便携式全站仪在钻采井架钢结构安装中的应用

　　仪器设备。

　　便携式全站仪在钻井架钢结构安装中的应用李静1仝兴华2陈海阳3（东营石油大学（华东）储运与建筑工程学院）（2东营石油大学（华东））（3青岛石油大学（华东）科教园区指挥部）李静，仝兴华，陈海阳。便携式全站仪在钻采井架钢结构安装中的应用。石油仪器，200317（5）：34-36过程中的测量工作，对测点产生的误差采用伪逆自由网平差方法进行处理，控制点的精度可达到*5mm，该全站仪具有快速。灵活。准确的特点，不仅提高了生产效率，而且达到了对资料的计算机化管理。

　　东）从事钢结构的教学和研宄工作。邮编：257061引言取全站仪的测量数据，通过软件自动进行处理，不仅可以简化外业测量工作，而且能够提高精度。

　　实际要求的作业a人员很多因此不仅精度低、速ublishingHbookmark2钢结构具有自重轻、构件截面小、有效空间大、抗震性能好，施工速度快，用工少，适应性强等特点，因此钢结构广泛应用于钻采井架中。近年来，随着采油井架高度的不断加，施工难度越来越大，在钻采井架钢结构的安装过程中，测量精度的高低直接影响到工程质量的好坏，它是衡量钢结构工程质量的一个重要指标。

　　油田上广为使用的钻采井架钢结构从其结构形式上可分为三种：型、K型、塔型，区别主要在于塔架形状、构件截面及连接型式的不同。同其它钢塔架一样它们都属于形式较为复杂的大型空间钢结构，对这类结构测量时首先根据底层的控制点向施工层面投点，然后根据投点进行各钢柱的放样。放样的精度，一方面取决于投点的精度，另一方面取决于施工放样的方法。为提高钢结构测量的精度，对从底层引上来的点进行边角测量，再进行平差处理，提高控制点的精度；施工放样时若使用常规仪器如经掉仪、钢尺按常规放样方法，由于受施工现场条件的限制，外业放样人员须进行大量繁琐的计算工作，便携式全站仪实时测量系统针对常规测量存在的问题，采用VB和ACCESS数据库相结合开发了WindowsXP下的实时钢结构测量系统，系统采用便携式计算机与全站仪相连，通过放样程序操纵全站仪进行测量，自动取得测量数据，计算显示出点位和纠偏信息，当偏差满足要求时，就可以将测量的数据存入数据库进行管理、绘图、打印报表等，便携式全站仪实时测量系统如所示。

　　便携式全站仪的工作流程如所示。首先应在室内建立控制点和放样点数据库，主要是输入各点的坐标，在外业测量时可以直接调用，外业测量时首先女置仪器并启|建立控制点动全站仪，后视己知点定向，用通信线连接好便携机和全站仪，打开便携机进入钢结构实时放样软件系统，便可进行井架钢结构的放样测量工作。

　　机屏幕上有四种数据：**种是控制点的资料，包括点名、坐标等信息，可直接从数据库中得到，即选择控制点及方向点点名即可调出其坐标；第二种数据需人工输入，如仪器高、贴片距圆柱顶面距离S、圆柱半径R、H型钢柱的宽度以及两贴片距离b，。；第三部分是全站仪测量数据，如全站仪瞄准圆柱的左边、右边、贴片的相对方向控制点的水平角及贴片观测的竖直角等；第四部分是放样点的坐标和观测结果等，其中放样点的坐标可通过选择放样点的点名，由数据库直接调出，实测坐标由程序自动计算得到，并给出偏差数据，进而指挥施工安装，当偏差符合要求，便可将数据存至数据库，该点的放样即告完成。在放样一个钢柱时通常要测定顶点和底部的坐标，测量时，一般在距钢柱的底部和顶部一定距离设置反光贴片，根据反算的两点坐标可计算钢柱的垂直倾斜度。

　　钻采井架钢结构安装施工测量的主要内容平面控制网的建立平面控制网可以根据土建提供的轴线控制点（或网）直接利用。

　　地脚螺栓的预埋定位测量地脚螺栓的预埋方法一般有两种：一种是一次浇注法；另一种是预留坑位二次浇注法。前一种方法要求测量工作人员先布置高精度的方格网，并把各柱中心轴线引测到四周的适当高度，一般超过底板厚度10cm左右；后一种方法可待底板浇注完成初凝后再引测平面控制网及柱中心轴线到各预留坑位的四周。两种方法各有优劣，前者一次浇注预留防渗漏效果好，但是地脚螺栓定位后容易在浇注混凝土过程中发生位移，螺栓定位精度低；后者地脚螺栓定位精度高，但二次浇注，处理不当，容易产生渗漏3.通过底层基准控制点运用莱卡ZL天顶仪配合DL2激光仪依次投测至所需施工高度，并用激光接收板接收。慢慢旋转铅直仪（0°、90°180°270°360°），便在接收板上得到一个激光圆，圆心即为该控制点的接收点。对接收点组成的控制网进行角度、距离测量，由于投点存在误差，因此测量的角度和边长与己知坐标存在一定的差异，需进行平差处理，以提高控制点的精度。由于每个点都可能存在投点误差，因此采用伪逆自由网平差4.坐标近似值采取底层控制点的己知坐标，在伪逆平差时保持了这些点的重心坐标以及各点到重心坐标的向径加权方位角，以该向径距离平方为权的带权平均数保持不变。实际平差时获得的各点的精度均小于±5mm保障了施工测量放样的精度，以此作为本层细部平面放线的依据。由于引上来的点为空心，无法测定其高程，用钢尺传递高程，在进行误差同样受网形的影响in当待定点位于于以两个放样时安置仪器于控制点上仪器横轴的高IM以由全站仪视线水平读取标尺的读数获得，这样就可以进行三维坐标的放样。若引点不够多，或测量对象形状改变时可由己有的控制点加密出一些新的控制点，然后再进行引点。

　　利用便携式全站仪实时钢结构放样测量软件的特点与常规测量模式相比，利用便携式全站仪实时钢结构放样软件进行施工测量，具有以下特点：实现了全站仪与计算机的双向通讯。一般的测量放样计算是由人工将观测结果输入到计算机或计算器进行计算，本系统利用了计算机与全站仪直接连接的双向通讯，由便携机发指令给全站仪进行测量，全站仪的测量数据自动传输到计算机内存中。系统中全站仪测量主要利用了两种模式：一种是测量斜距、垂直角、水平角，该种模式需要用反光贴片，而在测量圆钢管柱的左右边缘的方向时没有反光贴片，因此只能用水平角测量模式。圆钢管柱放样用到两种模式，H型钢柱只要**种模式即可。测量人员只需要按计算机屏幕的提示，将全站仪瞄准相应目标点取相应的按钮即可。避免了数据抄记、输入过程中的错误，简化了外业步骤。

　　实时计算出点位坐标和偏差信息。在计算出测点坐标的同时，结合放样点理论坐标进行反算，马上得出建议距离、纠正量，便于指挥放样工作。

　　建立了控制点、放样点以及实测数据的数据库，能方便地进行点位坐标以及实测资料的查询、管理，能进行图表的自动生成。

　　适用于复杂形状、复杂环境的钻采井架钢结构的安装测量。

　　结束语钻采井架钢结构施工中，很重要的一点就是要将钢柱的顶部和底部高精度地放样在设计的点位上，而且要求迅速、可靠，不影响施工进度。经典的经掉仪加钢尺测量法是目前钢结构测量校正所采用的普遍方法，其原理简单、直观，容易被大多数人所接受，但细部放线工作较多，工作量较大，对现场的通视条件要求较高，不仅耗费大量的人力、物力，而且效率较低。

　　在高新技术日益发展的今天，全站仪和电子计算机得到了广泛的应用，运用接口技术使二者相连，建立一套完整的全站仪实时测绘系统对钻采井架钢结构进行测量校正是非常必要的，不仅能够提高工作效率，而且可以提高钢结构放样的精度。