DE69025428T2

DE69025428T2 - Apparatur und Verfahren zur Analyse der Pulsausbreitung für Prüfung einer Pipeline oder ähnlichem

Info

Publication number: DE69025428T2
Application number: DE69025428T
Authority: DE
Inventors: Gale D Burnett
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-04-27
Filing date: 1990-04-26
Publication date: 1996-06-13
Anticipated expiration: 2010-04-27
Also published as: EP0399583B1; CA2015544C; CA2015544A1; EP0399583A3; US4970467A; EP0399583A2; DE69025428D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur Analysierung von Bedingungen entlang der Länge eines langgestreckten elektrisch leitenden Elements, und insbesondere solch eine Einrichtung und ein Verfahren, was besonders geeignet ist, das Vorhandensein und den Ort von Anomalien längs der Länge einer Pipeline zu erfassen, sowie eine Öl- oder Gas-Pipeline, die unterirdisch vergraben ist oder welche sich längs des Bodens eines Wasserkörpers erstreckt.

Technischer Hintergrund

Pipelines, welche Öl oder irgendein anderes Fluid führen, sind oft unterirdisch angeordnet und erstrecken sich über möglicherweise hunderte von Kilometern (Meilen) . Solche Pipelines sind gewöhnlich aus Metall (z.B. Stahl) gemacht und mit einer Schutzschicht aus Band umwickelt, um Korrosion des Metalls zu verhindern. Selbst dann wird die Schutzschicht manchmal an bestimmten Orten schlecht werden, oder möglicherweise durch irgendein Objekt (z.B. einen Fels, welcher mit der Schutzschicht in Kontakt kommen mag) abgerieben werden, so daß das Metall des Rohrs gegenüber dem benachbarten Boden freizuliegen kommt, was in einer vorzeitigen Rohrkorrosion resultiert.
Um diese Korrosion der Pipeline zu lindern, ist es üblich, eine Quelle elektrischer Gleichstromleistung zu verwenden, um an die Pipeline eine negative Ladung relativ zu dem benachbarten Boden anzulegen. Ein Verfahren ist es, galvanische Anoden an dem Rohr zu befestigen (z.B. eine Magnesiumanode) . Eine anderes Verfahren ist es, einen Gleichstromgenerator vorzusehen, bei dem der negative Ausgang an der Pipeline angebracht ist, während der positive Ausgang mit einer Elektrode verbunden ist, welche im Boden plaziert ist. Jedoch hat auch dies seine Nachteile. Zum Beispiel, kann ein lokalisiertes störendes elektrisches Feld vorhanden sein, welches das elektrische Potential zwischen der Pipeline und dem Boden innerhalb eines Gebietes umkehren kann. Dieses elektrische Feld könnte resultieren, zum Beispiel, von einer benachbarten Pipeline, welche eine andere Pipeline kreuzen (oder nahe dazu verlaufen) könnte.
Dementsprechend hat es die Pipeline-Industrie unternommen, die Bedingungen längs der Länge der verschiedenen Pipelines zu analysieren, um das elektrische Potential zwischen der Pipeline und dem benachbarten Boden zu bestimmen. Das übliche Verfahren dieses zu tun ist, was als das "Halb-Zellen"- Verfahren bezeichnet wird, welches mehr oder weniger zum Standard der Industrie geworden ist. Eine typische Halb- Zelle umfaßt ein Behälterelement, welches ein abgedichteter Kunststoffzylinder mit einem porösen Keramikstopfen ist. Eine Lösung aus Kupfersulfat ist in dem Behälter und es gibt ein Stück aus Kupfer, welches sich in die Lösung aus Kupfersulfat erstreckt, wobei dieses Kupfer seinerseits mit einem Draht verbunden ist, welcher dann mit einem Voltmeter verbunden ist. Die andere Leitung des Voltmeters würde zu einer Verbindung mit dem tatsächlichen Rohr selbst führen. Ein etwas grobes Verfahren, um Halb-Zellen-Ablesungen durchzuführen, würde es sein, entlang der Länge des Rohrs zu wandern, ein Loch an ausgewählten Orten zu graben, um das Rohr freizulegen, eine Elektrode an dem Rohr zu befestigen, und dann an diesem Ort die Halb-Zelle in den Boden zu stecken, um eine Ablesung vorzunehmen. Dann würde die Person längs der Pipeline zu dem nächsten Ort fortschreiten und den gleichen Prozeß wiederholen. Jedoch gibt es effektivere Verfahren, um dieses zu erreichen. Ein Verfahren ist es, ein Ende eines Kabels an einem Ort mit dem Rohr zu verbinden, und die Länge des Kabels auf einer rotierenden Trommel aufgewickelt vorliegen zu haben, welche ihrerseits auf einem Lastwagen montiert ist. Der Lastwagen wird dann über einige wenige Kilometer (Meilen) die Länge der Pipeline heruntergefahren, wobei die Halb-Zelle an verschiedenen Orten längs der Länge der Pipeline in den Boden plaziert wird.
Wenn man realisiert, daß Pipelines unter Autobahnen, unter Flüssen, unter dem Grund des Ozeans, und durch andere Gebiete mit schwierigem Zugang verlaufen, ist ersichtlich, daß es praktische Probleme bei der Anwendung des Halb- Zellen-Verfahrens gibt. Nichtsdestoweniger ist das Halb- Zellen-Verfahren gewissermaßen zum Standard der Industrie geworden, und es ist wesentliche Arbeit beim Analysieren der durch das Halb-Zellen-Verfahren gesammelten Daten und Korrelieren dieser mit dem Zustand von Pipelines im Boden geleistet worden. Der Nettoeffekt ist, daß es seit vielen Jahren ein wachsendes Problem wesentlichen Ausmaßes bei der effektiven Erfassung von Pipeline-Defekten gegeben hat. In den Vereinigten Staaten allein gibt es ein weites Netz von sich entlang verschiedener Routen erstreckenden Pipelines, und es werden Konferenzen zwischen den verschiedenen Eignern/Betreibern von solchen Pipelines abgehalten, um die mit diesen Pipelines verbundenen Probleme zu lösen (z.B. das elektrische Feld einer Pipeline, das eine andere Pipeline nachteilig beeinflußt) . Auch ist die wachsende Sensibilität für mit Pipeline-Lecks verbundenen Umweltschutzüberlegungen von größerer Bedeutung. Weiterhin sind die ökonomischen Überlegungen über richtiges Unterhalten und Funktionieren von diesen Pipelines wesentlich.
Ein anderes Verfahren zum Analysieren des Zustandes von verschiedenen Gegenständen ist die Zeit-Bezirk-Reflexmessung, wobei ein Puls längs der Länge des zu testenden Ele ments gesendet wird, und an dem Ort einer Diskontinuität gibt es eine Reflexion des Pulses, welcher zu einem Empfangsort (welcher der Ort sein kann, an welchem der Puls gesendet wurde) zurückgesendet wird. Durch Messung des Zeitzuwachs von der Sendung des Pulses zu der Zeit, zu der die Reflexion empfangen wird, wobei man die Geschwindigkeit des Pulses kennt, kann der Ort der Diskontinuität festgestellt werden. Auch kann, in Abhängigkeit von den Umständen, der Charakter des reflektierten Pulses Information über die Natur der Diskontinuität liefern. Während dieses Verfahren für bestimmte Anwendungen Wert hat, hat sich dieses, nach dem besten Wissen des Anmelders, nicht als ein effektives Verfahren zum Analysieren der Zustände von Pipelines erwiesen.
Eine Recherche der Patentliteratur hat eine Anzahl von U.S. Patenten an den Tag gebracht, dies sind die folgenden.
U.S. 4 755 742 (Agoston et al) beschreibt ein Zweikanal- Zeit-Bezirk-Reflektometer, das verwendet wird, um mehrfache Reflexionen des Testpulses zu vermeiden.
U.S. 4 739 276 (Graube) zeigt auch ein Zeit-Bezirk- Reflektometer, welches die Überprüfung der Größe von Impedanzfehlern längs eines Kabels gestattet.
U.S. 4 538 103 (Cappon) zeigt ein Zeit-Bezirk- Rekflektometer zum Testen eines Kabels in Verbindung mit einem Oszilloskop oder einer anderen Anzeigeeinrichtung. Es werden positive und negative Pulse erzeugt und diese werden miteinander synchronisiert. Beide Pulse werden an einem Ende des Kabels durch das gleiche Ausrüstungsteil erzeugt.
U.S. 4 291 204 (Crick) zeigt ein System, welches mit einem Zeit-Bezirk-Reflektometer-System verwendet werden kann. Es wird ein Bogen erzeugt, um einen niedrigen Widerstand zu schaffen, von welchem das Zeit-Bezirk-Reflexmessungssignal reflektiert wird.
U.S. 4 289 019 (Claytor) zeigt ein System zum Erfassen von Lecks in vergrabenen Rohren. Dort ist eine Mehrzahl von akustischen Detektoren vorgesehen, die dem unter Test stehenden Rohr zugeordnet sind. Die die verschiedenen Aufnehmer erreichenden Signale werden verglichen und es kann ein Ort des Lecks bestimmt werden. Bei einem in Figur 4 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel sind zwei Aufnehmer an dem gleichen Abschnitt des Rohrs angeordnet, einer zum Fühlen longitudinaler Wellen und der andere torsionaler Wellen. Die beiden Ausgangsignale werden verglichen und es kann eine statistische Analyse hinsichtlich des Ortes des Lecks erhalten werden.
U.S. 3 600 674 (Roberts et al) zeigt ein System, in welchem ein datenführendes Kabel unterhalb der zu testenden Pipeline vergraben ist. Wenn das von dem Rohr geführte Material leckt, beeinflußt es das Kabel, so daß es Leitungsdiskontiniutätsanomalien in dem Kabel erzeugt. Die Diskontinuitäten werden ihrerseits mit einem Zeit-Bezirk-Reflektometer gemessen, um den Ort des Lecks zu bestimmen. Dies erfordert ein Vergraben des Kabels mit der Pipeline.
U.S. 2 887 652 (Bendayan et al) beschreibt ein System, das das Prinzip der Zeit-Bezirk-Reflexmessung verwendet, wobei dies etwas von der früheren Arbeit bei solchen Systemen zeigt.
U.S. 2 725 526 (Stringfield et al) bringt die Einrichtung hervor, um einen Leitungsfehler durch Aufzeichnung des anfänglichen Stoßes, den der Fehler auslöst, und der reflektierten Signale zu bestimmen. Durch Zeitgebung der Ankunft der verschiedenen Teile des anfänglichen Signals und der reflektierten Signale kann der Ort des Fehlers bestimmt werden.
U.S. 2 602 834 (Leshe et al) zeigt eine Vorrichtung zum Lokalisieren von Fehlern in Übertragungsleitungen, unter Verwendung der Technologie reflektierter Wellen zur Fehlererfassung. Dort gibt es eine Quelle für HF-Energie, die mit der unter Test stehenden Leitung gekoppelt ist und ein Empfangssystem. Der HF-Puls wird erzeugt und die Leitung heruntergesendet und, wenn dort ein Fehler in der Leitung ist, wird ein Signal zurückreflektiert. Die Natur und die zeitliche Lage des reflektierten Signals ist eine Anzeige des Fehlers und seines Ortes. Dies wiederum hängt von dem reflektierten Signal ab, um den Fehler festzustellen.
U.S. 4 118 662 (Weber) zeigt ein System zum Lokalisieren von unterirdischen Strukturen, so wie Pipelines durch die Injizierung eines Signals, das von einer durch eine Bedienungsperson getragenen Ausrüstung erfaßt wird.
U.S. 4 063 161 (Pardis) zeigt eine Einrichtung zur Erfassung von Fehlern in einem Kabel durch Ausbreitung eines Pulses in das Kabel und Erfassen des Leckagepunkts durch Profilierung der Bodenpotentiale. Somit würde es nicht mög lich sein, dieses System wirksam zu verwenden, wo der Ort des Fehlers sich in einem unzugänglichen Gebiet befindet.
U.S. 3 924 179 (Dozier) beschreibt eine Einrichtung zum Auffinden eines einzelnen "toten" Drahts in einem Kabelbündel durch Beobachtung des Effekts eines durch das Kabel übermittelten Gleichstromimpulses und Erfassung des erzeugten Feldes mit einem Empfangsinstrument.
U.S. 2 113 749 (Statham) beschreibt ein geophysikalisches Prospektionssystem, bei dem eine Reihe von Signalen erzeugt und in die Erde gesendet werden, und die Ausbreitung des Signals durch die geophysikalischen Formationen bestimmt wird.
Ein Verfahren und System zur Erfassung von Anomalien längs eines leitenden Elements mit allen Merkmalen des Oberbegriffs der unabhängigen Ansprüche 1 bzw. 11 ist aus US-A- 2 522 362 bekannt. Dieses Dokument beschreibt ein Kabeltestverfahren und -System, wobei ein Unterwasserkabel von einigen tausend Kilometern mit etwa 50 bis 80 Kilometer voneinander beabstandeten Verstärkern durch Senden zweier Züge von Wellen mit verschiedenen Frequenzen von einem Ende des Kabels zu dem anderen Ende getestet wird. Die Wellenzüge werden leicht verschiedene Ausbreitungsgeschwindigkeiten haben aufgrund von deren Unterschied in der Frequenz, und daher wird der langsamere (niedriger frequente) Wellenzug von dem schnelleren (höher frequenten) Wellenzug überholt werden, wenn der letztere mit einer leichten Verzögerung gesendet wird. Durch wiederholtes Senden dieser beiden Wellenzüge mit verschiedenen Verzögerungen kann der Bereich der Überlappung längs des Kabels schrittweise verlegt werden. Wenn einer der Verstärker innerhalb des Überlappungsbereichs fehlerhaft ist, werden Modulationsprodukte erzeugt werden, welche auch zu dem Ende des Kabels fortgepflanzt werden. Die an dem Ende des Kabels ankommenden Wellenzüge werden erfaßt und analysiert, um zu sehen, ob Modulationsprodukte vorhanden sind. Die minimale Überlappung, welche die Genauigkeit bestimmt, mit welcher die fehlerhaften Verstärker lokalisiert werden können, ist 350 km.
Aus DE-A-3 533 479 ist eine Prozedur zur Überwachung eines ausgedehnten Objekts, unter Verwendung einer Signalleitung und einer Pulsmeßeinrichtung bekannt. Die Signalleitung ist längs des Objekts angeordnet, welches eine Pipeline sein kann, und ist mit einer Anzahl von Alarmindikatoren verbunden, die funktionsmäßig mit Schaltern in der Signalleitung verbunden sind. Die Pulsechomeßeinrichtung sendet periodisch Pulse durch die Signalleitung und mißt die Zeit bis ein Echo empfangen wird. Im Falle eines Alarms wird der Puls an einem Ort des geöffneten Schalters reflektiert, und das Echo wird früh empfangen. Durch Vergleichen dieses Echos mit dem Echo von dem Ende der ununterbrochenen Signalleitung kann der Ort des geöffneten Schalters und daher des Alarms bestimmt werden. Die Messung kann durch Senden eines weiteren Pulses von dem anderen Ende der Signalleitung bestätigt werden, aber es gibt keine Erwähnung eines Erfassens und/oder Analysierens einer Wechselwirkung zwlschen von gegenüberliegenden Enden der Signalleitung gesendeten Pulsen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Das Verfahren und System der vorliegenden Erfindung sind vorgesehen, um eine Anomalie längs eines Elements mit einer längsweisen Achse zu erfassen. Innerhalb des breiteren Bereichs der vorliegenden Erfindung ist es beabsichtigt, daß der Ausdruck Anomalie weiter interpretiert wird, so daß er verschiedene Anderungen in der physikalischen Bedingung des Elements enthält, oder sogar Effekte der Umgebungsbedingungen relativ zu dem Element (einschließlich elektrischer Umgebungsbedingungen).
Das System und Verfahren der vorliegenden Erfindung sind insbesondere dazu wohl geeignet solche Anomalien längs der Länge einer Pipeline, so wie einer brennstoffbefördernden unterirdischen Pipeline festzustellen. Insbesondere ist herausgefunden worden, daß die vorliegende Erfindung Daten über Bedingungen längs der Länge der Pipeline liefern kann, welche mit den durch Standardverfahren nach dem Stande der Technik, wie dem "Halb-Zellen"-Verfahren, welches der derzeitige Standard in der Industrie ist, abgeleiteten Daten korrelliert werden können.
Es ist auch gezeigt worden, daß die vorliegende Erfindung verwendet werden kann, um andere Anomalien festzustellen. Zum Beispiel, kann eine Anderung des Materials in dem langgestreckten Element erfaßt werden, und auch eine Anderung in der elektrischen Leitfähigkeit. Auf der Basis von experimentellen Daten soweit wird angenommen, daß andere physikalische Bedingungen, so wie die Anderung in der physikalischen Struktur des Elements auch erfaßt werden können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zur Erfassung einer Anomalie entlang eines eine längsweise Achse aufweisenden leitenden Elements, wobei das Verfahren enthält:
(a) Senden eines ersten elektrischen Pulses durch das leitende Element von einem ersten Ort auf dem Element entlang der Achse zu einem zweiten Ort auf dem Element;
(b) Senden eines zweiten elektrischen Pulses durch das leitende Element entlang der Achse, wobei der zweite Puls mit dem ersten Puls in einer Weise synchronisiert ist, daß es eine Kreuzung der ersten und zweiten Pulse an einem ersten Kreuzungsort auf dem Element entlang der Achse gibt;
(c) Erfassen und Analysieren eines Pulses an einem von dem ersten Ort entfernten Ort, wobei der erfaßte Puls ein als das Ergebnis der sich an schrittweise verlegten Kreuzungsorten kreuzenden ersten und zweiten Pulse erzeugtes Interferenzmuster ist;
(d) Variieren der Synchronisation der ersten und zweiten elektrischen Pulse und Wiederholen der Schritte (a) - (c), um zu bewirken, daß die Kreuzung der ersten und zweiten Pulse schrittweise an eine Anzahl von Kreuzungsorten verlegt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Puls von dem zweiten Ort zu dem ersten Ort gesendet wird.
Bevorzugte Varianten zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung bilden den Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 - 10.
Ein System zur Ausführung des Verfahrens der Erfassung einer Anomalie entlang eines eine längsweise Achse aufweisenden leitenden Elements und zur Erfassung der Anomalie, wobei das System enthält:
(a) eine erste Sendeeinrichtung zum Senden eines ersten elektrischen Pulses durch das leitende Element von einem ersten Ort auf dem Element entlang der Achse zu einem zweiten Ort auf dem Element;
(b) eine zweite Sendeeinrichtung zum Senden eines zweiten elektrischen Pulses durch das leitende Element entlang der Achse;
(c) eine Synchronisierungseinrlchtung, die funktionsmäßig mit der ersten und zweiten Sendeeinrichtung verbunden ist, um die zeitliche Lage des Sendens der ersten und zweiten Pulse in einer Weise zu steuern, daß die ersten und zweiten Pulse einander an einem Kreuzungsort auf der Achse kreuzen, wobei die Synchronisierungseinrichtung wahlweise betreibbar ist im Sinne eines Anderns der zeitlichen Lage der ersten und zweiten Pulse in einer Weise, daß der Kreuzungsort entlang der Achse bewegt werden kann;
(d) eine Erfassungs- und Analysierungseinrichtung, die an mindestens einem Erfassungsort funktionsmäßig mit dem Element verbunden ist, um einen der ersten und zweiten Pulse nach dem Passieren durch den Kreuzungsort zu empfangen, um Modifikationen in dem einen der Pulse festzustellen, wobei die Erfassungs- und Analysierungseinrichtung dazu vorgesehen ist, als Ergebnis der Kreuzung der ersten und zweiten Pulse erzeugte Interferenzmuster zu erfassen und zu analysieren,
ist gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Sendeeinrichtung dazu vorgesehen ist, den zweiten elektrischen Puls von dem zweiten Ort zu dem ersten Ort zu senden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des obigen Systems ist in dem abhängigen Anspruch 12 beschrieben.
Andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich sein.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist eine etwas schematisierte Ansicht, die ein Rohr darstellt und ein vereinfachtes Verfahren der vorliegenden Erfindung zeigt;
Figur 2 ist eine Ansicht ähnlich Figur 1, die etwas schematisch einen Testaufbau zeigt, der bei der Durchführung der in dem in dieser Anmeldung beschriebenen Beispiel 1 erläuterten Experimente verwendet wird;
Figur 3 ist eine grafische Darstellung, die längs der Länge eines Rohrs unter Verwendung des Halb-Zellen-Verfahrens, sowie auch unter Verwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung vorgenommene Ablesungen darstellt;
Figuren 4 und 5 sind grafische Darstellungen, die bei dem in Übereinstimmung mit Beispiel I durchgeführten Verfahren der vorliegenden Erfindung erzeugte Schwingungsformen darstellen;
Figur 6 ist eine grafische Darstellung, durch welche die in der grafischen Darstellung von Figur 3 erhaltenen Werte in Relation zu einer Korrelationskurve gezeigt werden;
Figur 7 ist eine grafische Darstellung ähnlich Figur 6, die diese Werte in einer Korrelationskurve zeigt;
Figur 8 ist eine longitudinale Querschnittsansicht einer in Verbindung mit wie in Beispiel II hier beschrieben durchgeführten Experimenten verwendeten Kupplung;
Figur 9 zeigt etwas schematisch den Testaufbau, der bei den in Beispiel II der vorliegenden Erfindung beschriebenen Experimenten verwendet wird;
Figuren 10P, 11p, 12P und 13P sind eine Reihe von grafischen Darstellungen, die bei den in Beispiel II hier beschriebenen Experimenten durchgeführte Schwingungsformen- darstellen, wobei eine Kunststoffkupplung verwendet wurde, um zwei Rohrabschnitte zu verbinden;
Figuren 10M, 11M, 12M und 13M sind ein zweiter Satz von grafischen Darstellungen, die entsprechend den in Beispiel II beschriebenen Experimenten erzeugte Schwingungsformen zeigen, wobei eine Metallkupplung die beiden Rohrabschnitte verbindet; und
Figur 14 ist eine schematische Ansicht, die ein vorgeschlagenes kommerzielles Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Es wird angenommen, daß ein klareres Verständnis der vorliegenden Erfindung erreicht werden wird, indem zuerst eine ziemlich vereinfachte Form des grundlegenden Betriebs der vorliegenden Erfindung beschrieben wird. Diesem wird eine Beschreibung von zwei Reihen von Tests folgen, um die grundlegenden Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu demonstrieren. Schließlich wird ein System beschrieben werden, durch welches die Erfindung in einer vollmaßstäblichen kommerziellen Anwendung angewendet wird, wie bei der Analysierung der Unversehrtheit einer bestehenden Pipeline.
Es wird auf Figur 1 Bezug genommen, wo eine Länge eines Stahlrohrs mit zwei Endorten A und B gezeigt ist. Ein erster elektrischer Puls kurzer Dauer wird an das Rohr 10 am Ort A angelegt, und zur gleichen Zeit wird ein zweiter elektrischer Puls am Ort B an das Rohr angelegt. Bei der Annahme, daß die beiden Pulse sich mit der gleichen Schnelligkeitsrate aufeinander zubewegen (z.B. ungefähr 0,15 Meter (1/2 Fuß) pro Nano-Sekunde), werden sich diese zwei Pulse an einem zentralen Ort 12 treffen. Es ist zu erwarten, daß, wenn sich diese zwei Pulse treffen, sie miteinander in irgendeiner Weise wechselwirken, wobei der modifizierte Puls vom Punkt A jenseits des Mittelpunkts der Kreuzung bei 12 zu einem Empfänger und Analysierer 14 wandert. In ähnlicher Weise wird der vom Punkt B emittierte Puls jenseits der Kreuzung 12 zum Punkt A wandern. Es wird auch Muster von reflektierenden Schwingungsformen an verschiedenen Orten längs der Länge des Rohrs 10 geben.
Nun sei es angenommen, daß der Puls am Punkt A um 2 Nanosekunden verzögert ist relativ zu der Zeit, zu welcher der Puls am Punkt B ausgelöst wird. In dieser Situation bekommt der Puls am Punkt B einen "Vorsprung" von 2 Nanosekunden. In diesem Vorsprungsintervall von 2 Nanosekunden wird der Puls B (der mit einer Geschwindigkeit von 0,15 Meter (1/2 Fuß) pro Nanosekunde wandert) das Rohr 10 um 0,30 Meter (1 Fuß) weiter heruntergewandert sein als der Puls A, so daß Puls A und Puls B sich an einem Ort 12a kreuzen werden, welcher 0,15 Meter (1/2 Fuß) näher zum Punkt A liegt als der ursprügliche Kreuzungspunkt 12, welcher zwischen Punkt A und Punkt B gleich beabstandet ist. Der Puls A wird wiederum am Kreuzungspunkt modifiziert werden und zum Punkt B fortschreiten, und dieser modifizierte Puls A wird wiederum durch den Empfänger und Analysierer 14 erfaßt werden. In gleicher Weise können durch Einstellung der Verzögerungen der Zeiten, zu welchen die Pulse vom Punkt A und Punkt B emittiert werden, die Kreuzungspunkte 12, 12a etc. "schrittweise verlegt werden" über die Länge des Rohrs 10 zu jedem Ort zwischen den Punkten A und B.
Es ist entdeckt worden, daß wenn es bestimmte Anomalien (dieser Ausdruck Anomalie wird in einem breiten Sinne verwendet) sich an dem Kreuzungspunkt (z.B. 12 oder 12a) befinden, die Signatur oder Schwingungsform des modifizierten Pulses nach dem Durchlaufen des Kreuzungspunkts verschieden sein wird als sie es sein würde, wenn diese Anomalie im Bereich der Kreuzung nicht existieren würde. Es ist weiterhin entdeckt worden, daß diese besondere Signatur nicht vorhanden ist, wenn nur ein einziger Puls erzeugt wird, um den Bereich der Anomalie zu durchlaufen und um dann durch den Empfänger und Analysierer 14 erfaßt zu werden.
Um dies weiter zu erläutern, sei angenommen, daß es eine bestimmte Anomalie in dem Rohr am Ort 12b gibt. Weiter sei angenommen, daß ein Puls vom Punkt A emittiert wird, aber kein entsprechender Puls vom Punkt B emittiert wird. Der Puls vom Punkt A wird durch den Bereich der Anomalie bei 12b wandern und an dem Empfänger und Analysierer 14 ankommen, und die Signatur dieses einzelnen Pulses A wird aufgezeichnet. Nun sei angenommen, daß der gleiche Puls A vom Punkt A gesendet wird, es aber keine Anomalie im Bereich 12b gibt, und dieser gleiche Puls erreicht den Empfänger und Analysierer 14, wobei dessen Signatur aufgezeichnet wird. Abhängig von der Natur der Art der Anomalie, die bei 12b existieren mag, mag die Natur der Anomalie durch Analysierung der Form des Pulses von A feststellbar sein oder nicht, und selbst wenn sie identifiziert wird, würde es schwierig sein den Ort einer solcher Anomalie längs der Länge des Rohrs zu bestimmen.
Jedoch sei die gleiche Situation angenommen wie oben angegeben, und es sei nun angenommen, daß die Pulse von beiden Punkten A und B in beabstandeten Zeitintervallen emittiert werden, so daß der Kreuzungspunkt "schrittweise verlegt" wird längs des Rohrs 10, wie oben beschrieben. Es ist gefunden worden, daß beim schrittweisen Verlegen den Kreuzungspunkts längs des Rohrs 10 ein durch den Kreuzungspunkt der Pulse A und B hindurchlaufender erster Signaturpuls vom Punkt A eine bestimmte Signatur erzeugen wird zu solcher Zeit, wenn der Kreuzungspunkt sich in einem Bereich keiner Anomalie befindet. Jedoch, zu solcher Zeit, wenn der Kreuzungspunkt sich in dem Bereich der Anomalie bei 12b befindet, wird dem Puls A eine verschiedene erkennbare Signatur gegeben, und durch Vergleichen dieser modifizierten Signatur mit der vorherigen Signatur kann erkannt werden, daß eine Anomalie vorhanden ist. Weiterhin, weil das Zeitintervall zwischen der Übertragung der Pulse A und B genau vorgegeben werden kann, ist es dann möglich nicht nur das Vorhandensein der Anomalie bei 12b zu erkennen, sondern auch den Ort der Anomalie. In einem anderen Sinn, wir können die Pulse von den Punkten A und B sich im Sinne des Erzeugens eines Interferenzmusters kreuzend ansehen. Dieses Interferenzmuster wird eine Signatur haben, wenn der Kreuzungsort sich in einem Bereich keiner Anomalie befindet, und das Interferenzmuster wird eine verschiedene Signatur haben, wenn sich der Kreuzungsort in einem Bereich einer Anomalie befindet.
Um diese Erfindung näher mit den mit Pipelines verbundenen Problemen in Beziehung zu bringen, ist weiterhin entdeckt worden, daß dieses oben beschriebene Verfahren in der Lage ist das Vorhandensein und den Ort von Anomalien längs der Länge eines unterirdischen Rohrs zu erfassen, wo die Natur der Anomalien Anderungen in dem elektrischen Potential zwischen dem Rohr und dem benachbarten Bodenort sind. Darüberhinaus ist entdeckt worden, daß die Erfassung von solchen Anomalien in einem unterirdischen Rohr durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung mit den Messungen in Korrelation gebracht werden können, welche durch das vorher unter "technischer Hintergrund" beschriebene Halb-Zellen- Verfahren erhalten werden würden.
Um die Bedeutung der vorliegenden Erfindung in Bezug auf unterirdische Rohre richtig schätzen zu lernen, müssen zwei Dinge erkannt werden. Erstens, bei der vorliegenden Erfindung braucht es einen Zugang zu dem Rohr 10 an nur drei Orten, nämlich den zwei Orten A und B, an welchen die zwei Pulse an das Rohr 10 angelegt werden, und auch dem Ort des Empfängers und Analysierers, welcher einem von den Orten A oder B benachbart sein kann. Normalerweise würden diese Punkte bei fast jeder Pipeline-Installation leicht zugänglich sein. Zweitens, wenn die durch die vorliegende Erfindung erhaltenen Daten mit Daten korreliert werden können, welche durch das Halb-Zellen-Verfahren an derselben Länge des Rohrs erzeugt werden würden, öffnet dies die Türen zu der immensen Menge von Analysen und Daten, die von dem Halb-Zellen-Verfahren verfügbar sind, jedoch ohne die Notwendigkeit all die mit dem Halb-Zellen-Verfahren verbundene physikalische Arbeit auszuführen.
Um dies noch weiter zu erklären, sei angenommen, daß das Rohr 10 eine Öl-Pipeline ist, welche im Boden unterhalb eines Wasserkörpers vergraben ist, und daß die Orte A und B Pipeline-Orte an gegenüberliegenden Seiten des Wasserkörpers sind, wobei der Ort des Empfängers und Analysierers 14 dem Punkt B nahe ist. Durch Verwendung der vorliegenden Erfindung kann die zeitliche Lage der bei A und B emittierten Pulse so eingestellt werden, daß die Kreuzungspunkte (d.h. 12, 12a, etc.) entlang der gesamten Länge des Rohrs 10 unterhalb des Wasserkörpers schrittweise verlegt werden können. An dem Ort, wo sich der Punkt der Pulskreuzung (z.B. 12 oder 12a) in dem Gebiet des Bereichs des Anomalieortes 12b befindet, wird die Signatur des vom Punkt A emittierten Pulses in einer Weise modifiziert werden, welche die Anomalie anzeigen wird. Durch Kenntnis der zeitlichen Lage der zwei Pulse A und B wird der Ort 12b bekannt werden. Dann könnte eine weiter Untersuchung (und Reparatur, wenn erforderlich) an dem Ort 12b ausgeführt werden, ohne entlang der gesamten Länge der Pipeline nach der Anomalie zu suchen.

BEISPIEL 1

Um diese Prinzipien weiter zu demonstrieren, wurde das folgende Experiment durchgeführt. Sechs Stahlrohrabschnitte, jeder 3,20 Meter (10 1/2 Fuß) lang, wurden durch Stahlkupplungen verbunden, um eine Rohrlänge von 19,2 Meter (63 Fuß) zu schaffen. Dieses Rohr hatte einen Innendurchmesser von 12,7 mm (1/2 Inch) und ungefähr 25,4 mm (ein Inch) Außendurchmesser. Alle 3,20 Meter (10 1/2 Fuß) wurden Rohrabschnitte mit einer verschiedenen Art von Isolierband umwikkelt. Genauer, beginnende mit dem bei 1 angezeigten ersten Rohrabschnitt, und wobei die folgenden Rohrabschnitte der Reihe nach mit 2, 3, 4, 5 und 6 bezeichnet sind, ist die Art des Bandes, welches auf jedem solchen Abschnitt verwendet wurde, unten aufgelistet:
1. Kunststoffwickelband
2. schwarzes Gewebeband
3. 3M-Pipeline-Wickelband
4. Glasfaserband
5. Standardrohrleitungsband
6. Selbstklebekreppband
Weiterhin wurde einer der 3,20 Meter (10 1/2 Fuß) Rohrabschnitte (d.h. Abschnitt Nummer 5, welcher mit Standardband umwickelt war) absichtlich ziemlich schlecht umwickelt, so daß es Zwischenräume zwischen den spiralförmigen Wicklungen des Bandes gab, wobei der gesamte Zwischenraumbereich ungefähr drei Prozent bis fünf Prozent der gesamten äußeren Oberfläche dieses 3,20 Meter (10 1/2 Fuß) Rohrabschnitts ist. Dies wurde vorgenommen, um einen Zustand in einer Pipeline zu simulieren, wo Bereiche des Isolierbandes für das Rohr beschädigt oder verschlechtert sein würden, so daß blankes Rohr gegen den Boden freigelegt war. Die verbleibenden fünf Rohrabschnitte wurden so umwickelt, daß deren gesamte Oberflächenbereiche bedeckt waren.
Dieser 19,2 Meter (63 Fuß) Rohrabschnitt wurde im Erdreich bei einer Tiefe von ungefähr 91 Zentimeter (36 Inch) vergraben, wobei das Erdreich ein ziemlich gleichförmiges sandiges Erdreich war. Die sechs verschiedenen Bandumwicklungen wurden verwendet, um verschiedene Rohr-Erdreich- Bedingungen zu erzeugen, um so die Bedingungen zu simulieren, auf welche man treffen mag bei einer längeren Rohrlänge, welche sich durch verschiedene Erdreichbedingungen erstrecken würde.
Elektrisch leitende Kabel wurden an Orten 1,07 Meter (3 1/2 Fuß) einwärts von den gegenüberliegenden Enden des Rohrs, angezeigt bei A und B in Figur 2, angeschlossen. Ein programmierbarer Zwei-Puls-Generator, Nummer 8161A, hergestellt bei Hewlett Packard wurde an die freien Enden der beiden Kabel angeschlossen, deren entgegengesetzte Enden an Punkten A bzw. B der 19,2 Meter (63 Fuß) Rohrlänge angeschlossen waren, so daß die Punkte A und B 17,1 Meter (56 Fuß) auseinander waren. Bei diesem besonderen Testaufbau wurde das Kabel, welches am Punkt B angeschlossen war, der Bequemlichkeit halber längs des Grabens zu dem Ort des Punkts A ausgelegt, und dann wurden die beiden Kabel nahe einander angeordnet und an den programmierbaren Zwei-Puls- Generator angeschlossen. Somit war das sich zum Punkt B erstreckende Kabel ungefähr 17,1 Meter (56 Fuß) länger als das sich von Punkt A erstreckende Kabel. Bei dem tatsächlichen Experiment, welches unten beschrieben werden wird, wurde diese Differenz in der Kabellänge berücksichtigt, um die Pulse zu synchronisieren, so daß die Kreuzungspunkte der Pulse korrekt schrittweise entlang der Länge des 19,2 Meter (63 Fuß) Rohrs verlegt wurden.
Um die Pulse zu empfangen und zu analysieren wurde ein Fourier-Analysator mit den Rohren verbunden am Punkt C, welcher vom Punkt B ungefähr 1,5 Meter (fünf Fuß) auf den Punkt A zu beabstandet war. Kanal 1 des Fourier-Analysators wurde an den Punkt C angeschlossen, während Kanal 2 des Fourier-Analysators an den Punkt B angeschlossen wurde. in der späteren Phase dieses Experiments wurde der Fourier- Analysator durch ein digitales Oszilloskop (No. 2430A hergestellt von Tektronix) ersetzt.
Um eine Gleichspannung an die 19,2 Meter (63 Fuß) Rohrlänge anzulegen, wurde der negative Anschluß eines Sechs-Volt- Batterieladegerätes direkt verbunden mit dem Rohr bei 12,2 Meter (40 Fuß) vom Punkt B, und der positive Anschluß der Batterie wurde mit einer Anode 15 verbunden, wobei diese Anode 15 ein 3,6 Meter (zwölf Fuß) Abschnitt eines Stahlrohrs mit 63,5 mm (2 1/2 Inch) Innendurchmesser war, welcher an einem Ort 15,2 Meüer (fünfzig Fuß) von dem Rohr entfernt in dem Erdreich auf eine Tiefe von ungefähr 91 cm (drei Fuß) eingegraben wurde.
Als nächstes wurden eine Reihe von Halb-Zellen-Ablesungen über die Länge des Rohrs bei gleichmäßig beabstandeten Intervallen vorgenommen, welche sich ungefähr 30 Zentimeter (ein Fuß) voneinander befanden. Dies wurde vorgenommen durch manuelles Bewegen der Halb-Zelle auf Bodenorte unmittelbar über dem Rohr und dann Einstecken der Halb-Zelle in den Boden auf eine Tiefe von ungefähr 25, 4 mm (ein Inch) Dann wurde ein Voltmeter, welches zwischen der Halb-Zelle und dem Punkt B an dem Rohr angeschlossen war, abgelesen, um ein Rohr-Erdreich-Potential (PSP) an jedem Ort zu erhalten. Das Ergebnis dieser Halb-Zellen-Ablesungen ist in der graphischen Darstellung von Figur 3 durch die bei 20 bezeichnete durchgezogene Linie gezeigt. Die sich längs der Unterseite der graphischen Darstellung erstreckende X-Achse gibt den Ort in Meter (Fuß) längs der Länge des Rohrs wieder, an welchem die Ablesungen vorgenommen wurden. Die Y- Achse, welche auf der rechten Seite der graphischen Darstellung bei Figur 3 erscheint, gibt das Rohr-Erdreich- Potential wieder (d.h. das Rohrpotential relativ zum Boden) und für die Zwecke der Darstellung sind diese Werte so normalisiert worden, daß die Ziffer 1 die vorgenommene höchste Spannungsablesung wiedergibt, während Null keine Spannung wiedergeben würde. Tatsächlich war das maximale Bodenpotential, das gemessen wurde, nahe drei Volt.
Als nächstes wurde das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet, um zu bestimmen, ob es eine Korrelation zwischen den durch die Halb-Zellen-Ablesungen erhaltenen Werten und den durch die vorliegende Erfindung erhaltenen geben würde. Pulse von 20 Nanosekunden Dauer wurden in genau gezeiteten Intervallen an die Punkte A und B angelegt, so daß die Kreuzungspunkte entlang der Länge des Rohrs "schrittweise verlegt" werden konnten, wie hier vorher beschrieben.
Der vom Punkt A emittierte Puls war ein negativer Puls von drei Volt, während der von Punkt B emittierte Puls ein positiver Puls von drei Volt war.
Es sollte ausgeführt werden, daß zum Erhalten einer Ablesung an einem Kreuzungspunkt längs des Rohrs nur ein einzelner Puls beim Punkt A emittiert und ein zweiter einzelner Puls vom Punkt B emittiert wurde, wobei diese Pulse sehr genau synchronisiert waren, so daß der Punkt der Kreuzung innerhalb einer Toleranz von ungefähr 6,35 mm (ein Viertel eines Inch) festgelegt werden konnte. Dann wurde nach einer Periode von 0,25 Sekunden ein zweites Paar von Pulsen an den Punkten A und B an das Rohr angelegt, wobei die Pulse so synchronisiert waren, daß der Kreuzungspunkt um ein Intervall von ungefähr 61 Zentimeter (24 Inch) entlang der Länge des Rohrs schrittweise verlegt wurde. Die Signatur eines jeden dieser Pulse wie am Punkt C empfangen wurde analysiert, um zu sehen, welche sinnvolle Information gesammelt werden konnte.
Um die Art von Schwingungsformen zu beschreiben, welche durch den Fourier-Analysierer und später durch das Oszilloskop aufgezeichnet wurden, wird zuerst auf Figur 4 Bezug genommen, wo die Spannung entlang der vertikalen Y-Achse aufgetragen ist und die Zeit entlang der horizontalen X- Achse aufgetragen ist. Es kann gesehen werden, daß es am Punkt 30 eine sehr abrupte positive Spannungszacke gibt. Dies gibt die Zeit wieder, zu welcher der vom Punkt B emittierte positive Puls den Punkt C passiert, welcher der Empfangsort ist. Nach Erzeugung der Zacke beim Punkt 30 schreitet der Puls vom Punkt B entlang der Länge des Rohrs zum Punkt A fort und trifft den negativen Puls vom Punkt A an einem Kreuzungspunkt, so daß die zwei Pulse von den Punkten A und B in irgendeiner Weise wechselwirken. Der vom Punkt A emittierte Puls kommt dann nach dem Passieren durch den Kreuzungspunkt mit dem Puls vom Punkt B an dem Abtastungsort C an. In dieser speziellen graphischen Darstellung gibt der bei 32 angezeigte Punkt die Zeit wieder, zu welcher die führende Flanke des vom Punkt A emittierten Pulses den Abtastungsort C erreicht. Einen kurzen Zeitzuwachs später gibt es einen niedrigeren Spitzenwert, der auf der graphischen Darstellung von Figur 4 am Ort 34 angezeigt ist. Die Amplitude (d.h. Spannungsdifferenz) zwischen den Punkten 32 und 34 wurde gemessen, und es wurde gefunden, daß diese minus 105 Millivolt ist.
Es sollte ausgeführt werden, daß es wahrscheinlich eine Anzahl von Einflüssen gibt, die die in der graphischen Darstellung von Figur 4 gezeigte Schwingungsform hervorrufen&sub1; so wie reflektierte Wellen wegen verschiedener Bedingungen, etc.
Als nächstes wird die Aufmerksamkeit auf die graphische Darstellung von Figur 5 gerichtet, und dies ist im Wesentlichen die gleiche Art von graphischer Darstellung wie in Figur 4 gezeigt, mit der Ausnahme, daß der Kreuzungspunkt der zwei von den Punkten A und B emittierten Pulse verschoben worden ist. Es gibt den Punkt 30', an welchem der Puls am Punkt B den Abtastungsort C passiert, und es gibt auch die zweiten zwei Punkte 32' und 34', welche den Punkten 32 und 34 in der graphischen Darstellung von Figur 4 entsprechen. Zum Zwecke des Vergleichs ist in der graphischen Darstellung von Figur 5 eine untere gestrichelte Linie 36 ge zogen, um den Spannungspegel am Punkt 34 anzuzeigen, und diese gleiche Linie 36 ist auf der graphischen Darstellung von Figur 4 gezogen. Es kann gesehen werden, daß die Amplitude zwischen den Punkten 32' und 34' geringfügig größer ist als die Amplitude der entsprechenden Punkte 32 und 34 auf der graphischen Darstellung bei Figur 4. Die Spannungsdifferenz zwischen den Punkten 32' und 34' ist 112 Millivolt (wie in Figur 5 zu sehen), verglichen mit 105 Millivolt wie in Figur 4 zu sehen. Es sollte bemerkt werden, daß das Rohr-Erdreich-Potential an den Orten entsprechend jenen der Figuren 4 und 5 1,29 bzw. 1,21 waren. Das Verhältnis von 105 Millivolt zu 112 Millivolt (0,9375) ist nahezu das gleiche wie das Verhältnis von 1,21 Volt zu 1,29 Volt (0,9380), welches eine weitere Bestätigung dafür gibt, daß die durch die vorliegende Erfindung erhaltenen Ablesungen den Rohr-Erdreich-Potential-Ablesungen entsprechen.
Es ist verständlich, daß die graphischen Darstellungen bei Figur 4 und Figur 5 einfach die Signatur von zwei verschiedenen Pulsen mit verschiedenen Kreuzungspunkten entlang der Länge des 19,2 Meter (63 Fuß) Rohrs wiedergeben. Bei der Fortsetzung des Experiments wurden die Kreuzungspunkte der von den Punkten A und B emittierten Pulse durch genaues Synchronisieren der von den Punkten A und B emittierten Pulse schrittweise entlang der gesamten Länge des Rohrs verlegt. Die Ablesungen wurden von jeder graphischen Darstellung genommen (so wie jene bei Figuren 4 und 5 gezeigten), und insbesondere die Amplitudenwerte wurden gemessen (wie oben angegeben zwischen den Punkten 32 und 34 der graphischen Darstellung bei Figur 4 und der Punkte 32' und 34' von der graphischen Darstellung von Figur 5). Die Ergebnisse wurden ebenfalls aufgezeichnet und sind durch die unterbrochene Linie bei 38 in der graphischen Darstellung von Figur 3 angezeigt. Die Werte für die Amplitude des Signals in Figur 3 sind entlang der linken vertikalen Linie der graphischen Darstellung aufgetragen, und diese sind ebenfalls normalisiert worden, um das Inverse der Werte zwischen der höchsten und niedrigsten Amplitude zu zeigen. Dies wurde so vorgenommen, daß die Korrelation zwischen den Halb-Zellen-Ablesungen und denen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung auf der graphischen Darstellung von Figur 3 gesehen werden können.
Ebenfalls in der graphischen Darstellung von Figur 3 ist eine zweite durchgezogene Linie 40 gezeigt, welche die durch das Halb-Zellen-Verfahren abgenommenen Ablesungen wiedergeben, wobei die an das 19,2 Meter (63 Fuß) Rohr angelegte Gleichspannung ungefähr drei Volt ist anstelle der 6 Volt, welche angelegt wurden, um die in den Linien 38 und gezeigten Ablesungen zu erhalten. Die aus dem Verfahren der vorliegenden Erfindung genommenen Ablesungen sind bei der unterbrochenen Linie der graphischen Darstellung 42 angezeigt.
Es wurde noch ein weiterer Satz von Ablesungen erhalten unter Umständen, wo die an das Rohr angelegte Gleichspannung ungefähr zwei Volt war, wobei die durchgezogene Linie 44 die Halb-Zellen-Ablesungen wiedergibt, und die unterbrochene Linie 46 die durch das Kreuzungspulsverfahren der vorliegenden Erfindung genommenen Ablesungen wiedergibt.
Die Korrelation zwischen den zwei Sätzen von Werten ist evident aus der Betrachtung der graphischen Darstellungen von Figur 3. um aiese Korrelation weiter zu demonstrieren, wird auf Figur 6 Bezug genommen. Entlang der vertikalen Y- Achse gibt es negative Rohr-Erdreich-Potentiale wie durch die Halb-Zelle an verschiedenen Orten entlang der Länge des Rohrs gemessen. Entlang der horizontalen X-Achse gibt es die Werte der Amplitude von dem Bereich der Signatur des durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung abgeleiteten Signals (d.h. die Amplitude zwischen den Punkten 32 und 34, 32' und 34' etc.). Die diagonale Linie, welche in Figur 6 gezeigt ist, ist eine Kurve statistischer "bester Anpassung", welche mittels eines Computers gezogen wurde, um die in der Zeichnung dargestellten Datenpunkte zu korrelieren. Figur 7 ist eine graphische Darstellung, die im wesentlichen die gleiche Information zeigt wie die graphische Darstellung von Figur 6, mit der Ausnahme, daß zusätzlich die Formel zum Erhalten des Korrelationskoeffizienten gezeigt ist. Es kann gesehen werden, daß ein Korrelationskoeffizient von 0,959 erhalten wurde. (Ein Korrelationskoeffizient von eins würde eine perfekte Korrelation zeigen, während ein Korrelationskoeffizient von Null keine Korrelation zeigen würde.)
Um die Bedeutung zu zeigen von dem, was durch die unter "Beispiel 1" beschriebenen Experimente demonstriert wurde, ist es zuträglich zu wiederholen, was hier früher festgestellt wurde, nämlich daß es in der Lage zu sein, die durch die Verfahren der vorliegenden Erfindung erhaltenen Ablesungen mit durch das Halb-Zellen-Verfahren erhaltenen Ablesungen zu korrelieren, die Tür zu riesigen Mengen von davon hinsichtlich des Zustands einer Pipeline abgeleiteter Daten und Information öffnet. Zum Beispiel, wenn jemand, der in dieser Industrie Fachmann ist, in der Lage ist Halb-Zellen- Daten entlang der Länge einer Pipeline anzusehen, wird diese Person in der Lage sein diese Inrormation im Angesicht der riesigen Menge von Hintergrundinformation zu interpretieren, die in Hinblick auf Halb-Zellen-Ablesungen verfügbar ist, und dann bestimmte Schlüsse über die Bedingungen entlang verschiedener Bereiche dieser Pipeline zu ziehen. Mit der vorliegenden Erfindung ist die Person in der Lage, die Ablesungen durch das Verfahren der voruegenden Erfindung vorzunehmen und einen Satz von Daten zu erhalten, und von diesem Satz von Daten innerhalb vernünftiger Toleranzen festzustellen, was die Halb-Zellen-Ablesungen entlang der gleichen Länge des Rohrs sein würden. Jedoch ist es anzuerkennen, daß eine weitere durch die vorliegende Erfindung erhaltene Analyse gut zu zusätzlicher Information führen kann, welche durch das Halb-Zellen-Verfahren nicht verfügbar sein würde.
Wie oben angegeben, wurde zum Erhalten einiger Korrelation der durch die vorliegende Erfindung erhaltenen Daten mit den Halb-Zellen-Daten ein bestimmter Abschnitt der Pulssignatur analysiert (wie vorher hier unter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 beschrieben) und es wurde ein Amplitudenwert erhalten. Darüber hinaus ist berücksichtigt, daß je mehr Daten gesammelt werden, die unter verschiedenen Bedingungen erhaltenen Pulssignaturen katalogisiert und verglichen werden können, und noch weitere Beziehungen feststellbar sein können. Somit ist anzuerkennen, daß es nicht beabsichtigt ist den Wert des Verfahrens der vorliegenden Erfindung auf die spezielle Analyse wie hier unter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 beschrieben zu beschränken.

BEISPIEL II

In Beispiel I wurde demonstriert, daß das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden könnte, um Anomalien oder Variationen entlang der Länge einer Pipeline zu bestimmen, die den Bodenpotentialablesungen, wie durch das Halb-Zellen-Verfahren abgenommen, entsprechen. Um zu demonstrieren, daß andere Arten von Anomalien auch festgestellt werden könnten, wurde der folgende Satz von Experimenten durchgeführt.
Eine 6,40 Meter (21 Fuß) Länge eines Stahlrohrs wurde in der Mitte zerschnitten, um zwei 3,20 Meter (10 1/2 Fuß) Rohrabschnitte 47 herzustellen, und diese wurden zuerst durch eine Metallkupplung 48 verbunden, wie in Figur 8 gezeigt. Diese Metallkupplung hatte eine zylindrische Konfiguration mit zwei an den Endbereichen gebildeten Sätzen von Innengewinden 48a. Es gab einen ringförmigen sich einwärts radial erstreckenden Flansch 48b, um als ein Anschlagelement zwischen den zwei Rohrstücken zu wirken. Die zwei Enden des Rohrs wurden mit Gewinden versehen und dann in die Enden der Kupplung 48 geschraubt, so daß die Rohrenden un gefähr 3,2 mm (1/8 eines Inches) auseinander waren. Die zwei Enden des Rohrs wurden jeweils über dem Boden auf zwei isolierenden Stützelementen 47c abgestützt, die aus Styroschaum gemacht waren, und eine Reihe von Tests wurden durchgeführt durch Anlegen von Pulsen an die gegenüberliegenden Enden des Rohrs in allgemein der gleichen Weise wie in Beispiel 1 beschrieben. Dieser Testaufbau ist schematisch in Figur 9 gezeigt. Dann wurden diese gleichen zwei Rohrabschnitte durch eine die gleiche Konfiguration wie die Metallkupplung von Figur 8 aufweisende Kunststoffkupplung miteinander verbunden, und es wurde ein zweiter Satz von Tests durchgeführt.
Wie beim Beispiel I wurde ein programmierbarer Zwei-Puls- Generator, Nummer 8161A hergestellt von Hewlett Packard an die freien Enden von zwei elektrisch leitenden Kabeln angeschlossen, wobei die anderen Enden der zwei Kabel an den entgegengesetzten Enden des 6,40 Meter (21 Fuß) Rohrs angeschlossen waren. In diesem Fall war die Dauer der Pulse 5 nanosekunden, wobei ein negativer Drei-Volt-Puls an dem Punkt D angelegt wurde, wie in Figur 9 gezeigt, und ein zweiter Puls an den Punkt E an dem gegenüberliegenden Ende der 6,40 Meter (21 Fuß) Rohrlänge angelegt wurde. In diesem Fall befand sich der Punkt F, an welchem der Empfänger und Analysierer angeschlossen war, 30,5 Zentimeter (ein Fuß) vom Punkt E. Die bei diesem zweiten Experiment verwendete Empfangs- und Analysierungseinheit war ein digitales Oszilloskop, hergestellt von Tektronix, Nummer 2430A. Die zwei Kabel, die von den Enden des Rohrs an den Zwei-Puls- Generator angeschlossen waren, waren von gleicher Länge.
Ein erster Test wurde ausgeführt durch Anlegen eines negativen Pulses an das Rohr am Punkt E, aber ohne daß ein synchronisierter Puls an den Punkt D angelegt wurde. Dies wur de zuerst mit der die zwei Längen des 3,20 Meter (10 1/2 Fuß) Rohrs verbindenden Metallkupplung 48 getan, und dann mit der diese gleichen zwei Rohrlängen verbindenden Kunststoffkupplung. Figur 10M stellt die mit der Metallkupplung erhaltene Schwingungsform dar. Der Punkt 49 repräsentiert die Zeit, zu welcher der vom Punkt E wandernde Puls den Punkt F passiert, und es kann gesehen werden, daß der Empfänger und Analysierer die Spannungszacke am Punkt 49 aufzeichnet. Die Linie bei 50 gibt die Zeit wieder, zu welcher der vom Punkt E emittierte Puls den Punkt F passiert haben, zu dem Zentrum des Rohrs, wo die Metallkupplung 48 angeordnet war, gewandert sein und dann die reflektierte Welle den Punkt F erreicht haben würde.
Dann folgte genau die gleiche Prozedur wie in dem Absatz oben beschrieben, mit der Ausnahme, daß eine Kunststoffkupplung mit der gleichen Konfiguration wie die Metallkupplung 48 verwendet wurde, um die beiden Rohrlängen 47 zu verbinden. Wiederum wurde ein einzelner Puls am Punkt E emittiert, wobei der Punkt 49' den Ort wiedergibt, an welchem der anfängliche Puls den Erfassungsort F passiert, und wobei die Linie 50' die Zeit anzeigt, zu welcher der reflektierte Puls zu dem Erfassungsort F zurückkommen würde. Die Schwingungssignatur ist in Figur 10P gezeigt. Es kann gesehen werden, daß es keine signifikante Anderung in der Pulsschwingungssignatur von der in Figur 10M gezeigten gibt.
Diese zwei anfänglichen Tests des Sendens des einzelnen Pulses und dann Erfassens jedweder Reflektion würde Ergebnisse wiedergeben, die erhalten werden könnten, wenn versucht würde Zeit-Bezirk-Reflexmessung zu verwenden. Die Ahnlichkeit der Schwingungsform von Figuren 10M und bei 10P zeigt die Schwierigkeit in diesem besonderen Testaufbau sinnvolle Information durch Zeit-Bezirk-Reflexmessung zu erhalten.
Dann wurde ein zweiter Satz von Experimenten durchgeführt. Die Testbedingungen waren identisch jenen, die verwendet wurden, um die Daten für die Figuren 10M und 10P zu erhalten, mit der Ausnahme, daß dieses Mal ein positiver Puls von fünf Nanosekunden Dauer und plus drei Volt vom Punkt E emittiert wurde, während ein negativer drei Volt, fünf Nanosekunden Puls vom Punkt D emittiert wurde, wobei diese so synchronisiert waren, daß der Kreuzungspunkt entlang der Länge des Rohrs schrittweise verlegt wurde. Figur 11 M gibt die Schwingungsform wieder, welche resultierte, wenn die Metallkupplung verwendet wurde. Es kann gesehen werden, daß der Punkt 52 der Spitzenwert ist, bei welchem der Puls vom Punkt E den Abtastungsort F passierte. Die Linie bei 54 gibt den Ort wieder, an welchem der vom Punkt D emittierte Puls den Erfassungsort am Punkt F erreicht. Die zeitliche Lage der Pulse von den Punkten D und E war solchermaßen, daß der Kreuzungspunkt an der Mitte des Rohrs war (d.h. an dem Ort der Metallkupplung 48).
Nun wird Bezug genommen auf Figur 11P, wo genau die gleiche Prozedur folgte, wie sie unter Bezug auf Figur 11M ausgeführt wurde, mit der Ausnahme, daß die Kunststoffkupplung verwendet wurde, um die beiden Rohrlängen 47 zu verbinden. Der Punkt 52' gibt die Zacke des vom Punkt E emittierten den Erfassungsort F passierenden Pulses wieder, und die Linie bei 54' zeigt den Ort an, wo der Puls vom Punkt D den Erfassungsort F erreicht. Der Kreuzungspunkt der zwei Pulse war der Ort der Kunststoffkupplung. Es kann gesehen werden, daß es einen sehr definierten Spitzenwert bei 56 in der in Figur 11P gezeigten Schwingungsform gibt, der in der graphischen Darstellung von Figur 11M nicht vorhanden ist. Somit wird es offensichtlich, daß die ledigliche Ersetzung der Kunststoffkupplung für die Metallkupplung eine ziemlich unterschiedliche Schwingungssignatur erzeugt. Es sollte auch in Erinnerung gerufen werden, daß mit Bezugnahme auf Figuren 10P und 10M, wo der einzelne Puls vom Punkt E emit tiert wurde (aber kein synchronisierter Puls vom Punkt D) es keinen signifikanten Unterschied in der Schwingungsform gab, wenn die Metallkupplung durch die Kunststoffkupplung ersetzt wurde. Somit, obwohl die physikalischen und elektrischen Unterschiede zwischen Kunststoff- und Metallkupp lungen offensichtlich sind, zeigten die Einzelpuls- Reflexmessungstests keine offensichtlichen Unterschiede. Jedoch unterscheidet die vorliegende Erfindung klar zwischen den zwei Anomalien.
Figur 12M gibt die Schwingungsform wieder, welche erhalten wurde durch Ausführung im wesentlichen des gleichen Experiments wie unter Bezugnahme auf Figur 11M beschrieben, mit der Ausnahme, daß der Puls am Ort E zehn Nanosekunden früher am Ort E ausgelöst wurde als der Puls am Ort D ausge löst wurde, so daß die Kreuzung der zwei Pulse ungefähr 76 Zentimeter (2 1/2 Fuß) von dem Ort der Kupplung zu dem Punkt D hin war. Dann folgte die gleiche Prozedur, mit der Ausnahme, daß eine Kunststoffkupplung die Rohre verband, und die Schwingungsform ist in Figur 12P gezeigt. Es kann gesehen werden, daß die Schwingungsform von Figur 12P signifikant verschieden ist von der Schwingungsform von Figur 12M, und auch daß die Schwingungsform von Figur 12P entschieden modifiziert ist gegenüber der bei 11P gezeigten Schwingungsform. Somit ist offensichtlich, daß die Signaturen dieser Schwingungsformen nicht nur zwischen der Metallkupplung und der Kunststoffkupplung differenzieren, sondern auch ein verschiedener Kreuzungsort relativ zum Ort der Kupplung angezeigt wird.
Unter Bezugnahme auf Figur 13M folgte die gleiche Prozedur wie oben mit Bezugnahme auf Figuren 12M und 12P beschrieben, mit der Ausnahme, daß in diesem Fall der Puls an den Punkt D zehn Nanosekunden früher angelegt wurde als der an den Punkt E angelegte Impuls, so daß sich die Kreuzung ungefähr 76 Zentimeter (2 1/2 Fuß) von der Mitte des Rohrs zu dem Punkt E hin befinden würde. Figur 13M zeigt die mit der Metallkupplung abgeleitete Schwingungsform, während Figur 13P die von einer Kunststoffkupplung abgeleitete Schwingungsform zeigt. Die Unterschiede in den Schwingungsformen der graphischen Darstellungen bei Figuren 13M und 13P sind offensichtlich, und es sind auch die Unterschiede zwischen der Schwingungsform von Figur 13P und Figuren 10p, 11P und 12P offensichtlich.
Der Anmelder hier hat zu dieser Zeit noch nicht irgendeine große Anzahl von Experimenten in Bezug auf die Erzeugung einer physikalischen Anomalie in einem Metallrohr (so wie das Ersetzen einer Kunststoffkupplung durch eine Metallkupplung) durchgeführt, aber der oben beschriebene Satz von Experimenten, "Beispiel II", illustriert, daß das Verfahren der vorliegenden Erfindung klar verschiedene Signaturen der Schwingungsformen zeigt, welche nicht nur von dem Material einer Kupplung abhängen, sondern auch von dem Ort der Kupplung relativ zu dem Kreuzungsort der Pulse. Weiterhin können Unterschiede in der elektrischen Leitfähigkeit an verschiedenen Orten erfaßt werden. Dies demonstriert auch, daß diese signifikanten Unterschiede nicht auftreten, wenn man ein Verfahren verwendet, daß auf dem physikalischen Phänomen der Zeit-Bezirk-Reflexmessung beruht.
Somit wird angenommen, daß das Verfahren der vorliegenden Erfindung bei einer Pipeline nicht nur verwendet werden kann, um Daten festzuhalten, die den durch das Halb-Zellen- Verfahren des Bestimmens eines elektrischen Potentials zwischen dem Boden und einem Rohr erhaltenen Rohr-Erdreich- Potentialen entsprechen würden, sondern auch die Fähigkeit aufweisen würden andere Anomalien zu erfassen. Es ist sehr viel weitere Arbeit erforderlich, um die Arten von Anomalien und die sich aus denselben ergebenden Schwingungssignaturen zu untersuchen, wobei diese Signaturen verglichen werden, um zu bestimmen, welche Art von Unterschieden in den Schwingungsformen bestimmte Bedingungen anzeigen.
Wie hierin früher angegeben, wird diese Beschreibung der vorliegenden Erfindung abgeschlossen durch Beschreiben eines Systems, welches geeignet sein würde zur Verwendung bei einem vollmaßstäblichen kommerziellen Betrieb, so wie der Untersuchung von Bedingungen in einer Pipeline. Dies soll unter Bezugnahme auf Figur 14 erfolgen. Dort ist eine Pipeline 60 gezeigt, welches eine Öl-Pipeline sein kann, welche sich für viele Kilometer (Meilen) unter dem Boden erstrekken würde, und an zwei Orten an dieser Pipeline gibt es er ste und zweite Pulsgeneratoren 62 bzw. 64. Dies würden wünschenswerter Weise Präzisionspulsgeneratoren mit Zeitverzögerungsmöglichkeit sein, so wie SRS Modell DG535, Hewlett Packard Model 8161A, oder Berkley Nucleonics Modell 7085. Diese zwei Pulsgeneratoren 62 und 64 sind mit der Pipeline verbunden in einer Entfernung, welche so klein sein könnte wie einige wenige hundert Meter (Fuß), oder möglicherweise so groß wie 160 Kilometer (einhundert Meilen) oder möglicherweise größer. In einer vorgegebenen Entfernung von dem Pulsgenerator 64 gibt es einen Empfangs- und Analysierungsort 66, welcher, zum Beispiel, zwischen 30 und 150 Meter (100 bis 500 Fuß) von dem Ort des Pulsgenerators 64 sein könnte. Diese Verbindung mit der Pipeline bei 66 ihrerseits führt zu einem Hochpaßfilter 68, so wie ein Hewlett Packard Modell 1166BA, und das Ausgangssignal von dem Filter wird zu einem Vorverstärker 70 übertragen, so wie einen 2-1300 MHz oder äquivalenten Verstärker, so wie Hewlett Packard 10855A.
Das Ausgangssignal von dem Vorverstärker 70 wird zu zwei Plätzen gerichtet, erstens zu einem Analysierer 72 (z.B. einem digitalen Oszilloskop, einem Spektrumanalysierer, oder einem Schwingungsformanalysierer (z.B. Tektronix Modell 2430A oder Hewlett Packard 54111D (zwei Giga Abtastungen/Sekunde) ), und zweitens zu einem Zeitintervallmeßfühler 74, so wie Hewlett Packard Modell 53638. Da gibt es auch einen schnellen Präzisionsdigitalzähler 78, so wie Hewlett Packard Modell 5345A, der mit dem Zeitintervallmeßfühler 74 verbunden ist, und der Zähler 78 ist seinerseits mit einem Datenerfassungskontroller 80 verbunden, so wie ein Hewlett Packard Serie 300 Technischer Computer, ein IBM System II oder ein wissenschaftliches Laborsystem einer vergleichbaren Computerfirma. Schließlich gibt es eine Halb-Zelle 81, so wie die hier vorher beschriebene, und welche als ein Industriestandard verwendet wird.
Wie vorher angegeben, sind die Pulsgeneratoren 62 und 64 an das Rohr 60 an Orten entlang des Rohrs verbunden, die viele Kilometer (Meilen) auseinander sind. Die Verbindung bei 66 ist ein Datensammlungspunkt, der eine genau gemessene Entfernung von der Verbindung des Pulsgenerators 64 mit dem Rohr 60 angeordnet ist. Diese Verbindung bei 66 wird verwendet, um Pulse zu synchronisieren und beim Kalibrieren der Pulsgeschwindigkeit durch die Pipeline zu helfen.
Beim Betrieb erzeugen die zwei Pulsgeneratoren 62 und 64 Pulse kurzer Dauer, die vorzugsweise von fünf Nanosekunden zu einhundert Nanosekunden reichen. Jedoch könnten Pulse von kürzerer oder längerer Dauer auch für bestimmte Situationen praktisch sein in Abhängigkeit von der Länge der zu testenden Leitung und anderen Umständen. Das Hochpaßfilter 68 wird verwendet, um Bereiche der von den Pulsgeneratoren 62 und 64 ankommenden Signale auszuwählen und die Pulse vom Pulsgenerator 64 mit den von dem Pulsgenerator 62 emittierten zu synchronisieren. Der Vorverstärker 70 verstärkt und konditioniert die hochfrequenten Signale auf einen Pegel, der von dem Zeitintervallmeßfühler 74 benutzt werden kann. Der Meßfühler 74 wird in Verbindung mit dem Digitalzähler 78 verwendet, um die durch die Pulsgeneratoren 62 und 64 erzeugten Pulse zu synchronisieren.
Die Ausbreitungszeit der Pulse von dem Pulsgenerator 64 zu dem Ort dieser Verbindung 82 durch das Rohr 60 zu dem Punkt 66 kann auf verschiedenen Wegen gemessen werden. Ein Verfahren würde es sein, die Verzögerungszeit eines Pulses von dem Generator 64 zu messen, der vom Punkt 82 zum Punkt 66 wandert. Die physikalische Entfernung vom Punkt 62 zum Punkt 66 kann gemessen werden und das Zeitintervall kann durch den Meßfühler 74 und den Zähler 78 gemessen werden.
Der Datenerfassungskontroller 80 empfängt die Daten von dem Digitalzähler und er kann so programmiert werden, daß er einfach den Kreuzungspunkt entlang der Länge der Pipeline 60, durch Synchronisieren der Pulse zwischen den zwei Generatoren 62 und 64 schrittweise verlegt. Auch kann der Datenerfassungskontroller 80 verwendet werden, um die Signatur der von dem Analysierer 72 abgeleiteten Schwingungsformen zu speichern. Auch versteht es sich, daß die Komponenten 68-80 an dem Ort des Pulsgenerators 62 dupliziert werden können. Tatsächlich ist es bei einer kommerziellen Installation wahrscheinlich, daß die Komponenten 60-81 an dem Ort des Pulsgenerators 62 dupliziert werden würden, weil dieses es gestatten würde die zeitliche Lage der Pulse genauer zu überprüfen (d.h. das Zeitintervall der Wanderung vom Pulsgenerator 62 zum Pulsgenerator 64, und auch die zeitliche Lage der Wanderung von den zwei Pulsgeneratoren zu dem Erfassungsort 66).
Es wird angenommen, daß die Weise, in welcher die Einrichtung in Figur 14 verwendet werden kann, um den Kreuzungspunkt entlang der Pipeline 60 schrittweise zu verlegen und die Schwingungsformen aufzuzeichnen, von der in Verbindung mit Beispiel I und Beispiel II hier vorher gegebenen detaillierten Beschreibung evident ist. Jedoch, um dies kurz zusammenzufassen, wird bei einem typischen Betrieb ein Puls von dem Pulsgenerator 62 gesendet, um zu dem Ort 82 nahe dem Pulsgenerator 64 zu wandern. Die Wandergeschwindigkeit des Pulses kann in einer oben angegebenen Weise festgestellt werden, und die Länge der Pipeline 60 würde von der ursprünglichen Installation bekannt sein. Wenn nachfolgende Pulse von dem Pulsgenerator 62 erzeugt werden, können der Zeitintervallmeßfühler 74 und der Digitalzähler 78 in Verbindung mit dem Datenerfassungskontroller 80 verwendet werden, um entsprechende Pulse vom Generator 64 zu erzeugen, welche zu aufeinanderfolgend früheren Zeitintervallen ausgelöst werden würden, so daß der Kreuzungspunkt in gegebenen Zuwächsen schrittweise auf den Ort des Pulsgenerators 62 zu verlegt wird.
Bei der beschriebenen kommerziellen Einrichtung würde die erste erhaltene Information wie früher beschrieben mit dem durch das Halb-Zellen-Verfahren erhaltenen Rohr-Erdreich- Potential korreliert werden. Es wird angenommen, daß eine frühere Analyse von abgespeicherten Schwingungsformen zusätzliche Information über physikalische Anomalien der Pipeline liefern wird, wie in Beispiel II beschrieben.
Jede Schwingungssignatur wird durch den Analysierer 72 aufgezeichnet und dann in dem Datenerfassungskontroller 80 gespeichert. Wie vorher angegeben, wird die Signatur der Schwingungsform variieren, in Abhängigkeit von den Bedingungen an dem Kreuzungspunkt der von den Pulsgeneratoren 62 und 64 erzeugten synchronisierten Pulse. Wenn diese verschiedenen Signaturen gesammelt werden, können sie analysiert und verglichen werden, um Anomaliegebiete entlang der Länge der Pipeline 60 betreffende Information abzuleiten.
In Bezug auf die Art von Analyse, die durchgeführt werden kann, wurden zwei Verfahren in Verbindung mit Beispielen 1 und Beispielen II beschrieben. Jedoch ist es anzuerkennen, daß andere Beziehungen aller Vorraussicht nach von den Schwingungssignaturen abgeleitet werden könnten, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in Verbindung mit Beispielen I und II durchgeführte spezifische Analyse beschränkt.

Claims

1. Verfahren zur Erfassung einer Anomalie entlang eines eine längsweise Achse aufweisenden leitenden Elements (10; 47; 60) wobei das Verfahren enthält:

(a) Senden eines ersten elektrischen Pulses durch das leitende Element (10; 47; 60) von einem ersten Ort (A; D) auf dem Element (10; 47; 60) entlang der Achse zu einem zweiten Ort (B; E) auf dem Element (10; 47; 60);

(b) Senden eines zweiten elektrischen Pulses durch das leitende Element (10; 47; 60) entlang der Achse, wobei der zweite Puls mit dem ersten Puls in einer Weise synchronisiert ist, daß es eine Kreuzung der ersten und zweiten Pulse an einem ersten Kreuzungsort auf dem Element (10; 47; 60) entlang der Achse gibt;

(c) Erfassen und Analysieren eines Pulses an einem von dem ersten Ort (A; D) entfernten Ort (C; F), wobei der erfaßte Puls ein als das Ergebnis der sich an schrittweise verlegten Kreuzungsorten kreuzenden ersten und zweiten Pulse erzeugtes Interferenzmuster ist;

(d) Variieren der Synchronisation der ersten und zweiten elektrischen Pulse und Wiederholen der Schritte (a) - (c) um zu bewirken, daß die Kreuzung der ersten und zweiten Pulse schrittweise an eine Anzahl von Kreuzungsorten verlegt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Puls von dem zweiten Ort (B; E) zu dem ersten Ort (A; D) gesendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein erster der Kreuzungsorte sich bei einem ersten Bereich möglicher Anomalie befindet, und mindestens ein zweiter der Kreuzungsorte sich an einem zweiten Bereich keiner Anomalie befindet, wobei das Verfahren weiterhin enthält Vergleichen mindestens eines der bei dem ersten Bereich erzeugten Interferenzmuster mit einem anderen der bei dem zweiten Bereich erzeugten Interferenzmuster, um Pulsvariationen zum Identifizieren des ersten Bereichs möglicher Anomalie festzustellen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schwingungsformvariationen zwischen Pulsen verglichen werden, um den Bereich möglicher Anomalie festzustellen.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Amplitudenvariationen zwischen Pulsen verglichen werden, um den Bereich möglicher Anomalie festzustellen.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (10; 47; 60) ein elektrisches Potential relativ zu einem benachbarten Gebiet hat, und eine Variation im elektrischen Potential entlang der Achse eine mögliche Anomalie bildet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Potential an das Element (10; 47; 60) relativ zu dem benachbarten Gebiet angelegt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Interferenzmuster analysiert wird durch Korrelieren desselben mit durch das "Halb-Zellen"-Verfahren erhaltenen Daten und durch Ableiten von Information davon im Hinblick auf den Zustand des leitenden Elements (10; 47; 60).

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anomalie des Elements (10; 47; 60) ein Bereich modifizierter elektrischer Leitfähigkeit ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Pulse sich auf verschiedenen Spannungspegeln befinden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Pulse zwischen Null und einer Mikrosekunde liegt.

11. System zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und zur Erfassung einer Anomalie entlang eines eine längsweise Achse aufweisenden leitenden Elements (10; 47; 60), wobei das System enthält:

(a) eine erste Sendeeinrichtung (62) zum Senden eines ersten elektrischen Pulses durch das leitende Element (10; 47; 60) von einem ersten Ort (A; D) auf dem Element (10; 47; 60) entlang der Achse zu einem zweiten Ort (B; E) auf dem Element (10; 47; 60);

(b) eine zweite Sendeeinrichtung (64) zum Senden eines zweiten elektrischen Pulses durch das leitende Element (10; 47; 60) entlang der Achse;

(c) eine Synchronisierungseinrichtung (74, 78, 80), die funktionsmäßig mit der ersten und zweiten Sendeeinrichtung (62, 64) verbunden ist, um die zeitliche Lage des Sendens der ersten und zweiten Pulse in einer Weise zu steuern, daß die ersten und zweiten Pulse einander an einem Kreuzungsort auf der Achse kreuzen, wobei die Synchronisierungseinrichtung (74, 78, 80) wahlweise betreibbar ist im Sinne eines Änderns der zeitlichen Lage der ersten und zweiten Pulse in einer Weise, daß der Kreuzungsort entlang der Achse bewegt werden kann;

(d) eine Erfassungs- und Analysierungseinrichtung (14; 68, 70, 72), die an mindestens einem Erfassungsort (66) funktionsmäßig mit dem Element (10; 60) verbunden ist, um einen der ersten und zweiten Pulse nach dem Passieren durch den Kreuzungsort zu empfangen, um Modifikationen in dem einen der Pulse festzustellen, wobei die Erfassungs- und Analysierungseinrichtung (14; 68, 70, 72) dazu vorgesehen ist, als Ergebnis der Kreuzung der ersten und zweiten Pulse erzeugte Interferenzmuster zu erfassen und zu analysieren,

dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Sendeeinrichtung (64) dazu vorgesehen ist, den zweiten elektrischen Puls von dem zweiten Ort (B; E) zu dem ersten Ort (A; D) zu senden.

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungs- und Analysierungseinrichtung (14; 68, 70, 72) funktionsmäßig mit dem Element (10; 60) verbunden ist, welches eine unterirdische Pipeline (10; 60) ist, die ein daran angelegtes elektrisches Potential relativ zu dem benachbarten Gebiet aufweist.