JP2016510117A - ユーティリティガス漏洩を選択的に位置特定する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】埋設されたガス導管における漏洩位置を特定する改良方法を提供する。【解決手段】埋設されたユーティリティガスの導管１２におけるガス漏洩２２の位置を、その導管１２の上の地盤の表面１４の上方又は下方においてガス１８の存在を推測することで検出する方法は、空気よりも軽いトレーサガス１８を、導管２２内のユーティリティガス２６に注入する過程と、トレーサガス１８に対する感度がユーティリティガス２６に対する感度よりも高いガス検出器２８を用いて、漏洩位置２２を特定する過程と、を含むことを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載されているとおり、地下のガス導管における漏洩位置を正確に特定(pin-pointing)する方法に関する。

世界中の規制が、ガスネットワークを定期的に探査して未知の漏洩をチェックすることを要求している。この主な理由は、建物やその他の密閉空間にガスが集まることで発生する火災や爆発から公衆を守るためである。漏洩探査は、ガス導管の上の地盤の表面（地面）の上方において、ガスの主成分の一つを感知する検出器を動かすことによって行うのが典型的である。

地下のガスラインに漏洩が検出された場合、掘削作業を最小限に抑えるために、漏洩位置をピンポイントで特定することが必要になる。このことは、長い間、修復工事の従事者にとって難しい課題であった。ガスライン自体の位置は多くの場合特定できても、土壌がガスで飽和している場合がしばしばあり、このことが、実際の漏洩位置をピンポイントで特定することを困難にする。そのため、漏洩位置を正確に特定するために、舗装道路を含む地面の広い範囲にわたって掘削を行う必要性が生じることも少なくない。このような状況は、高コストで時間もかかり、危険にもなり得る。

硬質なコートが施された地面に対する、最も一般的なピンポイント特定手順は、おおよそ以下のとおりである。

ガス漏洩が検出された領域内の硬質な表皮層に対し、１〜２ｍ間隔でプローブ孔を穿設する。これらの孔は、漏洩中と疑われる導管の直ぐ上、およびその導管の経路に沿って穿設される。

暫くの間これらの孔を通気させた後、当該孔に検出器の「スニッファー(sniffer)」を配することで、その検出器によって、孔から押し出されたガスの濃度を測定する。

最も高濃度を示す、１または複数の孔の周辺に、さらなる数の孔を、より短い間隔で穿設する。これは、十分な精度に達したと従事者が感じるまで、あるいは、これ以上の精度は得られないと従事者が感じるまで行われる。

このような孔を設ける理由は下記の２つである。

最も高濃度を示す位置が、実際の漏洩の直ぐ上以外の位置に現れないように、地中および地表の状態の影響を減らすという理由；ならびに、

土壌からのガスの放出を可能にし、ガスの濃度プロファイルを定常状態にすることで、ピンポイント特定精度を上げるという理由。定常状態を達成するには、前記孔が、漏洩中の導管にまで実質的に又は完全に到達していることが重要である。また、前記孔が、蓄積したガスを適切に通気できるほど十分に大きいことも重要である。

孔を穿設する過程には、ドリル（削孔機）やドリルの動力源等の特殊な機器が求められる。その動力源としては、空気圧縮機または発動発電機が典型的である。いずれの場合にしろ、作業全体の複雑性が増す。

これらの時間や手間のほかにも、さらに、下記の２つの深刻なリスクが伴う。

孔を穿設する際に大量のガスが放出されて、削孔時に生じる火花やその他の点火源により、そのガスが点火するというリスク；および、

削孔時に導管を損傷させてしまい、これにより、大規模な漏洩およびそれに付随した火災や爆発の危険性が生じるというリスク。

現在の方法は時間を要するだけでなく、望ましいほどの精度も得られない。精度が限られたものになる主な理由として、漏洩が時間の経ったものである、つまり、周りに大きく広がる時間が十分にある場合が通例だからである。典型的に言えば、ガスは、導管の経路に沿って５〜２０ｍにわたる領域で検出されるが、これよりも遥かに広い領域に直面する場合もしばしばある。具体的に述べると、ガスが導管の直ぐ上ではなく、導管周辺の道路の端、歩道またはカーブ沿いで検出されることが良くある。これは、一つの漏洩から複数のガス領域が発生することが極めて一般的であることを意味する。

プローブ孔を用いた手順による精度は典型的に±２ｍであるが、ピーク濃度を示す孔が２つ以上あると、従事者が正しくない場所を掘削してしまう場合や、より高精度なピンポイント特定が可能ならば不必要であろう掘削までせざるを得ない場合が良くある。

本発明の目的は、埋設されたガス導管の漏洩について、特定操作を行う少し前に導管内にトレーサガスを注入することによって漏洩位置を特定する改良方法を提供することである。

これは、請求項１の特徴部に従って達成される。

空気よりも軽いトレーサガスであって、それに対する高選択性かつ高感度な検出器が入手可能なトレーサガスを漏洩中の導管内に注入することにより、そのようなガスは、位置特定作業が始まる前に地盤内で広範囲に広がる時間がないことから、漏洩のピンポイント位置特定（pin-pointing）を遥かに高精度且つ極めて簡単に行うことができる。

このことは、以下の現象により実現される。

追加されたガスについては、ほんの少し前（ピンポイント位置特定の数時間前）に漏れ出したばかりなので、その広がりは最小限となる。水素は、地面に向かって直ぐに上昇し、ほとんどの地表層を通り抜けることから、プローブ孔を穿設する必要がない。

最も有利なトレーサガスとして、水素とヘリウムの２種類が使用できる。いずれのガスにも、高選択性の検出器が入手可能である。ただし、ヘリウムを追加した場合、ガスのエネルギー容量が減少することから、そのガスを用いた家電製品の効率性に影響を及ぼす。

水素を選択した場合、ガスへの影響は最小限である。また、適切な高選択性の検出器も市場に出回っている。

本発明にかかる方法は、導管内に元来存在するガスよりも追加されるトレーサガスに対して遥かに強く反応する、高選択性の検出器の使用を必要とする。当該方法を最適に利用するうえで、その選択性ファクタは、数桁の大きさであるのが好ましい。このような品質を備えた検出器は、ＩＮＦＩＣＯＮ ＡＢ社（スウェーデン国）によって製造・販売されている。この検出器は、水素に対する選択性がメタンに比べて５桁超の大きさである。

また、本発明を利用することにより、プローブ孔を穿設する必要性が著しく軽減される。

また、本発明は、接続してトレーサガスを導管内に注入するためのポイントとなり得る、適切な注入ポイントへのアクセスを必要とする。

本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。

本発明にかかる方法を実行する配置構成であって、トレーサガス単独を使用した場合の様子を示す図である。 地面でのトレーサガスの濃度を示す図である。 図１の配置構成であって、トレーサガスを使用せずにユーティリティガスのみを使用した場合の様子を示す図である。 地面でのユーティリティガスの濃度プロファイルを示す図である。 図１の配置構成であって、本発明に従ってユーティリティガスとトレーサガスとを使用した場合の様子を示す図である。 地面でのガスの濃度を示す図である。

図１に、ガス導管１２が、地盤１６の表面（地面）１４の下にある様子を示す。つまり、導管１２は、地盤物質１６によって完全に取り囲まれている。また、導管１２は、地面１４よりも下方に位置している。

図１において、導管１２は、トレーサガス１８を矢印２０の方向に運ぶ。導管１２は、トレーサガス１８のみを含み、ユーティリティガス（utility gas）（都市ガスを含む）２６は含まない。トレーサガス１８は、漏洩位置２２の上流側から導管１２内に入った後、導管１２から漏れ出している。

図１には、トレーサガス１８が漏洩位置２２から地盤１６内で広がり出る様子が描かれている。土壌内では、トレーサガス１８のかなり狭幅なプルーム(plume)２４が形成されている。プルーム２４は、漏洩位置２２では極めて狭幅であるが、地面１４に達するまで範囲を拡大させる。

図２に、地面１４でのトレーサガスの濃度を示す。地面１４でのトレーサガスの濃度径が約１ｍであることが分かる。これは、水素およびヘリウムの場合の典型例である。地面１４でのトレーサガスのプルーム２４の直径は、時間と共に大きくなる。したがって、トレーサガス１８を導管１２内に導入してから短期間で、漏洩検出すなわち正確な位置特定（ピンポイント）を実行するのが望ましい。

図３に、導管１２がユーティリティガス２６のみを運び、トレーサガス１８を運ばない場合を示す。図３において、このようなガスは、矢印２０の方向に運ばれる。これは本発明の実施形態ではなく、あくまでも説明用に過ぎない。ユーティリティガス２６は、漏洩位置２２で導管１２から漏れ出しており、周囲の地盤物質１６内において、図１のトレーサガスのプルーム２４の領域よりも遥かに広い領域にわたって範囲を拡大させている。

図４に、図３において形成されるユーティリティガス２６の、地面１４での濃度プロファイルの一例を示す。漏洩するユーティリティガス２６は、地盤１６内で「雲」（cloud）を形成し、その外径は地面１４において典型的に５〜２５ｍに達する。地面１４でガス１８を推測(measuring)するだけでは、漏洩位置２２を検出するのが極めて困難で且つ低精度になることが直ちに分かる。

図５に、導管１２がメタン等のユーティリティガス２６と水素、ヘリウム等のトレーサガス１８とを運ぶ本発明の実施形態を示す。図５には、ユーティリティガス２６とトレーサガス１８とが漏洩位置２２から地盤１６内に漏れ出している様子が描かれている。図３及び図４を参照しながら既述したように、地盤１６は大量のユーティリティガス２６で飽和しており、かつ、この大量のユーティリティガス２６は地面１４の極めて広い領域内にわたって範囲を拡大させている。

他方で、水素又はヘリウムのトレーサガス１８は、空気よりも遥かに軽いことから、漏洩位置２２から地面１４に至るまでユーティリティガス２６ほど範囲を拡大させることなく地盤１６内を上昇する。トレーサガス１８は、地面１４よりも上方において、吸込みプローブ（sniffing probe）２８を用いて検出される。吸込みプローブ２８は、トレーサガス１８に対する感度がユーティリティガス２６に対する感度よりも少なくとも１０倍高いものとされる。

図６に、地面１４でのユーティリティガス２６とトレーサガス１８との濃度プロファイルを示す。

本発明にかかる方法では、トレーサガス１８に対する感度がユーティリティガス２６に対する感度よりも遥かに高いガス検出器２８を用いると、このようなガス検出器２８が、地面１４においてユーティリティガス２６の拡大領域２９に比べて遥かに狭い拡大領域３０内にあるトレーサガス１８を選択的に検出する。したがって、本発明にかかる方法を利用することにより、地面１４においてユーティリティガス２６を検出することを要する漏洩検出方法に比べて、ガス導管１２の漏洩位置２２の予測範囲を大幅に狭めることができる。

Claims (12)

1. 埋設されたユーティリティガスの導管（１２）のガス漏洩（２２）の位置を、その導管（１２）の上の地盤の表面（１４）の上方又は下方においてガス（１８）の存在を推測することで検出する方法において、
   空気よりも軽いトレーサガス（１８）を、前記導管（２２）内の前記ユーティリティガス（２６）に注入する過程と、
   前記トレーサガス（１８）に対する感度が前記ユーティリティガス（２６）に対する感度よりも高いガス検出器（２８）を用いて、前記漏洩位置（２２）を特定する過程と、
   を含むことを特徴とする、方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記トレーサガス（１８）が水素である、方法。
3. 請求項１に記載の方法において、前記トレーサガス（１８）がヘリウムである、方法。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の方法において、前記ガス検出器（２８）は、前記トレーサガス（１８）に対する感度が前記ユーティリティガス（２６）に対する感度よりも少なくとも１０倍高い、方法。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の方法において、前記ガス検出器（２８）は、前記トレーサガス（１８）に対する感度が前記ユーティリティガス（２６）に対する感度よりも少なくとも１００倍高い、方法。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の方法において、前記ガス検出器（２８）は、前記トレーサガス（１８）に対する感度が前記ユーティリティガス（２６）に対する感度よりも少なくとも１，０００倍高い、方法。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の方法において、前記トレーサガス（１８）は、前記トレーサガス（１８）に対する感度が前記ユーティリティガス（２６）に対する感度よりも少なくとも１０，０００倍高い、方法。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の方法において、前記トレーサガス（１８）が、漏洩が疑われる位置（２２）の上流側で、前記ガス導管（１２）内に注入される、方法。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の方法において、前記トレーサガス（１８）が、前記ガス導管（１２）内の圧力が大気よりも高くなるように当該ガス導管（１２）内に注入される、方法。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の方法において、前記トレーサガス（１８）が、漏洩検出を実行する前の４８時間以内に注入される、方法。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法において、前記トレーサガス（１８）が、漏洩検出を実行する前の１８時間以内、好ましくは１２時間以内に前記導管（１２）内に注入される、方法。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法において、前記トレーサガス（１８）が、漏洩検出を実行する３０分以上前ないし漏洩検出を実行する前の８時間以内に前記導管（１２）内に注入される、方法。

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