[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

说明书

本发明公开了一种桌面式浅水关井井控多岗位协同演练系统及方法，方法包括：根据虚拟现实技术构建3D浅水关井井控模型；教师及学员进行身份认证；教师机进行演练浅水关井项目设置，下发工况演练任务，分配岗位信息；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；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。本发明运用数学物理模型，模拟浅水石油工程压井作业中的各种工况和参数信息，同时还能够开展各类作业的井控演练，实现演练过程的单人演练与多人联合演练，并能够对用户处置操作、突发事件处理、任务完成情况及相关知识点进行演练评价，指出演练过程中存在的问题与不足。

技术领域

本发明涉及浅水钻井技术领域，尤其涉及一种桌面式浅水关井井控多岗位协同演练系统及方法。

背景技术

目前，国家相关部门加大了对国家能源安全的保障力度，要求各大石油企事业单位加强对石油勘探开发的投入，增加我国新增油气发现及产量，以确保国家能源安全。因此，海洋石油的勘探与开发作业也逐渐由浅海近海区域转向深海远海区域，以增加海洋油气的勘探开发区域面积，寻求更多的油气发现。

由于新进员工或石油相关专业学生，他们对钻井的过程、钻机的操作或 者发生事故时的处理方法都没有感性的认识，对于现场钻井操作不熟悉。一旦出现操作失误或不慎，有可能引发严重的质量事故或安全事故，为国家和人民带来重大的损失。因此，钻井从业人员的上岗知识培训和专业技能培训显得十分重要。但由于几乎所有的钻井现场和设施都分布在海上，不可能将培训放到现场进行，如果仅依靠常规的课堂教学或实验室操作，由于缺乏形象逼真、直观生动的辅助手段和方式，不免陷入课程内容简单枯燥、学员学习效果差的尴尬局面，培训难以达到预期效果。同时，现有的钻井情景演练系统存在模拟训练效果差和训练内容单一的问题，且系统不具备多岗位协同训练能力，不能真实展示受训人员的操作反馈，因此需要针对浅水关井井控作业进设计一种演练系统和方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种桌面式浅水关井井控多岗位协同演练系统及方法，运用数学物理模型，模拟浅水石油工程压井作业中的各种工况和参数信息，同时还能够开展各类作业的井控演练，实现演练过程的单人演练与多人联合演练，并能够对用户处置操作、突发事件处理、任务完成情况及相关知识点进行演练评价，指出演练过程中存在的问题与不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种桌面式浅水关井井控多岗位协同演练系统，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。