Послеаварийный 4-ый блок ЧАЭС
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ СКВАЖИНЫ ОБЪЕКТА "УКРЫТИЕ"

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ СКВАЖИНЫ 4-ГО БЛОКА ЧАЭС


Диагностические измерения, начатые на 4-ом блоке ЧАЭС сразу же после аварии, были нацелены на решение, в частности, трех основных задач:


Радиометрическое, визуальное и тепловое обследование блока с вертолетов не смогли дать необходимую информацию о внутреннем состоянии блока, а работа внутри была чрезвычайно затруднена высокими уровнями гамма -полей, которые в наиболее важных для исследования местах были больше 1000 -10000 р/ч. Кроме того, многие проходы оказались заваленными строительными конструкциями, разрушенными в результате аварии и сбрасывания грузов с вертолетов и чуть позднее летом 1986 г. были залиты бетоном при проведении работ по ликвидации последствий аварии.

Основные усилия по измерениям на начальном этапе были направлены на контроль возможного перемещения ядерного топлива вниз. Для введения в помещения ПРК (210/8, 210/7, 210/6, 210/5) датчиков системы "Шатер" с запада из пом. 207/5 и с востока из пом. 213/2 были продолблены отверстия диаметром ~ 50 мм через стены толщиной 1.2 м с помощью электрического перфоратора, возможности которого (мощность, диаметр инструмента, глубина сверления) были весьма ограничеными. Для бурения более глубоких скважин были использованы более мощные буровые станки модели СКБ-4, предназначенные для вращательного бурения с поверхности вертикальных и наклонных геологоразведочных скважин алмазными и твердосплавными коронками на глубину до 300 м с конечным диаметром не менее 93 мм (начальный диаметр до 151 мм).

Первые скажины внутри 4-го блока с помощью буровых станков были выполнены в феврале - апреле 1988 г /2/ из пом. 207/5 на отметках 9.1 - 10.7 м в подаппаратное помещение 305/2 (скв. 1-4, 1а, 6/9, 7/9, 3/9, 1/10).

Скважины позволили получить доступ в помещения, где находились топливосодержащие массы и начать проведение систематических измерений температурных, нейтронных и гамма-полей, установку контрольных датчиков системы "Финиш", обследовать помещения с помощью перископов и видеокамер, а также проводить отбор проб.

Метод оказался достаточно эффективным и позволил начать поиск, обследование и контроль скоплений топливосодержащих масс из сравнительно безопасных помещений. Бурение стали вести в дальнейшем из пом. 427/2, 502/ 7, 606/2, 208/9, 208/10, 318/2, 515/3, 01/3, расположенных с разных сторон от шахты реактора на отметках от 0 до 24 м.

Первоначально принятые обозначения скважин (типа 6/9, 1а, 1/10) оказались неперспективными для большого числа скважин и были заменены на "говорящие" индексы (З.9.А, З.10.В, З.21.), в которых первая буква обозначает направление с которого ведется бурение (З - запад, Ю - юг, В - восток, С - север), цифра после точки - высотная отметка устья скважины (например, 9 - в области 9 метровой отметки, при этом точное значение высоты устья может быть от 8.8 до 9.4 м, как указано в более подробных данных о скважине), последняя буква обозначает алфавитный порядковый номер скважины на этой отметке. Однако в дальнейшем,когда возможности алфавита были исчерпаны, был произведен переход на цифровую индексацию общего номера скважины (например запись "скв. З.9.64" означает скважину с запада, на отметке в районе 9 метров, с текущим порядковым номером 64).

Основными характеристиками скважин, задаваемыми исследователями бурильщикам были координаты устья, вертикальный и горизонтальный углы канала скважины, проектная глубина и конечный диаметр. Для определения точки забуривания необходимо было привязаться к осям и высотным отметкам элементов строительных конструкций. К сожалению, исполнительской строительной документации не было и приходилось пользоваться проектной, которая не всегда соответствовала реальности, (как это стало ясно при проведении дозиметрической разведки 4-го блока в 1986 г.). Поэтому геодезистам впоследствии приходилось уточнять координаты. Однако в последние годы это не делалось, и в таблицах приведены проектные координаты, для получения действительных значений которых необходимо провести геодезическую верификацию. Координаты задавались в привязке к строительным осям или рядам. Например, "47+3000" - означает, что устье скважины находится дальше 47 оси в сторону увеличения (+) номера оси (в сторону оси 48) на 3000 мм. А, например, "К-1800" означает, что устье скважины находится на расстоянии 1800 мм от ряда К в сторону пpедыдущего ряда И (-). Если канал скважины направлялся вверх от точки забуривания, вертикальный угол обозначался знаком (+). Например, вертикальный угол +6 град. Если вниз, то ставился знак (-).

Аналогично, когда шпиндель станка в горизонтальной плоскости поворачивался по часовой стрелке, это обозначалось знаком (+), когда против часовой стрелки, знаком (-).

Имея целью проведение измерений (температуры, теплового потока, мощности экспозиционной дозы или нейтронного потока) в конкретных точках, исследователи готовы были задавать расчетные значения вертикальных и горизонтальных углов направления бурения скважины с точностью до минут и секунд в то время как установка осевого направления шпинделя бурового станка производится на глазок. Поэтому к приведенным в справочнике параметрам скважин (координатам устья, вертикальным и горизонтальным углам канала) нужно относиться как к проектным, понимая, что в действительности скважина может иметь отклонение от заданного направления на 1-2 градуса, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях (что на глубине около 10 м означает возможное отклонение от проектной точки на расстояние до 0.5 м при условии сохранения прямолинейности бурения). Кроме того, при горизонтальном бурении из технологических соображений, для более полного возврата охлаждающей инструмент воды, бурильщики отклонялись от задания и записи в буровом журнале и направляли инструмент при забуривании на 1-2 градуса вверх, что на глубине 10-20 м должно было приводить к уходу инструмента от расчетной отметки вверх на 17-70 см, опять же при сохранении прямолинейности бурения, что в действительности, конечно невозможно. Практика бурения скважин в железобетонных конструкциях показала, что отклонения скважин от заданного направления могут быть довольно значительными и доходить до 10 град и даже более. Это можно проилллюстрировать на примере некоторых скважин. Так, например, скважина В.14.87 должна была выйти на глубине ~ 7 м в пом. 307/2. Однако, по-видимому из-за отжатия бурового инструмента арматурой, изменила направление примерно на 12 град. и из стены не вышла даже еще через 10 м. Скважина З.9.Н должна была пройти горизонтально в плите перекрытия пом. 305/2 на отметке 9.0. На глубине 25 м она вышла в пом. 307/2 на отметке 10.0 м. Перископическое обследование скважины показало, что на глубине ~13 м она залита водой, хотя из устья скважины вода не вытекает. Это свидетельствует о том, что скважина изменила направление сначала вниз, а затем повернула вверх, и примерно на длине 6-10 м ушла от запланированной отметки на 1.1 м, изменив направление примерно на 6-12 град.

Существуют методы и приборы, которые позволяют определить отклонение канала скважины от заданного направления по рысканью и тангажу. Такая работа готовилась в 1992 г. (было подготовлено ТЗ на проведение инклинометрического обследования скважин), но пока она не реализована, сохраняется большая неопределенность точек диагностических и контрольных измерений, оценок в оконтуривании поверхностных границ лавообразных топливосодержащих масс, залитых бетоном в 1986 г, и приходится пользоваться опытом и интуицией экспертов.

Тем не менее благодаря бурению скважин удалось произвести многочисленные измерения, фото-, видеосъемку в помещениях, где мощность экспозиционной дозы гамма-излучения около 1000-3000 р/ч ( в том числе в шахте реактора, в подаппаратном помещении, парораспределительном коридоре, пом. 304/3), удалось взять пробы ТСМ из пом. 305/2, 301/5, 304/3, 303/3, и оценить хотя бы некоторые границы распространения ЛТСМ /3/.

Для полного оконтуривания поверхности ЛТСМ необходимо провести обследование скоплений ЛТСМ через дополнительные скважины, которые могут быть пробурены в пом. 305/2, 301/5, 301/6.

Наименее изученной областью предполагаемого расположения ядерного топлива (фрагментов ТВС, а, может быть, и ЛТСМ - ведь факт горения в центре ЦЗ зафиксирован на видеосъкемках 28.04.86) является ЦЗ, для исследования состояния завалов и ядерной опасности которого были намечены новые скважины из пом. 515/3, 515/4, 502/7. Пока бурение этих скважин не выполнено, данных о скоплениях ядерного топлива и его состояния в ЦЗ нет. Это сохраняет необходимость и важность продолжения буровых работ на 4-ом блоке.

Всего к настоящему моменту (июнь 1993 г.) на 4-ом блоке пробурено 134 исследовательские скважины, данные о которых приводятся в настоящем справочнике.