DD298163A5

DD298163A5 - METHOD FOR LOCALIZING SLEEVES IN UNDERGROUND INSTALLED PIPES

Info

Publication number: DD298163A5
Application number: DD34390090A
Authority: DD
Inventors: Wird Auf Antrag Nicht Genannt Erfinder
Original assignee: Geophysik Gmbh,De
Priority date: 1990-09-07
Filing date: 1990-09-07
Publication date: 1992-02-06
Also published as: DE4105842A1

Abstract

Das Verfahren zur Lokalisierung von Muffen in unterirdisch verlegten ferromagnetischen Rohrleitungen kann bei allen Rohrleitungen angewendet werden, bei denen zur Verbindung der einzelnen Rohrelemente Muffen mit nichtmagnetischem Dichtungsmaterial verwendet werden. Mit geringem Zeit- und Materialaufwand wird die Verbindung zweier unterirdisch verlegter magnetischer Koerper in ihrem Kontaktbereich ermittelt. Durch Magnetisierung der unterirdischen Rohrleitung entstehen verstaerkt Feldanomalien im Bereich der Muffenverbindung. Diese werden von auszen gemessen, und somit kann die Lage der Muffen genau bestimmt werden. Fig. 1{Lokalisierung von Muffen; ferromagnetische Rohrleitungen; Magnetflusz; Streuverluste}The method of locating sleeves in subterranean ferromagnetic pipelines can be applied to all pipelines where sleeves with non-magnetic sealant material are used to connect the individual pipe elements. With little expenditure of time and materials, the connection of two underground installed magnetic bodies is determined in their contact area. Magnetization of the underground pipeline increases field anomalies in the area of the socket connection. These are measured by auszen, and thus the position of the sleeves can be determined exactly. Fig. 1 {Localization of sleeves; ferromagnetic pipelines; Magnetflusz; Wastage}

Description

Das Verfahren zur Lokalisierung von Muffen in unterirdisch verlegten ferromagnetischen Rohrleitungen kann auf alle im Erdreich verlegten Rohrleitungen angewendet werden, bei denen zur Verbindung von mehreren ferromagnetischen Rohrelemente^r.The method for locating sleeves in underground ferromagnetic pipelines can be applied to all pipelines in the ground, where the connection of several ferromagnetic pipe elements ^r .

Muffen mit nichtmagnetischan Dichtungsmaterialien verwendet werden.Sleeves can be used with non-magnetic sealing materials.

Versorgungsleitungen unterschiedlichster Art unterliegen dem natürlichen Verschleiß, wobei davon besonders die Abdichtungen der Verbindungsstellen (Muffen) betroffen sind. Um eine gezielte Rekonstruktion dieser Abdichtungen durchführen zu können, muß die Lage der Muffen genau ermittelt werden. Durch aufwendiges Aufgraben der Gesamtleitung wäre dies möglich.Supply lines of all kinds are subject to natural wear, which particularly affects the seals of the joints (sleeves). In order to perform a targeted reconstruction of these seals, the position of the sleeves must be accurately determined. By consuming digging up the overall line this would be possible.

Bekannt sind hochauflösende geomagnetische Meßgeräte, die ferromagnetische Rohrleitungen im Erdreich nachweisen können, da das erdmagnetische Feld in den Eisenrohren eine Magnetisierung bewirkt bzw. eine remanente Magnetisierung vorhanden ist, deren magnetisches Störfeld ermittelt werden kann und dessen Struktur die Lage und den Verlauf der Rohrleitung anzeigt. Zur Lokalisierung von Muffen, die die einzelnen Rohrelemente verbinden, können diese Meßgeräte nicht eingesetzt werden, da die hochauflösenden geomagnetischen Messungen (+ 1 nT) in bebauten Gebieten einem sehr hohen Störpegel unterliegen und daher keine ausreichend genauen Meßergebnisse zulassen.Are known high-resolution geomagnetic gauges that can detect ferromagnetic pipelines in the ground, as the geomagnetic field in the iron pipes causes a magnetization or a remanent magnetization is present, the magnetic interference field can be determined and its structure indicates the location and history of the pipeline. These gauges can not be used to locate sockets connecting the individual pipe elements, since the high-resolution geomagnetic measurements (+ 1 nT) in built-up areas are subject to a very high level of interference and therefore do not permit sufficiently accurate measurement results.

Außerdem sind Verfahren und Meßanordnungen bekannt, bei denen durch eine künstliche Magnetisierung von außen die Lage und der Verlauf ferromagnetischer Materialien in nichtmagnetischer Einhüllung (z. B Stahlbewehrung in Beton) durch Messung aufgezeigt werden können (DE-PS 3535117, DD-PS 236403). Bei diesen beiden Patenten wird der allgemeine Einfluß einer stabförmigen ferromagnetischen Einlagerung auf das künstlich erzeugte Magnetfeld ermittelt und ausgewertet. Im Gegensatz dazu werden bei der erfindungsgemäßen Lösung die Feldanomalien des Magnetflusses im Kontaktbereich aufeinander folgender ferromagnecischor Einlagerungen (Dipole) untersucht und ausgewertet.In addition, methods and measuring arrangements are known in which by an artificial magnetization from the outside, the location and the course of ferromagnetic materials in non-magnetic envelope (eg steel reinforcement in concrete) can be demonstrated by measurement (DE-PS 3535117, DD-PS 236403). In these two patents, the general influence of a rod-shaped ferromagnetic storage on the artificially generated magnetic field is determined and evaluated. In contrast, in the solution according to the invention, the field anomalies of the magnetic flux in the contact region of successive ferromagnecischor inclusions (dipoles) are investigated and evaluated.

Der Erfindung, liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, welches die Verbindung zweier unterirdisch gelagerter magnetischer Körper in ihrem Kontaktbereich mit geringem Zeit- und Materialaufwand genau lokalisieren kann.The invention has for its object to develop a method which can accurately locate the connection of two underground magnetic body in their contact area with little time and material cost.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß durch eine an sich bekannte künstliche Magnetisierung des Rohrelements der im Bereich der Muffe auftretende hoho magnetische Übergangswiderstand durch Messung der magnetischen Streufeldänderung an der Erdoberfläche gemessen wird. Damit ist die Lage der Muffen erkennbar.According to the invention the object is achieved in that is measured by measuring the magnetic stray field change on the earth's surface by a known per se artificial magnetization of the tubular element occurring in the region of the sleeve hoho magnetic contact resistance. Thus, the position of the sleeves is recognizable.

Am Beispiel der in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform wird die Erfindung näher beschrieben. In der Zeichnung istThe invention will be described in detail using the embodiment shown in the drawings. In the drawing is

Fig. 1: die komplette Darstellung des Verfahrens mit einer Form der künstlichen Magnetisierung, einer ausgewähltenFig. 1: the complete representation of the method with a form of artificial magnetization, a selected

Form der Meßwerterfassung und Darstellung der Feldanomalien in den Diagrammen, Fig. 2a, b: andere Formen der Magnetisierung und Fig. i' a, b: andere Formen der Meßwerterfassung.Fig. 2a, b: other forms of magnetization and Fig. I 'a, b: other forms of measured value acquisition.

Das Prinzip des Verfahrens veranschaulicht Fig. 1.The principle of the method is illustrated in FIG. 1.

An einem zugänglichen Teil des ansonsten unterirdisch verlegten ferromagnetischen Rohrelements 1 wird eins Erregerspule 3 (durch spulenförmige Umwicklung des Rohrelements 1) angebracht, die mit einem Niederfrequenzgenerator 4 verbunden ist.On an accessible part of the otherwise underground laid ferromagnetic pipe element 1, one excitation coil 3 is mounted (by coil-shaped wrapping of the tubular element 1), which is connected to a low-frequency generator 4.

Deren Magnetfluß 2 dringt in die Wandung des Rohrelements 1 ein, ind dieses wird dadurch periodisch aufmagnetisiert.Their magnetic flux 2 penetrates into the wall of the tubular element 1, this being thereby periodically magnetized.

Fig. 2a und 2 b zeigen weitere Möglichkeiten der Magnetisierung an, die von der Erdoberfläche 5 aus erfolgen kann. Eine vertikal bzw. horizontal gerichtete Erregerspule 3 in Verbindung mit einem Niederfrequenzgenerator 4 magnetisiert ein im Erdinneren liegendes Rohrelement 1 und erzeugt damit einen Magnetfluß 2.FIGS. 2 a and 2 b show further possibilities of the magnetization which can take place from the earth's surface 5. A vertically or horizontally directed exciting coil 3 in conjunction with a low-frequency generator 4 magnetizes a pipe element 1 located in the interior of the earth and thus generates a magnetic flux 2.

Aus Fig. 1 ist erkennbar, daß der Magnetfluß 2 mit wachsender Entfernung vom Quellbereich der Magnetisierung abnimmt, weil infolge der begrenzten magnetischen Leitfähigkeit des Rohrmatei ials magnetische Streuverluste 7 auftreten, deren Feld auchFrom Fig. 1 it can be seen that the magnetic flux 2 decreases with increasing distance from the source region of the magnetization, because due to the limited magnetic conductivity of the Rohrmatei ials magnetic leakage losses 7 occur whose field also

die Erdoberfläche 5 durchdringt. Im Bereich der Muffenverbindung 6 besteht ein höherer magnetischer Übergangswiderstand, da zwischen den hier ineinandergeschobenen Rohrenden magnetisch nichtpermeable Abdichtungen, wie Hanf und Blei, eingepreßt sind und höchstens geringflächige direkte Kontaktbereiche zwischen den Rohrelementen 1 bestehen.the earth's surface 5 penetrates. In the region of the socket joint 6, there is a higher magnetic contact resistance, since between the telescoped tube ends here magnetically impermeable seals, such as hemp and lead, are pressed and at most small direct contact areas between the tubular elements 1 exist.

Dieser Umstand führt im Bereich der Muffenverbindung 6 zu einer Verminderung <Jas Magnetflusses 2 beim Übergang zum folgenden Rohrelement 1 und gleichzeitig zu erhöhten magnetischen Streuverlusten 7 in den Außenraum. Demzufolge verhält sich das künstlich magnetisierte Rohrelement 1 auch wie ein Stabmagnet, der im angrenzenden Rohrelement ein sekundäres Magnetfeld 8 induziert, das sich im Innen- und Außenraum mit den magnetischen Streuverlusten 7 überlagert (in Fig. 1 wurde nur der nach oben gehende Feldverlauf dargestellt).This circumstance leads in the region of the socket connection 6 to a reduction <Jas magnetic flux 2 in the transition to the following tubular element 1 and at the same time to increased magnetic leakage losses 7 in the outer space. Consequently, the artificially magnetized tubular element 1 also behaves like a bar magnet which induces a secondary magnetic field 8 in the adjacent tubular element, which superimposes itself in the interior and exterior with the magnetic scattering losses 7 (in FIG. 1, only the upward field profile was shown). ,

Gemäß den Ergebnissen praktischer Versuche zeigt der horizontale Verlauf der Intensität dieses Gesamtfeldes an der Erdoberfläche hinsichtlich der Horizontalkomponente der magnetischen Induktion Bx ein rasch abklingendes Verhalten, das in Annäherung abschnittsweise einer Exponentialfunktion gehorcht. Jeweils bei Überschreiten einer Muffenverbindung 6 treten im Verlauf der magnetischen Induktion B (bei logarithmischer Darstellung) charakteristische Knicke in Erscheinung, hinter denen sich der Intensitätsabfall verringert (Diagramm In Bx; x). Außerdem ergeben sich im Bereich der Muffenverbindung 6 noch singuläre magnetische r-'eldanomalien mit Dipolcharakter (= sekundäres Magnetfeld des Rohrelements 8).According to the results of practical experiments, the horizontal progression of the intensity of this total field at the earth's surface with respect to the horizontal component of the magnetic induction Bx shows a rapidly decaying behavior, which obeys sections of an exponential function. Whenever a sleeve connection 6 is exceeded, characteristic kinks appear in the course of the magnetic induction B (in the case of logarithmic representation), behind which the intensity drop decreases (diagram In Bx; x). In addition, in the area of the socket joint 6, there are still singular magnetic r-field anomalies with a dipole character (= secondary magnetic field of the tubular element 8).

Die für die Ortung der Muffen erforderliche Wechselfeldmessung erfolgt an der Erdoberfläche 5 entweder bei kurzen Meßpunktabständen (ca. 25cm' oder kontinuierlicher Fortbewegung mit zwei Meßspulen 10, die an einem Spannungsquotientenmesser 9 angeschlossen werden. Mit dieser Meßanordnung können besonders die im Muffenbereich entstehenden Feldanomalien genauer erfaßt und es kann - unabhängig von möglichen zeitlichen Schwankungen der primären Feldanregung - gemessen werden.The alternating field measurement required for locating the sleeves takes place at the earth's surface 5 either at short measuring point distances (about 25 cm) or continuous movement with two measuring coils 10 which are connected to a voltage quotient meter 9. With this measuring arrangement, the field anomalies arising in the socket area can be detected more precisely and it can be measured, regardless of possible temporal variations of the primary field excitation.

Mit dem Spannungsquotientenmesser 9 kann der Quotient der Horizontalkomponente der magnetischen Induktion aus zwei Meßstellen Q (Bx) direkt gemessen werden. Der daraus resultierende Kurvenverlauf zeigt z. B. für die Horizontalkomponente der magnetischen Induktion Bx über den Muffenverbindungen charakteristische Anomalien, die dem Dipolverhalten des Feldübergangsbereiches entsprechen und eine noch genauere Lokalisierung der Muffen gestatten (Diagramm Q[Bx]; χ in Fig.1).With the voltage quotient meter 9, the quotient of the horizontal component of the magnetic induction from two measuring points Q (Bx) can be measured directly. The resulting curve shows z. B. for the horizontal component of the magnetic induction Bx on the sleeve joints characteristic anomalies that correspond to the dipole behavior of the field transition region and allow even more accurate localization of the sleeves (diagram Q [Bx]; χ in Figure 1).

Fig.3a-und 3b zeigen einfache Meßanordnungen zur Messung des Wechselfeldes, bei denen eine Meßspule 10 in horizontaler oder vertikaler Lage zur Aufnahme der horizontalen bzw. vertikalen Feldkomponente mit einem Spannungsmesser 11 verbunden wird.3a and 3b show simple measuring arrangements for measuring the alternating field, in which a measuring coil 10 is connected in horizontal or vertical position for receiving the horizontal or vertical field component with a voltmeter 11.

Claims

Method for locating sleeves in ferromagnetic pipelines laid underground, wherein a magnetic field is generated in the pipe by means of an exciter coil, characterized in that the stepwise changes of the magnetic flux (2) and the associated field anomalies arising in the region of the socket joint (6) , which are due to high magnetic leakage losses (7), are measured and evaluated, whereby the position of the socket joints with high accuracy can be determined.

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