[发明专利]利用磁场水平分量垂向差值曲线确定金属管线空间位置的方法

权利要求书

1.一种利用磁场水平分量垂向差值曲线确定金属管线空间位置的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

(1)、利用金属管线露出地面的位置，使用充电法或感应法激发已知金属管线，在一定范围内用管线探测仪的接收机接收测量目标金属管线的磁场水平分量，初步判断金属管线的平面位置；

(2)、根据步骤(1)初步判断的位置，在现场地面沿垂直于金属管线的方向布置测线，用管线探测仪发射机激发金属管线，沿测线用管线探测仪接收机第一次测量金属管线每个测点产生的不同高度的磁场水平分量H_x^h1及H_x^h2，按照公式①计算出每个测点的磁场水平分量垂向差值H¹_xz：

H¹_xz＝H_x^h2-H_x^h1    ①

其中：H_x^h2是离地面最近的接收线圈接收的磁场水平分量；

H_x^h1是将接收线圈提高h₀高度时接收的同一测点的磁场水平分量；

(3)、并根据步骤(2)中一次实测磁场水平分量H_x^h2和计算的一次实测磁场水平分量垂向差值H¹_xz分别绘制出金属管线的一次实测磁场水平分量H_x^h2曲线和一次实测磁场水平分量垂向差值H¹_xz曲线；根据金属管线的一次实测磁场水平分量H_x^h2，通过公式ΔH_x^h2＝H^h2_x(i+1)-H^h2_xi求相邻的i点一次实测磁场水平分量H^h2_xi与i+1点一次实测磁场水平分量H^h2_x(i+1)之间的一次实测磁场水平分量差ΔH_x^h2,即一次实测磁场水平分量H_x^h2在水平方向上的变化率H¹_XX,并绘制变化率H¹_XX的曲线；

(4)、将步骤(3)中得到的一次实测磁场水平分量H_x^h2曲线、一次实测磁场水平分量垂向差值H¹_xz曲线及一次实测磁场水平分量H_x^h2在水平方向上的变化率H¹_XX曲线与现有的单根金属管线的理论磁场水平分量H_X曲线、理论磁场水平分量垂向梯度H_xz曲线及理论磁场水平分量H_X在水平方向上的变化率H_XX曲线对比；并根据曲线对比结果或一次实测磁场水平分量垂向差值H¹_xz曲线过零点的半弦长q^/₀同单根金属管线理论磁场水平分量H_X曲线中80％极大值弦长之间的关系或两者的结合判断是一根还是两根管线；

(5)、利用金属管线被电磁激发产生的磁场水平分量对其求垂直方向的导数，即得到公式②：

其中：n代表管线的数量；I_i为第i根平行管线上的电流大小；

a_i为第i根平行管线中心线与i＝0的那根管线中心线之间的水平距离；其中a₀＝0；h_i为第i根管线的中心埋深；

步骤(4)中判断出地下管线为一根时，i＝0、a_i＝0，x＝h，代入公式②计算出H_xz＝0，此时一次实测磁场水平分量垂向差值H¹_xz曲线过零点位置对应的半弦长q^/₀即为单根金属管线的埋深，一次实测磁场水平分量垂向差值H¹_xz曲线过零点位置向磁场水平分量极大值方向平移x＝h即得到目标管线的水平位置；

(6)、步骤(4)中判断出地下管线为两根时，选择T位移法、隔离感应激发法、偏位感应法中的任意一种方法进行金属管线电磁激发，再次在步骤(2)中的原测线上二次测量地下两根平行金属管线在地面产生的磁场水平分量及同一测点磁场水平分量垂向差值分别绘制出二次实测磁场水平分量曲线和二次实测磁场水平分量垂向差值曲线；并按照公式ΔH_x^h22＝H^h22_x(i+1)-H^h22_xi计算出第i+1测点的二次实测磁场水平分量H^h22_x(i+1)和i测点二次实测磁场水平分量H^h22_xi之差ΔH_x^h22，找出ΔH_x^h22中的极大值

(7)、根据步骤(6)所确定的磁场水平分量之差的极大值找出极大值在二次实测磁场水平分量曲线的视对应的位置，并根据确定的二次实测磁场水平分量曲线的视对应的位置及二次实测磁场水平分量垂向差值曲线过零点的半弦长q^//₀的位置，利用公式③求出两根平行管线的埋深h，

式③中：h为两根平行管线的视埋深，b为视与q^//₀对应的地面水平距离；

并进一步确定两根平行管线的平面位置即二次实测磁场水平分量垂向差值曲线过零点对应的水平位置向极大值对应的水平位置方向移h的长度所对应的位置就是金属管线中心的水平位置。