ESIM-DTES1钻井司钻培训考核系统

钻井司钻培训考核系统是依照《司钻作业安全技术培训大纲和考核标准》及《特种作业人员安全技术培训考核管理规定》精心设计的。该系统融合了国内外领先的培训模式与方法,均衡强调理论知识与实操技能的提升。

钻井司钻培训考核系统以目前流行的电动钻机、顶驱,以及先进的自动化钻机为原型,运用计算机仿真技术展现井下场景、现场场景、设备动作和设备的工作原理,使难懂的复杂的工艺、原理以及设备的工作状况变得一目了然,极大的提高了培训效率。引入沉浸式虚拟现实技术,逼真地展现钻井作业场景,营造逼真现场环境;系统配备环绕立体声效,使受训人员在虚拟场景中拥有身临其境的感受。钻井司钻培训考核系统克服了传统培训模式单一、成本高、存在安全风险的不足,很好地解决了钻井司钻的岗位培训和技能考核问题,为钻井司钻的技能水平提高提供保证。

钻井司钻培训考核系统是一套软硬件结合的虚拟现实培训考核系统,配备计算机模拟硬件和沉浸式混合现实三维显示软件。系统软件包括主控控制程序、信息管理平台和三维图形程序。主控控制程序是系统核心,包括工艺控制模块、数学模型计算、网络通信和培训系统配套的管理功能;可完成起下钻、钻进、钻进溢流关井等作业培训考核和安全标识、PDC钻头、螺杆钻具等理论知识培训考核;主控后台运行数学模型,实时计算作业过程中的悬重、钻压、钻速、井下循环、溢流、漏失,以及防喷器压力等参数信息;通过网络通信连接软件与硬件,完成主控与图形的数据传输;系统支持培训过程的信息化管理。信息管理平台是系统的管理中心,包括对班级学员信息、考试信息、成绩信息、试题库等进行管理。三维图形程序作为内容场景的展示载体可以完成作业现场的三维显示、设备逻辑控制和人物动作控制,支持作业现场的多视角实时切换。

钻井司钻培训考核系统硬件由司钻操作台、电脑、触摸屏等主要硬件组成。

司钻操作台

司钻操作台采用全金属结构设计,壳体采用冷轧钢材质,并且表面有蓝色烤漆;面板采用铝板拉丝工艺制作。

司钻操作台按照ZJ70D司钻操作台的逻辑功能进行设计,操作台上的阀件主要包括:工作制动、急停按钮、保护复位、滚筒高低速、泵开关、泵速调节、转盘方向选择以及转盘转速等开关和旋钮。通过司钻操作台内部的数据采集功能模块,实现与主控软件、图形软件的数据通信与功能控制,最终实现绞车升降控制、泥浆泵泵速调节、转盘转速调节等模拟功能。

计算机

CPU:I7或相同性能型号及以上;内存:16G及以上;固态硬盘240G及以上;独立显卡。

触摸屏

屏幕比例:16:9;显示分辨率:1920*1080;屏幕刷新率:60Hz;面板:IPS技术;屏幕尺寸:21.5英寸。

主控软件
控制台软件模块

控制台软件负责对整个系统进行组织和管理。提供了重要钻井参数显示、报警设置、图形命令控制、泥浆系统展示等功能,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。);能实现作业的模拟速度控制。

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。

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、接卸方钻杆、方钻杆小鼠洞接单根等操作。

井控软件模块

井控软件模块通过操作司钻操作台、顶驱模拟器、管汇防喷器模拟器、节流控制箱模拟器、远控台模拟器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。

理论考试功能模块

能完成安全标识识别、使用PDC钻头、使用螺杆钻具、粘卡的判断与排除、循环短路的判断与排除、硫化氢事故的预防与处置等相关理论知识的培训和考核。

系统评分功能模块

该系统能够根据学员所执行的操作项目及其实际操作表现,提供客观和公正的评分。这种评估机制确保了对学员技能水平的真实反映,有助于准确评价学员的培训效果。

声效控制软件模块

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。

系统自检功能模块

系统自检功能模块能通过该模块检测硬件设备的状态。该功能能全面诊断系统相关硬件设备元器件运行状态,能方便的判别出系统硬件设备上的各种控制元件(如按钮、旋钮、开关)和显示元件(如仪表、指示灯)是否发生故障。系统同时提供硬件校正功能,
“硬件校正”为硬件设备上的旋钮类、操作杆类传感器提供了校正功能。若操作人员发现以上硬件元器件不灵敏,或者数值偏差较大,可以利用“硬件校正”功能进行校正,将此类硬件器件恢复至正常工作状态。

信息管理平台软件
题库管理功能

教师可以通过此功能对系统内部的试题进行管理,包括添加、查询、删除、修改试题信息等操作。

试卷管理功能

教师可以通过此功能对理论考试试卷进行管理,包括添加、查询、删除、修改试卷等操作。

考场管理功能

教师可以通过此功能为学员创建不同的考试项目,开启或关闭考试,查询学员成绩列表。

用户管理功能

管理员可以通过用户管理功能对教师的个人信息及登陆账号进行管理。

班级管理功能

教员可以通过班级管理功能对班级信息进行管理,可完成包括添加、修改、查询、删除班级,查询学员信息等操作。

学员管理功能

教员可以通过学员管理功能对学员信息进行管理,可完成包括添加、修改、查询、删除、导入学员等操作。

三维图形软件
基于顶部驱动的3D场景显示软件模块

系统提供基于顶部驱动的3D场景显示软件模块,能够模拟吊环前倾、吊环后倾、开关吊卡、上下移动顶驱、顶驱主轴旋转、液压大钳上卸扣、挂井口钻具、接卸顶驱、进出杆等操作过程的钻井平台机械设备的可控式实时三维情景显示、作业人员动作展示,能实现井下视角、防喷器视角、顶驱视角等观察视角的三维情景实时展示。

基于转盘驱动方钻杆的3D场景显示软件模块

系统提供基于转盘驱动方钻杆的3D场景显示软件模块。能够模拟完成上卸吊卡、接卸方钻杆、转盘带动方钻杆旋转、接卸单根、上卸卡瓦、液压大钳上卸扣、接卸防喷单根等操作过程。

司钻实训模拟软件模块

系统提供司钻实训模拟软件模块。能够模拟校正指重表、更换钻井泵安全阀、操作液气大钳、检查绞车液压盘刹及液动系统、选装LT型可退式卡瓦打捞筒、司钻巡回路线检查、拆装水龙头冲管总成等实训项目的实训过程。

钻井模拟操作项目

该部分操作项目由钻井模拟器软硬件完成,具体操作项目如下:

  • 正常起下钻杆
  • 正常起下钻铤
  • 正常钻进
  • 钻遇高压地层溢流关井
理论考试项目

该部分操作项目以机考答题的方式进行培训和考核,具体项目如下:

  • 安全标识识别
  • 使用PDC钻头
  • 使用螺杆钻具
  • 粘卡的判断与排除
  • 循环短路的判断与排除
  • 硫化氢事故的预防与处置
三维图形模拟操作项目

该部分操作项目以三维图形交互式模拟操作的方式进行,具体操作项目如下:

  • 校正指重表
  • 更换钻井泵安全阀
  • 操作液气大钳
  • 检查绞车液压盘刹及液动系统
  • 选、装LT型可退式卡瓦打捞筒(篮状卡瓦)
  • 司井巡回路线检查
  • 拆装水龙头冲管

  • 电源参数:220V/50Hz交流电
  • 功率参数:<3000W
  • 显示分辨率:1920*1080
  • 系统工作环境温度:0℃~30℃
  • 相对湿度:平均相对湿度小于90%

序号名称规格参数单位数量
1司钻操作台铝合金机箱,表面阳极氧化喷砂处理,外形尺寸为500mm*300mm*100mm1
2计算机CPU:I7或相同性能型号及以上;内存:16G及以上;固态硬盘240G及以上;独立显卡。1
3触摸屏屏幕比例:16:9;显示分辨率:1920*1080;屏幕刷新率:60Hz;面板:IPS技术;屏幕尺寸:21.5英寸。1
4司钻考核系统软件包含主控软件、信息管理平台软件、三维图形软件1