RU2476747C2 - Method of measurement of direction and speed of soil movement relative to underground pipeline and device for its implementation - Google Patents

Method of measurement of direction and speed of soil movement relative to underground pipeline and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2476747C2
RU2476747C2 RU2010153501/06A RU2010153501A RU2476747C2 RU 2476747 C2 RU2476747 C2 RU 2476747C2 RU 2010153501/06 A RU2010153501/06 A RU 2010153501/06A RU 2010153501 A RU2010153501 A RU 2010153501A RU 2476747 C2 RU2476747 C2 RU 2476747C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrodes
measuring
pipeline
electrical
electrode
Prior art date
Application number
RU2010153501/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010153501A (en
Inventor
Юрий Иванович Баканов
Надежда Ивановна Кобелева
Сергей Викторович Иващенко
Максим Игоревич Васильев
Вадим Георгиевич Гераськин
Ольга Валентиновна Малахова
Владимир Николаевич Брайченко
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз Краснодар"
Priority to RU2010153501/06A priority Critical patent/RU2476747C2/en
Publication of RU2010153501A publication Critical patent/RU2010153501A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2476747C2 publication Critical patent/RU2476747C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: according to the method electrodes of two electrode spreads are arranged near underground pipeline along two transversely-spaced profiles one of which coincides with the pipeline axis. Direct current electrode common for both electrode spreads is rigidly connected to the underground pipeline providing its electrical insulation. The first and the second pairs of measuring electrodes of both electrode spreads are located on different sides from the direct current electrode, and return current electrode is located at a distance, for example from 1 to 10 metres, from the measuring electrodes. Alternating current is supplied to the circuit of direct and return current electrodes, and potentials difference between electrodes of the first and the second pairs of the measuring electrodes are measured. As a controlled parameter relation of potentials differences of the first pair of measuring electrodes to potentials difference of the second pair for both electrode spreads. Based on dependence of potentials difference relations on movements of measuring electrodes relative to the underground pipeline obtained by means of calculations or by experiment, movement of soil along and across the pipeline, direction and speed of its movement are determined. The device implementing the method includes measuring, direct and return electrodes of two electrode spreads, alternating current generator, potentials difference measuring device, data processing and control unit, switchboard, information transfer channel. The first and the second pairs of measuring electrodes of both electrode spreads are installed on rigid insulating plates and are located on different sides from direct current electrode.
EFFECT: recording direction and speed of soil movement relative to the pipeline in automatic mode to detect emergency timely and to take measures to protect the pipeline.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при эксплуатации трубопроводов, расположенных в оползневых массивах, для принятия своевременных мер по защите трубопроводов при перемещениях грунта, вызванных нарушением весового баланса в результате сезонного оттаивания, насыщения грунта водой или иными причинами.The invention relates to the oil and gas industry and can be used in the operation of pipelines located in landslide massifs to take timely measures to protect pipelines during soil movements caused by the violation of the weight balance as a result of seasonal thawing, soil saturation with water or other reasons.

Известен способ измерения направления и скорости движения грунта относительно подземного трубопровода и устройство для его осуществления, заключающийся в том, что по оси трубопровода устанавливают на определенном расстоянии друг от друга реперы и производят измерения угловых и линейных отклонений реперов от их первоначального положения, по величине которых судят о направлении и скорости движения грунта, при этом непрерывно регистрируют направление движения грунта относительно оси трубопровода и скорость движения грунта относительно фиксированного сечения трубопровода путем установки непосредственно на трубопровод устройств, преобразующих соответственно угловые и линейные перемещения грунта в электрический сигнал, поступающий на вход измерительного блока. (Патент RU №2153118, кл. F16L 1/028, опубл. 20.07.2000 г.).A known method of measuring the direction and speed of movement of the soil relative to the underground pipeline and a device for its implementation, which consists in the fact that along the axis of the pipeline set at a certain distance from each other benchmarks and measure angular and linear deviations of the benchmarks from their original position, the value of which is judged about the direction and speed of the soil, while continuously registering the direction of movement of the soil relative to the axis of the pipeline and the speed of movement of the soil relative a fixed section of the pipeline by mounting directly on conduit devices which convert respectively the angular and linear displacement to an electrical ground signal to the input of the measuring unit. (Patent RU No. 2153118, class F16L 1/028, published on July 20, 2000).

Недостатком известного способа является то, что информация о направлении и скорости перемещения грунта может быть получена от преобразующих устройств только в сыпучих грунтах. В связных грунтах устройства, реализующие способ, неработоспособны.The disadvantage of this method is that information about the direction and speed of movement of the soil can be obtained from converting devices only in bulk soils. In cohesive soils, devices implementing the method are inoperative.

Известен способ измерения направления и скорости движения грунта траншеи трубопровода, заключающийся в том, что по оси трубопровода устанавливают на определенном расстоянии друг от друга реперы и производят измерения угловых и линейных отклонений реперов от их первоначального положения, по величине которых судят о направлении и скорости движения грунта.A known method of measuring the direction and speed of soil movement of the trench of the pipeline, which consists in the fact that along the axis of the pipeline set the reference frame at a certain distance from each other and measure the angular and linear deviations of the frames from their original position, the value of which is used to judge the direction and speed of movement of the soil .

Реперы выполняют из металлических труб диаметром 100-120 мм и длиной до 2-3 метров. Регистрацию пространственного положения реперов осуществляют с помощью теодолита, для установки которого готовят специальную площадку, расположенную в стороне от трубопровода и сохраняющую неизменным свое положение в пространстве в течение времени наблюдений. Определение направления и скорости движения грунта осуществляют по показаниям теодолита, полученным в исходном состоянии и принятыми за нулевые и показаниями теодолита, полученными при последующих периодических измерениях положения реперов. (Справочник инженера-строителя под ред. Анурьева Н.А. и др., М., издательство литературы по строительству, 1970 г., т.2, полутом I, с.212).Benches are made of metal pipes with a diameter of 100-120 mm and a length of up to 2-3 meters. The spatial position of the benchmarks is recorded using a theodolite, for the installation of which a special site is prepared, located away from the pipeline and keeping its position in space unchanged during the observation time. The determination of the direction and speed of soil movement is carried out according to the theodolite readings obtained in the initial state and taken as zero and theodolite readings obtained during subsequent periodic measurements of the position of the benchmarks. (Handbook of a civil engineer under the editorship of Anuryev N.A. et al., M., publishing house of construction literature, 1970, vol. 2, half I, p. 212).

Недостатком данного способа является то, что он непригоден для автоматического непрерывного контроля перемещения грунта, например, с помощью автоматических станций слежения за состоянием оползневого массива.The disadvantage of this method is that it is unsuitable for automatic continuous monitoring of soil movement, for example, using automatic stations monitoring the state of the landslide massif.

Известно устройство для измерения электрических сопротивлений горных пород в виде электроразведочной станции ЭРСУ-61, включающее измерительные и прямые, и обратные токовые питающие электроды, генератор питающего тока, коммутатор, измеритель разности потенциалов в виде измерительной панели ИПО, блок управления (панель управления), канал передачи информации (радиостанция PC). (Электроразведка, Ю.В.Якубовский, М., «Недра», 1980, с.132, 144-145).A device for measuring electrical resistivity of rocks in the form of an electric prospecting station ERSU-61, including measuring and direct and reverse current supply electrodes, a power supply generator, a switch, a potential difference meter in the form of a measuring panel IPO, a control unit (control panel), channel information transfer (PC station). (Electrical Exploration, Yu.V. Yakubovsky, M., "Nedra", 1980, p.132, 144-145).

Известное устройство не может выполнять измерения направления и скорости движения грунта относительно трубопровода, тем более в автоматическом режиме.The known device cannot measure the direction and speed of soil relative to the pipeline, especially in automatic mode.

Задачей предложенной группы изобретений является повышение оперативности получения информации о перемещениях грунта в режиме непрерывного автоматического контроля.The objective of the proposed group of inventions is to increase the efficiency of obtaining information about soil movements in the continuous automatic control mode.

Сущность первого изобретения состоит в том, что в известном способе измерения направления и скорости движения грунта относительно подземного трубопровода, заключающемся в том, что вблизи трубопровода устанавливают на определенном расстоянии друг от друга реперы и периодически производят измерения их параметров и отклонений от первоначальных значений, по величинам которых судят о направлении и скорости движения грунта, согласно изобретения, реперы используют в качестве электродов двух электроразведочных установок, размещаемых по двум взаимно перпендикулярным профилям, один из которых по направлению совпадает с осью трубопровода, причем прямой токовый электрод-репер, общий для обеих электроразведочных установок, жестко связывают с подземным трубопроводом, обеспечив его электроизоляцию, первые и вторые пары измерительных электродов-реперов обеих электроразведочных установок располагают по разные стороны от прямого токового электрода-репера, обратный токовый электрод-репер относят на расстояние, не менее десятикратно превышающее расстояние между центрами первой и второй пар измерительных электродов-реперов, пропускают переменный ток в цепи прямого и обратного токовых электродов-реперов, измеряют разности потенциалов между электродами первых и вторых пар измерительных электродов-реперов обеих электроразведочных установок, а в качестве контролируемого параметра используют отношение разности потенциалов первой пары измерительных электродов-реперов к разности потенциалов второй пары для обеих электроразведочных установок и по зависимостям отношений разностей потенциалов от перемещений измерительных электродов-реперов относительно подземного трубопровода, полученных расчетным путем или экспериментально, определяют перемещения грунта вдоль и поперек трубопровода, направление и скорость его движения.The essence of the first invention lies in the fact that in the known method of measuring the direction and speed of movement of the soil relative to the underground pipeline, which consists in the fact that near the pipeline set at a certain distance from each other benchmarks and periodically measure their parameters and deviations from the original values, by values which are judged on the direction and speed of the soil, according to the invention, benchmarks are used as electrodes of two electrical prospecting installations, placed in two m mutually perpendicular profiles, one of which coincides with the axis of the pipeline, moreover, the direct current reference electrode common to both electrical prospecting installations is rigidly connected to the underground pipeline, providing its electrical insulation, the first and second pairs of measuring reference electrodes of both electrical prospecting installations on opposite sides of the direct current reference electrode, the reverse current reference electrode is carried by a distance not less than ten times the distance between the centers of the first and the second pair of measuring reference electrodes, pass alternating current in the circuit of the forward and reverse current reference electrodes, measuring the potential differences between the electrodes of the first and second pairs of measuring reference electrodes of both electrical exploration installations, and using the ratio of the potential difference of the first pair of measuring reference electrodes to the potential difference of the second pair for both electrical prospecting installations and according to the dependences of the relations of potential differences from displacements from measuring reference electrodes relative to the underground pipeline, obtained by calculation or experimentally, determine the movement of soil along and across the pipeline, the direction and speed of its movement.

Сущность второго изобретения заключается в том, что в заявляемом устройстве для измерения направления и скорости движения грунта относительно подземного трубопровода, включающем установленные вблизи трубопровода прямой и обратный токовые и измерительные электроды-реперы электроразведочных установок, генератор переменного тока, измеритель разности потенциалов, блок управления и обработки данных, коммутатор, канал передачи информации, при этом прямой и обратный токовые электроды-реперы подключены к выходу генератора переменного тока, измерительные электроды подключены к входам коммутатора, выходы которого соединены с входом измерителя разности потенциалов, подключенного ко входу блока управления и обработки данных, управляющего коммутатором и генератором переменного тока, выходы блока управления и обработки данных соединены с входами канала передачи информации, согласно изобретения, электроды-реперы электроразведочных установок размещены по двум взаимно перпендикулярным профилям, один из которых по направлению совпадает с осью трубопровода, причем прямой токовый электрод-репер является общим для обеих электроразведочных установок и размещен на электроизоляционном основании, закрепленном на подземном трубопроводе, первые и вторые пары измерительных электродов-реперов обеих электроразведочных установок установлены на жестких электроизоляционных пластинах и расположены по разные стороны от прямого токового электрода-репера.The essence of the second invention lies in the fact that in the inventive device for measuring the direction and speed of movement of the soil relative to the underground pipeline, which includes direct and reverse current and measuring electrodes-reference electrodes of electrical exploration installations, an alternating current generator, a potential difference meter, a control and processing unit data, a switch, a channel for transmitting information, while the forward and reverse current reference electrodes are connected to the output of the alternator a, the measuring electrodes are connected to the inputs of the switch, the outputs of which are connected to the input of the potential difference meter connected to the input of the control and data processing unit, controlling the switch and the alternator, the outputs of the control and data processing unit are connected to the inputs of the information transmission channel, according to the invention, reference electrodes of electrical prospecting installations are placed along two mutually perpendicular profiles, one of which in the direction coincides with the axis of the pipeline, and the straight line then Marketing electrode frame is common to both electro plants and placed on the electrically insulating base, fixed to the underground pipe, the first and second pair of measurement electrodes two electro-frame units are mounted on rigid insulating plates and disposed on either side of the direct-current electrode frame.

На фиг.1 приведена схема размещения электродов-реперов вблизи подземного трубопровода.Figure 1 shows the layout of the reference electrodes near the underground pipeline.

На фиг.2 изображена конструкция электроразведочных установок устройства для измерения направления и скорости движения грунта относительно подземного трубопровода.Figure 2 shows the design of electrical exploration installations of the device for measuring the direction and speed of movement of the soil relative to the underground pipeline.

На фиг.3 представлена функциональная схема устройства для измерения направления и скорости движения грунта относительно подземного трубопровода.Figure 3 presents a functional diagram of a device for measuring the direction and speed of movement of soil relative to an underground pipeline.

На фиг.4 приведены расчетная и экспериментальные зависимости отношения разности потенциалов первой пары измерительных электродов-реперов и разности потенциалов второй пары измерительных электродов-реперов.Figure 4 shows the calculated and experimental dependences of the ratio of the potential difference of the first pair of measuring reference electrodes and the potential difference of the second pair of measuring reference electrodes.

На фиг.1 изображены подземный трубопровод 1, профиль 2, перпендикулярный оси трубопровода 1, профиль 3, параллельный оси трубопровода 1, прямой токовый электрод-репер 4, первая пара измерительных электродов-реперов 5 первой электроразведочной установки, вторая пара измерительных электродов-реперов 6, первая пара измерительных электродов-реперов 7 второй электроразведочной установки, вторая пара измерительных электродов-реперов 8 второй электроразведочной установки, обратный токовый электрод-репер 9.Figure 1 shows the underground pipeline 1, profile 2, perpendicular to the axis of the pipeline 1, profile 3, parallel to the axis of the pipeline 1, direct current electrode reference 4, the first pair of measuring electrodes reference 5 of the first electrical exploration installation, the second pair of measuring electrodes reference 6 , the first pair of measuring reference electrodes 7 of the second electrical exploration installation, the second pair of measuring reference electrodes 8 of the second electrical prospecting installation, the reverse current electrode-reference 9.

Обе электроразведочные установки устройства для измерения направления и скорости движения грунта (фиг.2) имеют общий токовый электрод-репер 4, размещенный на электроизоляционном основании 10, закрепленном на подземном трубопроводе 1. Электрод-репер 4 крепится к электроизоляционному основанию 10 винтом 13. Первые 5, 7 и вторые 6, 8 пары измерительных электродов-реперов обеих электроразведочных установок установлены на жестких электроизоляционных пластинах 11, 12 соответственно и расположены по разные стороны от прямого токового электрода-репера 4. Продольные оси пластин 11, 12 взаимно перпендикулярны, а ось пластины 12 параллельна оси подземного трубопровода 1.Both electrical prospecting installations of the device for measuring the direction and speed of movement of the soil (Fig. 2) have a common current reference electrode 4, located on the electrical insulating base 10, mounted on the underground pipeline 1. The reference electrode 4 is attached to the electrical insulating base 10 with a screw 13. The first 5 , 7 and second 6, 8 pairs of measuring reference electrodes of both electrical prospecting installations are mounted on rigid electrical insulating plates 11, 12, respectively, and are located on opposite sides of the direct current reference electrode 4. The longitudinal axis of the plates 11, 12 are mutually perpendicular and the axis of the plate 12 parallel to the axis of the underground pipeline 1.

Обратный токовый электрод-репер 9 отнесен от измерительных электродов на расстояние, десятикратно превышающее расстояние между центрами пар измерительных электродов-реперов.The reverse current reference electrode 9 is spaced from the measuring electrodes by a distance ten times the distance between the centers of the pairs of measuring reference electrodes.

Устройство для измерения направления и скорости движения грунта (фиг.3) включает также генератор переменного тока 14, измеритель разности потенциалов 15, блок управления и обработки данных 16, коммутатор 17, канал передачи информации 18.A device for measuring the direction and speed of soil movement (Fig. 3) also includes an alternating current generator 14, a potential difference meter 15, a control and data processing unit 16, a switch 17, an information transmission channel 18.

Прямой и обратный токовые электроды-реперы 9 подключены к выходам генератора переменного тока 14, пары измерительных электродов-реперов 5, 6, 7, 8 подключены к входам коммутатора 17, выходы которого соединены с входом измерителя разности потенциалов 15, подключенного к входу блока управления и обработки данных 16, управляющего коммутатором 17 и генератором переменного тока 14, выходы блока управления и обработки данных 16 соединены с входами канала передачи информации 18.Forward and reverse current reference electrodes 9 are connected to the outputs of the alternator 14, pairs of measuring reference electrodes 5, 6, 7, 8 are connected to the inputs of the switch 17, the outputs of which are connected to the input of the potential difference meter 15 connected to the input of the control unit and data processing 16, the control switch 17 and the alternator 14, the outputs of the control unit and data processing 16 are connected to the inputs of the information transfer channel 18.

Способ измерения направления и скорости движения грунта осуществляют следующим образом. Над подземным газопроводом размещают электроды-реперы двух электроразведочных установок по двум взаимно перпендикулярным профилям 2, 3 (фиг.3), один из которых (3) по направлению совпадает с осью трубопровода. Прямой токовый электрод-репер 4 жестко связывают с подземным трубопроводом 1, обеспечив его электроизоляцию от трубопровода. Первые 5, 7 и вторые 6, 8 пары измерительных электродов-реперов обеих электроразведочных установок размещают по разные стороны от прямого токового электрода-репера 4, а обратный токовый электрод-репер относят на расстояние, не менее десятикратно превышающее расстояние между центрами первой 5, 7 и второй 6, 8 пар измерительных электродов-реперов.The method of measuring the direction and speed of the soil is as follows. Above the underground gas pipeline, reference electrodes of two electrical prospecting installations are placed along two mutually perpendicular profiles 2, 3 (Fig. 3), one of which (3) coincides in the direction with the axis of the pipeline. The direct current reference electrode 4 is rigidly connected to the underground pipeline 1, ensuring its electrical isolation from the pipeline. The first 5, 7 and second 6, 8 pairs of measuring reference electrodes of both electrical prospecting installations are placed on opposite sides of the direct current reference electrode 4, and the reverse current reference electrode is carried by a distance not less than ten times the distance between the centers of the first 5, 7 and the second 6, 8 pairs of measuring reference electrodes.

Расстояние между центрами пар может быть выбрано в зависимости от конкретных условий от 1 до 10 м.The distance between the centers of the pairs can be selected depending on the specific conditions from 1 to 10 m.

По цепи прямого 4 и обратного 9 токовых электродов-реперов пропускают переменный ток и измеряют разности потенциалов между измерительными электродами-реперами первой (5, 7) и второй (6, 8) пар измерительных электродов-реперов обеих электроразведочных установок.An alternating current is passed through the direct 4 and 9 reverse circuits of current reference electrodes and potential differences between the measuring reference electrodes of the first (5, 7) and second (6, 8) pairs of measuring reference electrodes of both electrical prospecting installations are measured.

Составляют отношения

Figure 00000001
Figure 00000002
Make up relationship
Figure 00000001
Figure 00000002

где ΔU11, ΔU21 - разности потенциалов первой 5 и второй 6 пар измерительных электродов первой электроразведочной установки;where ΔU 11 , ΔU 21 are the potential differences of the first 5 and second 6 pairs of measuring electrodes of the first electrical exploration installation;

ΔU12, ΔU22 - разности потенциалов первой 7 и второй 8 пар измерительных электродов второй электроразведочной установки.ΔU 12 , ΔU 22 - potential differences of the first 7 and second 8 pairs of measuring electrodes of the second electrical prospecting installation.

По зависимостям

Figure 00000003
и
Figure 00000004
By Dependencies
Figure 00000003
and
Figure 00000004

где S1 и S2 - перемещения грунта в направлениях взаимно перпендикулярных профилей 2, 3, определяют соответствующие перемещения грунта.where S1 and S2 are soil displacements in the directions of mutually perpendicular profiles 2, 3, the corresponding soil displacements are determined.

Зависимости

Figure 00000003
и
Figure 00000004
могут быть получены расчетным путем или экспериментально путем установления зависимости изменения отношения разностей потенциалов при дискретных синхронных перемещениях первой и второй пар измерительных электродов относительно неподвижных прямого и обратного электродов. На фиг.4 приведен вид таких зависимостей.Dependencies
Figure 00000003
and
Figure 00000004
can be obtained by calculation or experimentally by establishing the dependence of the change in the ratio of potential differences during discrete synchronous movements of the first and second pairs of measuring electrodes relative to the stationary forward and reverse electrodes. Figure 4 shows a view of such dependencies.

Как известно, разность потенциалов, возникающая между парой измерительных электродов электроразведочной установки при пропускании тока через грунт, определяется выражением:As you know, the potential difference that arises between a pair of measuring electrodes of an electrical exploration installation when passing current through the ground is determined by the expression:

Figure 00000005
Figure 00000005

где I - величина тока;where I is the current value;

S - удельное электрическое сопротивление грунта;S is the electrical resistivity of the soil;

К - коэффициент электроразведочной установки, зависящий только от ее геометрических размеров и конфигурации.K is the coefficient of the electrical exploration installation, depending only on its geometric dimensions and configuration.

Таким образом, отношение разностей потенциалов двух пар измерительных электродов

Figure 00000006
равно обратному отношению коэффициентов электроразведочных установок и не зависит от удельного электрического сопротивления грунта и тока питания. При движении грунта и соответственно пар измерительных электродов-реперов относительно неподвижного прямого токового электрода будут изменяться коэффициенты K1 и К2, причем в противоположных направлениях, так как пары измерительных электродов расположены по разные стороны от токового электрода. Следовательно, при движении пар электродов вместе с грунтом будут меняться и отношения разностей потенциалов (фиг.4).Thus, the ratio of potential differences of two pairs of measuring electrodes
Figure 00000006
equal to the inverse ratio of the coefficients of electrical prospecting installations and does not depend on the specific electrical resistance of the soil and the supply current. When the ground moves and, accordingly, the pairs of measuring reference electrodes with respect to the fixed direct current electrode, the coefficients K 1 and K 2 will change, and in opposite directions, since the pairs of measuring electrodes are located on opposite sides of the current electrode. Therefore, when the pairs of electrodes move along with the soil, the potential difference ratios will also change (Fig. 4).

Вектор общего смещения грунта в прямоугольной системе координат, связанной с осью трубопровода и перпендикулярным ей направлением, можно представить в виде:The vector of the total soil displacement in a rectangular coordinate system associated with the axis of the pipeline and the direction perpendicular to it can be represented as:

Figure 00000007
Figure 00000007

где,

Figure 00000008
,
Figure 00000009
- единичные орты по соответствующим координатным осям.Where,
Figure 00000008
,
Figure 00000009
- unit vectors along the corresponding coordinate axes.

Модуль вектора смешения:Mix vector module:

Figure 00000010
Figure 00000010

Направление движения грунта определяется углом α между

Figure 00000011
и осью трубопроводаThe direction of movement of the soil is determined by the angle α between
Figure 00000011
and the axis of the pipeline

Figure 00000012
Figure 00000012

Скорость движения грунта:Ground Speed:

Figure 00000013
Figure 00000013

где Т - время между измерениями.where T is the time between measurements.

Устройство для измерения направления и скорости движения грунта работает следующим образом.A device for measuring the direction and speed of the soil works as follows.

От генератора переменного тока 14 по команде от блока управления и обработки данных 16 на прямой 4 и обратный 9 токовые электроды подается переменный ток. Между электродами четырех пар 5, 6, 7, 8 измерительных электродов возникают разности потенциалов ΔU11, ΔU21, ΔU12, ΔU22, которые поступают на соответствующие входы коммутатора 17, который по командам блока управления и обработки данных 16 поочередно подключает пары измерительных электродов к входу измерителя разности потенциалов 15.From the alternator 14 by command from the control and data processing unit 16, direct current 4 and reverse 9 current electrodes are supplied with alternating current. Between the electrodes of four pairs of 5, 6, 7, 8 measuring electrodes, potential differences ΔU 11 , ΔU 21 , ΔU 12 , ΔU 22 occur, which are fed to the corresponding inputs of the switch 17, which, by commands of the control and data processing unit 16, alternately connects the pairs of measuring electrodes to the input of the potential difference meter 15.

Измеритель разности потенциалов 15 преобразует входные переменные напряжения в напряжения постоянного тока, которые поступают на вход блока управления и обработки данных 16, где оцифровываются и подаются на входы канала передачи информации 18.The potential difference meter 15 converts the input variable voltage to DC voltage, which are fed to the input of the control and data processing unit 16, where they are digitized and fed to the inputs of the information transfer channel 18.

Информация по каналам телеметрии передается на диспетчерский пункт, где обрабатывается по соответствующим алгоритмам для получения сведений о направлении и скорости движения грунта относительно подземного трубопровода.Information via telemetry channels is transmitted to the control room, where it is processed according to appropriate algorithms to obtain information about the direction and speed of movement of the soil relative to the underground pipeline.

Измерения производятся автоматически с периодичностью, задаваемой программой блока управления и обработки данных 16, который выполнен на основе микропроцессора.Measurements are made automatically at intervals determined by the program of the control unit and data processing 16, which is based on a microprocessor.

Для обеспечения постоянства расстояний между измерительными электродами они установлены на электроизоляционные пластины 11, 12 (фиг.2). Прямой токовый электрод 4 также установлен на электроизоляционное основание 10 для устранения возможного влияния трубопровода при нарушении его изоляции на результаты измерений.To ensure the constancy of the distances between the measuring electrodes, they are installed on the insulating plates 11, 12 (figure 2). A direct current electrode 4 is also installed on the insulating base 10 to eliminate the possible influence of the pipeline in case of violation of its insulation on the measurement results.

Если направление движения грунта известно, то для определения его скорости движения достаточно одной электроразведочной установки, токовые и измерительные электроды которой размещают на профиле, совпадающем с направлением движения грунта.If the direction of movement of the soil is known, then to determine its speed of movement, only one electrical prospecting installation is sufficient, the current and measuring electrodes of which are placed on a profile that coincides with the direction of movement of the soil.

Предлагаемые способ и устройство позволяют в автоматическом режиме постоянно регистрировать направление и скорость движения грунта относительно трубопровода и оценивать величины дополнительных нагрузок, действующих на трубопровод, что позволяет своевременно обнаруживать аварийные ситуации и принимать своевременные меры по защите трубопровода от разрушения.The proposed method and device allows to automatically automatically record the direction and speed of soil movement relative to the pipeline and evaluate the magnitude of the additional loads acting on the pipeline, which allows timely detection of emergency situations and take timely measures to protect the pipeline from destruction.

Claims (2)

1. Способ измерения направления и скорости движения грунта относительно подземного трубопровода, заключающийся в том, что вблизи трубопровода устанавливают на определенном расстоянии друг от друга реперы и периодически производят измерения их параметров и отклонений от первоначальных значений, по величинам которых судят о направлении и скорости движения грунта, отличающийся тем, что реперы используют в качестве электродов двух электроразведочных установок, размещаемых по двум взаимно перпендикулярным профилям, один из которых по направлению совпадает с осью трубопровода, причем прямой токовый электрод-репер, общий для обеих электроразведочных установок, жестко связывают с подземным трубопроводом, обеспечив его электроизоляцию, первые и вторые пары измерительных электродов-реперов обеих электроразведочных установок располагают по разные стороны от прямого токового электрода-репера, обратный токовый электрод-репер относят на расстояние, не менее десятикратно превышающее расстояние между центрами первой и второй пар измерительных электродов-реперов, пропускают переменный ток в цепи прямого и обратного токовых электродов-реперов, измеряют разности потенциалов между электродами первых и вторых пар измерительных электродов-реперов обеих электроразведочных установок, а в качестве контролируемого параметра используют отношение разности потенциалов первой пары измерительных электродов-реперов к разности потенциалов второй пары для обеих электроразведочных установок и по зависимостям отношений разностей потенциалов от перемещений измерительных электродов-реперов относительно подземного трубопровода, полученных расчетным путем или экспериментально, определяют перемещения грунта вдоль и поперек трубопровода, направление и скорость его движения.1. The method of measuring the direction and speed of movement of the soil relative to the underground pipeline, which consists in the fact that near the pipeline set at a certain distance from each other benchmarks and periodically measure their parameters and deviations from the original values, the values of which judge the direction and speed of movement of the soil characterized in that the reference points are used as electrodes of two electrical exploration installations placed along two mutually perpendicular profiles, one of which coincides with the axis of the pipeline, and the direct current reference electrode common to both electrical prospecting installations is rigidly connected to the underground pipeline, ensuring its electrical isolation, the first and second pairs of measuring reference electrodes of both electrical exploration installations are located on opposite sides of the direct current reference electrode , the reverse current reference electrode is carried to a distance not less than ten times the distance between the centers of the first and second pairs of measuring reference electrodes, alternating current in the circuit of the forward and reverse current reference electrodes, measure the potential difference between the electrodes of the first and second pairs of measuring reference electrodes of both electrical exploration installations, and use the ratio of the potential difference of the first pair of measuring reference electrodes to the potential difference of the second pair for both electrical prospecting installations and according to the dependences of the relations of potential differences from the displacements of the measuring reference electrodes relative to the underground boprovoda obtained by calculation or experimentally determined soil displacement along and across the pipeline, the direction and speed of its movement. 2. Устройство для измерения направления и скорости движения грунта относительно подземного трубопровода, включающее установленные вблизи трубопровода прямой и обратный токовые и измерительные электроды-реперы электроразведочных установок, генератор переменного тока, измеритель разности потенциалов, блок управления и обработки данных, коммутатор, канал передачи информации, при этом прямой и обратный токовые электроды-реперы подключены к выходу генератора переменного тока, измерительные электроды подключены к входам коммутатора, выходы которого соединены с входом измерителя разности потенциалов, подключенного ко входу блока управления и обработки данных, управляющего коммутатором и генератором переменного тока, выходы блока управления и обработки данных соединены с входами канала передачи информации, отличающееся тем, что электроды-реперы электроразведочных установок размещены по двум взаимно перпендикулярным профилям, один из которых по направлению совпадает с осью трубопровода, причем прямой токовый электрод-репер является общим для обеих электроразведочных установок и размещен на электроизоляционном основании, закрепленном на подземном трубопроводе, первые и вторые пары измерительных электродов-реперов обеих электроразведочных установок установлены на жестких электроизоляционных пластинах и расположены по разные стороны от прямого токового электрода-репера. 2. A device for measuring the direction and speed of movement of the soil relative to the underground pipeline, including direct and reverse current and measuring electrodes-reference electrodes of electrical exploration installations installed near the pipeline, an alternating current generator, a potential difference meter, a control and data processing unit, a switch, an information transmission channel, in this case, the forward and reverse current reference electrodes are connected to the output of the alternator, the measuring electrodes are connected to the inputs of the switch the odes of which are connected to the input of the potential difference meter connected to the input of the control and data processing unit that controls the switch and the alternator, the outputs of the control and data processing unit are connected to the inputs of the data transmission channel, characterized in that the reference electrodes of the electrical exploration installations are located in two mutually perpendicular profiles, one of which coincides in the direction with the axis of the pipeline, moreover, a direct current reference electrode is common to both electrical prospecting x installations and placed on an insulating base mounted on an underground pipeline, the first and second pairs of measuring electrodes-benchmarks of both electrical prospecting installations are mounted on rigid electrical insulating plates and are located on opposite sides of the direct current reference electrode.
RU2010153501/06A 2010-12-27 2010-12-27 Method of measurement of direction and speed of soil movement relative to underground pipeline and device for its implementation RU2476747C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010153501/06A RU2476747C2 (en) 2010-12-27 2010-12-27 Method of measurement of direction and speed of soil movement relative to underground pipeline and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010153501/06A RU2476747C2 (en) 2010-12-27 2010-12-27 Method of measurement of direction and speed of soil movement relative to underground pipeline and device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010153501A RU2010153501A (en) 2012-07-10
RU2476747C2 true RU2476747C2 (en) 2013-02-27

Family

ID=46848045

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010153501/06A RU2476747C2 (en) 2010-12-27 2010-12-27 Method of measurement of direction and speed of soil movement relative to underground pipeline and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2476747C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4727329A (en) * 1986-02-19 1988-02-23 Atlantic Richfield Company Method and system for measuring displacement of buried fluid transmission pipelines
RU2153118C2 (en) * 1997-05-05 2000-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - ВНИИГАЗ" Method of determination of direction and speed of motion of soil relative to subterranean pipe line and device for realization of this method
RU2338031C2 (en) * 2006-01-10 2008-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Кубаньгазпром" Device for measuring of speed and soil dislocation direction against underground pipeline
RU96582U1 (en) * 2010-02-24 2010-08-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз-Кубань" DEVICE FOR MEASURING SPEED AND DIRECTION OF MOTION OF SOIL REGARDING UNDERGROUND PIPELINE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4727329A (en) * 1986-02-19 1988-02-23 Atlantic Richfield Company Method and system for measuring displacement of buried fluid transmission pipelines
RU2153118C2 (en) * 1997-05-05 2000-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - ВНИИГАЗ" Method of determination of direction and speed of motion of soil relative to subterranean pipe line and device for realization of this method
RU2338031C2 (en) * 2006-01-10 2008-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "Кубаньгазпром" Device for measuring of speed and soil dislocation direction against underground pipeline
RU96582U1 (en) * 2010-02-24 2010-08-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Трансгаз-Кубань" DEVICE FOR MEASURING SPEED AND DIRECTION OF MOTION OF SOIL REGARDING UNDERGROUND PIPELINE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010153501A (en) 2012-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10620245B2 (en) Method and device for monitoring a submarine cable
CN101034129B (en) Method and device for online monitoring power station and substation grounding grid
CN105695997A (en) Safety protection method for underground metal pipeline
KR101965589B1 (en) Monitoring system of reservoir using temperature change data
KR101828520B1 (en) Integrated monitoring system and the method for dangerous weak structure using the integrated triggering of electrical resistivity monitoring and earthquake data, and drone images
KR20180066525A (en) The cladding damage detection system of pipes buried underground
KR101146152B1 (en) Method for prospeting turnal electric resistivity and device thereof
RU2476747C2 (en) Method of measurement of direction and speed of soil movement relative to underground pipeline and device for its implementation
RU2350974C1 (en) Method for determination of cable installation route and localisation of cable damage point
CN103266616A (en) Retaining-structure internal-force and risk assessment method and system based on inclinometer data
JP2000338258A (en) Fill dam control system by specific resistance tomography method and its control method
RU2626609C1 (en) Method of estimating technical condition of insulating coating of underground pipeline
RU2377581C1 (en) Method of measurement and monitoring of insulation resistance of unearthed power electrical ac networks under operation voltage and device for its implementation
KR101928193B1 (en) Method for predicting data of tower footing
KR102187099B1 (en) Underground wireless sensor network and system for detecting damage of heat transfer pipe using the same
KR101564718B1 (en) System for analyzing the depth and location of underground pipe by analysis of electromagnetic response
JP2018109589A (en) Estimation system and estimation method for metal pipe corrosion
CN203772205U (en) Bridge displacement measuring device
RU2351958C1 (en) Method of sea geo-electro-survey with electrical focusing (versions)
KR101336860B1 (en) Detecting apparatus for fault location of power line
KR20210067905A (en) Automatic flow calculation device through loss head measurement
JP2013023857A (en) Measurement device and safety monitoring system
RU2473098C1 (en) Method to detect location of stray current location
KR20170016566A (en) Apparatus and method of predicting tunnel state using resistivity
RU2467287C2 (en) Method of monitoring hazardous geodynamic processes