Наша команда в партнерстве с компанией ТОФС (Baker Hughes) завершила разработку симулятора наклонно-направленного бурения нового поколения.
Цель проекта — дать обучающимся возможность самостоятельно отрабатывать навыки на рабочих ноутбуках: создавать собственные сценарии, проходить как новые, так и ранее подготовленные тренировки и получать объективную оценку результатов.
Программное обеспечение состоит из двух частей: редактора сценариев и тренировочного модуля для прохождения сценариев с автоматической оценкой. На первом этапе особое внимание уделено гибкому и профессиональному редактору сценариев, который позволяет методистам и инструкторам формировать учебные кейсы под реальные производственные задачи.
Редактор сценариев
В редакторе реализован следующий функционал.
- подгрузка траектории (плановой по интерполяции и фактической по замерам с прогнозом на забой);
- подгрузка КНБК с указанием типа ВЗД, угла перекоса, непромера основного и альтернативного датчика (NBI);
- изменение выдаваемой КНБК базовой интенсивности, посчитанной автоматически или возможность задания диапазона выдаваемой интенсивности, а также условий, от которых она будет зависеть;
- установка общего интервала бурения и шага (длина трубки бурового инструмента или свечи), подгрузка/внесение меры инструмента/палетки;
- установка диапазона параметров бурения (расход, обороты, нагрузка, перепад давления на ВЗД), коэффициентов трения, а также лимитов по давлению, крутящему моменту и весам инструмента.
- подгрузка геологии или автоматическая генерация по месторождениям;
- базовая тенденция при бурении с вращением (с возможность её задавать поинтервально);
- сохранение с паролем с последующим редактированием сценария и возможность пересохранения под другим именем;
- внесение информации по предыдущим интервалам бурения (для отображения их в палетке).
Симуляция бурения
В симуляторе реализован следующий функционал:
- каждый пользователь имеет свой логин, пароль, историю прохождения сценариев, возможность продолжения прохождения сценария, если он был прерван;
- монитор бурильщика, в котором видны все параметры бурения, периодически обновляются инклинометр и постоянно обновляется глубина этого инклинометра, видны отклонители при направленном бурении;
- выгрузка палетки по заданному сценарию в ворд или эксель формате;
- смена режимов (в рамках рабочего диапазона и за рамками), предусмотрены соответствующие кнопки с коротким и длинным шагом;
- диаграмма параметров бурения (графическое изображение по времени и глубине);
- защита от «дурака», к примеру, невозможность бурения и вращения без циркуляции, сигнализация возможных последствий при попытке превысить/выйти за рамки диапазона, попытка нарастить инструмент, когда предыдущий интервал не добурен;
- возможность ускорения процесса (двух-, пяти-, десятикратного);
- предусмотрена автоматизация при добуривании интервала, то есть
* в конце слайда подъём в начало интервала слайда, его проработка и добуривание свечи/трубки с оборотами в 2 раза меньше максимальных;
* в конце свечи/трубки проработка с вращением, без вращения, сообщение весов на вира, майна, собственного, момента над забоем и на забое, вставание в 1 метре от забоя;
* если интервал начинается с роторного бурения, то у пользователя есть функция «бурим ротором до» определённой глубины, бурильщик (наша программа) самостоятельно запускает максимальные обороты, бурит в пределах заданной нагрузки, вырабатывает перепад давления, останавливает вращение, расхаживает, встаёт в 1 метре от забоя и сообщает, что «к слайду готов». - помимо изменения основных параметров (расхода, оборотов, нагрузки, скорости движения блока) есть возможность выставить отклонитель, то есть подтянуть (навернуть пружину) или отпустить при движении блока без оборотов, данная опция должна быть доступна как над забоем, так и на забое с шагом в 15 градусов и 90 градусов (отпуск более 90 градусов без расхаживания инструмента запрещён);
- после получения замеров у пользователя есть возможность принимать один из замеров (до наращивания или после наращивания), на дальнейшее бурение нельзя переходить без принятия замера;
- также у пользователя доступна опция снятия промежуточного замера, в этом случае должна быть кнопка расходить и встать в указанном количестве метров над забоем, промежуточный замер может быть принят, однако программа предупредит о малом интервале между замерами и возможном превышении интенсивности;
- при заканчивании сценария пользователю необходимо вручную ввести прогноз на забой или выбрать опцию стабилизации (повторение угла и азимута замера);
- также предусмотрена пауза в бурении, она должна включаться автоматически при закрытии симулятора (к примеру, в случае отключения электричества)
Критерии оценки выполнения сценария
Балл за выполнение задания варьируется от 0 до 5 с шагом 0.1.
Слайд с телесистемой OnTrak (нет NBI с глубиной ниже основного датчика, там отображается глубина основного датчика, значение меняется только при вращении бурильной колонны):
Палетка
Пример диаграммы параметров бурения
Есть временная шкала с глубинами забоя, графики с позицией блока, давлением, ходами насоса, весом, нагрузкой, средней проходкой. Также есть возможность менять масштаб.
От чего зависит BUR КНБК с ВЗД?
- Реальное значение угла перекоса.
- Параметры бурения (расход, ННД, перепад).
- Геология, породы, складчатость, переслаивания пород.
- Геометрия ВЗД (длины и калибраторы); длина, агрессивность и дизайн долота.
- Человеческий фактор, невозможность удержать отклонитель, бурение с меньшим перепадом.
- Износ ВЗД (радиальный и осевой люфт, износ пятки, калибратора или утолщения на корпусе).
- Износ долота, калибраторов.
- % непрерывного слайда (без вытяжки и складывания), его проработка.
- Проблемы с доведением ННД.
- Разгон КНБК.
- Профиль (геометрия) скважины, примеры: разворот азимута, ЗУ >93 в горизонте.
- Отклонитель (вверх или вниз).
- Зенитный угол.
- Вибрации, ухудшение качества
