System zur Bestimmung der Lage von Rohrleitungen

Die Erfindung betrifft ein System zur Bestimmung der Lage von Rohrleitungen mit zumindest einem Geomolch, der in eine Rohrleitung eingebracht wird, sich darin fortbewegt und eine Magnetquelle zur Erzeugung eines Magnetfeldes aufweist.

Die Lage von unterirdischen Rohrleitungen wie Pipelines für Gas, Öl, Wasser, etc. muss für Inspektionsaufgaben hochgenau bekannt sein, üblicherweise sind diese Pipelines und insbesondere die Lage ihrer Oberkante nach der Verlegung und Wiederherstellung des Erdreiches nicht mehr von außen einsehbar.

Bei der Neuverlegung von Pipelines werden diese während der Verlegung, also vor der Wiederaufschüttung des Erdreichs mittels zeitgemäßen Methoden in Katastergenauigkeit eingemessen. Ältere Pipelinebestände wurden bei der Verlegung in der Vergangenheit hingegen nicht in ausreichender Genauigkeit er- fasst. Zudem kann es durch instabile Untergründe wie z.B. Moore, Wüstensand, etc. geschehen, dass sich die Lage der Pipeline im eingebetteten Untergrund verändert.

Aus dem Stand der Technik sind Methoden bekannt die Pipeline bzw. ihre metallische Struktur im Erdreich zu orten.

Dies geschieht erdoberflächennah beispielsweise mittels Handmessgeräten, wie sie von der CORROCONT Group vertrieben werden (http : //www . corrocont . com/surveys/pipeline-locating-and- depth-measurement) , was die Übertragung des eingekoppelten Messsignals und somit die Sensitivität der Messung begünstigt .

Weiter bekannte Verfahren für die interne Inspektion von Pipelines nutzen sogenannte Geomolche, die in die Pipeline eingebracht werden und durch den Strom des transportierten Mediums m der Pipeline fortbewegt werden. Die Bestimmung der Position des Geomolchs erfolgt durch Inertialmesssysteme.

Diese Systeme sind mit dem Nachteil behaftet, dass sie eine Drift des Messergebnisses, also eine Fehlerfortpflanzung durch die inkrementelle Vorschubbestimmung aufweisen.

Dieses Fehlerverhalten kann mangels des Kontaktes zur Außenwelt nicht trivialerweise durch externe und somit absolute Messungen kompensiert werden, wobei insbesondere die zumeist metallische Struktur der Pipeline ein Hindernis darstellt, , welche die Übertragung von Funksignalen (elektrischen Feldern) stört ( Faradayscher Käfig) .

Bekannt sind aus dem Stand der Technik wie beispielsweise aus https://en.wikipedia.org/wiki/Pigging an der Außenhaut der Pipeline angebrachte akustische, magnetische oder auf Funktechnik beruhende Ortungseinrichtungen welche die Passage es Geomolchs detektieren können.

Diese Form von Sensorik ist aber gerade bei schlecht

eingemessenen Altbeständen nicht vorhanden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik weiterzuentwickeln und insbesondere den Einsatz von Geo- molchen zur Vermessung von Pipelines zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem System gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeb sich aus den Unteransprüchen .

Die Erfindung wird anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen beispielhaft:

Fig. 1 den Einsatz eines erfindungsgemäßen Systems in einer schematischen und seitlichen Darstellung.

Fig. 2 den Einsatz des erfindungsgemäßen Systems in Draufsicht .. Die Darstellungen zeigen den Einsatz eines Geomolches GM zur Bestimmung der Lage einer Rohrleitung RL .

Der Geomolch GM ist mit einer Magnetquelle MQ ausgestattet, die ein Magnetfeld MF erzeugt. Der Feldstärkeverlauf des Magnetfeldes wird mit einem, an einem unbemannten Flugobjekt UAV angebrachten Magnetfeldsensor MFS detektiert und räumlich zu- geordnet.

Das unbemannte Flugobjekt UAV folgt dem Maximum des magnetischen Signales in einer vorgegebenen Flughöhe und positioniert sich jeweils in definiertem Abstand zum Geomolch GM, beispielsweise direkt über diesem.

Durch die Bewegung des Geomolches GM in der Rohrleitung RL wird daher auch das unbemannte Flugobjekt UAV dem Verlauf der Rohrleitung RL folgen.

Aus der mittels Satellitennavigation laufend bestimmten Position des unbemannten Flugobjektes UAV und dem aus dem Feldstärkeverlauf des Magnetfeldes MF bestimmbaren Abstand zwischen Geomolch GM und unbemanntem Flugobjekt UAV werden Lage und Verlauf der Rohrleitung RL ermittelt.

Dabei ist es zweckmäßig wenn die mittels Inertialmesssystemen erhaltenen Informationen zur Position des Geomolches ebenfalls in die Ermittlungen von Lage und Verlauf der Rohrlei- tung RL herangezogen werden.

Als Magnetquelle sind beispielsweise Permanentmagnete oder Magnetspulen denkbar. Vorteilhaft ist der Einsatz einer mit Wechselstrom

beaufschlagten Spule als Magnetquelle MQ zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldes MF mit einer aufgeprägten Fre- quenzsignatur, sodass die Unterscheidung von Störsignalen ermöglicht wird.

Dazu ist es zweckmäßig, wenn Frequenz und Feldstärke des Mag- netfeldes MF so an die Eigenschaften der Rohrleitung RL ange- passt werden, dass die in derselben induzierten Wirbelströme ein Minimum werden .

Vorteilhaft kann auch die Ausgestaltung des Magnetfeldes MF als ein durch ein Wechselfeld überlagertes Gleichfeld sein, da die Wechselfeld-Durchlässigkeit von magnetischen Materialien durch die Überlagerung eines Gleichfeldes, welches das Material an entsprechender Stelle magnetisch sättigt, verbessert werden kann .

Um ein magnetisches Ankleben des Molches an das Umgebende Rohr zu vermeiden, sollte weiterhin das magnetische Gleichfeld möglichst symmetrisch innerhalb des Rohres verlaufen. Bei der Bestimmung der Position des Geomolches GM ist es zweckmäßig, wenn dazu sowohl die Position

Es kann auch vorteilhaft sein, das unbemannte Flugobjekt UAV mit einer Mehrzahl von Magnetfeldsensoren MFS auszustatten, und diese kreuzförmig anzuordnen, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Damit wird die Lokalisierung des Geomolches GM und damit der Rohrleitung RL in lateraler Richtung durch die Detektion eines Maximums verbessert. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Magnetfeld auch gleichzeitig zur Detektion von Schwachstellen in der Rohrleitungshülle oder von Unregelmässigkeiten im darüber liegenden Erdreich (z.B. „illegal

Tapping" durch Anbringen von Ableitungen) verwendet wird.

Denkbar wäre auch eine bidirektionalen Messung, indem das durch die Magnetfeldsonde MFS gemessene Signal beispielsweise auf einer anderen, niedrigeren Frequenz an den Geomolch GM zurückgesandt wird. Dadurch kann mit geeigneter Codierung über die Laufzeit der Signale der Abstand zwischen unbemanntem Flugobjekt UA und Geomolch GM bestimmt werden.

Alternativ wäre auch eine Abstandmessung über den Vergleich der Phasenlage der Signale denkbar.

Die mit dem erfindungsgemäßen System erzielten Vorteile liegen insbesondere in einer hohen Genauigkeit der Positionsbestimmung des Geomolches GM vor allem bei vergleichsweise langen Rohrleitungen RL durch Elimination des Driftverhaltens der inkrementellen Messung mittels Inertialmesssystem.

Damit können auch vergleichsweise einfache und kostengünstige Messsysteme im Geomolch GM zum Einsatz kommen.

Das System ermöglicht weiterhin eine vollständige Automatisierung des Meßvorganges.

Bezugszeichenliste

GM Geomolch

UAV Unbemanntes Flugobjekt

RL Rohrleitung

MF Magnetfeld

MFS Magnetfeldsensor

MQ Magnetquelle