壓力，千帕
[0168] V-氣體體積，米3
[0169] T-溫度，。K
[0170] Z-在溫度為Τ，壓力為P的條件下的壓縮系數(shù)
[0171] 我們只要知道了某時刻的壓力，溫度以及壓縮系數(shù)，就可以求得此時的氣體體積。
[0172] 2)、氣體溢流重量在環(huán)空內(nèi)產(chǎn)生的壓力
[0173] 根據(jù)氣體在環(huán)空內(nèi)上升過程中氣體重量不變，用氣體狀態(tài)方程求得氣柱在壓井某 時刻的密度為：
[0174]
[0175] 式中：P s，Ps，Ts，Zs-分別表示標準狀態(tài)下的氣體密度，壓力，溫度及壓縮系數(shù)， Tx-氣體上升到某一時刻氣柱中點地層溫度，° K
[0176] 則氣柱重量造成的壓力為：
[0177]

[0178] 您氣優(yōu)高麼田氣優(yōu)優(yōu)V (米3)和橫截面積Aa(米3)表示，則：
[0179]
[0180] XV1+1 傘/jZH土 拽;tfKlt截面積，是要變化的；但為了計算方便，可將六 3的值 取為整個環(huán)空的平均橫截面積，則氣體重量造成的壓力便是一個常數(shù)。因這個壓力的值本 來就是很小的，這樣簡化處理后引起的誤差可不計。
[0181] 3)、天然氣壓縮系數(shù)
[0182] 引用Kenneth，R. Hall提出的公式經(jīng)簡化后，得以下計算公式來求Zx值：
[0183]
[0184]
[0185]
[0186]
[0187]
[0188]
[0189]
[0190] 上式是一個隱含格式，要用一個精確的表達式將壓縮系數(shù)表達出來是比較困難 的，可以用試算法求出壓縮系數(shù)，其解法為：先假設一個初始壓縮因子Z。，計算出Pp ?；，再 求出W，最后再計算出Z，若Iz-ZqI < ε (ε是精度，一般取0.0001)，則說明假設的Z。就是 所要求的壓縮因子；若Iz-ZidI > ε，則說明需要重新假設ζ。，再計算ζ。直至Iz-ZidI彡ε 滿足為止。
[0191] (四）循環(huán)壓力計算模型
[0192] 1)、鉆頭壓耗
[0193]
[0194] 式中：
[0195] Pb-鉆頭壓降，MPa ;
[0196] P -泥漿密度，克/厘米3 ;
[0197] Q-通過鉆頭噴嘴的泥漿排量，升/秒；
[0198] A。一噴嘴出口截面積，厘米2
[0201]
[0199] C-噴嘴流量系數(shù)（0. 98)[0200] 2)、鉆桿內(nèi)壓耗：
[0202] XVT1 ：
[0203] P1-鉆桿內(nèi)壓耗，Mpa ;
[0204] P -泥漿密度，克/厘米3 ;
[0205] η -泥漿塑性粘度，帕秒；
[0206] d-鉆桿內(nèi)徑，厘米；
[0207] B-常數(shù)，內(nèi)平鉆桿B = 0· 51655
[0208] Q-泥漿流量，升/秒；
[0209] Lp-鉆桿總長，米。
[0210] 3)、鉆桿外環(huán)形空間壓耗
[0211]
[0212]….
[0213] P1-鉆桿外環(huán)形空間壓耗，Mpa ;
[0214] P -泥漿密度，克/厘米3 ;
[0215] η -泥漿塑性粘度，帕秒；
[0216] D，D。一井徑和鉆桿外徑，厘米；
[0217] Q-泥漿流量，升/秒；
[0218] Lp-鉆桿總長，米。
[0219] 4)、鉆鋌內(nèi)部壓耗
[0220]
[0221] 式中：
[0222] P1-鉆鋌內(nèi)部壓耗，Mpa ;
[0223] P -泥漿密度，克/厘米3 ;
[0224] η -泥漿塑性粘度，帕秒；
[0225] dc-鉆鋌內(nèi)徑，厘米；
[0226] Q-泥漿流量，升/秒；
[0227] Lc-鉆挺總長度，米。
[0228] 5)、鉆鋌外環(huán)空壓耗
[0230] 工、T :[0231] P1-鉆鋌外環(huán)形空間壓耗，Mpa ;[0232] P -泥漿密度，克/厘米3 ;
[0229]
[0233] η -泥漿塑性粘度，帕秒；
[0234] D，Dc-井徑和鉆鋌外徑，厘米；
[0235] Q-泥漿流量，升/秒；
[0236] Lc-鉆挺總長度，米。
[0237] (五）鉆具提升模型
[0238] 1)、起下鉆時鉆柱受力模型
[0239] 起鉆：
[0240]
[0241]
[0242]
[0243] XVT ：
[0244] F-大鉤提升力牛頓
[0245] Fni-剎把產(chǎn)生的摩擦力（或制動力）牛頓
[0246] Ff-浮力牛頓
[0247] Ff= P ( Σ q Ji) P a
[0248] a-鉆柱的加速度米/秒2
[0249] q^-鉆柱的單位質(zhì)量千克/米
[0250] I1-某段鉆柱的長度米
[0251] P-泥漿密度克/厘米3
[0252] P a__某段鉆柱密度克/厘米3
[0253] Fk-鉆柱在井內(nèi)的摩擦力牛頓
[0254] g-重力加速度米/秒2
[0255] 2)、起下鉆時提升速度模型
[0256] Vpt(l)= Vpt(l D+aAt
[0257] 式中：
[0258] At -計算時取時間步長，秒
[0259] νριω-?ω時刻鉆柱速度，米/秒
[0260] 剎把的作用是產(chǎn)生一個摩擦力，以阻止井內(nèi)鉆柱的運動，因此，將剎把作用考慮在 0~1之間，即當剎把完全壓下時，其剎把作用為1，表示將絞車剎死；當剎把完全抬起時，其 剎把作用為0,表示將剎帶完全松開。這個在0~1之間的剎車作用（剎車作用就是剎帶與 剎車鼓產(chǎn)生的摩擦力）符合絞車剎車鼓摩擦模型。
[0261] (六）鉆機井架/底座的起升/下放模型
[0262] 井架起升下放模型
[0263] 井架起升受力分析：井架起升時，整體繞底部鉸支點0旋轉(zhuǎn)上升，總體受力分析如 下：
[0264] 2F · (b+c) +P · a = G1 · L1 · cos ( a + a J +G2 · L2 · cos ( α + α 2)
[0265] 式中：
[0266] a-為快繩拉力對旋轉(zhuǎn)支點0的力臂
[0267] b、C-分別為人字架滑輪兩側(cè)起升大繩拉力對支點0的力臂
[0268] Lp L2-井架重心與天車重心到支點0的距離
[0269] α --為井架起升角度（〇~90度）
[0270] α為井架重心與支點〇連線與井架下方輪廓線的夾角
[0271] α 2-為天車重心與支點〇連線與井架下方輪廓線的夾角
[0272] G1-為井架自重
[0273] G2-為天車自重
[0274] P-為快繩拉力
[0275] F-為起升大繩拉力
[0276] ①計算力臂b與起升角α的關系式：其中將起升裝置簡化為一平面運動機構，人 字架滑輪簡化為一定點。
[0277]
[0278] 式中：
[0279] S2-為結(jié)構固定參數(shù)
[0280] Α-為井架平放時，起升大繩之間的角度
[0281] α --為井架起升角度（〇~90度）
[0282] ②計算力臂c與起升角α的關系式：將井架側(cè)邊導向滑輪簡化為一定點。
[0283]
[0284] 式中：
[0285] S3-為結(jié)構固定參數(shù)
[0286] B-為井架平放時，起升大繩之間的角度
[0287] α --為井架起升角度（〇~90度）
[0288] ③計算力臂a與起升角α的關系式：將井架側(cè)邊導向滑輪簡化為一定點。
[0289]
[0290] 式中：
[0291] S4、S5-為結(jié)構固定參數(shù)
[0292] C-為井架平放時，起升大繩之間的角度
[0293] α -為井架起升角度（0-90度）
[0294] ④計算起升大繩拉力F、快繩拉力P與起升角α的關系式：做為初步計算，忽略了 空間小角度、繩索的變形以及游車、大鉤的重力。
[0295]
[0296] 式中：
[0297] F-為起升大繩拉力F
[0298] P-為快繩拉力
[0299] α --為井架起升角度（〇~90度）
[0300] L-為井架起升到α角度時，該段起升大繩的長度
[0301] h-為井架頂端到地面的垂直高度
[0302] S1、S2-為結(jié)構固定參數(shù)
[0303] ⑤計算起升力P與起升角α的關系式：
[03041
[0305]式中：
[0306] G1-為井架自重
[0307] G2-為天車自重
[0308] P-為快繩拉力
[0309] α -為井架起升角度（0-90度）
[0310] L-為井架起升到α角度時，該段起升大繩的長度
[0311] h-為井架頂端到地面的垂直高度
[0312] S2、S3、S4、S5-為結(jié)構固定參數(shù)。
[0313] 教師操作臺具有主控計算機和圖形計算機，其中該主控計算機具有主控模塊，該 主控模塊用于與通信模塊進行通信，實時獲得硬件設備狀態(tài)；所述主控計算機還包括如下 多個鉆機模型的模擬裝置：鉆機模型鉆進工藝模擬裝置、鉆機模型溢流模擬裝置、鉆機模型 氣體膨脹模擬裝置、鉆機模型循環(huán)壓力計算模擬裝置、鉆機模型鉆具提升模擬裝置以及鉆 機模型的鉆機井架/底座的起升/下放模擬裝置，其中主控模塊還包括有如下多個模擬系 統(tǒng)：用于模擬陸地鉆機井架/底座的起升/下放操作的裝置、用于模擬陸地鉆機起鉆和下鉆 操作的裝置、用于模擬陸地鉆機鉆進操作的裝置、用于模擬陸地鉆機事故應急操作的裝置。
[0314] 教師操作臺主要用于教師對學員操作情況進行監(jiān)控，對操作結(jié)果進行自動評判， 打分。其中主控計算機用于完成上述系統(tǒng)主程序的執(zhí)行，其包括用于存儲和設置模擬參數(shù) 的模塊、用于模擬工藝程序的模塊、用于控制圖形、計算并繪制壓井曲線的模塊、用于成績 評定及學員管理的模塊、采集前端設備參數(shù)的模塊、控制前端控制臺上顯示儀表的模塊以 及執(zhí)行機構。圖形計算機用于環(huán)幕圖形的處理和顯示，兩者間通過TCP/IP協(xié)議互聯(lián)。
[0315] 三通道環(huán)幕投影顯示系統(tǒng)包括：投影機、工程環(huán)形投影幕和圖像融合機。其中所述 投影機為三臺正投投影機，所述三臺投影機、工程環(huán)形投影幕和圖像融合機形成邊緣融合 投影系統(tǒng)。圖像融合機中包括有幾何矯正模塊、邊緣融合模塊、顏色校正模塊。其中圖像融 合機將圖形計算機產(chǎn)生的圖像信息分配給三臺投影儀，并進行邊緣融合。所述邊緣融合技 術就是將一組投影機投射出的畫面進行邊緣重疊，并通過融合技術顯示出一個沒有縫隙、 更加明亮，超大、超高分辨率的整幅畫面，畫面的效果如同是一臺投影機投射的畫面。當兩 臺或多臺投影機組合投射一幅畫面時，會有一部分影像重疊，邊緣融合的最主要功能就是 把兩臺投影機重疊部分的燈光亮度逐漸調(diào)低，使整幅畫面的亮度一致。
[0316] 其中幾何矯正模塊包括：所述幾何矯正模塊用于修正投射圖像的幾何形狀，以保 證邊緣融合控制能適應多種屏幕構型，優(yōu)選為平面構型，柱面構型或球面構型，使投射到幕 上的畫面無幾何失真。所述幾何矯正模塊包括下述子模塊：利用經(jīng)煒定位模塊和激光陣列 以點陣的方式對環(huán)形投影幕進行空間定位的模塊；通過計算機的圖形管理輸出與環(huán)形投影 幕上空間激光點陣形成等間隔的標準網(wǎng)格的模塊；通過智能相繼采集投影圖像并輸入計算 機，并通過投影屏幕上的空間激光點陣與標準網(wǎng)格進行自動匹配從而得出投影儀圖像與投 影屏幕對應關系的模塊；利用上述對應關系實現(xiàn)對輸出的圖像進行非線性