基于VR技术的钻井工程三维动态仿真系统研究.pdf

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1、分类号TP391.9学号152030383密级全日制专业学位硕士学位论文题目基于VR技术的钻井工程三维动态仿真系统研究作者姓名李少辉导师姓名、职称霍爱清教授学科(专业领域)名称控制工程提交论文日期2018年6月6日学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所

2、做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：____________日期：____________学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到《中国学位论文全文数据库》并通过网络向社会公众提供信息服务。本人离校后发表或使用学位

3、论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：__________日期：__________导师签名：__________日期：__________注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出（含解密年限等）。I中文摘要论文题目：基于VR技术的钻井工程三维动态仿真系统研究专业：控制工程硕士生：李少辉(签名)指导教师：霍爱清(签名)摘要钻井工程是获取石油资源的重要手段，它是一项技术复杂、成本高、采油风险高的工程。在实际的钻井工程中，经常由于操作人员的操作不当导致井喷、

4、井涌等一些不安全事故的发生，对钻井工作人员的人身安全造成很大的伤害，同时也导致了一定的经济损失，因此，提高钻井工人的技术培训迫在眉睫。近几年，随着虚拟现实技术的不断发展，该技术已被应用到各个领域，用虚拟现实技术建立的各种虚拟仿真系统在培训方面发挥了重要的作用。若将虚拟现实技术应用到石油开采培训中，该技术具有的逼真性和沉浸感强等优点不仅可以减少培训成本，而且可以大大的提高培训效率。本文首先对石油钻井井场的设备、钻井操作流程等进行了分析，接着采用3Dmax三维建模软件对钻井设备进行了建模，再利用3Dmax

5、对模型进行优化处理，并且组建了整个虚拟三维井场。然后借助虚拟仿真软件Unity3D完成了虚拟漫游和对虚拟设备的交互控制，利用Unity3D软件功能开发了钻井工程三维动态仿真系统软件。最后，借助VirtualReality(VR)硬件设备实现了具有沉浸感的漫游，让体验者可以体验具有身临其境感的漫游。本文的主要研究内容有：（1）虚拟三维井场模型的创建。通过查阅相关资料和原始数据，借助3Dmax对石油钻井井场模型进行创建和优化，根据实际井场布局，完成逼真的虚拟三维井场的组建。（2）仿真系统软件的开发和交互控

6、制的实现。借助Unity3D的GUI功能设计整个系统的起始界面、主界面、二级界面，编写交互控制程序实现起下钻柱、下套管等设备操作。最后，使用Unity3D实现钻井工程三维动态仿真系统的生成和发布。（3）基于VR的三维虚拟井场漫游的实现。通过对虚拟井场自然环境的构建，达到了虚拟场景与实际井场环境一致的要求。借助脚本编程完成了利用键盘按键操作的第一视角漫游，最后，利用VR硬件设备完成了软硬件的连接，将操作者带入身临其境的漫游中，实现了具有沉浸感的漫游。关键词：钻井工程；VR技术；三维建模；Unity3D；

7、动态仿真论文类型：应用研究II英文摘要Subject:Researchon3DDynamicSimulationSystemofDrillingEngineeringBasedonVRTechnologySpeciality:ControlEngineeringName:LiShaohui(signature)Instructor:HuoAiqing(signature)ABSTRACTDrillingengineeringisanimportantwaytogetoilresources.Itisa

8、projectwithcomplextechnology,highcostandhighrisk.Duringactualdrillingengineering,someunsafeaccidentssuchasblowoutandwellskickareoftencausedbyoperatorswhohaveimproperoperations.Itdoesgreatharmtotheperson’ssafetyofdriller,andalsole