CN104392044A - 基于三维效果图元编辑的井场装置布置设计方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于三维效果图元编辑的井场装置布置设计系统及方法，方法包括：获得某个朝向角度下的井场装置三维效果图元；井场装置布置设计画板呈现三维效果图元组成的井场装置布置图，生成井场装置图元的边界数据结构体，并放置在堆栈链表数据结构中；当点击画板上某一位置时生成位置信息；在堆栈链表中依照出栈顺序遍历三维效果图元的结构体，判断所有被选中的井场装置图元；也可以在井场装置布置编辑表格中选中井场装置图元；对被选中的三维效果图元进行删除、移动、放大或缩小操作；当旋转井场装置布置设计画板时，画板的朝向发生改变；画板中所呈现的全部井场装置图元可以自动替换为当前朝向下的新三维效果图元。

Description

基于三维效果图元编辑的井场装置布置设计方法及系统

技术领域

本发明涉及石油钻井工程设计技术领域，特别涉及一种基于三维效果图元编辑的井场装置布置设计方法及系统。

背景技术

在石油钻井工程设计中井场装置布置设计是一个重要内容，广泛应用于井场施工、井场展板、工作汇报、客户交流等多种用途。目前，钻井工程设计人员普遍采用手绘的井场装置布置图，例如：在Windows Paint绘图工具中设计二维井场装置布置平面示意图，其绘制过程复杂、耗时、容易出错、不易修改，且二维平面示意图非常抽象、不直观、没有立体效果、容易误解。

在石油钻井工程设计中使用三维绘制工具(如AutoCAD)绘制井场装置布置设计则过于复杂，对钻井设计人员而言难于掌握、费耗大量精力，因而极少有采用的情况。

我国的钻井施工队伍超过1000个，每年由我国钻井公司设计施工的国内外钻井数量数以万计，这就意味着每年有数以万计的井场需要设计其井场装置布置图，钻井工程需要设计的内容很多，井场装置布置图是其中一项，由于没有快速设计的系统工具，这项工作往往耗时较多，且由于大多数设计人员手工绘制设计效果过于简陋，因此有些情况下为了节约设计时间，不得不张冠李戴，采用其他极少数优秀设计人员手工设计的较好的井场装置布置设计图替代一下，其井场的实际装置布置情况可能差别较大，如果钻井井场装置布置设计与实际施工情况偏离严重，就会埋下安全隐患，影响钻井施工作业安全。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提出一种基于三维效果图元编辑的井场装置布置设计方法及系统，易于用户掌握和应用，从而快速设计出具有三维效果的井场装置图。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于三维效果图元编辑的井场装置布置设计系统，该系统包括：

井场装置三维效果图元选择单元、井场装置布置设计画板、井场装置布置编辑表格单元、选中单元、操作单元和朝向更改单元，其中，

所述井场装置三维效果图元选择单元，用于获得某个朝向角度下的井场装置三维效果图元；其中，所述井场装置三维效果图元是采用三维空间建模软件创建井场装置的三维模型，在三维模型上贴有真实纹理后生成的具有三维真实感效果的图片；所述井场装置三维效果图元底色部分均为透明镂空状态；

所述井场装置布置设计画板，用于呈现所述井场装置三维效果图元组成的井场装置布置图，生成所述井场装置三维效果图元的边界数据，根据所述井场装置三维效果图元的边界数据形成结构体，并将所述结构体放置在堆栈链表数据结构中；当点击画板上某一位置时，生成位置信息；其中，所述边界数据包括所述井场装置三维效果图元在所述井场装置布置设计画板中的左上角的坐标(XLT,YLT)和右下角的坐标(XRB,YRB)；所述位置信息为坐标(x，y)；

所述井场装置布置编辑表格单元，用于存储所述井场装置布置设计画板上呈现的井场装置三维效果图元信息；其中，所述井场装置布置编辑表格单元存储的三维效果图元信息包括：顺序编号、三维效果图元类型、三维效果图元在画板上的坐标信息及朝向信息、三维效果图元的缩放因子和三维效果图元的注释；

所述选中单元，用于当所述井场装置布置设计画板生成所述位置信息时，在所述堆栈链表数据结构中依照出栈顺序遍历井场装置三维效果图元的结构体，并以x属于区间(XLT,XRB)且y属于区间(YLT,YRB)为条件进行判断，如果条件为真，则符合判断条件的井场装置三维效果图元的边界数据加入被选中的三维效果图元列表数据结构中，同时，被选中的井场装置三维效果图元会在井场装置布置设计画板上突出显示，被选中的井场装置三维效果图元对应地图元信息在所述井场装置布置设计表格中突出显示；

所述操作单元，用于通过更改存储的三维效果图元信息来改变所述井场装置布置设计画板上呈现的视觉效果；包括：将被选中的井场装置三维效果图元的结构体设置在所述堆栈链表的最先出栈位置，使得被选中的井场装置三维效果图元置顶，并按照所述堆栈链表新的出栈顺序更新所述井场装置布置编辑表格中的顺序编号；将被选中的井场装置三维效果图元的结构体设置为所述堆栈链表的最后出栈位置，使得被选中的井场装置三维效果图元置底，并按照所述堆栈链表新的出栈顺序更新所述井场装置布置编辑表格中的顺序编号；对被选中的井场装置三维效果图元删除、移动、放大或缩小操作；

朝向更改单元，用于根据用户需求，所述井场装置布置设计画板按照一定的角度进行旋转，使得所述井场装置布置设计画板的朝向发生改变；所述井场装置布置设计画板中所呈现的全部井场装置三维效果图元可以自动替换为当前朝向下的新三维效果图元。

优选地，该系统还包括转换单元；

所述转换单元，用于将井场装置三维效果图元全部转换为井场装置平面示意框图图元，同时，将井场装置平面示意框图图元全部转换为井场装置三维效果图元，并且在井场装置平面示意框图中可以显示每个图元所代表的井场装置的长度和宽度信息。

为实现上述目的，本发明还提供了一种基于三维效果图元编辑的井场装置布置设计方法，该方法包括：

用于获得某个朝向角度下的井场装置三维效果图元；其中，所述井场装置三维效果图元是采用三维空间建模软件创建井场装置的三维模型，在三维模型上贴有真实纹理后生成的具有三维真实感效果的图片；所述井场装置三维效果图元底色部分均为透明镂空状态；

呈现所述井场装置三维效果图元组成的井场装置布置图，生成所述井场装置三维效果图元的边界数据，根据所述井场装置三维效果图元的边界数据形成结构体，并将所述结构体放置在堆栈链表数据结构中；当点击画板上某一位置时，生成位置信息；其中，所述边界数据包括所述井场装置三维效果图元在井场装置布置设计画板中的左上角的坐标(XLT,YLT)和右下角的坐标(XRB,YRB)；所述位置信息为坐标(x，y)；

存储所述井场装置布置设计画板上呈现的井场装置三维效果图元信息；其中，所述井场装置布置编辑表格单元存储的三维效果图元信息包括：顺序编号、三维效果图元类型、三维效果图元在画板上的坐标信息及朝向信息、三维效果图元的缩放因子和三维效果图元的注释；

当所述井场装置布置设计画板生成所述位置信息时，在所述堆栈链表数据结构中依照出栈顺序遍历井场装置三维效果图元的结构体，并以x属于区间(XLT,XRB)且y属于区间(YLT,YRB)为条件进行判断，如果条件为真，则符合判断条件的井场装置三维效果图元的边界数据加入被选中的三维效果图元列表数据结构中，同时，被选中的井场装置三维效果图元会在井场装置布置设计画板上突出显示，被选中的井场装置三维效果图元对应地图元信息在所述井场装置布置设计表格中突出显示；

通过更改存储的三维效果图元信息来改变所述井场装置布置设计画板上呈现的视觉效果；包括：将被选中的井场装置三维效果图元的结构体设置在所述堆栈链表的最先出栈位置，使得被选中的井场装置三维效果图元置顶，并按照所述堆栈链表新的出栈顺序更新所述井场装置布置编辑表格中的顺序编号；将被选中的井场装置三维效果图元的结构体设置在所述堆栈链表的最后出栈位置，使得被选中的井场装置三维效果图元置底，并按照所述堆栈链表新的出栈顺序更新所述井场装置布置编辑表格中的顺序编号；对被选中的井场装置三维效果图元删除、移动、放大或缩小操作；

根据用户需求，所述井场装置布置设计画板按照一定的角度进行旋转，使得所述井场装置布置设计画板的朝向发生改变；所述井场装置布置设计画板中所呈现的全部井场装置三维效果图元可以自动替换为当前朝向下的新三维效果图元。

优选地，该方法还包括：

将井场装置三维效果图元全部转换为井场装置平面示意框图图元，同时，将井场装置平面示意框图图元全部转换为井场装置三维效果图元，并且在井场装置平面示意框图中可以显示每个图元所代表的井场装置的长度和宽度信息。

上述技术方案具有如下有益效果：

本技术方案能帮助钻井工程设计人员获取在多个惯用三维朝向角度下(例如东、南、西、北、东北、东南、西南、西北)通过三维空间建模软件制作好的具有三维真实感效果和底色镂空透明效果的二维图元到所述设计画板上，快速便捷的完成具有三维真实感效果的井场装置布置设计图，作为钻井工程设计的重要组成部分。

井场装置三维效果图元底色部分一律采用透明镂空处理，这样若干三维效果图元叠加时，重合区域上层的三维效果图元底色部分就不会遮盖下层的三维效果图元。所述井场装置布置设计画板根据三维效果图元放入井场装置布置设计画板的顺序编号作为上下层叠加关系的依据，并通过三维效果图元在画板上的上下层叠加关系的置顶、置底变换操作，快速改变三维效果图元之间的遮挡关系。

因为同一井场装置在不同朝向下的三维效果图元是不同的，当井场装置布置设计画板的朝向改变时，井场装置布置设计画板中所呈现的全部三维效果图元可以自动替换为当前画板朝向下的新的三维效果图元，三维效果图元之间的遮挡关系就会自动改变。因此，可以通过选择画板的朝向角度快速调整观看三维井场中每个三维图元在新朝向角度下的遮挡效果，从而可以快速选择一个最有利的面板朝向角度使得井场装置之间的覆盖部分最少或者达到用户最满意的朝向角度，以绘制更加清晰明确的具有三维效果的井场装置布置设计图。

本技术方案避免了钻井工程设计人员使用复杂繁琐的三维空间建模软件来设计生成具有三维真实感效果的钻井工程井场设计图，从而大大提高了钻井井场设计效率，降低了工作强度，显著节省了设计人员的时间。同时，本技术方案能够将在三维空间建模软件中需要应用的井场装置重叠选中操作、三维空间在深度方向上的远近拖拽操作、井场朝向更改操作通过一系列方法和算法在所述设计画板上对所述三维效果图元相应完成，使得钻井工程设计和施工人员能够获取不同朝向角度下的具有三维真实感效果的井场装置布置图设计和二维井场平面图设计，且操作过程简单、灵活，设计成图准确、直观。

进一步地，本技术方案可以将设计完成的基于三维效果图元编辑的具有三维真实感效果的井场装置布置图与井场装置布置平面示意图进行相互自动转换，这两种钻井井场装置设计图是钻井工程设计报告中经常使用的两种设计图，本技术方案可以通过在本系统中的一次设计，同时完成两个设计图，解决了原先不得不在三维空间建模软件和二维绘图软件中分别进行井场装置布置设计才能得到两个设计图的问题，从而大大提高了设计效率，节省了大量设计时间，并且避免了两次人工设计之间的不一致性，为钻井现场布置施工提供了可靠的设计保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种基于三维效果图元编辑的井场装置布置设计系统框图之一；

图2为本发明提供的一种基于三维效果图元编辑的井场装置布置设计系统框图之二；

图3为本发明提供的一种基于三维效果图元编辑的井场装置布置设计方法流程图之一；

图4为本发明提供的一种基于三维效果图元编辑的井场装置布置设计方法流程图之二；

图5为本实施例的基于三维效果图元编辑形成的井场装置布置设计图；

图6为基于图5的井场装置布置编辑表格图；

图7为基于图5的三维效果图转换为井场装置布置平面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本发明提供的一种基于三维效果图元编辑的井场装置布置设计系统框图之一。该系统包括：

井场装置三维效果图元选择单元101、井场装置布置设计画板102、井场装置布置编辑表格单元103、选中单元104、操作单元105和朝向更改单元106，其中，

所述井场装置三维效果图元选择单元101，用于获得某个朝向角度下的井场装置三维效果图元；其中，所述井场装置三维效果图元是采用三维空间建模软件创建井场装置的三维模型，在三维模型上贴有真实纹理后生成的具有三维真实感效果的图片；所述井场装置三维效果图元底色部分均为透明镂空状态；

所述井场装置布置设计画板102，用于呈现所述井场装置三维效果图元组成的井场装置布置图，生成所述井场装置三维效果图元的边界数据，根据所述井场装置三维效果图元的边界数据形成结构体，并将所述结构体放置在堆栈链表数据结构中；当点击画板上某一位置时，生成位置信息；其中，所述边界数据包括所述井场装置三维效果图元在所述井场装置布置设计画板中的左上角的坐标(XLT,YLT)和右下角的坐标(XRB,YRB)；所述位置信息为坐标(x，y)；

所述井场装置布置编辑表格单元103，用于存储所述井场装置布置设计画板上呈现的井场装置三维效果图元信息；其中，所述井场装置布置编辑表格单元存储的三维效果图元信息包括：顺序编号、三维效果图元类型、三维效果图元在画板上的坐标信息及朝向信息、三维效果图元的缩放因子和三维效果图元的注释；

所述选中单元104，用于当所述井场装置布置设计画板生成所述位置信息时，在所述堆栈链表数据结构中依照出栈顺序遍历井场装置三维效果图元的结构体，并以x属于区间(XLT,XRB)且y属于区间(YLT,YRB)为条件进行判断，如果条件为真，则符合判断条件的井场装置三维效果图元的边界数据加入被选中的三维效果图元列表数据结构中，同时，被选中的井场装置三维效果图元会在井场装置布置设计画板上突出显示，被选中的井场装置三维效果图元对应地图元信息在所述井场装置布置设计表格中突出显示；

所述操作单元105，用于通过更改存储的三维效果图元信息来改变所述井场装置布置设计画板上呈现的视觉效果；包括：将被选中的井场装置三维效果图元的结构体设置在所述堆栈链表的最先出栈位置，使得被选中的井场装置三维效果图元置顶，并按照所述堆栈链表新的出栈顺序更新所述井场装置布置编辑表格中的顺序编号；将被选中的井场装置三维效果图元的结构体设置在所述堆栈链表的最后出栈位置，使得被选中的井场装置三维效果图元置底，并按照所述堆栈链表新的出栈顺序更新所述井场装置布置编辑表格中的顺序编号；对被选中的井场装置三维效果图元删除、移动、放大或缩小操作；

朝向更改单元106，用于根据用户需求，所述井场装置布置设计画板按照一定的角度进行旋转，使得所述井场装置布置设计画板的朝向发生改变；所述井场装置布置设计画板中所呈现的全部井场装置三维效果图元可以自动替换为当前朝向下的新三维效果图元。

如图2所示，为本发明提供的一种基于三维效果图元编辑的井场装置布置设计系统框图之二。在图1的基础上，该系统还包括转换单元107；

所述转换单元107，用于将井场装置三维效果图元全部转换为井场装置平面示意框图图元，同时，将井场装置平面示意框图图元全部转换为井场装置三维效果图元，并且在井场装置平面示意框图中可以显示每个图元所代表的井场装置的长度和宽度信息。

如图3所示，为本发明提供的一种基于三维效果图元编辑的井场装置布置设计方法流程图之一。该方法包括：

步骤301)：获得某个朝向角度下的井场装置三维效果图元；其中，所述井场装置三维效果图元是采用三维空间建模软件创建井场装置的三维模型，在三维模型上贴有真实纹理后生成的具有三维真实感效果的图片；所述井场装置三维效果图元底色部分均为透明镂空状态；

步骤302)：呈现所述井场装置三维效果图元组成的井场装置布置图，生成所述井场装置三维效果图元的边界数据，根据所述井场装置三维效果图元的边界数据形成结构体，并将所述结构体放置在堆栈链表数据结构中；当点击画板上某一位置时，生成位置信息；其中，所述边界数据包括所述井场装置三维效果图元在井场装置布置设计画板中的左上角的坐标(XLT,YLT)和右下角的坐标(XRB,YRB)；所述位置信息为坐标(x，y)；

步骤303)：存储所述井场装置布置设计画板上呈现的井场装置三维效果图元信息；其中，所述井场装置布置编辑表格单元存储的三维效果图元信息包括：顺序编号、三维效果图元类型、三维效果图元在画板上的坐标信息及朝向信息、三维效果图元的缩放因子和三维效果图元的注释；

步骤304)：当所述井场装置布置设计画板生成所述位置信息时，在所述堆栈链表数据结构中依照出栈顺序遍历井场装置三维效果图元的结构体，并以x属于区间(XLT,XRB)且y属于区间(YLT,YRB)为条件进行判断，如果条件为真，则符合判断条件的井场装置三维效果图元的边界数据加入被选中的三维效果图元列表数据结构中，同时，被选中的井场装置三维效果图元会在井场装置布置设计画板上突出显示，被选中的井场装置三维效果图元对应地图元信息在所述井场装置布置设计表格中突出显示；

步骤305)：通过更改存储的三维效果图元信息来改变所述井场装置布置设计画板上呈现的视觉效果；包括：将被选中的井场装置三维效果图元的结构体设置在所述堆栈链表的最先出栈位置，使得被选中的井场装置三维效果图元置顶，并按照所述堆栈链表新的出栈顺序更新所述井场装置布置编辑表格中的顺序编号；将被选中的井场装置三维效果图元的结构体设置在所述堆栈链表的最后出栈位置，使得被选中的井场装置三维效果图元置底，并按照所述堆栈链表新的出栈顺序更新所述井场装置布置编辑表格中的顺序编号；对被选中的井场装置三维效果图元删除、移动、放大或缩小操作；

步骤306)：根据用户需求，所述井场装置布置设计画板按照一定的角度进行旋转，使得所述井场装置布置设计画板的朝向发生改变；所述井场装置布置设计画板中所呈现的全部井场装置三维效果图元可以自动替换为当前朝向下的新三维效果图元。

如图4所示，为本发明提供的一种基于三维效果图元编辑的井场装置布置设计方法流程图之二。在图3的基础上，该方法还包括：

步骤307)：将井场装置三维效果图元全部转换为井场装置平面示意框图图元，同时，将井场装置平面示意框图图元全部转换为井场装置三维效果图元，并且在井场装置平面示意框图中可以显示每个图元所代表的井场装置的长度和宽度信息。

实施例：

基于三维效果图元编辑的井场装置布置快速设计系统左侧为彩色系列的三维真实感井场装置图元选择栏和黑白系列的三维真实感井场装置图元选择栏，中间为井场装置布置设计画板，右侧为井场装置布置编辑表格，系统上方为菜单和工具栏。

井场装置布置编辑表格包括以下各列：井场装置类型(一一对应于井场装置图元选择栏中的三维效果井场装置图元)、在井场装置布置设计画板中的北坐标、东坐标(以画布左下角为坐标原点)，井场装置的朝向角度(下拉列表可选择正北、东北、正东、东南、正南、西南、正西、西北)、井场装置三维效果图元的缩放因子(当在井场装置布置设计画板中通过鼠标拖拽，缩放井场装置三维效果图元时，此缩放因子同时自动变化)、井场装置的注释等。

如图6所示，为基于图5的井场装置布置编辑表格图。用户可以通过鼠标从左侧的井场装置三维效果图元选择栏中选中一个图元，并拖动到中间的井场装置布置设计画板的某一位置上，在右侧的井场装置布置编辑表格中会同时增加一行井场装置的记录。这个位置可以通过拖动三维效果图元调整，或者通过修改右侧井场装置布置编辑表格中对应的井场装置的位置坐标来调整，用户也可以通过在井场装置布置编辑表格中新建一个井场装置并在类型列中指定其具体的井场装置类型、位置、缩放因子等。

井场装置布置设计画板通常是一个长方形，其默认朝向是正北，即长边面向(垂直于)正北，新添加的三维效果图元默认取自与井场画板相同的朝向角度，即“正北”朝向角度。井场装置布置设计画板的朝向角度是可以改变的，同样具有八个朝向角度的改变方式，即正北、东北、正东、东南、正南、西南、正西、西北。当井场画板的朝向改变时，系统会自动提示用户是否同时自动改变所有画板中的三维效果图元的朝向角度与画板朝向角度相同或者自动使三维效果图元旋转的角度与井场当前旋转的角度相同，根据用户选择，则画板中所有的三维效果图元的朝向自动变更为与画板当前的朝向角度相同或者旋转当前井场旋转的角度，即三维效果图元自动更新为新朝向角度下的新三维效果图元，这时三维效果图元之间遮挡关系就会自动改变。用户通过选择画板的朝向角度可以快速的调整观看三维井场中每个三维效果图元在新朝向角度下的情景，并且这时三维效果图元之间由于不同朝向下的尺寸不同，例如：因每个井场装置在三维空间中的长、宽、高不同导致在不同朝向下的三维效果图片不同，遮盖关系就会变化，这样用户可以快速选择一个最有利的朝向角度使井场装置之间的覆盖部分最小或者达到用户最满意的整体朝向角度。

每个井场装置三维效果图元都是一个矩形图元，井场装置三维效果图元是采用三维空间建模软件建立井场装置三维模型并贴有真实纹理后生成的井场装置图片，且三维效果图元采用实物纹理，真实感强，图元的底色部分采用透明镂空处理，这样底色部分就不会遮盖重合部分的其他井场装置三维效果图元，从而具有真实的三维可视化效果。因其有透明的部分，所以即使可显示部分不存在遮挡，三维效果图元的矩形边界还是有可能存在重叠关系的，也就是说这些三维效果图元根据放置的顺序不同具有最初的上下层关系，之后可以使用鼠标在图画板上通过“置顶”操作将某一三维效果图元设置为最顶层，或者通过“置底”操作将某一三维效果图元设置为最底层；并且“置顶”和“置底”操作同样可以在井场装置布置编辑表格中实现。当鼠标落在图画板中的某一个位置(x，y)时，计算机系统只能探测到最上层的三维效果图元，那么如果用户想选择被覆盖的下层三维效果图元就无法实现了，有时甚至在某一角度下，某个小的井场装置三维效果图元可能会被上层某个大的井场装置三维效果图元完全覆盖。

智能选定三维覆盖关系的三维效果图元算法实现如下：

(1)当用户每次新建一个三维效果图元时，系统会记录下新建三维效果图元的边界数据，即在井场装置布置设计画板中的左上角的坐标(XLT，YLT)和右下角的坐标(XRB，YRB)，形成一个结构体Texton(XLT，YLT，XRB，YRB)，并放置在一个堆栈链表TextonStack数据结构中。堆栈链表数据结构是先进栈的元素后出栈，因此先进栈的三维效果图元就是被覆盖在最下方的图元，TextonStack本身也记录了井场装置三维效果图元的覆盖关系。

(2)当用户鼠标左键点击图画板中一个位置(x，y)时，系统响应鼠标左键点击事件，在堆栈链表TextonStack中依照出栈顺序遍历每一个Texton三维效果图元结构体，并检测：

x属于区间{XLT，XRB}且y属于区间{YLT，YRB}

(3)如果为真，则此三维效果图元也属于被选中的范畴，加入到被选中的三维效果图元列表SelectedTextonList数据结构中，列表SelectedTextonList是先进先出的数据结构，最先插入列表SelectedTextonList的三维效果图元居于最上层，然后以此类推。

SelectedTextonList中的所有三维效果图元的矩形边框都会高亮显示，且在右侧的井场装置布置编辑表格中的选中井场装置对应行高亮显示。

(4)如果多个三维效果图元被选中，这时可以通过对鼠标滑轮(三键鼠标的中键)的滚动操作，根据SelectedTextonList记录的覆盖关系由上层往下层依次遍历SelectedTextonList中的每一个三维效果图元，当遍历到某一个三维效果图元(称为Texton_i)时，此三维效果图元Texton_i之上层的各个三维效果图元的非镂空部分都变为半透明，此三维效果图元Texton_i及其下层的三维效果图元的非镂空部分仍为完全不透明。这样就可以通过鼠标滑轮操作方便清晰地看到被覆盖在下方的三维效果图元了，从而可以对当前遍历到的Texton_i三维图元进行平移、放大缩小、朝向旋转及删除操作了。或者也可以在右侧井场装置布置编辑表格中点击选中某一个井场装置，那么这个三维效果图元Texton_i就会被唯一选中，此三维效果图元Texton_i之上层的各个三维效果图元的非镂空部分都变为半透明，此三维效果图元Texton_i及其下层的三维效果图元的非镂空部分仍为完全不透明。

井场装置可以自动将三维效果图元全部切换为平面示意图图元，也可以从平面示意图图元全部自动切换为井场装置三维效果图元，在井场装置三维效果图元与平面示意图图元切换时，其三维效果图元中心点在井场装置布置设计画板中的坐标位置不变。并且在井场装置平面示意框图中可以显示每个图元所代表的井场装置的长度和宽度信息。

井场装置布置设计完成后可以通过系统上方菜单栏中的菜单项和工具栏中的按钮，对设计进行保存、对设计图进行打印或者保存在粘贴板中复制到其他文档里。

采用上述描述的本实施例的井场装置布置快速设计系统，进行井场装置布置设计流程如下：

(1)在系统上方的菜单栏中选择新建井场装置布置设计，井场装置布置设计画板和井场装置布置编辑表格成为空白。从系统左侧为彩色系列的三维真实感井场装置图元选择栏(或者黑白系列的三维真实感井场装置图元选择栏)中拖拽需要的井场装置的三维效果图元到中间的井场装置布置设计画板上，则右侧的井场装置布置编辑表格中会自动更新。或者在右侧的井场装置布置编辑表格中一一添加各个井场装置，并编辑以下各列：井场装置类型、在井场装置布置设计画板中的北坐标、东坐标，井场装置的朝向角度、井场装置三维效果图元的缩放因子、井场装置的注释等，井场装置布置设计画板上的设计图会自动更新。

(2)用户可以通过鼠标智能选择和拖动井场装置布置设计画板中的井场装置三维效果图元以调整井场装置在设计中的位置，这个位置也可以通过修改右侧井场装置布置编辑表格中对应的井场装置的位置坐标来调整。

(3)如图5所示，为本实施例的基于三维效果图元编辑形成的井场装置布置设计图。用户可以通过系统上方工具栏中的井场朝向选项来调整井场装置布置设计画板的朝向改变，系统会自动提示用户是否同时自动改变所有画板中的三维效果图元的朝向角度与画板朝向角度相同或者自动使三维效果图元旋转的角度与井场当前旋转的角度相同。根据用户选择，则画板中所有的三维效果图元的朝向自动变更为与画板当前的朝向角度相同或者旋转当前井场旋转的角度，即三维效果图元更新为新朝向角度下的三维效果图元，这时三维效果图元之间遮挡关系就会自动改变。这样用户可以快速选择一个最有利的朝向角度使井场装置之间的覆盖部分最小或者达到用户最满意的整体朝向角度。

(4)如图7所示，为基于图5的设计图转换为井场装置布置平面示意图。用户可以通过系统上方的切换选项，将井场装置布置设计到井场布置平面设计，井场装置可以自动将三维效果图元全部切换为平面示意框图图元，也可以从平面示意框图图元全部自动切换为井场装置三维效果图元，在井场装置三维效果图元与平面示意框图图元切换时，其三维效果图元中心点在井场装置布置设计画板中的坐标位置不变，并且在井场装置平面示意框图中可以显示每个图元所代表的井场装置的长度和宽度信息。

(5)井场装置布置设计完成后可以通过系统上方菜单栏中的菜单项和工具栏中的按钮，对设计进行保存、对设计图进行打印或者保存在粘贴板中复制到其他文档里。

经上述实施例的描述可知，采用本技术方案的设计系统，操作过程简单、灵活，设计成图准确、直观，且设计完成的基于三维效果图元编辑的三维井场装置布置图可以自动转换为井场装置布置平面图，为钻井现场布置施工提供了可靠的设计保障。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于三维效果图元编辑的井场装置布置设计系统，其特征在于，该系统包括：

井场装置三维效果图元选择单元、井场装置布置设计画板、井场装置布置编辑表格单元、选中单元、操作单元和朝向更改单元，其中，

所述井场装置三维效果图元选择单元，用于获得某个朝向角度下的井场装置三维效果图元；其中，所述井场装置三维效果图元是采用三维空间建模软件创建井场装置的三维模型，在三维模型上贴有真实纹理后生成的具有三维真实感效果的图片；所述井场装置三维效果图元底色部分均为透明镂空状态；

所述井场装置布置设计画板，用于呈现所述井场装置三维效果图元组成的井场装置布置图，生成所述井场装置三维效果图元的边界数据，根据所述井场装置三维效果图元的边界数据形成结构体，并将所述结构体放置在堆栈链表数据结构中；当点击画板上某一位置时，生成位置信息；其中，所述边界数据包括所述井场装置三维效果图元在所述井场装置布置设计画板中的左上角的坐标(XLT,YLT)和右下角的坐标(XRB,YRB)；所述位置信息为坐标(x，y)；

所述井场装置布置编辑表格单元，用于存储所述井场装置布置设计画板上呈现的井场装置三维效果图元信息；其中，所述井场装置布置编辑表格单元存储的三维效果图元信息包括：顺序编号、三维效果图元类型、三维效果图元在画板上的坐标信息及朝向信息、三维效果图元的缩放因子和三维效果图元的注释；

所述选中单元，用于当所述井场装置布置设计画板生成所述位置信息时，在所述堆栈链表数据结构中依照出栈顺序遍历井场装置三维效果图元的结构体，并以x属于区间(XLT,XRB)且y属于区间(YLT,YRB)为条件进行判断，如果条件为真，则符合判断条件的井场装置三维效果图元的边界数据加入被选中的三维效果图元列表数据结构中，同时，被选中的井场装置三维效果图元会在井场装置布置设计画板上突出显示，被选中的井场装置三维效果图元对应地图元信息在所述井场装置布置设计表格中突出显示；

所述操作单元，用于通过更改存储的三维效果图元信息来改变所述井场装置布置设计画板上呈现的视觉效果；包括：将被选中的井场装置三维效果图元的结构体设置在所述堆栈链表的最先出栈位置，使得被选中的井场装置三维效果图元置顶，并按照所述堆栈链表新的出栈顺序更新所述井场装置布置编辑表格中的顺序编号；将被选中的井场装置三维效果图元的结构体设置在所述堆栈链表的最后出栈位置，使得被选中的井场装置三维效果图元置底，并按照所述堆栈链表新的出栈顺序更新所述井场装置布置编辑表格中的顺序编号；对被选中的井场装置三维效果图元删除、移动、放大或缩小操作；

朝向更改单元，用于根据用户需求，所述井场装置布置设计画板按照一定的角度进行旋转，使得所述井场装置布置设计画板的朝向发生改变；所述井场装置布置设计画板中所呈现的全部井场装置三维效果图元可以自动替换为当前朝向下的新三维效果图元。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括转换单元；

所述转换单元，用于将井场装置三维效果图元全部转换为井场装置平面示意框图图元，同时，将井场装置平面示意框图图元全部转换为井场装置三维效果图元，并且在井场装置平面示意框图中可以显示每个图元所代表的井场装置的长度和宽度信息。

3.一种基于三维效果图元编辑的井场装置布置设计方法，其特征在于，该方法包括：

用于获得某个朝向角度下的井场装置三维效果图元；其中，所述井场装置三维效果图元是采用三维空间建模软件创建井场装置的三维模型，在三维模型上贴有真实纹理后生成的具有三维真实感效果的图片；所述井场装置三维效果图元底色部分均为透明镂空状态；

呈现所述井场装置三维效果图元组成的井场装置布置图，生成所述井场装置三维效果图元的边界数据，根据所述井场装置三维效果图元的边界数据形成结构体，并将所述结构体放置在堆栈链表数据结构中；当点击画板上某一位置时，生成位置信息；其中，所述边界数据包括所述井场装置三维效果图元在井场装置布置设计画板中的左上角的坐标(XLT,YLT)和右下角的坐标(XRB,YRB)；所述位置信息为坐标(x，y)；

存储所述井场装置布置设计画板上呈现的井场装置三维效果图元信息；其中，所述井场装置布置编辑表格单元存储的三维效果图元信息包括：顺序编号、三维效果图元类型、三维效果图元在画板上的坐标信息及朝向信息、三维效果图元的缩放因子和三维效果图元的注释；

当所述井场装置布置设计画板生成所述位置信息时，在所述堆栈链表数据结构中依照出栈顺序遍历井场装置三维效果图元的结构体，并以x属于区间(XLT,XRB)且y属于区间(YLT,YRB)为条件进行判断，如果条件为真，则符合判断条件的井场装置三维效果图元的边界数据加入被选中的三维效果图元列表数据结构中，同时，被选中的井场装置三维效果图元会在井场装置布置设计画板上突出显示，被选中的井场装置三维效果图元对应地图元信息在所述井场装置布置设计表格中突出显示；

通过更改存储的三维效果图元信息来改变所述井场装置布置设计画板上呈现的视觉效果；包括：将被选中的井场装置三维效果图元的结构体设置在所述堆栈链表的最先出栈位置，使得被选中的井场装置三维效果图元置顶，并按照所述堆栈链表新的出栈顺序更新所述井场装置布置编辑表格中的顺序编号；将被选中的井场装置三维效果图元的结构体设置在所述堆栈链表的最后出栈位置，使得被选中的井场装置三维效果图元置底，并按照所述堆栈链表新的出栈顺序更新所述井场装置布置编辑表格中的顺序编号；对被选中的井场装置三维效果图元删除、移动、放大或缩小操作；

根据用户需求，所述井场装置布置设计画板按照一定的角度进行旋转，使得所述井场装置布置设计画板的朝向发生改变；所述井场装置布置设计画板中所呈现的全部井场装置三维效果图元可以自动替换为当前朝向下的新三维效果图元。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

将井场装置三维效果图元全部转换为井场装置平面示意框图图元，同时，将井场装置平面示意框图图元全部转换为井场装置三维效果图元，并且在井场装置平面示意框图中可以显示每个图元所代表的井场装置的长度和宽度信息。