ESIM-DCAD1双司钻自动化钻井模拟培训系统

系统主要硬件

系统主要硬件包括主司钻座椅、副司钻座椅、防喷器司钻控制台、节流控制箱、立管管汇、节流管汇以及场景显示控制系统。能够最大程度还原钻井现场环境。通过主副司钻的配合进行作业，可以更好地模拟真实场景，锻炼受训人员之间的默契性。

主司钻座椅

主司钻座椅主要完成钻井作业相关操作，包括起下钻、钻进等。模拟绞车升降、泥浆泵调速等。根据作业的实际实时显示钻压、顶驱转速、立管压力、套管压力、扭矩、入口排量、出口百分比、井深、钻头位置、顶驱高度、进尺、钻时、钻速、钻杆速度等参数。包括钻台面所有自动化机具的详细分步骤操作。包括机械手操作、铁钻工操作、自动化猫道操作。

主司钻座椅，实现绞车控制； 实现泥浆泵的操作； 实现顶驱操作； 提管机械手

副司钻座椅

副司钻座椅主要完成的工作包括钻台面所有自动化机具的操作。包括机械手操作、铁钻工操作、自动化猫道操作。

1）实现机械手操作； 2）实现铁钻工操作； 3）实现自动化猫道操作；

防喷器司钻控制台

防喷器控制台至少按照“环形-半封闸板-全封闸板-半封闸板“结构模拟，具有各个防喷器开关状态指示灯（“红”关，“绿”开）、环形调压旋钮、气源开关部件、压力表。压力表至少具有气源压力表，蓄能器压力表，汇流管压力表，环形压力表等。该控制台能模拟压井管汇、节流管汇中液动阀门的导通和关闭，还能与远程控制台联动。

全金属结构（钢材），外形尺寸为860mm*530mm*1870mm

节流控制箱

节流控制箱需模拟双液压控制结构，具有总泵冲复位按钮，节流速度调节旋钮，至少可显示节流阀开度、累计泵冲数、套管压力、立管压力等参数。

全金属结构（台子是钢材，面板为铝制），外形尺寸为610mm*770mm*1190mm采用双液压节流控制台结构

远程控制台

远程控制台需仿FKQ系列地面防喷器模拟。该操作台能和防喷器操作进行联动，实现防喷器的开关功能。

全金属结构（钢材），可与司钻控制台联动。外形尺寸为2000mm*700mm*1650mm。

管汇系统

管汇系统包括立管管汇、节流管汇和压井管汇，都按实际产品结构布局。其上的操作控制与实际产品保持一致。

	1、按照高压双通道结构设计。工装焊接，所有手轮装置带传感器监测。能提供各个阀门的操作，可根据作业要求实时显示泵压等 2、采用金属材料（钢材），外形尺寸为1710mm*650mm*1600mm
	1、节流管汇管道及阀门全部采用金属材料，工装焊接，所有手轮装置带传感器监测，可操控各个阀门的开与关，具有手动节流和远程液动节流控制功能。同时，能实时显示套管压力 2、全金属结构（钢材），外形尺寸为1800mm*800mm*1750mm

场景显示系统

场景显示系统按大屏幕LED全彩显示系统选配。

1、大屏幕LED全彩显示系统将模拟现场场景的3D动画经专业图形处理器处理后，采用LED全彩显示系统显示。 2、LED P2.5显示屏，分辨率：1920*1080 3、显示屏安装尺寸：4600mm(宽)*3200mm(高)（最终屏幕安装尺寸、分辨率视安装环境进行调整）

系统软件

主控软件

该模块包含软件的框架结构，各功能调度，各类数据接口、数据库操作、网络控制、流程控制、硬件设备交互功能模块，是模拟器软件的基础模块。能控制模拟器主控软件与硬件系统、图形软件通信，并建立数学模型计算作业模拟操作过程中所有参数的变化与结果，并将结果传输到硬件系统与图形程序。

能模拟培训自动化设备的详细，可通过主副司钻的协同配合完成以下操作，包括：机械操作臂常规操作、铁钻工手动旋扣、铁钻工手动卸扣、智能猫道操作、气动卡瓦操作、液压吊钳操作。能通过故障设置模拟和设置常见自动化设备故障，能通过事故模块模拟展示常见事故。

该模块能设置和修改地层参数设置（包括：渗透率、岩石强度、岩层厚度、地层流体、地层压力梯度、可钻性等）、井参数设置（包括：套管深度、套管内径、套管鞋破裂压力梯度、井垂直深度等）、钻具组合设置（包括：大钩重量、顶驱重量、钻具数量、钻杆相关参数、加重钻杆相关参数、钻铤相关参数、浮阀、钻头尺寸等）、泵参数设置（包括：泵的缸套内径、冲程长度、效率、排量、安全阀及安全阀起效压力等）、泥浆系统、地面管汇等参数；应能实时显示钻井参数；应能设置故障的发生；应能设置参数单位、语言的选择（要求语言包括中、英文；单位包括：行业单位、英制单位、公制单位。）；应能实现作业的模拟速度控制；应能保存和恢复存档作业。

改模块能实时显示钻井参数（包括：钻时、钻速、悬重、钻压、转速、扭矩等），能设置参数报警（包括：钻压上下限、防碰上下限等）,能模拟地面循环系统的操作和显示（包括：泥浆罐中泥浆密度、泥浆粘度和泥浆体积的设置）。

能实现学员旋转钻进操作模拟，并通过数学模型计算作业过程中相关参数，合理的反应学员操作结果。

该模块能展示钻井三维场景搭建和作业过程，含钻井平台机械设备的可控式实时三维情景显示，井下视角、防喷器视角、顶驱视角等观察视角的三维情景实时展示。

能实现学员起下钻和钻进操作模拟，并通过数学模型计算作业过程中相关参数，合理的反应学员操作结果。起下钻软件模块能完成正常起下钻杆、正常起下钻铤相关操作训练。包括进出杆、上提、下放铁钻工上卸扣等操作。钻进软件模块能完成正常钻进相关操作训练。包括：接卸顶驱、开泵、开转速、等操作。

故障模拟软件模块能实现泥浆泵、钻头故障、防喷器故障、节流阀故障、钻具故障的模拟功能。在作业过程中，教师可以随时引入这些故障。

事故及复杂情况软件模块能模拟在钻进或起下钻过程中各种事故的事故现象及相应处置流程。通过设置事故发生条件（时间、钻头位置），可以设置下钻遇阻、起钻遇卡、沉砂卡钻、粘附卡钻、键槽卡钻、泥包卡钻、孔塌卡钻、缩径卡钻、公锥打捞、井下落物磨铣、憋跳漏失层钻进等事故及处置流程。

井控软件模块通过操作司钻操作台、顶驱控制台、立管管汇、节流管汇、节流控制箱、辅助控制台、小型司钻控制台、远控台完成作业过程中发生溢流时的软关井、硬关井相关操作训练，实现井控的作业控制，使用数学物理模型模拟参数变化，能实现井控参数如悬重、立管压力、套管压力、泵压、泵速、泵排量、泥浆池体积增减量等参数的同步变化。

声效控制软件功能模块能模拟钻井现场泵、绞车、转盘等设备的音效，并可以设置泵、转盘/顶驱驱动、绞车、排气等声音的播放控制和播放音量。

教员可以通过班级学员管理功能对参加模拟培训的学员进行个人信息管理和分班管理。点击主控界面上的学员管理按钮，进入如下图所示的学员管理界面。