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地球上存在一种可以使用62亿年的清洁能源 , 但开发极具难度 , 很多国家都做过尝试 , 但都以失败告终 。 原因在于这种能源需要一种先进的钻探技术 , 这种能源就是地热能 。
地热能
虽然人类对太空探索很多 , 但是人类对地球内部的探索却几乎很少 。 当年苏联为了对地球内部进行研究 , 启动了一项名为科拉超深钻井的项目 , 最后钻探到地下12262m的深度后选择放弃 , 这是为什么呢?
一方面因为技术问题 , 一方面因为资金问题 。 根据网络上谣传 , 苏联人的钻井钻到12262m时 , 地下传出了让人惊悚的声音 , 最后不得不放弃这个项目 。 不过人类也一直没有放弃钻探地球来获取能源 , 无论是传统的煤炭、石油、天然气还是地热能源 , 都是人类的目标 。 虽然后来卡塔尔的阿肖辛油井深度达到了12289米 , 和俄罗斯在库页岛的Odoptu OP-11油井达到了12345米 , 但始终都徘徊在12000米左右这个深度 , 似乎已经是目前人类钻探的极限了 。
科拉钻井
但是最近美国一家名为Quaise Energy的初创公司研究出了一种波钻技术 , 声称这种技术能够深入地下20km的深度获取无限地热资源 , 有可能在人类掌握可控核聚变之前 , 有望实现地热资源的无限利用 , 并且这家初创公司已经获得了将近4000万美金的融资 , 用于制造这种波钻钻头 , 那这种波钻钻头到底是什么技术呢?为何这家公司就敢说他能深入地下20km的就能够真的获得无限的清洁地热能源呢?带着这些问题我们往下看 。
地球剖面图
首先我们应该先了解一下为何以前的钻头在深入地下时 , 极限值在一万两千米左右 。
我们都知道目前地球上最深的钻井 , 就是前苏联遗留下来的科拉超深钻井 , 其垂直深度为12262米 , 我们先来回顾一下克拉钻井在钻井过程中遇到的问题 。
苏联从1970年5月24日开始钻孔 , 一直钻孔钻到7km处都很正常 , 但当钻头到达了一个空洞区 , 钻杆却因为扭曲被卡 。 当工作人员提钻时候钻头脱落 。 这样的情况连续发生了几次 , 后来经过调整 , 钻井深度在1983年到达12066米 。 意外的是钻杆突然断裂 , 断裂处刚好就在7km左右 , 于是工作人员提起钻杆后 , 只能从7km处重新钻 。 到了1990年的时候 , 深度到达了12262m , 钻杆再次断裂 。 由于苏联当时难以承受克拉钻井的高昂开支 , 钻井的经费严重不足 , 于是苏联官方决定不再继续向下钻了 。
其实从理论上来说 , 钻井的技术难度并不大 , 过程相当的简单 , 用一台旋转钻机和一条带有钻头的钻杆就可以了 , 当旋转钻机转动时 , 带动钻杆钻头在强大的转速下能够将岩石不断的破坏磨碎 , 这样自动就会不断加深 。 而冷却的液体不断从钻洞中旋转着进进出出 , 以冷却钻头并维持钻头的稳定性 , 当钻头磨坏后 , 工人就把钻杆拔出并换一个钻头继续钻产就行了 。 虽然原理是这样的 , 但在实际操作当中 , 想要钻出一个超深钻井就非常困难了 。 一方面需要频繁的增加钻杆的长度和频繁的更换钻头 , 还要面临地壳深处温度过高的问题 。
地球内部
虽然苏联专家当时设计了几十种特制钻头 , 并且能够在超过316℃的高温下正常工作 , 但也经常出现各种各样的问题 , 再加上每更换一个钻头 , 成本都需要万美元 , 克拉钻井就无法产生经济效益 。 因此钻井钻探到12262米的时候 , 也就放弃了这个项目 。
而这次Quaise Energy初创公司研究的波钻到底是什么钻头呢?能够挖到地下20km的深度吗?
根据Energy公司的描述 , 波钻钻头是一种非传统的机械钻头 , 而是一种革命性的微波钻头 , 波钻系统的工作原理是 , 先利用机械钻头向下钻到基岩 , 然后将高功率毫米微波发射到地下 。 由于这种钻探技术不需要复杂的机械钻头 , 因此波钻就不会受到地壳深处的压力和高温的限制 , 从而在酸菜深度上就能超出当今传统钻孔所能达到的深度 。
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