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Verfahren und Vorrichtung zum Aufspüren von Undichtheiten in unter der Erde verlaufenden Rohrleitungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufspüren von Undichtheiten in unter der Erde verlaufenden Rohrleitungen, bei dem in das über der Rohrleitung liegende Erdreich eine Sonde eingebracht wird, die eine unter dem Erdboden liegende Probeeinsaugöffnung aufweist, die über eine Probeentnahmeleitung an ein Prüfgerät angeschlossen wird, in dem die entnommenen Proben auf ein aus der Rohrleitung ausgetretenes Leckmedium geprüft werden.
Zum Aufspüren von Undichtheiten in unter der Erde verlaufenden Rohrleitungen wurden bisher in unter der Erde verlaufenden Rohrleitungen in der Nähe der Rohrleitung in vor- gegebenenAbständenLöcher in den Erdboden eingetrieben, aus denen dann Proben entnommen wurden, die auf einem Prüfgerät auf Leckmedium überprüft wurden. Hiebei wurde das Erdreich beim Schlagen oder Bohren der Probeentnahmelöcher verdichtet und dadurch einer schnellen Ansammlung von Leckmedium im Probeentnahmeloch entgegenwirkt. Darüber hinaus ist dieses Verfahren ausserordentlich aufwendig und zeitraubend. Diese Nachteile werden jedoch vermieden, wenn gemäss der Erfindung die als Bodenaufreisser ausgebildete Sonde durch das Erdreich, das den bei Verlegung der Rohrleitung gezogenen Graben ausfüllt, gezogen wird.
Durch die erfindungsgemässe Ausgestaltung eines Verfahrens der eingangs erwähnten Art wird eine äusserst hohe Nachweisempfindlichkeit erzielt. Durch die als Bodenaufreisser ausgebildete Sonde wird nämlich das Erdreich aufgelockert, so dass eventuell vorhandenes Leckmedium in den unmittelbar hinter dem Bodenaufreisser entstehenden Hohlraum strömen kann, von dem es dann abgesaugt und dem Prüfgerät zugeführt wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist eine in das Erdreich einführbare Sonde auf, in deren unter dem Erdreich liegenden Teilen eine Probeneinsaugöffnung vorgesehen ist, die über eine Probenentnahmeleitung mit einem Prüfgerät in Verbindung steht, in dem in den Proben vorhandenes Leckmedium nachweisbar ist. Hiebei ist erfindungsgemäss die Sonde als beispielsweise stabförmiger Bodenaufreisser ausgebildet, der mit seinem oberen Ende an einem fahrbaren Wagen befestigt ist und an seinem unteren in der Vorwärtsbewegungsrichtung des Wagens gekrümmten Ende die Probenansaugöffnung eines Rohres trägt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführung wird das Röhrchen, durch welches die Probe abgesaugt wird, mit dem Ansaugstutzen eines Motors zum Wagenantrieb verbunden.
In den Zeichnungen bedeuten gleiche Bezugszeichen durchwegs gleiche Teile.
Fig. l ist ein Aufriss einer Leitung, aus der ein Leck geortet werden soll ; ein erfindungsgemäss konstruiertes Gerät ist zum Teil schematisch während seiner Bewegung längs der Erdoberfläche in einer zur Leitung parallelen Richtung gezeigt. Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1. Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die in Fig. l dargestellte Anordnung, wobei die Leitung in unterbrochenen Linien dargestellt und ein Zuggerät für den erfindungsgemässen Bodenaufreisser eingetragen ist. Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch einen Teil der Vorrichtung der Fig. l.
Fig. 5 ist ein der Fig. 4 ähnlicher Querschnitt, jedoch in einer davon abweichenden Längsebene, Fig. 6 ist eine Draufsicht auf die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung, Fig. 7 ist eine Ansicht des unteren Endes des Bodenaufreissers, Fig. 8 ist eine Unteransicht zu Fig. 7 in Richtung der Pfeile 8, Fig. 9 ist eine Ansicht des unteren Endes einer abgewandelten Ausführungsform des Bodenaufreissers, Fig. 10 ist ein Querschnitt des in Fig. 9 gezeigten Bodenaufreissers in Richtung der Linie 10-10 in Fig. 9, Fig. 11 ist eine Ansicht des Unterendes nach einer andern abgewandelten Form des Bo-
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denaufreissers, Fig. 12 ist ein Aufriss einer zusätzlichen Ausrüstung, die mit dem Gerät der Fig.
1 für den Fall benutzt werden kann, dass die Leitung unter Wasserpegel gelegen ist, beispielsweise wenn sie unter sumpfigem Land eingegraben oder tatsächlich im Wasser verlegt ist.
Gemäss den Fig. 1 und 2 ist eine Leitung 20 in einem Graben 22 verlegt und dann in einem erheblichenAbstand unter der Erdoberfläche 21 eingegraben und mit der Erde zugeschüttet, die den Graben bis etwa zum Grundpegel auffüllt. Medium, das unter Druck steht und aus der Leitung 20 an einem Punkt 23 austritt, sickert während einer gegebenen Zeitspanne nach oben zum Grundpegel im allgemeinen längs der Umrisse, die durch die gebrochenen Linien in Fig. 1 angedeutet sind. Anderseits tritt dieses Medium längs einer quer zur Leitungsrichtung verlaufenden Ebene praktisch nur innerhalb der Grenzen des Grabens 22 aus. Das Gebiet 101 grösster Durchlässigkeit über der Leitung 20 ist also, wie es die Fig. 2 andeutet, verhältnismässig schmal. Über der Leitung 20 befindet sich Füllerde.
Obwohl diese Erfindung auch die Leckortung von andern Druckleitungen mit in Betracht zieht, wird zwecks grösserer Anschaulichkeit angenommen, dass die Leitung 20 eine Erdgasrohrleitung ist und demgemäss Methan als Medium führt. Trotzdem kann für den Fall, dass die Probe an einem Platz entnommen wird, an dem unabhängig vom Leitungsleck in der Erde Methan gefunden wird, Stickoxydul zwecks Aufdeckung der Leckstelle in die Leitung eingelassen werden. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann ein Teil der Rohrleitung einen Seitenauslass 24 haben, durch den Stickoxydul (N0) in Mengen eingelassen wird, die durch einen Durchflussmesser 102 od. dgl. gemessen werden. Dieses Medium wird nicht nur für den oben genannten Fall bevorzugt, sondern auch für den Fall, dass ein leichter feststellbares Medium für die Leckortung verlangt wird.
Das Medium strömt im Rohr 20 in Richtung des Pfeiles P.
Das Leckortungsgerät, das als Ganzes durch das Bezugszeichen 25 bezeichnet ist, enthält einen
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sich längs der Erdoberfläche bewegen lässt und einen Bodenaufreisser 27, der mit ihmbeweglich auf ihm geführt wird. Der Wagen 26 enthält vorzugsweise ein Fahrzeug mit einem auf einer Plattform 29 sitzenden Motor 26a (s. Fig. 2), um Räder 28 über den Boden entlang anzutreiben. Der Motor kann in an sich bekannter Weise eine Vakuumverzweigung haben, die durch eine Pumpe 30 (s. Fig. l) wirksam wird ; diese ist speziell zum oben beschriebenen Ansaugen der Fluidumprobe in die Prüfmittel hinein geeignet.
Wie man in Fig. 4 sieht, ist eine rückwärtige Verlängerung 33 der Plattform 29 bei 32 an einem schweren Querträger 31 am Hinterende der Plattform zwischen deren gegenüberliegenden Seiten angelenkt. Diese Verlängerung ihrerseits ist lösbar bei 34 mit einer seitwärts ausladenden Werkzeughaltestange 35 zusammengeklemmt, von der die Prüfmittel 27 in noch zu beschreibender Weise herabhängen. Wie man am besten in Fig. 6 sieht, hängen auch zwei Räder 36 an der Werkzeughaltestange zu beiden Seiten des Bodenaufreissers und lassen sich so längs der Oberfläche bewegen, dass sie das untere Ende des Bodenaufreissers in einem verlangten Niveau unterhalb der freien Oberfläche führen.
Im einzelnen wird jede Radachse von einer Winde 39 oder einer ähnlichen Konstruktion getragen, die mit einem längs verlaufenden, lösbaranderwerkzeughaltestangebei 38 angeklemmtenArm 37 verbunden ist. Aus Fig. 4 wird deutlich, dass die Winde betrieben werden kann, um das untere Ende der Räder 36 zu heben oder zu senken, also das untere Ende des Bodenaufreissers 27 mit Bezug auf den Wagen am Rahmen senkrecht einstellen zu können.
Der Bodenaufreisser 27 lässt sich in die Betriebslage der Fig. l, 2 und 4 hinein und aus ihr heraus mit Hilfe eines aus- und einziehbaren Betätigers 40 bewegen, der zwischen der Plattform 29 des Wagens und einem Bock 41 an der Oberseite von dessen Verlängerung 33 angeschlossen ist. Wie man aus den Fig. 4 und 6 sieht, wird also der Betätiger ausgezogen, um die Verlängerung nach unten in die gezeigte Lage zu schwenken, in der die Räder 36 den Grundpegel 21 berühren. In dieser Lage befindet sich der Aufreisser 27 im Boden. Wird anderseits der Betätiger eingezogen, so werden die Verlängerung und damit die Tragräder 36 und das untere Ende des Aufreissers 27 so angehoben, dass dieses Unterende oberhalb des Grundpegels und ausserhalb der Prüflage zu liegen kommt. Zu diesem Zweck kann der Betätiger 40 irgendeine geeignete Konstruktion, z.
B. einen Zylinder 42 mit einem Kolben 43 enthalten, der in ihm mit Hilfe eines Mediums hin-und herbewegt wird ; letzteres lässt sich aus einer Quelle 44 durch eine Pumpe 45 an die gegenüberliegenden Kolbenseiten liefern, indem es in den Zylinder 42 an beiden Seiten des Kolbens 43 durch einen Umkehrhahn 46 eingeführt wird. Wie die Fig. 4 verdeutlicht, lässt sich dieser Hahn auch so stellen, dass er hydraulisches Medium aus dem Zylinder von den beiden gegenüberliegenden Kolbenseiten zurück zur Quelle 44 leitet. Wie man ebenfalls in dieser Figur sieht, ist der Zylinder an der Plattform 29 bei 47 angelenkt, und eine Stange 48 am Kolben geht nach aussen aus dem Zylinder heraus, um eine mittels einer Mutter 49 einstellbare Verbindung mit dem Bock 41 herzustellen.
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Der Bodenaufreisser 27 weist bei dem in den Fig. 1 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfin- dung einen starren Stab 50 von im wesentlichen quadratischem Querschnitt auf, der an seinem unteren Ende etwa in derselben Richtung gekrümmt ist, in der sich der Wagen vorbewegt und an seinem oberen
Ende in der Nähe seiner Verbindungsstelle mit einer Klemme 52 bei 51 zu einer Schleife gewunden ist. Mittels der Klemme 52 wird der Aufreisser an der Werkzeughaltestange 35 befestigt, wie es die
Fig. 5 und 6 zeigen, hat also der untere Teil 53 der Klemme 52 eine seitliche Verlängerung, die an ihrer Unterseite geschlitzt ist, um das Ende der Schleife 51 fest aufzunehmen.
Wenn die Windung 51 in dem Schlitz verschweisst oder in anderer Weise befestigt ist, liefert sie eine nachgiebige Verbindung zwischen dem Stab 50 und der Wagenverlängerung, um die Bewegung des Bodenaufreissers 27 über Gestein und andere unnachgiebige Gegenstände zu erleichtern.
Obwohl der Bodenaufreisser an der Werkzeughaltestange 35 normalerweise zwischen den Rädern 36 sitzt, wie man es in Fig. 6 sieht, kann der Aufreisser auch an der Aussenseite eines der Räder aufgehängt werden, wie es in derselben Figur in unterbrochenen Linien angedeutet ist. Dies kann nützlich werden, wenn die Bedingungen an der Erdoberfläche auf den gegenüberliegenden Grabenseiten eine darüber frei hinweggehende Bewegung nicht zulassen. Beispielsweise kann an der einenGrabenseite entweder ein hoher
Erdaufwurf oder eine tiefe Senke sein.
Wie zuvor erwähnt wurde, zieht man das oben beschriebene Gerät vor, weil es bei Herstellern land- wirtschaftlichen Gerätes leicht erhältlich ist. Dies trifft im allgemeinen auf sämtliche Bestandteile des
Trägers für die Prüfmittel ebenso zu wie für den Stab 50 dieser Prüfmittel, der im Handel landwirt- schaftlicher Geräte als"Untergrundpflug"bekannt ist.
Zur Probenentnahme hinter dem Aufreisser 27 ist ein offenes Rohr 54 vorgesehen, dessen unteres
Ende mit der Rückseite des Stabes 50 verbunden ist, und mit dem oberen Ende in beliebiger Weise, z. B. durch die Kupplung 55 in denFig. l und 2 an Leitungen angeschlossen ist, die ihrerseits die Probe weiterleiten. Natürlich befinden sich kleine Öffnungen an der Rückseite des Rohres nahe an dessen unterem Ende, so dass aus dem Spalt, der durch den vorwärtswandernden Stab in die Erde gepflügt wird, die
Probe entnommen werden kann. Diese spezielle Konstruktion wird bevorzugt, weil der Stab 50 weder zu durchbohren noch sonstwie zu ändern ist.
Wie man in den Fig. l, 2 und 4 sieht, ist ein Pflug 56 am vorderen unteren Ende des Stabes 50 so befestigt, dass die Erde in der Nähe des unteren Stabendes beträchtlich aufgelockert wird. Weiterhin kann man aus Fig. 2 sehen, dass das untere Ende des Schlitzes, der durch den vorwärtswandernden Stab 50 gebildet wird, auf diese Weise unten vergrössert wird, um eine Gastasche mit einem Gebiet 103 verminderten Druckes zu bilden, in das das Probemedium frei ausfliessen kann. Insbesondere wird, um das vorher beschriebene zu wiederholen, dieses Probemedium nach oben durch den Durchgang im Rohr 54 in die zu beschreibende Prüfeinrichtung mittels der Pumpe 30 auf Grund der Verbindung des Durchganges mit dem Auspuffrohr des Motors 26a gesaugt.
Wie in Fig. 3 angedeutet ist, kann der Wagen 26 in der verlangten Richtung mit Hilfe von Marken 57 an der Erdoberfläche 21 über der Leitung 20 geführt werden. Diese Marken können mit Bezug auf die Leitungsabstecker 58 plaziert werden, die in herkömmlicher Weise an verschiedenen Punkten längs der Leitungsführung nach oben über die Erdoberfläche herausragen. Wie es die Fig. 2 und 3 darstellen und deutlichmachen, hält hiebei der Führer des Wagens 26 das untere Ende der Prüfmittel 27 innerhalb der seitlichen Grenzen des Rahmens 22, so dass das untere Ende des Probendurchganges dauernd innerhalb dieses Gebietes 101 grösster Durchlässigkeit gelegen ist.
Die abgewandelte Form des Bodenaufreissers 27a, die man in den Fig. 7 und 8 sieht, ist zum grossen Teil dem vorher beschriebenen Bodenaufreisser 27 ähnlich insofern, als ein Pflug an der vorderen Unterseite des starren Stabes 50 angebaut ist. An den gegenüberliegenden Unterseiten eines andern Stabes 60, der sich nach oben längs der vorderen Unterseite des starren Stabes 50 krümmt, sind nach hinten verlaufende Flügel 59 angebracht. Bei dieser Form des Bodenaufreissers sind das Unterende des Stabes und der Pflug nach vorne in einem stärkeren Winkel mit Bezug auf ihre senkrechten Teile gekrümmt.
Bei der abgewandelten Form des Bodenaufreissers 27b der Fig. 9 und 10 bildet ein pflugartiger Schild 61 mit Flügeln 62 an jeder seiner gegenüberliegenden Seiten eine Prüfkammer 63 an der Rückseite des Stabes 50. Eine Klappe 64 ist am Hinterende der Flügel 62 mittels Scharnieren angelenkt, um zwischen der geschlossenen, in ausgezogenen Linien der Fig. 9 und 10 gezeigten Lage und der offenen, in Fig. 9 in unterbrochenen Linien zu schwenken. Wie man in Fig. 10 sieht, überragt die Klappe die Flügel 62 beidseitig, so dass bei Bewegung des Bodenaufreissers nach vorne (in den Fig. 9 und 10 nach rechts), die Klappe verschwenkt wird und die in unterbrochenen Linien gezeigte Offenstellung ein-
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erreichen, wenn man das Heizelement so justiert, wie es oben angedeutet wurde.
Man könnte sich denken, das Stickoxydul über eine gewisse Zeitspanne kontinuierlich mit dem Erdgas zu mischen. Wenn dies Jedoch zu teuer ist, so wäre, wie zuvor beschrieben, ein Versetzen der Rohrleitung mit Portionen von 5 oder 10 kg Stickoxydul vorzuziehen, so dass diese "Portion" des Stickoxyduls sehr hohe Konzentrationen erreicht. Wenn sie daher an einem Leck vorbeigeht und selbst in sehr kleiner Menge durch das Leck hindurchgeht, so würde sie eine zum Aufdecken genügend hohe Konzentration in die Erde geben.
Wie man im Schema der Fig. 1 sieht, ist das obere Ende der am Proberohr 54 angeschlossenen Leitung mit dem Einlass der Probezelle verbunden, deren Auslass wieder mit der Pumpe 30 verbunden ist ; diese lässt sich durch den Ansaugstutzen des Wagenmotors 26a verwirklichen. Auf diese Weise wird das Probenmedium aus der Erde heraus, in die Probezelle hinein und von dort dann hinaus in den Motor gesaugt. Das Probenmedium geht, bevor es in die Probezelle eingeführt wird, durch ein Filter 106, das in dem Leitungszug angeordnet ist, um die Freiheit von Schmutz und Staub zu sichern, weil andernfalls die Aufdeckmittel fehlerhafte Ablesung ergeben. Nach dem Durchgang durch den Filter wird die Fluidumprobe in einen Rotamesser 100 herkömmlicher Konstruktion eingeführt ; dieser enthält, wie in Fig. 1 angedeutet ist, ein Glasrohr mit einer Kugel darin.
Im einzelnen nimmt in an sich bekannter Weise der Innendurchmesser des Glasrohres nach oben so zu, dass die Kugel, je höher die Durchflussgeschwindigkeit durch das Gerät ist, um so höher hinaufgedrängt wird, so dass ihr Niveau im Glasrohr ein Mass für den Gasdurchfluss ist.
Wie man ebenfalls im Schema der Fig. 1 sieht, wird der Ausgang des Detektors 107 einem Aufzeichner 108 zugeführt, um dort dauernd registriert zu werden. Ebenfalls wird er einem Sichtanzeiger 109 zugeführt, so dass der Benutzer ohne Verwertung der Aufzeichnung den Ausgang sehen kann, und auch einem Höranzeiger 110, der den Benutzer bei einem Leck in der Leitung warnt. Diese Anzeiger können natürlich wie bisher konstruiert sein.
Aus dem vorhergehenden sieht man, dass diese Erfindung gut geeignet ist, sämtliche oben auseinandergesetzten Zwecke und Ziele zusammen mit andern Vorteilen zu erreichen, die offensichtlich und in der Natur des Verfahrens und Gerätes gelegen sind.
Es versteht sich, dass gewisse Merkmale und Unterkombinationen von Nutzen sind und ohne Hinweis auf andere Merkmale und Unterkombinationen Verwendung finden können. Dies ist in Betracht gezogen und liegt innerhalb des Anspruchsrahmens.
Da viele Erfindungsmuster gefertigt werden können, ohne von der Erfindungsidee abzuweichen, soll selbstverständlich die gesamte hier vorgetragene oder in den Zeichnungen dargestellte Materie als Anschauungsbeispiel und nicht in einschränkendem Sinn ausgelegt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Aufspüren von Undichtheiten in unter der Erde verlaufenden Rohrleitungen, bei dem in das über der Rohrleitung liegende Erdreich eine Sonde eingebracht wird, die eine unter dem Erdboden liegende Probeeinsaugöffnung aufweist, die über eine Probeentnahmeleitung an ein Prüfgerät angeschlossen wird, in dem die entnommenen Proben auf ein aus der Rohrleitung ausgetretenes Leckmedium geprüft werden, dadurch gekennzeichnet, dass die als Bodenaufreisser ausgebildete Sonde durch das Erdreich, das den bei Verlegung der Rohrleitung gezogenen Graben ausfüllt, gezogen wird.
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Method and device for detecting leaks in underground pipelines
The invention relates to a method for detecting leaks in underground pipelines, in which a probe is inserted into the soil above the pipeline which has a sample intake opening below the ground which is connected to a test device via a sampling line, in which the samples taken are checked for leakage medium that has escaped from the pipeline.
To detect leaks in underground pipelines, holes were previously driven into the ground in underground pipelines near the pipeline at specified intervals, from which samples were then taken, which were then checked for leakage medium on a test device. The soil was compacted when the sampling holes were hammered or bored, thereby counteracting the rapid accumulation of leakage medium in the sampling hole. In addition, this process is extremely complex and time-consuming. However, these disadvantages are avoided if, according to the invention, the probe designed as a bottom ripper is pulled through the soil which fills the trench drawn when the pipeline was laid.
The design according to the invention of a method of the type mentioned at the outset achieves extremely high detection sensitivity. The soil is loosened by the probe, which is designed as a bottom ripper, so that any leakage medium that may be present can flow into the cavity created immediately behind the bottom ripper, from which it is then sucked off and fed to the testing device.
The device for carrying out the method has a probe which can be inserted into the ground and in the parts of which are located below the ground a sample intake opening is provided, which is connected via a sampling line to a test device in which leakage medium present in the samples can be detected. According to the invention, the probe is designed as a rod-shaped bottom ripper, which is attached with its upper end to a mobile carriage and carries the sample suction opening of a pipe at its lower end curved in the forward direction of movement of the carriage.
In a particularly preferred embodiment, the tube through which the sample is sucked off is connected to the suction port of a motor for driving the car.
In the drawings, like reference characters refer to like parts throughout.
Fig. 1 is an elevation of a conduit from which a leak is to be located; a device constructed according to the invention is shown partly schematically during its movement along the surface of the earth in a direction parallel to the line. 2 is a section along the line 2-2 in FIG. 1. FIG. 3 is a plan view of the arrangement shown in FIG. 1, the line being shown in broken lines and a pulling device for the bottom ripper according to the invention being shown. FIG. 4 is a longitudinal section through part of the device of FIG.
5 is a cross-section similar to FIG. 4, but in a different longitudinal plane, FIG. 6 is a plan view of the device shown in FIG. 4, FIG. 7 is a view of the lower end of the bottom ripper, FIG 7 in the direction of arrows 8, FIG. 9 is a view of the lower end of a modified embodiment of the bottom ripper, FIG. 10 is a cross section of the bottom ripper shown in FIG. 9 in the direction of the line 10-10 in FIG. 9, Fig. 11 is a view of the lower end according to another modified form of the bottom
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12 is an elevation view of additional equipment associated with the apparatus of FIG.
1 can be used in the event that the line is located below water level, for example if it is buried under marshy land or is actually laid in the water.
According to FIGS. 1 and 2, a line 20 is laid in a trench 22 and then buried a considerable distance below the surface of the earth 21 and filled with the earth which fills the trench to approximately the base level. Media which is under pressure and exiting the conduit 20 at a point 23 seeps for a given period of time up to the base level generally along the outlines indicated by the broken lines in FIG. On the other hand, this medium emerges practically only within the boundaries of the trench 22 along a plane running transversely to the line direction. The area 101 of the greatest permeability above the line 20 is therefore, as FIG. 2 indicates, relatively narrow. Filling soil is located above line 20.
Although this invention also takes into account the location of leaks in other pressure lines, it is assumed, for the sake of greater clarity, that line 20 is a natural gas pipeline and accordingly carries methane as a medium. Nevertheless, in the event that the sample is taken at a place where methane is found independently of the pipe leak in the earth, nitrogen oxide can be let into the pipe to detect the leak. As can be seen from FIG. 1, part of the pipeline can have a side outlet 24 through which nitrogen oxide (NO) is admitted in quantities which are measured by a flow meter 102 or the like. This medium is preferred not only for the above-mentioned case, but also in the event that a more easily detectable medium is required for the leak location.
The medium flows in the pipe 20 in the direction of the arrow P.
The leak detection device, indicated as a whole by the reference number 25, includes one
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can be moved along the surface of the earth and a bottom ripper 27, which is guided along with it on it. The cart 26 preferably includes a vehicle having a motor 26a (see FIG. 2) seated on a platform 29 to drive wheels 28 across the ground. The motor can have a vacuum branch in a manner known per se, which is activated by a pump 30 (see FIG. 1); this is especially suitable for sucking the fluid sample into the test equipment as described above.
As can be seen in Figure 4, a rearward extension 33 of the platform 29 is hinged at 32 to a heavy cross member 31 at the rear end of the platform between the opposite sides thereof. This extension for its part is releasably clamped together at 34 with a laterally projecting tool holding rod 35 from which the test means 27 depend in a manner to be described. Also, as best seen in Figure 6, two wheels 36 are attached to the tool support bar on either side of the bottom ripper and can be moved along the surface to guide the bottom of the bottom ripper at a desired level below the free surface.
In particular, each wheel axle is carried by a winch 39 or similar structure which is connected to a longitudinally extending arm 37 which is detachably clamped to one another at 38. From Fig. 4 it is clear that the winch can be operated to raise or lower the lower end of the wheels 36, that is, to be able to adjust the lower end of the bottom ripper 27 vertically with respect to the carriage on the frame.
The bottom ripper 27 can be moved into and out of the operating position of FIGS. 1, 2 and 4 with the aid of an extendable and retractable actuator 40 which is positioned between the platform 29 of the carriage and a bracket 41 on the top of its extension 33 connected. As can be seen from FIGS. 4 and 6, the actuator is pulled out in order to pivot the extension downward into the position shown, in which the wheels 36 touch the base level 21. In this position, the ripper 27 is in the ground. If, on the other hand, the actuator is withdrawn, the extension and thus the support wheels 36 and the lower end of the ripper 27 are raised so that this lower end comes to lie above the base level and outside the test position. To this end, the actuator 40 may be of any suitable construction, e.g.
B. contain a cylinder 42 with a piston 43 which is moved back and forth in it with the aid of a medium; the latter can be supplied from a source 44 by a pump 45 to the opposite piston sides by being introduced into the cylinder 42 on both sides of the piston 43 through a reversing cock 46. As illustrated in FIG. 4, this tap can also be set in such a way that it guides hydraulic medium from the cylinder from the two opposite piston sides back to the source 44. As can also be seen in this figure, the cylinder is hinged to the platform 29 at 47, and a rod 48 on the piston extends outwards from the cylinder in order to produce a connection to the bracket 41 which can be adjusted by means of a nut 49.
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In the exemplary embodiment of the invention shown in FIGS. 1 and 4, the bottom ripper 27 has a rigid rod 50 of essentially square cross-section, which is curved at its lower end in approximately the same direction in which the carriage moves forward and on his upper
End near its junction with a clamp 52 at 51 is wound in a loop. By means of the clamp 52, the ripper is attached to the tool holding rod 35, as it is
Thus, as shown in FIGS. 5 and 6, the lower part 53 of the clamp 52 has a lateral extension which is slotted on its underside to receive the end of the loop 51 firmly.
When the coil 51 is welded or otherwise secured in the slot, it provides a resilient connection between the rod 50 and the cart extension to facilitate movement of the ripper 27 over rocks and other rigid objects.
Although the bottom ripper on the tool support bar 35 is normally seated between the wheels 36, as can be seen in FIG. 6, the ripper can also be hung on the outside of one of the wheels, as indicated in the same figure in broken lines. This can be useful when surface conditions on opposite sides of the trench do not permit free movement over them. For example, on one side of the trench, either a high
Be a bulge or a deep depression.
As previously mentioned, the device described above is preferred because it is readily available from manufacturers of agricultural implements. This generally applies to all components of the
The carrier for the test equipment as well as for the rod 50 of this test equipment, which is known in the agricultural equipment trade as the "underground plow".
For sampling behind the ripper 27, an open tube 54 is provided, the lower one
End connected to the back of the rod 50, and to the upper end in any manner, e.g. B. through the coupling 55 in theFig. 1 and 2 is connected to lines that in turn forward the sample. Of course, there are small openings in the back of the pipe close to its lower end so that from the gap plowed into the earth by the advancing rod, the
Sample can be taken. This particular construction is preferred because the rod 50 cannot be pierced or otherwise modified.
As can be seen in Figures 1, 2 and 4, a plow 56 is attached to the forward lower end of the rod 50 so that the earth near the lower end of the rod is considerably loosened. Furthermore, it can be seen from Fig. 2 that the lower end of the slot formed by the advancing rod 50 is enlarged in this manner at the bottom to form a gas pocket with an area 103 of reduced pressure into which the sample medium freely flows can. In particular, to repeat what has been described above, this sample medium is sucked up through the passage in the pipe 54 into the test device to be described by means of the pump 30 due to the connection of the passage to the exhaust pipe of the engine 26a.
As indicated in FIG. 3, the carriage 26 can be guided in the required direction with the aid of marks 57 on the earth's surface 21 over the line 20. These marks can be placed with reference to the line stakes 58 which, in a conventional manner, extend upwardly above the surface of the earth at various points along the line. As FIGS. 2 and 3 show and make clear, the driver of the carriage 26 holds the lower end of the test means 27 within the lateral limits of the frame 22 so that the lower end of the sample passage is continuously located within this area 101 of greatest permeability.
The modified form of the soil ripper 27a, which can be seen in FIGS. 7 and 8, is for the most part similar to the previously described soil ripper 27 in that a plow is attached to the front underside of the rigid rod 50. Rearwardly extending wings 59 are attached to the opposite undersides of another rod 60 which curves upwardly along the front underside of the rigid rod 50. In this form of ripper, the lower end of the rod and the plow are curved forward at a greater angle with respect to their perpendicular parts.
In the modified form of the bottom ripper 27b of FIGS. 9 and 10, a plow-like shield 61 with wings 62 on each of its opposite sides forms a test chamber 63 on the rear of the rod 50. A flap 64 is hinged to the rear end of the wings 62 between the closed position shown in solid lines in FIGS. 9 and 10 and the open position shown in broken lines in FIG. 9. As can be seen in Fig. 10, the flap projects beyond the wings 62 on both sides, so that when the bottom ripper moves forward (to the right in Figs. 9 and 10), the flap is pivoted and the open position shown in broken lines is
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can be achieved if the heating element is adjusted as indicated above.
One could imagine continuously mixing the nitrogen oxide with the natural gas over a certain period of time. However, if this is too expensive, it would be preferable, as described above, to offset the pipeline with portions of 5 or 10 kg of nitrogen oxide, so that this "portion" of the nitrogen oxide reaches very high concentrations. Therefore, if it passed a leak and passed through the leak in even a very small amount, it would give the soil a concentration high enough to detect.
As can be seen in the diagram of FIG. 1, the upper end of the line connected to the sample tube 54 is connected to the inlet of the sample cell, the outlet of which is again connected to the pump 30; this can be achieved through the intake port of the car engine 26a. In this way, the sample medium is sucked out of the earth, into the sample cell and then out into the motor. Before it is introduced into the sample cell, the sample medium passes through a filter 106 which is arranged in the conduit in order to ensure that it is free from dirt and dust, since otherwise the uncovering means would result in incorrect readings. After passing through the filter, the fluid sample is introduced into a rotameter 100 of conventional construction; this contains, as indicated in Fig. 1, a glass tube with a ball therein.
In detail, the inner diameter of the glass tube increases upwards in a manner known per se so that the higher the flow rate through the device, the higher the ball is pushed upwards, so that its level in the glass tube is a measure of the gas flow.
As can also be seen in the diagram of FIG. 1, the output of the detector 107 is fed to a recorder 108 in order to be permanently registered there. It is also fed to a visual indicator 109 so that the user can see the output without utilizing the recording, and also to an auditory indicator 110 which warns the user of a leak in the line. These indicators can of course be constructed as before.
From the foregoing it will be seen that this invention is well adapted to achieve all of the purposes and objects set forth above, along with other advantages which are evident and inherent in the nature of the method and apparatus.
It will be understood that certain features and sub-combinations are useful and can be used without reference to other features and sub-combinations. This is contemplated and is within the scope of the claim.
Since many samples of the invention can be produced without deviating from the idea of the invention, all of the material presented here or shown in the drawings should of course be interpreted as an illustrative example and not in a limiting sense.
PATENT CLAIMS:
1. A method for detecting leaks in underground pipelines, in which a probe is inserted into the soil above the pipeline, which has a sample intake opening below the ground, which is connected via a sampling line to a test device in which the The samples taken are checked for leakage medium that has escaped from the pipeline, characterized in that the probe designed as a bottom ripper is pulled through the soil that fills the trench drawn when the pipeline is laid.