蘇聯人使用世界上最獨特的鉆頭之一Uralmash-4E系列鉆機完成第一階段鉆探 。設計鉆探5000米，實際達到了7263米 。這成為該設備達到的最深紀錄，也讓科拉超深鉆孔一舉成為了當時歐洲最深的鉆孔 。
Uralmash-4E鉆機遠景
從理論上說，鉆超深洞的過程非常簡單，就是將這樣的一臺旋轉鉆機安裝在一條鉆桿的底部就可以了 。當它鉆到此洞底時，威力強大的發動機將會鉆破洞底，這樣此洞就會不斷加深 。液體不斷從此洞中旋轉著進進出出，以冷卻鉆頭并維持此鉆洞的穩定性 。
但和海拔升高100米下降攝氏0.6度不同，深度每下降100米溫度大約升高2攝氏度，而且壓強也隨之增加，鉆頭很容易消耗完畢，需要及時從鉆井拉出鉆頭進行更換，而鉆頭的造價一個就是幾萬美金，可以說，此次鉆探計劃每時每秒都在燒錢 。
鉆探過程中也發生過許多意外，最令人惋惜的是某個鉆井鉆到7000米深度時，鉆探的鋼管斷裂留在了鉆井內，科研人員花了整整7個月的時間都沒有將鋼管取出，這個鉆井此前整整5年的工作成果都白費了，幸好科拉超深鉆孔不止一個，科研人員換了一個新的鉆孔重新開始 。
隨著深度的不斷增加，蘇聯使用了更為先進的鉆機和鉆頭，采用獨特的Uralmash-15000裝置，在井底高溫和高壓的極端條件下，最終達到10636米，1983年，該井達到了12000米，超越了世界上最深的馬里亞納海溝 。
1989年，科拉超深鉆孔首次達到了它的最大深度——12262米，最后的262米是在1983-1993年間進行的，花了整整十年，而此時地下溫度已經達到180度，已經超過了鉆頭的承受范圍，由此可見越往下的難度究竟有多大，如果想要挖穿17000米的地殼，根據當時實際情況來看，至少需要上百年時間和天文數字般的經費，完全承受不起 。然而即使到17000米（17公里），離莫霍面也差很遠，如果把地球比作雞蛋，那么科拉鉆探現在只是磨掉了一些外皮而已，連蛋殼都沒穿透 。
于是鉆探工作在1992年停止，停止鉆進的官方理由是經費不足 。但是相關的研究并沒有停止，直到2008年，科拉超深鉆孔才被廢棄 。
從科拉超深井里取出的巖心樣本
科拉超深鉆井是繼蘇聯空間站、深?？碧酱蟮牡谌罂蒲谐晒恢笔嵌砹_斯科學家的驕傲當鉆探深度達到9500米時，鉆頭鉆進了一個含有黃金和鉆石的地層 。取出的巖芯經分析表明，金含量居然高達80克/噸 。要知道金含量達到4克/噸的金礦層就具有商業開采價值，地球表層中很少能找到金含量超過10克/噸的礦層，相比之下這里幾乎是金子的寶藏 。
另外，科拉超深鉆孔其中一項重大發現是大量氫沉積物，這些氫沉積物的量非常大，以至于從該洞挖出的泥漿都與氫沉積物一起“沸騰”起來，這也是為什么鉆探計劃無法進行的原因之一 。
因為名氣太響，關于科拉超深鉆孔的神秘傳說一直不絕于耳 。
相傳科拉超深鉆孔曾經鉆到地下1.2萬米的地方，在這里，挖掘儀器震動強烈，科學家們驚訝地發現地心內部竟有一個空腔，他們使用超精度錄音機探測，卻聽到了類似人類的慘叫聲，他們認為自己挖開了“地獄之門” 。
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