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海洋石油天然氣項(xiàng)目的陸地平臺(tái)組塊建造測(cè)量精度提升方法研究

文檔作者：李增耀文檔來(lái)源：青島科信海洋科技有限公司		更新日期： 2026年05月14日	點(diǎn) 擊數(shù)：
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工程技術(shù)研究 第10 卷 總第187 期 2025 年6 月 工程前沿
摘要：文章聚焦于海洋石油天然氣開(kāi)采平臺(tái)陸地組塊
建造過(guò)程中的工程測(cè)量精度控制，探討在大型模塊化
建造項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)與方法，采用
模塊化建造方式確保平臺(tái)上部和基礎(chǔ)模塊的幾何尺寸
與空間定位精度符合設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)大型模塊的精準(zhǔn)
裝配。工程測(cè)量精度控制措施使得模塊長(zhǎng)度測(cè)量誤差
控制為±3 mm，重點(diǎn)部位如焊接面拼接間隙誤差控制
為±1 mm，整體水平誤差控制為±1 mm。該工程測(cè)
量精度控制方案不僅提高了施工效率，減少了返工可
能性，還優(yōu)化了工程進(jìn)度和資源配置，以期為海洋石
油天然氣開(kāi)采平臺(tái)的高質(zhì)量建設(shè)提供可靠保障。
關(guān)鍵詞：石油；天然氣；陸地平臺(tái)；組塊建造；工程測(cè)量；
精度控制
Abstract:This paper focuses on the engineering
measurement accuracy control in the construction
process of onshore modules of offshore oil and gas
exploitation platform, and discusses the key technologies
and methods to achieve high accuracy measurement in
large-scale modular construction projects. The modular
construction method is used to ensure that the geometric
dimensions and spatial positioning accuracy of the upper
and foundation modules of the platform meet the design
requirements, and the precise assembly of large modules
is realized. The engineering measurement accuracy control
measures ensure that the measurement error of module
length is controlled within ± 3 mm, for key areas, such as
the joint gaps of welding surfaces, the error is controlled
海洋石油天然氣項(xiàng)目的陸地平臺(tái)組塊建造測(cè)量精度
提升方法研究
Research on Measurement Accuracy Improvement Methods for Onshore Platform Module
Construction in the Off shore Oil and Gas Projects
DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2025.11.015 .
隨著全球?qū)Ｑ笫吞烊粴赓Y源開(kāi)發(fā)力度不斷加
大，海上平臺(tái)作為海洋資源開(kāi)采的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其
建造技術(shù)也面臨更多挑戰(zhàn)。陸地組塊建造是海上平臺(tái)
建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，尤其在大型模塊化建造過(guò)程中，
高精度測(cè)量控制對(duì)于確保模塊尺寸、位置及拼接間隙
的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。精準(zhǔn)的工程測(cè)量不僅是保障結(jié)構(gòu)
安全性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，還是優(yōu)化施工流程、提
高工作效率和減少返工可能性的關(guān)鍵因素[1]。基于此，
文章探討海洋石油天然氣開(kāi)采平臺(tái)陸地組塊建造面臨
的測(cè)量精度挑戰(zhàn)，并提出有效的解決方案，旨在實(shí)現(xiàn)
從設(shè)計(jì)到施工各階段的嚴(yán)格測(cè)量精度控制，滿足現(xiàn)代
海洋工程項(xiàng)目對(duì)高質(zhì)量建設(shè)的要求。
1 工程概述
文章以某海洋石油天然氣開(kāi)采平臺(tái)陸地組塊建造
工程為例，該工程涵蓋平臺(tái)上部模塊與基礎(chǔ)模塊的建
作者簡(jiǎn)介： 李增耀，男，本科，工程師，研究方向?yàn)楣こ碳夹g(shù)、工程
測(cè)量。
李增耀
青島科信海洋科技有限公司，山東 青島 266555
LI Zengyao
Qingdao Kexin Marine Technology Co., Ltd., Qingdao 266555, Shandong, China
within ±1 mm, and the overall horizontal error is also
controlled within ± 1 mm. The engineering measurement
accuracy control scheme not only improves the construction
efficiency, reduces the possibility of rework, but also
optimizes the engineering progress and resource allocation,
in order to provide a reliable guarantee for the high-quality
construction of off shore oil and gas exploitation platform.
Keywords: oil; natural gas; onshore platform; module
construction; engineering measurement; accuracy control
分類號(hào)：TE58
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工程前沿 2025 年 第11 期 總第187 期 工程技術(shù)研究
造、裝配和精度檢測(cè)工作，采用模塊化建造方式實(shí)現(xiàn)
整體裝配。該項(xiàng)目總占地約5.2 hm2，單個(gè)組塊質(zhì)量超
過(guò)300 t，平臺(tái)上部模塊總重約18 000 t，基礎(chǔ)模塊重
約22 000 t，整個(gè)建造周期預(yù)計(jì)為30 個(gè)月。上部模塊
的尺寸為130 m×70 m×45 m（長(zhǎng)× 寬× 高），基礎(chǔ)
模塊的尺寸為150 m×80 m×50 m（長(zhǎng)× 寬× 高）。
建造階段的測(cè)量任務(wù)為確保每個(gè)模塊的幾何尺寸與空
間定位精度符合設(shè)計(jì)要求，模塊長(zhǎng)度測(cè)量誤差不超過(guò)
±3 mm，尤其需要重點(diǎn)控制模塊拼接間隙，確保焊接
面完全契合，測(cè)量精度需達(dá)到±1 mm。通過(guò)建立高精
度測(cè)量控制網(wǎng)保障多模塊間空間位置的協(xié)調(diào)性，確保
整體水平誤差為±1 mm。
2 工程測(cè)量精度控制方法分析
2.1　多次復(fù)測(cè)和數(shù)據(jù)一致性檢驗(yàn)
工程中多次復(fù)測(cè)任務(wù)主要包括設(shè)備檢查與校準(zhǔn)、
環(huán)境條件評(píng)估以及測(cè)量對(duì)象與測(cè)量點(diǎn)的選擇等內(nèi)容。
在第一次復(fù)測(cè)過(guò)程中，工作人員使用高精度儀器進(jìn)行
測(cè)量，確保每個(gè)測(cè)量環(huán)節(jié)的精確性，如儀器的設(shè)置、
反射板的位置及測(cè)量方式等，記錄初步數(shù)據(jù)[2]。第二
次測(cè)量的主要目標(biāo)是通過(guò)獨(dú)立的測(cè)量排除第一次測(cè)量
中的偶然誤差，調(diào)整設(shè)備的角度和位置，避免操作不
當(dāng)或設(shè)備故障導(dǎo)致重復(fù)誤差。在第三次測(cè)量中，對(duì)比
前兩次的測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)一步驗(yàn)證結(jié)果的一致性和穩(wěn)定
性。在數(shù)據(jù)一致性檢驗(yàn)與誤差分析環(huán)節(jié)，將三次測(cè)量
數(shù)據(jù)進(jìn)行均值計(jì)算，具體公式如下：
（1）
式中： 為測(cè)量的平均值；n 為測(cè)量次數(shù)；xi 為第i 次
的測(cè)量結(jié)果。
根據(jù)式（1）計(jì)算得出的結(jié)果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差σ 計(jì)算，
具體公式如下：
（2）
通過(guò)均值和標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性檢
驗(yàn)。均值提供了一個(gè)代表性的數(shù)值，減少了偶然誤差
的影響。標(biāo)準(zhǔn)差反映數(shù)據(jù)的離散程度，通常標(biāo)準(zhǔn)差較
小，說(shuō)明多次測(cè)量結(jié)果相對(duì)一致，這也反映了設(shè)備穩(wěn)定，
操作規(guī)范，測(cè)量結(jié)果精度高；標(biāo)準(zhǔn)差較大，則表明測(cè)
量數(shù)據(jù)存在較大波動(dòng)，需要進(jìn)一步排查問(wèn)題并修正。
2.2　自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備的應(yīng)用與調(diào)整
工程中使用的自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備包括全站儀、全球
定位系統(tǒng)（global positioning system, GPS）接收器、激
光掃描儀、無(wú)人機(jī)及水下定位系統(tǒng)等，通過(guò)自動(dòng)化數(shù)
據(jù)采集、實(shí)時(shí)傳輸和精確計(jì)算等功能，大幅降低傳統(tǒng)
手動(dòng)測(cè)量中可能出現(xiàn)的誤差。自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備參數(shù)如
表1 所示。
表1　自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備參數(shù)
設(shè)備型號(hào)技術(shù)參數(shù)
全站儀Leica TS16
測(cè)距范圍：0.3 ～ 5 000.0 m
定位精度：1 mm+0.001 mm/m
角度精度：1″
自動(dòng)對(duì)焦功能；藍(lán)牙、無(wú)線（局域）
網(wǎng)（wireless fi delity, Wi-Fi）通信
GPS 接收器Trimble R10
GNSS
信號(hào)接收：GPS、GLONASS、
Galileo、BeiDou
定位精度：?jiǎn)吸c(diǎn)10.0 mm+0.001 mm/m，
差分5.0 mm+0.000 5 mm/m
雙頻（L1/L2）
激光掃描儀
FARO
Focus3D
X330
掃描范圍：最大330.0 m
尺寸精度：±2 mm
掃描速度：976 000 點(diǎn)/s
分辨率：1 mm 點(diǎn)云精度
Wi-Fi、藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸
水下定位系統(tǒng)DJImatrice
300 RTK
頻率范圍：200 ～ 400 kHz
測(cè)量深度：可適應(yīng)2 000 m 以上
水深
定位精度：垂直±1 cm，水平
±2 cm
無(wú)人機(jī)
Teledyne
RESON
SeaBat T20-R
定位精度：1 cm+0.000 1 cm/m
飛行時(shí)間：最長(zhǎng)55 min
支持多傳感器搭載、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)
傳輸
工作人員在使用自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備時(shí)，應(yīng)檢查儀器
的角度和距離測(cè)量等功能是否處于正常狀態(tài)，確保設(shè)
備不存在誤差。在測(cè)量前，記錄溫度、濕度、氣壓等
環(huán)境參數(shù)，這些參數(shù)的變化會(huì)影響光速的傳播，從而
影響距離測(cè)量的精度[3]。除了定期進(jìn)行設(shè)備的校驗(yàn)和
調(diào)整，還需要通過(guò)環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控動(dòng)態(tài)調(diào)整測(cè)量
參數(shù)。例如，高精度全站儀具有自動(dòng)溫度補(bǔ)償功能，
在測(cè)量過(guò)程中實(shí)時(shí)調(diào)整設(shè)備讀數(shù)，可以減少溫度變化
的影響。
2.3　利用數(shù)字化技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)平臺(tái)
項(xiàng)目涉及的自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備具備完好的自動(dòng)化數(shù)
據(jù)采集功能，能實(shí)時(shí)獲取測(cè)量數(shù)據(jù)并自動(dòng)傳輸至數(shù)據(jù)
平臺(tái)。數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)多種無(wú)線技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)
程實(shí)時(shí)同步，包括Wi-Fi、藍(lán)牙、第四代移動(dòng)通信或
第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等，確保現(xiàn)場(chǎng)與工程指揮中心的
數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。
利用數(shù)字化平臺(tái)中的云存儲(chǔ)技術(shù)，將所有測(cè)量數(shù)
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工程技術(shù)研究 第10 卷 總第187 期 2025 年6 月 工程前沿
據(jù)存儲(chǔ)在云端服務(wù)器中，采用BZIP2 無(wú)損壓縮算法進(jìn)
行數(shù)據(jù)壓縮，并采用基于模塊、文件及全局結(jié)合的去
重技術(shù)，減少數(shù)據(jù)占用空間，同時(shí)通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)
現(xiàn)對(duì)海量測(cè)量數(shù)據(jù)的高效存儲(chǔ)和快速檢索[4]。在應(yīng)用
BZIP2 無(wú)損壓縮算法時(shí)，通過(guò)羅伯斯- 惠勒變換（burrows-
wheeler transform, BWT）算法重排數(shù)據(jù)，使相同
的字符更加集中，增加了數(shù)據(jù)的可壓縮性。通過(guò)移動(dòng)
到前面（move-to-front, MTF）技術(shù)優(yōu)化數(shù)據(jù)的重復(fù)性，
使用Huff man 編碼對(duì)變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，生成較
短的代碼，進(jìn)一步減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求。
云存儲(chǔ)技術(shù)將每個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)集劃分成多個(gè)數(shù)據(jù)塊，
在分布式存儲(chǔ)集群中進(jìn)行存儲(chǔ)，如將全站儀一次測(cè)量
得到的角度、距離、時(shí)間戳等信息數(shù)據(jù)切割成多個(gè)數(shù)
據(jù)塊[5]。云存儲(chǔ)系統(tǒng)通過(guò)哈希算法SHA-256 定期進(jìn)行
數(shù)據(jù)校驗(yàn)，對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行完整性驗(yàn)證。完整性數(shù)
據(jù)IC 校驗(yàn)公式如下：
IC ∶ Hs=Hc （3）
式中：Hs 為存儲(chǔ)時(shí)的哈希值；Hc 為當(dāng)前計(jì)算的數(shù)
據(jù)哈希值。
如果Hs=Hc，代表數(shù)據(jù)未被竄改，完整性驗(yàn)證通過(guò)；
如果Hs ≠ Hc，則代表數(shù)據(jù)已經(jīng)被竄改或損壞，系統(tǒng)則
發(fā)出警報(bào)并采取相應(yīng)的修復(fù)或恢復(fù)措施。
3 實(shí)踐效果
在海洋石油天然氣開(kāi)采平臺(tái)陸地組塊建造工程
中，引入先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)和管理策略，顯著提高了項(xiàng)
目精度控制和施工效率，控制方法應(yīng)用效果對(duì)比如圖1
所示。
傳統(tǒng)方法依賴人工測(cè)量和目測(cè)調(diào)整，經(jīng)常導(dǎo)致焊
接面不平整及接合不良。在該項(xiàng)目中，管理人員采用
激光測(cè)距儀和高精度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)拼接面，將拼接間
隙誤差嚴(yán)格控制為±1 mm（傳統(tǒng)方法約為±5 mm），
有效提高了焊接質(zhì)量，減少了約20% 的后期修復(fù)工
作量。對(duì)于多模塊的空間位置協(xié)調(diào)，管理人員在運(yùn)用
高精度三維激光掃描儀和全站儀后，位置誤差控制為
±1 mm，整體水平誤差同樣達(dá)到±1 mm，遠(yuǎn)超行業(yè)
標(biāo)準(zhǔn)，避免了裝配錯(cuò)位和結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定問(wèn)題，增強(qiáng)了平
臺(tái)安全性和穩(wěn)定性。實(shí)時(shí)反饋的測(cè)量數(shù)據(jù)使施工團(tuán)隊(duì)
能在各階段進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)整，確保模塊快速無(wú)誤裝配，
每個(gè)模塊安裝時(shí)間平均縮短約30%，大幅提高工程效
率，使得預(yù)計(jì)30 個(gè)月的施工周期得以順利推進(jìn)。
4 結(jié)束語(yǔ)
文章系統(tǒng)探討了海洋石油天然氣開(kāi)采平臺(tái)陸地組
塊建造中的工程測(cè)量精度控制技術(shù)，提出并驗(yàn)證了多
次復(fù)測(cè)與數(shù)據(jù)一致性檢驗(yàn)、自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備應(yīng)用及數(shù)
字化技術(shù)構(gòu)建的數(shù)據(jù)平臺(tái)等創(chuàng)新性措施。這些方法不
僅解決了大型模塊化建造項(xiàng)目中常見(jiàn)的高精度測(cè)量難
題，還顯著提高了測(cè)量效率和精度，減少了人為誤差。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過(guò)使用全站儀、GPS 接收器、激光掃描儀
等先進(jìn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)手動(dòng)測(cè)量到自動(dòng)化、智能
化測(cè)量的轉(zhuǎn)變，更好地推動(dòng)行業(yè)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，應(yīng)
對(duì)未來(lái)工程中可能出現(xiàn)的技術(shù)挑戰(zhàn)。
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圖1　控制方法應(yīng)用效果對(duì)比

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