【摘要】：鉆井工程是獲取石油資源的重要手段,它是一項(xiàng)技術(shù)復(fù)雜、成本高、采油風(fēng)險(xiǎn)高的工程。在實(shí)際的鉆井工程中,經(jīng)常由于操作人員的操作不當(dāng)導(dǎo)致井噴、井涌等一些不安全事故的發(fā)生,對(duì)鉆井工作人員的人身安全造成很大的傷害,同時(shí)也導(dǎo)致了一定的經(jīng)濟(jì)損失,因此,提高鉆井工人的技術(shù)培訓(xùn)迫在眉睫。近幾年,隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展,該技術(shù)已被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域,用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立的各種虛擬仿真系統(tǒng)在培訓(xùn)方面發(fā)揮了重要的作用。若將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到石油開采培訓(xùn)中,該技術(shù)具有的逼真性和沉浸感強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)不僅可以減少培訓(xùn)成本,而且可以大大的提高培訓(xùn)效率。本文首先對(duì)石油鉆井井場(chǎng)的設(shè)備、鉆井操作流程等進(jìn)行了分析,接著采用3D max三維建模軟件對(duì)鉆井設(shè)備進(jìn)行了建模,再利用3D max對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化處理,并且組建了整個(gè)虛擬三維井場(chǎng)。然后借助虛擬仿真軟件Unity 3D完成了虛擬漫游和對(duì)虛擬設(shè)備的交互控制,利用Unity 3D軟件功能開發(fā)了鉆井工程三維動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)軟件。最后,借助Virtual Reality(VR)硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)了具有沉浸感的漫游,讓體驗(yàn)者可以體驗(yàn)具有身臨其境感的漫游。本文的主要研究?jī)?nèi)容有:(1)虛擬三維井場(chǎng)模型的創(chuàng)建。通過查閱相關(guān)資料和原始數(shù)據(jù),借助3D max對(duì)石油鉆井井場(chǎng)模型進(jìn)行創(chuàng)建和優(yōu)化,根據(jù)實(shí)際井場(chǎng)布局,完成逼真的虛擬三維井場(chǎng)的組建。(2)仿真系統(tǒng)軟件的開發(fā)和交互控制的實(shí)現(xiàn)。借助Unity 3D的GUI功能設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的起始界面、主界面、二級(jí)界面,編寫交互控制程序?qū)崿F(xiàn)起下鉆柱、下套管等設(shè)備操作。最后,使用Unity 3D實(shí)現(xiàn)鉆井工程三維動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)的生成和發(fā)布。(3)基于VR的三維虛擬井場(chǎng)漫游的實(shí)現(xiàn)。通過對(duì)虛擬井場(chǎng)自然環(huán)境的構(gòu)建,達(dá)到了虛擬場(chǎng)景與實(shí)際井場(chǎng)環(huán)境一致的要求。借助腳本編程完成了利用鍵盤按鍵操作的第一視角漫游,最后,利用VR硬件設(shè)備完成了軟硬件的連接,將操作者帶入身臨其境的漫游中,實(shí)現(xiàn)了具有沉浸感的漫游。
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE928;TP391.9

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