随着多媒体技术,计算机图形技术,虚拟现实技术等等不断发展,虚拟培训在石油行业中得到越来越多的应用和重视,因其有着方便快捷,成本低,不受地域限制等等的优点而广为应用,但是纵观石油行业虚拟培训的内容和方向,现有的钻井培训系统主要针对的是钻井工艺方面的培训,而面对钻井过程中的突发事故,却缺少相关的培训系统开发,并且由于这些事故的突发性和特殊性,无法像传统钻井培训那样去到现场进行实地体验,所以为了提高钻井人员的安全意识,处理井场突发事故的能力,以及事故发生时选择正确的逃生路线,钻井应急演练培训系统的开发正是基于以上目的提出来的。本文在对井场常见突发事故进行研究与理解的基础上,借助Unity 3D引擎开发了钻井应急演练培训系统,应用相关数值模型将突发事故在虚拟场景中进行还原,建立了场景模型使培训人员可以进行虚拟漫游以及与虚拟设备交互控制,进行应急演练相关的练习与考核,并取得了以下研究成果。应用危险化学品泄漏扩散的数学模型,如高斯烟羽模型和高斯烟团模型,模拟了中性气体的连续性泄漏和瞬时泄漏两种泄漏方式,实现对溢流,井喷,气井井喷过程中发生的硫化氢浓度扩散的模拟仿真。根据系统总体功能需求分析,以及详细分析了钻井应急演练培训系统教师端和学员端的功能需求,决定对系统服务器端使用六层架构设计,各层设计结构清晰,功能内聚性高,具有高度可扩展性,可定制性。三维建模过程配合不同用户、场地、网络、以及计算机性能,模型分为高精度模型和优化后模型两类建立,高精度模型布线精密、细节度高,低精度模型通过烘焙贴图等方法,降低模型数据量的同时保证模型细节度,做到兼顾模型效率和效果。对场景及预案模块的设计采用树形结构,该模块全局管理层级开辟新的线程用于与服务器的数据通讯,管理多个UDP端口的数据传输、加密、数据正确性检测,该模块场景层级用于管理Unity 3D中的场景,如初始化整个场景,检测判断物体之间是否碰撞,处理状态机的互锁状态,降低了系统耦合度。在系统需求分析的基础上,完成系统的服务器端和客户端的架构设计,详细实现了教师端和学员端的具体功能设计,完成了各功能模块的详细设计,达到了系统的预期要求。本文所设计钻井应急演练培训系统具有良好交互性和较高的沉浸感,实现了对井场突发事故的真实模拟,以及事故发生后人员应采取的相关处理措施,提高了培训人员的安全意识,能达到较好的培训效果,能在一定程度上减少井场事故发生时人员的伤亡情况,对改善石油行业模拟培训的多样性和完整性有一定的借鉴意义。