徕卡 ATS600激光跟踪仪在石油钻井平台的应用

钻井平台是主要用于钻探井的海上结构物。平台上装有钻井、动力、通讯、导航等设备，以及安全救生和人员生活设施，是海上油气勘探开发不可缺少的手段。其中平台支撑桩腿的直线度，平行度以及改造维修等都需要进行较高精度的测量，采用全站仪等传统测量方式已不能满足实际需求。徕卡绝对跟踪器ATS600是一款计量级大容量扫描仪，将扫描与触觉测量无缝结合，其测量效率与仪器精度完全满足该行业应用。

LEICA ATS600 激光跟踪仪ATS600基于成熟的“波形数字化”技术，该技术在Leica的许多其他地理系统仪器中得到了应用， “波形数字化”技术结合了飞行时间和相移测量技术的原理，其中距离是根据从接收信号中数字化的开始和停止脉冲之间的时间来计算的， “波形数字化”系统不断地评估、数字化和积累所有反射信号的波形，以精确地识别和提取启动和停止脉冲.

ATS600支持多功能测量模式：

传统靶球测量：测量范围1-80m，MPE：15u+6u/m;无靶标扫描测量：测量范围1-60m，绝对扫描精度优于±0.3mm（适应于大部分常用材料）扫描速率高达1 kHz，可自行设置扫描点间距与线间距钻井平台桩腿测量2.1行业需求

如图所示，需要测量出桩腿主弦管在指定位置处与标准面之间的相对距离，各个主弦管之间的圆柱度及平行度，标准面横切面的相对位置关系。标准面及主弦管的相对位置关系涉及后续桩腿的改造升级，需要一种便捷快速同时满足测量精度要求的测量方案。

由于钻井平台桩腿较高，体型庞大，采用传统靶球接触测量方式，存在较大的危险性与操作的困难性，而全站仪的非接触测量又不能保证其精度，ATS600则可以弥补上述二者的不足。

2.2基于相机的灵活扫测量

ATS600通过其特有 OVC功能，可以实现扫描测量区域的人工选择，提供了极大的便利，完全解决了人工无法触及的区域，实现了“看到既能测到”的效果，具有极强的自适应性，在处理类似钻井平台桩腿的大尺寸工件上。体现出了巨大的优势。

2.3快速扫描测量

由于被测物体尺寸比较大，现场环境遮挡也较多，使用ATS600进行测量可以在多站位下进行，能够完全实现三个主弦管的测量。

使用ATS600依次对主弦管及两侧的齿轮进行扫描测量，可以根据实际情况设置点间距与线间距，一般情况下，一个扫描区域可以在10分钟以内扫完毕，点云数量级在几十万点级别。(如图显示的是在一个站位下的扫描情况)

2.3专业的数据处理方案

以其中一根主弦管作为基准，构造标准面，将坐标系建立在基准主弦管上，然后分别计算出另外两个主弦管在同一位置处与标准面之间的相对距离参数，另外两个主弦管的Z坐标即可直观显示。

主弦管之间的圆柱度与平行度之间的评价，也可以通过点云的快速拟合处理得到。

标准面之间各个主弦管之间的相对位置关系处理如下图所示。

结论本文简单介绍LEICA ATS600激光跟踪仪在石油钻井平台中的应用，针对类似主弦管这种超大尺寸工件的工业测量，该测量方案体现出了巨大的优势：

1.接触式测量与非接触扫描测量的完美结合，真正实现了“看到即可测到”的目标；

2.充分兼顾了测量效率与测量精度；

3.大量的点云数据提供了可靠的分析基础。