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海洋石油天然氣項目的陸地平臺組塊建造測量精度提升方法研究

文檔作者：李增耀文檔來源：青島科信海洋科技有限公司		更新日期： 2026年05月14日	點擊數：
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工程技術研究 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采平臺陸地組塊
建造過程中的工程測量精度控制，探討在大型模塊化
建造項目中實現高精度測量的關鍵技術與方法，采用
模塊化建造方式確保平臺上部和基礎模塊的幾何尺寸
與空間定位精度符合設計要求，實現大型模塊的精準
裝配。工程測量精度控制措施使得模塊長度測量誤差
控制為±3 mm，重點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
量精度控制方案不僅提高了施工效率，減少了返工可
能性，還優化了工程進度和資源配置，以期為海洋石
油天然氣開采平臺的高質量建設提供可靠保障。
關鍵詞：石油；天然氣；陸地平臺；組塊建造；工程測量；
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
海洋石油天然氣項目的陸地平臺組塊建造測量精度
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 .
隨著全球對海洋石油天然氣資源開發力度不斷加
大，海上平臺作為海洋資源開采的重要基礎設施，其
建造技術也面臨更多挑戰。陸地組塊建造是海上平臺
建設中的關鍵環節，尤其在大型模塊化建造過程中，
高精度測量控制對于確保模塊尺寸、位置及拼接間隙
的準確性至關重要。精準的工程測量不僅是保障結構
安全性和長期穩定性的基礎，還是優化施工流程、提
高工作效率和減少返工可能性的關鍵因素[1]。基于此，
文章探討海洋石油天然氣開采平臺陸地組塊建造面臨
的測量精度挑戰，并提出有效的解決方案，旨在實現
從設計到施工各階段的嚴格測量精度控制，滿足現代
海洋工程項目對高質量建設的要求。
1 工程概述
文章以某海洋石油天然氣開采平臺陸地組塊建造
工程為例，該工程涵蓋平臺上部模塊與基礎模塊的建
作者簡介： 李增耀，男，本科，工程師，研究方向為工程技術、工程
測量。
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：TE58
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工程前沿 2025 年 第11 期 總第187 期 工程技術研究
造、裝配和精度檢測工作，采用模塊化建造方式實現
整體裝配。該項目總占地約5.2 hm2，單個組塊質量超
過300 t，平臺上部模塊總重約18 000 t，基礎模塊重
約22 000 t，整個建造周期預計為30 個月。上部模塊
的尺寸為130 m×70 m×45 m（長× 寬× 高），基礎
模塊的尺寸為150 m×80 m×50 m（長× 寬× 高）。
建造階段的測量任務為確保每個模塊的幾何尺寸與空
間定位精度符合設計要求，模塊長度測量誤差不超過
±3 mm，尤其需要重點控制模塊拼接間隙，確保焊接
面完全契合，測量精度需達到±1 mm。通過建立高精
度測量控制網保障多模塊間空間位置的協調性，確保
整體水平誤差為±1 mm。
2 工程測量精度控制方法分析
2.1　多次復測和數據一致性檢驗
工程中多次復測任務主要包括設備檢查與校準、
環境條件評估以及測量對象與測量點的選擇等內容。
在第一次復測過程中，工作人員使用高精度儀器進行
測量，確保每個測量環節的精確性，如儀器的設置、
反射板的位置及測量方式等，記錄初步數據[2]。第二
次測量的主要目標是通過獨立的測量排除第一次測量
中的偶然誤差，調整設備的角度和位置，避免操作不
當或設備故障導致重復誤差。在第三次測量中，對比
前兩次的測量數據，進一步驗證結果的一致性和穩定
性。在數據一致性檢驗與誤差分析環節，將三次測量
數據進行均值計算，具體公式如下：
（1）
式中： 為測量的平均值；n 為測量次數；xi 為第i 次
的測量結果。
根據式（1）計算得出的結果進行標準差σ 計算，
具體公式如下：
（2）
通過均值和標準差的計算，對數據進行一致性檢
驗。均值提供了一個代表性的數值，減少了偶然誤差
的影響。標準差反映數據的離散程度，通常標準差較
小，說明多次測量結果相對一致，這也反映了設備穩定，
操作規范，測量結果精度高；標準差較大，則表明測
量數據存在較大波動，需要進一步排查問題并修正。
2.2　自動化測量設備的應用與調整
工程中使用的自動化測量設備包括全站儀、全球
定位系統（global positioning system, GPS）接收器、激
光掃描儀、無人機及水下定位系統等，通過自動化數
據采集、實時傳輸和精確計算等功能，大幅降低傳統
手動測量中可能出現的誤差。自動化測量設備參數如
表1 所示。
表1　自動化測量設備參數
設備型號技術參數
全站儀Leica TS16
測距范圍：0.3 ～ 5 000.0 m
定位精度：1 mm+0.001 mm/m
角度精度：1″
自動對焦功能；藍牙、無線（局域）
網（wireless fi delity, Wi-Fi）通信
GPS 接收器Trimble R10
GNSS
信號接收：GPS、GLONASS、
Galileo、BeiDou
定位精度：單點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/s
分辨率：1 mm 點云精度
Wi-Fi、藍牙數據傳輸
水下定位系統DJImatrice
300 RTK
頻率范圍：200 ～ 400 kHz
測量深度：可適應2 000 m 以上
水深
定位精度：垂直±1 cm，水平
±2 cm
無人機
Teledyne
RESON
SeaBat T20-R
定位精度：1 cm+0.000 1 cm/m
飛行時間：最長55 min
支持多傳感器搭載、實時數據
傳輸
工作人員在使用自動化測量設備時，應檢查儀器
的角度和距離測量等功能是否處于正常狀態，確保設
備不存在誤差。在測量前，記錄溫度、濕度、氣壓等
環境參數，這些參數的變化會影響光速的傳播，從而
影響距離測量的精度[3]。除了定期進行設備的校驗和
調整，還需要通過環境數據的實時監控動態調整測量
參數。例如，高精度全站儀具有自動溫度補償功能，
在測量過程中實時調整設備讀數，可以減少溫度變化
的影響。
2.3　利用數字化技術構建數據平臺
項目涉及的自動化測量設備具備完好的自動化數
據采集功能，能實時獲取測量數據并自動傳輸至數據
平臺。數據傳輸通過多種無線技術實現系統數據的遠
程實時同步，包括Wi-Fi、藍牙、第四代移動通信或
第五代移動通信網絡等，確保現場與工程指揮中心的
數據互聯互通。
利用數字化平臺中的云存儲技術，將所有測量數
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工程技術研究 第10 卷 總第187 期 2025 年6 月 工程前沿
據存儲在云端服務器中，采用BZIP2 無損壓縮算法進
行數據壓縮，并采用基于模塊、文件及全局結合的去
重技術，減少數據占用空間，同時通過大數據技術實
現對海量測量數據的高效存儲和快速檢索[4]。在應用
BZIP2 無損壓縮算法時，通過羅伯斯- 惠勒變換（burrows-
wheeler transform, BWT）算法重排數據，使相同
的字符更加集中，增加了數據的可壓縮性。通過移動
到前面（move-to-front, MTF）技術優化數據的重復性，
使用Huff man 編碼對變換后的數據進行編碼，生成較
短的代碼，進一步減少數據存儲的需求。
云存儲技術將每個測量數據集劃分成多個數據塊，
在分布式存儲集群中進行存儲，如將全站儀一次測量
得到的角度、距離、時間戳等信息數據切割成多個數
據塊[5]。云存儲系統通過哈希算法SHA-256 定期進行
數據校驗，對存儲的數據進行完整性驗證。完整性數
據IC 校驗公式如下：
IC ∶ Hs=Hc （3）
式中：Hs 為存儲時的哈希值；Hc 為當前計算的數
據哈希值。
如果Hs=Hc，代表數據未被竄改，完整性驗證通過；
如果Hs ≠ Hc，則代表數據已經被竄改或損壞，系統則
發出警報并采取相應的修復或恢復措施。
3 實踐效果
在海洋石油天然氣開采平臺陸地組塊建造工程
中，引入先進的測量技術和管理策略，顯著提高了項
目精度控制和施工效率，控制方法應用效果對比如圖1
所示。
傳統方法依賴人工測量和目測調整，經常導致焊
接面不平整及接合不良。在該項目中，管理人員采用
激光測距儀和高精度傳感器實時監測拼接面，將拼接間
隙誤差嚴格控制為±1 mm（傳統方法約為±5 mm），
有效提高了焊接質量，減少了約20% 的后期修復工
作量。對于多模塊的空間位置協調，管理人員在運用
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到±1 mm，遠超行業
標準，避免了裝配錯位和結構不穩定問題，增強了平
臺安全性和穩定性。實時反饋的測量數據使施工團隊
能在各階段進行精準調整，確保模塊快速無誤裝配，
每個模塊安裝時間平均縮短約30%，大幅提高工程效
率，使得預計30 個月的施工周期得以順利推進。
4 結束語
文章系統探討了海洋石油天然氣開采平臺陸地組
塊建造中的工程測量精度控制技術，提出并驗證了多
次復測與數據一致性檢驗、自動化測量設備應用及數
字化技術構建的數據平臺等創新性措施。這些方法不
僅解決了大型模塊化建造項目中常見的高精度測量難
題，還顯著提高了測量效率和精度，減少了人為誤差。
項目團隊通過使用全站儀、GPS 接收器、激光掃描儀
等先進設備，實現了從傳統手動測量到自動化、智能
化測量的轉變，更好地推動行業技術的發展進步，應
對未來工程中可能出現的技術挑戰。
參考文獻
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圖1　控制方法應用效果對比

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