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钻井作业甩钻具操作规程交互式学习系统

摘 要
随着现代化生产技术的飞速发展，基于虚拟现实技术的培训在国内石油行业迅速发展起来。对真实环境进行模拟，建立逼真的虚拟环境，可以克服实际工作环境的限制，为在短期内培训合格的操作人员提供了捷径，并在督促熟练工人严格认真执行操作规程上起到了良好的作用，这无疑对降低能耗，提高效率和安全运行提供了保障。此学习系统的开发，正是出于这种目的，使员工可以在虚拟环境中进行安全演练。
本文设计与实现的钻井作业甩钻具操作规程交互式学习系统是利用虚拟现实技术开发的。首先对系统功能进行了总体设计，把整个系统划分为14个功能模块，然后对每个模块进行具体设计和实现。在系统的实现中，首先利用3DS MAX创建井场的环境、设备等模型，然后再利用virtools对模型进行动作设计，完成每一个模块的功能。

关键词:虚拟现实；甩钻具；三维建模

 
Abstract
With the rapid development of modern production technology, training based on virtual reality technology in the domestic oil industry has developed rapidly. Simulating the real environment and establishing realistic virtual environment can overcome the constraints of practical working environment, provide a shortcut for training qualified operators in the short term, and play a good role in supervising skilled workers implementing the operating rules scrupulously. This undoubtedly offers guarantee for reducing power consumption, improving efficiency and safe operation. The development of training system, just for this purpose, makes employees carry out training safely in the virtual environment.
The practice drilling interactive learning system is developed using virtual reality technology. First, the overall of the system is designed. The whole system is divided into 14 modules, and then design and implement the specific of each module. In the specific implementation of the module, the first is to use 3DS MAX to design the environment of the well site, equipment and other models. With using virtools to design model actions, then the functions of each modules is completed.  

Key words：Virtual reality；Rejection drill；Three-dimensional modeling

 
前 言
本课题源于大庆乃至全国油田实际需要，目的是为了确保钻井队甩钻具作业安全。
随着现代化生产技术的飞速发展，基于虚拟现实技术的培训在石油行业迅速发展起来，对于油气开发过程的模拟越来越熟练，使油气开发的教学上得到进一步的提高，油田钻井施工是一项集体劳动，需要全体工作人员的配合来完成，任何一方不得有失误，一旦操作失误，后果简直不堪设想。甩钻具是钻井施工过程中不可缺少的步骤，正确的甩钻具过程不仅保证了工作人员的人身安全，也为钻井施工创造了良好的工作条件。
基于虚拟现实开发环境的甩钻具操作规程交互式学习系统给钻井队工作人员提供了良好的学习环境和学习兴趣，鼠标点击识别系统不仅能使钻井队工作人员更快的找到钻井作业中的物体，而且还能使刚进入井队学习的新手能更快的学习钻井施工过程中需要的工具名称和钻井术语。
基于虚拟现实3D技术的交互式系统的开发使油田作业生产和计算机图形技术紧密结合在一起，使油田钻井施工教学得到支持和改善。

 
目 录
第1章 概 述 1
1.1系统开发的背景及意义 1
1.2 国内外发展现状 2
1.3 论文工作 2
第2章 开发工具简介及其使用简介 4
2.1 开发工具简介 4
2.2 开发工具在系统开发时的使用简介 5
第 3章 系统的总体功能设计 9
3.1 系统的总体流程设计 9
3.2 系统的总体功能设计 10
第4章 系统的详细功能设计与实现 11
4.1 三维模型的创建 11
4.2 系统各动作模块设计 13
第5章 系统测试 25
5.1 系统测试 25
5.2 测试结果及分析 26
结 论 27
参考文献 28
致 谢 29