
在地上钻一个洞和把红酒螺丝刀拧进软木塞在基本原理上没有太大区别。
不过话说回来,打一米洞容易,打一万米洞更难。
目前,世界上最深的洞位于俄罗斯的西北角,靠近挪威。它的名字叫科拉超深钻孔,垂直深度12262米。
做这样一个洞的难度在哪里?
首先是长。钻一口万米井,意味着你需要一根万米长的钻杆。就算能做出这么长的钻杆,在空中谁能受得了?
科学家想出了一个办法:把钻杆一根根做出来,先挖一根钻杆的长度,再接上新的钻杆,这样就可以边挖边加长,直到把整个井都钻好。
第二个问题是,随着洞越来越深,地下水和岩石会想要压碎你刚刚钻的洞。这是因为地下一直有压力,深度越深压力越大。
洞壁的岩石虽然坚硬,但在地面的巨大压力下也会像豆腐一样被压碎。科学家有两种方法可以解决这个问题:一是在洞壁周围加一圈钢管和水泥,使其更加坚固;
第二,一边钻孔,一边不停地往里面灌泥浆,这样井就充满了压力,你就可以和地下的岩石抗衡了。
但是用钢管和水泥加固孔壁带来了第三个问题:由于每一组新的钢管只能从已经在孔中的一组钢管中间穿过,所以孔会越来越细。这就决定了我们不能无休止地打洞。
Kola的超深钻孔直径在地面近一米,到井底时直径还不到一个鞋底的长度。
所以,如果有人不幸掉进地球上最深的洞里,他只能卡在洞的上部,没有办法掉进洞底。
当然,挖这么深的洞的难点不仅仅是上面提到的那些,主要包括以下几点:
一是超深井地质条件复杂,掘进时间长,效率低,安全生产风险大。
二是超深井普遍存在高达260℃的超高温和高达170 MPa的超高压,井内使用的仪器工具、泥浆、水泥浆和材料面临严峻挑战。
三是地层压力系统复杂,存在井喷、井漏、井塌、卡钻等复杂事故风险。四是地层岩石难钻,钻速低,钻井周期长。第五,地层富含硫化氢、二氧化碳等高酸性流体,对钢管、水泥腐蚀严重。
科拉超深钻井克服了上面提到的所有困难,但仍然花了14年时间。
粗略算了一下,我一天只打了两米多!这是因为大大小小的事故经常发生。要么是钻杆断了,被砾石头卡住,要么是水泥堵住了钻孔。每次发生这样的事故,都要把整个钻头吊到地面,重新组装。
如果出现严重到无法通过重新组装恢复的事故,只能在原孔旁边钻一个新孔。
最终,科学家们没有到达他们预定的深度,超过15公里,但在12公里多一点的地方被迫停止工作。
你能坚持战斗吗?也不是没有可能。其实最大的障碍还是太贵。
2010年,一些科学家估计,继续挖掘地球上最深的洞至少需要几十亿卢布。
虽然科拉超深钻探停止了,但人类探索地球的步伐不会停止。
一些科学家已经计划在海底钻一个新的洞,那里的地壳比陆地上薄得多,它只能穿透6公里。到那个时候,估计人类对地球的认识又会前进一大步。
地球上最干净的地方,肮脏的全球人口已正式超过80亿:离地球爆炸还有多久?“低糖”电饭煲有用吗?消协调查:和普通大米差不多,更不可能降血糖。米缸里全是虫子,米飘得满盆都是。老人担心寻求帮助。专家:是谷盗,没有明显伤害。马斯克回应火星殖民计划:生命不应该只用来收拾地球的烂摊子和供养奖励。
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