Niemiecki program głębokich wierceń kontynentalnych

Niemiecki program głębokich wierceń kontynentalnych
Bohrturm-Erbendorf.jpg
Wieża wiertnicza głównego odwiertu
Lokalizacja
Lokalizacja Windischeschenbach
państwo Bawaria
Kraj Niemcy
Współrzędne Współrzędne :
Produkcja
Typ Odwiert naukowy
Największa głębia 9101 m (29859 stóp; 5,655 mil)
Historia
Otwierany 1987
Aktywny 1987–1995
Właściciel
Strona internetowa http://www.geozentrum-ktb.de

Niemiecki Kontynentalny program głębokich wierceń ( niemiecki : Kontinentales Tiefbohrprogramm der Bundesrepublik Deutschland , dosł.   „Kontynentalny program głębokich wierceń Republiki Federalnej Niemiec”, w skrócie odwiert KTB , był naukowym projektem wiertniczym prowadzonym od 1987 do 1995 w pobliżu Windischeschenbach , Bawaria Główny supergłęboki odwiert osiągnął głębokość 9101 m (29 859 stóp) w skorupie ziemskiej .

Federalne Ministerstwo Badań sfinansowało projekt kwotą 528 mln DM (270 mln euro). Kierownictwo projektu objął urząd górniczy LBEG (Dolna Saksonia) (Państwowy Urząd Górnictwa, Energii i Geologii). Po zakończeniu projektu wiercenia Niemieckie Centrum Badań Nauk o Ziemi wykorzystało odwiert do zainstalowania głębokiego obserwatorium sejsmicznego ( Tiefenobservatorium ), które działało od 1996 do 2001 roku. Wieża wiertnicza używana w tym miejscu, jedna z największych na świecie, pozostaje na swoim miejscu i stał się atrakcją turystyczną. Dwa odwierty pozostawiono otwarte do dalszych badań naukowych oraz do testowania sprzętu i urządzeń na miejscu.

Historia

  W październiku 1986 r. niemiecki minister ds. badań i technologii (Bundesminister für Forschung und Technologie), H. Riesenhuber, oficjalnie ogłosił, że supergłęboki odwiert Kontynentalnego Programu Głębokich Wierceń Republiki Federalnej Niemiec (KTB) zostanie wykonany w Obszar Górnego Palatynatu w północnej Bawarii. Ta lokalizacja została wybrana spośród proponowanej alternatywnej lokalizacji w Schwarzwaldzie na podstawie zaleceń wydanych przez Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG). Opierały się one na ocenie ryzyka technicznego i finansowego dokonanej przez zespół zarządzający projektem. Rekomendację i wybór lokalizacji poprzedziła konferencja, która odbyła się w dniach 19-21 września 1986 r. w Seeheim/Odenwald. Przedstawiono i omówiono tam wyniki badań terenowych w Górnym Palatynacie i Schwarzwaldzie. Bezpośrednio po konferencji i ocenie modeli i celów naukowych i technicznych członkowie Senackiej Komisji DFG ds. Badań Interdyscyplinarnych o Ziemi prawie jednogłośnie głosowali za miejscem Oberpfalz. Przedstawiając swoją decyzję, senacka komisja DFG podkreśliła, że ​​chociaż w głosowaniu uprzywilejowano lokalizację Górnego Palatynatu, obie lokalizacje oferowały szereg pozytywnych celów badawczych i obie lokalizacje były potencjalnie odpowiednimi terenami do wierceń badawczych.

W ramach projektu wywiercono 2 różne otwory, najpierw otwór pilotowy, a następnie otwór główny. Otwór pilotowy (KTB Vorbohrung, KTB-VB) został wystrzelony 22 września 1987 r. I ukończony 4 kwietnia 1989 r. Po osiągnięciu 4000 m (13 000 stóp). Główny otwór (KTB Hauptbohrung, KTB-HB) został wystrzelony 6 października 1990 r. około 200 m (660 stóp) od otworu pilotażowego. Osiągnął całkowitą głębokość 9 101 m (29 859 stóp) 21 października 1994 r.

Wyniki

W projekcie KTB wykorzystano kilka innowacji w konstrukcji wiertła. Eksperyment wiercenia Kola miał problemy z dużym tarciem, które było zwiększone przez niestabilność pionową podczas wiercenia na takich głębokościach. Niemieccy naukowcy zaprojektowali nową głowicę wiertniczą, która utrzymywałaby kierunek przy minimalnej różnicy bocznej. Głowica wiertła została również zaprojektowana tak, aby wytrzymać temperatury od 250 do 300 °C (482 do 572 °F). Pierwotnie oczekiwano, że temperatura ta zostanie osiągnięta na głębokości około 10 do 14 km (33 000 do 46 000 stóp). Jest to również powód, dla którego wybrano Górny Palatynat. Miejsce w Schwarzwaldzie uznano za odpowiednie z naukowego punktu widzenia, ale spodziewano się tam wyższego gradientu temperatury. Jednak w rejonie Górnego Palatynatu miał dotrzeć do Erbendorfkörper – głęboko położonej masy, która prawdopodobnie znajduje się na granicy dawnej płyty kontynentalnej i jest identyfikowana przez charakterystyczne odbicie fal sejsmicznych.

Mimo że Erbendorfkörper nie został osiągnięty, wiercenie KTB zostało powszechnie uznane za sukces. Przede wszystkim temperatura wzrosła znacznie szybciej niż oczekiwano. Spowodowało to dyskusję i przeformułowanie teorii na temat gradientu temperatury bardzo głębokich otworów wiertniczych. Wymagane były również inne zmiany teoretyczne – spodziewano się, że duże ciśnienie tektoniczne i wysokie temperatury stworzą skałę metamorficzną . Nieoczekiwanie warstwy skalne nie były twarde na osiągniętych głębokościach. Zamiast tego do odwiertu wlewano duże ilości płynu i gazu. Ze względu na ciepło i płyny skała miała dynamiczny charakter, co zmieniło sposób planowania kolejnego bardzo głębokiego wiercenia.

Eksperymenty w KTB przyniosły interesujące wyniki. Wstępne testy sejsmiczne wykazały bardzo różne zapisy w porównaniu z tymi blisko powierzchni, więc teorie dotyczące źródła odbić sejsmicznych musiały ulec zmianie. Korzystając z danych, odbicia z głębi można lepiej interpretować, nawet jeśli są inicjowane z powierzchni.

Pierwszy eksperyment, „Eksperyment Dipol-Dipol”, mierzył przewodność elektryczną wokół wywierconego otworu. To pokazało linie grafitu rozciągające się przez skały, które pozwalały skałom przesuwać się pod wystarczającym ciśnieniem. Drugi eksperyment polegał na wywarciu wysokiego ciśnienia w wywierconym otworze, tak aby skała zaczęła pękać, „Integriertes Hydrafrac / Seismik Experiment” . Wynikająca z tego aktywność sejsmiczna została zmierzona na wielu stacjach w okolicy. Wniosek był taki, że ogólne ciśnienie pochodziło z południa, afrykańska płyta tektoniczna działała. Trzeci eksperyment, „Fluid/Hydraulik-Test” , polegał na wpompowaniu dużych ilości płynu w skałę, co dowiodło, że jest ona ogólnie porowata.

Doświadczenia te stały się podstawą kontynuacji projektu, założonego w 1996 roku International Continental Scientific Drilling Program (ICDP). Niemieccy naukowcy z KTB ściśle współpracowali z zespołem naukowców i inżynierów odpowiedzialnych za San Andreas Fault Observatory at Depth Drill otwór. Projekt ten, realizowany w Kalifornii w latach 2002-2007, miał podobną skalę jak KTB.

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=German_Continental_Deep_Drilling_Programme&oldid=1131431992 ”