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超常埋深燃气管道位置探测技术
摘要：
在需要探测的金属管道附近打勘探孔，将管道探测仪器的
探头放入勘探孔
内，利用电磁原理探测超常埋深地下金属管道位置。论述了探测方法与原
理、探
测数据的分析方法，给出了应用实例。实际探测结果准确可靠，燃气管道深度探<
/p>
测误差不大于
1.5m
，水平位置探测误
差不大于
1.0m
。
关键词：
超常埋深管道；管位探测；磁感应强度
Location Detection Technology of
Extraordinary Buried Depth Gas
Pipeli
ne
ZHANG
Hai-sheng
，
WANG Chun-
qi
，
HUANG Zhi
Abstract
：
Through
drilling exploration holes near the metallic
pipeline
which needs to be detected and
putting the detection probes into the
exploration
holes
，
the location of
extraordinary buried depth undergrou
nd
pipeline is detected by electromagnetic principle.
The detection me
thod and principle and
the analysis method of detected data are
discus
sed
，
and the
application case is given. The practical detection
result
is exact and reliable. The
vertical detection error of gas pipeline
is
not more than 1.5
m
，
and the horizontal
detection error is not more th
an 1m.
Key
words
：
extraordinary buried
depth pipeline
；
detection of
pipeline
l
ocation
；
magnetic
induction intensity
1
概述
在燃气管道建设过程中，当管道
需要通过水沟、河流等区域时，采用开挖沟槽方
式敷设施工难度非常大，目前多采用非开
挖方式施工。一般采用定向钻施工敷设
的管道埋深都比较大，往往都超过
5m
以上，多数区域埋深都在
10
～
20m
，有些特
殊地段管道埋深
达
30m
左右。这些超常埋深的管道，若竣工资料欠缺，没有准
确
的三维坐标资料，运行以后再准确确定其位置难度非常大。
目前常用的各种管道探测仪器，设计有效探测深度大多都在
5m
以内
。来用目前
常用的管道探测仪器和
方法，在地面探测埋深超过
5m
的管道，定位误差非常大，
一般平面位置误差达埋深的
20%
～
30%
，甚至更大或无法探测定位；深度探测误差
比平面位置探测误差更大。为了探测超常埋深管道的准确位置，我们用目前常用
的管
道探测仪器，采用非常规的探测方法，对埋深达
15m
和
24m
的两段定向钻施
工的埋地燃气管道，成
功实施了定位探测，获
量得了比较准确的结果。
2
探测方法与原理
①
探测仪器
探测所用仪器为
SL-21
88
型地下管道探测仪。
[1]
② 探测方法
在需要探测的管道附近
打勘探孔，将仪器的探头做好防水处理，放入勘探孔内，
逐步接近要探测目标管道，根据
不同深度和不同水平位置勘探孔内信号强度的变
化，分析出目标管道的位置和深度，探头
越接近目标管道，则误差越小。
③
探测原理
该探测方法采用电磁原理，给管道施加一个信号电流
，电流沿管道流动，在
管道周围产生磁场。其磁感应强度符合下式
：
[2]
式中
B
——信号电流磁感应强度，
T
B
0
——管道中心电流磁感应强度，<
/p>
T
R
——探头到管道中心的距离，
m <
/p>
μ
0
——导体材料真空磁导率，
H/m
I
——流经管道的信号电流，
A
用一个感应线圈
(
即仪器探头
)
可以探测到管道信号电流磁感应强度分布情况，通
过分析信号电流磁感应强度的变化情况，可以判断出管道的位置。仪器探头磁感
应强度符
合下式：
B
in
=AB (3)
A=A
0
sinθ
(4)
式中
B
in
——探头磁感应强度，
T
A<
/p>
——探头感应线圈平面垂直于管道磁感应线方向的有效面积，
m<
/p>
A
0
——探头
感应线圈的面积，
m
θ——探头感应线圈平面与磁感应线方向的夹角，(°)
探测时仪器探头线圈平面可以平行于地面放置，也可以垂直于地面放置。探
< br>头感应线圈平面垂直于地面放置时，如果探头位于地下管道的正上方，这时距离
管
道最近，线圈有效面积
A
最大，得到信号电流磁感应强度最大；
当探头偏离管
道时，
信号电流磁感应强度会减小，
偏离管道越远，
信号电流磁感应强度就越小，
这种探
测方法称为峰值法，其磁感应强度符合式
(1)
、
(3)
。如果探头线圈平面平
行于地平面放置，当探
头位于管道的正上方时，探头有效面积
4
为
0
，
由于探头形
不成磁感应线切割
，
信号电流磁感应强度也就为
0
；
当探头偏离管道时，
探头线圈
平面与磁感应
线形成夹角
0
，产生有效面积，在一定
式中范围内偏离越远，夹角
越大，信号电流磁感应强度就越大，
这种探测方法称为谷值法。采用谷值法探测
时，探头磁感应强度按下式计算：
2
2
式中
h
——探头距管道的垂直距离，
m
峰值法探测时，通过在地面一定范围内不断移动探头，寻找磁感应
强度信号最大
点
(
即管道正上方
)
发现目标；而谷值法探测是通过在地面不断移动探头，寻找磁
感应强度信号最小点
(
即管道正上方
)
发现目标。谷值法探测的优点是只要探头不
在
目标管道的正上方，就有磁感应强度信号，由此可以清楚地判断探头位置正下
方是否有目
标管道。
3
探测数据分析方法
探测超常埋深管道
位置时，在探测目标管道附近打
1
个勘探孔，把仪器探头
放入孔内，逐步接近目标管道，探测误差会逐渐缩小。采用谷值法探测，如果探
头放入勘探孔后，仪器信号增益调到比较大时，如果目标管道磁感应强度信号很
小或接近于
0
，
说明目标管道在勘探孔
正下方或距离很近；
如果目标管道磁感应强
度信号有一定的值，
说明目标管道不在勘探孔正下方，与勘探孔有一定的水平距
离。通过分析比较勘探孔内不
同深度磁感应强度信号的大小，可以判断出勘探孔
与目标管道的水平距离和垂直距离。通
过比较不同水平位置
2
个勘探孔探同一深
度磁感应强度信号大小，可以分析出目标管道相对于勘探孔的方向。勘探孔探测
示意见
图
1
。
<
/p>
探头在探测位置
1
、
2
处时，由式
(5)
、
(6)
得：