摘 要

近年来海洋石油工业发展迅速，各类钻井平台也越来越多的投入使用，其中在浅海区主要使用自升式钻井平台。自升式钻井平台具有可移动，轻便省料等优点，在近海区域能够拖动升降，在各种海况下平稳工作，易于使用。

为了确保钻井平台能在海上正常运行，提前预观各种工况下的动作，这时就需要用到虚拟现实技术。虚拟现实，就是我们现在常常听说的VR（Virtual Reality），这个概念在上个世纪60年度最早被提出，指借助计算机系统和传感器技术生成一个三维环境，其中包括接近真实的场景，三维的模型，动画效果和声音，通过调动参与者的各个感官，制造出一种感觉真实的人机交互模式，也给人带来身临其境的真实感受体验。

Unigine是一款实时3d引擎，具有强大的三维渲染功能支撑多种建模软件，如SolidWorks建模软件。为实现钻井平台升降系统的运行仿真，先在SolidWorks中完成钻井平台的建模，其中升降系统细致建模，然后导入Unigine中建立场景，完成升降运行动作的仿真。仿真就是模拟升降运行是整个钻井平台的动作，做出动画。

关键词：Unigine，自升式钻井平台，升降机构，虚拟现实

Abstract

In recent years, the rapid development of offshore oil industry, various kinds of drilling platform is put into use more and more, which is mainly used in shallow sea jackup rigs. With a movable jack up drilling platform, lightweight materials and other advantages, can lift drag in the offshore region, stable work, easy to use in various sea conditions.

In order to ensure the normal operation of drilling platform on the sea, the pre view under various conditions, it is necessary to use virtual reality technology. The virtual reality, we often hear now is VR (Virtual Reality) in the last century, the concept was first proposed in 60, to generate a three-dimensional environment with the help of the computer system and the sensor technology, including realistic scenes, 3D model, animation and sound, mobilize all the senses by participants, making human-computer interaction mode of a true feeling, also bring people feel personally on the scene experience.

Unigine is a real-time 3D engine, with a powerful 3D rendering function to support a variety of modeling software, such as SolidWorks modeling software. For operation simulation of drilling platform lifting system, to complete the modeling drilling platform in SolidWorks, the lifting system of detailed modeling, set up the scene and then into Unigine, completes the lifting operation of movement simulation simulation is to simulate the lifting operation. The drilling platform moves to make animation.

Key Words：Unigine，Jack up drilling platform, lifting mechanism, virtual reality

目 录

摘 要 I

Abstract II

1绪论 1

2升降机构 4

2.1升降机构概况 4

2.2升降机构的结构 5

2.3升降机构的工作原理 5

2.4升降系统的运行过程 5

2.4.1 区域间的转移 6

2.4.2 下放腿桩 6

2.4.3 平台出水 7

2.4.4 预加载状态 7

2.4.5提升到空气隙 7

2.4.6载荷作业状态 8

3 SolidWorks建模过程 9

3.1单体零件建模 9

3.1.1腿桩支撑架 9

3.1.2 底座 9

3.1.3 大齿条 10

3.1.4 小齿轮 11

3.1.5 电机 11

3.1.6 减速箱 12

3.1.7 连接盖板 12

3.1.8 锁紧机构 12

3.1.9 平台和其他设备 13

3.2 装配过程 14

4 Unigine仿真运行 15

4.1 虚拟现实 15

4.2 Unigine软件 15

4.3 仿真过程 15

5总结与展望 17

参考文献 18

致 谢 19

1 绪论

随着时代的发展，人类对石油天然气的开采逐渐深化，作为海上石油开采工业中的重要机械，钻井平台在世界范围内发展迅速。在海上进行石油天然气开采时，工作人员和机械在钻井平台的支撑下有秩序的运作，平台上设施齐全，有动力，钻井装置，通讯，安全救生和人员生活设施等，是海上的工作站。海上钻井平台分为许多种类，主要包括固定式的移动式两大类。平台大都建立在近海的浅水区域，以便于搭建安装和开采工作。近海区域自升式钻井平台广泛应用。上个世纪各个国家一共存在397座自升式钻井平台，进入21世纪，这个数字在不断加大。科学技术的发展带动了钻井平台的升级，一些陈旧的平台开始淘汰，但更多技术革新后的钻井平台又如雨后春笋般建立起来。

世界上第一座海上钻井是在1897年完成建立的，由于当时的技术落后，建立的钻井平台非常简陋，材质为木材，功能很有限。不过它开启了开采石油的新时代，开创了钻井平台的先河。早期的钻井平台都是固定式，利用坐底式船建立平台，然后用锚固定在某一海域，用于对抗风浪等自然因素，确保钻井平台能正常工作，不受风浪影响。随着时代和经济的发展，自升式钻井平台应运而生，相比固定式钻井平台，自升式钻井平台有更优越的性能和更便宜的价格，因为升降系统比坐底式船造价更低，而且更加灵活。