發(fā)布時(shí)間：2017-11-02 12:15

  本文關(guān)鍵詞：大型儲(chǔ)油洞穴容量計(jì)量技術(shù)研究

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【摘要】：我國目前的石油儲(chǔ)備方式為地面立式金屬罐，這種儲(chǔ)備方式自身安全系數(shù)較低，戰(zhàn)時(shí)容易遇襲。因此，國家戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備工程中對于地下洞穴儲(chǔ)油非常重視。地下洞穴儲(chǔ)油因其管理容易、安全、可靠，成為今后戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備的主要方式。本文對儲(chǔ)油洞穴容量計(jì)量技術(shù)進(jìn)行研究，為大型洞穴儲(chǔ)油工程提供技術(shù)保障。 文中介紹了目前國內(nèi)外常用的儲(chǔ)油洞穴容量測量技術(shù)，包括聲納測量法、攝影測量法和全站儀法，，分別從測量原理、精度、特點(diǎn)等方面對其進(jìn)行了闡述，提出了適用于地下儲(chǔ)油洞穴的容量測量新方法三維激光掃描法。詳述了三維激光掃描儀的工作原理及應(yīng)用現(xiàn)狀，并對掃描儀進(jìn)行測距、測角及點(diǎn)位精度實(shí)驗(yàn)，得到其測量精度分別為±2.5mm、0.0044°和3mm。研究了將掃描儀應(yīng)用于儲(chǔ)油洞穴容積測量時(shí)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理理論與方法。數(shù)據(jù)采集過程中，利用三維激光掃描儀對洞壁進(jìn)行掃描，獲得洞壁點(diǎn)云數(shù)據(jù)，具體包括站點(diǎn)、標(biāo)靶布設(shè)和掃描參數(shù)設(shè)置等。數(shù)據(jù)處理分為點(diǎn)云預(yù)處理和容積計(jì)算兩部分，通過預(yù)處理將掃描獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)、去噪，獲得完整的三維點(diǎn)云模型；容積計(jì)算基于積分思想，將點(diǎn)云數(shù)據(jù)分割成若干小棱柱，利用三角形面積積分法和棱臺(tái)體積疊加法計(jì)算洞穴各截面面積和總?cè)莘e，獲得其容積表。 對于三維激光掃描法應(yīng)用于大空間容積測量進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。利用三維激光掃描法分別對立式金屬罐、房間、隧道和洞穴進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試；分別對房間與山洞隧道采用手工測量法進(jìn)行測量，并對其測量精度進(jìn)行了評價(jià)。將立式罐掃描數(shù)據(jù)與國標(biāo)規(guī)定方法進(jìn)行比對，測量結(jié)果偏差在0.26‰以內(nèi)；房間與隧道掃描結(jié)果與手工測量的容積表相對偏差分別在2‰和1.5‰以內(nèi)，說明三維激光掃描技術(shù)用于洞穴容積測量是可行的。最后，將掃描儀法應(yīng)用于實(shí)際洞穴掃描，獲得其容積表，并通過評定掃描儀和計(jì)算方法測量不確定度，得到三維激光掃描測量系統(tǒng)在洞穴容量計(jì)量中的測量不確定度為0.63‰。
【關(guān)鍵詞】：儲(chǔ)油洞穴 三維激光掃描法 三角形面積積分法 棱臺(tái)體積疊加法 測量不確定度評定
【學(xué)位授予單位】：中國計(jì)量學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TE822
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 目次9-12
• 圖清單12-14
• 表清單14-15
• 1 緒論15-25
• 1.1 課題研究背景15
• 1.2 課題研究目的及意義15-16
• 1.3 儲(chǔ)油洞穴發(fā)展現(xiàn)狀16-19
• 1.3.1 地下鹽穴儲(chǔ)庫16-17
• 1.3.2 水封石洞儲(chǔ)庫17-19
• 1.4 儲(chǔ)油洞穴容量計(jì)量研究現(xiàn)狀19-22
• 1.5 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線22-25
• 1.5.1 研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)22-23
• 1.5.2 技術(shù)路線及論文結(jié)構(gòu)23-25
• 2 儲(chǔ)油洞穴容量計(jì)量技術(shù)25-32
• 2.1 引言25
• 2.2 聲納測量技術(shù)25-27
• 2.2.1 測量系統(tǒng)組成及原理25-27
• 2.2.2 聲納測量系統(tǒng)的特點(diǎn)27
• 2.3 攝影測量技術(shù)27-29
• 2.3.1 攝影測量的基本原理27-28
• 2.3.2 攝影測量法誤差分析28-29
• 2.3.3 攝影測量法的特點(diǎn)29
• 2.4 全站儀法29-30
• 2.4.1 全站儀測量原理29
• 2.4.2 儲(chǔ)油洞穴容量測量的全站儀法29-30
• 2.4.3 全站儀法測量特點(diǎn)30
• 2.5 本章小結(jié)30-32
• 3 三維激光掃描技術(shù)及其在儲(chǔ)油洞穴中的應(yīng)用32-49
• 3.1 引言32
• 3.2 三維激光掃描技術(shù)原理32-36
• 3.2.1 三維激光掃描系統(tǒng)組成及原理32-34
• 3.2.2 三維激光掃描儀分類及特點(diǎn)34-35
• 3.2.3 三維激光掃描儀的應(yīng)用35-36
• 3.3 三維激光掃描技術(shù)洞穴容積測量流程36-39
• 3.3.1 掃描前準(zhǔn)備工作38
• 3.3.2 點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集38-39
• 3.4 點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理39-44
• 3.4.1 點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn)39-42
• 3.4.2 點(diǎn)云去噪42-44
• 3.4.3 點(diǎn)云簡化44
• 3.4.4 坐標(biāo)變換44
• 3.5 儲(chǔ)油洞穴容積計(jì)算44-47
• 3.5.1 容積計(jì)算思想44-46
• 3.5.2 體積計(jì)算46-47
• 3.6 本章小結(jié)47-49
• 4 三維激光掃描儀精度校驗(yàn)及容積計(jì)量方法驗(yàn)證49-64
• 4.1 引言49
• 4.2 三維激光掃描儀精度實(shí)驗(yàn)49-57
• 4.2.1 掃描儀點(diǎn)位精度50-54
• 4.2.2 測距精度校驗(yàn)54-55
• 4.2.3 測角精度校驗(yàn)55-57
• 4.3 三維激光掃描法金屬罐掃描實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證57-60
• 4.3.1 干燥壁面掃描測量結(jié)果比較57-59
• 4.3.2 潮濕壁面掃描測量結(jié)果比較59-60
• 4.4 三維激光掃描方法房間掃描實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證60-63
• 4.4.1 單站掃描測量結(jié)果比較60-62
• 4.4.2 多站掃描測量結(jié)果比較62-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 5 三維激光掃描技術(shù)在洞穴容積計(jì)量中的應(yīng)用64-81
• 5.1 引言64
• 5.2 三維激光掃描儀洞穴掃描實(shí)驗(yàn)研究64-67
• 5.2.1 三維激光掃描儀在洞穴掃描中的重復(fù)性、復(fù)現(xiàn)性研究64-66
• 5.2.2 三維激光掃描儀在洞穴掃描容積測量66-67
• 5.3 三維激光掃描法與手工測量容積比較67-72
• 5.3.1 手工測量結(jié)果67-68
• 5.3.2 手工測量方法精度評定68-70
• 5.3.3 三維激光掃描法與手工測量容積比較70-72
• 5.4 三維激光掃描儀洞穴容積測量72-74
• 5.5 三維激光掃描測量系統(tǒng)不確定度評定74-79
• 5.5.1 數(shù)學(xué)模型75
• 5.5.2 三維激光掃描儀測量不確定度評定75-77
• 5.5.3 容積計(jì)算方法測量不確定度評定77-79
• 5.5.4 由附件引起的測量不確定度79
• 5.5.5 擴(kuò)展不確定度79
• 5.6 本章小結(jié)79-81
• 6 總結(jié)與展望81-84
• 6.1 總結(jié)81-83
• 6.2 進(jìn)一步研究工作83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 作者簡歷88

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1131514