淺議虛擬現實技術在油田培訓中的應用

黃 鶴

（大慶油田有限責任公司第九采油廠信息中心，黑龍江大慶 163853）

淺議虛擬現實技術在油田培訓中的應用

黃 鶴

（大慶油田有限責任公司第九采油廠信息中心，黑龍江大慶 163853）

隨著計算機網絡技術和虛擬現實技術的興起和不斷發展，在社會生活中應用的越來越廣泛。虛擬現實技術已經逐漸應用在石油企業中的操作環節中，例如油田特殊工種培訓、安全保衛沙盤圖指揮、油氣儲運等方面，同時對油田安全可靠的生產、員工的技術要求和素質培訓有著更加嚴格的要求。為了保證石油企業生產的安全可靠性和企業的經濟效益，需要利用更先進的計算機技術和虛擬現實技術，與油田作業中的實際工藝相結合，改變和優化原來的油田培訓方法，提高油田培訓工作的效率和培訓質量。因此通過對虛擬現實技術在石油企業的應用前景進行分析，并提出虛擬現實技術在油田培訓中的實現方法，為油田培訓工作提出指導意義。

虛擬現實技術；油田培訓；應用探討

1 虛擬現實技術在油田中應用前景

虛擬現實技術（Virtual Reality，簡稱VR）是利用計算機生成了一種模擬環境，使人員進入模擬環境中對模擬設備進行操作，并有身臨其境的直觀、自然的感覺[1]。虛擬現實技術具有沉浸性、交互性和構想性這3個基本特征，能夠使用戶能在交互的虛擬環境下有身臨其將的感覺，能夠提高用戶的感性和理性認識。虛擬現實技術已經逐漸應用在石油企業中，具有關非常廣闊的應用前景。

1.1 油田培訓

利用虛擬現實技術對油田操作工序環境以及工序細節進行模擬，通過對虛擬仿真平臺設備的操作，能夠觀察到在實際操作中的操作結果，使操作人員能夠正確安全的作業，強化了操作人員的技術。油田的虛擬培訓虛擬環境具有仿真性，虛擬的環境十分逼真，與實際環境難辨真假；開放性，虛擬環境能使給培訓者提供任何時間和地方進行培訓；可操作性，通過模擬環境中的操作設備，能夠使培訓者對設備進行一系列的培訓操作。對應性，能夠針對培訓者的弱項進行虛擬培訓，使培訓者能夠在各種條件下進行培訓，提高了人員的反應速度和應變能力[2]。

1.2 井下仿真作業

基于虛擬現實技術，對油田的機械設備進行虛擬化裝配，對井下作業程序進行仿真設計。通過虛擬現實技術對現場數據進行處理分析，在顯示器上呈現作業區域地下構造的三維透視圖，通過三維圖像，能夠確定油體分布位置和斷層組合情況，找到油井井壁最穩固的條件。通過遙控作業裝置的設計，操作人員能夠使用頭盔、手套等安全操作設備，在操作環境惡劣的地下進行作業。

1.3 油氣儲運

油氣儲運過程中的安全要求很高。通過虛擬現實技術將油氣儲運站、天然氣集氣站和油氣輸送管道等進行虛擬化設計以及建造，這些虛擬化的設計形象逼真，能夠在一定程度上降低設計的周期和成本，提高了油氣儲運網的設計效率；針對建好的油氣站庫等，能夠快速地進行虛擬設計、規劃和優化，極大提高了工作效率。

2 虛擬現實技術在油田培訓中的實現方法

2.1 油田培訓系統框架建設

系統框架分為系統平臺建設和應用系統，根據油田培訓的特征分為以下幾個模塊，如圖1所示。

圖1 油田培訓的系統框架

其中，系統平臺中的安全分析與培訓系統以及在線考試系統這兩個模塊是最重要的部分。安全分析與培訓系統是將一些事故案例的模擬仿真，通過對事故發生環境進行模擬仿真，對事故分析和處理過程進行測試，將事故案例的測試結果作為操作人員的培訓結果進行考核，這樣能夠提高操作人員對突發事件的反應速度和分析判斷能力，提高他們的安全生產技能。在線考試系統是對安全操作的一種考試模式，對培訓人員的安全操作技能進行檢測。系統里有開放的試題庫，系統能夠對考試結果進行評價，能夠用戶掌握自己的薄弱處，并進行針對性的培訓。

在應用系統建設中，油氣集輸培訓系統是油田培訓中的關鍵部分。主要有原有處理仿真系統、脫水仿真系統、穩定仿真系統、天然氣脫水仿真系統和污水處理仿真系統。

2.2 油田培訓的實現功能

通過基于虛擬現實技術的油田培訓系統，能夠使培訓人員在逼真的虛擬環境中進行操作，并對這些操作過程進行評分，對培訓人員的操作質量、詳細操作步驟和報警情況進行分析，得出綜合評價。操作質量，培訓人員在操作過程中的過程參數超過規定值，就會扣掉分數；操作步驟是重要的考核部分，通過對操作步驟的操作規范和順序來檢查評定，給出分數；報警情況，若在模擬操作中，培訓人員的失誤、錯誤操作過多，則會出現報警，報警次數達到一定值，則判定成績不合格。

3 結束語

虛擬現實技術的不斷發展，給人們生活帶來了許多便利。虛擬現實技術在油田中的廣泛應用，其中包括油田培訓、井下仿真作業、油氣儲運等環節。虛擬技術在油田培訓中的應用，與油田作業中的實際工藝相結合，改變和優化原來的油田培訓方法，滿足了油田生產的安全可靠性要求，極大提高了操作人員的技能水平和工作效率，降低了由于操作錯誤發生的事故發生率。基于虛擬現實技術對油田培訓系統進行設計，包括系統憑他和應用系統兩方面，并實現了培訓人員對自身操作技能的檢測和提高。

[1] 林琳，劉賢梅.基于虛擬現實技術的油田仿真培訓系統的設計[J].計算機技術與發展，2012，22，（10）：205-207.

[2] 楊立強，董寧，鄔長武，等.虛擬現實技術在塔河油田油氣勘探中的應用[J].新疆石油地質，2006，27，（5）.

Application of Virtual Reality Technology in Oilfield Training

Huang He

With the rise and development of computer network technology and virtual reality technology，it is more and more widely used in social life.Virtual reality technology has been gradually applied in the operation of oil companies，such as oil fi eld special training，security sand table command，oil and gas storage and transportation，while the oil fi eld safe and reliable production，staff technical requirements and quality training has more Strict requirements.In order to ensure the safety and reliability of oil production and the economic benef i ts of enterprises，we need to use more advanced computer technology and virtual reality technology，combined with the actual process in oilf i eld operations to change and optimize the original oil fi eld training methods to improve oil fi eld training Eff i ciency and training quality.Based on the analysis of the application prospect of virtual reality technology in oil industry，this paper puts forward the realization method of virtual reality technology in oilf i eld training and puts forward the guiding signif i cance for oilf i eld training.

virtual reality technology；oilf i eld training；application discussion

TE687;TP391.9

：A

：1003–6490（2017）04–0057–02

2017–04–12

黃鶴（1981—），男，湖北鐘祥人，工程師，主要從事信息技術工作。