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申请/专利权人：西南石油大学

摘要：本发明公开了一种深水天然气开采工艺数字化培训系统及模拟方法，其系统包括教师端、学员端和服务器；教师端包括事故选择模块，用于培训过程中随时引入事故或故障；服务器包括仿真模块和管理模块，仿真模块利用流量耦合法实时计算模拟管道内流体的压力、流量、温度，完善模拟工况参数；管理模块生成多个操作窗口和窗口对应的仿真模块，实现窗口与仿真模块，窗口与窗口之间仿真模块的联系；学员端包括操作窗口模块，操作窗口模块用于显示培训采气工况，并提供学员培训操作界面。系统利用先进的数学模型使培训更加贴合现场实际，采用事故预埋技术模拟采气作业中常见的事故，学员通过现象判断并做出正确的处理，提高他们对事故的判断和处理能力。

主权项：1.一种深水天然气开采工艺数字化培训系统，包括教师端、学员端和服务器；所述教师端用于设置并发布培训任务，并上传到服务端，实时监控学员培训过程；所述服务器用于接收教师端发来的培训任务，根据培训任务对各种采气工况进行模拟控制，并将模拟工况下发至学员端；所述学员端用于接收模拟工况情景，提供人机交互工具，以供学员培训操作；其特征在于，所述教师端包括事故选择模块，用于培训过程中随时引入事故或故障，以供系统判断和处理；所述服务器包括仿真模块和管理模块，所述仿真模块利用流量耦合算法实时计算模拟管道内流体的压力、流量，完善模拟工况参数；所述管理模块生成多个操作窗口和窗口对应的仿真模块，实现窗口与仿真模块，窗口与窗口之间仿真模块的联系；所述学员端包括内操岗位操作窗口模块和外操岗VR操作模块，所述内操岗位操作窗口模拟现场内操岗人员操作，显示培训采气工况，并提供学员培训操作界面；所述外操岗VR操作模块采用VR技术，使用VR眼镜和VR操作手柄操作虚拟现场的阀门及设备，VR场景显示操作人员的虚拟人物，并以透明、剖面的方式展现设备内部的工作情况、管道内的流动情况；其中，所述流量耦合算法具体包括以下步骤：对于节点A，有三根管道和它相连：管道A、管道B、管道C，流体由管道A流入管道B和管道C，S201：计算流出管道A的流量QA-out、流入管道B的流量QB-in、流入管道C的流量QC-in；S202：根据S201结果，计算节点A的流量总和∑Q；S203：判断在节点A处，流量总和∑Q是否满足质量守恒；所述步骤S201具体为：流出管道A的流量包含管道A流入管道B的流量QAB、管道A流入管道C的流量QAC：QA_out＝QAB+QAC；流入管道B的流量包含管道A流入管道B的流量QAB、管道C流入管道B的流量QCBQB_in＝QAB+QCB；流入管道C的流量包含管道A流入管道C的流量QAB、管道B流入管道C的流量QBCQc_in＝QAC+QBC；所述步骤S202具体为：对于节点A，管道A的流出流量是流入节点A的流量，因此为正流量，管道B和管道C的流入流量是流出节点A的流量，因此为负流量，对于节点A，此处流量总和为： ∑Q＝QAB+QAC-QAB-QAC＝0。

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