【技術實現步驟摘要】
本說明書涉及海洋工程測繪，尤其涉及一種針對弧形路由的海底管線鋪管的定位方法。
技術介紹
1、本部分的描述僅提供與本說明書公開相關的背景信息，而不構成現有技術。
2、海底管線作為海洋油氣資源開發的重要輸送通道，對石油和天然氣的輸送起著關鍵作用，能將開發的能源從一地輸送到另一地。海底管線的主要鋪管方法有：托管法、s形鋪管法、j形鋪管法、卷筒式鋪管法等。相比較，托管法適用于管線長度和拖航距離較短的情況，s形鋪管法鋪管直徑最大且鋪管速度快，卷筒式鋪管法鋪管直徑最小且為柔性軟管，j形鋪管法鋪管速度最慢。s形鋪管法是目前使用最為廣泛的一種海底管線鋪設方法。
3、隨著能源需求的急增，海洋油氣田的開發面積越來越廣，不斷地向深水進行發展，對海底管線鋪設的技術要求也越來越高。在面臨的眾多技術難題中，國內外學者進行了廣泛研究，將管線精確地鋪設在設計路由上是其研究方向之一。海底管線設計路由一般為直線段、弧線段或者兩者的組合形式。鋪管船需要沿著設計路由，按照設定的位置和方向進行航行并鋪設管線，對于弧線段需要不斷調整船位和艏向，以保證管線鋪設在弧線段上。
4、應該注意，上面對技術背景的介紹只是為了方便對本說明書的技術方案進行清楚、完整的說明，并方便本領域技術人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本說明書的
技術介紹
部分進行了闡述而認為上述技術方案為本領域技術人員所公知。
技術實現思路
1、鑒于現有技術的不足，本說明書的一個目的是提供一種針對弧形路由的海底管線鋪管的定位方法
2、為達到上述目的，本說明書實施方式提供一種針對弧形路由的海底管線鋪管的定位方法，包括以下步驟：
3、在鋪管船上選取多個監測點；所述鋪管船用于鋪設海底管線，多個所述監測點在所述鋪管船上的位置不同；所述海底管線的設計路由為弧形路由；所述鋪管船上設有測量模塊和控制模塊；
4、確定所述弧形路由的參數；所述弧形路由的參數包括圓心、半徑、起點和終點；
5、計算多個所述監測點的理論航跡線；
6、使用所述測量模塊和控制模塊得到各個所述監測點的實際位置；
7、計算所述實際位置和所述理論航跡線的偏離量，當所述偏離量超過預定值時做出預警。
8、作為一種優選的實施方式，在所述在鋪管船上選取多個監測點的步驟中，所述鋪管船上設有鋪管用的管道；所述監測點包括著泥點，所述著泥點為所述鋪管船鋪管時管道與海底接觸的位置；所述著泥點的理論航跡線完全與所述弧形路由重合。
9、作為一種優選的實施方式，在所述計算多個所述監測點的理論航跡線的步驟中，在所述弧形路由上從起點a開始按等分間隔的方式均勻取點，所述等分間隔對應的圓心角記為；根據弧形路由設計坐標，得到所述弧形路由的圓心、起點、終點，所述弧形路由的半徑為，則第i個取樣點的計算公式為：；
10、其中，；根據所述取樣點得到所述著泥點的理論航跡線。
11、作為一種優選的實施方式，分別為oa、ob的方位角，計算方法為：
12、?；
13、其中，；
14、?；
15、其中，。
16、作為一種優選的實施方式，在所述在鋪管船上選取多個監測點的步驟中，所述鋪管船上設有用于承載所述管道的托管架，所述監測點還包括托管架端點；在所述計算多個所述監測點的理論航跡線的步驟中，所述托管架端點的計算公式為：；其中，表示所述著泥點到所述托管架端點在船體坐標系下的距離；表示所述著泥點到所述托管架端點在所述船體坐標系下的角度；為在點的弧線的切線方位角。
17、作為一種優選的實施方式，在所述計算多個所述監測點的理論航跡線的步驟中，；其中，為所述著泥點在所述船體坐標系下的坐標，為所述托管架端點在所述船體坐標系下的坐標。
18、作為一種優選的實施方式，在所述計算多個所述監測點的理論航跡線的步驟中，。
19、作為一種優選的實施方式，在所述在鋪管船上選取多個監測點的步驟中，所述監測點還包括管道焊接點；在所述計算多個所述監測點的理論航跡線的步驟中，所述管道焊接點的計算公式為：；其中，表示所述著泥點到所述管道焊接點在所述船體坐標系下的距離；表示所述著泥點到所述管道焊接點在所述船體坐標系下的角度；為在點的弧線的切線方位角。
20、作為一種優選的實施方式，在所述計算多個所述監測點的理論航跡線的步驟中，；其中，為所述著泥點在所述船體坐標系下的坐標，為所述管道焊接點在所述船體坐標系下的坐標。
21、作為一種優選的實施方式，所述測量模塊包括gnss定位儀和羅經；所述控制模塊設有用于顯示所述偏離量的顯示部；所述控制模塊包括計算機，所述顯示部為所述計算機的顯示器；所述控制模塊與所述測量模塊采用無線網絡進行數據傳輸和通訊。
22、有益效果：
23、本實施方式所提供的針對弧形路由的海底管線鋪管的定位方法，在鋪管船上選取多個監測點，在鋪管船上設置測量模塊和控制模塊，從而可以在鋪管過程中得到各個監測點的實際位置；確定弧形路由的參數后，可以根據弧形路由的參數和監測點，計算多個監測點的理論航跡線，不同監測點的理論軌跡線不同；最后計算監測點的實際位置和理論航跡線的偏離量，當偏離量超過預定值時做出預警，從而使鋪管船在弧形路由上能沿著最佳路徑鋪設海底管線。
24、參照后文的說明和附圖，詳細公開了本專利技術的特定實施方式，指明了本專利技術的原理可以被采用的方式。應該理解，本專利技術的實施方式在范圍上并不因而受到限制。
25、針對一種實施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實施方式中使用，與其它實施方式中的特征相組合，或替代其它實施方式中的特征。
26、應該強調，術語“包括/包含”在本文使用時指特征、整件、步驟或組件的存在，但并不排除一個或更多個其它特征、整件、步驟或組件的存在或附加。
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1.一種針對弧形路由的海底管線鋪管的定位方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的針對弧形路由的海底管線鋪管的定位方法，其特征在于，在所述在鋪管船上選取多個監測點的步驟中，所述鋪管船上設有鋪管用的管道；所述監測點包括著泥點，所述著泥點為所述鋪管船鋪管時管道與海底接觸的位置；所述著泥點的理論航跡線完全與所述弧形路由重合。
3.根據權利要求2所述的針對弧形路由的海底管線鋪管的定位方法，其特征在于，在所述計算多個所述監測點的理論航跡線的步驟中，在所述弧形路由上從起點A開始按等分間隔的方式均勻取點，所述等分間隔對應的圓心角記為；根據弧形路由設計坐標，得到所述弧形路由的圓心坐標為、起點坐標為、終點坐標為，所述弧形路由的半徑為，則第i個取樣點的計算公式為：?；
4.根據權利要求3所述的針對弧形路由的海底管線鋪管的定位方法，其特征在于，分別為OA、OB的方位角，計算方法為：
5.根據權利要求3所述的針對弧形路由的海底管線鋪管的定位方法，其特征在于，在所述在鋪管船上選取多個監測點的步驟中，所述鋪管船上設有用于承載所述管道的托管架，所
6.根據權利要求5所述的針對弧形路由的海底管線鋪管的定位方法，其特征在于，在所述計算多個所述監測點的理論航跡線的步驟中，；其中，為所述著泥點在所述船體坐標系下的坐標，為所述托管架端點在所述船體坐標系下的坐標。
7.根據權利要求5所述的針對弧形路由的海底管線鋪管的定位方法，其特征在于，在所述計算多個所述監測點的理論航跡線的步驟中，?。
8.根據權利要求5所述的針對弧形路由的海底管線鋪管的定位方法，其特征在于，在所述在鋪管船上選取多個監測點的步驟中，所述監測點還包括管道焊接點；在所述計算多個所述監測點的理論航跡線的步驟中，所述管道焊接點坐標的計算公式為：；其中，表示所述著泥點到所述管道焊接點在所述船體坐標系下的距離；表示所述著泥點到所述管道焊接點在所述船體坐標系下的角度；為在點的弧線的切線方位角。
9.根據權利要求8所述的針對弧形路由的海底管線鋪管的定位方法，其特征在于，在所述計算多個所述監測點的理論航跡線的步驟中，?；其中，為所述著泥點在所述船體坐標系下的坐標，為所述管道焊接點在所述船體坐標系下的坐標。
10.根據權利要求1所述的針對弧形路由的海底管線鋪管的定位方法，其特征在于，所述測量模塊包括GNSS定位儀和羅經；所述控制模塊設有用于顯示所述偏離量的顯示部；所述控制模塊包括計算機，所述顯示部為所述計算機的顯示器；所述控制模塊與所述測量模塊采用無線網絡進行數據傳輸和通訊。
...【技術特征摘要】
1.一種針對弧形路由的海底管線鋪管的定位方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的針對弧形路由的海底管線鋪管的定位方法，其特征在于，在所述在鋪管船上選取多個監測點的步驟中，所述鋪管船上設有鋪管用的管道；所述監測點包括著泥點，所述著泥點為所述鋪管船鋪管時管道與海底接觸的位置；所述著泥點的理論航跡線完全與所述弧形路由重合。
3.根據權利要求2所述的針對弧形路由的海底管線鋪管的定位方法，其特征在于，在所述計算多個所述監測點的理論航跡線的步驟中，在所述弧形路由上從起點a開始按等分間隔的方式均勻取點，所述等分間隔對應的圓心角記為；根據弧形路由設計坐標，得到所述弧形路由的圓心坐標為、起點坐標為、終點坐標為，所述弧形路由的半徑為，則第i個取樣點的計算公式為：?；
4.根據權利要求3所述的針對弧形路由的海底管線鋪管的定位方法，其特征在于，分別為oa、ob的方位角，計算方法為：
5.根據權利要求3所述的針對弧形路由的海底管線鋪管的定位方法，其特征在于，在所述在鋪管船上選取多個監測點的步驟中，所述鋪管船上設有用于承載所述管道的托管架，所述監測點還包括托管架端點；在所述計算多個所述監測點的理論航跡線的步驟中，所述托管架端點坐標的計算公式為：；其中，表示所述著泥點到所述托管架端點在船體坐標系下的距離；表示所述著泥點到所述托管架端點在所述船體坐標系下的角度；為在點的弧線的切線方位角。
【專利技術屬性】
技術研發人員：郝建錄，馬深，秦建，庫安邦，王文杰，孟范偉，田春和，雷鵬，陸川，張學璞，東旭華，屈慶軒，王騰波，隋海琛，王崇明，
申請(專利權)人：天津水運工程勘察設計院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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