[发明专利]一种交互式深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深水关井井控情景演练系统及方法，方法包括：采集钻进工况下深水钻井地层数据和钻井设备参数；根据钻井设备参数和地层数据利用三维建模工具构建三维井控模型；构建快照载体，并根据深水关井作业流程对快照载体进行井身结构配置、钻具组合配置、固控系统配置和井控系统配置；将快照载体载入三维井控模型，获得深水关井井控模型进行情景演练。本发明采用三维建模技术构建交互式深水关井作业场景，能真实模拟作业过程的各种操作，且通过构建快照载体来实现作业流程的调整配置，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

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

背景技术

目前，国家相关部门加大了对国家能源安全的保障力度，要求各大石油企事业单位加强对石油勘探开发的投入，增加我国新增油气发现及产量，以确保国家能源安全。因此，海洋石油的勘探与开发作业也逐渐由浅海近海区域转向深海远海区域，以增加海洋油气的勘探开发区域面积，寻求更多的油气发现。

而海洋深水井控技术则是深海井下作业安全生产的保障，目前，国内外已经有多种用于钻井-井控操作培训模拟装置。美、英等先进国家首先采用计算机仿真技术研制了用于海洋石油钻井工程人员技术培训的装置，在钻井工艺和井控技术方面取得了很好的效果，现绝大多数石油公司都将这种模拟器培训作为上岗人员的必修课和进行技术考核的必要手段。但是现有的模拟训练系统缺乏形象逼真、直观生动的辅助手段和方式，不能根据实际作业相关参数设置训练场景，不免陷入训练内容简单枯燥、学员学习效果差的尴尬局面，培训难以达到预期效果，且系统扩展性差，适用范围相对较小。因此需要针对深水关井井控作业进设计一种演练系统和方法，以提高训练场景的真实性和系统适用性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种交互式深水关井井控情景演练系统及方法，采用三维建模技术构建交互式深水关井作业场景，能真实模拟作业过程的各种操作，且通过构建快照载体来实现作业流程的调整配置，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：

一种交互式深水关井井控情景演练方法，包括：

步骤一：采集钻进工况下深水钻井地层数据和钻井设备参数；

步骤二：根据钻井设备参数和地层数据利用三维建模工具构建三维井控模型；

步骤三：构建快照载体，并根据深水关井作业流程对快照载体进行井身结构配置、钻具组合配置、固控系统配置和井控系统配置；

步骤四：将快照载体载入三维井控模型，获得深水关井井控模型进行情景演练。

具体的，步骤二具体包括以下步骤：

S1，场景建设，依据采集深水压井作业中得地层数据和钻井设备参数信息，利用三维建模工具构建深水钻井场景并对场景进行渲染；

S2，静态建模，利用三维建模工具分别进行静态模型制作、人物设备动作制作、模型贴图及材质赋予、灯光设置和后期效果调整；

S3，在静态建模的基础上，制作三维动画，并对三维动画进行渲染和后期合成调整，形成三维井控模型。

具体的，步骤S2具体包括以下子步骤：

S201：静态模型制作，采用基于相对坐标的方法搭建深水关井场景，并对图形进行挤压、车削、放样建模以及复合形成静态模型；

S202：人物设备动作制作，3D静态模型制作完成后，开始根据静态模型的位置大小，开始制作设备动作，以及人物操作设备动作；

S203：模型贴图及材质赋予，按照真实物体的光泽与色彩制作模型的贴图及材质，保证平台中每个物件都与实际情况相同，然后将这些贴图和材质赋予已经建好的模型；

S204：灯光设置，在搭建的深水关井场景中构建灯光阵列，模拟现实天空的光照和太阳照射；