海上固定平臺位置與方位復測方法
【專利說明】
一、技術領域
[0001]本發明涉及的是一種海上固定平臺在安裝過程中對其位置、方位的測量方法，具體地說是一種海上固定平臺位置與方位復測方法。
二、【背景技術】
[0002]目前海洋石油裝備產業在海洋油氣產業持續快速發展的帶動下，正處于高速發展的新時期。海洋油氣工程裝備產業是直接關系到海洋油氣資源開發，影響國家能源穩定和經濟安全的戰略產業。海洋油氣工程裝備已是造船業利潤的新增長點，并成為主要海洋國家相爭的目標。
[0003]鉆井平臺與海上固定平臺對接定位是海洋油氣工程中非常重要的一部分，對接的成功與否關系到海洋油氣資源開發的生產進度及效益。鉆井平臺與海上固定平臺對接定位的精度要求高、施工非常復雜，在對接定位過程中，提供給定位工程人員的海上固定平臺位置、方位往往會出現較大的偏差，位置最大偏差會達到幾十米，方位偏差最大會達到3°，這就嚴重影響了對接定位的精度及成功率，如果出現因誤差過大引起對接定位的失敗或井口覆蓋不完全，必須進行第二次的對接定位，甚至會因為第一次就位時產生的粧穴而多次就位失敗，這就會大大的浪費人力物力，影響工程進度及效益。
[0004]因此，在鉆井平臺與海上固定平臺對接定位過程中，對海上固定平臺的位置、方位進行復測就顯得尤為重要。通過調研了解，海上固定平臺在安裝過程中對其位置、方位的傳統測量方法比較簡單，基本原理是采用差分GPS天線安裝在固定平臺中心，電羅經安裝在固定平臺軌道平行線上，進行長時間的測量，得到位置、方位結果。該方法存在以下不足:一是精度低，由于設備誤差、安裝誤差及海上固定平臺在吊裝過程中產生的誤差，最后的測量結果往往會有較大偏差;二是周期長，具有危險性，固定平臺安裝時由吊車從空中往海里打粧進行安裝，安裝位置需要不斷校準，人員和設備長時間位于懸空的平臺上，具有一定的安全隱患。
三、
【發明內容】
[0005]為解決現有技術的不足，本發明的目的是提供一種海上固定平臺位置與方位復測方法，該方法能夠實現對海上固定平臺位置、方位的高精度測量。
[0006]實現本發明的目的采用的技術方案是:該海上固定平臺位置與方位復測方法的具體步驟是:
[0007]1)、進行作業時，工作人員首先到固定平臺，為設備的安裝選取合適的區域并進行供電布線。
[0008]2)、進行設備安裝；星基差分GPS天線安裝于固定平臺井口中心；激光陀螺慣性導航系統(INS)安裝于固定平臺方位基準線或引測線上；電羅經安裝于固定平臺方位基準線或引測線上;全站儀安裝于固定平臺軌道方位基準線上;接收機及數據錄取設備同INS和電羅經安裝在一起。
[0009]3)、所有設備安裝完畢后，設備開機，設定相應的數據采樣頻率，在星基差分GPS、激光陀螺慣性導航系統(INS)和電羅經工作狀態穩定后，對固定平臺位置和方位進行連續多次測量1-2個小時;利用星基差分GPS測量固定平臺井口中心的位置，利用激光陀螺慣性導航系統(INS)、電羅經、全站儀組合系統測量鉆井平臺的方位，并將這些信息送入數據錄取設備。
[0010]4)、數據錄取設備通過軟件對測量數據進行同步采集及存儲后，對數據進行坐標轉換和預處理，濾除由于各種隨機噪聲產生的影響，將可疑數據進行剔除，按照位置精度評定方法和方位精度評定方法對測量數據進行處理，得到固定平臺精確的位置和方位，實現海上固定平臺位置、方位的高精度測量。
[0011]所述的星基差分GPS利用星基差分技術，通過導航衛星發送的差分校正量，對海上固定平臺井口中心位置進行測量;激光陀螺慣性導航系統(INS)用于測量固定平臺方位信息。電羅經用于測量固定平臺方位信息;全站儀用于固定平臺軌道方位基準線引測，以及不同高度軌道方位基準線引測，輔助電羅經、INS測量固定平臺的方位;數據錄取設備用于測量數據的實時采集及存儲，并對測量數據進行精度分析。
[0012]本發明的有益效果是:該海上固定平臺位置與方位復測方法能夠全面、精確的測量固定平臺的位置及方位，在海上實時作業過程中能夠達到各種性能指標并且誤差都能夠控制在有效范圍內，而且在事故發生、信號中斷等情況下，由于系統自身的高冗余度，使得無論是處于各種意外情況下都能夠保證系統準確無誤的進行，系統可靠性高。本方法設備安裝使用簡單可行。定位設備重量輕、體積小、攜帶方便，具有測量精度高、成本低、直觀性、安全性、可靠性及實時性特點。
四、【具體實施方式】
[0013]本發明海上固定平臺位置與方位復測方法應用的設備主要由星基差分GPS、激光陀螺慣性導航系統(INS)、電羅經、全站儀合數據處理設備等組成。其工作原理是主要利用星基差分GPS、全站儀、電羅經、激光陀螺慣導等設備，采用組合導航技術、星基差分GPS技術、激光測距測角技術、桿臂測量技術和數據后處理等技術，實現海上固定平臺位置、方位的高精度測量。
[0014]1、星基差分GPS天線位置的選取:在一般情況下，星基差分GPS天線位置應該選取在固定平臺井口中心位置，但由于平臺上實際情況比較復雜，會出現以下情況無法將天線直接安裝于井口中心:一是井口中心位置處于懸空位置，定位人員無法進行測量及安裝;二是井口中心位置未處于頂層甲板，上方被上層甲板完全遮擋。在這兩種情況之下就需要定位人員采用桿臂原理精確測量計算出GPS天線與井口中心的相對位置，以滿足固定平臺位置測量需求。
[0015]2、方位基準線的引測:固定平臺上的方位基準線一般以平臺上的軌道為基準，但平臺上的軌道位置基本都位于中層甲板上，且附近沒有開闊的地帶不便于設備安裝，這就需要確定軌道的方位基準線后對其進行引測。一是軌道方位基準的水平引測，首先，用全站儀沿著軌道精確測量出方位基準線，然后利用激光測距儀將其引測至同一層甲板的開闊地帶；二是在使用一臺全站儀測量出方位基準線后，由于同一層甲板沒有適于安裝設備的開闊地帶，那么就需要在具備開闊地帶的上(下)層甲板上安裝另一臺全站儀，兩臺全站儀進行通視后，第二臺全站儀旋轉相同的角度，從而將軌道方位基準線引測至另一層甲板。
[0016]3、供電布線的方式:一般采取兩種方式，一是當固定平臺具備供電條件時，按照平臺的安全要求及平臺結構進行合理的布線供電；二是當固定平臺不具備供電條件時，需要拖船在固定平臺旁邊進行拋錨，利用拖船上的交流電為平臺上的定位設備進行供電，定位人員可根據拖船與固定平臺的相對位置進行合理的布線。
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