Компьютерный имитационный тренажер "Виртуальное месторождение" 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.


Назначение компьютерного имитационного тренажёра:
•Приобретение практических навыков безопасного управления технологическими объектами при пуске, эксплуатации и плановом останове, а также в нештатных ситуациях.
•Обучение и приобретение практических навыков выполнения работ по предупреждению, локализации и ликвидации аварийных ситуаций.
•Освоение технологического процесса и системы управления.
•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.
•Реконструкция реальных аварийных ситуаций

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:
1.Кустовая площадка – подземная часть. Горизонтальные и вертикальные скважины, оборудование для механизированной добычи (УЭЦН, насос штанговый, насос винтовой, газлифт), нагнетательные скважины, газовые скважины, дополнительное оборудование (пакеры).
2.Кустовая площадка – (скважины оборудованные УЭЦН, УШГН, УШВН, газлифт, нагнетательные, газовые, АГЗУ, блок гребенки, дренажные емкости).
3.Дожимная насосная станция.
4.УПСВ.
5.Установка подготовки нефти.
6.Компрессорные станции.
7.Трубопроводы.

Перечень учебных задач (сценариев):
•Ознакомление с конструкцией.
•Правила безопасности.
•Порядок запуска оборудования.
•Порядок останова оборудования.
•Порядок обхода и выявление неисправностей.
•Действия в случае возникновения аварийной ситуации.

При запуске модуля синтеза 3D изображения и звука отображается верхний уровень виртуального месторождения (рисунок 1). На верхнем уровне обучаемые наблюдают 3D модель всего месторождения (вид сверху). На верхнем уровне обучаемые могут получать основную информацию об объектах.

Клавиши управления (при использовании стандартных средств ввода /вывода – клавиатуры и манипулятора мышь):
•W / S – перемещение вперед / назад (параллельно направлению взгляда).
•A / D – перемещение влево / вправо (перпендикулярно направлению взгляда).
•R / F – перемещение вверх / вниз (изменение высоты).
•E – включение / выключение гравитации (определяет падает пользователь при отсутствии точки опоры или нет).
•Q – При нажатии и удержании клавиши – кратковременное увеличение центральной области экрана.
•Z – Изменение между режимами управления от первого лица и орбитальной камеры.


Клавиши манипулятора мышь:
•Левая клавиша – нажатие на объект, выделенный курсором.
•Правая клавиша – при нажатии и удерживании правой клавиши мыши и перемещением курсора, происходит изменение направления взгляда пользователя (поворот головы).
•Центральная клавиша мыши (нажатие на колесо прокрутки) – при нажатой правой клавише аналогично нажатию клавиши W (движение вперед).


При использовании системы формирования виртуальной реальности HTC VIVE управление производится при помощи соответствующих устройств ввода (рис.2.).

Поворот головы осуществляется непосредственно поворотом головы. Перемещение осуществляется нажатием на клавишу 2 (рис.2.) с последующим указанием нового месторасположения (рис.3.), при отпускании клавиши 2 происходит перемещение в новую указанную точку. Взаимодействие с объектами осуществляется путем наведения «лазерного луча», исходящего из правого контроллера на нужный объект и нажатии клавиши 1 (рис.2.).

При наведении курсора на любой элемент, расположенный на верхнем уровне месторождения, можно получить информацию о названии объекта. При нажатии на выделенный объект происходит переход на соответствующий объект (например на куст УЭЦН).

Дальнейшая работа производится путем передвижения и взаимодействия с объектами (подойти к задвижке и открыть ее например.)
При наведении курсора на элемент, предполагающий взаимодействие, появляются дополнительные элементы управления, упрощающие взаимодействие, например стрелки при наведении курсора на штурвал задвижки (рис 6.).

Рисунок 6. Варианты элементов управления, упрощающих взаимодействие.

При выполнении сценария, заданного инструктором необходимо выполнять следующие типовые действия:


1.При появлении диалоговых окон с клавишей ОК необходимо прочитать и прослушать предоставленную информацию, после чего нажать клавишу ОК для продолжения выполнения сценария.

2.При появлении клавиши МОИ ДЕЙСТВИЯ требуется нажать на нее, после чего ответить на вопрос, какое действие необходимо выполнить. Сценарий будет продолжен после правильного ответа.

3.При появлении вращающейся стрелки или мигающего объекта необходимо подойти к указанному стрелкой или мигающему объекту и произвести нажатие на стрелке / выделенном объекте.

Обучение проводится как на отдельном модуле комплекса, так и на произвольной комбинации модулей, когда различные модули соединяются и интегрируются в распределенную имитационную систему.

На верхнем уровне обучаемые наблюдают 3D модель всего месторождения (вид сверху + вид снизу). На верхнем уровне обучаемые могут получать основную информацию о типе объекта и его текущих технологических параметрах (например – Куст №110. Оборудован УЭЦН, текущий суточный дебит 100 м3\сутки. Текущее состояние - Аварийная ситуация – прекращение подачи электроэнергии) или трубопровод 23 километр - от ДНС№1 до ДНС№2, диаметр 200, давление в начале – 10Мпа, в конце 5Мпа. Текущее состояние – запуск диагностического снаряда….) или скважина №1345. Глубина, дебит, текущее состояние… или коллектор нефтяной, уровень заводнения, давление, температура, содержание сероводорода и т.д.


При переходе на конкретный объект обучаемый попадает в этап №3. Из данного уровня обучаемый может перейти или на верхний уровень – месторождение, или в этап  №2 и далее в этап №1.
Начиная работы с программой с схемы месторождения пользователь переходит (например) на кустовую площадку, затем может перейти конкретно к АГЗУ, затем к изучению  клиновой задвижки.
Структура виртуального месторождения может быть легко адаптирована на решение определенных задач, на основе модулей комплекса возможно создание различных конфигураций имитируемого месторождения путем:
Изменения количества и характеристик скважин и кустовых площадок
Изменения структуры магистральных и внутрипромысловых трубопроводов
Изменения количественных характеристик системы ППД
Изменения количественных характеристик магистральных насосных и газокомпрессорных станций и т.д.
Имитация совместной работы подразделений по добыче, транспорту и переработке углеводородов (роль подразделений может выполнять компьютер по регламенту, а могут обучаемые).
Имитация совместной работы нефтегазовых и сервисных компаний.

Управление виртуальным месторождением производится при помощи модуля инструктора:

Различные модули соединяются и интегрируются в распределенную имитационную систему;Выбирается параметры оборудования и среды (в т.ч. нештатные ситуации);
Выбирается учебные сценарии или свободный режим;
Выбирается одно из заранее созданных состояний системы (ранее сохраненное состояние системы во время)
Запуск и сбор статистики по действиям обучаемых (оценки, риски)