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一种油气井动态井控VR系统的搭建方法


技术摘要:
本发明公开了一种油气井动态井控VR系统的搭建方法,属于油气井开发技术领域。所述方法包括:建立井控设备的三维模型,对三维模型进行模型贴图纹理优化,然后在虚幻四引擎中进行材质优化;设计井场的地形,并对井场进行布局;设计司钻法压井和工程师法压井的VR系统;设  全部
背景技术:
随着时代的发展,石油对于人类社会而言,不仅是一种不可再生的资源,更是国家 生存与发展必不可少的战略储备能源。随着石油开采量的不断增加,日益增多的油气田数 量与日趋复杂的地层情况给石油天然气井控带来了新的挑战。石油天然气井控是油气开发 的重要保障,是安全开采开发的重要组成部分。然而,在实际的钻井作业中,经常由于相关 操作人员的操作失误,导致发生溢流或井喷等一些不安全的情况,严重的导致发生井喷失 火,进而酿成重大事故。因此,如何提高相关从业人员的井控操作熟练度,以及训练在各种 复杂情况下解决井场突发事故的能力迫在眉睫。 传统的井控培训方法大多是在实验室搭建井控模型,以进行模拟现场演练;或者 是在实际的钻井井场进行演练。然而,前者建立钻井井控模型不仅需要大量的经济投入,也 需要大量的时间进行搭建,从而抬高培训成本,且模拟出的井场设备受制于空间与时间的 制约,可能导致模拟演练的效果不理想,无法产生良好的学习教育意义;而后者借助真正的 钻井平台训练,虽然可以身临现场,但是会延误正在工作的平台、耽误工期,造成一定的经 济损失,且无法进行反复演练,使得学习效果降低,而学习人员学习中的不熟练操作,也会 引发一些不安全事故,使得学员的人身安全受到威胁。通过传统方法培训出来的从业者,无 法真正面对复杂的油气井井控操作,无法从容的处理各种意外情况,不能避免不安全事故 的发生。
技术实现要素:
为了解决现有技术的问题,本发明实施例提供了一种油气井动态井控VR系统的搭 建方法,所述方法包括: 建立井控设备的三维模型,对所述三维模型进行模型贴图纹理优化,然后在虚幻 四引擎中进行材质优化; 按照实际井场布置规则设计井场的地形,并对所述井场进行布局; 设计司钻法压井和工程师法压井的VR系统; 设计VR系统的系统界面及交互; 对搭建的VR系统进行后期优化。 可选地,所述建立井控设备的三维模型,包括: 根据所述井控设备的真实大小与预设规则,使用软件3Dmax通过基础建模和复合 对象建模方法进行建模设计。 可选地,当所述井控设备为井架时,所述预设规则为按照预设比例进行放大;当所 述井控设备为司钻房时,所述预设规则为扩大司钻房,并减少非主要仪器仪表的数量;当所 4 CN 111583414 A 说 明 书 2/6 页 述井控设备为采油树时,所述预设规则为与真实采油树的相似度大于预设阈值;当所述井 控设备为电控台时,所述预设规则为将操作与仪器进行合并;当所述井控设备为循环净化 系统时,所述预设规则为与真实循环净化系统保持外观相像。 可选地,使用软件3Dmax通过基础建模和复合对象建模方法进行建模设计,包括: 从工具栏中选择对应的几何体并设置参数,通过鼠标确定位置进行建模,创建后 通过快捷键W、E、R分别控制位移、旋转、缩放进行调整。 可选地,所述设计井场的地形,包括: 使用虚幻四引擎自带的地形编辑器设计地形地貌,并使用虚幻四引擎自带的材质 编辑器的自动材质对设计好的地形地貌进行材质赋予; 制作分层地形材质设计。 可选地,所述对所述井场进行布局,包括: 设置所述井场的大门方向与使用者正前方向一致; 在循环净化系统周围设置污水池与沉砂池,循环罐设置于所述井场右侧,从振动 筛依次向后设置,所述沉砂池设置于所述循环罐旁边; 机械钻机发电房设置于所述井场左侧,油罐区设置于所述井场左后方,电动钻机 发电房设置于所述井场后方; 防喷器远控台设置在井架大门左侧,距离井口不小于25m的活动房内,并在周围保 持2m以上的人行通道; 压井管汇设置于所述井场左侧,节流管汇设置于所述井场右侧,液气分离器设置 在所述井场右侧距井口11-14m的位置; 综合录井房、地质值班房、钻井液化验房、值班房设置在大门右前方; 所述井场明显处设置有标志语。 可选地,所述对搭建的VR系统进行后期优化,包括: 对细节材质、植物、光照系统进行优化设置; 对污水池和沉砂池分别赋予水面材质; 设置植物系统和场景装饰。 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是: 值得说明的是,本发明主要以三维井控设备的建模处理为基础,之后使用虚幻四 引擎的地形与材质编辑器构建三维井场,接着以司钻法与工程师法为核心进行井控操作的 流程设计,然后设计了系统界面及交互,最后对系统进行打包优化,完成油气井动态井控VR 系统的搭建。本发明中将井控数据流与操作流相结合,从而可以真实地模拟出井控压井操 作流程,配合逼真的三维井场环境给使用者身临其境的操作体验,能够给予使用者强烈的 沉浸感,并提高其学习效率。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于 本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他 的附图。 5 CN 111583414 A 说 明 书 3/6 页 图1是本发明实施例提供的一种油气井动态井控VR系统的搭建方法流程图; 图2是本发明实施例提供的一种采用基础建模方法建立的油桶模型图; 图3是本发明实施例提供的一种采用复合对象建模方法建立的钻井平台模型图; 图4是本发明实施例提供的一种井场整体布局示意图。
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