故障率。
【附圖說(shuō)明】
[0047] 圖1為本發(fā)明井下作業(yè)模擬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0048] 圖2為本發(fā)明修井司鉆控制臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0049] 圖3為本發(fā)明防噴器控制臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0050] 圖4為本發(fā)明阻流器控制臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖；
[0化1 ] 圖5為本發(fā)明模擬方法流程圖；
[0化2] 圖6為本發(fā)明圖形處理機(jī)軟件控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053] 下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于 W下所述。
[0化4] 如圖1所示，井下作業(yè)模擬系統(tǒng)，它包括修井司鉆控制臺(tái)系統(tǒng)、阻流器控制臺(tái)系 統(tǒng)、防噴器控制臺(tái)系統(tǒng)和控制單元，控制單元包括主控機(jī)、參數(shù)機(jī)和圖形處理機(jī)，防噴器控 制臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)PPI總線與阻流器控制臺(tái)系統(tǒng)連接，阻流器控制臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)PPI總線與修井 司鉆控制臺(tái)系統(tǒng)相連，修井司鉆控制臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)串口總線與參數(shù)機(jī)相連，參數(shù)機(jī)和圖形處 理機(jī)分別通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)與主控機(jī)連接。
[0055] 所述的修井司鉆控制臺(tái)系統(tǒng)、阻流器控制臺(tái)系統(tǒng)、防噴器控制臺(tái)系統(tǒng)均包括化C 控制器、前端可操作輸入設(shè)備和前端輸出顯示設(shè)備；前端可操作輸入設(shè)備包括多個(gè)開(kāi)關(guān)、旋 鈕、閥口，前端輸出顯示設(shè)備包括指示燈、壓力表和溫度表；前端可操作輸入設(shè)備和前端輸 出顯示設(shè)備分別與PLC控制器相連，PLC控制器中設(shè)置有用于采集開(kāi)關(guān)狀態(tài)、旋鈕值及閥口 開(kāi)度的狀態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊，W及用于控制指示燈、壓力表及溫度表顯示的輸出控制模塊。 [0化6] 所述的主控機(jī)上設(shè)置有用于根據(jù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)、旋鈕值及閥口開(kāi)度數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)學(xué)模 型計(jì)算出指示燈狀態(tài)、壓力表數(shù)據(jù)、溫度表數(shù)據(jù)、虛擬場(chǎng)景中設(shè)備工作狀況數(shù)據(jù)、流動(dòng)情況 數(shù)據(jù)的計(jì)算模塊。
[0化7] 所述的圖形處理機(jī)上設(shè)置有用于根據(jù)虛擬場(chǎng)景中設(shè)備工作狀況數(shù)據(jù)呈現(xiàn)模擬的 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景及設(shè)備工作情況的虛擬呈現(xiàn)模塊。
[005引井下作業(yè)模擬系統(tǒng)還包括投影系統(tǒng)，投影系統(tǒng)包括投影儀和與投影儀相配合的投 影幕布，投影儀與圖形處理機(jī)連接。
[0化9] 井下作業(yè)模擬系統(tǒng)還包括指重表、節(jié)流管匯和立管管匯，指重表與修井司鉆控制 臺(tái)系統(tǒng)連接，節(jié)流管匯與阻流器控制臺(tái)系統(tǒng)連接，立管管匯與防噴器控制臺(tái)系統(tǒng)連接。
[0060] 如圖2所示，所述的修井司鉆控制臺(tái)系統(tǒng)包括司鉆臺(tái)PLC模塊、多個(gè)檔位、多個(gè)開(kāi) 關(guān)、發(fā)動(dòng)機(jī)油壓表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫表、電流表、變速箱油溫表、變速箱油壓表、立 管壓力表、滾筒離合器、手調(diào)油口、剎把、套管壓力表；司鉆臺(tái)PLC模塊通過(guò)串口總線與參數(shù) 機(jī)連接，通過(guò)PPI總線與阻流器控制臺(tái)系統(tǒng)連接；所述的開(kāi)關(guān)包括水剎車開(kāi)關(guān)、剎車助力 開(kāi)關(guān)、液累開(kāi)關(guān)、天車防碰開(kāi)關(guān)、大錯(cuò)離合開(kāi)關(guān)、上扣開(kāi)關(guān)、卸扣開(kāi)關(guān)、氣動(dòng)卡瓦開(kāi)關(guān)、換檔開(kāi) 關(guān)、轉(zhuǎn)盤離合器開(kāi)關(guān)；各檔位及開(kāi)關(guān)、滾筒離合器、手調(diào)油口及剎把分別與司鉆臺(tái)PLC模塊 的狀態(tài)數(shù)據(jù)采集接口相連，司鉆臺(tái)PLC模塊的輸出控制接口通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器與發(fā)動(dòng)機(jī)油壓 表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫表、電流表、變速箱油溫表、變速箱油壓表、立管壓力表、套管 壓力表連接。
[0061] 修井司鉆控制臺(tái)面板元器件及其作用，見(jiàn)下表1 ;
[0062]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 井下作業(yè)模擬系統(tǒng)，其特征在于；它包括修井司鉆控制臺(tái)系統(tǒng)、阻流器控制臺(tái)系統(tǒng)、 防噴器控制臺(tái)系統(tǒng)和控制單元，控制單元包括主控機(jī)、參數(shù)機(jī)和圖形處理機(jī)，防噴器控制臺(tái) 系統(tǒng)通過(guò)PPI總線與阻流器控制臺(tái)系統(tǒng)連接，阻流器控制臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)PPI總線與修井司鉆 控制臺(tái)系統(tǒng)相連，修井司鉆控制臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)串口總線與參數(shù)機(jī)相連，參數(shù)機(jī)和圖形處理機(jī) 分別通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)與主控機(jī)連接； 所述的修井司鉆控制臺(tái)系統(tǒng)、阻流器控制臺(tái)系統(tǒng)、防噴器控制臺(tái)系統(tǒng)均包括PLC控制 器、前端可操作輸入設(shè)備和前端輸出顯示設(shè)備；前端可操作輸入設(shè)備包括多個(gè)開(kāi)關(guān)、旋鈕、 閥口，前端輸出顯示設(shè)備包括指示燈、壓力表和溫度表；前端可操作輸入設(shè)備和前端輸出顯 示設(shè)備分別與PLC控制器相連，PLC控制器中設(shè)置有用于采集開(kāi)關(guān)狀態(tài)、旋鈕值及閥口開(kāi)度 的狀態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊，W及用于控制指示燈、壓力表及溫度表顯示的輸出控制模塊； 所述的主控機(jī)上設(shè)置有用于根據(jù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)、旋鈕值及閥口開(kāi)度數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)學(xué)模型計(jì) 算出指示燈狀態(tài)、壓力表數(shù)據(jù)、溫度表數(shù)據(jù)、虛擬場(chǎng)景中設(shè)備工作狀況數(shù)據(jù)、流動(dòng)情況數(shù)據(jù) 的計(jì)算模塊； 所述的圖形處理機(jī)上設(shè)置有用于根據(jù)虛擬場(chǎng)景中設(shè)備工作狀況數(shù)據(jù)呈現(xiàn)模擬的現(xiàn)場(chǎng) 實(shí)景及設(shè)備工作情況的虛擬呈現(xiàn)模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下作業(yè)模擬系統(tǒng)，其特征在于；它還包括投影系統(tǒng)，投影系 統(tǒng)包括投影儀和與投影儀相配合的投影幕布，投影儀與圖形處理機(jī)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下作業(yè)模擬系統(tǒng)，其特征在于：它還包括指重表、節(jié)流管匯 和立管管匯，指重表與修井司鉆控制臺(tái)系統(tǒng)連接，節(jié)流管匯與阻流器控制臺(tái)系統(tǒng)連接，立管 管匯與防噴器控制臺(tái)系統(tǒng)連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下作業(yè)模擬系統(tǒng)，其特征在于：所述的修井司鉆控制臺(tái)系 統(tǒng)包括司鉆臺(tái)PLC模塊、多個(gè)檔位、多個(gè)開(kāi)關(guān)、發(fā)動(dòng)機(jī)油壓表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫 表、電流表、變速箱油溫表、變速箱油壓表、立管壓力表、滾筒離合器、手調(diào)油口、剎把、套管 壓力表；司鉆臺(tái)化C模塊通過(guò)串口總線與參數(shù)機(jī)連接，通過(guò)PPI總線與阻流器控制臺(tái)系統(tǒng)連 接；所述的開(kāi)關(guān)包括水剎車開(kāi)關(guān)、剎車助力開(kāi)關(guān)、液累開(kāi)關(guān)、天車防碰開(kāi)關(guān)、大錯(cuò)離合開(kāi)關(guān)、 上扣開(kāi)關(guān)、卸扣開(kāi)關(guān)、氣動(dòng)卡瓦開(kāi)關(guān)、換檔開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)盤離合器開(kāi)關(guān)；各檔位及開(kāi)關(guān)、滾筒離合 器、手調(diào)油口及剎把分別與司鉆臺(tái)PLC模塊的狀態(tài)數(shù)據(jù)采集接口相連，司鉆臺(tái)PLC模塊的輸 出控制接口通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器與發(fā)動(dòng)機(jī)油壓表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫表、電流表、變速 箱油溫表、變速箱油壓表、立管壓力表、套管壓力表連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下作業(yè)模擬系統(tǒng)，其特征在于：所述的防噴器控制臺(tái)系統(tǒng) 包括防噴器PLC模塊、多個(gè)開(kāi)關(guān)、多個(gè)閥n、多個(gè)指示燈、儲(chǔ)能器壓力表、氣源壓力表、環(huán)形 防噴器油壓表、閩板防噴器油壓表、第一立管壓力表、第二立管壓力表；防噴器PLC模塊通 過(guò)PPI總線與阻流器控制臺(tái)系統(tǒng)連接；所述的開(kāi)關(guān)包括環(huán)形調(diào)壓開(kāi)關(guān)、環(huán)形開(kāi)關(guān)、上半封開(kāi) 關(guān)、全封開(kāi)關(guān)、下半封開(kāi)關(guān)、壓井開(kāi)關(guān)、防噴開(kāi)關(guān)；指示燈包括環(huán)形開(kāi)指示燈、環(huán)形關(guān)指示燈、 上半封開(kāi)指示燈、上半封關(guān)至少、全封開(kāi)指示燈、全封關(guān)指示燈、下半封開(kāi)指示燈、下半封關(guān) 指示燈、壓井開(kāi)指示燈、壓井關(guān)指示燈、防噴開(kāi)指示燈、防噴關(guān)指示燈；各開(kāi)關(guān)及閥口分別與 防噴器PLC模塊的狀態(tài)數(shù)據(jù)采集接口相連，防噴器PLC模塊的輸出控制接口通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換 器與各指示燈、儲(chǔ)能器壓力表、氣源壓力表、環(huán)形防噴器油壓表、閩板防噴器油壓表、第一立 管壓力表、第二立管壓力表連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下作業(yè)模擬系統(tǒng)，其特征在于：所述的阻流器控制臺(tái)系統(tǒng) 包括阻流器PLC模塊、多個(gè)閥n、多個(gè)指示燈、系統(tǒng)油壓表、立管壓力表、套管壓力表、第一 閥位開(kāi)度表、第二閥位開(kāi)度表和節(jié)流速度調(diào)節(jié)旋鈕；阻流器PLC模塊分別通過(guò)PPI總線與 修井司鉆控制臺(tái)系統(tǒng)及防噴器控制臺(tái)系統(tǒng)相連；各閥口及節(jié)流速度調(diào)節(jié)旋鈕分別與阻流器 PLC模塊的狀態(tài)數(shù)據(jù)采集接口相連，阻流器PLC模塊的輸出控制接口與各指示燈連接，且通 過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器與系統(tǒng)油壓表、立管壓力表、套管壓力表、第一閥位開(kāi)度表、第二閥位開(kāi)度表 連接。
7. 井下作業(yè)模擬方法，其特征在于；它包括W下步驟： 51 ;采集修井司鉆臺(tái)、阻流器控制臺(tái)、防噴器控制臺(tái)上各開(kāi)關(guān)狀態(tài)、旋鈕值及閥口開(kāi) 度； 52 ;修井司鉆控制臺(tái)系統(tǒng)、阻流器控制臺(tái)系統(tǒng)、防噴器控制臺(tái)系統(tǒng)的PLC控制器分別通 過(guò)串口將采集到的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給主控機(jī)； 53 ;主控機(jī)根據(jù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)、旋鈕值及閥口開(kāi)度數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)學(xué)模型計(jì)算出指示燈狀態(tài)、 壓力表數(shù)據(jù)、溫度表數(shù)據(jù)、虛擬場(chǎng)景中設(shè)備工作狀況數(shù)據(jù)、流動(dòng)情況數(shù)據(jù)； 54 ;虛擬呈現(xiàn)，它包括W下兩個(gè)子步驟： (1) 主控機(jī)將計(jì)算得到的指示燈狀態(tài)、壓力表數(shù)據(jù)、溫度表數(shù)據(jù)回傳給修井司鉆控制臺(tái) 系統(tǒng)、阻流器控制臺(tái)系統(tǒng)、防噴器控制臺(tái)系統(tǒng)的PLC控制器，PLC控制器對(duì)修井司鉆控制臺(tái)、 阻流器控制臺(tái)、防噴器控制臺(tái)上的指示燈、壓力表和溫度表進(jìn)行相應(yīng)控制，控制指示燈做相 應(yīng)顯示，控制壓力表和溫度表指示到相應(yīng)刻度； (2) 主控機(jī)將計(jì)算得到的虛擬場(chǎng)景中設(shè)備工作狀況數(shù)據(jù)發(fā)送給圖形處理機(jī)，圖形處理 機(jī)根據(jù)此數(shù)據(jù)呈現(xiàn)模擬的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景及設(shè)備工作情況。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的井下作業(yè)模擬方法，其特征在于：它還包括一個(gè)智能評(píng)分的 步驟，主控機(jī)對(duì)學(xué)員的操作進(jìn)行評(píng)分，指出作業(yè)過(guò)程中存在的錯(cuò)誤。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的井下作業(yè)模擬方法，其特征在于：所述的圖形處理機(jī)根據(jù) 虛擬場(chǎng)景中設(shè)備工作狀況數(shù)據(jù)呈現(xiàn)模擬的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景及設(shè)備工作情況的步驟包括W下子步 驟： ① 場(chǎng)景初始化：包括模型初始化和數(shù)據(jù)初始化； ② 工藝動(dòng)畫控制；包括機(jī)械動(dòng)畫控制； ⑨碰撞處理； ④擅染特效； ⑥同步擅染控制。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種井下作業(yè)模擬系統(tǒng)及方法，修井司鉆控制臺(tái)、阻流器控制臺(tái)、防噴器控制臺(tái)系統(tǒng)均包括PLC控制器、前端可操作輸入設(shè)備和前端輸出顯示設(shè)備；前端可操作輸入設(shè)備包括多個(gè)開(kāi)關(guān)、旋鈕、閥門，前端輸出顯示設(shè)備包括指示燈、壓力表和溫度表；主控機(jī)上設(shè)置有用于根據(jù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)、旋鈕值及閥門開(kāi)度數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)學(xué)模型計(jì)算出指示燈狀態(tài)、壓力表數(shù)據(jù)、溫度表數(shù)據(jù)、虛擬場(chǎng)景中設(shè)備工作狀況數(shù)據(jù)的計(jì)算模塊；圖形處理機(jī)上設(shè)置有用于根據(jù)虛擬場(chǎng)景中設(shè)備工作狀況數(shù)據(jù)呈現(xiàn)模擬的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景及設(shè)備工作情況的虛擬呈現(xiàn)模塊。本發(fā)明高度仿真真實(shí)設(shè)備，易于學(xué)員理解、掌握；系統(tǒng)使用安全；智能化評(píng)分，公平公正，且能夠準(zhǔn)確指出作業(yè)過(guò)程中錯(cuò)誤問(wèn)題。
【IPC分類】G09B9-00, G09B25-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104616553
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510009487
【發(fā)明人】龔捷, 王世元
【申請(qǐng)人】西南石油大學(xué), 成都盛特石油裝備模擬技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月8日