Что такое термометрические скважины?
Термометрические скважины — это инженерные сооружения, представляющие собой металлические трубы (обсадные колонны) с герметично заглушенным нижним концом и съемной крышкой в верхней части. Они предназначены для размещения термокосы (системы датчиков температуры) при измерении температурного режима грунтов в рамках геотехнического мониторинга (ГТМ).
Термометрические скважины являются ключевым элементом системы наблюдений за состоянием многолетнемерзлых грунтов (ММГ) в криолитозоне. Они позволяют:
- контролировать температурный режим грунтов основания в реальном времени;
- прогнозировать осадки фундаментов зданий и сооружений;
- своевременно выявлять зоны оттаивания и принимать меры по стабилизации;
- оценивать эффективность тепловой изоляции и работы термостабилизаторов (СДОУ);
- обеспечивать соблюдение I принципа использования ММГ по СП 25.13330.2020.
Основные заказчики термометрических скважин — компании нефтегазового сектора: ПАО «Газпром», ПАО «Роснефть», ПАО «Сургутнефтегаз», ООО «Газпромнефть-Ямал», а также проектные и изыскательские организации: ЗАО «ТюменНИИгипрогаз», ООО «АрктикГеоСервис».
Конструкция термометрических скважин ТС-57
Термометрическая скважина типа ТС-57 представляет собой металлическую трубу диаметром 57 мм с герметично заглушенным нижним концом и съемной крышкой в верхней части. Внутри трубы размещается термокоса (герметичный кабель с датчиками температуры) или ручной термометр.
Стальная труба Ø57×4.0 мм (Ст20, 09Г2С, нержавейка). Внутренний канал — строго гладкий, без заусенцев и грата.
Днище толщиной 6-8 мм, приваренное сплошным швом. Контроль герметичности — пневмоиспытание 0,5 МПа.
Резьбовая или фланцевая крышка с уплотнительным кольцом (силикон/морозостойкая резина).
Труба Ø89×4.5 мм, высота над поверхностью — 1,1 м (защита от наезда техники и сил морозного пучения).
Кабель с термодатчиками (PT-100, DS18B20) с шагом 0.5-2.0 м. Диапазон -50…+50°С. Погрешность ±0,1°C.
Эпоксидная грунтовка (250-350 мкм) + акрил-полиуретановая эмаль (2 слоя). Срок службы 25+ лет.
Технические характеристики термометрических скважин
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Диаметр обсадной трубы | 57 мм (стандарт); 76 мм, 89 мм (усиленная) | По требованию заказчика |
| Толщина стенки трубы | 4,0 мм; 4,5 мм; 5,0 мм | Зависит от глубины и нагрузок |
| Длина скважины (L) | 2 000 – 12 000 мм | Индивидуально под проект ГТМ |
| Диаметр кондуктора | 89 мм (стандарт); 108 мм, 146 мм | Для защиты от пучения |
| Высота кондуктора над землёй | 1 100 мм (не менее) | По СП 25.13330.2020 |
| Глубина установки датчиков | Индивидуально (шаг от 0,5 м) | По проекту ГТМ |
| Диапазон измерений | от -50 °C до +50 °C | Для криолитозоны |
| Погрешность измерений | не более 0,1 °C | По ГОСТ 25358-2020 |
| Материал трубы | Сталь 20, 09Г2С, 12Х18Н10Т | По требованию заказчика |
| Антикоррозионное покрытие | Эпоксидная грунтовка (250-350 мкм) + эмаль | Срок службы 25+ лет |
| Климатическое исполнение | УХЛ1, ХЛ1 (до -60 °C) | Для Крайнего Севера |
| Расчетный срок службы | не менее 25 лет | Гарантия — 36 месяцев |
Монтаж термометрических скважин
Установка термометрических скважин выполняется в строгом соответствии с проектом геотехнического мониторинга и требованиями СП 25.13330.2020, ГОСТ 25358-2020. Работы выполняются специализированной организацией с использованием буровой техники.
Пошаговая технология установки:
Бурение скважины переменного диаметра: под кондуктор — Ø 120-150 мм, под обсадную трубу — Ø 80-90 мм. Глубина бурения — на 0,5 м больше проектной длины термометрической скважины.
Погружение трубы Ø89 мм с нанесённым антикоррозионным покрытием на глубину 1,5-2,0 м от планировочной отметки. Вертикальность — отклонение ≤ 2 мм/м.
Установка трубы Ø57 мм с контролем вертикальности (отклонение ≤ 2 мм/м). Герметизация нижнего конца — приварка днища сплошным швом с контролем герметичности.
Заполнение межтрубного пространства цементно-песчаным раствором (ЦПС) до глубины 2 м от поверхности для фиксации кондуктора и изоляции от поверхностных вод.
Засыпка затрубного пространства выше тампонажной зоны сухим песком с послойным уплотнением. Установка теплоизоляции (минвата 50 мм) в устье скважины.
Срезка трубы на высоте 1,1 м от поверхности. Нарезка резьбы, установка съемной герметичной крышки с уплотнительным кольцом.
Погружение термокосы на проектную глубину. Фиксация оголовка и подключение к системе сбора данных (логгеру). Проверка работоспособности датчиков.
Проведение контрольных измерений температуры, проверка отсутствия воды в скважине. Составление акта скрытых работ.
Нормативные документы и стандарты
Термометрические скважины изготавливаются и устанавливаются в строгом соответствии с требованиями следующих нормативных документов:
Грунты. Метод полевого определения температуры. Основной документ, регламентирующий методику измерений температуры грунтов.
Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. Определяет требования к проектированию и мониторингу в криолитозоне.
Регламент на проведение геотехнического мониторинга. Основной отраслевой стандарт для нефтегазовых объектов.
Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений.
Единая система защиты от коррозии и старения. Подготовка металлических поверхностей перед окрашиванием.
Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.
Преимущества для нефтегазовой отрасли
Термометрические скважины ТС-57 специально разработаны для использования в условиях Крайнего Севера и на объектах нефтегазовой отрасли. Конструкция и материалы обеспечивают надёжную работу в самых суровых климатических условиях.
Конструкция адаптирована для работы в условиях Крайнего Севера (УХЛ1, ХЛ1, до -60°С). Морозостойкие уплотнения, спецстали, устойчивые к хрупкому разрушению.
Регулярный замер температур позволяет по математической модели (МКЭ) прогнозировать оттаивание грунтов под опорами и своевременно принимать меры по стабилизации (установка СДОУ).
Возможность установки цифровых термокос с интерфейсом RS-485 (Modbus) для интеграции в автоматизированные системы геотехнического мониторинга (АСГМ).
Обеспечение соблюдения I принципа (сохранение грунтов в мерзлом состоянии) для объектов капитального строительства ПАО «Газпром», «Роснефть» и других компаний.
Полный цикл изготовления на собственном производстве в Екатеринбурге. Контроль качества на всех этапах. Паспорт качества на каждое изделие.
Отправляем продукцию во все регионы РФ, включая Крайний Север, Ямал, Таймыр, Чукотку. Работаем с транспортными компаниями и северным завозом.
Роль термометрических скважин в геотехническом мониторинге
Геотехнический мониторинг (ГТМ) — это комплексная система наблюдений за состоянием грунтов основания и конструкций сооружений. Термометрические скважины являются важнейшим элементом системы ГТМ в криолитозоне.
Позволяют отслеживать изменение температуры грунтов по глубине и во времени, что критически важно для прогнозирования устойчивости оснований.
На основе температурных данных строятся математические модели, позволяющие прогнозировать осадки и деформации сооружений на 10-20 лет вперёд.
Данные термометрических скважин позволяют оценить эффективность работы сезонно-действующих охлаждающих устройств (термостабилизаторов) и своевременно корректировать их режим работы.
Результаты измерений вносятся в геотехнический паспорт (ГТП) объекта, который является обязательным документом при сдаче в эксплуатацию.
Часто задаваемые вопросы о термометрических скважинах
Отзывы клиентов о термометрических скважинах
📞 Нужна консультация по термометрическим скважинам?
Наши специалисты помогут подобрать оборудование для геотехнического мониторинга и подготовить техническую документацию.