Пояснения к работе

 

Магниторазведочный метод может успешно применяться для обнаружения, картирования и диагностирования технического состояния стальных трубопроводов. Основой являются магнитометрические измерения деформаций магнитного поля Земли, напряженность которого в северном полушарии меняется от 33000 до 66000 нТл. Работы по магнитометрическим измерениям над стальными трубами, как правило, проводятся на участках, несравнимо малых по отношению к размерам Земли. Магнитное поле условного диполя таких участков считается постоянным. Его называют нормальным магнитным полем.

Стальные трубы, как изучаемые объекты, намагнитившись магнитным полем, создают вокруг себя и на поверхности земли аномальные поля, которые, складываясь с нормальным полем, деформируют его и создают общее суммарное магнитное поле. Измеряя специальными приборами - магнитометрами на поверхности земли отдельные элементы суммарного магнитного поля, а затем вычитая из них значения нормального поля, можно в чистом виде получить аномальное поле, связанное с целевым объектом. Анализируя это поле, можно сделать заключение о месте расположения, глубине залегания и магнитных характеристиках трубы.

Процесс магнитной съемки в первой своей части сводится к отысканию и выделению аномалий только от целевого объекта, т. е. выполнению самой магнитной съемки, а во второй части к интерпретации полученных аномалий, т. е. определению параметров целевого объекта. Выбор методики магнитной съемки целиком определяется характеристиками целевого объекта и поставленной задачей. Магнитные наблюдения производят либо по профилю, либо по системе профилей, расположенных в пределах изучаемой площади. Сеть наблюдений создается и закрепляется на местности до начала магнитной съемки в ходе обязательных топогеодезических работ. Для надежного обнаружения аномалий расстояние между профилями должно быть по крайней мере в 2 раза меньше протяженности исследуемой аномалии, а расстояние между точками на профиле в 2 раза меньше ширины аномалии. При детальных исследованиях шаг наблюдений сгущается от 3 до 5 раз. Таким образом, сеть наблюдений определяется ожидаемыми размерами аномалий. В свою очередь, ожидаемые размеры аномалий определяются исследователем, исходя из предварительной информации об объекте исследования: размеры объекта, глубина залегания, его магнитные свойства.

При изучении трубопроводов в задачу исследователя входит определение их местоположения. При этом профиль наблюдения должен располагаться перпендикулярно ожидаемому простиранию трубопровода (рисунок 7).

Рисунок 7 Методика магнитной съемки при поиске трубопровода

Далее путём рекогносцировочных измерений определяют положения трубопровода и после этого переходят к производству магнитной съемки по системе профилей. Такая съемка называется площадной. На графиках отчетливо прослеживается ось труб теплосети по максимальным значениям наблюденного поля Т (рисунок 8).

Рисунок 8 Графики магнитного поля над трубами теплосети

Результаты съёмки позволяют изучить характер распределения магнитного поля в плане и выявить не только местоположение трубопровода, но и особенности магнитного поля, связанные с различными марками стали отдельных видов труб, разными способами их изготовления и др.

 

Методические указания

 

Перед началом наблюдений собираются априорные сведения об участке работ, производится визирование на дневной поверхности линии прохождения трассы подземных трубопроводов, создается система профилей с закреплением на местности начальных и конечных пикетов на каждом профиле. Расстояние между профилями выбирается в соответствии с длиной картируемой трассы трубопроводов, которую необходимо «подсечь» не менее 5-7 раз. Расстояние между точками измерения по каждому профилю должно быть в 2 раза меньше диаметра картируемой трубы.

Магнитометрическая съемка производится с использованием квантового магнитометра ММ 60 М. Блок-схема магнитометра приведена на рисунке 9.

Рисунок 9 Блок-схема магнитометра ММ 60 М

Д.П.— датчик поля, Вх.У. — входное устройство, У.М. — усилитель мощности, С – смеситель, У.П.Ч. — усилитель промежуточной частоты, Д — детектор, Э.З.К. — электронная записная книжка, Г.П.Ч. — генератор промежуточной частоты, Б.П. — блок питания, П.Н. — преобразователь напряжения

 

Измерения на профилях выполняются геофизическим отрядом из 2-х человек (рисунок 10). Порядок проведения измерений сводится к включению прибора и записи значений суммарного вектора напряжённости магнитного поля на каждой точке профиля после нажатия кнопки «ПУСК».

Рисунок 10 Измерения на профиле с квантовым магнитометром ММ 60М

 

Территория эталонной площадки находится в западном жилом массиве Советского района г. Ростова-на-Дону по улице Зорге и расположена между зданиями Геолого-географического и Химического факультетов Южного Федерального университета. Участок работ представляет собой ровную газонного вида поверхность, где отсутствуют строения. Грунт, в котором проложены подземные коммуникации, представлен темно-серыми суглинками однородного состава с буроватым оттенком.

Общий вид площадки, где проходят подземные трассы водопровода, теплоснабжения и телефонных кабелей показан на рисунке 11.

Рисунок 11 Общий вид эталонной площадки

Зарегистрированные в полевом журнале измерения переводятся в электронный вид с помощью программы Excel и представляются в виде план-графиков (см. рисунок 8). В случае проявления одиночных симметричных аномалий, глубину залегания труб можно оценить графическим способом по методу касательных. Он заключается в проведении на аномалиях графиков Т касательных, параллельных оси х в точках максимума и минимума, а также в точках перегиба (точках максимальных градиентов) (рисунок 12).

 

 

Рисунок 12 Интерпретация кривой Т способом касательных

 

Для точек пересечения всех касательных определяют их абсциссы х1, х2, х1΄, х2΄. Приближенную глубину залегания верхней кромки объекта, создавшего аномалию, рассчитавают по формулам:

и (3).

Среднее из полученных значений h и является оценочной глубиной залегания верхней кромки трубы. При этом, глубина залегания h, вычисленная методом касательных, может отличаться от истинной в зависимости от формы и размеров исследуемых объектов. Поэтому в расчетные формулы вводятся поправочные коэффициенты, которые получены для разных соотношений размеров и глубин залегания тех или иных объектов. Поправочный коэффициент обычно составляет величину, близкую к 0,7.

 

Содержание отчета

 

1. Название и цель работы.

2. Сущность магнитометрических съёмок.

3. Краткое описание методики полевых и камеральных работ.

4. Основные результаты и выводы по работе.

 

Контрольные вопросы

 

1. Сущность магнитометрического метода.

2. Магнитометрическая аппаратура и методика полевых работ.

3. Стандартные компьютерные программы обработки результатов магнитных съемок.

4. Форма графиков магнитного поля над стальными трубами.

return false">ссылка скрыта