[發明專利]一種桌面式淺水關井井控多崗位協同演練系統及方法

在審

• 申請號: 202111598787.2
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114464034A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）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）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油能源發展股份有限公司
• 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所(普通合伙) 51218
• 代理人: 詹權松

本發明公開了一種桌面式淺水關井井控多崗位協同演練系統及方法，方法包括：根據虛擬現實技術構建3D淺水關井井控模型；教師及學員進行身份認證；教師機進行演練淺水關井項目設置，下發工況演練任務，分配崗位信息；學生機接受演練任務列表和崗位信息，在重置設備狀態后，生成演練分項的初始化場景及設備狀態；進行淺水關井井控多崗位演練，并將演練數據實時上傳至服務器。本發明運用數學物理模型，模擬淺水石油工程壓井作業中的各種工況和參數信息，同時還能夠開展各類作業的井控演練，實現演練過程的單人演練與多人聯合演練，并能夠對用戶處置操作、突發事件處理、任務完成情況及相關知識點進行演練評價，指出演練過程中存在的問題與不足。

技術領域

本發明涉及淺水鉆井技術領域，尤其涉及一種桌面式淺水關井井控多崗位協同演練系統及方法。

背景技術

目前，國家相關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單位加強對石油勘探開發的投入，增加我國新增油氣發現及產量，以確保國家能源安全。因此，海洋石油的勘探與開發作業也逐漸由淺海近海區域轉向深海遠海區域，以增加海洋油氣的勘探開發區域面積，尋求更多的油氣發現。

由于新進員工或石油相關專業學生，他們對鉆井的過程、鉆機的操作或 者發生事故時的處理方法都沒有感性的認識，對于現場鉆井操作不熟悉。一旦出現操作失誤或不慎，有可能引發嚴重的質量事故或安全事故，為國家和人民帶來重大的損失。因此，鉆井從業人員的上崗知識培訓和專業技能培訓顯得十分重要。但由于幾乎所有的鉆井現場和設施都分布在海上，不可能將培訓放到現場進行，如果僅依靠常規的課堂教學或實驗室操作，由于缺乏形象逼真、直觀生動的輔助手段和方式，不免陷入課程內容簡單枯燥、學員學習效果差的尷尬局面，培訓難以達到預期效果。同時，現有的鉆井情景演練系統存在模擬訓練效果差和訓練內容單一的問題，且系統不具備多崗位協同訓練能力，不能真實展示受訓人員的操作反饋，因此需要針對淺水關井井控作業進設計一種演練系統和方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種桌面式淺水關井井控多崗位協同演練系統及方法，運用數學物理模型，模擬淺水石油工程壓井作業中的各種工況和參數信息，同時還能夠開展各類作業的井控演練，實現演練過程的單人演練與多人聯合演練，并能夠對用戶處置操作、突發事件處理、任務完成情況及相關知識點進行演練評價，指出演練過程中存在的問題與不足。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種桌面式淺水關井井控多崗位協同演練系統，包括依次連接的教師機、服務器和學生機；

所述教師機包括學員管理模塊、作業管理模塊、評價管理模塊和控制臺軟件模塊；學員管理模塊用于實現培訓人員信息和培訓分組設置管理功能；作業管理模塊用于設置培訓項目和發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，統計評分細節；控制臺軟件模塊用于完成包括作業場景、作業內容、演練分組、人員角色分配和演練項目的演練參數設置，實現作業過程中主要設備參數的實時顯示；

服務器包括工藝控制模塊、鉆井數據計算模塊和網絡通信模塊；工藝控制模塊用于完成包括完成鉆井、修井、完井各個作業的工藝流程控制，以及應急演練的演練過程控制；鉆井數據計算模塊采用數學模型模擬石油工程鉆井作業中的各種工況和參數，能設置各種鉆井參數，模擬鉆機的各種操作；網絡通信模塊用于完成服務器與每臺學生機之間的數據通信，將每臺學生機的人員位置信息，設備狀態信息匯總到服務器，再將數據匯總到鉆井數據計算模塊，最后將處理后的數據返回給每臺學生機；

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、聲效控制模塊和設備參數顯示模塊；三維顯示軟件模塊用于三維建模井場環境及作業設備，建立人機交互環境，通過控制程序實時渲染作業流程；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場泵、絞車、轉盤設備以及現場環境的音效；設備參數顯示模塊用于將數學模型實時計算得到的鉆井參數、人員操作的設備和儀表數據，通過三維設備模型進行實時顯示。