способ дистанционного обнаружения трубопроводов из синтетических материалов, армированных металлической проволокой

Формула изобретения

Способ дистанционного обнаружения трубопровода из синтетических материалов, армированных металлической проволокой, выполненного в виде отдельных секций, армирующая проволока каждой из которых электрически изолирована, включающий создание индукционным способом электромагнитных колебаний в трубопроводе, прием ответного сигнала, причем электромагнитные колебания индуцируют с переменной частотой методом качания в диапазоне частот, соответствующем полосе пропускания колебательного контура армирующей проволоки, а обнаружение трубопровода осуществляют по сигналу с частотой электромагнитного резонанса колебательного контура армирующей проволоки, определяемой при снятии приемником амплитудно-частотной характеристики.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к способам поиска и идентификации трубопроводов, расположенных под землей, методом электромагнитного резонанса.

Известен способ магнитно-резонансной геологической разведки залежей воды и углеводородов [1], при котором создают электромагнитное поле частотой тока, которая возбуждает магнитный резонанс в залежах искомого материала в Земле, и измеряют сигнал магнитного резонанса в разных точках на поверхности Земли в зоне расположения залежей искомого минерала. Поиск производится после прекращения подачи тока, а о параметрах залежей судят по зависимости величины сигнала магнитного резонанса от координат точек поверхности Земли, в которых измеряют сигнал магнитного резонанса. Невозможность использования данного способа для поиска трубопроводов обусловлен тем, что он основан на анализе затухающего колебания и имеет низкую производительность.

Известен способ поиска металлов [2], принцип действия которого основан на улавливании вторичного переменного или импульсного магнитного поля металлического предмета, который намагничивается первичным переменным или импульсным магнитным полем. Недостатком указанного способа является его дороговизна, обусловленная необходимостью использования дорогостоящей аппаратуры.

Наиболее близким по технической сути является способ дистанционного контроля состояния изоляции трубопровода [3], в котором передача информации осуществляется с помощью передатчика, а также передающей и приемной антенн индукционного типа, выполненных в виде катушек, намотанных на трубопроводе, являющемся каналом связи, и приемника. Переменное электромагнитное поле, создаваемое передающей антенной, возбуждает переменное электромагнитное поле в трубе и возникающий в трубе ток, в свою очередь, возбуждает переменное электромагнитное поле в приемной антенне. Полученный сигнал усиливается и дешифруется и направляется на пульт диспетчера.

Недостаток описанного способа заключается в том, что для его реализации необходимо при прокладке трубопроводов устанавливать на них передающие и приемные антенны, что значительно затрудняет и ограничивает его применение.

Задача изобретения - упрощение процесса поиска и идентификации трубопровода и удешевление за счет применения недорогой и мобильной аппаратуры.

Эта задача достигается тем, что в способе дистанционного обнаружения трубопроводов из синтетических материалов, армированных металлической проволокой, включающем создание индукционным способом электромагнитных колебаний в трубе, прием ответного сигнала и определение оси трубопровода с помощью ответного сигнала, трубопровод выполняют в виде отдельных секций, при этом армирующую проволоку каждой секции используют в качестве приемной антенны колебательного контура и передающей антенны, а электромагнитные колебания индуцируют в диапазоне частот, соответствующем полосе пропускания колебательного контура. Для идентификации трубопровода электромагнитные колебания в армирующей проволоке индуцируют способом качания от минимальной до максимальной частот в полосе пропускания колебательного контура армирующей проволоки, а идентификацию трубопровода осуществляют по частоте электромагнитного резонанса, определяемой при снятии приемником амплитудно-частотной характеристики.

На чертеже приведена функциональная схема для иллюстрации предлагаемого способа.

Способ дистанционного обнаружения трубопроводов (1) из синтетических материалов, армированных металлической проволокой (2), может быть реализован с помощью переносной аппаратуры: генератора (3) и подсоединенной к нему индукционной передающей антенны (4); и приемника ответного сигнала (5) с приемной антенной (6). В предполагаемом месте расположения трубопровода оператор устанавливает и включает переносной генератор с индукционной антенной. На расстоянии, исключающем прием сигнала непосредственно от самого генератора, оператор с помощью приемника с приемной антенной по сигналам с армирующей проволоки определяет наличие искомого трубопровода, а затем перемещением приемника с приемной антенной в направлении, перпендикулярном трубопроводу, по максимальному значению ответного сигнала - ось трубопровода. Найдя ось, оператор двигается вдоль нее до места стыковки секций. После прохождения отрезка трубы, где прерывается армирующая проволока (отрезки армирующей проволоки между собой не соединены), оператор переносит и устанавливает генератор с индукционной антенной над следующим отрезком трубы, в котором присутствует армирующая проволока. Далее осуществляется в таком же порядке прохождение и контроль всей трассы трубопровода.

После установки генератора и определения оси трубопровода включается режим генератора, при котором производится передача сигналов с переменной частотой методом качания в диапазоне частот, соответствующем полосе пропускания колебательного контура армирующей проволоки. Приемником принимаются сигналы в данной полосе частот и определяется максимум в полученной амплитудно-частотной характеристике. Частота, при которой получен максимальный сигнал, является частотой электромагнитного резонанса колебательного контура армирующей проволоки данного трубопровода. При дальнейшем прохождении трассы трубопровода периодически повторяется данная операция с целью идентификации трубопровода. При нахождении над данным трубопроводом частота резонанса будет такой же.

В качестве примера можно привести поиск полиэтиленового армированного трубопровода МПШ-65, расположенного в земле на глубине 1 м. В трубопроводе индукционным методом с помощью переносного генератора и подсоединенной к нему индукционной антенны создавали электромагнитные волны в частотном диапазоне, соответствующем полосе пропускания колебательного контура армирующей проволоки (длинные радиоволны). Приемник с приемной антенной помещали на расстоянии 30-40 метров от индукционной антенны по трассе трубопровода. Перемещаясь с приемником перпендикулярно трубопроводу, по максимуму сигнала, принятого приемником, находили ось трубопровода и двигались вдоль нее. После прохождения отрезка трубы, где прерывается армирующая проволока (отрезки армирующей проволоки между собой не соединены), генератор с индукционной антенной переносили и устанавливали над следующим отрезком трубы, в котором присутствует армирующая проволока. Далее осуществляли в таком же порядке прохождение всей трассы трубопровода.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ дистанционного обнаружения трубопроводов из синтетических материалов, армированных металлической проволокой, выгодно отличается благодаря своей мобильности, простоте и дешевизне аппаратурной реализации.

Источники информации

1. Патент РФ №2090910, Кл. G 01 V 3/14, 1993 г.

2. Патент РФ №2046377, Кл. G 01 V 3/10, 1992 г.

3. Патент РФ №22199385, Кл. G 01 V 3/11, 1998 г.