油田鉆井虛擬仿真系統(tǒng)解決方案

目前在油田鉆井領(lǐng)域，工作人員在上崗之前都要經(jīng)過嚴格培訓(xùn)，這樣才能實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化生產(chǎn)。由于實地操作培訓(xùn)往往受到現(xiàn)場環(huán)境和安全條件的制約，因此需要采用離崗培訓(xùn)。但目前的培訓(xùn)方法僅僅是靠理論講解和外部觀察，無法深入了解設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運行狀況，不能模擬事故狀態(tài)，培訓(xùn)的效果受到限制。虛擬現(xiàn)實技術(shù)以其具有的沉浸感、交互性和構(gòu)想性的特性，在一些特殊行業(yè)，如煤礦、油田、深海作業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在油田油氣集輸三維仿真和井場安全操作仿真等方面得到了廣泛應(yīng)用，在員工培訓(xùn)方面起著越來越重要的作用。

本方案基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計油田鉆井虛擬仿真系統(tǒng)，利用3D建模軟硬件（3DMax、3D掃描器等）構(gòu)建井架、絞車、固控系統(tǒng)、柴油機、鉆井泵、壓風(fēng)機、配電柜等實體三維模型，并采用三角網(wǎng)格算法進行優(yōu)化，使用法線貼圖減小模型容量，運用Virtools軟件制作交互式的動態(tài)效果，全方位、不同視角展示鉆井設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、模擬生產(chǎn)流程和事故狀態(tài)。

在鉆井培訓(xùn)中采用仿真試驗技術(shù),大大縮短培訓(xùn)時間,減少費用,降低了風(fēng)險。由于利用虛擬樣機代替物理樣機,也可以對鉆井產(chǎn)品進行創(chuàng)新設(shè)計、測試和評估,縮短開發(fā)周期,降低成本,改進產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量,提高面向客戶與市場需求的能力。由于是采用虛擬仿真系統(tǒng),大大地降低了成本,提高了效率,使得安全性得到很好的保證,提高了面向客戶和市場的能力。

鉆井虛擬仿真系統(tǒng)是鉆井過程的模擬,是培訓(xùn)鉆井工程人員的系統(tǒng)。它屬于動態(tài)仿真,同時也是一種視覺仿真,用可視化技術(shù)來模擬鉆井過程,它是從司鉆的角度來模擬鉆井的操作流程。

方案核心

油田鉆井虛擬仿真系統(tǒng)是一個集電子技術(shù)、計算機技術(shù)、數(shù)字仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)等多種高新技術(shù)于一體的系統(tǒng)。它是用于培訓(xùn)鉆井操作與井控技術(shù)的理想設(shè)備。

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系統(tǒng)組成

油田鉆井虛擬仿真系統(tǒng)硬件由三維交互系統(tǒng)、立體顯示系統(tǒng)、計如需查看更多請點擊

硬件部分

在硬件設(shè)備中計算機系統(tǒng)級音響系統(tǒng)不做說明，主要熟說明三維交互系統(tǒng)和立體顯示系統(tǒng)。

三維交互系統(tǒng)

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常用的數(shù)據(jù)手套有5DT數(shù)據(jù)手套、Cyberglove數(shù)據(jù)手套；空間位置追蹤系統(tǒng)有 Polhemus電磁式空間位置追蹤器、NDI位置追蹤器、VMSENS慣性位置追蹤系統(tǒng)；動作捕捉系統(tǒng)有A.R.T.光學(xué)動作捕捉系統(tǒng)。

立體顯示系統(tǒng)

立體顯示系統(tǒng)為用戶提供逼真的沉浸式立體顯示環(huán)境，是用戶擁有身臨其境的感覺，常見的立體顯示系統(tǒng)有頭盔式立體顯示系統(tǒng)、顯示器式立體顯示器系統(tǒng)和三維立體投影系統(tǒng)三種，用戶可根據(jù)實際的項目需求選擇合適的立體顯示系統(tǒng)，頭盔式立體顯示系統(tǒng)有VirtualResearch VR1280 虛擬現(xiàn)實頭戴式顯示器、Virtual Realities VR2200 頭戴式顯示器、Oculus Rift 頭戴式顯示器等；顯示器式立體顯示系統(tǒng)有Exceptional3D 裸眼立體顯示系統(tǒng)、 VRLOGIC偏振立體顯示系統(tǒng)；三維立體投影系統(tǒng)有三通道柱幕被動立體投影系統(tǒng)、雙通道柱幕立體投影系統(tǒng)、四通道主動式立體CAVE系統(tǒng)等等，三維立體投影系統(tǒng)按不同的標(biāo)準(zhǔn)劃分，可劃分出多種不同類型，用戶可根據(jù)實際需求選擇其一即可。

軟件部分

制作虛擬仿真系統(tǒng)主要分為三維模型制作和交互場景制作兩大部分，分別由3D建模軟硬件（3DMax、3D掃描器等）和Virtools來完成實現(xiàn)。如需查看更多請點擊

常用的三維掃描器有Creaform 3D激光掃描、3D Camega三維掃描系統(tǒng)、Solutionix3D掃描系統(tǒng)等等，3D建模軟件除3DMax外還有結(jié)合力反饋設(shè)備使用的Geomagic FreeForm Modeling Plus，如需查看更多請點擊