計(jì)算機(jī)實(shí)用技術(shù)的油田生產(chǎn)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)領(lǐng)域也迎來了新的發(fā)展契機(jī)，隨著計(jì)算機(jī)智能化、自動(dòng)化的發(fā)展與應(yīng)用，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)業(yè)得到了蓬勃發(fā)展，在科學(xué)研究領(lǐng)域與生產(chǎn)實(shí)踐領(lǐng)域表現(xiàn)出較好的系統(tǒng)優(yōu)化性、預(yù)測(cè)的可靠性和研究的前瞻性等方面的優(yōu)勢(shì)，降低了風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，也節(jié)約了科研和生產(chǎn)的成本，拓寬了其在實(shí)踐中的范圍。而將虛擬現(xiàn)實(shí)的計(jì)算機(jī)實(shí)用技術(shù)應(yīng)用于油田生產(chǎn)仿真系統(tǒng)中，通過對(duì)員工的虛擬培訓(xùn)，克服員工在實(shí)際生產(chǎn)中的限制，為在短期內(nèi)培養(yǎng)合格的人才奠定了基礎(chǔ)，提供了條件，在督促工人嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程的同時(shí)，也降低了能耗，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量與生產(chǎn)效率，保證了整個(gè)生產(chǎn)流程的順利安全進(jìn)行。本文將從簡析計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，簡析計(jì)算機(jī)實(shí)用技術(shù)的油田生產(chǎn)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展的方向等幾個(gè)方面做以簡要的分析，旨在了解 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的現(xiàn)狀及其在油田生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，完善和推廣該技術(shù)，使其能在更廣的領(lǐng)域中得到應(yīng)用，能夠?yàn)槠渌I(lǐng)域的生產(chǎn)與建設(shè)服務(wù)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的提高和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)實(shí)用技術(shù)；油田生產(chǎn)；虛擬環(huán)境；仿真系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 18-0000-02

1 簡析計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

近幾年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)取得了不斷的突破與發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)實(shí)用技術(shù)也逐漸發(fā)展起來，為油田的生產(chǎn)與建設(shè)提供了又一項(xiàng)技術(shù)支持和保障。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又被稱為靈境技術(shù)，以沉浸性、交互性和構(gòu)想性為基本特征的計(jì)算機(jī)高級(jí)人機(jī)界面。其最重要的兩個(gè)特征是系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境交互性及沉浸感。它綜合利用了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多傳感器技術(shù)等，來模擬人的視覺、聽覺等感官系統(tǒng)，使人沉浸在計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境里，通過語言、肢體語等方式進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，來創(chuàng)造一種適人化的多維信息空間。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)利用三維圖形生成技術(shù)、多傳感交互技術(shù)以及高分辨率顯示技術(shù)等技術(shù)手段的結(jié)合生成了三維逼真的虛擬環(huán)境，用戶需要通過特殊的交互設(shè)備就可以進(jìn)入虛擬環(huán)境中。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠生成虛擬境界的圖形工作站。近年來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已普遍應(yīng)用于工業(yè)、建筑領(lǐng)域、教育培訓(xùn)。文化娛樂、能源生產(chǎn)等方面。根據(jù)目前虛擬現(xiàn)實(shí)的傾向特征，可將虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)劃分桌面級(jí)的虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)、投入的虛擬現(xiàn)實(shí)和網(wǎng)絡(luò)分布式虛擬現(xiàn)實(shí)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要特征有：多感知性、浸沒感、構(gòu)想性。構(gòu)成虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)有環(huán)境建模技術(shù)、立體聲合成和立體顯示技術(shù)、觸覺反饋技術(shù)、交互技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)等。而一個(gè)完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不僅包括虛擬環(huán)境，也包括以高性能計(jì)算機(jī)為核心的虛擬環(huán)境處理器、以頭盔顯示器為核心的視覺系統(tǒng)、以語音識(shí)別、聲音合成與聲音定位為核心的聽覺系統(tǒng)、以方位跟蹤器、數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)衣為主體的身體方位姿態(tài)跟蹤設(shè)備和以味覺、嗅覺、觸覺與力覺反饋系統(tǒng)等設(shè)備技術(shù)組成。

2 簡析計(jì)算機(jī)實(shí)用技術(shù)的油田生產(chǎn)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)和仿真系統(tǒng)的內(nèi)涵比較廣，其應(yīng)用的范圍還有待擴(kuò)大。而計(jì)算機(jī)實(shí)用技術(shù)的重要組成部分虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)、商業(yè)、科技開發(fā)、軍事、教育、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域。接下來就以計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在油田生產(chǎn)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用為例，做以簡要的分析，旨在了解計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的相關(guān)知識(shí)和油田生產(chǎn)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案與原理，了解科技在實(shí)際生產(chǎn)中的作用與價(jià)值，掌握相關(guān)的科技服務(wù)于生產(chǎn)與建設(shè)，創(chuàng)造更多的社會(huì)財(cái)富，解決生產(chǎn)中能源供需矛盾，提高作業(yè)人員的實(shí)際操作水平和相關(guān)的素質(zhì)與技能，保證生產(chǎn)的安全、順利進(jìn)行。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在油田生產(chǎn)中，對(duì)安全操作等培訓(xùn)工作起到了一定的作用。而設(shè)計(jì)并開發(fā)基于桌面系統(tǒng)的油田安全操作的仿真系統(tǒng)，有助于提高油田的生產(chǎn)效率和管理水平。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過建立逼真的虛擬環(huán)境，利用各種高檔工作站、高性能圖形加速卡和交互設(shè)備，通過聲音、力與觸覺等方式，并且有效地屏蔽周圍現(xiàn)實(shí)環(huán)境，使參與者完全投入到虛擬世界中，用以提高作業(yè)人員的相關(guān)職業(yè)技能和實(shí)際的操作水平，積累相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

同時(shí)將基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)上的仿真技術(shù)，在油田注水生產(chǎn)中也有較大的作用與價(jià)值，隨著油田生產(chǎn)進(jìn)入中、高含水期，注水量逐漸的增加，注水的能耗尤其是電能的消耗越來越嚴(yán)重，使得油田注水系統(tǒng)的運(yùn)行及其復(fù)雜，井下壓裂測(cè)試、鉆關(guān)井、洗井問題及其注水裝置設(shè)備的維護(hù)、管網(wǎng)的改造等問題僅依靠作業(yè)人員的傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)是無法有效解決的，但若在油田注水生產(chǎn)過程使用仿真系統(tǒng)ISPPS的設(shè)計(jì)，以系統(tǒng)基本水力元件數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，應(yīng)用節(jié)點(diǎn)方程模型建立系統(tǒng)仿真模型，對(duì)現(xiàn)有的注水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及情況進(jìn)行定性分析。通過利用仿真設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的某層次的抽象屬性進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與模仿，利用相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的模型進(jìn)行試驗(yàn)與分析，得到可靠、準(zhǔn)確的信息。油田生產(chǎn)借助計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)模型、三維數(shù)字化系統(tǒng)及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來構(gòu)建能源安全作業(yè)虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，為多人在線交互式訓(xùn)練提供了條件，通過封閉式的演示、指導(dǎo)操作、開放式自由操作等培訓(xùn)模式，有利于開發(fā)能源安全作業(yè)虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，有效解決能源安全作業(yè)培訓(xùn)成本、安全和效率問題。在三維仿真信息化系統(tǒng)內(nèi)可對(duì)設(shè)備管理、管線管理、安全應(yīng)急等演練，構(gòu)建作業(yè)區(qū)三維環(huán)境。

3 簡析計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展的方向

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展與科技力量的推動(dòng)作用是密不可分的。自上世紀(jì)70年代初開始，數(shù)字模擬混合計(jì)算機(jī)仿真得以發(fā)展，70年代末，普及和推廣了各種類型的專用和通用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，90年代對(duì)交互式仿真和虛擬仿真進(jìn)行研究，并取得了一定的科研成效。之后，隨著科技和系統(tǒng)過程的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已日趨成熟，擴(kuò)展到生產(chǎn)與建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域，為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)生產(chǎn)建設(shè)提供了技術(shù)保證和科技支持。未來的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的油田生產(chǎn)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還有很大的發(fā)展空間與發(fā)展?jié)摿?，明確其發(fā)展方向，有助于進(jìn)行相關(guān)的科研和發(fā)揮在實(shí)際中的應(yīng)用價(jià)值。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，未來的仿真技術(shù)將向仿真技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化與虛擬制造的方向發(fā)展，其發(fā)展?jié)摿τ写M(jìn)一步開發(fā)與完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]井筒注水過程計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)注水管柱管柱設(shè)計(jì).

[2]李運(yùn)勝.計(jì)算機(jī)實(shí)用技術(shù)的油田生產(chǎn)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì).