[发明专利]一种基于VR技术的浅水压井井控多岗位协同演练系统及方法

权利要求书

1.一种基于VR技术的浅水压井井控多岗位协同演练方法，其特征在于，包括以下子步骤：

步骤1，以实际浅水压井情况的场景数据，配置浅水压井井控演练场景；场景数据包括压井数据、浅水环境数据和设备参数数据；

步骤2，根据参数构建浅水压井井控演练场景三维模型；

步骤3，设置构建浅水压井井控演练场景三维模型动作变化规则；

步骤4，设置各个岗位的信息参数，不同岗位的培训人员通过沉浸式虚拟现实设备共同与三维演练场景进行交互；

步骤5，根据培训人员对沉浸式虚拟现实设备的操作动作，进行浅水压井流程的演练培训；所述浅水压井流程包括等候加重法流程、司钻法流程、边加重边循环法流程、置换式压井法流程、回压法压井流程以及强行下钻到底循环压井法流程。

2.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的浅水压井井控多岗位协同演练方法，其特征在于，所述压井井控演练场景三维模型包括常规压井场景三维模型以及空井工况下硬压井场景三维模型。

3.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的浅水压井井控多岗位协同演练方法，其特征在于，所述步骤2包括以下子步骤：

步骤201，静态模型制作：基于3D图形学的方法，利用计算机图形学技术进行虚拟浅水钻井常规环境和空井环境的建模和渲染；

步骤202，人物设备动作制作：根据静态模型的位置大小，运用动作捕捉技术制作设备动作以及人物操作设备动作；

步骤203，模型贴图以及材质赋予：按照真实物体的光泽与色彩制作模型贴图与材质，运用凹凸贴图、高动态范围贴图以及贴图烘焙技术将贴图与材质赋予给静态模型；

步骤204，灯光设置：运用3DMAX中光源对场景光照进行模拟，通过调整光源数量、大小、照射角度和安装位置，得到模拟真实场景的灯光；

步骤205，后期效果调整：将完成的静态模型、人物设备动作、模型贴图材质以及灯光设置整合到一起，然后通过体积特效以及摄像机效果调整，使得在模拟突发工况中的危险情况更加真实。

4.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的浅水压井井控多岗位协同演练方法，其特征在于，所述步骤3中构建的动作变化规则包括复杂物体控制和环境控制；所述复杂物体控制具体为：设置复杂设备关联物体的父子关系；设置物体初始状态及运动规则；设置与物体运动相关的状态更新；所述环境控制通过多通道shader流体实现，具体为：通过Shader着色器负责将输入的Mesh网格、输入的贴图和颜色组合作用并输出；绘图单元依据输出将图像绘制到屏幕上；通过片段着色器完成低层级上shader制作，将输入的贴图或颜色加上对应的Shader生成场景所需的Material，后将材质赋予合适的renderer渲染器来实现场景渲染。

5.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的浅水压井井控多岗位协同演练方法，其特征在于，所述步骤5包括以下子步骤：

步骤501：根据各个岗位角色在浅水压井操作过程中的人物动作以及设备，将每个岗位与需要操作的设备进行关联，并设置人物动作顺序；

步骤502：人物动作同步；

步骤503：设备状态同步；

步骤504：演练数据同步。

6.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的浅水压井井控多岗位协同演练方法，其特征在于，所述步骤5之前还包括未受控岗位的自动操作步骤，所述未受控岗位的自动操作步骤具体为：对每个岗位角色设置各自的自动化浅水压井流程脚本；判断各个岗位是否受控，对未受控岗位启动自动化浅水压井流程脚本完成未受控岗位的角色操作任务。

7.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的浅水压井井控多岗位协同演练方法，其特征在于，所述沉浸式虚拟现实设备包括VR头盔和VR手柄。

8.根据权利要求1~7任一所述的一种基于VR技术的浅水压井井控多岗位协同演练方法的演练系统，其特征在于，包括作业参数配置模块、演练培训模块、演练记录模块和操作评分模块；所述作业参数配置模块用于后台管理员配置钻进工况下深水压井井控作业流程、钻井参数和作业人员角色；所述演练培训模块用于受训人员选择作业人员角色进行深水压井井控作业情景演练；所述演练记录模块用于为受训人员提供交互式深水压井井控作业情景演练场景，并采集记录受训人员的操作记录；所述操作评分模块用于根据预设的评分标准对受训人员的操作记录进行评分。