[实用新型]分布式钻井模拟器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种钻井模拟装置，特别是涉及一种分布式钻井模拟器。

背景技术

目前，国内外现有的钻井模拟器多采用集中式的系统结构，其可靠性和强壮性较低；加之其采用普通的动画技术，图像显示模糊，不流畅，缺乏真实感；并且显示屏幕采用普通大小的屏幕来展示钻井过程，图形展示缺乏必要的冲击力和沉浸感。另外，目前国内外新型钻机大多配备顶部驱动钻井装置，但现有的钻井模拟器大多实现的是基于转盘驱动的模拟，即使采用了顶驱方式，但其模拟较为粗糙，而且对于钻井事故和井下复杂情况的模拟也不够全面和详细，缺乏一定的实际意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有钻井模拟器的不足，提供一种分布式钻井模拟器，该钻井模拟器采用基于先进的计算机网络及分布式系统结构，前端学员控制台操作系统采用嵌入式系统设计，系统设计、制造和测试采用工业标准，系统运行稳定、可靠；图形动画采用全三维实时动画技术，操作者能根据图形反映的位置及状态进行钻井操作，真实感强；图形展示采用大环幕图形展示技术，钻井过程中的所有画面具有更大的显示尺寸、更宽的视野、更多的显示内容以及更具冲击力和沉浸感的视觉效果；钻井驱动方式采用高度仿真的顶部驱动模拟，更能适应技术的变化，满足市场的需求；基于事件驱动的钻井事故与井下复杂情况处理技术可对钻井员工进行事前仿真培训，提高安全性。

本实用新型的发明目的是通过以下技术方案实现：分布式钻井模拟器，它包括节流管汇、高压管汇、防喷器控制台、阻流器控制台、远程控制台、司钻控制台、教师控制台和图形投影单元；其中，司钻控制台模拟实现对绞车的升降控制，对转盘的转速控制、对泥浆泵的调速控制；采集绞车离合器位置、绞车档位、转盘离合器位置、转盘档位、泵调节器位置、柴油机功率调节器位置等；监测悬重、钻压、钻机气源压力、泥浆密度、泥浆黏度以及泥浆失水等参数。防喷器控制台的基本功能是对防喷器中各组件进行开、关控制；对立管压力、套管压力、钻机气源等进行监视。阻流器控制台的基本功能是关井后及压井作业时监视立管压力和套管压力；压井时控制立管压力和套管压力；压井时计量排量(替入量)。远程控制台由PLC控制步进电机带动手柄完成对防喷器中各组件进行开、关控制。高压管汇仿真控制钻井液流通路径。节流管汇仿真控制钻井液流通路径，通过液压阀控制井口立管压力套管压力。教师控制台由2台高性能计算机构成，分别是主控计算机和图形处理计算机。主控计算机的基本功能是存储和设置模拟参数、运行主控程序、图形控制、计算并绘制参数曲线、成绩评定及学员管理、采集前端设备参数及控制前端全部受控仪表及执行机构等。图形处理计算机与主控计算机通过以太网络连接，采用TCP/IP通讯协议，基本功能是显示静态背景图、显示转盘工作、钻柱运动、地层分层等受控动态图形、显示自动动画、显示记录曲线。图形投影单元由以较高分辨率和亮度的高性能投影仪及大尺寸屏幕构成，图形投影单元与图形处理计算机连接，将全部图形投影到大屏幕幕布上。司钻控制台、远程控制台、防喷器控制台和阻流器控制台通过西门子点到点协议PPI协议互联，教师控制台通过PPI接口与PPI协议连接，节流管汇与阻流器控制台连接，高压管汇与防喷器控制台连接。