Реализация проекта для Государственного бюджетного профессионального образовательного учреждения Ямало-Ненецкого автономного округа «Тарко-Салинский профессиональный колледж» завершена. В рамках поставки учебному заведению переданы два специализированных комплекса для подготовки специалистов по направлениям бурения и эксплуатации нефтяных скважин: тренажер-имитатор бурения и тренажер по эксплуатации скважин «Автоматизированное рабочее место системы управления по управлению процессами добычи нефти и газа».
Тренажер-имитатор бурения предназначен для воспроизведения технологических процессов строительства скважины и отработки учебно-тренировочных заданий. В его состав входят рабочее место инструктора, основанное на сервере моделирования технологических процессов, и средства виртуальной реальности. Программная модель поддерживает симуляцию процессов в реальном и ускоренном времени. С ее помощью отрабатываются основные этапы строительства скважины: углубление забоя, спуско-подъемные операции и крепление скважины.
Ключевой особенностью тренажера является динамическое изменение состояния программной модели в ответ на действия обучаемого. При взаимодействии с пультами и постами управления меняются параметры бурового оборудования, инструмента и скважины, а виртуальные приборы отображают соответствующие значения технологических показателей. Кроме того, модель позволяет воспроизводить возникновение и развитие осложнений и аварийных ситуаций, в том числе нефтегазопроявлений и выбросов.
Особое внимание уделено обучению действиям при газонефтеводопроявлениях. Тренажер моделирует различные методы ликвидации ГНВП с учетом требований Правил промышленной безопасности, НАУС и IWCF. В программе предусмотрена работа с шаровыми кранами и противовыбросовыми компоновками, а также моделирование процессов наклонно-направленного бурения. Пользователь может отрабатывать задачи в различных геолого-технологических условиях, с разными геологическими разрезами, конструкциями и профилями скважин, комплектами бурового оборудования и инструмента.
Поддерживаются роторный и турбинный способы бурения, а также использование силового верхнего привода.
Функциональные возможности тренажера включают моделирование бурения, спуско-подъемных операций и крепления скважины, изменение состояния оборудования и инструмента в зависимости от действий обучаемого, развитие осложнений и аварийных ситуаций, ликвидацию ГНВП и отображение показаний контрольно-измерительных приборов. Также реализована работа с различными геолого-технологическими условиями, способами бурения и силовым верхним приводом.
В состав аппаратного оснащения рабочего места инструктора входят ЖК-монитор диагональю 27 дюймов, клавиатура, компьютерная мышь, сетевой фильтр, Ethernet-кабель длиной 12 метров, VR-гарнитура и сервер тренажера. Комплект поставки дополнен эксплуатационной документацией.
Второй переданный колледжу комплекс — тренажер по эксплуатации скважин «Автоматизированное рабочее место системы управления по управлению процессами добычи нефти и газа». Это программно-аппаратное решение предназначено для выполнения учебных заданий по эксплуатации нефтяных скважин, оснащенных электроцентробежными насосами, автоматизированными групповыми замерными установками и оборудованием для дозирования реагента.
В состав комплекса входят расчетные блоки преподавателя и обучающихся, сенсорные экраны, VR-оборудование, скважинный уровнемер, контроллер станции управления погружным электроцентробежным насосом и специализированное программное обеспечение. Программа содержит учебные сценарии по работе с УЭЦН, фонтанной арматурой, скважинным уровнемером, станцией управления УЭЦН, автоматизированной групповой замерной установкой и установкой дозирования реагента.
Для выполнения операций со скважиной используется скважинный уровнемер SUDOS-mini 2. Прибор подключается к имитатору учебного месторождения, отображает эхограммы и позволяет определять уровень жидкости и затрубное давление. Предусмотрен обмен данными между уровнемером и имитатором; меню контроллера и отображаемая информация соответствуют серийному оборудованию. Считывание данных контроллера возможно с помощью штатного программного обеспечения производителя.
Еще одним аппаратным компонентом является контроллер станции управления погружным электроцентробежным насосом. В поставленном комплексе установлен контроллер «Электон-10.1». Он поддерживает обновление программного обеспечения стандартными средствами, обмен информацией с внешними системами, а также работу с меню и данными, характерными для реального устройства.
Аппаратная часть тренажера эксплуатации скважин объединяет телевизионное и сенсорное оборудование, вычислительную технику и средства виртуальной реальности. В основной комплект включены телевизор диагональю 75 дюймов, три сенсорных монитора диагональю 21,5 дюйма, три автономные VR-гарнитуры PICO 4 Ultra, расчетные блоки, Wi-Fi-роутер, источники бесперебойного питания и скважинный уровнемер. Для отдельных учебных модулей предусмотрены электроцентробежный насос, станция управления УЭЦН с контроллером «Электон-10.1», станция управления АГЗУ, интерактивный макет установки дозирования реагента, а также отдельный расчетный блок преподавателя, выполняющий функции сервера.
Комплекс предназначен для отработки последовательности действий при эксплуатации скважины, оснащенной УЭЦН. Учебные сценарии включают осмотр фонтанной арматуры, станции управления УЭЦН и трансформатора, поиск неисправностей, проверку и установку скважинного уровнемера, измерение статического уровня и затрубного давления, замер буферного давления, подготовку скважины к запуску и пробный пуск. Также можно отрабатывать запуск после глушения или кратковременной остановки, опрессовку, внесение данных в карту вывода на режим, определение динамического уровня и давления, вывод скважины на технологический режим и построение регулировочных кривых.
В отдельные учебные задания включены установление причин отклонений в работе оборудования и диагностика неисправностей, регулировка штуцера, измерение дебита, изменение частоты тока, использование блока автоматики станции управления УЭЦН и расчет необходимого напряжения отпайки трансформатора. Дополнительно отрабатывается работа с установкой дозирования реагента: осмотр и настройка оборудования, подготовка к работе, выполнение расчетов, настройка и включение насоса, контроль подачи реагента.
В состав тренажера также входит аппаратный модуль АГЗУ. Сценарии предусматривают внешний и внутренний осмотр автоматизированной групповой замерной установки, вентиляцию помещения АГЗУ, измерение дебита и выбор рабочего режима для различных условий эксплуатации скважины. Предусмотрены отдельные задания для скважин, работающих с применением УЭЦН и ШСНУ, а также для газлифтных и фонтанных скважин.
Программно-аппаратная архитектура комплекса объединяет виртуальную модель месторождения с профильными аппаратными компонентами. Обучаемый работает не только с программным интерфейсом, но и с сенсорными экранами, VR-оборудованием, скважинным уровнемером и контроллером станции управления УЭЦН. Благодаря этому можно отрабатывать предусмотренные учебной программой операции по контролю параметров скважины, запуску и регулированию оборудования, проведению измерений, диагностике неисправностей и работе с технологическими установками.
По итогам завершенного проекта Тарко-Салинский профессиональный колледж получил два специализированных тренажерных комплекса, охватывающих два важных направления нефтегазового производства — бурение скважин и их дальнейшую эксплуатацию. Первый комплекс позволяет изучать строительство скважины, спуско-подъемные операции, крепление, работу бурового оборудования и порядок действий при осложнениях и ГНВП. Второй предназначен для отработки эксплуатации скважин с УЭЦН, работы с фонтанной арматурой, АГЗУ, скважинным уровнемером, станцией управления УЭЦН и системой дозирования реагента. Указанные функции и перечень оборудования отражены в технических заданиях и технических паспортах поставленных тренажеров.
