Термометрическая скважина в вечномерзлых грунтах

 

Изобретение относится к исследованию температуры грунтов. Цель изобретения - упрощение технологии и снижение стоимости изготовления скважины, повышение точности замеров температуры грунтов. Скважина содержит обсаженную часть, выполненную в виде пластмассовой трубы 4 с деревянной конической насадкой 5 на конце, водонепроницаемую пробку 8. Насадка 5 расположена ниже границы вечной мерзлоты не менее чем на 1 м, а затрубное пространство между скважиной заполнено замерзающей засыпкой из местных слабофильтрующих грунтов. Засыпка с водой, замерзая и расширяясь, вместе с набухшей насадкой 5 создают непроницаемые преграды для фильтрации по стенкам водного слоя сезонного протаивания. Благодаря этому исключается обрушение скважин. При измерении температуры скважины опускают в скважину температур и прошествию времени, достаточного для выравнивая температуры термометра и температуры скважины, поднимают его. 1 ил.

Изобретение относится к исследованию температуры грунтов, в частности температур вечномерзлых грунтов. Цель изобретения упрощение технологии и снижение стоимости изготовления скважины, а также повышение точности замеров температуры вечномерзлых грунтов. На чертеже показана принципиальная конструкция термометрической скважины в вечномерзлых грунтах. Термометрическая скважина 1, пробуренная в направлении 2, обсаженном кондуктором 3, оборудована пластмассовой трубой 4 с деревянной конической насадкой 5, опущенной в верхнюю часть скважины на глубину не менее 1 м ниже границы вечной мерзлоты 6. Между пластмассовой трубой и стенками скважины оставлено затрубное пространство 7, засыпаемое слабофильтрующей горной массой (супесью с дресвой, торфом, торфяным грунтом, илом), пластмассовая труба закрывается непроницаемой деревянной пробкой 8. Изготавливают термометрическую скважину следующим образом. С дневной поверхности забуривают направляющую скважину (направление) 2 ниже границы вечной мерзлоты 6 на 0,5-1,0 м и перекрывают водоносный горизонт сезонно-протаивающего слоя или несквозного талика (верховодку) кондуктором 3. Затем бурят основную скважину 1 меньшим диаметром. После окончания бурения всей скважины в верхнюю часть основной скважины 1 вставляют пластмассовую трубу 4 с деревянной насадкой 5 любой длины в зависимости от поставок и возможностей местного производства. Для свободного опускания пластмассовой трубы 4 с насадкой 5 в основную скважину 1 внешний диаметр конической деревянной насадки 5 должен быть меньше на несколько миллиметров, чем диаметр основной скважины. Затрубное пространство засыпают слабофильтрующим местным материалом или грунтом 7, уплотняют его и поднимают сюда немного воды, которая замерзает под влиянием холода вечной мерзлоты и создает вместе с разбухающей от воды деревянной насадкой 5 непроницаемые преграды для фильтрации по стенкам скважины верховодки. Кондуктор 3 после этих операций извлекают. Основная скважина 1 не обвалится и без обсадки, так как будет находиться в вечномерзлом состоянии. Во избежание поступления теплого воздуха и попадания посторонних предметов скважину закрывают деревянной пробкой 8 в перерывах между замерами температуры. Пластмассовые трубы при оборудовании термометрических скважин до сих пор не применялись в связи в небольшой их прочностью на сдавливание при темпонаже и цементации при имеющейся методике оборудования термометрических скважин. Деревянная насадка позволяет ограничивать длину пластмассовой трубы глубиной погружения на 0,5-1,0 м большей, чем глубина (в большинстве случаев не более 3-4 м) протаивания вечномерзлых грунтов в природных или нарушенных условиях. При замерзании слабовлажных грунтов развивается слабое давление. Деформация этих труб не происходит вследствие указанных причин. Деревянная насадка на нижнем конце пластмассовой трубы позволяет отменить такие трудоемкие и дорогостоящие операции в существующих методах оборудования термометрических скважин как рытье шурфа на глубину слоя сезонного протаивания вечномерзлых грунтов (1-4 м и более), засыпку этого шурфа и трамбовку грунта, цементацию и глинизацию затрубного пространства на глубину, большую на 1,0 м мощности слоя сезонного протаивания вечномерзлых грунтов. Взамен этих операций на свободно опущенную на пластмассовой трубе деревянную насадку в затрубное пространство свободно засыпают любой слабофильтрующий местный материал (супесь, торфоминеральный грунт, торф, ил и т.п.), затем его легко трамбуют обыкновенным шестом из местного материала и подливают в затрубное пространство немного воды. Засыпка с водой в затрубном пространстве, замерзая под влиянием холода вечной мерзлоты и расширяясь, вместе с набухающей от воды деревянной насадкой создает непроницаемые преграды для фильтрации по стенкам вод слоя сезонного протаивания (верховодки), вследствие чего исключается обрушение скважины или растепление вечномерзлого околоскважинного грунтового массива. В отличие от существующих методов оборудования термометрических скважин, предполагающих наличие сварочных агрегатов, различных замазок, бентонитовых глин и цементов, переходников, стальных труб различного диаметра, рытье шурфа, приготовление глинистого или цементного раствора, перевозку в глухие таежные и тундровые районы тяжелых стальных труб и других многочисленных материалов, для сооружения термометрической скважины по изобретению необходим лишь токарный станок по дереву на центральной базе и заброска легких деревянных насадок и коротких пластмассовых трубок длиной 4-5 м на любом транспорте. При производстве замеров температуры в термометрической скважине открывают верхнюю водонепроницаемую пробку, опускают в скважину термометр и по прошествии времени, достаточного для выравнивания температуры градусника и температуры в скважине, поднимают термометр и записывают его показания. Трубу скважины вновь затыкают пробкой во избежание попадания в нее теплого воздуха и посторонных предметов.

Формула изобретения

ТЕРМОМЕТРИЧЕСКАЯ СКВАЖИНА В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ, состоящая из обсаженной части и водонепроницаемой пробки, отличающаяся тем, что, с целью упрощения технологии и снижения стоимости изготовления скважины, а также повышения точности замеров температуры грунтов, обсаженная часть выполнена в виде пластмассовой трубы с установленной на ее конце деревянной конической насадкой, причем последняя располагается ниже границы вечной мерзлоты не менее чем на 1 м, а затрубное пространство между скважиной заполнено замерзающей засыпкой из местных слабофильтрующих грунтов.

РИСУНКИ

Рисунок 1