Учебное оборудование нефтегазового профиля передано Новоуренгойскому многопрофильному колледжу

Завершена поставка комплекса современного учебного оборудования нефтегазового профиля в Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Ямало-Ненецкого автономного округа «Новоуренгойский многопрофильный колледж» – ГБПОУ ЯНАО «НУРМК». Оборудование поставлено в рамках реализации федерального проекта «Профессионалитет» и предназначено для интерактивного изучения устройства буровой установки, основных технологических систем и оборудования, а также для практической отработки операций, выполняемых в процессе строительства нефтегазовых скважин.

В состав переданного учебного оборудования вошли три тренажёра-имитатора технологии бурения скважины «Кресло бурильщика», интерактивный стенд «Спуско-подъёмный комплекс буровой установки», интерактивный макет «Буровая установка БУ-5000» и интерактивный стенд «Циркуляционная система буровой установки». Комплексы объединяют физические органы управления, сенсорные средства взаимодействия, трёхмерные модели технологического оборудования и специализированное программное обеспечение.

Такое оснащение позволяет организовать изучение бурового оборудования не только по схемам, изображениям и теоретическим материалам, но и с использованием интерактивных моделей, виртуальных сценариев и физических элементов управления.

Тренажёр-имитатор технологии бурения скважины «Кресло бурильщика»

Основу поставленного оборудования составляют три тренажёра-имитатора технологии бурения скважины «Кресло бурильщика». Они предназначены для интерактивного обучения с использованием трёхмерной графики, программных блоков, модулей пультов управления и системы виртуальной реальности.

Стенд модулей пультов управления позволяет пользователю взаимодействовать с виртуальными сценариями с помощью органов управления двух модулей пультов и отдельного модуля управления системой верхнего привода. В составе пультов предусмотрены джойстики лебёдок, поворотные рукоятки, переключатели, цифровые индикаторы и сигнальные лампы.

Перед пользователем размещается система визуализации, включающая две телевизионные панели, три монитора и выносной сенсорный монитор, на котором дублируется часть виртуальных элементов управления программного обеспечения.

Тренажёр оснащён системой виртуальной реальности, включающей VR-шлем, контроллеры управления, расчётный блок и необходимое оборудование для демонстрации виртуальной среды. Система виртуальной реальности предназначена для воспроизведения виртуальных тренажёрных комплексов эмулятора бурения нефтегазовых скважин и выполнения пользователем действий в виртуальном пространстве при прохождении учебных сценариев.

Программное обеспечение комплекса позволяет изучать виртуальные модели оборудования буровой установки и взаимодействовать с ними в режиме реального времени. В виртуальной среде представлены основные элементы бурового комплекса, в том числе трубы бурильной колонны, механизированный подъёмный мост, кран, кабина бурильщика, ротор, пневматические клинья, автоматический буровой ключ, буровой рукав, элеватор, верхний привод, крюкоблок, кронблок, буровая лебёдка, противовыбросовое оборудование, манифольд, элементы циркуляционной системы, блоки очистки бурового раствора, буровые насосы, ёмкости и другое технологическое оборудование.

Отдельное внимание уделено моделированию устьевой арматуры, трубопроводной обвязки и оборудования, необходимого для выполнения виртуальных технологических операций. В программной среде представлены задвижки различных технологических линий, дроссели, элементы противовыбросового оборудования, гидроротор, элеватор, клинья ротора, ёмкости, насосный агрегат, дегазатор и блок очистки.

Отработка буровых операций в виртуальной среде

Программное обеспечение тренажёра «Кресло бурильщика» предусматривает выполнение целого комплекса учебных сценариев, связанных со спуско-подъёмными операциями, бурением и действиями при газонефтеводопроявлениях.

В состав программного обеспечения входят сценарии:

• СПО – разбор с СВП в карман;
• СПО – наращивание с СВП из кармана;
• СПО – наращивание с СВП с мостков;
• СПО – наращивание с вертлюгом из кармана;
• СПО – наращивание с вертлюгом с мостков;
• бурение с ликвидацией ГНВП методом бурильщика с СВП;
• бурение с ликвидацией ГНВП методом бурильщика с гидроротором;
• бурение с ликвидацией ГНВП методом бурильщика с ротором;
• бурение с ликвидацией ГНВП методом ожидания и утяжеления с гидроротором;
• бурение с ликвидацией ГНВП методом ожидания и утяжеления с СВП;
• бурение с ликвидацией ГНВП методом ожидания и утяжеления с ротором;
• СПО – разбор с вертлюгом в карман;
• СПО с СВП – перемещение труб с мостков в карман;
• СПО с вертлюгом – перемещение труб с мостков в карман;
• бурение с СВП на заданную глубину с наращиванием колонны;
• бурение гидроротором на заданную глубину с наращиванием колонны;
• бурение ротором на заданную глубину с наращиванием колонны;
• наращивание на одну трубу с последующей проходкой на 5 метров.

Таким образом, тренажёр охватывает широкий спектр операций, выполняемых буровой бригадой, и позволяет изучать различия в технологии работ при использовании верхнего силового привода, гидроротора и ротора.

Программный комплекс предусматривает как пошаговый режим обучения, так и последующую проверку полученных знаний. Во время обучения пользователь выполняет необходимые действия по визуальным подсказкам: соответствующие элементы виртуального оборудования подсвечиваются, а последовательность действий сопровождается информацией виртуального голосового ассистента.

В режиме экзамена справочная информация и подсказки скрываются. Пользователь должен самостоятельно пройти сценарий, последовательно взаимодействуя с элементами виртуального оборудования и органами управления. В процессе выполнения имитационной задачи программное обеспечение контролирует правильность последовательности действий.

По окончании прохождения выводится информация о количестве допущенных ошибок и формируется отчёт с пошаговой фиксацией действий пользователя и графиками технологических параметров.

Программное обеспечение также позволяет изменять виртуальные камеры и выводить на мониторы различные участки бурового комплекса: виды из кабины бурильщика, циркуляционную систему, противовыбросовое оборудование, блок дросселирования, штурвалы превентора, приёмные мостки, манифольд, блок очистки, амбар, манипулятор, автоматический буровой ключ, факельную установку и общий вид буровой.

В программной среде реализована панель вывода графиков технологических процессов. Параметры объединены в тематические группы, связанные с процессом, технологией, давлениями, циркуляционной системой, скважиной, флюидом и промывкой. Одновременно на вспомогательных схемах может отображаться большое количество технологических параметров.

Кроме того, предусмотрен разрез скважины, позволяющий визуализировать скрытые технологические процессы, которые невозможно непосредственно наблюдать при работе на реальном объекте.

Интерактивный стенд «Спуско-подъёмный комплекс буровой установки»

В состав поставки также вошёл интерактивный стенд «Спуско-подъёмный комплекс буровой установки».

Это учебный модульный программно-аппаратный комплекс, предназначенный для изучения устройства и особенностей спуско-подъёмного комплекса буровой установки. Работа с оборудованием строится на сочетании трёхмерной графики и сенсорного управления.

Стенд выполнен в виде мобильной платформы с горизонтально расположенным сенсорным дисплеем. Встроенный расчётный блок обеспечивает работу программного обеспечения и визуализацию трёхмерных моделей оборудования.

Программное обеспечение стенда позволяет изучать основные элементы спуско-подъёмного комплекса: трубы бурильной колонны, механизированный подъёмный мост, кран, кабину бурильщика, ротор, пневматические клинья, автоматический буровой ключ, буровой рукав, элеватор, верхний привод, крюкоблок, кронблок и буровую лебёдку.

Изучение оборудования может проводиться в пошаговом режиме с голосовым сопровождением виртуального ассистента. Для проверки знаний предусмотрены сценарии без подсказок.

Пользователь может непосредственно взаимодействовать с виртуальными моделями с помощью сенсорного экрана, рассматривать отдельные элементы оборудования и последовательно изучать состав спуско-подъёмного комплекса.

Интерактивный макет «Буровая установка БУ-5000»

Ещё одним элементом оснащения стал интерактивный макет «Буровая установка БУ-5000».

Комплекс предназначен для изучения устройства и особенностей буровой установки БУ-5000 и объединяет программную трёхмерную модель с физическим наглядным макетом.

В состав комплекса входит интерактивный сенсорный стол, часть поверхности которого используется для демонстрации трёхмерных моделей буровой установки. На другой части размещён физический макет, установленный на прозрачной подоснове.

Макет буровой установки выполнен в уменьшенном масштабе с упрощённой детализацией. В его состав входят трубы НКТ, подъёмный мост, вспомогательный кран, кабина бурильщика, ротор, автоматический буровой ключ, буровой рукав, элеватор, система верхнего привода, лебёдка, блоки очистки, блок ёмкостей приготовления бурового раствора, блок буровых насосов, модули обслуживания и мостки с трубами.

Особенность комплекса заключается в совместной работе программной и физической частей. При выборе определённого узла в программном обеспечении соответствующая область под макетом может подсвечиваться, помогая пользователю соотнести трёхмерную модель, название оборудования и его расположение на буровой установке.

Программное обеспечение позволяет последовательно изучать виртуальные модели элементов буровой установки. В их числе трубы бурильной колонны, механизированный подъёмный мост, кран, кабина бурильщика, ротор, пневматические клинья, автоматический буровой ключ, буровой рукав, элеватор, верхний привод, крюкоблок, кронблок, буровая лебёдка, превентор, система управления превентором, манифольд, дегазатор, газосепаратор, трапно-факельная установка, гидроциклонная установка, вибросито, центрифуга, ёмкости приготовления бурового раствора, буровые насосы, блок дросселирования и другие элементы.

Для сопровождения процесса изучения оборудования используются визуальные подсказки и виртуальный голосовой ассистент. Проверка знаний проводится с помощью тестовых сценариев без подсказок.

Интерактивный стенд «Циркуляционная система буровой установки»

Отдельный интерактивный стенд предназначен для изучения циркуляционной системы буровой установки и оборудования подготовки бурового раствора.

Комплекс построен на базе сенсорной стойки и специализированного программного обеспечения и позволяет в интерактивной форме изучать состав и назначение основных элементов циркуляционной системы.

В программной среде представлены манифольд, дегазатор, газосепаратор, трапно-факельная установка, гидроциклонная установка, вибросито, центрифуга, ёмкости приготовления бурового раствора, буровые насосы, модули обслуживания, труба сброса бурового шлама и блок дросселирования.

Трёхмерные модели позволяют последовательно рассматривать оборудование и изучать его расположение в составе системы. Работа может выполняться в пошаговом обучающем режиме со звуковым сопровождением виртуального голосового ассистента.

После изучения оборудования пользователь может перейти к проверочным сценариям, в которых взаимодействие с элементами графической модели выполняется уже без подсказок.

Таким образом, отдельный стенд позволяет сосредоточить внимание обучающихся непосредственно на оборудовании циркуляции, очистки и подготовки бурового раствора.

Единая программная среда

Важной частью поставленного оборудования является программное обеспечение, объединяющее учебные модули, средства запуска и активации, а также систему мониторинга результатов.

Программное обеспечение выполнено на русском языке и предусматривает бессрочный срок использования без подписок. В его составе предусмотрен конструктор тестов, позволяющий создавать и редактировать вопросы различных типов: с открытым ответом, с выбором одного варианта ответа, на установление соответствия и определение правильной последовательности.

Отдельный блок обеспечивает запуск, активацию и актуализацию учебных программных модулей. Для пользователей предусмотрен личный кабинет с системой авторизации.

После входа пользователь получает доступ к информации о доступных программных блоках и сервисах, их версиях и статусе лицензии. Система позволяет загружать, обновлять и активировать модули.

Программное обеспечение предусматривает возможность работы в операционной системе Astra Linux.

Для преподавателей и администраторов предусмотрен блок мониторинга и данных. Он предназначен для создания и редактирования пользователей и рабочих групп, назначения ролей, мониторинга результатов и экспорта информации в табличном формате.

В системе предусмотрены поиск, сортировка данных и постраничный просмотр результатов.

Тренажёр «Кресло бурильщика» также обеспечивает возможность подключения по локальной сети дополнительных рабочих мест. Это позволяет организовывать групповые занятия с виртуальным трёхмерным оборудованием совместно со стендом кресла бурильщика. Рабочие места могут использоваться как в настольном режиме, так и в режиме виртуальной реальности при подключении соответствующего оборудования.

От изучения конструкции – к выполнению технологических операций

Переданный ГБПОУ ЯНАО «НУРМК» комплект оборудования охватывает сразу несколько направлений подготовки.

Интерактивный макет БУ-5000 предназначен для общего изучения состава буровой установки и взаимного расположения её основных систем. Стенд спуско-подъёмного комплекса позволяет отдельно рассматривать оборудование, используемое при работе с бурильной колонной. Стенд циркуляционной системы посвящён оборудованию приготовления, циркуляции и очистки бурового раствора.

Тренажёры «Кресло бурильщика» объединяют изученное оборудование в виртуальной производственной среде и позволяют перейти к выполнению последовательных технологических операций – спуско-подъёмных работ, наращивания бурильной колонны, бурения с различными типами привода, а также отработке действий при ГНВП различными методами.

Таким образом, в одном учебном пространстве объединены наглядное изучение конструкции буровой установки, интерактивная работа с отдельными технологическими системами и выполнение полноценных виртуальных сценариев.

Передача комплекса в Новоуренгойский многопрофильный колледж расширяет его учебно-материальную базу оборудованием нефтегазового профиля, предназначенным для подготовки студентов с использованием современных программно-аппаратных средств, 3D-визуализации, сенсорного управления и технологий виртуальной реальности.

Поставленное оборудование готово к использованию в образовательном процессе ГБПОУ ЯНАО «Новоуренгойский многопрофильный колледж» в рамках подготовки специалистов нефтегазового профиля.