淺議虛擬現(xiàn)實技術(shù)在油田培訓(xùn)中的應(yīng)用

黃 鶴

（大慶油田有限責(zé)任公司第九采油廠信息中心，黑龍江大慶 163853）

淺議虛擬現(xiàn)實技術(shù)在油田培訓(xùn)中的應(yīng)用

黃 鶴

（大慶油田有限責(zé)任公司第九采油廠信息中心，黑龍江大慶 163853）

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的興起和不斷發(fā)展，在社會生活中應(yīng)用的越來越廣泛。虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用在石油企業(yè)中的操作環(huán)節(jié)中，例如油田特殊工種培訓(xùn)、安全保衛(wèi)沙盤圖指揮、油氣儲運等方面，同時對油田安全可靠的生產(chǎn)、員工的技術(shù)要求和素質(zhì)培訓(xùn)有著更加嚴(yán)格的要求。為了保證石油企業(yè)生產(chǎn)的安全可靠性和企業(yè)的經(jīng)濟效益，需要利用更先進的計算機技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，與油田作業(yè)中的實際工藝相結(jié)合，改變和優(yōu)化原來的油田培訓(xùn)方法，提高油田培訓(xùn)工作的效率和培訓(xùn)質(zhì)量。因此通過對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在石油企業(yè)的應(yīng)用前景進行分析，并提出虛擬現(xiàn)實技術(shù)在油田培訓(xùn)中的實現(xiàn)方法，為油田培訓(xùn)工作提出指導(dǎo)意義。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)；油田培訓(xùn)；應(yīng)用探討

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在油田中應(yīng)用前景

虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality，簡稱VR）是利用計算機生成了一種模擬環(huán)境，使人員進入模擬環(huán)境中對模擬設(shè)備進行操作，并有身臨其境的直觀、自然的感覺[1]。虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有沉浸性、交互性和構(gòu)想性這3個基本特征，能夠使用戶能在交互的虛擬環(huán)境下有身臨其將的感覺，能夠提高用戶的感性和理性認(rèn)識。虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用在石油企業(yè)中，具有關(guān)非常廣闊的應(yīng)用前景。

1.1 油田培訓(xùn)

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對油田操作工序環(huán)境以及工序細(xì)節(jié)進行模擬，通過對虛擬仿真平臺設(shè)備的操作，能夠觀察到在實際操作中的操作結(jié)果，使操作人員能夠正確安全的作業(yè)，強化了操作人員的技術(shù)。油田的虛擬培訓(xùn)虛擬環(huán)境具有仿真性，虛擬的環(huán)境十分逼真，與實際環(huán)境難辨真假；開放性，虛擬環(huán)境能使給培訓(xùn)者提供任何時間和地方進行培訓(xùn)；可操作性，通過模擬環(huán)境中的操作設(shè)備，能夠使培訓(xùn)者對設(shè)備進行一系列的培訓(xùn)操作。對應(yīng)性，能夠針對培訓(xùn)者的弱項進行虛擬培訓(xùn)，使培訓(xùn)者能夠在各種條件下進行培訓(xùn)，提高了人員的反應(yīng)速度和應(yīng)變能力[2]。

1.2 井下仿真作業(yè)

基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)，對油田的機械設(shè)備進行虛擬化裝配，對井下作業(yè)程序進行仿真設(shè)計。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行處理分析，在顯示器上呈現(xiàn)作業(yè)區(qū)域地下構(gòu)造的三維透視圖，通過三維圖像，能夠確定油體分布位置和斷層組合情況，找到油井井壁最穩(wěn)固的條件。通過遙控作業(yè)裝置的設(shè)計，操作人員能夠使用頭盔、手套等安全操作設(shè)備，在操作環(huán)境惡劣的地下進行作業(yè)。

1.3 油氣儲運

油氣儲運過程中的安全要求很高。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)將油氣儲運站、天然氣集氣站和油氣輸送管道等進行虛擬化設(shè)計以及建造，這些虛擬化的設(shè)計形象逼真，能夠在一定程度上降低設(shè)計的周期和成本，提高了油氣儲運網(wǎng)的設(shè)計效率；針對建好的油氣站庫等，能夠快速地進行虛擬設(shè)計、規(guī)劃和優(yōu)化，極大提高了工作效率。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在油田培訓(xùn)中的實現(xiàn)方法

2.1 油田培訓(xùn)系統(tǒng)框架建設(shè)

系統(tǒng)框架分為系統(tǒng)平臺建設(shè)和應(yīng)用系統(tǒng)，根據(jù)油田培訓(xùn)的特征分為以下幾個模塊，如圖1所示。

圖1 油田培訓(xùn)的系統(tǒng)框架

其中，系統(tǒng)平臺中的安全分析與培訓(xùn)系統(tǒng)以及在線考試系統(tǒng)這兩個模塊是最重要的部分。安全分析與培訓(xùn)系統(tǒng)是將一些事故案例的模擬仿真，通過對事故發(fā)生環(huán)境進行模擬仿真，對事故分析和處理過程進行測試，將事故案例的測試結(jié)果作為操作人員的培訓(xùn)結(jié)果進行考核，這樣能夠提高操作人員對突發(fā)事件的反應(yīng)速度和分析判斷能力，提高他們的安全生產(chǎn)技能。在線考試系統(tǒng)是對安全操作的一種考試模式，對培訓(xùn)人員的安全操作技能進行檢測。系統(tǒng)里有開放的試題庫，系統(tǒng)能夠?qū)荚嚱Y(jié)果進行評價，能夠用戶掌握自己的薄弱處，并進行針對性的培訓(xùn)。

在應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)中，油氣集輸培訓(xùn)系統(tǒng)是油田培訓(xùn)中的關(guān)鍵部分。主要有原有處理仿真系統(tǒng)、脫水仿真系統(tǒng)、穩(wěn)定仿真系統(tǒng)、天然氣脫水仿真系統(tǒng)和污水處理仿真系統(tǒng)。

2.2 油田培訓(xùn)的實現(xiàn)功能

通過基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的油田培訓(xùn)系統(tǒng)，能夠使培訓(xùn)人員在逼真的虛擬環(huán)境中進行操作，并對這些操作過程進行評分，對培訓(xùn)人員的操作質(zhì)量、詳細(xì)操作步驟和報警情況進行分析，得出綜合評價。操作質(zhì)量，培訓(xùn)人員在操作過程中的過程參數(shù)超過規(guī)定值，就會扣掉分?jǐn)?shù)；操作步驟是重要的考核部分，通過對操作步驟的操作規(guī)范和順序來檢查評定，給出分?jǐn)?shù)；報警情況，若在模擬操作中，培訓(xùn)人員的失誤、錯誤操作過多，則會出現(xiàn)報警，報警次數(shù)達到一定值，則判定成績不合格。

3 結(jié)束語

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展，給人們生活帶來了許多便利。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在油田中的廣泛應(yīng)用，其中包括油田培訓(xùn)、井下仿真作業(yè)、油氣儲運等環(huán)節(jié)。虛擬技術(shù)在油田培訓(xùn)中的應(yīng)用，與油田作業(yè)中的實際工藝相結(jié)合，改變和優(yōu)化原來的油田培訓(xùn)方法，滿足了油田生產(chǎn)的安全可靠性要求，極大提高了操作人員的技能水平和工作效率，降低了由于操作錯誤發(fā)生的事故發(fā)生率。基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)對油田培訓(xùn)系統(tǒng)進行設(shè)計，包括系統(tǒng)憑他和應(yīng)用系統(tǒng)兩方面，并實現(xiàn)了培訓(xùn)人員對自身操作技能的檢測和提高。

[1] 林琳，劉賢梅.基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的油田仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計[J].計算機技術(shù)與發(fā)展，2012，22，（10）：205-207.

[2] 楊立強，董寧，鄔長武，等.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在塔河油田油氣勘探中的應(yīng)用[J].新疆石油地質(zhì)，2006，27，（5）.

Application of Virtual Reality Technology in Oilfield Training

Huang He

With the rise and development of computer network technology and virtual reality technology，it is more and more widely used in social life.Virtual reality technology has been gradually applied in the operation of oil companies，such as oil fi eld special training，security sand table command，oil and gas storage and transportation，while the oil fi eld safe and reliable production，staff technical requirements and quality training has more Strict requirements.In order to ensure the safety and reliability of oil production and the economic benef i ts of enterprises，we need to use more advanced computer technology and virtual reality technology，combined with the actual process in oilf i eld operations to change and optimize the original oil fi eld training methods to improve oil fi eld training Eff i ciency and training quality.Based on the analysis of the application prospect of virtual reality technology in oil industry，this paper puts forward the realization method of virtual reality technology in oilf i eld training and puts forward the guiding signif i cance for oilf i eld training.

virtual reality technology；oilf i eld training；application discussion

TE687;TP391.9

：A

：1003–6490（2017）04–0057–02

2017–04–12

黃鶴（1981—），男，湖北鐘祥人，工程師，主要從事信息技術(shù)工作。