ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТРЕНАЖЕРОВ В ПРОЦЕССЕ КОМПЛЕКСНОГО ОБУЧЕНИЯ ПЕРСОНАЛА БУРОВЫХ УСТАНОВОК В СООТВЕТСТВИИ С ТРЕБОВАНИЯМИ IWCF И IADC

THE USE OF COMPUTER SIMULATORS IN THE PROCESS OF COMPREHENSIVE TRAINING OF DRILLING RIG PERSONNEL IN ACCORDANCE WITH THE REQUIREMENTS OF IWCF AND IADC

ООО «Центр дополнительного профессионального образования» (г.Тюмень) занимается созданием VR тренажеров-симуляторов для нефтегазовой отрасли на основе математического моделирования и иммерсивных технологий. Ведущие разработчики проекта иммерсивных технологий – программисты: Максим Гаммер, Денис Кайгородов и Максим Руденко

Современное бурение характеризуется все увеличивающимися темпами внедрения передовых научных и технических разработок. Постоянное увеличение доли высокотехнологичного оборудования в бурении, вместе с увеличением глубин залегания углеводородов и производственных процессов в целом, сопряжено с возможностью появления опасных событий, последствиями которых могут являться экономический ущерб, гибель людей, угроза здоровью и безопасности персонала и населения, неблагоприятные воздействия на окружающую среду.
В силу высокой практической значимости в последнее время интенсивно ведутся исследования, связанные с оценкой, контролем, предотвращением или сокращением рисков. Иными словами, с ростом опасности бурения закономерно возрастает необходимость в более точных, достоверных методах обучения персонала. Именно человек существенно влияет на вероятность возникновения опасных событий и ситуаций, а «человеческий фактор» в значительной степени зависит от уровня или степени подготовки персонала, величины владения персоналом специальными знаниями, умениями и навыками. Совершенно очевидно, что процесс формирования указанных знаний, умений и навыков, в свою очередь, зависит от средств и методов обучения. Стремление к снижению «человеческого фактора» сопряжено с поиском и внедрением новых методов и средств обучения, таких как тренажеры, а также нового класса технических средств обучения, использующего вычислительные мощности компьютеров – имитаторов.
Преимущества применения тренажеров-симуляторов в процессе обучения персонала, очевидны:
• возможность провести на компьютерном имитаторе большее, чем на реальном оборудовании, количество циклов обучения (или тренинга) за одно и то же время;
• обеспечение индивидуальной и (или) самостоятельной работы обучаемых;
• возможность визуального наблюдения внутренней структуры изучаемого оборудования, микро- и макрообъектов, технологических и природных процессов или явлений;
• возможность «масштабирования по времени» изучаемых процессов или явлений;
• возможность визуального наблюдения абстрактных понятий или концепций (например, визуализация накопления усталостных повреждений) и т.д.;
• возможность быстрого изменения конфигурации оборудования и параметров среды;
• оценка причин ошибок и возможных последствий в случае неверных действий или ошибочных решений обучаемого;
• интерес к имитаторам, отсутствие ответственности и опасности, наличие возможности «экспериментировать» и т.д.
Во-вторых, применение тренажеров симуляторов существенно снизит риски на буровых площадках. Обучившись на симуляторе, персонал будет готов не только к стандартным ситуациям, но и к нестандартным событиям и экстренным ситуациям на площадке. Это уменьшит число аварий на буровых площадках и поможет сохранить жизни людей и имущество.
В-третьих, применение тренажеров-симуляторов поможет сократить затраты на обучение персонала и растущие потребности в персонале. Стандартное обучение персонала с использованием буровых установок может быть дорогостоящим и часто неэффективным. Применение тренажеров-симуляторов позволяет значительно снизить затраты на обучение персонала и повысить его квалификацию.
Таким образом, применение тренажеров-симуляторов в процессе обучения персонала для производства буровых работ в нефтегазовой отрасли является современным и необходимым шагом в улучшении качества производства и повышения квалификации персонала. Компаниям в нефтегазовой отрасли необходимо рассмотреть опции использования таких тренажеров в своей деятельности, чтобы добиться наилучших результатов и максимальной производительности.
Представляем некоторые производимые компанией тренажеры.

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ИМИТАЦИОННЫЙ ТРЕНАЖЕР «СТРОИТЕЛЬСТВО (БУРЕНИЕ) СКВАЖИН НА НЕФТЬ И ГАЗ»
Интерактивная тренажерная система (тренажер) «Строительство (Бурение) скважин на нефть и газ» представляет собой программное обеспечение для персональных компьютеров и является средством профессиональной подготовки персонала, предназначенным для формирования и совершенствования у обучаемых профессиональных навыков и умений, необходимых для управления материальным объектом, путем многократного выполнения обучаемыми действий, свойственных управлению реальным объектом.
Назначение тренажера:
• Приобретение практических навыков безопасного ведения работ при строительстве скважин на нефть и газ.
• Обучение и приобретение практических навыков выполнения работ по предупреждению, локализации и ликвидации газонефтеводопроявлений и открытых фонтанов при строительстве скважин на нефть и газ.
• Непрерывный и периодический контроль и тестирование уровня знаний и навыков ведения технологического процесса и локализации аварийных ситуаций.
• Повышение качества подготовки рабочих и инженерно-технических работников, занятых ведением технологического процесса и эксплуатацией оборудования.
• Снижение вероятности аварийных ситуаций, возникающих вследствие проявления человеческого фактора.
Имитационный тренажер используется для систематического и операционного обучения, т.е. обеспечения усвоения определенной совокупности знаний, навыков, умений и процедур. Задачи тренажера – обеспечить соответствие усваиваемых материалов или навыков требованиям предстоящей работы, эффективность учебного процесса, а также добиться того, чтобы усвоенные при обучении стереотипы были успешно перенесены на условия реальной работы.
В качестве объектов моделирования используются следующие буровые установки:
• Мобильные буровые установки без верхнего привода – МБУ HRI-700
• Буровые установки с верхним приводом
• БУ ZJ70DBS
• БУ 6500/450 ЭБМ-Кл «Ермак»
• БУ 2900/200 ЭПКБМ-5
• ВЗБТ 2900/175 ДЭП
Используемые схемы ПВО: ОП5, ОП10 (ГОСТ 13862-90).
В качестве нормативной основы использованы следующие документы:
• Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности».
• Инструкция по первичным действиям вахты в случае возникновения газонефтеводопроявлений и открытых фонтанов при строительстве скважин на нефть и газ для схемы ОП5 и ОП10.
Имитируемые объекты, основанные на математической модели оборудования и точной визуализации:
1. Буровая установка Уралмаш БУ-5000.
2. Привод и трансмиссия БУ. Основным приводом БУ является ДВС. Вспомогательным индивидуальным приводом служат электродвигатели. Силовой привод лебедки, ротора, одного компрессора и одного насоса выполнен групповым с использованием ДВС. В состав трансмиссии входят: жесткие муфты; понижающий цилиндрический редуктор; шино-пневматические муфты; клиноременное суммирующее устройство; клиноременные, цепные, карданные, угловые передачи. Для регулирования скорости вращения применяется коробка передач (4 скорости и реверс). Силовой привод 2 насоса выполнен групповым с использованием 2 ДВС.
3. Талевая система, канат. Талевая система состоит из кронблока, крюкоблока. Механизм для крепления неподвижной ветви талевого каната. Датчик гидравлического индикатора веса. Ограничитель подъема талевого блока.
4. Система верхнего привода / ротор, манифольд
(2 режима – верхний привод / ротор).
5. Основная и вспомогательная лебедки.
6. Ключи для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений колонн (АКБ, машинные ключи).
7. Вертлюг и манифольд.
8. Оборудование для очистки бурового раствора (газоанализатор, магнит для сбора металлической стружки, механический дегазатор, два вибросита, два гидроциклона, вакуумный дегазатор, механические лопастные и гидравлические мешалки).
9. Насос буровой трех(двух)поршневой.
10. ПВО. Универсальный превентор: два горизонтальных превентора с плоскими плашками. Управление превенторами осуществляется со станции гидроуправления или механическим способом при помощи 4-х штурвалов. Также на буровой площадке находится набор инвентаря ПВО для разных труб (станция гидроуправления, вертикальный превентор с кольцевыми плашками (универсальный); три горизонтальных превентора с плоскими плашками; две задвижки с гидравлическим приводом, входящие в состав противовыбросового оборудования), в т.ч. линии сброса и факельное хозяйство.
11. Пневмосистема. роторные пневмоклинья, пневманические ключи типа АКБ или ПБК и пневмораскрепители.
12. Генераторы. 2 дизель-генератора.
13. В состав измерительных устройств входят: датчик оборотов лебедки; датчик числа двойных ходов насосов; датчик давления в нагнетательной линии насосов; датчик оборотов ротора; датчик объема емкости ПЖ; датчик момента на роторе; датчик веса на крюке; датчик расхода промывочной жидкости; суммарный газоанализатор; хроматограф.
14. Наборы обсадных, бурильных, утяжеленных бурильных труб. Долота. Спец. инструмент – ловители, калибраторы и т.д.
15. Оборудование для ремонта – съемники для насосов (клапаны/цилиндры) и т.д.
16. Кустовая площадка и городок.
17. Необходимое оборудование и инструменты (ключи, квадрат и т.д.).
Сценарии и режимы обучения – действия персонала при выполнении ПЛАС:
• Проверка в начале работы смены
• ГНВП во время бурения (промывки) скважины
• ГНВП при СПО
• ГНВП при спуске обсадной колонны
• ГНВП при отсутствии бурильных (обсадных) труб в скважине и ГФР
• ГНВП, открытый фонтан
• Глушение после ГНВП
Сценарии: выполнение типовых операций – действия персонала при выполнении:
• СПО / замена долота
• Проходка
• Промывка
• Спуск обсадной колонны
• Цементирование
• Ремонтные/ловильные работы
• Вышкомонтажные работы
Режимы обучения:
• В режиме «Обучение» доступны указания по правильному выполнению работ (подсказки), неверные действия не допускаются и обучаемый получает указания о том, как выполнить действия правильно.
• В режиме «Экзамен», в отличие от режима «Обучение», в процессе выполнения учебного задания, обучаемый не получает дополнительной информации (подсказок), результат выполнения задания (оценка) выставляется автоматически.
• В режиме без использования сценариев – инструктор может выбрать любое ранее сохраненное стартовое состояние и ставить задачу самостоятельно. Оценка результатов в данном случае также происходит самостоятельно.

ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС ГАЗО-НЕФТЕ-ВОДО-ПРОЯВЛЕНИЯ ПРИ ТКРС
Интерактивная тренажерная система (тренажер) предназначена для формирования знаний, умений и навыков персонала, связанного с ТКРС. Имитационный тренажер используется для систематического обучения, т.е. обеспечения усвоения определенной совокупности знаний, навыков, умений и процедур. Задачи тренажера – обеспечить соответствие усваиваемых материалов или навыков требованиям предстоящей работы, эффективность учебного процесса, а также добиться того, чтобы усвоенные при обучении стереотипы были успешно перенесены на условия реальной работы.
Имитируемые объекты:
1. Площадка нефтедобывающих скважин (УЭЦН, УНШГ).
2. Агрегат А50.
3. Емкости.
4. Кабеленаматыватель.
5. Превентор.
6. Аварийная планшайба.
7. Измерительное оборудование и инструменты.
Сценарии и режимы обучения.
Сценарии – действия персонала при выполнении ПЛАС:
• ГНВП при СПО с трубами.
• ГНВП при СПО с электроцентробежным насосом, греющим кабелем или дозирующей трубкой.
• ГНВП при ПВР во время подъема или спуска прибора.
• ГНВП при СПО насосных штанг.
• Выделение сероводорода в воздух рабочей зоны при всех видах работ.
• Открытый фонтан.
• Открытый фонтан с возгоранием.
• ГНВП при СПО с установленным на устье скважины превентором.
• ГНВП при СПО с установленным на устье скважины превентором при отсутствии НКТ.
• ГНВП при СПО штанг с использованием полировочного штока.
• ГНВП при СПО с УЭЦН.
• ГНВП при ПВР.
• Пожар с оборудованием бригад по ремонту скважин на кусте.
• ГНВП в начальной стади, повышение расхода выходящего потока промывочной жидкости из скважины до 10 % при неизменной подаче насоса: при промывке песчаной пробки.
• ГНВП в начальной стади, повышение расхода выходящего раствора из скважины на 10 и более % при неизменной подаче насоса: при разбуривании цементного моста.
• ГНВП при СПО штанг с использованием аварийной планшайбы.
• Глушение после ГНВП
Режимы:
• В режиме «Обучение» доступны указания по правильному выполнению работ (подсказки), неверные действия не допускаются и обучаемый получает указания о том, как выполнить действия правильно.
• В режиме «Экзамен», в отличие от режима «Обучение», в процессе выполнения учебного задания обучаемый не получает дополнительной информации (подсказок), результат выполнения задания (оценка) выставляется автоматически.
• В режиме без использования сценариев – инструктор может выбрать любое ранее сохраненное стартовое состояние и ставить задачу самостоятельно. Оценка результатов в данном случае также происходит самостоятельно.

ТРЕНАЖЕР БУРОВОЙ УСТАНОВКИ ZBO S15 ДЛЯ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ МЕТОДОМ ССК НА ТВЕРДЫЕ ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ (КОЛОНКОВОЕ БУРЕНИЕ). ZBO S15.
Тренажер предназначен для обучения и проверки навыков машинистов буровой установки в процессе бурения скважин, их умения реагировать на изменение параметров, возникновение предаварийных и аварийных ситуаций, в виртуальных условиях, позволяя иметь представление о работе оборудования на реальном объекте.
Общее описание и назначение:
Комплекс представляет собой стенд – имитатор буровой установки с 3D анимацией на базе пульта гидравлической буровой установки. Комплекс предназначен для обучения и проверки навыков машинистов буровой установки в процессе бурения скважин, их умения реагировать на изменение параметров, возникновение предаварийных и аварийных ситуаций, в виртуальных условиях, позволяя иметь представление о работе оборудования на реальном объекте. Виртуальная модель, размещаемая на персональном компьютере, функционально соответствует буровому тренажеру – имитатору. На экране отображаются с одной стороны пульт буровой установки, с другой – 3D модель.
Анимированная 3D-модель отображает на жидкокристаллической панели перемещение подвижных частей станка воздействием штатными органами управления пульта бурильщика, а именно:
• Движение мачты и лебедок.
• Перемещение вращателя по мачте с вращающимся буровым снарядом.
• Поведение гибких элементов: рукавов высокого давления, тросов и течение промывочной жидкости и т.д.
Выполняемые функции:
• Имитация аварийных и предаварийных ситуаций.
• Генерация звуковых сигналов, шумов работающего двигателя, основных агрегатов и узлов станка.
• Автоматическая фиксация ошибок, допускаемых оператором.
• Формирование базы данных результатов выполнения упражнений обучаемых.
• Выбор упражнения из набора инструкций, задание начальных условий, управление подготовкой, началом и ходом выполнения упражнений с возможностью внесения текущих изменений.
• Имитация реакции бурового станка на изменение типа и состава горной породы.

КОМПЛЕКС ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ «ФИЗИКА ПЛАСТА»
Тренажер «Физика пласта» изучает поведение горных пород и флюидов (нефти, газа, воды) в пластах земной коры их свойств, проницаемости и пропускной способности пластов, механики разрушения пород, способов добычи нефти и газа и оптимизации добычи. В лабораторных работах тренажера реализован обучающий физический эксперимент, ставящий целью отработку основных приемов и технологий планирования и проведения экспериментов по определению пористости и проницаемости пород, определение водо- и нефтенасыщенности кернов различными методами.
Выполняемые исследования и эксперименты:
• Экстрагирование образцов породы
• Определение коэффициента абсолютной проницаемости пород
• Определение коэффициента открытой пористости пород методом насыщения их при вакуумировании
• Определение остаточной нефтенасыщенности горных пород
• Определение плотности породы методом гидростатического взвешивания
• Определение пористости горных пород
• Определение остаточной водонасыщенности методом центрифугирования
• Определение водо- и нефтенасыщенности кернов на приборе С.Л. Закса (ЛП-4)
• Насыщение образцов керна водой
• Подготовка образцов керна к проведению исследований (экстракция)

ТРЕНАЖЕР «БУРОВЫЕ РАСТВОРЫ»
Растворы охлаждающие и смазывающие буровой инструмент, промывающие и удерживающие стенки скважины от обвала, используемые для осаждения керна. Тренажер содержит одинадцать лабораторных работ по определению различных показателей растворов.
Комплекс лабораторных работ «Буровые растворы» – средство получения знаний на основе процесса обработки экспериментальных данных. В каждой работе комплекса реализован обучающий физический эксперимент, ставящий целью отработку основных приемов и технологий планирования и проведения эксперимента.
Выполняемые исследования и эксперименты:
• Определение показателя фильтрации на приборе ВМ-6
• Определение содержания кальция в буровом растворе
• Определение продольного набухания глинистых сланцев в динамическом режиме
• Определение стабильности и суточного отстоя промывочной жидкости
• Определение содержания песка в промывочной жидкости
• Определение удельного электрического сопротивления буровых растворов
• Определение условной вязкости вискозиметром ВБР-1
• Определение статического напряжения сдвига на приборе СНС-2
• Определение растекаемости тампонажного раствора
• Определение плотности цементного теста
• Определение водородного показателя
• Измерения консистенции и срока загустевания цементного раствора
• Измерение водоотдачи цементного раствора
• Определение сроков схватывания тампонажного раствора
• Определение седиментационной устойчивости тампонажного раствора
• Выбор бурового раствора и определение его плотности

ТРЕНАЖЕР «ВИРТУАЛЬНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ»
Виртуальный тренажер месторождения – это компьютерная программа, созданная для моделирования процессов, связанных с добычей нефти, газа и других полезных ископаемых на месторождении для тренировки совместной работы специалистов различных подразделений в реальном времени. Особенностью является возможность попрактиковаться в управлении целым месторождением со всеми объектами и коммуникациями, отработать различные сценарии и принимать решения в условиях риска и неопределенности. Подобный тренажер реализован на базе НКИ Юганскнефтегаза ПАО Роснефть.
Программа включает в себя виртуальную модель месторождения, на которой отображаются геологические особенности, добычные скважины, насосные станции, системы транспортировки нефти и газа и другие элементы, характерные для реального месторождения. Через интерактивный интерфейс пользователи могут управлять и контролировать работу систем.
Основное преимущество использования виртуальных тренажеров месторождений заключается в том, что они позволяют экономить время и ресурсы, уменьшать риски при проведении экспериментов и тестовых испытаний в реальных условиях. Благодаря тренажеру, работники могут научиться оперировать сложной нефтегазовой техникой, повышать свой профессиональный уровень и принимать наиболее эффективные решения в сложных условиях. Назначение компьютерного имитационного тренажера:
Обучение проводится как на отдельном модуле комплекса, так и на произвольной комбинации модулей, когда различные модули соединяются и интегрируются в распределенную имитационную систему.
На верхнем уровне обучаемые наблюдают 3D модель всего месторождения (вид сверху + вид снизу). На верхнем уровне обучаемые могут получать основную информацию о типе объекта и его текущих технологических параметрах (например – Куст № 110. Оборудован УЭЦН, текущий суточный дебит 100 м3\сутки. Текущее состояние – аварийная ситуация – прекращение подачи электроэнергии) или трубопровод 23 километра – от ДНС № 1 до ДНС № 2, диаметр 200 мм, давление в начале –
10 Мпа, в конце 5Мпа. Текущее состояние – запуск диагностического снаряда) или скважина № 1345. Глубина, дебит, текущее состояние или коллектор нефтяной, уровень заводнения, давление, температура, содержание сероводорода и т.д.
Начиная работы с программой со схемы месторождения, пользователь переходит (например) на кустовую площадку, затем может перейти конкретно к АГЗУ, потом к изучению клиновой задвижки.
Структура виртуального месторождения может быть легко адаптирована на решение определенных задач, на основе модулей комплекса возможно создание различных конфигураций имитируемого месторождения.

 

www.galacom.ru
Телефон: +7 922 269-22-22
Email: manager@cdpo72.ru

Комментарии посетителей сайта

    Функция комментирования доступна только для зарегистрированных пользователей

    Авторизация


    регистрация

    Просмотров статьи: 674

    Рейтинг@Mail.ru

    admin@burneft.ru