& ldquo松辽盆地大陆科学钻探2井& rdquo它是世界上第一口钻穿白垩纪陆相地层的大陆科学钻井，设计井深6400米。

地球的平均半径是6371公里，当今世界上最深的钻孔是12262米。也就是说，人类用了大约300年才钻到地心的0.2%左右。用中科院院士高锐的话来说就是& ldquo如果把地球比作一个鸡蛋，现在连鸡蛋皮都没破！& rdquo

这个12262米深的钻孔也是前苏联科拉超深井创下的纪录，20多年来一直没有被打破。然而，在11月15日举行的香山科学大会上传出了令人兴奋的消息，中国科学家提出了一个大胆的想法，在中国钻一些超深井，这些井超过了10000米，甚至打破了前苏联科拉超深井的记录。这将把中国的地球科学研究水平提高到国际先进水平。

寻找答案和隐藏在地下的资源

就像人对自己一无所知一样，虽然人在地球上生活了几代，却对自己知之甚少。许多看似简单的地球科学问题仍然没有确定的答案。

比如地震的原因是什么？地壳里是什么样的流体？是什么引起了造山运动？地壳中已经发生和正在发生哪些物理化学过程？

& ldquo如果能修建几条通往地球深部的通道，在深部地层中埋设长期观测仪器，建立一个长期观测地球内部的网络，上述问题或许能得到一定程度的解答。& rdquo中国地质调查局原副局长王达说。

另一个原因与地下丰富的自然资源有关。

目前，世界先进水平的矿产勘查开采深度已达2500米至4000米，而我国大部分国家都在500米以内。科学家估计，如果中国的矿产勘探深度可以从平均500米增加到2000米，中国的金属资源量可以增加一倍。

事实证明，有许多埋藏在地球更深处& ldquo惊喜& rdquo这就是为什么超深层油气资源成为全球勘探开发的热点。中国石化石油工程技术研究院高级工程师曾益金介绍，截至2014年底，全球6000米以上超深油气藏104个，8000米以上28个，其中包括中国塔里木油田。除了石油和天然气，还有大量的地热资源等待我们去开发和利用。

地球& ldquo三高& rdquo是世界级难题。

要钻这么深的井，需要一台大功率的机器来钻透坚硬的岩层。& ldquo在这个过程中，我们会遇到很多世界级的难题。& rdquo吉林大学副校长孙有红介绍，包括地球的& ldquo三高& rdquo问题

第一& ldquo高& rdquo温度很高。科学家预测，钻入地球一万多米深处，温度将达到300多摄氏度。这意味着钻机所用的材料，如孔底部的电机、震击器、轴承密封件等。，不得不承受这样的高温。可惜现阶段很多材料的耐高温能力都没有那么强。

第二& ldquo高& rdquo这是高压。如果钻井深度达到10000米以上，预计井内泥浆压力将达到175MPa以上，地层压力将达到400MPa。但现有的很多测量仪器能承受的压力在140MPa到170MPa之间。更何况在高温高压下，岩石的物理力学性质会发生变化，容易破碎。一旦钻孔围岩破碎，将严重阻碍钻孔施工的顺利进行。

第三& ldquo高& rdquo这是地应力。所谓地应力，是指地壳中的岩石受到外力变形时，相互作用的内力。高应力极易造成井壁坍塌、卡钻等井下事故。前苏联科拉超深井和德国KTB井在6000 ~ 7000米井段施工中，由于地应力高，事故频发，浪费了大量时间和金钱。

考验科技实力的时候到了。

据估计，钻一口这样的井需要10年甚至20年，大约需要20亿人民币。要想花好这笔巨款，必须要有充分的信心，才能开工建设。因此，科学家们提出了许多构建策略。

以应对地球高温为例。对于地球上万米深处300摄氏度的高温，首先挑战的是钻具上的橡胶、尼龙等有机材料，比如钻具的密封件。此外，还有钻具中使用的电子元件。目前大部分组件能承受的最高温度在200摄氏度以内。

& ldquo最简单直接的方法就是研究更耐高温的橡胶、聚氨酯、电子元器件。& rdquo王达说，如果这些材料还是达不到要求，我们可以尝试用耐高温的金属材料来代替。

另一种方法是冷却钻具。例如，可以将泥浆提取到地面进行冷却，并通过泥浆的循环带走钻具中的热量。另一个想法是使用特殊的制冷设备来冷却像空这样的钻具。可惜，能在高温高压环境下使用的冰箱还没有诞生。

为了防止井壁坍塌，科学家建议可以增加泥浆的密度，使最大地应力和最小地应力之间的差距最小化。多层套管或膨胀套管也可用于防止地层坍塌。

所以表面上看，打井实际上是对一个国家经济实力、基础工业实力和整个科技发展水平的考验。正如王达所说，要想完成世界第一超深钻井，必须拿出世界第一钻井技术！

下一篇：公路工程项目施工技术与安全

上一篇：高层住宅楼低压电源防雷