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管线仪探测测深方法选择
2017-01-09 13:39:00    浏览次数:
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       1、不同线圈结构模式测深方法
      1)单水平线圈接收机
      主要接收管线产生的水平分量,见图:1。当线圈轴中心线平行于地面垂直于管线走向且位于管线正上方时,仪器响应信号最大,当线圈位于管线两侧时,仪器的响应会随着线圈远离管线逐渐变小。这是因为离管线越远,线圈所在位置磁场变弱,还有磁场方向与线圈不在垂直,通过线圈的磁通量变小。

             图1单水平线圈磁场水平分量测量原理、水平分量异常曲线、水平分量特征点法测深
      单水平线圈水平分量Hx特征点法测深:
      a.80%法:管线水平分量异常曲线在峰值两侧80%极大值两点之间的距离即为管线埋深。
      b.50%法:管线水平分量异常曲线在峰值两侧50%极大值两点之间的距离为管线埋深的2倍。
      2)单垂直线圈接收机
      该接收机线圈主要接收管线所产生的磁场垂直分量,见图2。当线圈轴线垂直地面并位于管线正上方时,仪器响应最小,当线圈位于管线两侧时,仪器响应会随着线圈远离管线而逐渐增大,当达到极值后响应信号又会逐渐变小。
   图2单垂直线圈磁场垂直分量测量原理、垂直分量异常曲线、45º法测深
      c.用极小值法定位后,将接收机线圈与地面成45°状态沿垂直管线方向移动,寻找“零”值点,该点与定位点之间的距离等于地下管线中心埋深。
      3)双水平线圈结构接收机
      该接收机内有上下两个相互平行的水平线圈,通过测定上下两个线圈的感应电动势差确定管线位置、计算管线埋深,见图3。
   
  图3双水平线圈磁场水平分量磁场测量原理、磁场梯度异常曲线、磁场梯度百分比测深法
      d.水平分量磁场梯度△Hx百分比法与管线埋深具有一定的关系,管线水平分量磁场梯度异常曲线某一处百分比两点之间的距离与管线埋深具有一定的关系。不同仪器结构不同,测深百分比不同。
      4)多线圈结构接收机
      目前常见管线探测仪接收机线圈结构,是将两个水平线圈、1个垂直线圈集成在一起,并提供多种选择。近年来在上述3线圈结构基础上,最新型管线探测仪采取多种线圈及二次差分模式,抗干扰能力更强,在此不做描述。
      具备双水平线圈、多水平线圈结构的接收机均具备直读功能,但受管线埋深、周围介质影响,测深精度不稳定。
      2、测深方法选择
      1)由图1、图3可知,双水平线圈测得两个线圈的磁场水平分量梯度异常曲线比磁场水平分量异常曲线更加明显,同时双水平线圈的仪器设置只有下线圈磁场水平分量大于上线圈的磁场水平分量时仪器才有响应,因而可以排除来自空中的干扰信号。因而在正常情况下应优先选择水平分量差△Hx百分比法(常规管线探测仪为峰值法)。
      2)由三种模式灵敏度:峰值模式<宽峰模式<谷值模式可知:在野外无来自空中干扰的超深管线,在采用双水平线圈水平分量梯度△Hx异常曲线定位、定深困难时,可以尝试采用单水平线圈、单垂直线圈测量的水平分量Hx特征点法或垂直分量Hz 的45º法,反而可能取得比较好的效果。
      注:采用垂直分量Hz 的45º法必须具备能够将垂直线圈设置为45º机构。
      3)测深模式选择
如何选择测深模式首先取决于仪器结构,但也需要根据不同管线埋深区间选择合适测深模式,以提高探测精度。
      a.埋深小于0.7米,干扰小时宜选用直读法测深;
      b.埋深大于0.7米,小于3米时宜选用水平分量差△Hx百分比法测深;
      c.埋深大于3米,宜选用水平分量80%Hx或50%Hx特征点法结合75%△Hx百分比法测深(适合雷迪仪器)测深;
      d.对于管线埋设密集路段,任何测深模式都必然受到干扰而影响探测结果,具体探测时必须首先考虑选择降低干扰、提高信噪比的信号施加方法,避开干扰较大路段的差异接收法。
      小结
      目前国内金属主流管线探测仪有日本富士PL960、英国雷迪RD8000、中国雷迪LD6000、美国维麦vLocPro2,应用于油气管线防腐层检测的英国雷迪PCM+、中国雷迪DM、国产ZB-2008等。根据不同金属管线探测仪特点、优点选择适合的金属管线探测仪可以提高探测效果、工作效率。
      1)日本富士PL960对球墨铸铁管探测感应法效果相对较好,在单一条件下对钢筋混凝土管也有一定效果。
      2)英国雷迪RD8000抗干扰能力较强,有多种频率可供选择,适合于城市一般管线探测。
      3)中国雷迪LD6000、美国维麦vLocPro2带宽窄、直接法电流输出功率高,在采用直连法时最大输出电流可达1安培,对于低阻抗、较深、复杂条件下的管线探测有一定优势。
      4)英国雷迪PCM+、中国雷迪DM最大输出电流可达3安培,适合于带防腐层的长输、超深油气管线探测,但对接地条件要求严格,因而适合野外油气管线探测。
      5)国产ZB-2008为单线圈结构,抗干扰能力差,不适合在城市复杂条件下使用。但该仪器为分离式探头,可灵活选用极大值、极小值法测定平面位置,灵活选用80%法、50%法、45º法测深。其分离式探头可以应用于结合钻孔探测的超深管线高精度探测。

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