申请/专利权人：中国海洋石油集团有限公司;中海油能源发展股份有限公司

申请日：2021-12-24

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN114464041B

主分类号：G09B9/00

分类号：G09B9/00;G06T17/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2022.05.27#实质审查的生效;2022.05.10#公开

摘要：本发明公开了一种基于VR技术的深水压井井控多岗位协同演练系统及方法，方法包括以下子步骤：步骤1，配置深水压井井控演练场景参数；步骤2，根据参数构建深水压井井控演练场景三维模型；步骤3，设置各个岗位的信息参数，将各个岗位角色三维状态信息同步；步骤4，不同岗位的培训人员通过沉浸式虚拟现实头盔共同与三维演练场景进行交互，实现对演练内容的培训。本发明以提升压井作业人员井控水平为目标，保障海上作业井控安全，充分发挥计算机模拟仿真的优势，基于计算机模拟、三维图形图像立体显示技术、虚拟现实及增强现实等技术，开发一整套井控数字化情景培训演练系统，实现安全、节能、环保的井控培训。

主权项：1.一种基于VR技术的深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：以真实的环境数据及设备参数构建需要进行压井的工况场景；步骤2：制作虚拟操作人物，设置在深水压井操作过程中需要进行操作的各个岗位信息及角色初始状态，并制作设备动作以及虚拟人物操作设备动作；步骤3：构建复杂物体控制以及环境变化模拟；步骤4：在真实训练场所划分各岗位独立的操作空间，将各个岗位的角色三维状态信息网络同步，各岗位的学员通过对应操作空间的VR设备进行培训操作；步骤5：设置深水压井井控演练场景中各岗位的标准执行流程，并设置自动脚本用于判断各岗位是否受控，对未受控的岗位启动自动脚本完成压井操作流程；步骤6：培训时，对场景中的可操作设备信息实时记录，并记录各岗位学员的操作数据以及模拟的环境变化数据；步骤7：演练完成后，教员根据操作数据以及环境变化数据对学员操作进行评判打分；所述深水压井井控演练场景具体为：节流管线中摩阻产生回压效应时，采用附加流量法进行深水压井井控操作；所述附加流量法的原理：停钻关井后，同时泵入两种流体：一是通过钻杆正常泵入压井液；二是通过压井管线，在海底防喷器组位置泵入低密度流体；这两种流体在防喷器位置混合后由节流管线返出，注入的低密度流体必须具有密度低、粘度低、能跟钻井液相容及相对于钻井液具有低流变性的特性，以确保混合流体具有低密度和低粘性，从而减小节流管线中钻井液返回的总压降；压井流程分两个循环周，第一循环周用原钻井液循环排出井内受污染钻井液；第二循环周循环泵入压井液；所述第一循环周：关四通下面的防喷器，记录关井立管压力Psp；关四通上面的防喷器，从压井管线泵入低密度流体，直到流体伞部注满节流管线，关节流阀；开四通下面的防喷器，记录关井套压Pa；开始以压井泵速泵入原始钻井液，并记录初始立管总压力PTi；从压井管线开始泵入低密度流体，同时调节节流阀使立管总压力等于PTi；保持钻井液泵入速度和低密度流体泵入速度不变，调节节流阀保持PTi不变，直到溢流排出；关井，记录此时的套管压力Paf，当Psp≤Paf，此时节流管汇中充满了钻井液和低密度流体的混合物；所述第二循环周：开钻井泵，以压井泵速泵入压井液；同时开泵注入低密度流体，调节节流阀保持套压Paf不变；一旦压井液到达钻头，调节节流阀保持终了立管总压力PTi不变；一旦压井液返出到防喷器位置，关闭下层闸板防喷器，用压井液取代压井管线和节流管线中的流体；打开下层防喷器，检查压井情况；用压井液取代隔水管中的钻井液；所述步骤4中各个岗位的角色三维状态信息网络同步包括：人物动作同步、设备状态同步和演练数据同步；所述人物动作同步分两种模式：第一种是控制人物移动过程中的人物位置，以及人物动画机的同步，在人物运动过程中，人物物体上挂载netsync脚本，2台不同电脑上都挂载同一脚本，一个是发送端一个是接收端，通过发送端不停的发送控制人物的位置、角度、以及人物上的动画机，接收端收到数据后同步电脑上该人物位置、角度、以及人物上的动画机从而达到同一人物在不同电脑上的动作同步；第二种需要同步的情况则是人物需要协同去操作卡瓦、上卸防喷工具的时候，需要同步两个人的就位状态，当两个人同时到位以后，2台电脑才会触发各自的动作，从而实现人物动作的同步进行；所述设备状态的同步分为两种情况：第一种是同步防喷器、节流控制箱，以及司钻座椅上的数据；另一种则是同步阀门状态；第一种情况的同步是通过将设备操作的模拟硬件数据上传给服务器，服务器经过运算，再实时的下发给每台电脑，从而实现设备状态的同步；第二种情况是当使用者操作阀门，本地计算机判断当前阀门状态，根据当前阀门状态发送操作请求给服务器，服务器判断能够操作后，将操作指令分发给每台客户机，客户机分别执行动作后，修改各自状态；所述演练数据同步应用于实时井况、各种管汇压力、顶驱运行数据的同步，这类数据的同步是通过服务器的运算，实时的将数据分发给每台客户端；所述步骤3中复杂物体控制具体为：步骤301：设置复杂设备关联物体的父子关系；步骤302：设置物体初始状态及运动规则；步骤303：设置与物体运动相关的状态更新；所述环境变化模拟通过多通道流体实现，具体为：步骤311：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；步骤312：绘图单元依据输出将图像绘制到屏幕上；步骤313：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。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国海洋石油集团有限公司;中海油能源发展股份有限公司 一种基于VR技术的深水压井井控多岗位协同演练系统及方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD