[发明专利]一种交互式浅水关井井控情景演练系统及方法

说明书

本发明公开了一种交互式浅水关井井控情景演练系统及方法，方法包括：收集浅水地层结构数据，构建初始井控模型，根据浅水地层结构数据和钻井设备参数在初始井控模型中构建钻井场景，对钻井的井身结构进行结构配置；根据浅水关井井控作业流程在初始井控模型中设置虚拟关井人物及各个虚拟关井人物的操作内容，形成浅水关井井控模型；训练人员利用该模型进行情景演练，并收集训练人员的操作数据进行操作评价，同时采集模型的运行参数对模型参数进行调节优化。本发明针对浅水钻井作业特点构建交互式浅水关井作业场景，能真实模拟作业过程的各种操作，真实表达人为操作的差异性，使系统表现更接近实际，能够真正提升受训人员的作业能力。

技术领域

本发明涉及浅水钻井技术领域，尤其涉及一种交互式浅水关井井控情景演练系统及方法。

背景技术

近几年国内钻井技术水平提高很快，导向钻井技术，水平井技术，欠平衡技术，大位移井井眼净化技术，丛式井技术等先后得以发展，加之PDC钻头的应用，MWD的引进等为浅海油气的开发储备了技术实力。而海洋浅水井控技术则是浅海井下作业安全生产的保障，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，以及演练场景不够真实的问题，且系统不具备三维交互能力，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，提供一种交互式浅水关井井控情景演练系统及方法，针对浅水钻井作业特点，采集真实的地层数据构建交互式浅水关井作业场景，能真实模拟作业过程的各种操作，真实表达人为操作的差异性，使系统表现更接近实际，能够真正提升受训人员的作业能力。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种交互式浅水关井井控情景演练方法，方法包括：

步骤一：利用声波探测收集浅水水底浅层剖面地质结构，获得浅水地层结构数据；

步骤二：利用三维图形引擎构建初始井控模型，根据浅水地层结构数据和钻井设备参数在初始井控模型中构建钻井场景，对钻井的井身结构进行结构配置；

步骤三：根据浅水关井井控作业流程在初始井控模型中设置相应的虚拟关井人物及各个虚拟关井人物的操作内容，形成浅水关井井控模型；

步骤四：训练人员利用浅水关井井控模型进行交互式浅水关井井控情景演练，并收集训练人员的操作数据进行操作评价，同时采集浅水关井井控模型的运行参数对模型参数进行调节优化。

具体的，所述钻进工况下浅水关井井控作业流程包括：钻进工况下硬关井、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。

具体的，钻井的井身结构进行结构配置过程具体包括：在构建的钻井场景，先根据浅水地层结构数据设置浅水钻井的地层信息，然后根据井号和井深设置井身结构；再根据钻井设备参数设置动力系统；最后根据提升装置的参数来设置提升系统。

具体的，所述钻进工况下硬关井包括以下子步骤：

S101，对浅水钻井作业进行溢流检查，当检测到溢流信号时，司钻发出溢流信号至各个钻井工位；

S102，停止钻进，上提钻具至合适位置，停顶驱及钻井泵，并关停顶驱和钻井泵；

S103，先关闭环形BOP，然后在关闭上闸板BOP；

S104，关闭节流管汇上的液动节流阀；

S105，打开节流端的水下事故安全阀；

S106，打开环形防喷器；

S107，关闭振动筛阀，打开通向计量罐阀，计量罐监测隔水管内是否溢流；