基于虚拟现实技术的钻井仿真系统设计.pdfVIP

第21卷 第9期 计 算 机 技 术 与发 展 V01．21 No．9 2011年 9月 COMPUTER TECHNOLOGY AND DEVEL0PMENT Sep． 2011 基于虚拟现实技术的钻井仿真系统设计 王武礼，王延江，李瑞民 (中国石油大学(华东)信息与控制工程学院，山东 东营257061) 摘 要：针对基于三维动画和OpenGL技术的钻井仿真系统存在画面沉浸感不强、交互性差等不足，开发了基于虚拟现实 技术钻井仿真系统。在对钻井过程进行数学建模的基础上，设计了模型计算软件，该软件逼真地再现了钻井现场参数的 变化情况。利用3DMAX建模软件构建了复杂的钻井设备模型，并在Virtools平台下利用行为模块控制各模型独立的运 动，实现了动态的钻井虚拟场景。该场景在硬件平台的配合下，能够逼真地再现钻进、起下钻、接单根、上扣、卸扣等几十 种钻井工艺流程。该系统的实现为油田安全作业的培训提供了一条新的途径，具有一定推广价值。 关键词 ：虚拟现实；钻井仿真系统；数学建模；Virtools；动态场景 中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1673-629X(2011)09-0171—04 DesignofDrillingSimulationTrainingSystem BasedonVirtualReality WANGwu—li，WAN GYan-jiang，LIRui-min (CollegeofInformationandControlEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Dongying257061，China) Abstract：Becausethedrillingsimulationsystem basedon3D animationandOpenGL technologyhasnotstrongimmersionandgoodin— teraction，adrillingsimulationsystem basedonvirtualrealitytechnologywasdeveloped．Themodelcalculationsoftwarewasdesignde onthebasisofmahtematicalmod elingtoprocessofdrilling，whichcanrealisticallyreflcethtechangesofparametersindrillingfield． Dynamicdrillingvirtual sceneWas realizedbyconstructingacomplexdrillingequipmentmodelwiht 3D MAX softwarenadusingbehav— iorblockcontrolindependentmovementofeachmodelinVirtoolsplatform ．Inhtehardwareplatfomr coordination．htissceneCna simu— lateallkindsofdrillingoperationprocessvividly，suchas drilling，tripping，makingaconnection，screwingon，screwingoff nadSOon． Therealizationofhtesystem providesanew wayforhtetrainingof0il—fixedsafeyt taskoperation．has certainvaluetospread． Keywords：virtual reality；drillingsimulationsystem ；mathematicalmodeling；Virtools；dynamicscene O 引 言 针对这种需求，开发