本發(fā)明涉及錄井專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)系統(tǒng)及方法，具體涉及錄井異常識(shí)別與預(yù)警培訓(xùn)系統(tǒng)及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、異常預(yù)報(bào)是錄井工作的重要組成部分，其關(guān)乎鉆井安全和鉆井成本的控制，并在錄井質(zhì)量考核中也有異常預(yù)報(bào)率達(dá)到100％的要求。然而由于現(xiàn)場工作人員的經(jīng)驗(yàn)欠缺，業(yè)務(wù)水平良莠不齊，往往不能及時(shí)對錄井參數(shù)的異常做出準(zhǔn)確的判斷，容易導(dǎo)致異常預(yù)報(bào)率和準(zhǔn)確率降低；現(xiàn)有錄井預(yù)報(bào)培訓(xùn)多局限于ppt教材模式，不能結(jié)合錄井參數(shù)曲線的動(dòng)態(tài)變化特征，難以給受訓(xùn)員工以直觀印象，這樣容易造成培訓(xùn)方式單一、培訓(xùn)內(nèi)容局限的問題，難以達(dá)到預(yù)期的培訓(xùn)效果。現(xiàn)有錄井異常預(yù)報(bào)培訓(xùn)的全面性和時(shí)效性有待改進(jìn)，每個(gè)員工接受到的培訓(xùn)內(nèi)容不夠全面也不夠系統(tǒng)化，且面對新技術(shù)、新工藝下產(chǎn)生新的錄井異常，無法有效地對所有員工進(jìn)行及時(shí)培訓(xùn)。

2、例如，于2014年6月11日公開的名稱為錄井技術(shù)培訓(xùn)仿真客戶端系統(tǒng)、公開號(hào)為cn103854530a的專利文獻(xiàn)記載了一種錄井技術(shù)培訓(xùn)仿真客戶端系統(tǒng)，包括教學(xué)演示模塊、交互練習(xí)模塊、技能考核模塊、用戶信息模塊和資料庫模塊；所述教學(xué)演示模塊用于在虛擬數(shù)字井場中鼠標(biāo)掠過途中某一物體時(shí)對該物體名稱進(jìn)行顯示并且當(dāng)雙擊數(shù)字井場場景中某一物體時(shí)將對應(yīng)的課程內(nèi)容彈出，用戶選中任一課程將出現(xiàn)相應(yīng)的教學(xué)演示畫面；所述交互聯(lián)系模塊用于用戶按照相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯在工具箱中選擇需使用的工具或者配件到當(dāng)前練習(xí)場景中并將其放置到工具要使用的位置或配件要安裝的位置同時(shí)當(dāng)放置正確時(shí)自動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，當(dāng)放置錯(cuò)誤時(shí)進(jìn)行報(bào)錯(cuò)提示；所述技能考核模塊用于用戶按照一定考核內(nèi)容進(jìn)行演練后對用戶操作給出相應(yīng)分?jǐn)?shù)。又如于2015年6月3日公開的名稱為綜合錄井模擬系統(tǒng)、公開號(hào)為cn104680878a的專利文獻(xiàn)記載了一種綜合錄井模擬系統(tǒng)，它包括教師控制臺(tái)、傳感器檢測系統(tǒng)、沙盤模型、電源控制系統(tǒng)和機(jī)柜，所述教師控制臺(tái)包括主控機(jī)和圖形機(jī)，所述機(jī)柜包括色譜儀、co2分析器、氫氣發(fā)生器、采集計(jì)算機(jī)、色譜計(jì)算機(jī)和客戶機(jī)組，傳感器檢測系統(tǒng)包括多個(gè)傳感器，多個(gè)傳感器在各自的接線箱匯總，經(jīng)傳感器信號(hào)總線電纜與主控機(jī)連接，所述的主控機(jī)上設(shè)置有各種虛擬模擬程序模塊；所述的圖形機(jī)上設(shè)置有虛擬呈現(xiàn)模塊等現(xiàn)有技術(shù)均存在上述缺陷。

3、根據(jù)需求調(diào)研，業(yè)務(wù)梳理，發(fā)現(xiàn)對錄井作業(yè)人員進(jìn)行錄井預(yù)報(bào)培訓(xùn)是非常必要的，且需要更加高效、快捷、靈活的培訓(xùn)方式：建立錄井異常預(yù)報(bào)知識(shí)庫，研發(fā)錄井預(yù)報(bào)培訓(xùn)系統(tǒng)，以不斷更新錄井預(yù)報(bào)知識(shí)庫，實(shí)現(xiàn)對員工的培訓(xùn)和練習(xí)，進(jìn)而提高員工異常預(yù)報(bào)能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種錄井異常識(shí)別與預(yù)警培訓(xùn)系統(tǒng)及其使用方法，能夠完成錄井現(xiàn)場異常報(bào)告全過程的線上情景模擬，以實(shí)現(xiàn)線上結(jié)合實(shí)時(shí)錄井異常數(shù)據(jù)來培訓(xùn)錄井異常識(shí)別與報(bào)告、井控知識(shí)等內(nèi)容，從而提高培訓(xùn)效率，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)對培訓(xùn)者的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行考核、評價(jià)。

2、本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、錄井異常識(shí)別與預(yù)警培訓(xùn)系統(tǒng)，包括錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、錄井異常預(yù)報(bào)知識(shí)庫、井控學(xué)習(xí)單元和預(yù)警學(xué)習(xí)單元，

4、所述預(yù)警學(xué)習(xí)單元包括異常曲線模擬模塊、抽取模塊、標(biāo)注模塊、學(xué)員預(yù)報(bào)填寫模塊、答案預(yù)報(bào)生成模塊、異常預(yù)報(bào)對比模塊和預(yù)報(bào)結(jié)果分析模塊；

5、所述異常曲線模擬模塊與錄井異常預(yù)報(bào)知識(shí)庫連接，異常曲線模擬模塊的功能為根據(jù)不同類型的錄井異常案例模擬生成相對應(yīng)的錄井曲線；

6、所述井控學(xué)習(xí)單元包括井控知識(shí)模擬模塊和結(jié)果評分模塊；

7、所述錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為獲取錄井作業(yè)現(xiàn)場的錄井?dāng)?shù)據(jù)；

8、所述錄井異常預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)庫與錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫連接，錄井異常預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)庫為將錄井?dāng)?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理為各錄井異常參數(shù)，并劃分為不同類型的錄井異常案例進(jìn)行儲(chǔ)存；

9、所述抽取模塊分別與錄井異常預(yù)報(bào)知識(shí)庫、異常曲線模擬模塊連接，抽取模塊的功能為從錄井異常預(yù)報(bào)知識(shí)庫在隨機(jī)抽取錄井異常案例，并對錄井異常案例所對應(yīng)的錄井曲線進(jìn)行回放；

10、所述標(biāo)注模塊的功能為能夠?qū)︿浘€中的異常數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，以生成標(biāo)注信息；

11、所述學(xué)員預(yù)報(bào)填寫模塊用于生成學(xué)員預(yù)報(bào)填寫單；

12、所述答案預(yù)報(bào)生成模塊與抽取模塊連接，答案預(yù)報(bào)生成模塊用于結(jié)合錄井參數(shù)自動(dòng)生成答案預(yù)報(bào)單；

13、所述異常預(yù)報(bào)對比模塊分別與學(xué)員預(yù)報(bào)填寫模塊和答案預(yù)報(bào)生成模塊連接，異常預(yù)報(bào)對比模塊用于將學(xué)員預(yù)報(bào)填寫單與答案預(yù)報(bào)單進(jìn)行對比，輸出學(xué)員預(yù)報(bào)結(jié)果評分；

14、所述預(yù)報(bào)結(jié)果分析模塊與異常預(yù)報(bào)對比模塊連接，預(yù)報(bào)結(jié)果分析模塊用于針對學(xué)員預(yù)報(bào)結(jié)果生成預(yù)報(bào)結(jié)果分析和修改建議；

15、所述井控知識(shí)模擬模塊用于實(shí)現(xiàn)井控知識(shí)模擬考試；

16、所述結(jié)果評分模塊與井控知識(shí)模擬模塊連接，結(jié)果評分模塊用于完成結(jié)果評分。

17、進(jìn)一步的，所述標(biāo)注模塊中生成的標(biāo)注信息包括標(biāo)注曲線類型、標(biāo)注時(shí)間和標(biāo)注內(nèi)容。

18、進(jìn)一步的，所述答案預(yù)報(bào)生成模塊生成的答案預(yù)報(bào)單與學(xué)員預(yù)報(bào)填寫模塊生成學(xué)員預(yù)報(bào)填寫單中均包括井號(hào)、日期、井深、異常類型、異常開始時(shí)間、預(yù)報(bào)時(shí)間、預(yù)報(bào)參數(shù)、參數(shù)變化情況、分析結(jié)果預(yù)報(bào)和建議處理措施。

19、進(jìn)一步的，所述錄井異常預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)庫可輸入新的錄井?dāng)?shù)據(jù)。

20、進(jìn)一步的，所述錄井異常預(yù)報(bào)知識(shí)庫中預(yù)報(bào)案例所在作業(yè)現(xiàn)場，包括高磨區(qū)塊、威遠(yuǎn)區(qū)塊、長寧區(qū)塊、雙魚石區(qū)塊、瀘州區(qū)塊、自貢區(qū)塊、相國寺區(qū)塊以及各探井地區(qū)；錄井異常預(yù)報(bào)知識(shí)庫中異常預(yù)報(bào)案例類別包括氣測異常、氣侵、溢流、鉆具刺、井漏、水眼堵、硫化氫異常、遇卡。

21、一種錄井異常識(shí)別與預(yù)警培訓(xùn)系統(tǒng)的使用方法，基于前述的錄井異常識(shí)別與預(yù)警培訓(xùn)系統(tǒng)，包括下述步驟：

22、s1、針對不同的錄井異常事件，收集錄井作業(yè)現(xiàn)場的錄井?dāng)?shù)據(jù)；

23、s2、根據(jù)不同類型的錄井異常事件中的參數(shù)變化特征，將錄井?dāng)?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理為各錄井異常參數(shù)；

24、s3、建立錄井異常預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)庫，以儲(chǔ)存不同類型的錄井異常案例的錄井異常參數(shù)，并針對各錄井異常參數(shù)模擬生成相對應(yīng)的錄井曲線；

25、s4、根據(jù)學(xué)員抽取的錄井異常案例，自動(dòng)生成答案預(yù)報(bào)單，并將學(xué)員預(yù)報(bào)填寫單與答案預(yù)報(bào)單進(jìn)行對比，輸出學(xué)員預(yù)報(bào)結(jié)果評分、預(yù)報(bào)結(jié)果分析和修改建議。

26、進(jìn)一步的，步驟s4中，學(xué)員預(yù)報(bào)結(jié)果評分是根據(jù)建立的綜合評價(jià)模型來對學(xué)員預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行成績打分而獲得的，預(yù)報(bào)單上的不同內(nèi)容可制定出不同的評分模型，結(jié)合各評分模型可綜合制定出綜合評價(jià)模型，具體方法如下：

27、s41、針對純數(shù)值型答案內(nèi)容，采用誤差打分策略在學(xué)員答案與標(biāo)準(zhǔn)答案之間選定一個(gè)誤差范圍，誤差范圍越小則該單項(xiàng)分?jǐn)?shù)越高，其中，純數(shù)值型答案內(nèi)容包括井深、異常開始時(shí)間、預(yù)報(bào)時(shí)間、參數(shù)變化情況；

28、s42、針對文本答案內(nèi)容，建議處理措施答案項(xiàng)的打分則是先將標(biāo)準(zhǔn)答辯庫的文本進(jìn)行word2vctor模型的訓(xùn)練，建立文本與數(shù)值向量之間的映射關(guān)系，打分時(shí)將標(biāo)準(zhǔn)答案及學(xué)員答案通過訓(xùn)練好的word2vctor模型進(jìn)行詞向量到數(shù)值向量之間的轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)值向量計(jì)算余弦距離，通過距離度量值為學(xué)員答案進(jìn)行打分；

29、s43、在進(jìn)行數(shù)值型及文本型答案計(jì)算分值的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合評分。

30、進(jìn)一步的，步驟s41中，所述井深、異常開始時(shí)間、預(yù)報(bào)時(shí)間、參數(shù)變化情況的打分規(guī)則具體為：

31、a).井深項(xiàng)具體打分計(jì)算規(guī)則滿足式(1)關(guān)系：

32、

33、式(1)中，sd表示在井深答案項(xiàng)中學(xué)員得分，無量綱；dstu表示學(xué)員在井深答案項(xiàng)中的填寫的答案，m；dsta表示井深答案項(xiàng)中的標(biāo)準(zhǔn)答案，m；drang為井深答案項(xiàng)中允許的誤差值，m；

34、b).對于異常開始時(shí)間項(xiàng)具體打分計(jì)算規(guī)則滿足下述式(2)關(guān)系：

35、先將時(shí)間格式轉(zhuǎn)換為秒數(shù)，計(jì)算公式如下：

36、bt＝h*3600+m*60+s?(2)，

37、式(2)中，bt表示異常開始時(shí)間的秒數(shù)，s；h為時(shí)間格式中的時(shí)位數(shù)值，無量綱；m為時(shí)間格式中的分位數(shù)值，無量綱；s為時(shí)間格式中的秒位數(shù)值，無量綱；

38、然后在把時(shí)間格式轉(zhuǎn)為秒數(shù)的基礎(chǔ)上，計(jì)算異常開始時(shí)間項(xiàng)的打分，具體打分規(guī)則滿足下述式(3)關(guān)系：

39、

40、式(3)中，sbt表示在異常開始時(shí)間項(xiàng)中學(xué)員得分，無量綱；btstu表示學(xué)員在異常開始時(shí)間答案項(xiàng)中的填寫的答案，s；btsta表示異常開始時(shí)間答案項(xiàng)中的標(biāo)準(zhǔn)答案，s；btrang為異常開始時(shí)間答案項(xiàng)中允許的誤差值，s；

41、c).對于預(yù)報(bào)時(shí)間項(xiàng)具體打分規(guī)則滿足下述關(guān)系式(4)：

42、先將時(shí)間格式轉(zhuǎn)換為秒數(shù)，計(jì)算公式如下：

43、wt＝h*3600+m*60+s?(4)，

44、式(4)中，wt表示預(yù)報(bào)時(shí)間的秒數(shù)，s；h為時(shí)間格式中的時(shí)位數(shù)值；m為時(shí)間格式中的分位數(shù)值；s為時(shí)間格式中的秒位數(shù)值；

45、然后在把時(shí)間格式轉(zhuǎn)為秒數(shù)的基礎(chǔ)上，計(jì)算預(yù)報(bào)時(shí)間項(xiàng)的打分，具體打分規(guī)則滿足下述式(5)關(guān)系：

46、

47、式(5)中，swt表示在預(yù)報(bào)時(shí)間項(xiàng)中學(xué)員得分，無量綱；wtstu表示學(xué)員在預(yù)報(bào)時(shí)間答案項(xiàng)中的填寫的答案，s；wtsta表示預(yù)報(bào)時(shí)間答案項(xiàng)中的標(biāo)準(zhǔn)答案，s；wtrang為預(yù)報(bào)時(shí)間答案項(xiàng)中允許的誤差值，s；

48、d).參數(shù)變化情況項(xiàng)具體打分規(guī)則滿足下述式(6)關(guān)系：

49、

50、式(6)中，表示在參數(shù)變化項(xiàng)中學(xué)員得分，無量綱；i表示參數(shù)的編號(hào)，取值范圍為[1,m]，m表示單次預(yù)報(bào)時(shí)考慮變化參數(shù)的總數(shù)；pstu表示學(xué)員在參數(shù)變化項(xiàng)項(xiàng)中的填寫的答案；psta表示參數(shù)變化項(xiàng)答案項(xiàng)中的標(biāo)準(zhǔn)答案；prang為參數(shù)變化項(xiàng)答案項(xiàng)中允許的誤差值。

51、進(jìn)一步的，步驟s42中，針對文本答案內(nèi)容獲得的方法為：

52、i).首先將標(biāo)準(zhǔn)答案庫內(nèi)的建立處理措施答案進(jìn)行分詞，在對文本描述類型進(jìn)行分詞時(shí)，不考慮無關(guān)文本語義的無關(guān)詞以及標(biāo)點(diǎn)符號(hào)；

53、ii).然后將答案庫中的所有詞進(jìn)行one-hot?encoder編碼，編碼的長度是答案庫中的詞語總數(shù)，在進(jìn)行編碼的基礎(chǔ)上，進(jìn)行包含語義信息的詞向量映射，采用word2vector模型訓(xùn)練之后的詞嵌入詞向量；

54、iii).建議處理措施答案項(xiàng)的打分規(guī)則滿足下述式(7)關(guān)系：

55、

56、式(7)中，sw為建議處理措施答案項(xiàng)的得分，無量綱；表示學(xué)員在建議處理措施答案項(xiàng)中的填寫的答案的詞嵌入編碼第i個(gè)位置的數(shù)值，無量綱；表示建議處理措施答案項(xiàng)中的標(biāo)準(zhǔn)答案的詞嵌入編碼第i個(gè)位置的數(shù)值，無量綱。

57、進(jìn)一步的，步驟s43中，在進(jìn)行數(shù)值型及文本型答案計(jì)算分值的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合評分，評分方法滿足下述式(8)、(9)關(guān)系：

58、

59、w1+w2+w3+w4+w5＝1?(9)；

60、式(8)和式(9)中，s為學(xué)員得分，無量綱；w1為深度項(xiàng)答案得分權(quán)重，無量綱；w2為異常開始時(shí)間項(xiàng)答案得分權(quán)重，無量綱；w3為異預(yù)警時(shí)間項(xiàng)答案得分權(quán)重，無量綱；w4為參數(shù)變化項(xiàng)答案得分權(quán)重，無量綱；w5為建議處理措施項(xiàng)答案得分權(quán)重，無量綱。

61、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

62、一、本發(fā)明中，異常預(yù)報(bào)知識(shí)庫的建立首先面臨將文本異常匯報(bào)文檔以及相關(guān)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換以及規(guī)則制定，其中數(shù)據(jù)來源的多樣化以及案例甄選入庫都進(jìn)行了各類參數(shù)調(diào)整，最新進(jìn)行多次人工實(shí)際與文檔一一比對，并結(jié)合人工操作思維進(jìn)行參數(shù)調(diào)整與設(shè)置，形成知識(shí)庫案例基礎(chǔ)。建立過程中形成了一套獨(dú)立自主的錄井異常案例識(shí)別、學(xué)習(xí)模型與流程。構(gòu)建了完整了結(jié)果評、測分析模型，以及相關(guān)多重強(qiáng)化學(xué)習(xí)策略機(jī)制。

63、二、本發(fā)明中，錄井曲線模擬是根據(jù)大量同類案例分析形成一個(gè)獨(dú)立的參數(shù)模型，實(shí)現(xiàn)再特定工況下根據(jù)設(shè)定類型虛擬出一個(gè)類似的異常案例?，F(xiàn)階段存在一些錄井異常識(shí)別技術(shù)，但缺乏模擬案例學(xué)習(xí)技術(shù)，改技術(shù)將豐富現(xiàn)有的知識(shí)庫以及靈活構(gòu)建案例參數(shù)與趨勢狀態(tài)，更加具有可變性、多樣性、隨機(jī)性，通過長時(shí)間學(xué)習(xí)可極大提高人員對錄井異常發(fā)生后識(shí)別的靈敏度。

64、三、本發(fā)明中，錄井?dāng)?shù)據(jù)回放是將真實(shí)或模擬案例數(shù)據(jù)通過實(shí)時(shí)刷新的形式逐漸顯示出來。本方案的數(shù)據(jù)回放可實(shí)現(xiàn)不同速率的隨時(shí)調(diào)整與案例的操控性有極大加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了可人工干預(yù)回放過程進(jìn)行預(yù)暫停與開始同時(shí)速率調(diào)整。技術(shù)上在曲線展示中采用了svg矢量模式，可實(shí)現(xiàn)更高清的曲線形態(tài)以及矢量兼容。在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)提取方面，采用移動(dòng)標(biāo)尺形式通過浮動(dòng)層將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)提取展示。在界面設(shè)計(jì)方面實(shí)現(xiàn)多層浮動(dòng)層可共存共享，并每層擁有操作能力實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信與控制。

65、四、本發(fā)明中，基于該錄井異常識(shí)別與預(yù)警培訓(xùn)系統(tǒng)，該方案具有下述優(yōu)勢：第一、可實(shí)現(xiàn)線上培訓(xùn)錄井異常識(shí)別與報(bào)告、井控知識(shí)等內(nèi)容，提高了培訓(xùn)效率；第二、通過該系統(tǒng)的開發(fā)，進(jìn)一步提升現(xiàn)場錄井人員的預(yù)測預(yù)報(bào)水平，提高錄井井控安全意識(shí)；第三、可以持續(xù)補(bǔ)充新案例，避免了員工所受培訓(xùn)參差不齊，培訓(xùn)更加全面化、系統(tǒng)化。