拓维油田井下作业井控事故应急处理模拟培训系统

油田井下作业井控事故应急处理模拟培训系统设计方案西安拓维科技有限公司Xi’anTopWinTechnologyLTDCompany电话：[phone]传真：[phone]地址：西安高新技术开发区高新路33号新汇大厦B座702邮编：710075油田井下作业井控事故应急处理模拟培训系统第2页共35页目录第1章模拟培训系统简介..................................41.1模拟培训的概念....................................41.2井下作业井控事故应急处理模拟培训的现实意义........5第2章系统功能概述......................................72.1系统开发的目的....................................72.2系统主要功能......................................82.2.1井控安全知识学习.............................92.2.2事故处理流程学习............................112.3系统应用模式.....................................112.3.1教师辅助培训模式............................122.3.2学员自主学习模式............................132.4交互性的用户操作.................................152.5参照标准........................................17第3章事故应急处理流程简述.............................173.1井下作业现场井涌溢流应急处理.....................173.1.1旋转作业时发生溢流..........................173.1.2起、下钻时发生溢流..........................18油田井下作业井控事故应急处理模拟培训系统第3页共35页3.1.3起下大直径管柱发生溢流......................193.1.4电缆射孔时发生溢流..........................203.1.5空井时发生溢流..............................213.2井下作业现场井喷应急处理.........................223.2.1井喷失控的处理..............................223.2.2井喷着火后逃生自救..........................233.2.3有毒有害气体的井喷抢险......................24第4章系统开发过程与阶段性目标.........................24第5章后期服务与技术支持...............................26第6章开发费用明细.....................................27第7章联系方式........................................28附录一煤矿安全生产模拟培训系统用户使用证明.............29附录二钻井英语培训系统.................................30附录三煤矿安全生产模拟培训系统示例.....................32油田井下作业井控事故应急处理模拟培训系统第4页共35页第1章模拟培训系统简介1.1模拟培训的概念所谓模拟培训是指基于虚拟现实技术的培训，将整个实际培训过程在计算机上的实现。模拟培训系统是指利用虚拟现实技术生成的一类适于进行教育培训的虚拟环境，它可以是某一现实世界培训基地或设施的真实再现，也可以是虚拟构想的世界。受训人员以虚拟环境为依托，沉浸于其中，进行学习和培训。模拟培训是近两年来国外最活跃的计算机技术研究领域，是一系列高新技术的汇集，这些技术包括计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、传感器技术以及实时计算技术，还包括人的行为学研究等多项关键技术。模拟培训是计算机技术发展的更高境界，能给用户以更逼真的体验。与现实教育培训相比，模拟培训有如下特征：1．仿真性在虚拟现实技术支持下，模拟培训设施与真正的培训设施功能相同，操作方法也一样，学员通过模拟培训设施训练技能与在现实培训基地里同样方便。这是因为模拟培训环境无论是现实的环境或是想象的环境，都是虚拟的但又是逼真的。理想的虚拟环境应该达到使受训者难以分辨真假的程度，甚至比真的还“真”。2．开放性模拟培训环境可以为所有受训者在任何时间、地点提供各种培训的场所。事实上，模拟培训环境的内涵是广泛的，它不同于传统的培训基地概念，它具备可以进行类似于传统培训项目的环境，但它更擅长的是那种使学员置身于培训项目对象之中的逼真环境。培训成本比实际培训明显降低。3．超时空性模拟培训环境具有超时空的特点，它能够将现实世界拥有的所有物体和发生的事件单独呈现或进行有机组合，并可随时随地提供给学员进行培训。比如，学员需要身临超越现实时空的环境（如神州6号探索太空）进行训练，那么模拟油田井下作业井控事故应急处理模拟培训系统第5页共35页培训环境就可以提供虚拟太空。4．可操作性受训者可通过使用专门设备，用人类的自然技能实现对虚拟环境的物体进行操作，就象在现实环境里一样。可操作性是模拟培训环境实际运用的必备特性，它使学员得以在其中学习需要实际操作的培训课程，也使远程教育培训可能真正实现。5．强对应性学员的培训内容与虚拟环境是密切对应的。例如，学员要学习钻井知识，那么虚拟环境就是钻井井场的模拟环境；而在学习井下作业压裂时，虚拟环境可以是作业井场、压裂井场。“对应性”能为受训者设定各种复杂的情况，以提高受训者的应变能力；从而使得他们在实际环境下能得心应手地处理各种情况。另外，虚拟现实技术能按每个学员的基础和能力，对应性地开展个别化的教育培训。因此，模拟培训能满足信息时代技能培训不断变化的要求，是一种高水平、高效率、低费用的新型柔性培训模式，它使得人员培训无论是在应用范围（广度、空间）、时间选择（宽度、时间）、还是在培训的难易程度和绩效评价（深度、效度）上都有着其它培训方式所无法比拟的优越性。利用模拟培训对员工进行培训，根据所要培训的内容进行相应的虚拟处理，员工无论是在知识学习、能力创新，还是在经验积累、技能训练等方面都可以收到意想不到的效果。从发展的角度来看，利用模拟培训技术对员工进行培训已经成为一种趋势。1.2井下作业井控事故应急处理模拟培训的现实意义目前石油工业发展迅速，油田的开采难度越来越大，科技和装备的发展也要求职工具备更高的技术水平，国家对安全、环境问题的重视的增加，直接导致石油企业对职工培训要求越来越高。生产井的射孔、压井、替喷、落井工具的打捞等井下作业工艺也越来越复杂。所以，作为高危行业，油田井下作业工人不仅需要有一定的实践经验，而且要有足够的理论知识做后盾。井下作业公司每年都对新入队的作业工人进行长期的技术培训，但以前的课堂培训方式已经不适应当前油田井下作业井控事故应急处理模拟培训系统第6页共35页的培训形式。传统培训模式一般通过邀请专家学者担任培训讲师，定时、定点进行集中授课，授课的方式往往是在课堂上、书本上学习、或者使用实物和昂贵的模拟器上进行操作练习和考核。它的局限性主要表现在以下几个方面：1.培训的水平难以确保。培训的成败很大程度上维系在讲师的水准上。2.培训效果差。单一的授课模式，很难将培训对象的注意力吸引住。即使培训合格，也主要通过死记硬背的模式。学员并没有一个直观感性的认识。3.很多知识无法清晰的表达出来。抽象的书本知识或者是二维插图很难将知识正确的传递到职工脑中，往往依赖于受训职工的想象力。即使采用视频录像的模式也不容易将一些内部工作原理表达出来。4.缺乏互动的特性。即使使用了模拟器或实物等设备进行培训，由于其昂贵的花费和地域空间上的限制，往往造成培训资源的紧缺。因此受训职工有可能只能获得很少的实验机会，缺乏实际操作的经验。5.无法对事故或者灾害进行再现，对井控培训不利。对于井喷、火灾、有毒气体泄露等事故的再现，在传统培训中是不可能实现的，这一点在当今强调井控培训的今天，大大制约了培训的效果。6.成本昂贵。为获得更好的培训效果，培训单位购置的培训实物，例如修井机、防喷器等设备，这些设备或者模拟器代价昂贵，造成培训成本的大量增加。7.受制于固定的安排。一旦培训计划确定后，当某些受训对象有重要事务无法到课时，机会损失很难弥补。8.无重复性。当企业想对不同的培训对象进行相同主题的培训时，必须把整个过程重新复制一遍，在费用和成本上颇不经济。可见，传统的技术培训不但受时间、空间的限制，而且在人力、资源、经费、组织实施等方面都是很浪费的。尤其对于危险作业或不具备试验条件的高级培油田井下作业井控事故应急处理模拟培训系统第7页共35页训，传统的培训方式更是难以实现。传统培训模式的局限性制约了人们所期望的培训质量和培训效率，满足不了现代社会的需求。把模拟培训技术应用于石油工业具有更加重要的意义。在石油工业中，每一个生产或操作环节都可能存在安全隐患，一旦发生事故后果不堪设想。并且，不是每个生产环节都可以亲眼看到，学员在培训中所得到的只能是枯燥的理论知识。而采用模拟培训方式对员工进行培训，学员可以在一个逼真的环境中熟悉并操作各种复杂设备，即使操作失误，也不会真正发生危险；对一起事故引起的众多并发灾害的模拟可以加强培训人员的应变能力、警觉性和高度集中力，还可以提高生产管理人员的安全意识和管理水平，预防重大灾害的发生，并把伤亡和损失程度降到最低。利用虚拟现实技术建立的模拟培训系统，彻底改变了传统的师傅带徒弟及传统的教室教学的模式，利用计算机产生逼真的实物代用品，并建立动力学模型，加入一定的交互性操作，使受训者可以获得最真实的学习体验。这些应用能减少众多器材设备的浪费，还能节省培训系统的硬件投资，减少可能发生的危险。同时，基于虚拟现实技术，仿真出各种常见的井下作业事故，学员可以根据出现的情况，对事故进行处理和排除，掌握正确自救与互救的方法，使学员清晰直观的意识到事故的危害以及当事故出现后处理不当的严重后果，最终达到井下作业人员在遇到灾害事故时，能够熟练冷静的按照应急处理预案的正确流程贯彻实施，将事故危害降低到最小化，达到实战演练的效果。因此井控事故应急处理的模拟培训针对性强，模拟效果逼真，是安全生产培训工作的有力的辅助手段。在当今强调“安全第一”的大环境中，具有了更加特殊的意义。第2章系统功能概述2.1系统开发的目的把虚拟现实技术应用于石油工业是一种新的尝试，也是石油工业技术创新的一个必然趋势。本系统立足于虚拟现实技术在石油井下作业井控方面的应用，建油田井下作业井控事故应急处理模拟培训系统第8页共35页立相应的培训系统，该方面的研究在国内属于最前沿领先领域。利用模拟技术将作业施工事故现场（如井喷、火灾等）呈现在培训人员的面前，特别是对于新进员工，使他们可以掌握一个正确的操作流程，避免各种事故的发生，同时在遇到紧急事故时心中不慌，按照标准化处理流程对事故进行处理，或逃生，使人身、企业和国家的损失降到最低。同时开发这个系统可以作为定期井下作业演习的一个有效的辅助手段，用户可以随时运行系统，对演习的流程进行一个学习和复习，使井下作业演习的方式更加丰富化。2.2系统主要功能井控事故应急处理是井下作业安全培训中最核心的部分，正确应急处理可以减少事故造成的损失，避免小的事故演化成严重事故，同时可以更好的确保员工的人身安全。但要在事故发生的初期准确的判断出事故、同时采取正确的方式处理事故，需要作业人员不但要具备较为全面的安全知识，同时要掌握处理常见事故的正确流程。正是基于这样的原因