При проектировании Чаяндинского месторождения были заложены самые эффективные технические решения и актуальные для отрасли инновации. Строительство зданий и сооружений на месторождении сопряжено с решением ряда задач, касающихся безопасности и надежности дальнейшей эксплуатации.
Дело в том, что объекты Чаяндинского промысла находятся на территории сплошных вечномерзлых грунтов, которые могут быть нестабильны. Существует вероятность оттаивания при сезонном потеплении и техногенном воздействии. Чтобы избежать этого, большинство конструкций на месторождении имеют свайное основание с проветриваемым подпольем, что не дает теплому воздуху от зданий нагревать грунт, а в зимний период года позволяет осуществлять наморозку грунта под зданием.
Но это классическая схема строительства на вечной мерзлоте. Помимо нее на Чаяндинском месторождении используется новая, экономически эффективная, надежная и безопасная технология — система термостабилизации грунта. Ее устанавливают на стадии закладки фундамента.
Принцип работы системы термостабилизации грунта
В охлаждающих трубах, находящихся в грунте, происходит перенос тепла грунта к хладагенту. Хладагент переходит из жидкой фазы в парообразную. Пар перемещается в сторону конденсаторного блока, где конденсируется в жидкую фазу, отдавая тепло через оребрение в атмосферу. Охлажденный и сконденсированный хладагент вновь стекает в испарительную систему и повторяет цикл движения. Таким образом, термостабилизаторы работают исключительно в холодное время года, при потеплении процесс прекращается, так как хладогент перестает конденсироваться.
В зимний период происходит наморозка грунта на глубину заложения свай, при этом глубина сезонного оттаивания грунта составляет порядка 2,5 м.
То есть, система работает автономно, без использования электричества. Термостабилизирующие устройства переносят холод атмосферного воздуха к основанию фундамента. Это позволяет поддерживать нужную температуру в грунте. Он под объектами не растепляется от теплового воздействия зданий или в результате сложных процессов, происходящих в подземных слоях.
В качестве хладагента используется аммиак или углекислота, которые перекачиваются по системе, перенося тепло от грунта к надземной конденсаторной части.
На месторождении используются два варианта термостабилизаторов
Одиночные сезонно действующие охлаждающие устройства (СОУ)
СОУ представляет собой герметичную неразъемную сварную конструкцию, заправленную хладагентом. Общая длина термостабилизатора может составлять от 6 до 28 м (в зависимости от длины сваи). Глубина подземной части может достигать 25 м. Высота надземной конденсаторной части с алюминиевым оребрением — до 3 м.
СОУ предназначены для замораживания талых и охлаждения пластичномерзлых грунтов под зданиями с проветриваемым подпольем и без него, эстакадами трубопроводов, под опорами мостов, ЛЭП и другими сооружениями с целью повышения их несущей способности и предупреждения выдавливания свай.
На Чаяндинском нефтегазоконденсатном месторождении на данный момент поддерживают температурную стабильность грунта порядка 30 000 подобных термостабилизаторов.
Термостабилизирующие системы ГЕТ и ВЕТ
Поддерживают заданный температурный режим вечномерзлых грунтов и устраняют непредвиденные тепловыделения под фундаментами различных сооружений.
Принцип действия систем ГЕТ и ВЕТ и одиночных СОУ одинаковый. Особенностью систем ГЕТ и ВЕТ является возможность осуществлять температурную стабилизацию грунтов в самых недоступных местах или там, где размещение надземных элементов нежелательно или невозможно. А данный вид системы позволяет установить конденсаторный блок на расстоянии до 70 м. от сооружения. При этом охлаждающие элементы расположены ниже поверхности грунта.
Различаются системы ГЕТ и ВЕТ положением охлаждающих трубок (горизонтальным и вертикальным). На ЧНГКМ системы ГЕТ и ВЕТ применяются на более чем 20 объектах.
Два раза в год, в зимний период, сотрудники Службы геотехнического мониторинга Инженерно-технического центра компании проводят обследование термостабилизаторов при помощи тепловизоров. Конденсаторная часть работающих термостабилизаторов всегда теплее окружающей среды. Таким образом сотрудниками Службы геотехнического мониторинга выявляются неработающие термостабилизаторы, что позволяет на ранней стадии определить потенциально опасные участки и принять соответствующие меры.
Так ультрасовременные технологии позволяют надежно эксплуатировать газовикам производственные и бытовые объекты в суровых климатических условиях.