[發(fā)明專利]一種桌面式淺水關(guān)井井控多崗位協(xié)同演練系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111598787.2
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114464034A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張杰;姜文;陳建兵;劉英偉;顧純巍;孫長利;苗典遠;張璐;范豐年;張帥
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油能源發(fā)展股份有限公司
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;G06F30/20;G06Q10/06;G06Q50/20
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 詹權(quán)松

本發(fā)明公開了一種桌面式淺水關(guān)井井控多崗位協(xié)同演練系統(tǒng)及方法，方法包括：根據(jù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建3D淺水關(guān)井井控模型；教師及學員進行身份認證；教師機進行演練淺水關(guān)井項目設(shè)置，下發(fā)工況演練任務(wù)，分配崗位信息；學生機接受演練任務(wù)列表和崗位信息，在重置設(shè)備狀態(tài)后，生成演練分項的初始化場景及設(shè)備狀態(tài)；進行淺水關(guān)井井控多崗位演練，并將演練數(shù)據(jù)實時上傳至服務(wù)器。本發(fā)明運用數(shù)學物理模型，模擬淺水石油工程壓井作業(yè)中的各種工況和參數(shù)信息，同時還能夠開展各類作業(yè)的井控演練，實現(xiàn)演練過程的單人演練與多人聯(lián)合演練，并能夠?qū)τ脩籼幹貌僮鳌⑼话l(fā)事件處理、任務(wù)完成情況及相關(guān)知識點進行演練評價，指出演練過程中存在的問題與不足。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及淺水鉆井技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種桌面式淺水關(guān)井井控多崗位協(xié)同演練系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

目前，國家相關(guān)部門加大了對國家能源安全的保障力度，要求各大石油企事業(yè)單位加強對石油勘探開發(fā)的投入，增加我國新增油氣發(fā)現(xiàn)及產(chǎn)量，以確保國家能源安全。因此，海洋石油的勘探與開發(fā)作業(yè)也逐漸由淺海近海區(qū)域轉(zhuǎn)向深海遠海區(qū)域，以增加海洋油氣的勘探開發(fā)區(qū)域面積，尋求更多的油氣發(fā)現(xiàn)。

由于新進員工或石油相關(guān)專業(yè)學生，他們對鉆井的過程、鉆機的操作或 者發(fā)生事故時的處理方法都沒有感性的認識，對于現(xiàn)場鉆井操作不熟悉。一旦出現(xiàn)操作失誤或不慎，有可能引發(fā)嚴重的質(zhì)量事故或安全事故，為國家和人民帶來重大的損失。因此，鉆井從業(yè)人員的上崗知識培訓和專業(yè)技能培訓顯得十分重要。但由于幾乎所有的鉆井現(xiàn)場和設(shè)施都分布在海上，不可能將培訓放到現(xiàn)場進行，如果僅依靠常規(guī)的課堂教學或?qū)嶒炇也僮鳎捎谌狈π蜗蟊普妗⒅庇^生動的輔助手段和方式，不免陷入課程內(nèi)容簡單枯燥、學員學習效果差的尷尬局面，培訓難以達到預期效果。同時，現(xiàn)有的鉆井情景演練系統(tǒng)存在模擬訓練效果差和訓練內(nèi)容單一的問題，且系統(tǒng)不具備多崗位協(xié)同訓練能力，不能真實展示受訓人員的操作反饋，因此需要針對淺水關(guān)井井控作業(yè)進設(shè)計一種演練系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種桌面式淺水關(guān)井井控多崗位協(xié)同演練系統(tǒng)及方法，運用數(shù)學物理模型，模擬淺水石油工程壓井作業(yè)中的各種工況和參數(shù)信息，同時還能夠開展各類作業(yè)的井控演練，實現(xiàn)演練過程的單人演練與多人聯(lián)合演練，并能夠?qū)τ脩籼幹貌僮鳌⑼话l(fā)事件處理、任務(wù)完成情況及相關(guān)知識點進行演練評價，指出演練過程中存在的問題與不足。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種桌面式淺水關(guān)井井控多崗位協(xié)同演練系統(tǒng)，包括依次連接的教師機、服務(wù)器和學生機；

所述教師機包括學員管理模塊、作業(yè)管理模塊、評價管理模塊和控制臺軟件模塊；學員管理模塊用于實現(xiàn)培訓人員信息和培訓分組設(shè)置管理功能；作業(yè)管理模塊用于設(shè)置培訓項目和發(fā)送培訓項目至學員端；評價管理模塊用于對人員操作過程進行自動評價，統(tǒng)計評分細節(jié)；控制臺軟件模塊用于完成包括作業(yè)場景、作業(yè)內(nèi)容、演練分組、人員角色分配和演練項目的演練參數(shù)設(shè)置，實現(xiàn)作業(yè)過程中主要設(shè)備參數(shù)的實時顯示；

服務(wù)器包括工藝控制模塊、鉆井數(shù)據(jù)計算模塊和網(wǎng)絡(luò)通信模塊；工藝控制模塊用于完成包括完成鉆井、修井、完井各個作業(yè)的工藝流程控制，以及應(yīng)急演練的演練過程控制；鉆井數(shù)據(jù)計算模塊采用數(shù)學模型模擬石油工程鉆井作業(yè)中的各種工況和參數(shù)，能設(shè)置各種鉆井參數(shù)，模擬鉆機的各種操作；網(wǎng)絡(luò)通信模塊用于完成服務(wù)器與每臺學生機之間的數(shù)據(jù)通信，將每臺學生機的人員位置信息，設(shè)備狀態(tài)信息匯總到服務(wù)器，再將數(shù)據(jù)匯總到鉆井數(shù)據(jù)計算模塊，最后將處理后的數(shù)據(jù)返回給每臺學生機；

學生機包括三維顯示軟件模塊、人物角色行為模擬及邏輯控制模塊、聲效控制模塊和設(shè)備參數(shù)顯示模塊；三維顯示軟件模塊用于三維建模井場環(huán)境及作業(yè)設(shè)備，建立人機交互環(huán)境，通過控制程序?qū)崟r渲染作業(yè)流程；人物角色行為模擬及邏輯控制模塊用于建立鉆井作業(yè)當班組人員角色并制作人物動作庫，通過人物角色行為模擬及邏輯控制模塊完成對人物活動的模擬、顯示及判別；聲效控制模塊用于模擬鉆井現(xiàn)場泵、絞車、轉(zhuǎn)盤設(shè)備以及現(xiàn)場環(huán)境的音效；設(shè)備參數(shù)顯示模塊用于將數(shù)學模型實時計算得到的鉆井參數(shù)、人員操作的設(shè)備和儀表數(shù)據(jù)，通過三維設(shè)備模型進行實時顯示。