ESIM-FWLO5裸眼井测井培训系统

概述

裸眼井测井模拟培训系统软件包含四套软件系统：主控软件、图形软件、地面采集系统软件。主控软件和图形软件共同完成模拟培训功能。

软件系统功能概述

1. 培训子系统功能：完成对井口工、绞车工、操作员的理论培训和操作培训。理论培训主要通过试题训练、观看多媒体教学片、动画演示，使各类培训人员掌握相关设备的组成、工作原理、操作方法以及事故的判断及处理方法；操作培训主要结合三维图形和语音、软件提示完成设备的各类具体操作训练。
2. 试题库功能：完成测试相关试题的添加、删除、修改、组卷、判分等管理。
3. 历史测井数据管理功能：完成对测井历史数据的管理，为培训和考核提供原始数据。
4. 数据采集软件功能：对井口设备、绞车、模拟机设备状态、模拟量等多个信号的采集和发送，完成与培训与考核系统的交互。
5. 学员管理功能：对学员的基本信息进行添加、删除、修改等管理和打印所有信息。
6. 系统自检功能：对所有设备和可操作状态进行采集，判断系统中所有设备是否运行良好，对部分设备进行校正。
7. 自动评分及打印功能：按照测井要求对学员的所有操作进行自动评分，给出扣分原因，打印成绩。
8. 作业流程控制
   • 按照测井工艺的操作步骤判断学员操作是否正确，以决定是否能进入下一步操作。系统响应时间小于0.5秒。
   • 共有以下十种测井仪器的测井作业：①自然电位测井；②普通电阻率测井；③侧向测井；④微电阻测井；⑤感应测井；⑥声波测井；⑦自然伽马测井；⑧密度测井；⑨中子测井；⑩裸眼井径测井
9. 数据还原：能将测井历史数据还原为原数据，并反馈到各设备，设置和调节参数后，能进行变化并反映到模拟设备上。
10. 曲线绘制及打印功能：根据模拟还原的数据绘制相关曲线，并能在热敏绘图仪上输出。
11. 事故预埋及处理功能：在考核系统中预埋事故，可在任意深度设置仪器的遇阻和遇卡，由学员在操作过程进行判断和处理，系统根据处理结果进行成绩评定。
12. 数据建模功能：建立数学物理模型并根据设备参数计算设备当前状态，发送信息到图形计算机绘制三维动画，显示井下情况。

主控计算机软件

主控软件包含多个软件模块，分别为平台软件模块、教师控制台软件模块、井口操作软件模块、绞车工操作软件模块、操作员培训软件模块、班组操作软件模块、系统自检模块、学员管理及自动评分软件模块。各模块之间的关系入下图所示：

教师控制台软件模块

该模块具有以下的功能：

1. 串口通讯：接收PLC采集到的硬件数据，将数据过滤后转换为要求的数据。
2. 网络通讯：与图形计算机通过网络进行数据通讯，共享硬件数据，发送接收图形指令。

井口操作软件模块

该模块具有以下的功能：

1. 根据数学模型与采集到的学员操作，实时计算出井口各种水力学参数。
2. 将各种参数发送到井口的仪表上
3. 对井口操作的判断：根据学员对井口的操作，判断操作是否正确，对于错误操作给出提示。
4. 控制图形计算机与井口同步显示。

绞车工操作软件模块

该模块具有以下的功能：

1. 根据绞车的操作数据和井下仪器类型计算出绞车的上提下放速度。
2. 将各种参数发送到绞车操作台的仪表上。
3. 对绞车操作的判断：根据学员对绞车的操作，判断操作是否正确，对于错误操作给出提示，例如：绞车上替、下放，设置零点等操作。
4. 控制图形计算机与绞车操作同步显示。
5. 控制图形计算机显示仪器在井下的状态。
6. 设置仪器在井下遇阻遇卡情况。

操作员培训软件模块

该模块具有以下的功能：

1. 接收地面采集系统模拟机发送来的学员操作数据。
2. 记录地面采集系统操作员的操作情况。
3. 将绞车的模拟深度值发送给地面采集系统模拟机。

班组操作软件模块

该模块具有以下的功能：

1. 收集井口、绞车、地面采集系统的数据。
2. 使用完善的数学模型计算整个测井过程的参数情况。
3. 仪器串设置：设置地面仪组串的结构并显示仪器串重量、长度、深度等信息。
4. 班组培训设置：
   • 裸眼井信息显示：显示班组培训和考核时设置的裸眼井信息。
   • 地层信息显示：显示当前系统设置的地层信息，例如：油层的有效厚度、孔隙度、含油气饱和度和渗透率等。
   • 故障设置：在操作过程中教师可设置绞车遇卡、遇阻等故障。
5. 操作信息显示：
   • 绞车操作信息显示：显示绞车控制台各元件状态并显示绞车的参数信息，例如：绞车张力、深度、速度等信息。
   • 地面仪操作信息显示：显示地面仪各元件状态并地面仪操作员的操作信息。
   • 井下仪器信息显示：显示井下仪器的工况。
   • 操作员信息：显示当前登录操作的人员信息。

系统自检模块

该模块具有以下的功能：

1. 检测井口、绞车控制台、地面采集系统上设备是否正确。如果不正确，给出维修清单。
2. 设置线性连续数据采集设备的偏移值、状态值，最大最小控制值，温度偏移值。

地面采集系统软件

地面采集系统软件运行于4台模拟地面采集系统上。它包含系统平台软件、系统自检模块、学生控制台软件、操作员培训软件模块。

系统自检模块

该模块具有以下的功能：

1. 检测井口、绞车控制台、地面采集系统上设备是否正确。如果不正确，给出维修清单。
2. 设置线性连续数据采集设备的偏移值、状态值，最大最小控制值，温度偏移值。

学生控制台软件模块

该模块具有以下的功能：

1. 设置培训模式，可以不输入学员信息即可进入系统进行练习。
2. 可进行单项培训和考核，也可进行班组培训和考核。

操作员培训软件模块

该模块是地面采集软件系统的核心模块，该模块严格按照贝克休斯公司的eclips-5700测井系统进行设计，该软件具有以下功能：

1. 可在多处设置故障考察点
2. 井下仪器串组合，根据中控计算机设置的测井任务设置仪器串组合。
3. 井下仪器刻度，根据仪器串对仪器井下刻度操作，例如：井径刻度，感应刻度。
4. 测井过程模拟
   • 初始化采集系统
     • OCT选择窗口设置哪一个CPU用于显示处理，哪一个CPU用于采集处理。
     • 从OTC选择窗中选择一个OCT。
     • 加载主刻度和主校验数据。
     • 设置处理参数。
   • 测前校验，为下井仪器进行所需的测前校验
   • 仪器下井
     • 仪器串对零。
     • 做测前校验，有的仪器需要在井下做测前校验。
     • 选择测井方向和记录模式。
     • 记录数据。
   • 总深度确定
     • 电缆的伸长校正。
     • 预置校正深度。
   • 上提测井
     • 修改用户选择的参数
     • 打开需要的ACTS
     • 记录重复曲线
     • 记录主曲线
     • 作仪器的井下测后校验
   • 数据保存
   • 数据回放
5. 记录学员对于模拟软件的每一步操作并发送到主控计算机。

图形计算机软件

虚拟3D场景显示软件

根据工艺流程要求，虚拟3D场景显示软件模块结合选定的测井项目，可进行培训和考核两种模式下的操作过程展示，对学员的操作效果进行实时的三维动画渲染，具有功能如下：

1. 根据教师机发出的一键启动指令，自动运行虚拟3D场景显示软件程序。
2. 根据选定的工艺流程完成场景、工具、井上以及井下状态的初始化。
3. 根据学员的具体操作，接收教师机发出的指令，绘制相应的图形与三维实时动画。
4. 根据工艺过程涉及到的操作人员工种不同架设三维摄像机视角。培训人员包括：井口工、绞车工、操作员，虚拟3D场景显示软件将根据不同工种实际操作的视觉范围，自适应的选定三维图形视角，和真实测井现场操作感受一致。
5. 根据作业涉及到的井下工具，显示包括井下工具和地层剖面的井下视角。测井设备工作时，实时显示设备的内部结构和工作状态，以及井下泥浆循环的状态。
6. 根据作业流程和功能设置，虚拟3D场景显示软件程序运行过程中，支持3D视频动画的播放控制。
7. 所有虚拟3D场景显示软件中涉及到的虚拟设备的动作与培训人员的操作同步，可以观测到井场所有设备的工作状态。

典型界面

测井开始时，以全景方式显示测井车进场过程，包括：井场环境展示，测井车停放规程，测井前准备。

仪器在井口时，显示井口视角画面。

绞车工画面，显示从绞车工角度看到的井场，通过绞车工面前的窗口可同步看到井场工况。

仪器在井下时，同步显示井口画面和仪器在井下的实时工作画面。