В Бюджетное учреждение профессионального образования Ханты-Мансийского автономного округа – Югры «Урайский политехнический колледж» осуществлена поставка программно-аппаратного комплекса «Тренажёр-имитатор освоения и эксплуатации скважин». Комплекс предназначен для подготовки студентов по специальности 21.02.01 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений». С его помощью обучающиеся могут изучать технологические процессы добычи нефти и газа, знакомиться с принципами функционирования нефтепромыслового оборудования и отрабатывать практические навыки управления скважинами в условиях виртуального нефтегазового месторождения.
Комплекс представляет собой сочетание интерактивных аппаратных модулей и программной среды, обеспечивающей моделирование производственных процессов нефтегазового месторождения. В его состав входят модули установки электроцентробежного насоса (УЭЦН), автоматизированной групповой замерной установки (АГЗУ), установки дозирования реагента (УДР), а также программный модуль «Виртуальное месторождение». Последний включает модели фонтанной скважины, скважины, оснащённой штанговой скважинной насосной установкой (ШСНУ), системы поддержания пластового давления (ППД), газовой и нагнетательной скважин.
Программная часть комплекса обеспечивает трёхмерное отображение куста добывающих скважин и визуализацию технологических процессов с использованием двухмерных мнемосхем. Встроенная математическая модель позволяет воспроизводить работу скважин в режиме реального времени с учётом характеристик пласта, величины пластового давления, температуры, свойств добываемого флюида, а также содержания в нём нефти, воды, газа и механических примесей. Благодаря этому студенты могут отслеживать изменения технологических показателей и анализировать влияние различных режимов работы оборудования на процессы добычи.
Важное место в программе подготовки занимает изучение особенностей эксплуатации скважин, оборудованных УЭЦН. В процессе обучения студенты отрабатывают навыки осмотра фонтанной арматуры и станции управления, проверки технического состояния оборудования, измерения статического и динамического уровней жидкости, а также контроля затрубного и линейного давления. Предусмотренные программные сценарии охватывают подготовку скважины к запуску, выполнение пробного пуска, вывод оборудования на рабочий технологический режим, регулирование частоты вращения электродвигателя и подбор оптимальных параметров эксплуатации. Особое внимание уделяется выявлению неисправностей, работе со станцией управления и контролю состояния погружного оборудования.
Модуль АГЗУ предназначен для изучения конструкции, назначения и принципов функционирования автоматизированных групповых замерных установок. В рамках обучения студенты осваивают процедуры наружного и внутреннего осмотра оборудования, учатся управлять запорно-регулирующей арматурой, выполнять переключение скважин на замер и определять их дебит. Кроме того, комплекс позволяет отрабатывать выбор рациональных режимов эксплуатации скважин, использующих различные способы добычи: с применением УЭЦН, ШСНУ или фонтанным способом.
Дополнительные функциональные возможности комплекса обеспечивают изучение оборудования для дозирования реагентов и особенностей эксплуатации скважин различных типов. С помощью модуля УДР обучающиеся отрабатывают подготовку оборудования к работе, настройку дозирующего насоса, расчёт дозировочных параметров, контроль подачи реагента и выявление возможных неисправностей. В программном модуле «Виртуальное месторождение» реализованы также сценарии запуска и остановки газовых и нагнетательных скважин, эксплуатации системы ППД, проведения исследований фонтанных скважин и выполнения динамометрирования ШСНУ.
Отличительной особенностью комплекса является интеграция виртуальных моделей с физическими органами управления. Интерактивные элементы оборудования, в том числе переключатели, кнопки, задвижки и контрольно-измерительные приборы, связаны с программной средой и взаимодействуют с ней. Положение органов управления учитывается при моделировании технологических процессов, а показания приборов соответствуют текущему состоянию виртуального оборудования. Такой принцип работы позволяет объединить изучение технологических схем с практической отработкой операций управления оборудованием.
Тренажёр предусматривает возможность одновременной работы нескольких пользователей и рассчитан на пять обучающихся и одного инструктора. Преподаватель может контролировать ход занятия, изменять условия эксплуатации и вводить моделируемые неисправности оборудования как в реальном времени, так и с использованием таймера. В числе предусмотренных нештатных ситуаций — возникновение утечек, образование парафиновых отложений в насосно-компрессорных трубах, заклинивание насоса, перегрев погружного электродвигателя, а также отказы систем управления, задвижек, манометров и расходомеров.
Для проведения занятий и оценки уровня подготовки студентов в комплексе реализованы два режима работы: «Обучение» и «Экзамен». Предусмотрено сохранение протоколов работы обучающихся в базе данных, что позволяет применять тренажёр как для формирования и закрепления практических профессиональных навыков, так и для проверки результатов обучения.
