[发明专利]一种具有自适应能力的高精度地下PE管探测装置及方法

说明书

本发明提供一种具有自适应能力的高精度地下PE管探测装置及方法，它包括系统电源、DC/DC电源模块、自适应声波信号产生模块。自适应行走机构内部安装自适应声波信号产生模块，自适应声波信号产生模块内部具有D类功率放大器，声波发生传感器阵列、声波接收传感器阵列也安装在自适应声波信号产生模块的底部，自适应声波信号产生模块与自适应行走机构内壁之间还安装有液压机构以及弹性机构。本发明的装置具有自爬行能力，可以有效辨识地下的空腔等，且能够根据路况和土壤物性参数自适应的选择声波发射频率和行进方法，具有很高的抗干扰能力，能对埋地非金属管线进行高精度的定位。

技术领域

本发明涉及地下管道检测领域，尤其涉及一种具有自适应能力的高精度地下PE管探测装置及方法。

背景技术

据查新增探明石油地质储量60.2×108t(含原油59.8×108t，凝析油0.4×108t)，天然气地质储量3.9×1012m³(含气藏气3.6×1012m³,溶解气0.3×1012m³)，油气探明储量保持高峰增长。如今，全球陆上70％石油和99％天然气依靠管道输送。截止2015年底，油气管道总里程为11.7×104km，覆盖32个省区市，石油、天然气年输量分别为3×108t、1200×108m。

目前，已形成“三纵四横、连通海外、覆盖全国”的大型油气管网，管道已成为国民经济和社会发展的能源安全生命线。由于聚乙烯(PE)管道耐腐蚀性强、重量轻、柔性好、搬运及向沟槽下管较方便，因此越来越多地应用于城市埋地中低压燃气管道建设中。埋地PE燃气管道的出厂检验、型式检验和定型检验方法已经在GB15558《燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统》系列中明确规定。但是由于很多PE燃气管道运行时间较长、基础资料管理薄弱，导致前期出厂产品验收和现场施工资料缺失。

因此，当燃气公司需要对在役埋地PE燃气管道进行评估时，现场取样进行实验室检测显然不具有可操作性，目前针对这种情况的现场检测方法也没有形成一套完整详细的标准体系。在检测技术发展的今天，如何在现有的常规PE管道定期检验方案基础上，结合先进的PE管定位和检测技术，实现埋地PE管的高效高精度定位和状态检测十分关键。

目前常规埋地PE管检测方法有示踪线探测法、地质雷达探测法、管道声学定位法、静态电磁场定位法、地下电子标识系统、地理信息系统(GIS)等，先对其的不足之处进行说明：失踪线探测法分为直连法和感应法，直连法容易受到示踪线断裂的影响和必须要给示踪线通电，感应法除要受到示踪线断裂的影响外，其探测信号强度弱，容易受到外界环境中金属电缆和管道的干扰；地质雷达探测法成本较高，适用范围也存在局限性，如盐碱地，页岩层、粘土下的管道探测，而且探测到的剖面扫描图图形复杂，图像多解，需要经过专业训练的人才能准确解读；管道声学定位法探测前需要知道埋地管道的大致范围。而且易受到噪声干扰，影响测定结果的准确性；静态电磁场定位法必须在均匀土地才能进行准确测量；地下电子标识系统的施工人员需要大量培训时间接受新的方法，该方法的应急及推广方面还需扩展，基于该方法的工程会耗费大量施工时间；地理信息系统(GIS)在系统中地形更新滞后于实际地形变化，需要人力进行系统组织、管理、维护、数据更新、系统扩充完善、应用程序开发，这便增加了系统维护成本。

为了解决上述问题，本发明提出一种具有自适应能力的高精度地下PE管探测装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种具有自适应能力的高精度地下PE管探测装置及方法，装置具有自爬行能力，能够非常迅速的识别地下非金属管线的具体位置、深度、多管交叉等，并且可以有效辨识地下的空腔影响等，具有很高的抗干扰能力和高精度判断地下非金属管线分布的能力；并且能够根据软地面发射500-900hz频率的声波、硬地面发射900-1500hz频率的声波，和拥有先右再上、先右再下、先左再上、先左再下的4种行进方式，具有非常高的频率自适应能力和测量自适应能力。

本发明采用如下技术方案：