为什么不用钻探的方法,研究一下地球内部构造?

有没有人觉得人类对太空的兴趣要大于地球本身,是因为对地球已经充分了解了吗,从地震还不能预报来看,其实了解远远不够,特别是地球内部是什么样的,也没用确切答案,科学家为什么不考虑考虑,即使每天钻探10米,一年3公里,十年30公里,一百年300 公里...

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12个答案
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Charles..Petroleum Engineer

2013-04-30 00:01

人类目前钻探的最深深度,仅十几公里。

比如温度,一般越深处的温度值越高(即:地温梯度),通常为(1—3)℃/百米。在钻探到一定程度时,我们能用到的精密钻探仪器都无法在超高温下正常工作。

比如压力,越深处压力越大这个道理是很显然的。比标准大气压高了指数级的倍数。


比如岩石硬度
靠近地表处的岩石处于脆性状态,应力与应变之间接近于弹性的关系。在深入地表以下10一20 km后,围压和温度都增加了,岩石表现出明显的延性和塑性性质。岩石的应变中除了可恢复的弹性部分外还有不可恢复的永久变形部分;因此,随着深度的增加,岩石性质逐渐由脆性过渡到延性。总之我想说的主要意思就是越往下越难钻,目前最大的难题就是钻不动了……

别信那部能通往地心的小说!


我们对地下的了解,一般是通过几种物理方法,主要有地电、地磁和人工地震等,对大地电磁变化、地震波的传播进行研究,难度要比研究抬头能看到的东西要难得多。

不得不承认人类对于脚下的认识远远不如头顶上的,期待科学的进步。


2013.5.10补充:
看到一些同学对打井成本不以为然,这里小补一下:一般来说,打一口科研目的或采油目的的井,深2000米的井成本在两千万左右,深5000米的井成本会上亿。特别是在我国早期油气勘探时期,打井是一种极高风险的“投资”。

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百变猩菌勘查技术与工程专业

2013-05-02 15:24

先前几位已经回答得差不多了,我在他们基础上再稍微补充点。

先大概讲一讲地质钻探一般需要用到的主要材料设备。

  1. 钻机:一般有立轴式、转盘式和动力头式,提供动力。
  2. 钻头:按材质分为金刚石钻头和硬质合金钻头,切割破碎岩层。
  3. 钻杆:增加自重,传递扭矩。
  4. 钻井液:钻井液根据地层条件选择,配方种类N多(不过一般样子都跟巧克力浆似的=w=),主要功用为携带和悬浮岩屑(就是把钻头破碎的岩屑从井底带上来,防止重复破碎和卡钻)、稳定井壁(通过液相的滤失作用在井壁形成薄而韧的泥饼)和平衡地层压力、冷却和润滑钻头钻具。


然后我们就可以分析为何钻不了那么深了。

  • 正如@RainesD 同学所说,越往深处温度越高、压力越大,这样对钻井液的性能就提出了很高的要求。在高温条件下,钻井液中的组分均会发生降解、发酵、增稠及失效等变化,从而使钻井液性能发生剧变,不易调整控制;而伴随着高的地层压力,钻井液必须具有很高的密度,从而造成钻井液中固相含量很高,这样钻井液的良好的流变性(好的流变性才易于携带岩屑)和较低的滤失量就难以保持,发生卡钻、井漏、井喷等井下复杂情况的可能性大大增加。


  • 高温除了对钻井液性能产生影响,同样会对钻头性能产生影响,由于温度过高,钻头可能软化变形,无法破碎岩层。


  • 深井的另一个技术难度在于控斜。理想中钻探自然是垂直往下打最好,但实际施工中,由于地层条件和施工条件及设备的复杂情况,往往都会出现一定的偏差。对于不那么深的井,通过测斜的设备可以及时测出及时调整。然而,由于高温下电子元件会出现失效情况,无法及时反馈钻孔的倾斜,几千米的深井,偏离1~2度就会偏差很大一段距离,所谓差之毫厘,失之千里。钻杆偏斜对扭矩传递不利,也容易造成卡钻事故。苏联的那个超深钻孔当年就因为测斜的技术原因,打歪了好几次,实在打不下去只好作罢。


  • 另外,由于钻孔深,接续的钻杆长,钻杆接口处较为薄弱,传递的扭矩大,也容易出现掉钻杆的事故。


  • 再另外一点,研究地球内部必然需使用取心钻探。取心的话还得考虑岩心的扭断、提取等过程,又会增加潜在事故隐患。


总的来说,由于地层的复杂性和不确定性,钻探过程也具有很多不确定性和困难,随着深度的增加,这些不确定性和困难也会增加,所以打超深井取心研究地球内部构造还是有一定困难的,当然啦,伴随着科技的进步,相信这些困难都是能克服的!

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Geo_HanggerCUGB第四纪地质

2013-04-30 20:36

科拉超深钻孔(Кольская сверхглубокая скважина)是苏联于1970年在科拉半岛邻近挪威国界的地区所进行的一项科学钻探,其中最深的一个钻孔达12,262米。
这个应该是到目前为止最深的钻孔了。其实现在研究人员也在用这种方法,不过钻孔的深度可能不是很够,打一个钻孔的成本听老师讲,也挺高的,而且这种方法通过芯取出来的样本很容易碎。。。
现在还有一种研究的方法就是在2个同样深度的地方放2个仪器(具体忘了),然后通过那2个仪器一个放出P&S波,一个接收,这样就可以测出他们之间的构造(大概)。


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支持者: why0820

提到用铲子挖大坑的人应该对地球直径的数量级没有直观的认识

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白日云雨工管菜鸟 监理菜鸟

2013-04-30 08:54

楼上说得很详细了,楼主可以百度一下前苏联,他们的确这么做了

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能源不说,材质不说,岩浆不说,硬度不说,关键是地低是会移动的!

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能不能用超声波,粉碎岩石后,再用个什么方法把碎岩取出来,这样省点钻头?!

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支持者: 不知道哪位

补充问题:以上的回答都是针对钻井这种情况下遇到的问题。那么为什么不该钻为挖呢?把井口变大,变成如金刚石矿坑那么大,或者更大的呢?这样的话对应钻井产生的碎屑直接用用卡车或者升降机分级拉就行了。当然,也许成本会高的离谱,但是和载人航天比起来呢?

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为什么一定要用钻头来钻孔,用铲子挖个大坑不行吗?

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我觉得用激光打孔挺应该简单的,把激光器瞄准地心,接通电源就等着吧,过会儿岩浆就冒出来了

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fuzzy无论如何,还是对C++最专业

2013-05-02 17:27
支持者: erstwhile

难道地心的重力不是0?这样地心为什么不可以是空的?

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