三維模擬仿真技術(shù)在油田培訓(xùn)中的應(yīng)用分析

何淑蘭

摘要：油田操作的時候因?yàn)榇嬖谑謴?fù)雜的工藝，導(dǎo)致更加關(guān)注安全培訓(xùn)問題，為了保證可以安全進(jìn)行油田培訓(xùn)，在油田培訓(xùn)中應(yīng)用三維模擬仿真技術(shù)，也就說虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，確保具備直觀性和可操作性的油田操作培訓(xùn)工作，可以在一定程度上降低油田操作安全隱患以及培訓(xùn)成本，以便于達(dá)到提高培訓(xùn)效果的目的。本文主要分析了三維模擬仿真技術(shù)在油田培訓(xùn)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：三維模擬仿真技術(shù)；油田培訓(xùn)；應(yīng)用

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）003-000-01

石油行業(yè)在發(fā)展過程中逐漸突出安全問題和工藝復(fù)雜性，依據(jù)觀看視頻、多媒體培訓(xùn)方式從教材中來了解和掌握理論知識、學(xué)習(xí)事故案例以及井場跟班操作等來集中培訓(xùn)相關(guān)技術(shù)，是油田企業(yè)現(xiàn)階段最重要的一種培訓(xùn)安全操作的方式。但是實(shí)際應(yīng)用這種操作方式的時候存在長周期、成本高、抽象難理解、限制培訓(xùn)效果以及實(shí)際工作中不能及時應(yīng)付經(jīng)濟(jì)情況，突出體現(xiàn)工學(xué)矛盾以及安全事故的問題，所以，應(yīng)該建立一種全新的培訓(xùn)操作方式，從而達(dá)到有效解決問題的目的。依據(jù)實(shí)際情況處理不同環(huán)境中應(yīng)急事件，來直觀、生動的進(jìn)行授課，可以在一定程度上提高培訓(xùn)效率。

一、三維模擬仿真技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

（一）國外三維模擬仿真技術(shù)上研究現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，美國VR研究技術(shù)能夠代表國際VR研究基本水平，主要包括四個領(lǐng)域的研究，后臺應(yīng)用硬件、后臺應(yīng)用軟件、人機(jī)交互界面、感知方面等。在研究三維模擬仿真技術(shù)的時候，日本也是十分重要的國家，其主要研究和分析方向就是建立大規(guī)模VR知識庫以及游戲三維模擬技術(shù)。英國、歐洲等領(lǐng)先的技術(shù)是輔助設(shè)計應(yīng)用和設(shè)計、處理分布并行方面等[1]。

（二）國內(nèi)三維模擬仿真技術(shù)研究現(xiàn)狀

相比較國外發(fā)達(dá)國家來說，中國也在高度重視VR技術(shù)，但是還是存在一定不足和差距，例如，西安交通大學(xué)信息工程研究、清華大學(xué)計算機(jī)科學(xué)和技

術(shù)系、哈爾濱工業(yè)大學(xué)計算機(jī)系、浙江大學(xué)CAD/CG實(shí)驗(yàn)室、北京航空航天大學(xué)計算機(jī)學(xué)院等逐漸開始研究VR技術(shù)，逐漸開始突破分布式虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)計、系統(tǒng)開發(fā)平臺以及虛擬現(xiàn)實(shí)演示環(huán)境系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)[2]。

二、石油行業(yè)中應(yīng)用三維模擬仿真技術(shù)

現(xiàn)階段，隨著不斷發(fā)展科學(xué)技術(shù)，已經(jīng)在石油行業(yè)中逐漸應(yīng)用三維模擬仿真技術(shù)，例如，中國石油大學(xué)儲層地質(zhì)建模之可視化、遼河油田數(shù)字化井場、中海油鉆完井模擬仿真技術(shù)、長城鉆探油藏評價與描述、虛擬拆裝與操作、數(shù)字化動

力機(jī)等以及支持系統(tǒng)仿真模擬等特效，包括卡通化渲染、模糊、曝光、景深、動

態(tài)高光等。可以支持運(yùn)行海量數(shù)據(jù)，以便于充分符合超大規(guī)模場景、地質(zhì)地層的可視化需求。良好擴(kuò)展性，能夠兼容相關(guān)系統(tǒng)。便捷、友好的人機(jī)交互。體系結(jié)構(gòu)良好，具備比較強(qiáng)擴(kuò)展性。能夠支持立體投影和立體環(huán)幕。具備分布式多人協(xié)同作業(yè)技術(shù)；具備虛擬現(xiàn)實(shí)多通道技術(shù)。三維仿真模擬技術(shù)應(yīng)用在石油鉆井中，上述系統(tǒng)可以有機(jī)整合完井、鉆井、試油、修井等操作類型，可以實(shí)際操作回訪歷史數(shù)據(jù)、實(shí)施監(jiān)控設(shè)備、事前設(shè)計演練、培訓(xùn)教學(xué)等功能，為操作人員、監(jiān)控人員、培訓(xùn)人員、管理人員以及施工設(shè)計人員提供參考依據(jù)[3]。

三、三維模擬仿真技術(shù)對傳統(tǒng)培訓(xùn)的影響

油田培訓(xùn)中傳統(tǒng)方式主要中心就是授課者，起主宰課堂的作用，培訓(xùn)人員在培訓(xùn)中被動接受知識，不能有效體現(xiàn)創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維，但是實(shí)際應(yīng)用的時候這種方式可以實(shí)時監(jiān)控教學(xué)整個過程以及授課者組織教學(xué)情況。在油田培訓(xùn)中合理應(yīng)用三維模擬仿真技術(shù)，不僅能夠促進(jìn)更加科學(xué)、合理的組織培訓(xùn)，名下提高培訓(xùn)效果，還能夠在一定程度上激發(fā)培訓(xùn)者的創(chuàng)新思維以及探究能力，從而可以極大程度上彌補(bǔ)傳統(tǒng)油田培訓(xùn)方式的問題和不足。在三維模擬仿真技術(shù)基礎(chǔ)上，培訓(xùn)人員能夠在不同環(huán)境中進(jìn)行操作。從自身知識角度，來辨識以往安全事故的危害程度，制定控制風(fēng)險的相關(guān)措施，并且進(jìn)行合理實(shí)施，可以在一定程度上及時培養(yǎng)培訓(xùn)人員的框架知識結(jié)構(gòu)，合理改變操作人員安全理念以及意識，保證有效提高油田安全管理工作，以便于可以豐富感性認(rèn)知，提高操作人員了解和掌握培訓(xùn)課件的程度[4]。

四、系統(tǒng)功能

油田培訓(xùn)中應(yīng)用三維模擬仿真技術(shù)，主要具備考評功能、事故案例還原功能、操作演練功能、集演示功能，不僅面對油田操作中實(shí)際崗位需求，也能夠滿足在復(fù)雜礦井環(huán)境基礎(chǔ)上油田管理人員可以在特定條件下模擬復(fù)原現(xiàn)實(shí)事故發(fā)生的場景。綜合應(yīng)用考評數(shù)據(jù)庫、三維視景數(shù)據(jù)庫、人機(jī)交互設(shè)備、視景仿真視頻、三維場景模型等相關(guān)技術(shù)，準(zhǔn)確的、直觀的為油田技術(shù)管理人員以及培訓(xùn)人員展示油田實(shí)際操作中的崗位安全注意事項(xiàng)、關(guān)鍵步驟操作流程、運(yùn)用復(fù)雜工具、變更環(huán)境參數(shù)變以及控制危險點(diǎn)等重要指標(biāo)參數(shù)。保證油田實(shí)際作業(yè)過程中具備更加明顯的直觀性以及可操作性，方便培訓(xùn)人員進(jìn)行理解和掌握，可以在一定程度上降低油田培訓(xùn)作業(yè)的安全隱患以及成本，以便于起到有效提高培訓(xùn)油田操作人員效果的目的[5]。

五、結(jié)束語

綜上，油田作業(yè)實(shí)際操作的過程中需要比較長戰(zhàn)線和廣泛的點(diǎn)，存在復(fù)雜構(gòu)成的人員結(jié)構(gòu)，會極大程度上影響培訓(xùn)油田作業(yè)相關(guān)人員的效果。近年來，隨著不斷研究中國石油信息技術(shù)，提出數(shù)字化油田建設(shè)以及推廣應(yīng)用ERP等技術(shù)，為了不斷適應(yīng)大規(guī)模油田建設(shè)以及油田管理的實(shí)際需求來合理應(yīng)用物聯(lián)信息以及地理信息系統(tǒng)。由于多元化系統(tǒng)業(yè)務(wù)，尤其是鉆井作業(yè)、井下作業(yè)、油氣勘探等逐漸成為油田作業(yè)培訓(xùn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，以此，傳統(tǒng)油田培訓(xùn)技術(shù)已經(jīng)逐漸不能符合油田行業(yè)發(fā)展實(shí)際需求，三維模擬仿真技術(shù)具備一定應(yīng)用價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]王建輝.三維模擬仿真技術(shù)在油田培訓(xùn)中的探索[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2014（22）：104，107.

[2]任偉建，滕飛，周慶等.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的油田鉆井系統(tǒng)仿真研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2011，11（13）：2981-2985.

[3]劉聰坦，屈得昭.GIS技術(shù)在油田信息化建設(shè)中的應(yīng)用研究[J].中國化工貿(mào)易，2013（9）：47-47，48.

[4]王鴻雁，肖文生，劉忠硯等.基于MATLAB的鉆井井眼軌跡三維仿真研究[J].石油礦場機(jī)械，2014（4）：1-6.

[5]孫春龍.采油螺桿泵漏失機(jī)理研究及三維仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)[J].石油礦場機(jī)械，2012，41（5）：5-9.