步，整合，在完成素材采集，建模，模型动作，模型贴图及材质，背景设置，灯光 设置，镜头设置之后，将整个场景整合到一起，既包括从画基线开始，每一个部件的安装，到 最后底座的起升完毕的全过程；
[0058] 第九步，渲染，将整合好的场景根据设置好的镜头开始渲染成图片，一秒钟的动画 设置为25张图片，图片分辨率设置为2560X768;渲染机为60台服务器组成的渲染农场，通过 24小时不间断的渲染，耗时45天渲染完毕，总计渲染高精细图片192000张；
[0059] 第十步，配音、背景音乐及音效，配音聘请专业配音演员进行录制，包括每一步安 装步骤及井架起升时的解说，背景音乐配合不同的安装步骤，选用不同调子的背景音乐;并 在部件吊装到位，大锤敲销子等位置配以相应的音效；
[0060] 第十一步，后期合成，将渲染好的192000张图片导入合成机，合成完整的视屏动 画，添加解说的中英文字幕，并将配音，背景音乐及音效同时合成到视频中；为了保证质量， 合成后输出的视频格式为无压缩的avi文件，整个文件为1.3TB;
[0061 ]第十二步，转压为发布格式，为了方便播放，需要将1.3TB大的原始视频文件转压； 设置为32000Kbps码率，WMV8格式，编码器为FFmpeg;转压之后的最终文件为29G;播放流畅， 画质得到最大程度的保护。
【附图说明】
[0062] 图1是本实用新型用于模拟陆地钻机的模拟装置
[0063] 图2是本实用新型陆地钻机展示系统结构图
[0064] 图3为本实用新型的司钻操作台正面控制面板主视图
[0065] 图4为本实用新型的司钻操作台侧面控制面板主视图
[0066] 图5为本实用新型的顶驱机械控制面板主视图
[0067] 图6为本实用新型的操作台控制关系示意图
[0068] 图7为本实用新型的钻机井架/底座模型工作原理图
[0069] 图8为本实用新型的控制系统总体结构图
[0070] 图9为本实用新型的井架起升工艺流程图
[0071] 图10为本实用新型的底座起升工艺流程图
[0072] 图11为本实用新型的底座下放工艺流程图
[0073] 图12为本实用新型的井架下放工艺流程图
[0074] 图13为本实用新型的正常下钻工艺流程图
[0075] 图14为本实用新型的下钻遇阻工艺流程图
[0076] 图15为本实用新型的正常起钻工艺流程图
[0077] 图16为本实用新型的起钻遇卡工艺流程图 [0078]图17为本实用新型的正常钻进接立柱流程图 [0079]图18为本实用新型的憋跳下的钻进流程图 [0080]图19为本实用新型的高压地层钻进流程图 [0081 ]图20为本实用新型的低压地层钻进流程图
[0082] 图21为本实用新型的粘附卡钻模拟流程图
[0083] 图22为本实用新型的沉砂卡钻模拟流程图
[0084] 图23为本实用新型的泥包卡钻模拟流程图
[0085] 图24为本实用新型的公锥打捞模拟流程图
[0086] 图25为本实用新型的落物磨铣模拟流程图
【具体实施方式】
[0087] 下面结合说明书附图具体介绍本实用新型的工作过程：
[0088] 参见图1，本实用新型所针对的用于模拟陆地钻机的模拟装置包括用于模拟陆地 钻机的模拟装置，所述模拟装置包括钻机模型、前端操作台、教师操作台、以及三通道环幕 投影显示系统。其中前端操作台中包括参数计算机，其中该参数计算机作为分布式的上位 机完成整个系统的数据采集与控制，主控计算机和图形计算机完成系统主程序的执行和环 幕图形的处理和显示。
[0089] 钻机模型包括井架模型和底座模型，井架模型包括井架和井架核心控制机。其中 井架为前开口型井架，由主体、人字架及附件组成，附件主要有二层台、死绳稳定器、笼梯。 井架主体由左上段、右上段、左中上段、右中上段、左下段和右下段及背横梁、斜拉杆、连接 架组成一个前开口型钢架结构，主体的调整固定是由两个卡销完成。人字架是由左、右前 腿，左、右后腿及横梁等组成的门形结构，用来起放和支靠井架。起升装置由起升大绳、高支 架、低支架和游车大钩支架组成。井架采用人字架起升方式，依靠钻台面绞车的动力，通过 快绳、大钩拉动起升大绳，实现井架起升，井架起升时为了能够使井架平稳的靠放在人字架 上，同时下放井架时又能使井架重心前移，从而依靠井架本身自重下落，在人字架上设有 缓冲装置，通过缓冲装置的伸缩来实现。
[0090] 底座模型包括底座和底座核心控制机，其中底座主要由底座主体、起升装置、液压 缓冲装置组成，底座采用平行四边形机构的运动原理，从而实现了高台面设备的低位安装。 采用绞车动力，利用游车大钩使底座从低位整体起升到工作位置。底座主体分为上、中、下 三层:上层为钻台面部分，用来安装钻台面的设备，通过销子连接组成，下层为底座基座部 分，由左如基座与左后基座、右如基座与右后基座分别用销子连接成左、右两个部分。左、右 两个部分之间的连接构件有连接梁、连接架和斜撑。中间层为支撑部分，位于上、下层之间， 起支撑钻台面和起放底座作用。分别由人字架前腿、人字架后腿、前立柱、后立柱、斜立柱组 成，用销子与上、下层连接。人字架由前腿及后腿两部分组成，起升大绳的一端固定在人字 架后腿上，人字架在整个底座起升的过程中起到支撑的作用。起升大绳两端装有套环，另有 参与起升的1组滑轮固定在人字架后腿上。所述钻井模型还包括防护装置组，其中防护装置 组包括实现钻机井架天车防碰功能的钻机井架天车防碰装置、实现防钻机井架过度起升功 能的防钻机井架过度起升装置、实现防钻机井架过度下放功能的防钻机井架过度下放装 置、实现防钻机底座过度起升功能的防钻机底座过度起升装置、实现防钻机底座过度下放 功能的防钻机底座过度下放装置、实现防钻机大钩过度下放功能的防钻机大钩过度下放装 置。
[0091] 司钻操作台包括机箱、内部控制板和参数计算机，所述的机箱的正面设有司钻操 作台正面控制面板，机箱的一个侧面设有司钻操作台侧面控制面板，机箱的另一个侧面设 有顶驱机械控制面板以及缓冲液缸的控制面板。其中在司钻操作台正面控制面板上设置有 电源按钮8、开机按钮7、气喇叭开关6、防碰释放按钮5、悬重缓冲阀19、钻压缓冲阀17、吊钳 扭矩阻尼器14、立管压力阻尼器15、捞刹滚筒离合、输入轴惯刹控制开关、换档控制开关、猫 头控制开关、风动旋扣控制开关、滚筒高低速开关、油缸选择开关、底座液压开关、驻车制动 开关以及紧急制动开关;还包括显示表组，其中所述显示表组包括气源压力表2、冷却水压 表、绞车油压表3、转盘油压表4、转盘扭矩表13、栗压表、吊钳扭矩表16、左钳压力表9、右钳 扭矩表10、安全钳压力表12、猫头压力表1、钻井扭矩表、转速表、指重表18、转盘电流表、锁 档压力表以及过卷压力表，具体结构布置如附图3所示；司钻台侧面控制面板上设置指配开 关、发电机急停按钮、整流急停按钮、测试急停按钮、PLC/旁路开关、电磁涡流刹车开关、转 盘正反转选择开关、绞车正反转选择开关、1号泥浆栗开关、2号泥浆栗开关、3号泥浆栗开 关、低压报警器开关，具体结构布置如附图4所示；
[0092] 前端操作台的内部控制板包括前端操作台第一可编程控制器PLCl和第二可编程 控制器PLC2,上述可编程控制器PLC与参数计算机数据通信采用RS232协议进行通信，其中 第一可编程控制器PLCl的CPU模块通过A/D模块分别与电源按钮、开机按钮、气喇叭开关、防 碰释放按钮、悬重缓冲阀、钻压缓冲阀、吊钳扭矩阻尼器、立管压力阻尼器、捞刹滚筒离合、 输入轴惯刹控制开关、换档控制开关、猫头控制开关、风动旋扣控制开关、滚筒高低速开关、 油缸选择开关、底座液压开关、驻车制动开关以及紧急制动开关连接，通过PLC的开关量输 入端口分别与指配开关、发电机急停按钮、整流急停按钮、测试急停按钮、PLC/旁路开关、电 磁涡流刹车开关、转盘正反转选择开关、绞车正反转选择开关、1号泥浆栗开关、2号泥浆栗 开关、3号泥浆栗开关、低压报警器开关进行连接;通过PLC采集司钻操作台上的各个开关， 旋钮状态以模拟绞车的升降控制，转盘的转速控制，泥浆栗的调速控制；同时采集绞车离合 器位置、绞车档位、转盘离合器位置、转盘档位、栗调节器位置、柴油机功率调节器位置;监 测悬重、钻压、钻机气源压力、泥浆密度、泥浆粘度以及泥浆失水等参数，通过PLC的控制使 得司钻操作台实现对井架/底座的起升控制、对钻盘的转速控制以及对泥浆栗的调速控制。
[0093] 其中顶驱机械控制面板上设置有急停按钮、吊环中位按钮、复位/静音按钮、吊环 回转选择开关、内防喷器开关、液压栗开关、锁紧销开关、背钳选择开关、吊环倾斜选择开 关、刹车选择开关、辅助操作开关、风机选择开关、电机选择开关、操作选择开关、旋转方向 选择开关;缓冲液缸的控制面板上设置有左右液缸选择手柄、液缸压力选择手柄以及液缸 伸出/缩回控制手柄;其中前端操作台的内部控制板的第二可编程控制器PLC2的CPU模块通 过A/D模块分别与急停按钮、吊环中位按钮、复位/静音按钮连接，通过PLC的开关量输入端 口分别与吊环回转选择开关、内防喷器开关、液压栗开关、锁紧销开关、背钳选择开关、吊环 倾斜选择开关、刹车选择开关、辅助操作开关、风机选择开关、电机选择开关、操作选择开 关、旋转方向选择开关进行连接以实现对顶驱进行控制。
[0094] 其中缓冲液缸的控制面板上设置有左右液缸选择手柄、液缸压力选择手柄以及液 缸伸出/缩回控制手柄;其中前端操作台的内部控制板的第二可编程控制器PLC2的CPU模块 通过A/D模块分别与左右液缸选择手柄、液缸压力选择手柄以及液缸伸出/缩回控制手柄连 接以对缓冲液缸进行控制。
[0095] 教师操作台具有主控计算机和图形计算机，其中该主控计算机具有主控模块，该 主控模块用于与通信模块进行通信，实时获得硬件设备状态;所述主控计算机还包括如下 多个钻机模型的模拟装置:钻机模型钻进工艺模拟装置、钻机模型溢流模拟装置、钻机模型 气体膨胀模拟装置、钻机模型循环压力计算模拟装置、钻机模型钻具提升模拟装置以及钻 机模型的钻机井架/底座的起升/下放模拟装置，其中主控模块还包括有如下多个模拟系 统：用于模拟陆地钻机井架/底座的起升/下放操作的装置、用于模拟陆地钻机起钻和下钻 操作的装置、用于模拟陆地钻机钻进操作的装置、用于模拟陆地钻机事故应急操作的装置。
[0096] 教师操作台主要用于教师对学员操作情况进行监控，对操作结果进行自动评判， 打分。其中主控计算机用于完成上述系统主程序的执行，其包括用于存储和设置模拟参数 的模块、用于模拟工艺程序的模块、用于控制图形、计算并绘制压井曲线的模块、用于成绩 评定及学员管理的模块、采集前端设备参数的模块、控制前端控制台上显示仪表的模块以 及执行机构。图形计算机用于环幕图形的处理和显示，两者间通过该TCP/IP协议互联。 [0097]工作时：首先使前端工作台、钻机模型、教师操作台、以及三通道环幕投影显示系 统均上电，使得陆地钻机安装操作模拟系统启动工作，在参数计算机启动后，自动运行设置 其中的"陆地钻机安装操作模拟系统参数程序"，上述参数程序负责接收前端硬件的状态， 进行处理后通过网络传输给主控程序，在参数程序中实现优选包括"钻压"、"悬重"、"排量" 等钻进实时参数的外显，并可由程序进入到操作设置运行界面以实现模拟作业的设备初始 化工作以及操作设置。在图形计算机启动完成后，运行其中的图形程序，分别进入以下培训 项目进行选择:钻机安装动画、井架起升模拟、虚拟装配操作、钻进模拟操作以及电子图册， 通过操作员在图形计算机上进行选择，可进入不同的培训项目模块进行培训。
[0098]在进行钻机安装动画、虚拟装配操作或者电子图册演示时、由教师操作台中的主 控计算机完成主程序的执行，将处理后的图形数据以及模块动作数据通过预订的数据传输 协议传送给用于环幕图形的处理和显示的图形计算机，图形计算机中的数据被传输给三通 道环幕投影显示系统中的图像融合机，图像融合机再将图形计算机产生的图像信息分配给 三台投影仪，并进行边缘融合，经过几何校正和颜色校正后，将上述主程序处理后的图形数 据以及模块动作数据投影到工程环形投影幕上，以声音，图像等易于与操作员进行人机交 互的方式向工程技术人员展示钻机使用，安装和拆卸过程中的关键操作流程及技术要点以 及整个钻机部件组成。该系统采用虚拟显示技术构建一个真实感极强的视觉环境，让学员 有身临其境的感觉，以直观的方式向工程技术人员展示钻机安装，拆卸过程中的关键操作 流程及技术要点，从而解决现有传统纸质说明书存在的理解难和理解歧义等问题，使说明 书的阅读更加简单，更加形象生动，杜绝因个体理解差异造成对说明书的误读而导致事故 的发生。
[0099]在进行井架起升模拟以及钻进模拟操作时，在系统上电后，先对绞车、泥浆栗和转 盘进行初始化操作、将司钻台操作台上各阀件恢复到初始位置，并将司钻台操作与井架模 型进行联动。实际使用时，一方面通过PLC上的模拟和数字输入端口采集接收司钻台上操作 员操作所产生的模