이 때문에 세계 처음으로 지구의 맨틀까지 파고들어갈 수 있다.치큐는 라이저 파이프와 분출방지장치를 사용한 게 특징이다.
라이저 파이프란 심해시추선과 해저 사이를 연결한 것을 말하는데, 시추는 이 파이프 내를 오가는 드릴 스트링과 그 끝에 달려있는 드릴 날에 의해 이루어진다.
시추공 위에 설치돼 있는 분출방지장치는 땅속의 가스전을 잘못 건드릴 경우 가스가 심해시추선까지 올라오는 현상을 막는다.
분출방지장치가 있으면 시추공의 입구가 막히기 때문에 가스가 시추공 안에서만 폭발, 인명피해가 발생하지 않는다.
이전에는 드릴이 암석을 뚫을 때 생기는 파편이 시추공에 쌓여 드릴의 회전을 막았다. 하지만 치큐는 드릴에 있는 작은 구멍을 통해 걸쭉한 합성 진흙을 주입하기 때문에 파편이 합성 진흙에 밀려 위로 떠오른다.
또한 합성 진흙은 시추공의 빈 공간을 메워 주위 압력 때문에 시추공이 붕괴하는 것도 막는다.
심해시추선에는 선원 50명, 시추 기술자 및 엔지니어 50명, 그리고 과학자 및 연구자 50명 등 모두 150명이 승선한다. 가격은 5억4,000만 달러.
HOW TO REACH THE MANTLE
A. 위치선정
위치측정시스템은 GPS와 해저의 트랜스폰더를 사용해 심해시추선에 미치는 바람·파도·해류 등의 방향과 속도, 그리고 힘을 측정한다. 트랜스폰더는 송신기와 응답기의 합성어. 컴퓨터로 제어되는 프로펠러 6대가 심해시추선이 정 위치에서 어느 방향으로든 4.5m 이상 떠밀려 가는 것을 막아 준다.
B. 드릴조립
해저를 뚫기 위해 선원들은 파이프와 드릴을 심해시추선 바닥에서 해저로 보낸다. 1,000여개의 파이프를 하나씩 덧대 만든 드릴 스트링은 해저 깊숙한 곳에 닿을 만큼 길어지게 된다.
C. 시추시작
드릴 날이 침전물과 암석으로 파들어 가면 작은 구멍을 통해 나온 걸쭉한 합성 진흙이 드릴을 냉각시키고, 시추공의 빈 공간을 메워 주위 압력 때문에 시추공이 붕괴되는 것을 막는다.
D. 암석채집
수십m씩 파 들어갈 때마다 과학자들은 연구용 암석 표본을 채집한다. 면도날처럼 날카로운 모서리를 가진 좁은 통이 아래로 떨어져 아직 드릴이 닿지 않은 땅 속으로 파고든다. 이는 마치 사과 속을 제거하는 기구를 연상하면 된다. 이렇게 얻은 9.4m 길이의 표본은 화학성분 및 자성분석을 받는다.
| 1.분출방지장치: 5층 빌딩 높이의 분출방지장치는 시추공 내부의 복잡한 압력 균형을 살핀다. 만약 내부 압력이 급격히 올라가는 것이 탐지된다면 분출을 막기 위해 밸브를 잠그거나 시추공 전체를 막을 수도 있다. 2.기중기: 기중기는 1,250톤의 파이프와 기계류를 심해시추선 바닥에 뚫린 22m 너비의 구멍을 통해 오르내릴 수 있다. 3.라이저 파이프: 라이저 파이프는 직경 1.2m의 철제 파이프로 심해시추선과 시추공을 연결해준다. 주변부에는 합성 진흙을 재순환시키고 분출방지장치를 제어하는 각종 호스 및 소형 파이프가 감싸고 있다. 라이저 파이프 내부의 빈 공간은 드릴 스트링이 지나가는 곳이다. 4.드릴 스트링: 드릴 스트링은 9.4m 길이의 파이프 1,000개로 연결돼 있다. 드릴 스트링의 조립시간은 3시간. 5,000 마력의 호이스트 윈치가 드릴 날이 달린 직경 12.7cm의 드릴 스트링을 시추공 속으로 넣거나 빼낸다. 5.합성 진흙: 광물질, 폴리머, 해수를 버무려 점성 있게 만든 다음 이것으로 시추공 벽을 안정시킨다. 이 합성 진흙은 너무 비싼데다 바다 생태계에 악영향을 줄 수 있기 때문에 시추가 끝나면 심해시추선으로 회수된다. 향후 업그레이드 계획 수심이 더 깊은 곳을 뚫기 위해 엔지니어들은 철제 파이프를 탄소섬유 강화 플라스틱 같은 경량 소재로 대체하거나 2개의 파이프를 사용할 예정이다. 이 경우 하나는 드릴 스트링용, 그리고 직경이 더 작은 또 하나는 합성 진흙을 심해시추선으로 회수하는 역할을 하게 된다. 온도가 260℃에 이르고 부식성 높은 화학물질이 있는 깊은 땅 속을 뚫기 위해 엔지니어들은 드릴 스트링에 고장력강을 사용할 수도 있다. 또한 작동중인 드릴 날을 냉각시켜주는 새로운 합성 진흙도 개발 중이다. |