油田钻井平台三维应急仿真培训系统
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石油行业钻井平台操作说明书一、概述石油行业钻井平台是用于油田开发的重要设备,本操作说明书旨在提供钻井平台的正确操作方法与注意事项,以确保操作人员的安全和工作的顺利进行。
二、设备介绍1. 钻井平台总体结构:钻井平台由钻井井架、上部设备和井控设备三部分组成。
2. 钻井井架:包括井架柱、横梁、立柱、支腿和平台等组件,井架柱用于支撑和固定井场设备。
3. 上部设备:包括井口承压装置、钻井机、旋转驱动装置等,用于实现井口的封闭和钻井作业的进行。
4. 井控设备:包括井口控制室、井口控制台、测井设备等,用于钻井过程的监控与控制。
三、操作步骤1. 设备检查与准备a. 检查各设备的工作状况,确保没有异常。
b. 确认钻井班人员的工作职责,确保沟通畅通。
c. 准备好必要的工具和备件,如钻头、钻杆等。
2. 井场布置a. 根据作业需要,合理布置各设备的位置,确保操作便捷。
b. 设置好防护措施,确保人员安全。
3. 井架安装a. 将井架柱按照设计要求依次立好。
b. 通过横梁、立柱和支腿的组装,搭建稳固的井架结构。
4. 上部设备安装a. 安装井口承压装置,确保井口的封闭。
b. 安装钻井机和旋转驱动装置,确保钻井设备的正常运行。
5. 井控设备安装a. 安装井口控制室和井口控制台,提供操作控制的场所。
b. 安装测井设备,提供钻井过程的监控与数据采集。
6. 操作流程a. 启动钻井设备,进行预充作业,确保设备正常工作。
b. 根据钻探计划,进行钻井操作,包括井下钻进、钻柱升降等。
c. 定期检查设备工作状态,及时维修和更换损坏部件。
d. 完成钻探任务后,进行井下封堵和井场拆除。
四、安全注意事项1. 操作人员必须佩戴个人防护装备,严禁身穿宽松衣物,以免被设备卷入。
2. 操作前必须对设备进行检查,确保各部件正常运转,严禁故障设备上岗操作。
3. 遵守操作规程,不得擅自更改设备工作状态。
4. 钻孔操作时,要特别注意岩石地层的变化,防止井喷等事故的发生。
197中海油钻井模拟培训中心从2015年年初引进并正式运行wellSIM hiDrill钻井模拟培训系统,旨在提高钻井专业人员培训质量和效率、降低培训成本。
作为展现中海油钻完井数字信息化的窗口,钻井模拟培训中心多次接待国家部委、中石油、中石化及社会各界领导参观调研活动,展示了海油的风采与特点;作为中国石油大学和西南石油大学等石油院校的社会实践基地,多次给石油大学学生进行海洋石油勘探开发流程和钻井基本操作介绍,取得了很好的效果。
钻井模拟培训系统以实际操作为培训主线,可仿真再现钻井作业过程中的井漏、卡钻、井涌等各种钻井复杂情况及事故,培养提高操作技能,提高应对、识别及处理复杂情况的能力。
钻井模拟培训中心以模拟培训系统为核心,开发完善了司钻操作、井控实操、卡钻事故预防及处理、井漏的预防及处理等一系列培训课程。
4大类20余门钻井模拟器实操技能提升培训课程,可根据培训对象及目的进行课程定制开发,通过教师控制台“导演”井漏、卡钻、井涌等各种钻井复杂情况及事故,提高学员应对、识别及处理复杂情况的能力;以“实际操作”为主导的培训方式,颠覆了传统单向灌输式培训,专业实践的平台使学员参与度体验度更高,既能有效提高钻井技术人员的实际操作能力、加快培养效率和提高培训质量,又能避免传统实际操作带来的安全风险、设备损耗和燃油消耗等问题,实现高效安全经济环保。
通过非操作岗位人员体验式培训及操作岗位人员操作技能提高类培训,助力员工理论与实操的双重技能的结合与提升,积累实战经验,加快高级技术人员的培训培养,提高技能水平,减小现场以战代练的操作风险、井控风险。
模拟培训系统具有的快速响应以及真实体验感特点,从根本上解决了学员在现场学习时的安全操作问题,标准化考核机制的确立也能为技术人员上岗、岗位配置提供数据支撑和保证。
图1 钻井模拟培训中心全景图1 井控实操概况wellSIM hiDrill钻井模拟培训系统的双司钻椅和井控面板1∶1 还原现场设备,可为学员提供真实体验的井控实操。
2017年第45卷第1期石油机械CHINA PETROLELM MACHINERY1◄钻井技术与装备►石油钻机集成控制虚拟仿真培训系统的研制张鹏飞魏培静田德宝朱永庆梁春平罗磊(宝鸡石油机械有限责任公司;国家油气钻井装备工程技术研究中心)摘要:石油钻机配套设备种类繁多,各设备操作方式多样,出于安全和效率等方面的考虑,司钻人员上岗前必须对钻机设备的操作进行培训。
为此而研制了石油钻机集成控制虚拟仿真培训 系统。
该系统采用可编程控制技术和工业网络通信技术,将变频系统、仪表系统、顶驱系统和视 频监控系统等组成集成控制系统。
搭建了石油钻机智能化、集成化和信息化控制平台,引领了钻 机集成控制的发展方向。
系统采用集成控制与虚拟现实技术,通过主、副司钻一体化座椅实现钻 机所有关键设备的集中控制与监视,是一种全新、安全、高效的石油钻机司钻操作培训系统。
该系统的研制对引导用户体验未来高度集成化、自动化和智能化的控制系统有着重要意义。
关键词:石油钻机;集成控制;智能化;虚拟仿真;操作培训中图分类号:TH165 文献标识码: A doi: 10. 16082/ki.issn. 1001-4578.2017. 01.001D e v e lo p m e n t o f V ir tu a l S im u la tio n T r a in in g S y ste m fo r O ilD r illin g R ig I n te g r a te d C o n tr o lZhang Penglei Wei Peijing Tian Debao Zhu Yongqing Liang Chunping Luo Lei (CNPC Baoji Oilfield Machinery Co., Ltd. ;National Engineering Research Center for OH and Gas Drilling Equipment)Abstract :The oil drilling rigs are large-scale complete sets ol equipment with great investment, a wide range ol ancillary equipment and various operation modes, considering the safety and w ork efficiency, drillers must be trained belore operation. To address the issue, a virtual simulation training system lor oil drilling rig integrated control was developed. The system uses programmable control technology and industrial network communication technology to integrate the oil drilling rig frequency conversion system, instrumentation system, the top drive system and video surveillance system to a integrated control system. The intelligent, integrated and inlormation-based control platlorm lor oil drilling rig has been built, leading the development direction ol luture integrated control ol drilling rigs. The system, with the integrated control and virtual reality technology, realizes the centralized control and monitoring ol all the key equipments ol the drilling rig through the integration seat ol the master and deputy driller, presenting a new, sale and high ellicient operation and training system lor drilling rig driller. The study has an im portant signilicance to guide the user to experience the luture highly integrated, automated, intelligent control system.Key words:oil drilling rig;integrated control;intelligentization; virtual simulation;operation training展示给用户,并用于司钻操作培训。
石油钻井三维虚拟仿真系统功能设计说明书大连伟岸纵横科技发展有限公司目录概述 (3)系统简介 (3)系统需求 (4)控制端用户界面 (5)普通状态的控制端用户界面 (5)最大化状态的控制端界面 (5)回放系统用户界面 (7)主界面 (7)场景控制面板 (7)对象控制面板 (9)剖面控制面板 (10)视频控制面板 (11)信息控制面板 (12)场景说明 (13)钻井平台 (13)钻机具 (14)地质区块与油藏 (15)井壁、钻井液和固井泥浆 (15)海底与海水............................................................................................. 错误!未定义书签。
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如何加载场景 (17)控制摄像机的运动 (18)力学计算功能的使用 (18)对象信息的查看 (18)处理遮挡你视线的对象 (18)旋转地质区块 (19)查看钻柱的剖面 (19)视频的播放控制 (19)信息察看功能的使用 (20)立体投影功能的使用 (23)附录 (24)工况列表 (24)概述系统简介『钻完井三维仿真系统——验证版』(以下简称本系统),是『钻完井三维仿真系统』的技术验证开发版。
241目前,国内外虚拟现实VR技术在很多领域都有涉及,应急演练虚拟场景在防灾领域应用仿真技术有着巨大的现实价值,包括对地震、火灾、洪水等自然灾害的模拟仿真;对诸如煤矿坍塌,瓦斯爆炸,油气井井喷,危险品泄露等设计工业生产安全的模拟仿真;对行驶安全、交通运输,医疗救护等军事领域的模拟仿真。
西方发达国家在这一领域起步较早,国内近年来需求量逐步加大,在技术水平和应用领域方面有所拓宽。
该领域在虚拟现实应用形式、表现形式、操作形式、体现内容等都存在众多待解决问题,例如:场景建模在应急演练虚拟场景等。
因为场景构建直接关系到虚拟场景的构造问题,如果构造的太简单,那会使用户觉得场景不真实;而如果构造的太复杂,那么就会对场景的交互上增加难度,实用性就变差。
当前世界对场景建模问题主要釆取三种方式,分别是基于图形的建模技术、基于图像的建模技术、基于图形和图像的混合建模技术[1-3]。
将VR技术应用到应急演练已经成为虚拟仿真方面最新、最具发展前途的一个研究方向。
随着我国对职业培训要求的不断提升,引进先进计算机技术进行模拟仿真领域的协作开发,实现安全高效绿色环保的培训机制,是职业培训领域的主流实现形式,有重要的研究意义。
1 系统开发关键技术为降低海上油气勘探开发过程中的井控风险,切实提高海上钻井、完井和井下作业相关人员的井控水平,针对现场一级、二级和三级井控[4-6]应急状态下的演练流程以及现场井控设备故障排查与识别演练流程,开发出一套适用于浅水和深水三类作业环境下具备海洋特色的CWCC井控智能情景演练系统,从而增强培训效果,为现场作业提供技术支撑和安全保障。
设计以提升钻、完、修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[7-9]。
1.1 数学模型核心系统软件运用溢流模型、钻速模型、压井模型等数学物理模型,模拟石油工程钻井作业中的各种工况和参数信息,例如压力、扭矩、钻速、排量等,精确反应这些物理参数之间的关系,达到与实际钻井作业相同的效果。
钻井平台系统介绍钻井平台系统介绍1.序不知道从什么时候起,石油的价格节节攀升。
几乎要突破100美元心理大关了。
能源越来越紧张的今天,很多国家把目光从陆地转向了海洋。
自从世界上第一个海洋钻井平台制造出来,海洋工程有了长足的发展。
在几十米甚至上3~4000深的海底钻一口井并不是一件容易的事,因为在海上环境的复杂多变以及恶劣。
经常要承受巨浪和暴风的袭击。
而钻井又要保持一个相对稳定的作业环境。
才能把一根根长长的钻杆钻进海底。
钻井平台从近海到深海,主要可以分为:座底式,自升式,半潜式等。
所谓的座底式是指,平台的结构直接座在海床上,几乎和陆上钻井没多大区别。
所以它们的可钻探深度很有限。
只能在几十米的水深的浅海区域作业。
自升式,又叫jack-up。
顾名思义,这种平台可以像千斤顶一样可以升降它的高度。
它典型的特征就是3-4条腿。
高高的桁架结构。
上面安装有齿条。
平台本体安装有齿轮。
它们一起啮合,传动。
在到达钻井区域的时候,腿就慢慢的伸到海床上。
平台就靠这几条腿站在海里了。
因为考虑到拖航的稳性,腿不能太长。
所以这种平台一般在120~150米水深的近海区作业。
半潜式,最新的已经到了第6代了。
这种平台和普通船舶一样,是漂浮在海面上的。
这样的话,它们就可以在更深的水域工作了。
它们带有2~3级动力定位系统,海底声纳定位系统,卫星定位系统等来保证平台的相对稳定的坐标。
它们有各种位移补偿装置来补偿海况带来的不稳定状况。
2.钻井平台的发展历程海洋钻井是一个多学科的结合的行业。
先讲讲海上钻井的发展历史。
以下是摘自环球石油杂志的一篇文章《海上钻井平台的发展历程》。
当今的钻井装置发展更加现代化和人性化,对环境的保护也日益改善。
对平台的防污染,安全性能,人员的保护的要求更高。
随着各船级社和国际组织如,ABS ,DNV ,CCS,IMO ,MARPOL ,HSE ,NORSOK ,USCG, SOLAS ,NMD 等对条款的不断更新,对平台的要求也越来越高。
三维仿真模拟训练系统在当今科技飞速发展的时代,三维仿真模拟训练系统正逐渐成为各个领域中不可或缺的重要工具。
从军事训练到工业生产,从医疗教育到航空航天,它的应用范围不断扩大,为人们提供了更加高效、安全和逼真的训练方式。
三维仿真模拟训练系统,顾名思义,是利用计算机技术创建出一个三维的虚拟环境,让用户能够在这个环境中进行各种模拟训练。
与传统的训练方式相比,它具有诸多显著的优势。
首先,它提供了高度逼真的场景和体验。
无论是战场的硝烟弥漫、工厂的复杂设备,还是手术室的紧张氛围,都能在虚拟环境中被真实地再现出来。
这种逼真度让训练者仿佛身临其境,能够更加深刻地感受和理解实际操作中的各种情况和挑战,从而更好地提升应对能力。
其次,安全性是其另一个重要特点。
在一些高风险的行业和领域,如飞行训练、化学实验等,实际操作中的失误可能会带来严重的后果。
而在三维仿真模拟训练系统中,训练者可以大胆尝试各种操作,即使出现错误也不会造成实质性的伤害,为他们提供了一个无风险的学习和实践空间。
再者,三维仿真模拟训练系统具有可重复性和可定制性。
训练者可以根据自己的需求和进度,反复进行相同的训练内容,直到熟练掌握为止。
同时,系统还可以根据不同的训练目标和场景需求,进行灵活的定制和调整,满足各种特殊的训练要求。
在军事领域,三维仿真模拟训练系统发挥着至关重要的作用。
对于士兵来说,通过在虚拟战场中进行战斗模拟训练,他们能够熟悉各种武器装备的使用、战术的应用以及应对各种复杂战况的能力。
例如,模拟城市巷战的场景,让士兵在虚拟的建筑和街道中进行作战训练,提高他们在真实战斗中的反应速度和决策能力。
对于飞行员来说,模拟飞行训练可以让他们在各种恶劣天气条件和突发状况下进行练习,积累丰富的飞行经验,降低实际飞行中的风险。
在工业生产中,三维仿真模拟训练系统为工人提供了一个熟悉操作流程和设备的平台。
特别是对于那些操作复杂、危险性高的大型设备,如起重机、石油钻井平台等,通过在虚拟环境中的训练,工人能够熟练掌握操作技巧,减少操作失误,提高生产效率和安全性。
科技成果——大型装备设备三维仿真训练系统成果简介
经过研究,利用3D计算机图形学和虚拟现实技术,针对大型、操作复杂装备设备的员工培训问题建立三维仿真训练系统,系统通过对机械设备建立三维模型,在计算机中形成三维的设备模拟环境,在仿真的操作平台上,通过指令部件,操作三维模拟环境中的计算机仿真的机械设备,使模拟设备的各个部件按照指令完成相应的动作。
通过仿真训练系统的操作,可以在不影响正常生产、减少训练成本的情况下,培训设备操作人员,提高培训效率。
建立的三维仿真训练平台和软件系统可以作为装备设备产品的重要配属附件销售,满足设备使用方对人员培训的要求。
应用范围
生产大型、操作复杂装备设备的生产企业,如大型锻压设备,生产流水线等设备的生产企业,可以为生产的装备设备配属三维仿真训练系统。
提高装备设备使用企业的员工培训效率,降低培训成本。
技术特点
计算机三维仿真,通过训练平台控制三维仿真的装备设备各个部件进行相应的动作。
专利情况仿真软件获得国家版权局软件著作权登记
技术水平国内领先
生产使用条件
需提供仿真设备及部件的外形设计数据,以便建立准确的三维模
型。
市场前景
仿真训练系统可以作为装备设备的培训部件,与装备设备一起销售,也可以作为装备设备生产企业生产的设备的培训工具,用来培训装备设备使用人员。
可以为生产企业赢得一定的销售利润,也可以为装备使用企业降低培训成本,提高生产效率。
合作方式技术服务。
油田钻井平台三维应急仿真培训系统
油田钻井平台三维应急仿真培训系统是一套针对油田钻井安全生产以及应对突发状况,快速进行应急指挥救援以及模拟演练的综合培训教学系统。
北京金视和凭借与国内多家大型油田合作经验,研发出以油田钻井生产过程中突发状况的应急指挥、快速救援、预案模拟以及安全培训等内容为重点,准确的将油田钻井等真实场景的以三维立体的形式展现,可预演模拟各种突发事故。
做到快速、准确、高效处理突发事故,保障油田钻井正常的安全生产。