Рады сообщить о разработке нового тренажерного комплекса. 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 им для управления материальным объектом путем многократного выполнения обучаемыми действий, свойственных управлению реальным объектом.
Варианты реализации тренажерного комплекса:
- Программно-аппаратная реализация с точной копией управления кабины бурильщика (рабочее место обучаемого – бурильщика) + ноутбуки (рабочие места обучаемых – помощников бурильщиков) + ноутбук (рабочее место инструктора) + сервер.
- Программно-аппаратная реализация с точной копией управления кабины бурильщика на базе системы формирования виртуальной реальности (VR) (рабочее место обучаемого – бурильщика) + ноутбуки с системой формирования виртуальной реальности (VR) (рабочие места обучаемых – помощников бурильщиков) + ноутбук (рабочее место инструктора)
- Программная реализация “все в одном” (1 ноутбук)
- Программная реализация на основе системы формирования виртуальной реальности “все в одном” (1 ноутбук + VR)
Назначение компьютерного имитационного тренажёра:
- 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 используются 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:
- БУ5000/320ЭР
- БУ5000/320ЭУК
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.
Описание тренажера
Тренажер обеспечивает генерацию модели реальной технологической системы в соответствии с математической моделью при помощи программных и аппаратных средств. Идентичность реальной системы в данном случае понимается как идентичность подачи на основные каналы восприятия пользователя программно- или аппаратно- управляемых воздействий и реалистичной реакции моделируемой среды на производимые пользователями действия.
Тренажер включает в себя математическую модель, модуль синтеза 3D изображения и звука, модуль имитации автоматизированной системы управления технологическими процессами, модуль распределенных вычислений и симуляции, модуль инструктора.
Математическая модель – система математических соотношений, описывающих с требуемой точностью имитируемый объект или процесс. Высокая адекватность и универсальность модели тренажера определяет соответствие поведения реальной системы и поведения модели в штатном и аварийном режимах. Под адекватностью понимается способность модели отражать заданные свойства объекта с приемлемой точностью. Универсальность модели определяется количеством параметров, учитываемых в процессе имитации. При необходимости модель может учитывать деформирование твёрдых тел (акустическое воздействие, устойчивость, механику разрушения), теплоперенос (теплопроводность, конвекция и излучение), акустические явления, химические реакции, электромагнитные эффекты, воздействие на экосистему и т.д.
Модуль синтеза 3D изображения и звука
Модуль синтеза 3D изображения и звука позволяет расширить цели и задачи тренажера, дополнительно обеспечивая возможность практического изучения устройства, принципа работы, технического обслуживания оборудования и деятельности, характерной для осваиваемой профессии.
Модуль инструктора
Инструктор (или инструкторы, количество инструкторов может быть различным), в отличии от других участников обучения, не участвует в выполнении задачи обучения, а выполняет следующие функции:
- останов и повторный запуск тренажера;
- выбор сценария обучения;
- выбор между режимами инструктора и экзамена;
- получение статистики по выполнению тренажера.
Имитируемые объекты
- Буровая установка Уралмаш БУ5000/320ЭР / БУ5000/320ЭУК
- Вышка ВМА 45-320 (мачта 2-х опорная, высота вышки, 44.8 м)
- Привод и трансмиссия БУ. Привод лебедки, ротора, насосов – Электродвигатель 4ПС-450-1000-УХЛ2. Тип двигателя: постоянного тока. Вид возбуждения: независимое. Мощность 1000 кВт. В состав трансмиссии входят: жесткие муфты; понижающие редукторы; шино-пневматические муфты; клиноременные, цепные, карданные, угловые передачи.
- Талевая система состоит из кронблока, крюкоблока (Кронблок УКБ-6-400, Крюкоблок УТБК-5-320). Механизм для крепления неподвижной ветви талевого каната. Датчик гидравлического индикатора веса. Ограничитель подъема талевого блока.
- Система верхнего привода (Верхний привод TD-350-HT) или Ротор (Р-700)
- Основная (ЛБУ-37-1100) и вспомогательная лебедки.
- Ключи для свинчивания и развинчивания резьбовых соединений колонн (АКБ, механические ключи).
- Вертлюг (УВ-320МА) и манифольд.
- Оборудование для очистки бурового раствора (газоанализатор, магнит для сбора металлической стружки, механический дегазатор, два вибросита, два гидроциклона, вакуумный дегазатор, механические лопастные и гидравлические мешалки)
- Насос буровой трехпоршневой (УНБТ-950А).
- ПВО (ОП5 и ОП10). Универсальный превентор; Два горизонтальных превентора с плоскими плашками. Управление превенторами осуществляется со станции гидроуправления или механическим способом при помощи 4х 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;
- Пневмосистема. роторные пневмоклинья, пневманические ключи типа АКБ или ПБК и пневмораскрепители. Источник энергии для привода оборудования пневмосистемы – сжатый воздух, который получают с помощью компрессоров (4ВУ1-5/9).
- Генераторы.
- 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
- Наборы обсадных, бурильных, утяжеленных бурильных труб. Долота. Специальный инструмент – ловители, калибраторы и т.д.
- Оборудование для ремонта – съемники для насосов (клапаны/цилиндры) и т.д.
- Кустовая площадка и городок;
- Необходимое оборудование и инструменты (ключи, ломики, квадрат и т.д.).
Сценарии и режимы обучения
Сценарии – 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:
- Спуско-подъемные операции (спо)
- Проходка (бурение) роторное
- Проходка (бурение) верхним приводом
- Проходка (бурение) роторное + забойный двигатель (ВЗД)
- Спуск обсадной колонны и цементирование
- замена долота и компоновки бурильной колонны (определение износа, замена)
- Промывка скважины
- Ремонтные/ловильные работы
- Вышкомонтажные работы
Сценарии – Для помощников бурильщика и механиков:
- Замена поршней/втулок на насосе
- Выявление неисправностей и замена клапанов насоса
- Выявление неисправностей и смена сеток в виброситах
- Выявление неисправностей и замена элементов песко/ило отделителей
- Замена каната
- Текущее обслуживание и ремонт система БУ
Сценарии – Для геофизических работ:
- Геофизические исследования скважины в процессе бурения
- Отбор керна
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.