Цель – формирование знаний, умений и навыков персонала. Перенос навыков на условия реальной работы.

Задачи:

• 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.

Преимущества:

1 — Масштабируемость.

1 — От полной копии кабины бурильщика до планшета

• 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)

• планшеты.

+ Дистанционное бурение!

+ Возможность дистанционной работы обучаемых по сети интернет!

2 — Полная визуализация всех основных и вспомогательных систем буровой, всех инструментов и приспособлений. Учет климата севера ХМАО т ЯНАО (климатическое исполнение имитируемого оборудования).

2 — Визуализация 100% основного и 100% вспомогательного оборудования

• Буровой насос УНБТ-950А

• Вертлюг УВ-320МА

• Талевая система 5х6

• Вышка ВМА-45-320

• Ротор Р-700

• Лебедка ЛБУ-37-1100

• Кронблок – УКБА-6-400

• Крюкоблок – УТБК-5-320

• Талевый блок– УТБА-5-320

• Лебедка: электродвигатель 4ПС-450-1000-УХЛ2

• Буровой насос: электродвигатель 4ПС-450-1000-УХЛ2

• Циркуляционная система ЦС5000ЭР

• Верхний привод TD-350-HT (Bentec)

• Полати

• Крепление мертвого конца

• Подвеска вертлюга

• Мостик

• Вибросито

• Ситогидроциклонный сепаратор

• Пескоотделитель

• Илоотделитель

• Центрифуга

• Дегазатор

• Гидросмеситель

• Емкость приготовления

• Емкость сливная

• Емкость забора

• Стояк

• Водяной насос

• Пульт бурильщика

• Верхний привод

• Трубные ключи АКБ

• Механический ключ

• Клинья ротора

• Безопасная труба/квадратная труба

• Замки трубные

• Долота

• Превентор (схема ОП-5)

• Гидростанция управления

• Вспомогательная лебедка

• Элеватор

• Грязевик

• Сепаратор

• Блоки приготовления

• Обвязка буровой….

• Ресивер

• Компрессор

• КПП лебедки

Возможность выбора конфигурации оборудования (роторное бурение, верхний привод, варианты АБК, насосов и т.д.).

3 — Полная визуализация подземной части

3 — Визуализация 100% оборудования и процессов под землей

• Скважина

• Бурильная труба

• Утяжеленные бурильные трубы (УБТ)

• Толстостенные бурильные трубы (ТБТ)

• Ведущие бурильные трубы

• Породоразрушающий инструмент

• Забойные двигатели

• Перепускной (переливной) клапан

• Переводник

• Шламометаллоуловитель (ШМУ)

• Клапаны обратные

• Механизм искривления

• Калибраторы и центраторы

• Стабилизаторы

• Расширители

• Ясс

• Роторные отклонители

• Забойные телеметрические системы (MWD), системы каротажа в процессе бурения (LWD) и роторные управляемые системы (РУС)

4 – Полная визуализация всех применяемых инструментов и приспособлений

4 — Полная визуализация всех применяемых инструментов и приспособлений

5 — Реальные геологические разрезы месторождений РФ (Варьеганское месторождение, Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения и т. д.), полный спектр типов скважин (наклонные; вертикальные; горизонтальные; многозабойные; многоствольные; «Fishbone»)

5 — Реальные геологические разрезы и типы скважин

6 — Экспертность и взаимодействие с ведущими компаниями РФ — производителями оборудования

6 — Передовое отечественное оборудование и технологии

• Завод бурового оборудования (Оренбург)

• Кенера (Тюмень)

• Уралмаш (Екатеринбург)

• БК Евразия

• …..

7 — Наличие виртуального (на базе ИИ) инструктора + станция реального инструктора

7— Виртуальный инструктор на базе ИИ + удобство для реального инструктора

Возможности и режимы работы виртуального инструктора:

• 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.

Примеры сценариев:

• Изучение конструкции буровой установки

• Изучение конструкции скважины и бурильной колонны

• Спускоподъёмные операции

• Замена поршней/втулок на насосе

• Выявление неисправностей и замена клапанов насоса

• Проходка (бурение) верхним приводом

• Спуск обсадной колонны и цементирование

• Правила безопасности (выявление нарушений при бурении)

• Правила безопасности (выявление нарушений при производстве работ на высоте)

• Правила безопасности (выявление нарушений при производстве грузоподъемных работ)

• Закрытие скважины

• Глушение методом бурильщика

• Глушение объемным методом

• Заполнение листа глушения

• 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

• Дополнительные сценарии – выполнение типовых операций:

• Проходка (бурение) роторное

• Проходка (бурение) роторное + забойный двигатель (ВЗД)

• Замена долота и компоновки бурильной колонны (определение износа, замена)

• Промывка скважины

• Ремонтные/ловильные работы

• Вышкомонтажные работы

• Дополнительные сценарии – для помощников бурильщика и механиков :

• Замена поршней/втулок на насосе

• Выявление неисправностей и смена сеток в виброситах

• Выявление неисправностей и замена элементов песко/ило отделителей

• Замена каната

• Текущее обслуживание и ремонт система БУ

• Геофизические исследования скважины в процессе бурения

• Отбор керна

8 — Многопользовательский режим + VR + агенты

8 — Многопользовательский VR‑режим

Возможность обучения полного состава вахты (бурильщик + помощники бурильщика + супервайзер + мастер + механик). При отсутствии одного или нескольких участников — его функции выполняет модель агентов в соответствии с регламентом.

9 — Расширенная поддержка систем формирования виртуальной реальности (VR)

9 — Расширенная поддержка систем формирования виртуальной реальности (VR)

10 — Высокоточная мультифизическая модель 100% процессов

10 — Высокоточная мультифизическая модель 100% процессов

Полная математическая модель оборудования и процессов, а не только модель ГНВП.

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.

Мы применяем как аналитические (основанные на экспериментальных данных отношения) и численные методы конечных элементов (МКЭ) и метод решёточных уравнений Больцмана (численном методе моделирования гидродинамики Lattice Boltzmann Method, LBM). Мы используем LBM для моделирования многофазных потоков, моделировании потоков в пористых средах, имитации поведения бурового раствора в затрубном пространстве и т. д. МКЭ применяется нами для моделирования напряжённости конструкции и деформаций.

11 — Встроенный редактор технологической схемы систем буровой установки

11 — Редактор технологической схемы систем буровой установки

Собственная запатентованная технология автоматического синтеза математической модели объекта. Технология повышает качество и технико‑экономический уровень создаваемых математических моделей. Адекватность и универсальность моделей находится на уровне ведущих мировых компаний.

Создан и тестируется экспериментальный модуль на основе модифицированного метода решетчатых уравнений Больцмана (LBM). Создан и используется последовательная схема расчетов‑ на базе решения линейных уравнений для нахождения начальных условий с последющим решением с использованием прямых численных итерационных методов на основе найденного приближенного решения и величины шага.

Универсальные математические модели оборудования:

• Запорно регулирующая арматура, гидро- пневмо- трубопровод

• Пласты-Скважины

• Обратные клапаны

• Динамические насосы и компрессоры

• Объемные насосы и компрессоры

• Подогреватели

• СППК

• Измерительные приборы (манометры, термометры, расходомеры)

• Специализированные мат.модели аппаратов нефтегазовой промышленности и т.д.

• математическое обеспечение — совокупность математических методов, моделей и алгоритмов для выполнения проектирования ЦОР (цифровые образовательные ресурсы);

  • Моделирование и симуляция АСУиТП; Мультифизическое моделирование технологических схем;

  • Моделирование и симуляция физических процессов по направлениям

    • Гидродинамика и теплопередача (модифицированная сетчатая модель Больцмана)

    • Электродинамика и оптика

    • Механика (Классическая, Релятивистская, Механика сплошных сред (Гидродинамика, Пневматика, Гидростатика)

    • Химия

    • Акустика

    • Оптика

    • Механика твёрдого тела

    • Термодинамика жидкостей и газов. Доступные термодинамические модели:

  • Идеального газа; Пенга-Робинсона; Пенга-Робинсона (с модификацией Тву); Соаве-Редлиха-Квонга; Соаве-Редлиха-Квонга (с модификацией Граборски-Дауберта).

  • Для смесей жидкостей доступны следующие термодинамические модели: Чао-Сидера (с модификацией Грейсона-Стрида); Уилсона; NRTL; UNIFAC VLE; UNIQUAC; Регулярного раствора;

  • Расширенная модель регулярного раствора; Идеального раствора.

• программное обеспечение — компьютерные программы, реализующие проектирование и предоставление ЦОР;

  • встраиваемый мультипарадигменный язык LUA, интеграция / имплементация

  • стандартов и спецификаций OPC, IEEE1516, XAPI

  • интеграция с OpenModelica                           

• информационное обеспечение — базы данных, содержащие информацию, необходимую для проектирования ЦОР;

  • База данных фазовых состояний веществ

  • База данных плотности, теплоемкости, молекулярной массы веществ и т.д.

Высокая точность предоставления компонентного состава нефти и попутного газа:

• Фракционный состав нефти от C1 до С40+

• Метан CH4

• Этан C2H6

• Пропан C3H8

• И‑Бутан iC4H10

• Бутан C4H10

• И‑Пентаны iC5H12

• Пентан C5H12

• И‑Гексаны

• Гексан C6H14

• И‑Гептаны

• Бензол C6H6

• Гептан C7H16

• И‑Октаны iC8H18

• Толуол C7H8

• Октан C8H18

• И‑Нонаны iC9H20

• Нонан C9H20

• И‑Деканы iC10H22

• Декан C10H22

• Углекислый газ CO2

• Азот N2

• Сероводород H2S

• Высокоточная имитация автоматики (АСУ ТП нижний и верхний уровень)

• Имитация управляющих устройств

• Имитация датчиков

• Имитация алгоритмов контроллеров

• Имитация системы верхнего уровня (SCADA)

12 — Встроенный редактор учебных сценариев

12 — Редактор учебных сценариев

• Линейная и нелинейная структура

• Развитые механизмы ветвления сценария

• Развитые механизмы задания последствий действий или условий

• Простой графический редактор

• Связь с математическим описанием объекта

13 — Изучение работы оборудования, выявление неисправностей и настройка

• Изучение назначения оборудования, его состава оборудования, принципа действия, процедур настройки, диагностики и ремонта.

• Наличие интерактивных методических материалов с переходом в 3D и обратно

4— Алгоритмы АСУТП на базе математических моделей для имитации управления процессами в реальном времени

14 — Алгоритмы АСУТП на базе математических моделей для имитации управления процессами в реальном времени.

Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП) являются критически важными системами, обеспечивающими стабильную работу производственных предприятий и организаций. Для обучения и подготовки персонала часто используются специализированные тренажеры, имитирующие работу реальных систем.

Тренажеры АСУТП позволяют моделировать различные ситуации, возникающие в процессе работы реальной АСУТП, и дают возможность обучающимся отработать навыки работы с системой в безопасной среде.

Имитация АСУТП в тренажерах включает в себя моделирование оборудования, датчиков, исполнительных механизмов, контроллеров и других компонентов системы. Тренажеры обычно разрабатываются с использованием современных технологий и программного обеспечения, что позволяет создавать реалистичные модели и сценарии обучения.

15 — Надежная электроника

1— компьютер инструктора; 2 — монитор инструктора; 3 — клавиатура и манипулятор мышь инструктора; 4 — принтер инструктора; 5 — компьютер обучаемого; 6 — мониторы обучаемого; 7 — телевизор обучаемого; 8 — клавиатура и манипулятор мышь; 9 — пульт дросселирования; 10, 11 — пульт бурильщика с пультом системы верхнего привода 2/2; 12 — пульт бурильщика с пультом системы верхнего привода 1/2; 13 — пульт управления превенторами.

1 — экран предельного момента, кНм, 2 — кнопка «УПРАВЛЕНИЕ», 3 — кнопка «ШАРОВЫЙ КРАН»; 4 — кнопка «АВАРИЯ»; 5 — кнопка «ПРЕДЕЛЬНЫЙ МОМЕНТ»; 6 — кнопка «МАНИПУЛЯТОР»; 7 — кнопка «ЗАХВАТ ЗАКРЫТ»; 8 — скорость, об/мин; 9 — момент, кНм; 10 — регулятор предельного момента, кНм; 11 — переключатель открытия/закрытия шарового крана; 12 — переключатель тормоза (0/снять); 13 — кнопка сброса крутящего момента; 14 — регулятор «СБРОС КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА»,%; 15 — переключатель «ОТПУСК БУРОВОЙ КОЛОННЫ» (0/вкл); 16 — переключатель «СТЕПЕНЬ СКОРОСТИ» (низкая/высокая); 17 — переключатель «КРЕПЛЕНИЕ» (докреп/раскреп); 18 — кнопка «СВИНЧИВАНИЕ»; 19 — кнопка «АВАРИЙНЫЙ СТОП»; 20 — переключатель «ЗАХВАТ» (вверх/0/вниз); 21 — переключатель «захват» (откр/0/закр); 22 — переключатель «МАНИПУЛЯТОР» (блок/0/разблок); 23 — переключатель «МАНИПУЛЯТОР» (влево/0/вправо); 24 — переключатель «ШТРОП» (вперед/0/назад); 25 — кнопка «ЦЕНТР».

Рис.66. Пульт бурильщика с пультом системы верхнего привода 2/2:

1 — кнопка «АВАРИЙНЫЙ СТОП» вспомогательной лебедки; 2 — кнопка «ПУСК» вспомогательной лебедки; 3 — переключатель «ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ КЛИНЬЯ РОТОРА (ПКР)» (опустить/поднять); 4 — кнопка «АВАРИЙНЫЙ СТОП» буровых насосов; 5 — переключатель «ХОДЫ НАСОСА 1» (меньше/больше); 6 — кнопка «СТОП» бурового насоса 1; 7 — переключатель «ХОДЫ НАСОСА 2» (меньше/больше); 8 — кнопка «СТОП» бурового насоса 2; 9 — переключатель усилия гидрораскрепителя; 10 — переключатель «РЕЖИМ ГИДРОРАСКРЕПИТЕЛЕЙ» (раскреп/закреп); 11 — переключатель «ВЫБОР ГИДРОРАСКРЕПИТЕЛЯ» (правый/левый); 12 — кнопка «ПУСК ОСНОВНОГО ПРИВОДА ЛЕБЕДКИ»; 13 — кнопка «СТОП ОСНОВНОГО ПРИВОДА ЛЕБЕДКИ»; 14 — кнопка «ПУСК ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ПРИВОДА ЛЕБЕДКИ»; 15 — кнопка «СТОП ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ПРИВОДА ЛЕБЕДКИ»; 16 — кнопка «АВАРИЙНЫЙ СТОП ПРИВОДА ЛЕБЕДКИ»; 17 — переключатель «ВИЛКА РОТОРА» (подвод/отвод); 18 — переключатель «ВРАЩЕНИЕ РОТОРА» (влево/вправо); 19 — кнопка «ПУСК РОТОРА»; 20 — кнопка «АВАРИЙНЫЙ СТОП РОТОРА»; 21 — переключатель «ВРАЩЕНИЕ» гидроагрегата (откл/вкл); 22 — переключатель «ВРАЩЕНИЕ РОТОРА» (больше/меньше); 23 — предупредительный звонок «ВЕРХОВОЙ»; 24 — предупредительный звонок «БЛОК ЦС»; 25 — предупредительный звонок «НАСОСНЫЙ БЛОК»; 26 — предупредительный звонок «РАБОЧАЯ ПЛОЩАДКА».

1— манометр давления в трубах, МПа; 2 — экран числа ходов насоса 1; 3 — экран счетчика ходов насоса; 4 — экран числа ходов насос 2; 5 — экран объема закаченного раствора, м³; 6 — кнопка «СБРОС» числа ходов насоса; 7 — манометр давление в дросселе; 8 — экран «МАСШТАБ ВРЕМЕНИ»; 9 — переключатель «МАСШТАБ ВРЕМЕНИ» (больше/меньше); 10 — кнопка «СБРОС» масштаба времени; 11 — экран «СТЕПЕНЬ ОТКРЫТИЯ ДРОССЕЛЯ»; 12 — переключатель «ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ДРОССЕЛЕМ» (вкл/выкл); 13 — переключатель «ДИСТАНЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ДРОССЕЛЕМ» (открытие/закрытие); 14 — регулятор скорости открытия дросселя (медленно/быстро); 15 — кнопка «ЗАДВИЖКА СБРОСА В СЕПАРАТОР» (откр/закр); 16 — кнопка «ЗАДВИЖКА СБРОСА» (откр/закр); 17 — кнопка «ЗАДВИЖКА СБРОСА В АМБАР» (откр/закр); 18 — кнопка «ВЫХОДНАЯ ЗАДВИЖКА ДРОССЕЛЯ 1» (откр/закр); 19 — кнопка «ВХОДНАЯ ЗАДВИЖКА ДРОССЕЛЯ 1» (откр/закр); 20 — кнопка «ЗАДВИЖКА ЛИНИИ ОТВОДА» (откр/закр); 21 — кнопка «ВХОДНАЯ ЗАДВИЖКА ДРОССЕЛЯ 2» (откр/закр); 22 — кнопка «ВЫХОДНАЯ ЗАДВИЖКА ДРОССЕЛЯ 2» (откр/закр); 23 — экран «СТЕПЕНЬ ОТКРЫТИЯ ДРОССЕЛЯ 1»; 24 — кнопка «ЗАДВИЖКА ЛИНИИ ДРОССЕЛИРОВАНИЯ» (откр/закр); 25 — кнопка «СБРОС ЗНАЧЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ».

16— Совместимость с международными стандартами

16 — Открытая архитектура / Импортонезависимость

Архитектура тренажеров базируется только на открытых универсальных стандартах — High Level Architecture / IEEE 1516. Более подробно Вы можете прочитать в нашей статье на HABR.

Запуск и предоставление отчетов в платформе «полигон» базируется на использовании наиболее перспективных стандартов:

• xAPI (в т.ч. IEEE P9274.1 Experience API — xAPI 2.0). Наша компания является официальным поставщиком контента в формате xApi.

• CMI5

• Группы стандартов Total Learning Architecture (TLA)

• Группы стандартов ISO 35.240.90 IT APPLICATIONS IN EDUCATION

Еще одной важной особенностью платформы является возможность использования тренажеров как инструмента управления рисками направленного на «человеческий фактор» и связанные с ним ошибки — HRA (THERP, ASEP, HEART, SPAR‑H, CREAM и т. д.):

1. ГОСТ Р 51 901.11–2005 Менеджмент риска. Исследование опасности и работоспособности. Прикладное руководство.

2. ГОСТ Р 51 901.13–2005 (МЭК 61 025:1990) Анализ дерева неисправностей. IEC 61 025:1990 Fault Tree Analysis (FTA) (MOD).

3. ГОСТ Р 51 901.1–2002 Анализ риска технологических систем. гармонизирован с международным стандартом МЭК 60 300–3–9:1995 «Dependability Management — Part 3: Application guide — section 9: Risk analysis of technological systems» — «Управление надежностью. Часть. 3. Руководство по применению. Раздел 9. Анализ риска технологических систем».

4. ГОСТ Р 51 901.11–2005 (МЭК 61 882:2001) Исследование опасности и работоспособности. Прикладное руководство. IEC 61 882:2001 Hazard and operability studies (HAZOP studies) — Application guide (MOD).

Поддержка архитектуры OPC Unified Architecture — спецификации, определяющей передачу данных в промышленных сетях и взаимодействие устройств в них. Поскольку тренажеры очень часто имитируют место оператора (SCADA‑системы), а там в свою очередь OPC UA является де‑факто «стандартом»…..

Выполнена интеграция со свободным открытым программным обеспечением для моделирования, симуляции, оптимизации и анализа сложных динамических систем — OpenModelica, основанным на языке Modelica. Modelica — объектно‑ориентированный, декларативный, мультидоменный язык моделирования для компонентно‑ориентированного моделирования сложных систем, в частности, систем, содержащих механические, электрические, электронные, гидравлические, тепловые, энергетические компоненты, а также компоненты управления и компоненты, ориентированные на отдельные процессы. По своим возможностям приближается к таким вычислительным средам как Matlab Simulink, Scilab xCos, имея при этом значительно более удобное представление системы уравнений исследуемого блока. Включает блоки:механики

• электрики

• электроники

• электродвигатели

• гидравлики

• термодинамики

• элементы управления и т. д.

17 — возможность интеграции с виртуальными лабораторными работами (буровые растворы и др.)

Можно изготовить буровой раствор в рамках лабораторной работы и тут же применить его в той или иной технологической операции на буровой установке.

+ Дополнительные модули по промбезопасность (высотные работы, первая помощь, огневые и т. д.) — https://lcontent.ru/portfolio/promyshlennaya‑bezopasnost‑i-ohrana‑truda/

18 — Соответствие программе IWCF (International Well Control Forum) / IADC / «Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности» (утверждены приказом № 534 от 15 декабря 2020) / национальный стандарт «нефтегазового кластера»

19 — Аналитика обучения Аналитика обучения — экономические показателии, категории ошибок, причины, причинно‑следстивенные диаграммы, диаграммы последствий, деревья отказов и т. д. (https://lcontent.ru/lrs/)

20 – междисциалинарное использование

21 – Обучение преподавателей и инструкторов работе с тренажером (с выдачей официального документа)

Подробнее на нашем сайте Lcontent.ru