Цифровой двойник кустовой площадки добывающих и нагнетательных скважин
Мы закончили еще один интересный проект — цифровой двойник кустовой площадки добывающих и нагнетательных скважин, которая предназначена обучения операторов добычи и персонала, связанного с работой на кустовых площадках.
В основе была поставлена цель — создать тренажер для обучения операторов добычи сразу по всем возможным компонентам кустовой площадки, с учетов всех видов оборудования и компоновок, применяемых в России при добыче нефти и газа. Также мы учли тот факт, что бывают различные компоновки, например при повышенном содержании сероводорода и других газов. Как обычно будет много букв, но для тех кто не любит читать сразу приведу видеоролик с несколькими темами:
Про опыт использования тренажеров для СПО/ВПО я недавно докладывал на одном их форумов про среднее профессиональное образование:
Коротко цели и задачи создания такого симулятора. Начнем с проблемы. Опять таки импортозамещение и существующие ограничения. На сегодняшний день тренажеры по обучению операторов добычи это тренажеры , как правило, без математической модели, т.е. мультики, а значит — неэффективны. Кроме того, данные тренажеры бурения имеют в своей основе компоновки, характерные только для местных добывающих компаний , не учитывают все возможные погодные условия и компоновки, которые применяются на всей территории РФ, кроме того не предоставляют открытую архитектуру для объединения с другими тренажерами (см. конец статьи). Соответственно для решения указанных проблем нами был в очередной раз модернизирован и улучшен один из наших проектов, успешно эксплуатируемый сейчас во многих учебных центрах РФ.
Теперь подробнее: Компьютерный имитационный тренажер «Кустовая площадка» — программно-техническое средство профессиональной подготовки обучаемого, предназначенное для формирования и совершенствования у обучаемых профессиональных навыков и умений, необходимых им для управления материальным объектом путем многократного выполнения действий, свойственных управлению реальным объектом. Назначение компьютерного имитационного тренажера «Кустовая площадка» — формирование и совершенствование знаний по оборудованию кустовых площадок, умений и навыков по выполнению типовых операций, перенос навыков на условия реальной работы.
Тренажер содержит три необходимые части: конструктивную (точную копию рабочего места); программную (адекватную модель оборудования и процессов); дидактическую (рабочее место инструктора с программой оценки и контроля действий оператора, сервисных программ).
Учтены изменения в федеральных нормах и правилах в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности»
Выполнены работы по модернизации графики, математической модели, модуля инструктора.
Использована собственная 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. Поддержка однофазных и многофазных режимов течения жидкости и газа. Точный контроль фазовых состояний веществ во всех элементах модели технологической схемы (подробнее).
Состав компьютерного имитационного тренажёра:
модуль синтеза 3D изображения и звука.
модуль распределенных вычислений, математической модели, инструктора.
модуль АСУТП.
система формирования виртуальной и смешанной реальности.
Перечень технологических объектов — подземная часть и кустовая площадка:
Горизонтальные и вертикальные скважины, оборудование для механизированной добычи: (УЭЦН, УШГН, УШВН, Нагнетательные скважины, газодобывающие и газонагнетательные скважины)
АГЗУ
Станции управления
Блоки дозирования реагентов
Факельное хозяйство
Блок гребенки
Блок местной автоматики (БМА)
Дополнительное оборудование (дренажные емкости и т.д.)
Реализованные сценарии
Инструктаж
Обустройство кустовой площадки
Газодобывающая скважина и наземное оборудование, применяемое при добыче газа
УЭЦН и наземное оборудование, применяемое при добыче нефти
УШГН и наземное оборудование, применяемое при добыче нефти
УШВН и наземное оборудование, применяемое при добыче нефти
Водозабор ППД
Нагнетательные ППД
Изучение оборудования КП
ПБиОТ на КП
Емкость Е-1 — запуск в работу
Емкость Е-1 — останов
Насос типа ЦНС — запуск в работу
Насос типа ЦНС — переход на резерв
Насос типа ЦНС — останов
Станок качалка (УШГН) — запуск
Станок качалка (УШГН) — останов
Станок качалка (УШГН) — опрессовка
Станок качалка (УШГН) — вывод на режим
Станок качалка (УШГН) — замена манометра
Станок качалка (УШГН) — изменение длины хода
УЭЦН — запуск
УЭЦН — останов
УЭЦН — снятие параметров
УЭЦН — опрессовка
УЭЦН — вывод на режим
УЭЦН — недогруз
УЭЦН — перегруз
Фонтанная скважина — запуск в работу
Фонтанная скважина — останов
Нагнетательная скважина — запуск в работу
Нагнетательная скважина — останов
АГЗУ — запуск в работу
АГЗУ — постановка на замер
АГЗУ — ревизия основных узлов
АГЗУ — установка манометра
Насос типа КС — запуск в работу
Насос типа КС — останов
Насос типа КС — переход на резерв
УШВН — запуск
УШВН — останов
УШВН — снятие параметров
УШВН — опрессовка
УШВН — вывод на режим
Тренажер переведен на современные стандарты в области распределенного имитационного моделирования и имитации IEEE 1516, предоставлении истории обучения xAPI и др. Тренажер поддерживает открытую тренажерную платформу «Полигон» (подробнее)
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
Спасибо за внимание, в ближайшее время постараюсь продемонстрировать проект целого виртуального месторождения целиком) Обещаю — будет интересно.
