[发明专利]一种超深地下管线方位的精确电磁标定方法

说明书

一种超深地下管线方位的精确电磁标定方法。本发明应用一个三分量正交线圈组构成的测量传感器，连同内置电路板，以及一个平面电子罗盘安装在非金属材料的探头内，实现超深地下管线相对于探头的方位的电磁法标定。电磁标定法测量的探头由电缆连接，下放至事先打好的探井中，与地面上的探测主机通过串行通讯连接，由测量主机完成测量参数设置、过程控制以及测量结果的显示。探测过程中探头靠自身重力下放，当接近管线时采集多组数据，汇同电子罗盘测得的探头方位数据上传至探测主机，探测主机计算出目标管线相对探井的位置并显示。本发明方法与超深管线埋设深度测量装置配合使用，可广泛应用于超深地下管道和线缆位置的高精度测量场合。

【技术领域】

本发明涉及超深地下管线的水平距离和方位电磁探测方法。属于地下管线检测的应用技术领域。集传感器制作、电磁测量方法、数学计算方法、嵌入式系统等技术为一体。

【背景技术】

电磁法定位常规埋设的金属管线是一项成熟技术。其技术原理是：应用信号发射机在埋地管线与接地极之间施加某一频率的交流电压，将检测信号电流发射到待检测的管线上，使用信号接收机应用峰/谷值探测模式，在地面上精确定位出管线的路由、走向并可测量其埋设深度。接收机的两个竖直布置的水平线圈，测量出的感应信号强度差，应用简单的公式计算出埋地管线中心距离底部线圈中的距离。常规的电磁定位和埋深测量方法，在6米的埋深范围内精度一般能够满足工程的需要。且具有测量方法简单，施工成本低等优点。

对于超出6米的大埋深管线，位于地面的探测设备测量出管线上感应信号的强度往往不足以精确测量出管线的埋设深度，工程中多数采用探井法精确测量管道的埋深。探井法的测量主机与探头分离，事先在地下管道的一侧打好探井，其深度略大于待测管线的预计埋深。探测时，从探井上方往下输送探头进行测量目标管线的信号，同时把检测数据传输到地面上的测量主机。探井法有磁梯度和电磁测量两种。磁梯度测量的是铁磁性管材自身的磁场，无需给管道施加检测信号，不能测量探头与管线之间的距离；电磁测量方法则需要给管道施加特定频率的信号电流，还要保证有足够强度，使得探井内的测量探头能够测量出足够的感应信号。测量过程中可以在探头接近管线过程中采集多组数据进行运算，以提高计算结果的精确度。电磁测量法同时能计算出目标管线与探井的水平距离，可大幅度提高超深管线埋设位置的测量精度，减少钻探井的盲目性。

但是，当探井位置离管线很近，加之探井的钻探工艺不能保证探井的垂直度时，需要标定管线与探井中探头之间的相对位置。这个方位标定的信息对于进一步探测管线的精确水平埋设位置，避免后继工程误伤管线，进而避免第三方破坏具有重要意义。

超深地下管线埋设位置的电磁标定方法：

传统的管线仪埋深测量不超过6米，对于超过6m埋深管线的测量精度大大降低，无法满足工程测量的精度要求；市面上的探井磁梯度和电磁法探测管道埋深具有良好的测量精度。但探井磁梯度测量技术，不能给出管线距离探井中探头的精确距离，因而无法应用探井进一步精确标定管线的水平位置；应用探井电磁测量技术，能够测量出管线与探井中探头之间的精确距离，但不能给出管线与探头之间的方位信息。当探井距离管线很近加之探井的钻探竖直度不能保证时，更需要管线与探头之间的方位信息。从而能够在探测区域内存在多条管道时判别相对位置以及精确探测目标管道的水平位置，或根据需要采取增加探井数量等方法进一步探测管道的位置。

【发明内容】

本发明目的是解决目前商用磁梯度及电磁法测量法精确测量管线埋设深度过程中，不能有效获得管线相对于探井中探头的方位信息的问题。本发明提供了一种超深地下管线方位的精确电磁标定方法，配合电磁探井法能够测量出两者之间的距离，从而精确得出管线的位置和走向信息。

本发明技术方案