(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111600648.9 (22)申请日 2021.12.24 (71)申请人 中国海洋石油集团有限公司 地址 100000 北京市东城区朝阳门北 大街 25号 申请人 中海油能源发展股份有限公司 (72)发明人 黄小龙　张璐　陈建兵　张杰　 顾纯巍　杨俊成　蒋凯　邢志彪　 张帅　张亮　 (74)专利代理 机构 成都金英专利代理事务所 (普通合伙) 51218 专利代理师 詹权松 (51)Int.Cl. G09B 9/00(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种交互式浅水压井井控情景演练系统及 方法 (57)摘要 本发明公开了一种交互式浅水压井井控情 景演练系统及方法， 方法包括： 采集浅水钻井参 数， 根据虚拟现实技术构建钻井井控模型并优化 获得3D浅 水压井井控模型； 将浅水压井流程与3D 浅水压井井控模 型相结合， 生 成浅水压井井控演 练任务， 分配岗位信息； 根据演练任务列表和岗 位信息， 在重置演练设备状态后， 生成演练分项 的初始化场景及设备状态； 通过桌面式虚拟显示 软件及3D网络架构同步所有参与演练人员的显 示终端三维图形状态信息， 进行浅水压井井控多 岗位演练。 本发 明针对浅水钻井作业特点构建交 互式浅水压井作业场景， 能真实模拟作业过程的 各种操作， 真实表达人为操作的差异性， 使系统 表现更接近实际， 能够真正提升受训人员的作业 能力。 权利要求书2页 说明书8页 附图1页 CN 114464037 A 2022.05.10 CN 114464037 A 1.一种交 互式浅水压井 井控情景演练方法， 其特 征在于， 包括： S1： 采集浅水钻井参数， 根据虚拟现实技术构建钻井井控模型并优化获得3D浅水压井 井控模型； S2： 将浅水压井流程与3D浅水压井井控模型相结合， 生成浅水压井井控演练任务， 分配 岗位信息； S3： 根据演练任务列表和岗位信息， 在重置演练设备状态后， 生成演练分项的初始化场 景及设备状态； S4： 通过桌面式虚拟显示软件及unity3D网络架构同步所有参与演练人员的显示终端 三维图形状态信息， 进行浅水压井 井控多岗位演练。 2.根据权利要求1所述的一种交互式浅水压井井控情景演练方法， 其特征在于， 所述步 骤S1还包括： S11： 根据虚拟现实技术构建三维钻井井控模型， 所述三维钻井井控模型包括： 演练场 景模型、 井控设备模型、 人员模型、 环境状况模型及事故 发生发展过程模型； S12： 利用浅水压井参数对三维钻井井控模型进行优化， 并最终生成3D浅水压井井控模 型。 3.根据权利要求1所述的一种交互式浅水压井井控情景演练方法， 其特征在于， 所述步 骤S2中岗位包括： 司钻、 副司钻、 泵工、 钻工、 录井工程师、 钻井监督、 队长、 高级队长及水下 师。 4.根据权利要求1所述一种交互式浅水压井井控情景演练方法， 其特征在于， 所述浅水 压井流程包括常规压井和特殊压井， 常规压井包括等候加重法、 司钻法和边加重边循环法； 特殊压井为空井压井， 包括置换式压井法、 回压法压井和强行 下钻到底循环压井法。 5.根据权利要求4所述一种交互式浅水压井井控情景演练方法， 其特征在于， 所述等候 加重法具体压井步骤为： A． 发现溢流后， 用正确程序关井； B． 待井口压力稳定后记录关井钻杆压力、 关井套管压力和循环池 钻井液增量； C． 计算压井所需压井液密度并进行配置； D． 计算压井的压力数据， 填写压井工作卡； E． 按以下流 程进行施工： a． 开泵， 泵速开到压井泵速， 调节阻流阀， 使套压等于关井套压， 这时钻杆压力为初始 循环压力； b． 泵入压井液， 调 节阻流阀， 当压井液从地面达到钻头时， 钻杆压力从初始循环压力降 到最终循环压力； c． 调节阻流阀， 保持钻杆压力不变， 一 直到压井液从阻流管汇返出地 面； d． 当压井液近出后， 停泵， 关闭阻流阀， 如还有套压， 应打开阻流阀继续循环， 直到环空 返出压井液关阻流阀后无套压为止； e． 停泵， 在钻杆压力和套管压力均为 零时， 打开防喷器， 恢复正常循环， 压井作业结束。 6.根据权利要求4所述一种交互式浅水压井井控情景演练方法， 其特征在于， 所述司钻 法的压井步骤如下： S101． 发生溢流后， 停泵通过程序关井；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114464037 A 2S102． 待井口压力稳定后， 准确记录关井钻杆压力、 套管压力和循环池 钻井液增量； S103． 检查钻杆 是否有圈闭压力； S104． 用原密度钻井液进行第一周循环， 用低泵速循环， 调 节阻流阀使套管压力等于关 井套压； S105． 再调节阻流阀， 使钻杆压力不变， 泵速维持恒定， 一直把溢流流体完全从井口循 环出来， 环空不再有溢流 流体； S106． 停泵关井， 记录当时新的套管压力； S107． 根据计算出来的压井液密度， 配备好所需压井液； S108． 进行第二循环周压井， 开泵， 泵入压井液， 泵速开到压井泵速， 调节阻流阀， 保持 套压等于新的关井套压不变， 一 直到加重 压井液到 达钻头； S109． 这时转变为控制钻杆压力， 调 节阻流阀， 保持钻杆压力不变， 泵速不变， 一直到加 重压井液排出井口； S1010． 停泵， 当钻杆压力和套管压力为零时， 打开防喷器恢复正常情况， 压井作业结 束。 7.根据权利要求4所述一种交互式浅水压井井控情景演练方法， 其特征在于， 所述边加 重边循环法的压井流程包括： 发现溢流正确关井后， 取得相关数据， 立即边循环边加重压 井； 压井液密度是按照进度逐步提高， 计算出钻杆内钻井液每提高0.01克／立方厘米时， 根 据钻杆压力下降值计算出钻井液从地面到达钻头所需泵冲数， 初始循环压力以及钻井液从 原密度达到压井液密度时的最终循环压力， 压井施工时按计算出 的数据控制钻杆压力； 当 压井液充满钻杆时， 钻杆压力降到最 终循环压力， 然后保持钻杆压力不变， 直到环空完全充 满压井钻井液， 溢流体全部排出井口， 压井作业结束。 8.根据权利要求4所述一种交互式浅水压井井控情景演练方法， 其特征在于， 所述置换 式压井法的压井流程为： 重复向井内挤入定量钻井液， 关井使钻井液下落至井底， 然后泄掉 定量井口压力， 直到井口压力降到一定程度， 再强行下钻到底按常规压井方法完成压井作 业。 9.根据权利要求4所述一种交互式浅水压井井控情景演练方法， 其特征在于， 所述 回压 压井法为从压井管线泵入压井液把进入井筒的溢流压回地层的压井作业， 以最大允许关井 套压作为施工最高工作压力， 向井内挤入原密度或密度稍高一点的钻井液， 挤入的钻井液 量至少等于关井时循环池的增量， 直到井内压力平衡得到恢复完成压井作业。 10.一种交互式浅水压井井控情景演练系统， 采用如权利要求1~9任意一项所述的一种 交互式浅水压井井控情景演练方法实现， 其特征在于， 包括登录模块、 作业参数配置模块、 角色选择模块、 演练记录模块和操作评分模块； 其中， 登录模块用于后台管理员和受训人员登录系统； 作业参数配置模块用于后台管理员配置钻进工况下浅水压井井控作业流程、 钻井参数 和作业人员角色； 角色选择模块用于受训人员选择作业人员角色进行浅水压井 井控作业情景演练； 演练记录模块用于为受训人员提供交互式浅水压井井控作业情景演练场景， 并采集记 录受训人员的操作记录； 操作评分模块用于根据预设的评分标准对受训人员的操作记录进行评分。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114464037 A 3