JPH0820524B2 - 海底埋設導体の検知器からの埋設深さ測定装置 - Google Patents

海底埋設導体の検知器からの埋設深さ測定装置

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JPH0820524B2
JPH0820524B2 JP58057534A JP5753483A JPH0820524B2 JP H0820524 B2 JPH0820524 B2 JP H0820524B2 JP 58057534 A JP58057534 A JP 58057534A JP 5753483 A JP5753483 A JP 5753483A JP H0820524 B2 JPH0820524 B2 JP H0820524B2
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JP
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buried
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detector
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徳紀 三浦
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Tokyo Gas Co Ltd
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Tokyo Gas Co Ltd
Nippon Electric Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/02Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with propagation of electric current
    • G01V3/06Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with propagation of electric current using AC

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガス管や水導管,電力ケーブル,通信ケーブ
ル等の比較的長距離に渡って海底に埋設された導体の埋
設深さを測定する埋設深度測定装置に関する。
ガス管や電力ケーブル等の海底に敷設される導体は、
船舶の錨,漁船の底引漁具等によって機械的損傷を受け
ないように、また逆に導体の存在によって漁業活動等に
支障をきたすことのなないように、海底の土砂に埋設さ
れることが多い。しかし、埋設後の導体の埋設深度は漂
砂や海流その他の天然現象あるいは砂利採取等の影響に
より施工当初よりその埋設位置が変化していることがあ
る。特に、深度が浅くなった場合、導体が障害を受けや
すくなる。したがって、導体の保守のためにも、その埋
設状況を把握する必要がある。
従来、海底埋設導体の埋設深さの測定方法として超音
波を用いた方法が提案され、一部では実用化されてい
る。この方法は、海中に埋設した超音波発生器(送波
器)から発生した超音波(周波数は数KHz〜数10KHz)
は、海底面で反射すると同時に、一部は、海底の土砂を
透過して土砂中の導体に当って反射する。したがって、
この2つの反射波を海中に設置した受波器で受け、両者
の時間差Tを求める。土砂中での超音波の伝搬速度をv
とすれば、埋設深さDは次式で算出される。
しかし、この方法では、土砂の特性によって、超音波
の伝搬速度vが異なり、さらに土砂の特性は経年変化等
を生ずる場合が多いため、測定精度を上げるためには、
この測定とは別に対象となる土砂の伝搬特性を測定して
おく等の対策が必要である。さらに、埋設工事から数年
程度の土砂では、土砂中に気泡を多く含んでおり、この
ため、超音波の減衰が著しく、導体の検出すらもできな
い場合がある。
本発明の目的は、このような海底の土砂による影響を
なくし、かつ簡単な方法により埋設深度を測定できるよ
うにした海底埋設導体の検知器からの埋設深さ測定装置
を提供することにある。
本発明は、海底に埋設された近似的には直線の導体に
交流電流を供給する電源装置と、前記交流電流によって
前記導体より生じる交流磁場の方向を検知する複数の磁
場方向検知器を所定の間隔をおいて載置した移動台と、
この移動台をけん引する測定用船と、この測定用船上で
前記各磁場方向検知器の磁場方向信号を受ける受信装置
と、この受信装置により得られた前記各磁場方向検知器
の磁場方向信号によって、これら磁場方向検知器から前
記導体までの深さを演算する演算装置とを含むことを特
徴とする海底埋設導体の検知器からの埋設深さ測定装置
である。
本発明においては、海底埋設導体に交流電流を供給す
ることにより、その導体の周囲に磁場を発生させ、この
磁場の方向を複数の磁場方向検知器により検出して海底
埋設導体の検知器(測定点)の位置から計った埋設深さ
を求めるようにしたもので、測定方法を簡単化したこと
を特徴とする。
以下本発明を図面により詳細に説明する。
第1図は本発明の実施例に用いられる海底埋設導体に
交流電流を流す手段の一例の構成図を示す。海底埋設導
体1の陸上に引き上げられている部分に、被測定区間を
挾むように接続点T1,T2を定め、一方の接続点T1には交
流電流源とその接地電極TEとを接続し、この接地電極TE
を海中あるいは地中に接地する。また、他方の接続点T2
には接地電極TEを接続し同様に接地する。
ここで海底埋設導体1に交流電流Iを流すと、交流電
流Iが、第2図に示すような交流磁場Hを作る。この図
で海底埋設導体1の埋設方向は紙面に垂直な方向であ
る。この場合、海底埋設導体1に流れる交流電流Iが任
意の点Pで作る交流磁場Hは、点Pを含み、海底埋設導
体1に垂直な平面内で、海底埋設導体1と点Pを結ぶ直
線に直角な方向をもつ。従って、海底面AB上で埋設方向
と直交する方向に距離x0離れた2点P1,P2において、交
流磁場Hの方向、すなわち海底面ABとの成す角β1
を測定すれば、測定点P1、P2の位置から計った埋設深さ
r0は次の(1)式で求めることができる。
また測定点P1、P2から海底埋設導体の真上の点Oまで
の距離x1、x2はそれぞれ次の(2)式で表わされる。
以上の例では、簡単のために測定点P1、P2は、海底埋
設導体1に垂直な面内の点としたが、P1とP2を結ぶ線が
海底埋設導体に垂直な方向でない(ただし平行ではな
い)2点でも測定できる。第3図(A)は本発明を説明
するための図で、(B)は(A)を真上からみた平面図
である。第3図において、測定点P1とP2の間隔S0は既知
であり、P1とP2は水平面上にあるとし、海底埋設導体の
方向は水平面に平行とする。
P1とP2から海底埋設導体1に下ろした垂線の埋設導体
1との交点をそれぞれQ1、Q2とする。Q1、Q2から真上に
延ばした水平面との交点をそれぞれR1、R2とする。R1
ら水平面上で立てたR1とR2を結ぶ方向に垂直な線の、P1
とP2を結ぶ線との交わり角をγとする。磁場H1、H2の方
向と水平面とのなす角をそれぞれβ、βとする。
埋設導体が測定点P1、P2に作る磁場をそれぞれH1、H2
とする。H1を垂直成分(鉛直方向)HV1と水平成分Ha1
分け、更に水平成分をP1とP2を結ぶ方向に平行な成分H
s1と水平面上でHs1に垂直な成分HH1に分ける。
このとき次の関係式が成り立つ。
従って 同様に また cosγ=Hs1/Ha1=Hs2/Ha2 従って P2からR1とP1を結ぶ延長線に下ろした垂線の交点をP2
とする。P1とP2′の長さをx0とすると となる。γやx0の測定では測定点P1、P2のとちらの磁場
方向成分を用いてもよい。また測定点P1、P2から海底埋
設導体の真上の点R1、R2までのそれぞれの距離x1、x2
次のようになる。
x1=r0tanβ x2=r0tanβ 検知器からの埋設深さr0は、x2−x1=x0であるから、 r0tanβ−r0tanβ=x0 から、第1図の場合同様に次の式で表される。
以上説明したように、2つの測定点が海底埋設導体に
垂直な面内にない場合でも、海底埋設導体1に流れる交
流電流Iの作る磁場Hを距離のわかっている2点でのそ
れぞれの磁場方向成分を検知器で測定することで、測定
点からの海底埋設導体の深さを知ることができる。なお
2つの測定点を結ぶ方向が、海底埋設導体と平行の場合
は測定できないが、その確率は小さく、実用上は問題な
い。仮にその場合測定できなければ、測定点を少しずら
して角度を変えれば測定可能となる。
以上のように、検知器から導体までの深さr0は、測定
点P1,P2の距離S0と磁場方向信号として交流磁場の垂直
方向角β、βと水平方向角γがわかれば、式(5)
(6)から計算することができる。
第4図は本発明の実施例の磁場測定用移動台の斜視図
である。この実施例において、移動台3はそり状の脚4
を有し、けん引によって海底面上を移動することがで
き、その移動台3の長辺方向の両端付近に磁場方向を測
定するための磁場方向検知器5を設けている。この磁場
方向検出器5の一例は、第5図に示される。この磁場方
向検知器5は、フラックスゲート型磁気センサあるいは
誘導磁力計の指向性を持つ磁気センサSを3個、それぞ
れの最大感度方向が互いに直交するように固定したもの
である。
第6図は本発明の実施例の構成図である。この実施例
は、第4図に示した移動台3を、測定用船6とけん引ロ
ープWで連結し、海底埋設導体1上を横切るようにして
けん引するものである。任意の時点における2個の磁場
方向検知器5の出力を、制御ケーブルKを通して測定用
船6に備えた受信器7に送る。受信された2個の磁場方
向検知器5の出力信号は、記録器に記録し、前記
(1),(3),(5)式を用いて埋設深さを算出す
る。あるいは受信信号を直接電子計算機を含む信号処理
装置に入力し、埋設深さを連続的に測定することもでき
る。
また、前記(1)〜(5)式を用いれば、移動台3と
海底埋設導体1との相対位置が求まるから、超音波セン
サ等により測定用船6と、移動台3の相対位置を求め、
さらに、ロラン等によって測定用船6の位置を求めれ
ば、海底埋設導体1の陸地に対する位置を求めることが
できる。
以上の実施例において、移動台3が海底埋設導体1上
を横切るようにけん引する例を示したが、これは、この
実施例の移動台3上の2個の磁場方向検知器5が海底埋
設導体1と平行な方向に並んで(1)式においてβ
βとが一致することを避けるためである。
第7図は本発明においてけん引を任意の方向で行える
ようにした移動台の実施例の斜視図である。すなわち、
この移動台3は3個の磁場方向検知器5を三角形の各頂
点に位置するように配置したものである。したがって移
動台3が海底埋設導体1に平行にけん引される場合で
も、海底埋設導体1に平行でない方向に並んだ1対以上
の磁場方向検知器5が存在するので、これらの測定値か
ら埋設深さを算出することができる。
また、海底面のへどろ等により、そりによる海底面上
のけん引が困難な場合には、移動台を海中で曳航するよ
うにしてもよい。この場合の移動台の実施例を第8図に
示す。この実施例は、前後に磁場方向検知器5を備えた
2個の曳航体8を連結翼9で連結し、さらに各磁場方向
検知器5と海底面との最短距離を測定するための超音波
測長機10を備えている。この曳航体8は、けん引ロープ
Wにより測定用船に連結されて曳航される。海底埋設導
体付近の海中の任意の位置で曳航体8に備えられた各磁
場方向検知器5がそれぞれの位置での磁場の方向を検出
し、これら検出された信号はけん引ロープWと一緒に張
られた制御ケーブルKを通じて測定用船上で受信され
る。したがって、この受信信号を前記の式(1)〜
(5)に代入することにより、曳航体8と海底埋設導体
1との相対位置を求めることができる。さらに各磁場方
向検知器5と海底面との相対位置は、超音波測長機10に
より測定する。これにより海底埋設導体と海底面との相
対位置、すなわち埋設深さを求めることができる。たと
えば、第9図に示すように、曳航体8が海底面ABに対し
て傾斜している場合でも、距離x離れた磁場測定点P1,P
2での磁場方向測定結果がそれぞれα,βであり、かつ
両点の海底面ABとの距離の測定結果がそれぞれh1,h2
あれば、海底埋設導体1の埋設深さdは次式により求め
ることができる。
以上説明したように、本発明は、海底埋設導体の埋設
深さの測定において、海底埋設導体に流した交流電流の
作る交流磁場の測定によりその埋設深さを算出するた
め、海底の土砂の特性の影響や外部雑音を大いに低減す
ることができる。
また、本発明では測定は相対位置の既知な2点で単に
磁場方向を測定するだけで、海底埋設導体の検知器(測
定点)からの埋設深さを容易に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明で用いられる海底埋設導体に交流電流を
流す手段の実施例を示す構成図、第2図,第3図は本発
明の海底埋設導体に流れる交流電流がつくる磁場の方向
と海底埋設導体の位置の関係を示す座標図、第4図,第
7図および第8図は本発明に用いられる移動台の一例を
示す斜視図、第5図は本発明の磁場方向検知器の一例を
示す斜視図、第6図は本発明の実施例の構成図、第9図
は第8図の曳航体型移動台と海底面および海底埋設導体
との位置関係を示す座標図である。図において1……海
底埋設導体、2……交流電流源、3……移動台、4……
そり状脚、5……磁場方向検知器、6……測定用船、7
……受信器、8……曳航体、9……連結翼、10……超音
波側長機、TE……接地電極、AB……海底面、S……磁気
センサ、W……けん引ロープ、K……制御ケーブルであ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】海底に埋設された近似的には直線の導体に
    交流電流を供給する電源装置と、前記交流電流によって
    前記導体より生じる交流磁場の方向を検知する複数の磁
    場方向検知器を所定の間隔をおいて載置した移動台と、
    この移動台をけん引する測定用船と、この測定用船上で
    前記各磁場方向検知器の磁場方向信号を受ける受信装置
    と、この受信装置により得られた前記各磁場方向検知器
    の磁場方向信号によって、これら磁場方向検知器から前
    記導体までの深さを演算する演算装置とを含むことを特
    徴とする海底埋設導体の検知器からの埋設深さ測定装
    置。
JP58057534A 1983-04-01 1983-04-01 海底埋設導体の検知器からの埋設深さ測定装置 Expired - Lifetime JPH0820524B2 (ja)

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JPS59183387A JPS59183387A (ja) 1984-10-18
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