CN113299136A - 一种基于vr技术的井下作业关井操作培训和考核方法 - Google Patents

一种基于vr技术的井下作业关井操作培训和考核方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于VR技术的井下作业关井操作培训和考核方法。本发明利用VR技术，模拟出现实中的井下作业关井操作场景和关井操作所需要的设备，分为单机和多人两种模式，受训学员通过VR设备可以在场景中进行培训和考核，熟悉关井的操作流程。相比传统的说教式的培训，本发明不仅可以让学员学习关井的操作步骤，又可以让多个学员同时扮演不同的操作岗位体验关井操作过程，在学员对于关井流程有了充分了解之后，针对整个关井操作流程，在多人模式中对多个学员进行考核。本发明解决了目前井下作业关井操作培训中的不足，提高了培训真实感，大大加快了井下作业关井操作培训的效率。

Description

一种基于VR技术的井下作业关井操作培训和考核方法
技术领域
本发明涉及一种基于VR技术的井下作业关井操作培训和考核方法。
背景技术
石油是国家重要的战略资源，开采深埋在地层下的石油，需要在地面向地层进行钻井，钻井完成之后，就形成了一个油井。由于地层的环境不是一成不变的，一旦井口发生了溢流，就需要在井口的石油工人进行关井操作。关井操作步骤繁多，操作危险性大，个人难以完成，通常需要整个小队各司其职，协同配合完成关井。
传统的课堂授课方式，很难将现场的真实情况模拟出来，所以培训的效果比较差，由于井口溢流现象发生的不确定性和采油现场的危险性，也很难让学员去现场学习，针对以上情况，基于VR技术的井下作业关井操作培训和考核方法，既可以弥补传统授课不真实的缺陷，又可以避免学生在不了解操作流程和步骤的情况下去现场盲目操作，因此使用VR技术来进行井下作业关井操作培训是必不可少的。
发明内容
针对当前井下作业关井操作培训的不足，本发明提出了一种基于VR技术的井下作业关井操作培训和考核方法。
本发明解决技术问题所采取技术方案：
本发明包括以下步骤：
步骤1：启动井下作业关井操作培训系统，系统分为学员端和教师端两部分，学员在学员端可以选择单人模式或多人模式，之后操作VR设备进行练习和考核。老师可以在教师端查看学员的操作过程和分数等信息。
步骤2：系统将关井操作场景进行初始化，生成关井操作所需要的设备。
步骤3：学员通过自己的账号和密码登录系统的学员端，老师通过账号和密码登录教师端，初始密码均为老师和学员账号的后六位。
步骤4：学员选择操作模式，操作模式分为单人模式和多人模式两种。
步骤5：学员选择单人模式之后，选择自己需要练习的岗位，对于井下作业关井操作程序，共有班长、操作手、一岗、二岗、三岗五种操作岗位，学员选择岗位之后，系统自动生成其他四个岗位工人。
步骤6：学员根据井下作业关井操作的流程，操作控制器进行正确的操作，学员端将学员操作的交互数据传递到教师端，系统自动生成的其他四个岗位工人可自动正确的完成自身的操作任务,配合学员共同操作。
步骤7：系统判断学员操作是否正确，如果正确，则回到步骤6。如果错误，则进入步骤8。
步骤8：系统提示学员操作错误，之后演示正确的操作，之后回到步骤6，按关井流程继续操作。
步骤9：学员选择多人模式之后，选择自己的操作岗位，之后等待其他学员接入系统，每个岗位只能一位学员选择，只有班长、操作手、一岗、二岗、三岗五个岗位都被选择之后，进行步骤10。
步骤10：学员选择参加培训或考核。
步骤11：学员选择培训模式之后，按照关井操作的流程，各学员协同操作共同完成关井操作，直到操作完成。
步骤12：系统判断每位学员的操作是否正确，如果正确进入步骤11，如果错误进入步骤13。
步骤13：系统提示学员操作错误，演示正确的操作方式，在学员操作正确之后，进入步骤11。
步骤14：学员选择考核模式之后，需要选择考核的具体内容，之后系统进行考核初始化。
步骤15：系统提示学员做好准备，考核马上开始。
步骤16：考核开始之后，各岗位学员操作VR控制器按流程进行操作，直到考核内容完全结束。系统将学员操作中产生的数据上传至教师端，老师可以查看学员的考核情况。
步骤17：系统判断学员的操作是否正确，如果正确则进入步骤16，如果错误，则进入步骤18。
步骤18：系统提示学员操作错误，自动跳过该步骤，进入步骤16。
步骤19：考核结束之后，系统显示各岗位学员的成绩。
进一步地：所述步骤2关井操作所需的设备包括修井机、采油树、无全封闸板防喷器、压井管汇、节流管汇、放喷池、油管，泵车、防喷单根、四方扳手、油管吊卡。
进一步地：所述学生端包括控制设备，显示设备，追踪定位设备和头显设备。
进一步地：所述教师端包括数据显示模块、数据传输模块、场景渲染模块、评分模块。
进一步地：所述步骤4多人模式共有五个岗位，分别为班长、操作手、一岗、二岗、三岗，当且仅当五个岗位均有学员时，才可进行多人模式操作。
本发明的有益效果：
第一：利用VR技术，使学员在模拟出的关井操作现场进行培训和学习，大大提高了关井操作培训的效率。
第二：学员可以通过进入单人模式培训，有针对性的练习某个岗位的操作。在多人模式的培训中，可以一次性的让五个学员操作不同的岗位同时进行培训，大大提高了培训的效率。在多人模式的考核中，可以对学员小队同时进行考核，不仅可以考察学员的操作是否正确，也可以考察学员对于井下作业关井操作整个流程的了解。
第三，相比于现场的培训实操，利用VR技术，可以避免学员因为错误的操作产生安全问题，大大提高了培训的安全性。
附图说明
图1 为本发明的工作流程图。
具体实施方式
本发明针对现有技术的不足，提出了一种基于VR技术的井下作业关井操作培训和考核方法，具体技术方案如下：
步骤1：启动井下作业关井操作培训系统，系统分为学员端和教师端两部分，学员在学员端可以选择单人模式或多人模式，之后操作VR设备进行练习和考核。老师可以在教师端查看学员的操作过程和分数等信息。
步骤2：系统将关井操作场景进行初始化，生成关井操作所需要的设备。
步骤3：学员通过自己的账号和密码登录系统的学员端，老师通过账号和密码登录教师端，初始密码均为老师和学员账号的后六位。
步骤4：学员选择操作模式，操作模式分为单人模式和多人模式两种。
步骤5：学员选择单人模式之后，选择自己需要练习的岗位，对于井下作业关井操作程序，共有班长、操作手、一岗、二岗、三岗五种操作岗位，学员选择岗位之后，系统自动生成其他四个岗位工人。
步骤6：学员根据井下作业关井操作的流程，操作控制器进行正确的操作，学员端将学员操作的交互数据传递到教师端，系统自动生成的其他四个岗位工人可自动正确的完成自身的操作任务,配合学员共同操作。
步骤7：系统判断学员操作是否正确，如果正确，则回到步骤6。如果错误，则进入步骤8。
步骤8：系统提示学员操作错误，之后演示正确的操作，之后回到步骤6，按关井流程继续操作。
步骤9：学员选择多人模式之后，选择自己的操作岗位，之后等待其他学员接入系统，每个岗位只能一位学员选择，只有班长、操作手、一岗、二岗、三岗五个岗位都被选择之后，进行步骤10。
步骤10：学员选择参加培训或考核。
步骤11：学员选择培训模式之后，按照关井操作的流程，各学员协同操作共同完成关井操作，直到操作完成。以空井筒软关井培训为例，学员应按以下操作步骤进行模拟演练：
1、发：二岗发现井口发生溢流，手势通知班长。
2、停：各岗位停止其他作业，进行空井筒软关井操作。
3、抢：各岗位协同配合，完成抢下防喷单根操作。
4、开：三岗进行开启放喷闸门操作。
5、关：一岗和二岗在班长的指挥下关闭防喷器和旋塞。
6、关：三岗关闭放喷阀门。
7、看：三岗观察记录套压和溢流量，并及时向班长报告。
步骤12：系统判断每位学员的操作是否正确，如果正确进入步骤11，如果错误进入步骤13。
步骤13：系统提示学员操作错误，演示正确的操作方式，在学员操作正确之后，进入步骤11。
步骤14：学员选择考核模式之后，需要选择考核的具体内容，之后系统进行考核初始化。
步骤15：系统提示学员做好准备，考核马上开始。
步骤16：考核开始之后，各岗位学员操作VR控制器按流程进行操作，直到考核内容完全结束。系统将学员操作中产生的数据上传至教师端，老师可以查看学员的考核情况。
步骤17：系统判断学员的操作是否正确，如果正确则进入步骤16，如果错误，则进入步骤18。
步骤18：系统提示学员操作错误，自动跳过该步骤，进入步骤16。
步骤19：考核结束之后，系统显示各岗位学员的成绩。
以上描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明。

Claims (6)

1.一种基于VR技术的井下作业关井操作培训和考核方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤1：启动井下作业关井操作培训系统，系统分为学员端和教师端两部分，学员在学员端选择单人模式或多人模式，之后操作VR设备进行练习和考核；老师在教师端查看学员的操作过程和分数；
步骤2：系统将关井操作场景进行初始化，生成关井操作所需要的设备；
步骤3：学员通过自己的账号和密码登录系统的学员端，老师通过账号和密码登录教师端；
步骤4：学员选择操作模式，操作模式分为单人模式和多人模式两种；
步骤5：学员选择单人模式之后，选择自己需要练习的岗位，对于井下作业关井操作程序，共有班长、操作手、一岗、二岗、三岗五种操作岗位，学员选择岗位之后，系统自动生成其他四个岗位工人；
步骤6：学员根据井下作业关井操作的流程，操作控制器进行正确的操作，学员端将学员操作的交互数据传递到教师端，系统自动生成的其他四个岗位工人可自动正确的完成自身的操作任务,配合学员共同操作；
步骤7：系统判断学员操作是否正确，如果正确，则回到步骤6；如果错误，则进入步骤8；
步骤8：系统提示学员操作错误，之后演示正确的操作，之后回到步骤6，按关井流程继续操作；
步骤9：学员选择多人模式之后，选择自己的操作岗位，之后等待其他学员接入系统，每个岗位只能一位学员选择，只有班长、操作手、一岗、二岗、三岗五个岗位都被选择之后，进行步骤10；
步骤10：学员选择参加培训或考核；
步骤11：学员选择培训模式之后，按照关井操作的流程，各学员协同操作共同完成关井操作，直到操作完成；
步骤12：系统判断每位学员的操作是否正确，如果正确进入步骤11，如果错误进入步骤13；
步骤13：系统提示学员操作错误，演示正确的操作方式，在学员操作正确之后，进入步骤11；
步骤14：学员选择考核模式之后，需要选择考核的具体内容，之后系统进行考核初始化；
步骤15：系统提示学员做好准备，考核马上开始；
步骤16：考核开始之后，各岗位学员操作VR控制器按流程进行操作，直到考核内容完全结束；系统将学员操作中产生的数据上传至教师端，老师查看学员的考核情况；
步骤17：系统判断学员的操作是否正确，如果正确则进入步骤16，如果错误，则进入步骤18；
步骤18：系统提示学员操作错误，自动跳过该步骤，进入步骤16；
步骤19：考核结束之后，系统显示各岗位学员的成绩。
2.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的井下作业关井操作培训和考核方法，其特征在于：步骤2所述的关井操作所需的设备包括修井机、采油树、无全封闸板防喷器、压井管汇、节流管汇、放喷池、油管，泵车、防喷单根、四方扳手、油管吊卡。
3.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的井下作业关井操作培训和考核方法，其特征在于：培训和考核流程共分为单人模式训练、多人模式训练、多人模式考核三种方式。
4.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的井下作业关井操作培训和考核方法，其特征在于：所述学生端包括控制设备，显示设备，追踪定位设备和头显设备。
5.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的井下作业关井操作培训和考核方法，其特征在于：所述教师端包括数据显示模块、数据传输模块、场景渲染模块、评分模块。
6.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的井下作业关井操作培训和考核方法，其特征在于：步骤4所述多人模式共有五个岗位，分别为班长、操作手、一岗、二岗、三岗，当且仅当五个岗位均有学员时，才可进行多人模式操作。
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