Gemelo digital del equipo de perforación BU 5000/320EUK-Ya. Ventajas clave / Sudo Null IT News

Objetivo – formación de conocimientos, habilidades y habilidades del personal. Transferencia de habilidades a condiciones reales de trabajo.

Tareas:

• Adquirir habilidades prácticas para un trabajo seguro durante la construcción de pozos de petróleo y gas.

• Capacitación y adquisición de habilidades prácticas en la realización de trabajos de prevención, localización y eliminación de gas, petróleo, agua y fuentes abiertas durante la construcción de pozos de petróleo y gas.

• Seguimiento y prueba continuo y periódico del nivel de conocimientos y habilidades para llevar a cabo el proceso tecnológico y localizar situaciones de emergencia.

• Mejorar la calidad de la formación de los trabajadores e ingenieros involucrados en el mantenimiento del proceso tecnológico y la operación de los equipos.

• Reducir la probabilidad de que surjan situaciones de emergencia como consecuencia del factor humano.

Ventajas:

1— Escalabilidad.

1 — De una copia completa de la cabina del perforador a la tableta

• Implementación de software y hardware con copia exacta del control de cabina del perforador basado en un sistema de generación de realidad virtual (VR) (estación de trabajo del aprendiz – perforador)

• computadoras portátiles con un sistema de generación de realidad virtual (VR) (estaciones de trabajo para aprendices – asistentes de perforación)

• computadora portátil (estación de trabajo del instructor)

• tabletas.

+ ¡Perforación remota!

+ ¡Posibilidad de trabajo remoto para estudiantes a través de Internet!

2 — Visualización completa de todos los sistemas principales y auxiliares de la plataforma de perforación, todas las herramientas y dispositivos. Teniendo en cuenta el clima del norte del Okrug autónomo de Khanty-Mansi y del Okrug autónomo de Yamal-Nenets (diseño climático del equipo simulado).

2 – Visualización del 100% de los equipos principales y 100% de los auxiliares

• Bomba de lodo UNBT-950A

• Giratorio UV-320MA

• Sistema de viaje 5×6

• Torre VMA-45-320

• Rotor R-700

• Cabrestante LBU-37-1100

• Bloque Kron – UKBA-6-400

• Bloque de gancho – UTBK-5-320

• Bloque móvil – UTBA-5-320

• Cabrestante: motor eléctrico 4PS-450-1000-UHL2

• Bomba de lodo: motor eléctrico 4PS-450-1000-UHL2

• Sistema de circulación TsS5000ER

• Unidad superior TD-350-HT (Bentec)

• Despegar

• Archivo adjunto sin salida

• Suspensión giratoria

• Puente

• vibrositos

• Separador de hidrociclón de tamiz

• desarenador

• desarenador

• Centrífugo

• Desgasificador

• hidromezclador

• Capacidad de cocción

• Contenedor de drenaje

• Capacidad de valla

• Tubo de subida

• bomba de agua

• consola del perforador

• Unidad superior

• Llaves para tubos de batería

• llave mecanica

• Cuñas de rotor

• Tubo de seguridad/tubo cuadrado

• Cerraduras de tubería

• Cincel

• Preventor (esquema OP-5)

• Estación de control hidráulico

• Cabrestante auxiliar

• Ascensor

• Sumidero

• Separador

• Bloques de cocina

• Plataforma de perforación…

• Receptor

• Compresor

• Cabrestante de caja de cambios

Posibilidad de seleccionar configuraciones de equipos (perforación rotativa, top drive, opciones ABK, bombas, etc.).

3 – Visualización completa parte subterránea

3 — Visualización del 100% de los equipos y procesos subterráneos.

• Bien

• tubo de perforación

• Collares de perforación (DUC)

• Tubería de perforación de pared pesada (TBT)

• Tubos de perforación

• herramienta para cortar rocas

• Motores de fondo de pozo

• Válvula de derivación (desbordamiento)

• Traductor

• Trampa de lodos metálicos (SMC)

• válvulas de retención

• Mecanismo de curvatura

• Calibradores y centralizadores

• Estabilizadores

• Extensores

• yass

• Culatas giratorias

• Sistemas de telemetría de fondo de pozo (MWD), sistemas de registro durante la perforación (LWD) y sistemas rotativos direccionales (RSS)

4 – Visualización completa de todas las herramientas y dispositivos utilizados.

4 – Visualización completa de todas las herramientas y dispositivos utilizados.

5 — Secciones geológicas reales de los campos de la Federación de Rusia (campo Varyeganskoye, campo de condensado de petróleo y gas de Orenburg, etc.), una gama completa de tipos de pozos (inclinados; verticales; horizontales; multilaterales; multilaterales; “Espina de pescado”)

5 — Secciones geológicas reales y tipos de pozos.

6 — Experiencia e interacción con empresas líderes de la Federación de Rusia: fabricantes de equipos

6 — Equipos y tecnologías domésticos avanzados

• Planta de equipos de perforación (Orenburg)

• Kenera (Tiumén)

• Uralmash (Ekaterimburgo)

• antes de Cristo Eurasia

• …..

7 — Disponibilidad de un instructor virtual (basado en IA) + una estación de instructor real

7— Instructor virtual basado en IA + conveniencia para un instructor real

Características y modos de funcionamiento del instructor virtual:

• En el modo “Entrenamiento”, están disponibles instrucciones sobre cómo realizar el trabajo correctamente (consejos), no se permiten acciones incorrectas y el alumno recibe instrucciones sobre cómo realizar las acciones correctamente.

• En el modo “Examen”, a diferencia del modo “Capacitación”, en el proceso de completar una tarea de capacitación, el estudiante no recibe información adicional (consejos), el resultado de la tarea (calificación) se establece automáticamente.

• En el modo sin utilizar scripts, el instructor puede seleccionar cualquier estado inicial previamente guardado y configurar la tarea de forma independiente. En este caso, los resultados también se evalúan de forma independiente.

Escenarios de ejemplo:

• Estudio de diseño de plataforma de perforación.

• Estudio de diseño de pozos y sartas de perforación.

• Operaciones de elevación

• Reemplazo de pistones/casquillos en la bomba

• Solución de problemas y reemplazo de válvulas de bomba

• Hundirse (perforar) con top drive

• Funcionamiento y cementación del casing

• Normas de seguridad (detección de infracciones durante la perforación)

• Normas de seguridad (detección de infracciones durante trabajos en altura)

• Normas de seguridad (detección de infracciones durante las operaciones de elevación)

• cerrando el pozo

• Matar usando el método del perforador.

• Matanza volumétrica

• Llenando la hoja de asesinato

• Acciones del personal al realizar PLAS:

• Consulta al inicio del turno.

• GNVP durante la perforación (lavado) de un pozo.

• GNVP en SPO

• GNVP al bajar la carcasa.

• GNVP en ausencia de tuberías de perforación (revestimiento) en el pozo y GFR

• GNVP, fuente abierta

• Silencio después de GNVP

• Escenarios adicionales: realización de operaciones típicas:

• Perforación (perforación) rotativa

• Rotativo de hundimiento (perforación) + motor de fondo de pozo (DMM)

• Reemplazo del conjunto de broca y sarta de perforación (determinación de desgaste, reemplazo)

• Bien enrojecido

• Trabajos de reparación/pesca

• obras de torre de perforación

• Escenarios adicionales – para asistentes de perforadores y mecánicos:

• Reemplazo de pistones/casquillos en la bomba

• Solución de problemas y cambio de cribas en cribas vibratorias.

• Solución de problemas y reemplazo de elementos separadores de arena/limo.

• Reemplazo de jarra

• Mantenimiento de rutina y reparación del sistema de control.

• Estudios geofísicos de un pozo durante la perforación.

• Equipo central

8— Multiusuario modo + VR + agentes

8 – Modo VR multijugador

Oportunidad de capacitar a todo el equipo de turno (perforador + asistentes de perforador + supervisor + capataz + mecánico). En ausencia de uno o más participantes, sus funciones son desempeñadas por el modelo agente de acuerdo con la normativa.

9 – Extendido soporte para sistemas de generación de realidad virtual (RV)

9 – Soporte ampliado para sistemas de generación de realidad virtual (VR)

10 – Modelo multifísico de alta precisión del 100% de los procesos

10 – Modelo multifísico de alta precisión del 100% de los procesos

Un modelo matemático completo de equipos y procesos, y no sólo un modelo GNVP.

modelo matemático – un sistema de relaciones matemáticas que describen el objeto o proceso simulado con la precisión requerida. La alta adecuación y versatilidad del modelo simulador determina la correspondencia entre el comportamiento del sistema real y el comportamiento del modelo en modo normal y de emergencia. Se entiende por adecuación la capacidad de un modelo para reflejar las propiedades especificadas de un objeto con una precisión aceptable. La versatilidad del modelo está determinada por la cantidad de parámetros que se tienen en cuenta durante el proceso de simulación. Si es necesario, el modelo puede tener en cuenta la deformación de los sólidos (impacto acústico, estabilidad, mecánica de fractura), la transferencia de calor (conducción térmica, convección y radiación), fenómenos acústicos, reacciones químicas, efectos electromagnéticos, impacto en el ecosistema, etc.

Utilizamos métodos tanto analíticos (relaciones basadas en datos experimentales) como numéricos de elementos finitos (FEM) y el método Lattice Boltzmann (LBM). Usamos LBM para simular flujos multifásicos, simular flujos en medios porosos, simular el comportamiento del fluido de perforación en el anillo, etc. Usamos FEM para simular tensiones y deformaciones estructurales.

11— Editor de diagramas de flujo incorporado sistemas de plataforma de perforación

11 — Editor del diagrama tecnológico de los sistemas de plataformas de perforación.

Tecnología propia patentada para la síntesis automática de un modelo matemático de un objeto. La tecnología mejora la calidad y el nivel técnico y económico de los modelos matemáticos creados. La adecuación y versatilidad de los modelos está al nivel de las empresas líderes del mundo.

Se ha creado y probado un módulo experimental basado en un método de celosía modificada de Boltzmann (LBM). Se ha creado y utilizado un esquema de cálculo secuencial basado en la resolución de ecuaciones lineales para encontrar condiciones iniciales con una solución posterior utilizando métodos iterativos numéricos directos basados ​​en la solución aproximada encontrada y el tamaño del paso.

Modelos matemáticos universales de equipos:

• Válvulas de control de cierre, tuberías hidráulico-neumáticas.

• Formaciones-Pozos

• válvulas de retención

• Bombas y compresores dinámicos.

• Bombas de desplazamiento y compresores.

• Calentadores

• SPPC

• Instrumentos de medida (manómetros, termómetros, caudalímetros)

• Modelos matemáticos especializados de equipos en la industria del petróleo y gas, etc.

• software — un conjunto de métodos, modelos y algoritmos matemáticos para diseñar DER (recursos educativos digitales);

  • Modelado y simulación de procesos físicos en áreas.

    • Dinámica de fluidos y transferencia de calor (modelo de Boltzmann de malla modificada)

    • Electrodinámica y óptica.

    • Mecánica (Clásica, Relativista, Mecánica Continua (Hidrodinámica, Neumática, Hidrostática)

    • Química

    • Acústica

    • Óptica

    • Mecánica sólida

    • Termodinámica de líquidos y gases. Modelos termodinámicos disponibles:

  • Gas ideal; Penga-Robinson; Peng-Robinson (con modificación Twu); Soave-Redliha-Kwonga; Soave-Redlich-Kwong (con modificación Graborski-Daubert).

  • Están disponibles los siguientes modelos termodinámicos para mezclas de líquidos: Chao-Sidera (con modificación Grayson-Stride); Wilson; NRTL; VLE UNIFAC; UNIQUAC; Solución regular;

  • Modelo de solución regular extendida; Solución ideal.

• software — programas informáticos que implementan el diseño y provisión de centros de procesamiento de datos;

  • Lenguaje multiparadigma incorporado LUA, integración/implementación

  • estándares y especificaciones OPC, IEEE1516, XAPI

  • integración con OpenModelica

• soporte de información — bases de datos que contienen información necesaria para el diseño del centro de datos;

  • Base de datos de estados de fase de sustancias.

  • Base de datos de densidad, capacidad calorífica, peso molecular de sustancias, etc.

Alta precisión al proporcionar la composición de los componentes del petróleo y el gas asociado:

• Composición fraccionada del aceite de C1 a C40+.

• Metano CH4

• El etano es C2H6.

• El propano es C3H8.

• I‑Butano iC4H10

• Butano C4H10

• I‑Pentanos iC5H12

• Pentano C5H12

• I-hexanos

• Hexano C6H14

• I-heptanos

• Benceno C6H6

• Heptano C7H16

• i-Octano iC8H18

• Tolueno C7H8

• Octano C8H18

• I-nonanos iC9H20

• Nonano es C9H20

• I‑Dekan iC10H22

• Decano C10H22

• Dióxido de carbono CO2

• El nitrógeno es N2.

• Sulfuro de hidrógeno H2S

• Imitación de alta precisión de la automatización (sistema de control de procesos de nivel inferior y superior)

• Simulación de dispositivos de control.

• Simulación de sensores

• Simulación de algoritmos de controlador.

• Simulación de sistema de nivel superior (SCADA)

12 – Editor incorporado para escenarios de entrenamiento

12 — Editor de escenarios de entrenamiento

• Estructura lineal y no lineal.

• Mecanismos de ramificación de scripts desarrollados.

• Mecanismos desarrollados para establecer las consecuencias de acciones o condiciones.

• editor gráfico sencillo

• Relación con la descripción matemática del objeto.

13 — Estudio de funcionamiento, resolución de problemas y configuración del equipo.

• Estudiar la finalidad del equipo, su composición, principio de funcionamiento, procedimientos de instalación, diagnóstico y reparación.

• Disponibilidad de materiales didácticos interactivos con transición a 3D y viceversa.

4— Algoritmos del sistema de control de procesos basados ​​en modelos matemáticos para simular el control de procesos en tiempo real

14 — Algoritmos del sistema de control de procesos basados ​​en modelos matemáticos para simular el control de procesos en tiempo real.

Los sistemas de control de procesos automatizados (APCS) son sistemas críticos que garantizan el funcionamiento estable de las empresas y organizaciones manufactureras. Para la formación y formación del personal se suelen utilizar simuladores especializados que simulan el funcionamiento de sistemas reales.

Los simuladores de sistemas de control de procesos le permiten simular diversas situaciones que surgen durante la operación de un sistema de control de procesos real y brindan a los estudiantes la oportunidad de practicar sus habilidades para trabajar con el sistema en un entorno seguro.

La simulación de sistemas de control de procesos en simuladores incluye el modelado de equipos, sensores, actuadores, controladores y otros componentes del sistema. Los simuladores generalmente se desarrollan utilizando tecnología y software modernos para crear simulaciones y escenarios de capacitación realistas.

15 – Electrónica confiable

1—computadora del instructor; 2 — monitor instructor; 3 — teclado y ratón del instructor; 4 — impresora del instructor; 5 — computadora del estudiante; 6 — estudiantes monitores; 7 — televisor del estudiante; 8 — teclado y ratón; 9 — panel de control de aceleración; 10, 11: consola del perforador con consola con sistema de accionamiento superior 2/2; 12 — consola del perforador con consola del sistema de tracción superior 1/2; 13 — panel de control para preventores.

1 — pantalla de momento límite, kNm, 2 — botón “CONTROL”, 3 — botón “VÁLVULA DE BOLA”; 4 — Botón “EMERGENCIA”; 5 – Botón “LIMITAR PAR”; 6 — botón “MANIPULADOR”; 7 — botón “CAPTURA CERRADA”; 8 — velocidad, rpm; 9 — momento, kNm; 10 — regulador de par límite, kNm; 11 — interruptor para abrir/cerrar la válvula de bola; 12 — interruptor de freno (0/quitar); 13 — botón de reinicio del par; 14 — Regulador “RESET DE PAR”,%; 15 — interruptor “LIBERACIÓN DE COLUMNA DE PERFORACIÓN” (0/encendido); 16 — interruptor “GRADO DE VELOCIDAD” (baja/alta); 17 — interruptor “FIJACIÓN” (fijación/desfijación); 18 — Botón “MAQUILLAJE”; 19 — Botón “PARADA DE EMERGENCIA”; 20 — interruptor “CAPTURA” (arriba/0/abajo); 21 — interruptor de “captura” (abierto/0/cerrado); 22 — interruptor “MANIPULADOR” (bloqueo/0/desbloqueo); 23 — interruptor “MANIPULADOR” (izquierda/0/derecha); 24 — interruptor “STROP” (adelante/0/atrás); 25 — Botón “CENTRO”.

Fig.66. Consola del perforador con consola del sistema top drive 2/2:

1 — Botón “PARADA DE EMERGENCIA” del cabrestante auxiliar; 2 — Botón “INICIO” para el cabrestante auxiliar; 3 — interruptor “CUÑAS DEL ROTOR NEUMÁTICO (RPR)” (bajar/subir); 4 — Botón “PARADA DE EMERGENCIA” para bombas de lodo; 5 — cambiar “BOMBA 1 CARRERA” (menos/más); 6 — Botón “STOP” de la bomba de lodo 1; 7 — cambie “BOMBEO DE BOMBA 2” (menos/más); 8 — Botón “STOP” para la bomba de lodo 2; 9 — interruptor de fuerza de liberación hidráulica; 10 — cambiar “MODO BLOQUEOS HIDRÁULICOS” (desabrochar/cerrar); 11 — Interruptor “SELECCIÓN HIDRÁULICA DIRECTA” (derecha/izquierda); 12 — botón “INICIAR EL ACCIONAMIENTO PRINCIPAL DEL CABRESTANTE”; 13 — botón “PARAR EL ACCIONAMIENTO DEL CABRESTANTE PRINCIPAL”; 14 — botón “INICIAR EL ACCIONAMIENTO DEL CABRESTANTE AUXILIAR”; 15 — botón “PARAR EL ACCIONAMIENTO DEL CABRESTANTE AUXILIAR”; 16 — Botón “PARADA DE EMERGENCIA DEL CABRESTANTE”; 17 — interruptor “HORQUILLA DEL ROTOR” (entrada/salida); 18 — Interruptor “ROTACIÓN DEL ROTOR” (izquierda/derecha); 19 — Botón “ARRANQUE DEL ROTOR”; 20 — Botón “PARADA DE EMERGENCIA DEL ROTOR”; 21 — interruptor “ROTACIÓN” del grupo hidráulico (apagado/encendido); 22 — Interruptor “ROTACIÓN DEL ROTOR” (más/menos); 23 — campana de advertencia “CABALLO”; 24 — campana de advertencia “BLOQUEAR CS”; 25 — campana de advertencia “UNIDAD DE BOMBEO”; 26 — campana de aviso “LUGAR DE TRABAJO”.

1— manómetro en tuberías, MPa; 2 — pantalla para el número de carreras de la bomba 1; 3 — pantalla del contador de emboladas de la bomba; 4 — pantalla para el número de carreras de la bomba 2; 5 — pantalla para el volumen de solución inyectada, m³; 6 — botón “RESET” para el número de emboladas de la bomba; 7 — manómetro en el acelerador; 8 — Pantalla “ESCALA DE TIEMPO”; 9 — interruptor “ESCALA DE TIEMPO” (más/menos); 10 — Botón “RESET” de la escala de tiempo; 11 — pantalla “GRADO DE APERTURA DEL ACELERADOR”; 12 — interruptor “CONTROL DEL ACELERADOR REMOTO” (encendido/apagado); 13 — interruptor “CONTROL ACELERADOR REMOTO” (apertura/cierre); 14 — regulador de velocidad de apertura del acelerador (lento/rápido); 15 — Botón “VÁLVULA DE RESET DEL SEPARADOR” (abrir/cerrar); 16 — Botón “RESET LATCH” (abrir/cerrar); 17 — botón “RESET VALVE TO GRANERO” (abrir/cerrar); 18 — botón “VÁLVULA DE SALIDA DEL ACELERADOR 1” (abrir/cerrar); 19 — botón “VÁLVULA DE ENTRADA DEL ACELERADOR 1” (abrir/cerrar); 20 — botón “DRAFT LINE VATCH” (abrir/cerrar); 21 — Botón “VÁLVULA DE ENTRADA DEL ACELERADOR 2” (abrir/cerrar); 22 — botón “VÁLVULA DE SALIDA DEL ACELERADOR 2” (abrir/cerrar); 23 — pantalla “GRADO DE APERTURA DEL ACELERADOR 1”; 24 — botón “VÁLVULA DE LÍNEA DE MARIPOSA” (abrir/cerrar); 25 — Botón “RESETABLECER VALORES DE PARÁMETROS”.

16—Compatibilidad con estándares internacionales

16 – Arquitectura abierta / Independencia de importación

La arquitectura de los simuladores se basa únicamente en estándares universales abiertos: Arquitectura de alto nivel / IEEE 1516. Puede leer más en nuestro artículo sobre HABR.

El lanzamiento y suministro de informes en la plataforma Polygon se basa en el uso de los estándares más prometedores:

• xAPI (incluida la API de experiencia IEEE P9274.1 – xAPI 2.0). Nuestra empresa es el proveedor oficial de contenidos en formato xApi.

• CMI5

• Grupos de estándares de Arquitectura de Aprendizaje Total (TLA)

• Grupos de normas ISO 35.240.90 APLICACIONES INFORMÁTICAS EN EDUCACIÓN

Otra característica importante de la plataforma es la capacidad de utilizar simuladores como herramienta de gestión de riesgos dirigidos al “factor humano” y errores asociados – HRA (THERP, ASEP, HEART, SPAR‑H, CREAM, etc.):

1. GOST R 51 901.11–2005 Gestión de riesgos. Estudios de peligros y rendimiento. Manual de aplicación.

2. GOST R 51 901.13–2005 (IEC 61 025:1990) Análisis de árbol de fallas. IEC 61 025:1990 Análisis de árbol de fallas (FTA) (MOD).

3. GOST R 51 901.1–2002 Análisis de riesgos de sistemas tecnológicos. armonizado con la norma internacional IEC 60 300-3-9:1995 “Gestión de la confiabilidad – Parte 3: Guía de aplicación – sección 9: Análisis de riesgos de los sistemas tecnológicos” – “Gestión de la confiabilidad. Parte. 3. Instrucciones de uso. Sección 9. Análisis de riesgos de los sistemas tecnológicos.»

4. GOST R 51 901.11–2005 (IEC 61 882:2001) Estudios de peligros y rendimiento. Manual de aplicación. IEC 61 882:2001 Estudios de peligros y operatividad (estudios HAZOP) – Guía de aplicación (MOD).

Soporte para Arquitectura Unificada OPC: una especificación que define la transferencia de datos en redes industriales y la interacción de los dispositivos en ellas. Dado que los simuladores imitan muy a menudo la posición del operador (sistemas SCADA), y allí, a su vez, OPC UA es el “estándar” de facto…..

Integrado con software gratuito de código abierto para modelado, simulación, optimización y análisis de sistemas dinámicos complejos. ohpenModelica, basado en el lenguaje Modelica. Modelica es un lenguaje de modelado multidominio, declarativo y orientado a objetos para el modelado orientado a componentes de sistemas complejos, en particular sistemas que contienen componentes mecánicos, eléctricos, electrónicos, hidráulicos, térmicos, de potencia, de control y específicos de procesos. En términos de sus capacidades, se acerca a entornos informáticos como Matlab Simulink, Scilab xCos, al tiempo que tiene una representación mucho más conveniente del sistema de ecuaciones del bloque en estudio. Incluye bloques: mecánica

• eléctrico

• electrónica

• motores electricos

• hidráulico

• termodinámica

• controles, etc

17 — posibilidad de integración con el trabajo de laboratorio virtual (fluidos de perforación, etc.)

Es posible fabricar un fluido de perforación en un trabajo de laboratorio y utilizarlo inmediatamente en una determinada operación tecnológica en una plataforma de perforación.

+ Módulos adicionales sobre seguridad industrial (trabajos en altura, primeros auxilios, incendios, etc.) — https://lcontent.ru/portfolio/promyshlennaya‑bezopasnost‑i-ohrana‑truda/

18 — Cumplimiento del IWCF (Foro Internacional de Control de Pozos) / Programa IADC / “Reglas de Seguridad en la Industria del Petróleo y Gas” (aprobado por Orden N° 534 del 15 de diciembre de 2020) / Estándar nacional para “clústeres de petróleo y gas”

19 – Análisis de aprendizaje Análisis de aprendizaje: indicadores económicos, categorías de errores, causas, diagramas de causa y efecto, diagramas de consecuencias, árboles de fallas, etc. (https://lcontent.ru/lrs/)

20 – uso interdisciplinario

21 – Formación de profesores e instructores para trabajar con el simulador (con emisión de documento oficial)

Más detalles en nuestra web Lcontent.ru