[发明专利]一种基于钻柱排管一体化技术的模拟培训系统

摘要

本发明涉及石油行业钻井作业培训技术领域，具体涉及到一种基于钻机设备与钻柱排管一体化钻井技术的模拟培训系统。其包括：钻机一体化智能排管虚拟模块、硬件设置和软件包，硬件设置包括：司钻控制台操作面板、电气控制柜、可编程逻辑控制器、工业控制计算机及显示系统；软件包包括：建模单元、交互单元、调试单元。它可在现场与实际设备进行无缝连接，安全可控、经济节约、可多次重复不受气候条件和场地空间限制，既满足理论学习要求，又提供实践动手的仿真实践操作，减小失误操作的可能性，提高培训的效果，减少现场培训的经济成本和安全风险。

主权项

1.一种基于钻柱排管一体化技术的模拟培训系统，其特征在于，包括：钻机一体化智能排管虚拟模块，其包括各独立的钻机钻台面机械手模块、钻机二层台智能排管机械手模块、动力猫道机模块、自行走液压大钳模块、钻机绞车模块、钻机泥浆泵模块、钻井转盘控制模块、液压吊卡模块、气动卡瓦模块和控制台仪器仪表模块；用于控制、显示各模块运行参数的硬件设置，其包括：司钻控制台操作面板、电气控制柜、可编程逻辑控制器、工业控制计算机及显示系统；软件包，其包括：用于对钻机一体化智能排管装备的机械零部件及真实操作环境进行三维建模并求解各模块动态参数的建模单元、通过工业控制计算机实现建模单元与钻机一体化智能排管装备数据交互的交互单元、对各独立模块进行单独调试并最终进行碰撞干涉检查联合调试的调试单元; 所述软件包的实施包括以下步骤：a）采用三维数字建模软件，完成钻机一体化智能排管装备机械零部件的三维建模，使用数值计算软件求解钻机动态参数，指导可视化系统的运动建模；b）根据工艺流程对井场设备的动作设计及脚本编写，采用.NET架构 C/S客户端方式作为三维仿真程序开发平台，完成钻机自动化处理虚拟现实软件包；c）基于虚拟现实软件包，利用图形生成与立体投影显示系统技术实现模拟真实操作环境的钻机自动化处理虚拟仿真修井平台场景；d）由winform将数据采集板卡的DI数字输入量采集记录，再由winform传递给Unityweb player，从而控制unity中gameobject的动作，再将gameobject参数实时返回至winform中，实现虚拟设备的状态显示。