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深海管道回接位姿测量系统及其控制策略

石 油 勘 探 与 开 发 494 2010年 8月 PETROLEUM EXPLORAT10N AND DEVEI0PMENT 文章编号 2010)04—0494—07 深海管道回接位姿测量系统及其控制策略 王立权 ,王文明 ,赵冬岩 ,何宁。 (1.哈尔滨工程大学机电工程学院;2.海洋石油工程股份有 限公司海洋工程技术 中心) 基金项 目:国家高技 术研 究发展计划 (863)项 目(2006AAo9AlO5—4) 摘要 :为完成海底两个待连接管道 的回接作业 ,需要测量两硬质管道法兰 中心的相对位姿 ,预制适合 的相应过渡管段。结 合 国内外发展现状 ,针对中国深海作业环境 ,设计 了一种基于拉绳测量装置 的深海管道 回接位姿测量方案。采用过渡矩 阵位姿算法对绳长 向量 、过渡角度 、过渡矩阵等进行演算,实现 了两管道法兰 中心 向量 的求解,分析 了测量系统 的检测控 制策略与作业控制策略 。结果表明.该深海管道 回接位姿测量系统可 以精确地获取待连接 的两管道之 间的距离与相对角 度 ,为深海硬质管道法兰 回接作业实现相应参数 的检测和完成系统实 际作业提供 了理论依据 ,对于深海管道法兰连接作 业具有重要指 导意义 。图8参 11 关键词:深海管道;位姿测量 ;过渡矩阵位姿算法;控制策略 中图分类号 :TE938 文献标识码 :A A deep。seapipelineposemeasurementsystem and itscontrolstrategy W angLiquan ,W angW enm ing ,ZhaoDongyan。,HeNing。 (1.CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China; 2.0ffshoreOilEngineeringCo.,Ltd,Tianjin300451,China) Abstract:Thetie-inoperation0ftWOdeep-seapipelinesneedstOmeasuretherelativepositionOftWOflangecenters.andneedstO prefabricatethetransitionpipelinesection.Aimedatdeep-seaenvironmentinChina,adeep-seapipelinetie-in posemeasurement system wasdesignedbasedonstretching-wiremeasurementdevices.Thematrixposealgorithm wasappliedtocalculatethevectorof stretching-wirelength,thetransitionangle,thetransitionmatrix,etc.,achievingthevectorsolutionoftwoflangecenters.Control strategiesforthe corresponding measurementparametersand the actualoperation were also analyzed.Deep-sea pipeline pose measurementsystem canaccuratelyobtaindistanceandrelativeangleinformationoftwopipelineswhichistOheconnected,andisthe essentialtoolofdeep-seatie-in,andhasgreatsignificanceforthedeep-seaflangeconnectionoperation. Keywords:deep—seapipeline;posemeasurement;matrixposealgorithm ;controlstrategy

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