[发明专利]一种桌面式浅水关井井控多岗位协同演练系统及方法

权利要求书

1.一种桌面式浅水关井井控多岗位协同演练系统，其特征在于，包括依次连接的教师机、服务器和学生机；

所述教师机包括学员管理模块、作业管理模块、评价管理模块和控制台软件模块；学员管理模块用于实现培训人员信息和培训分组设置管理功能；作业管理模块用于设置培训项目和发送培训项目至学员端；评价管理模块用于对人员操作过程进行自动评价，统计评分细节；控制台软件模块用于完成包括作业场景、作业内容、演练分组、人员角色分配和演练项目的演练参数设置，实现作业过程中主要设备参数的实时显示；

服务器包括工艺控制模块、钻井数据计算模块和网络通信模块；工艺控制模块用于完成包括完成钻井、修井、完井各个作业的工艺流程控制，以及应急演练的演练过程控制；钻井数据计算模块采用数学模型模拟石油工程钻井作业中的各种工况和参数，能设置各种钻井参数，模拟钻机的各种操作；网络通信模块用于完成服务器与每台学生机之间的数据通信，将每台学生机的人员位置信息，设备状态信息汇总到服务器，再将数据汇总到钻井数据计算模块，最后将处理后的数据返回给每台学生机；

学生机包括三维显示软件模块、人物角色行为模拟及逻辑控制模块、声效控制模块和设备参数显示模块；三维显示软件模块用于三维建模井场环境及作业设备，建立人机交互环境，通过控制程序实时渲染作业流程；人物角色行为模拟及逻辑控制模块用于建立钻井作业当班组人员角色并制作人物动作库，通过人物角色行为模拟及逻辑控制模块完成对人物活动的模拟、显示及判别；声效控制模块用于模拟钻井现场泵、绞车、转盘设备以及现场环境的音效；设备参数显示模块用于将数学模型实时计算得到的钻井参数、人员操作的设备和仪表数据，通过三维设备模型进行实时显示。

2.基于权利要求1所述系统的桌面式浅水关井井控多岗位协同演练方法，其特征在于，包括：

S1：根据虚拟现实技术构建3D浅水关井井控模型；

S2：教师及学员进行身份认证并上传至服务器进行验证；

S3：教师机进行演练浅水关井项目设置，将演练任务方案上传服务器，服务器向学生机下发工况演练任务，分配岗位信息；

S4：学生机接受演练任务列表和岗位信息，在重置设备状态后，生成演练分项的初始化场景及设备状态；

S5：同步所有参与演练人员的显示终端三维图形状态信息，进行浅水关井井控多岗位演练，并将演练数据实时上传至服务器；

S6：学生机记录演练信息，形成演练记录，并获得演练成绩。

3.根据权利要求2所述的一种桌面式浅水关井井控多岗位协同演练方法，其特征在于，所述步骤S3中演练任务包括：钻井工况下硬关井、起下钻杆工况下硬关井、起下钻铤工况下硬关井和空井工况下硬关井。

4.根据权利要求2所述的一种桌面式浅水关井井控多岗位协同演练方法，其特征在于，所述步骤S4中岗位包括：司钻、副司钻、泵工、钻工、录井工程师、钻井监督、队长、高级队长及水下师。

5.根据权利要求3所述的一种桌面式浅水关井井控多岗位协同演练方法，其特征在于，所述钻井工况下硬关井演练过程包括：司钻检查有溢流情况发生后发出井涌信号，司钻停止钻井、顶驱及钻井泵，上提钻具，关闭环形BOP后再关闭上闸板BOP，打开钻井四通处的液动放喷阀，在司钻房确认液动节流阀关闭，录井工程师监测并记录压力数据，做好随时汇报监督的准备。

6.根据权利要求3所述的一种桌面式浅水关井井控多岗位协同演练方法，其特征在于，所述起下钻杆工况下硬关井演练过程包括：司钻发出井涌信号通知各岗位，上提钻具至关闭BOP，抢接钻杆内防喷器，关闭环形BOP后再关闭上闸板BOP，打开钻井四通处的液动放喷阀，关闭节流管汇上的液动节流阀，录井工程师监测并记录压力数据，做好随时汇报监督的准备。