Спосіб локалізації підземних трубопроводів та місць пошкодження їх ізоляції

Спосіб локалізації підземних трубопроводів та місць пошкодження їх ізоляції, при якому за допомогою двох паралельних індукційних перетворювачів, розміщених горизонтально на заданій відстані а між собою в одній вертикальній площині так, що їх осі перпендикулярні до передбачуваної осі трубопроводу, реєструють значення горизонтальної поперечної складової напруженості магні C2 2 83512 1 3 83512 а місця пошкодження ізоляції - шляхом реєстрації вздовж осі за допомогою електродів зміни електричного потенціалу на поверхні ґрунту [1]. Недоліком відомого способу є використання контактного методу визначення електричного потенціалу на поверхні ґрунту, що знижує продуктивність обстежень, особливо у випадках, коли обстежувана поверхня покрита асфальтом або бетоном. Найбільш близьким до пропонованого є спосіб локалізації підземних тр убопроводів та місць пошкодження їх ізоляції, при якому за допомогою двох паралельних індукційних перетворювачів, розміщених горизонтально на заданій відстані а між собою в одній площині так, що їх осі перпендикулярні до осі трубопроводу, реєструють значення горизонтальної складової напруженості магнітної компоненти електромагнітного поля, створеного протіканням в ньому змінного електричного струму І, по максимуму різниці визначених значень напруженостей I I H1 = та H2 = , 2ph 2p(h + a) де h - відстань між віссю ближнього до трубопроводу індукційного перетворювача і віссю трубопроводу, визначають вісь трубопроводу, глибину його залягання визначають по формулі H2 h=a , H1 - H2 а місця пошкодження ізоляції - шляхом реєстрації вздовж осі значних змін значень горизонтальної поперечної складової електричної компоненти електромагнітного поля трубопроводу за допомогою штирової антени, розміщеної поблизу поверхні ґрунту паралельно до осей індукційних перетворювачів в місці максимального сигналу [2] (прототип). Недоліком прототипу є те, що зареєстровані значення електричної компоненти поля трубопроводу залежать від глибини його залягання, що може призвести до виявлення не існуючих місць пошкодження ізоляції, тобто при реалізації прототипу в умовах складного рельєфу поверхні ґрунту знижується достовірність і ефективність ізоляційного обстеження підземних тр убопроводів. Задачею винаходу є підвищення достовірності і ефективності ізоляційного обстеження підземних трубопроводів. Поставлена задача досягається тим, що в способі локалізації підземних трубопроводів та місць пошкодження їх ізоляції, при якому за допомогою двох паралельних індукційних перетворювачів, розміщених горизонтально на заданій відстані а між собою в одній вертикальній площині так, що їх осі перпендикулярні до передбачуваної осі трубопроводу, реєструють значення горизонтальної поперечної складової напруженості магнітної компоненти електромагнітного поля, створеного протіканням в ньому змінного електричного струму І, по максимуму різниці визначених значень напруженостей I I H1 = та H2 = , 2ph 2p(h + a) 4 де h - відстань між віссю ближнього до трубопроводу індукційного перетворювача і віссю трубопроводу, визначають просторову орієнтацію осі трубопроводу, глибину його залягання визначають по формулі H2 h=a H1 - H2 а місця пошкодження ізоляції - шляхом реєстрації вздовж осі місць, у яких суттєво змінюється значення горизонтальної поперечної складової електричної компоненти Eh електромагнітного поля трубопроводу, яку вимірюють штировою антеною, розміщеною поблизу поверхні ґрунту паралельно осям індукційних перетворювачів на відстані від осі трубопроводу, яку визначають, переміщаючи штирову антену в площині, перпендикулярній трубопроводу, до моменту, коли її сигнал досягає максимуму, відрізняється тим, що одержані значення Eh додатково перемножуються на квадрат глибини залягання трубопроводу. Додатково введена в спосіб, що заявляється, операція перемноження окремо не володіє властивостями, які забезпечили б вирішення поставленої задачі. Такими властивостями володіє лише запропонована сукупність в цілому, тобто, вступаючи у взаємодію, признаки сукупності надають способу нову якість, яка відповідає критерію „суттєві відмінності”. Суть запропонованого способу пояснюється за допомогою креслення на Фіг.1 і полягає в наступному. При протіканні вздовж розташованого у ґрунті 4 трубопроводу 5 змінного електричного струму І навкруг нього виникає електромагнітне поле, горизонтальні складові магнітної компоненти якого на відстанях h і h+a визначаються по формулах (1). Під дією цих складових в індукційних перетворювачах 1 і 2 наводяться електрорушійні сили e1=k1H1 і е2=к 2Н, (3) де k1=k2=k - коефіцієнти пропорціональності, які враховують магнітні властивості та геометричні параметри індукційних перетворювачів. По зареєстрованих значеннях e1 і е2 , тобто по значеннях Η1 і Η, визначають вісь і глибину залягання h трубопроводу згідно формули (2). Пошук місць пошкодження ізоляції здійснюють шляхом реєстрації за допомогою штирової антени 3 горизонтальної поперечної складової електричної компоненти електромагнітного поля, що випромінюється підземним трубопроводом під час протікання в ньому змінного електричного струму від приєднаного до нього спеціалізованого генератора. Електрична компонента електромагнітного поля підземного трубопроводу має дві складові: повздовжню, спрямовану вздовж провідника, і поперечну, яка обумовлена витіканням частини струму з трубопроводу в ґрунт через неідеальну ізоляцію, і яку можна розкласти на горизонтальну і вертикальну. Поздовжня складова порівняно слабко залежить від провідності ізоляції та ґрунту і наявності пошкодження ізоляції. Тому вона практично непридатна для виявлення місць таких пошкоджень [3]. Поперечна складова електричного поля 5 83512 визначається наявністю витікання з трубопроводу струму, обумовленого неідеальністю ізоляції (скінченністю її питомого опору). Якщо пошкоджень в ізоляції немає, то розтікання струму має симетричний характер і практично не змінюється при просуванні вздовж трубопроводу. Якщо ізоляція пошкоджена, то в цих місцях струм ви току зростає. При цьому змінюється і поперечне електричне поле. Фіксуючи ці зміни штировою антеною, одночасно фіксують і розташування місць пошкодження ізоляції трубопроводу. На цьому принципі основані як прототип, так і заявлений спосіб. Приблизна картина розтікання струму з трубопроводу показана на Фіг.1. В [4] показано, що для розташованого під землею трубопроводу можна з допомогою методу дзеркального відбиття отримати наступний вираз для складової густини постійного струму, що спрямована вздовж поверхні ґрунту: Iвит y j= (4) æ h2 + y2 ö pç 1 ÷ è ø де Iвит - загальний струм витоку через ізоляцію на одиницю довжини трубопроводу, h1 - відстань від осі трубопроводу до поверхні ґрунту, яка дещо відрізняється від h. Згідно з законами Максвела для постійного струму j=sE, (5) де s - питома провідність ґрунту, тобто напруженість постійного електричного поля пропорційна густині струм у розтікання з трубопроводу. При протіканні у трубопроводі змінного струму частина його також витікає в ґрунт. Загальна картина його розтікання практично не відрізняється від картини, що показана на Фіг.1. Для змінного струму з круговою часто тою w (6) j=(s+iwe)E, де e - електрична провідність ґрунту. Для всіх частот, при яких we