Программно-аппаратный комплекс «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»

Тренажер-имитатор освоения и эксплуатации скважин (учебный класс с программно-аппаратными модулями УЭЦН, АГЗУ и УДР и безаппаратным программным модулем «Виртуальное месторождение» в составе: фонтанная скважина, ШСНУ, система ППД, газовая скважина, нагнетательная скважина, для создания современных мастерских, (ФГОС 21.02.01 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений).

Программно-аппаратный комплекс «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» в аппаратной части содержит полномасштабные макеты: фонтанной скважины, скважины, оборудованной установкой электроцентробежного насоса (УЭЦН) и станцией управления скважины, оборудованной штанговой скважинной насосной установкой (ШСНУ) и станция управления, со средством визуализации нагнетательной скважины; пульта управления насосом поддержания пластового давления (ППД); арматуры газлифтной скважины; станции управления (СУ) установкой дозирования реагентов (УДР); АГЗУ без замерного сепаратора и станция управления; газовой скважины; уровнемера.

Многопользовательский программно-аппаратный тренажерный комплекс для специальности «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» (Блоки УЭЦН, АГЗУ, УДР, ШСНУ, ППД, УПН, УПГ) в составе:
Аппаратная часть

• • Полномасштабный интерактивный макет автоматизированной групповой замерной установки (АГЗУ) со средством визуализации 50 дюймов.
  • Интерактивный макет: Станция управления автоматизированной групповой замерной установкой (АГЗУ)
  • Полномасштабный интерактивный макет фонтанной арматуры, с установленным скважинным погружным электроцентробежным насосом (УЭЦН) со средством визуализации 50 дюймов
  • Интерактивный макет: Станция управления погружным электроцентробежным насосом (УЭЦН)
  • Контроллер станции управления погружным электроцентробежным насосом (УЭЦН) – прибор в заводском исполнении – ЭЛЕКТОН 10 для станции управления с частотным предохранителем или аналог
  • Интерактивный макет: Станция установки дозирования реагента (УДР)
  • Уровнемер скважинный СУДОС-мини 2 или аналог – прибор в заводском исполнении
  • Полномасштабный интерактивный макет скважины, оборудованной штанговой скважинной насосной установкой (ШСНУ) и станция управления, со средством визуализации 50 дюймов
  • Интерактивный макет: Станция управления штанговым насосом (ШСНУ)
  • Полномасштабный интерактивный макет фонтанной скважины со средством визуализации 50 дюймов
  • Полномасштабный макет нагнетательной скважины со средством визуализации 50 дюймов
  • Полномасштабный макет арматуры газлифтной скважины со средством визуализации 50 дюймов
  • Полномасштабный макет арматуры газовой скважины со средством визуализации 50 дюймов
  • Пульт управления насосом поддержания пластового давления (ППД)

• Имитатор учебного месторождения: 9 средств визуализации оперативной технологической информации по эксплуатации скважин в настенном креплении 50 дюймов каждое
• Расчетный блок преподавателя с функцией сервера
• Расчетный блок обучающихся

Программная часть (многопользовательская версия) содержит программные модули:

• Автоматизированной групповой замерной установки (АГЗУ).
• Станция управления автоматизированной групповой замерной установкой (АГЗУ)
• Фонтанной арматуры, с установленным скважинным погружным электроцентробежным насосом (УЭЦН)
• Станция управления погружным электроцентробежным насосом (УЭЦН)
• Станция установки дозирования реагента (УДР)
• Фонтанная скважина
• ШСНУ
• Нагнетательная скважина
• Газлифтная скважина
• Газовая скважина
• Система ППД
• Пульт управления насосом поддержания пластового давления (ППД)
• Нагнетательная скважина
• Цифровой двойник УПГ– программный модуль реально существующего промышленного объекта
• Цифровой двойник УПН – программный модуль: реально существующего промышленного объекта

Характеристики полномасштабных макетовМасштаб макетов 1:1. Макеты имеют устойчивое основание. Внешний вид макетов реалистично имитирует реальное оборудование, включая трубы, задвижки, фланцы, штуцеры, манометры, пробоотборники, переключатели, шкафы систем управления, интерфейс систем управления.

Макеты задвижек имеют шаговые двигатели и драйверы управления для осуществления возможности переводить их в исходное положение инструктором одним нажатием, встроенные датчики положения при вращении штурвала, позволяющие программно синхронизировать их состояние за счет положения штока (открыто – шток выдвинут, закрыто – шток утоплен).

Переключатель штуцерной камеры имеет не менее 6 фиксированных положений, а также диск с цифрами и указатель на текущее положение. Все элементы тренажера имеют порошковую окраску. Макеты имеют конструкцию, обеспечивающую проводку

сигнальных и питающих линий датчиков задвижек,  манометров, а также прочей автоматики внутри корпуса и разъем для подключения проводов к персональному компьютеру.

Функционал панелей станции управления: вывод меню, работа индикаторов, переключателей и кнопок, управление клавиатурой — работают точно так же, как работают аналогичные виртуальные панели в имитируемой кустовой площадке. Макеты задвижек, переключатели штуцеров отправляют свое состояние, включая промежуточные положения, в имитатор кустовой площадки. Стрелочные индикаторы давления (манометры) имеют рукоятку, имитирующую вентиль манометра, и функцию установки стрелки  манометра по сигналам средств

взаимодействия и коммуникации имитатора учебного месторождения.
Макет уровнемера обеспечивает подключение к имитатору и обмен данных по состоянию индикаторов, меню, кнопок, поворотного съемного выпускного клапана на имитируемой Кустовой площадке и содержит: меню контроллера уровнемера; соответствие выводимой информации серийно выпускаемому оборудованию; наличие графиков эхограмм; позволяет считывать данные контроллера штатным ПО производителя оборудования.
Динамограф насосной установки имеет собственный контроллер управления с дисплеем, позволяющим отображать нагрузки и динамограммы, передаваемые с сервера тренажера. Имитирует внешний вид и кнопки управления реального динамографа. Макет оснащен дисплеем для отображения параметров работы ваттметр граммы, динамограммы.

Тренажёр кустовой площадки для подготовки операторов добычи нефти и газа

Тренажёр кустовой площадки — это программно-аппаратный учебный комплекс, предназначенный для подготовки студентов и производственного персонала по профессиональному стандарту «Оператор по добыче нефти, газа и газового конденсата» (приказ Минтруда РФ №642н). Решение полностью закрывает требования к формированию компетенций 3–7 разрядов и может быть напрямую интегрировано в образовательный процесс колледжей и вузов.

Ключевая особенность тренажёра — максимально реалистичная цифровая модель кустовой площадки, в которой обучаемый работает так же, как на реальном объекте. Обучение проходит не в формате «слайдов», а через практику: запуск оборудования, вывод на режим, диагностика неисправностей, выполнение замеров и действий при авариях.

Тренажёр охватывает полный спектр оборудования и технологий добычи:

• устьевая арматура скважин (УЭЦН, ШГН, фонтанные, газлифтные, нагнетательные и др.);
• станции управления, трансформаторы, АГЗУ;
• спецтехника (ЦА, ППУ, АДПМ, каротажная станция и др.);
• элементы инфраструктуры кустовой площадки и средства безопасности.

За счёт встроенного конфигуратора преподаватель может формировать уникальные учебные задания: изменять параметры скважин и пластов, задавать режимы работы оборудования, вводить отказы и осложнения. Это позволяет адаптировать тренажёр под любую учебную программу и уровень подготовки.

В системе реализовано более 100 учебных сценариев, включая:

• изучение конструкции оборудования;
• запуск и останов скважин;
• вывод на режим и оптимизация;
• замер дебита и проведение исследований;
• диагностика и устранение неисправностей;
• действия при аварийных ситуациях;
• соблюдение требований промышленной безопасности и охраны труда.

Обучение возможно в двух режимах:

• автоматический — с подсказками и объективной оценкой;
• инструкторский — полный контроль преподавателя над сценарием, условиями и оценкой.

В основе тренажёра лежит математическая модель технологических процессов, обеспечивающая достоверное поведение оборудования и параметров (давление, дебит, уровни, режимы

работы и др.). Это обеспечивает перенос навыков из виртуальной среды в реальные условия эксплуатации.

Тренажёр поставляется с полным комплектом методических материалов:

• учебные сценарии и задания;
• нормативно-техническая документация;
• формы отчётности (журналы, паспорта скважин, карты режимов);
• рекомендации для преподавателя.

Результат внедрения:

• повышение практической подготовки студентов;
• сокращение времени адаптации на производстве;
• соответствие требованиям профстандартов и проверяющих органов;
• возможность объективной оценки знаний и навыков.

Тренажёр становится не просто учебным инструментом, а основой современной цифровой лаборатории по добыче нефти и газа.

Аппаратный модуль АГЗУ. Сценарии

1. Внешний осмотр АГЗУ
2. Вентиляция помещения АГЗУ
3. Внутренний осмотр АГЗУ
4. Замер дебита в АГЗУ и выбор оптимального режима работы скважины с УЭЦН
5. Замер дебита в АГЗУ и выбор оптимального режима работы с ШСНУ
6. Замер дебита в АГЗУ и выбор оптимального режима работы с газлифтной скважиной
7. Замер дебита в АГЗУ и выбор оптимального режима работы с фонтанной скважиной

 Аппаратный модуль УЭЦН. Сценарии

1. Осмотр и поиск неисправностей арматуры фонтанной
2. Осмотр и поиск неисправностей станции управления УЭЦН и трансформатора
3. Проверка СУДОС
4. Монтаж уровнемера СУДОС
5. Замер статического уровня и затрубного давления
6. Замер буферного (линейного) давления
7. Подготовка к пуску
8. Пробный пуск для определения направления вращения вала
9. Запуск на минимальной частоте (по технологической инструкции)
10. Запуск (после глушения и кратковременной остановки скважины, оборудованной УЭЦН)
11. Опрессовка клапанов и лифта НКТ при помощи насоса
12. Опрессовка при помощи ЦА-320
13. Занесение данных в карту вывода на режим
14. Замер динамического уровня и затрубного давления
15. Замер линейного давления (буферным манометром)
16. Вывод на режим, согласно технологической инструкции
17. Построение регулировочных кривых. Выбор оптимального режима работы скважины УЭЦН. Регулировка работы УЭЦН. Прямые и косвенные параметры исследования УЭЦН.
18. Определение причин отклонений от нормальной работы оборудования и диагностика неисправностей
19. Регулировка штуцера (дроссельная задвижка)
20. Замер дебита в АГЗУ
21. Изменение частоты тока
22. Работа с блоком автоматики СУ УЭЦН, подсчет нужного напряжения отпайки трансформатора. Осмотр и
23.  поиск неисправностей станции управления УЭЦН и трансформатора. Расчёт напряжения отпайки.
24. Работа с УДР. Осмотр и настройка. Подготовка. Расчёт. Настройка и включение насоса. Контроль закачиваемого реагента.

Фонтанная скважина. Сценарии

1. 1. Осмотр и поиск неисправностей арматуры фонтанной
   2. Построение регулировочных кривых.
   3. Выбор оптимального режима работы фонтанной скважины.
   4. Прямые замеры.
   5. Расчёт забойного давление и депрессии
   6. Параметры контроля осложнений
   7. Замер дебита в АГЗУ
   8. Замер количество механических примесей (песка)
   9. Замер обводнённости и загазованности (содержание газа)
   10. Замер содержания парафинов
   11. Построение регулировочной кривой по данным замеров и расчётов

Газлифтная эксплуатация нефтяных скважин с использованием газокомпрессорной станции

1. Подготовка системы к пуску
2. Запуск дизельной установки
3. Запуск скважины в работу
4. Останов скважины

Система ППД и Нагнетательная скважина. Сценарии

1. Транспортировка пластовой воды на КНС
2. Осмотр и поиск неисправностей устьевой арматуры нагнетательной скважины
3. Осмотр напорного водовода и блока гребёнок (БГ)
4. Осмотр внутреннего состояния БГ
5. Подготовка напорной линии от БГ до скважины
6. Запуск нагнетательной скважины
7. Останов нагнетательной скважины

Безаппаратный модуль: ШСНУ. Сценарии

1. Осмотр и поиск неисправностей арматуры фонтанной
2. Осмотр и поиск неисправностей станции управления ШСНУ
3. Осмотр и поиск неисправностей станка качалки
4. Подготовка арматуры фонтанной
5. Проверка СУДОС
6. Монтаж уровнемера СУДОС
7. Замер статического уровня и затрубного давления
9. Подготовка к пуску
10. Запуск (по технологической инструкции)
11. Опрессовка клапанов и лифта НКТ при помощи насоса
12. Занесение данных в карту вывода на режим
13. Замер динамического уровня и затрубного давления
14. Замер линейного давления
15. Замер дебита в АГЗУ
16. Работа с динамографом
17. Проведение динамометрирования ШСНУ
18. Вывод на режим, согласно технологической инструкции

ПРИБОРЫ

Уровнемер скважинный СУДОС-мини 2

• Прибор в заводском исполнении  обеспечивает подключение к имитатору учебного месторождения и обмен данных с имитатором учебного месторождения по состоянию индикаторов, меню, кнопок, поворотного съемного выпускного клапана,
•  Содержит меню контроллера уровнемера, соответствие выводимой информации серийно выпускаемому оборудованию, наличие графиков эхограмм,  позволяет считывать данные контроллера штатным программным оборудованием производителя оборудования.

Назначение

Обучение использованию скважинного уровнемера, замера динамического уровня и давления в скважине. В компоновку уровнемера входит «Клапан» и «ГАИ».

Контроллер станции управления погружным электроцентробежным насосом (УЭЦН) – ЭЛЕКТОН-5

•   Содержит меню контроллера уровнемера, соответствие выводимой информации серийно выпускаемому оборудованию, наличие графиков эхограмм,  позволяет считывать данные контроллера штатным программным оборудованием производителя оборудования.
•  Содержит меню контроллера уровнемера, соответствие выводимой информации серийно выпускаемому оборудованию, наличие графиков эхограмм,  позволяет считывать данные контроллера штатным программным оборудованием производителя оборудования.

Назначение

Обучение регулировке частоты вращения, оптимизации работы и защиты используемого электродвигателя .

ТРЕНАЖЕРЫ КОМПЛЕКТУЮТСЯ ВСЕМИ НЕОБХОДИМЫМИ МАТЕРИАЛАМИ

Тренажеры комплектуется всеми необходимыми методическими материалами для выполнения учебных сценариев, полной базой нормативно-технической документации, видеоинструкциями по выполнению упражнений.

В процессе формирования учебных заданий генерируются карты вывода скважин на режим, оперативные журна

лы и другие необходимые документы, что в полной мере соответствует требованиям профессионального стандарта «Оператор по добыче нефти, газа и газового конденсата»