油氣管線快速替換測量技術(shù)及誤差分析.pdf

1、中國海洋石油勘探開發(fā)已有多年歷史,目前海上鉆井、采油平臺(tái)、油氣處理終端等裝備中的油氣管線常因腐蝕穿孔和工藝改進(jìn)需要維修、更換。傳統(tǒng)維修替換方法是在停產(chǎn)狀態(tài)下,將管線隔離、拆除、清洗和接口焊接,維修改造時(shí)需投入較大的人力、物力,且耗時(shí)較長；在施工安全上,也存在較多隱患。針對(duì)上述問題,本文基于激光測距原理提出了油氣管線快速測量方法。
　　 為實(shí)現(xiàn)管線的快速、準(zhǔn)確測量,在分析油氣管線測量要素的基礎(chǔ)上,本文提出了數(shù)學(xué)模型和測量方案。利用

2、尼康DTM-532C(防爆型)激光全站儀對(duì)預(yù)制法蘭管段原型進(jìn)行了實(shí)際測量,結(jié)合矩陣變換與空間立體幾何知識(shí),將測量數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)處理還原成法蘭管段原型尺寸和法蘭管段中心軸線圖,并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果同預(yù)制法蘭管段原始尺寸數(shù)據(jù)和法蘭管段中心線圖形對(duì)應(yīng)比較,驗(yàn)證測量方案的準(zhǔn)確性和可行性；分析了影響測量精度的各種因素,對(duì)減小測量誤差給出了建議。論文的主要研究工作如下:
　　 1、在油氣管線特征及測量要素分析的基礎(chǔ)上,建立了以管線中心軸線、法蘭面法向

3、直線和螺栓孔定位直線所構(gòu)成的管線測量數(shù)學(xué)模型,簡稱為標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。采用立體幾何空間位相分析方法完成了對(duì)油氣管線測量的理論研究,選擇尼康DTM-532C(防爆型)激光全站儀進(jìn)行實(shí)際測量,并設(shè)計(jì)了測量標(biāo)的物輔助進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
　　 2、對(duì)全站儀采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化,得出笛卡爾三維點(diǎn)坐標(biāo),利用測量標(biāo)的同預(yù)制法蘭管段的空間位置關(guān)系,通過坐標(biāo)變換,得到預(yù)制管線標(biāo)準(zhǔn)曲線圖上關(guān)鍵點(diǎn)位的三維坐標(biāo)以及構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)曲線的圓弧圓心角和半徑數(shù)據(jù)等關(guān)鍵

4、數(shù)據(jù),使用這些數(shù)據(jù)在AutoCAD中繪制出預(yù)制法蘭管段的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。將標(biāo)準(zhǔn)曲線圖導(dǎo)入SolidWorks對(duì)彎管、直管和法蘭進(jìn)行裝配,得到預(yù)制法蘭管段三維實(shí)體圖,并轉(zhuǎn)換為二維施工圖,對(duì)自動(dòng)標(biāo)注的尺寸進(jìn)行調(diào)整使之符合工程施工規(guī)范。
　　 3、通過對(duì)預(yù)制管線實(shí)際測量方案分析,找出影響測量精度的因素,包括測量標(biāo)的制造誤差,測量標(biāo)的同法蘭面的平面度誤差等,并提出修正建議。
　　 4、對(duì)比預(yù)制法蘭管段實(shí)際尺寸數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)處理后得到