[发明专利]一种基于沉浸式虚拟现实的井控模拟系统

说明书

本发明公开了一种基于沉浸式虚拟现实的井控模拟系统，包括用于生成井控作业模拟场景画面的图形工作站计算机、虚拟现实设备、显示器和防喷器控制台。本发明通过图形工作站计算机生成井控作业模拟场景画面，当井控作业模拟场景画面中钻井发生预设故障时，通过防喷器控制台控制井控作业模拟场景画面中的防喷器模拟设备关闭，从而为培训学员提供关井演练。在关井演练中，由于工作场景画面可以通过虚拟现实设备和显示器向培训学员展示，使得佩戴虚拟现实设备的培训学员具有沉浸体验感、其他培训学员通过显示器也能够同步地观看关井演练，从而让培训学员快速熟悉关井标准动作流程，以完成在紧急状态下的关井，有效处理钻井过程中的突发事故。

技术领域

本发明涉及井控模拟技术领域，尤其涉及一种基于沉浸式虚拟现实的井控模拟系统。

背景技术

石油钻井是指利用专用钻井设备和技术，在经过勘探发现储油的地表位置处，向下或一侧钻出一定直径的圆柱孔眼，并钻达地下油气层的工序，要实现油气开采必须要熟练掌握石油钻井的专业知识和操作技能。作为钻井队工作人员，各个岗位均需要熟悉钻机设备运行、控制流程、熟悉关井标准动作流程，以完成在紧急状态下的关井工作，有效处理钻井工程中的突发事故。

钻井工程是一项高风险的作业，大多数情况下，井队人员的培养需要理论知识培训，足够时间的设备操作时间。而现有的钻井训练中，钻井作业的操作演练仅限于流程，而不能真正进行防喷器控制；另外，使用教学钻机来进行实际操作练习，不仅成本很高，而且有可能危害人身和设备安全。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于沉浸式虚拟现实的井控模拟系统。

本发明提供一种基于沉浸式虚拟现实的井控模拟系统，包括用于生成井控作业模拟场景画面的图形工作站计算机、虚拟现实设备、显示器和防喷器控制台，所述图形工作站计算机分别与所述虚拟现实设备、所述显示器和所述防喷器控制台连接，当所述井控作业模拟场景画面中的钻井发生预设故障时，由所述防喷器控制台发出控制指令，以关闭该井控作业模拟场景画面中的防喷器模拟设备。

进一步的，所述图形工作站计算机根据实物仿真与三维场景渲染以生成所述井控作业模拟场景画面。

进一步的，所述图形工作站计算机包括项目创建子系统，所述的项目创建子系统通过调用所述图形工作站计算机中存储的数据模型完成培训项目的创建，所述项目创建子系统包括：

场景类型选择子模块，包括钻进溢流模型、起下钻模型、起下钻铤模型和空井模型的作业场景类型中的至少一者；

科目选择子模块，包括正常作业模型和/或事故处理模型的培训科目的模型选择；

培训模式选择子模块，包括单人独立作业模型、多人协同作业模型、训练作业模型以及考试作业模型的培训模式中的至少一者；

工作岗位选择子模块，包括司钻模型、副司钻模型、内钳工模型、外钳工模型、井架工模型、泥浆工模型以及场地工模型的工作岗位中的至少一者。

进一步的，所述图形工作站计算机还包括项目培训子系统，所述的项目培训子系统包括：

项目查询模块，通过向所述图形工作站计算机发起查询申请，获得项目培训房间列表信息；

项目请求模块，用于对项目培训房间列表中选择的培训房间进行项目培训请求；

项目运算模块，根据实物仿真数据并利用三维场景渲染技术生成井控作业模拟场景的实时画面；

项目调控模块，用于对正在进行的培训项目进行暂停或者对完成的培训项目进行终止。

进一步的，所述图形工作站计算机还包括培训监控子系统，所述的培训监控子系统包括：

项目可视化模块，提供整个井控作业模拟操作和单工位模拟操作的可视化展示平台；