ESIM-DEP2钻井应急演练井喷实操模拟培训系统
钻井应急演练实操培训监管系统以现有的钻井教学实训井场为基础，以不干扰井场原有功能和性能为前提，以应急处置、应急救援的培训与演练为核心，通过硬件加装传感器、集成定位系统以及增设事故模拟装置等技术手段，实现对钻井相关应急知识的现场示范教学、实操训练与实地模拟演练。该系统旨在提升油气作业相关从业人员的安全意识、安全防范、应急处置、应急救援能力和面对真实事故时的现场处置能力与实际操作能力，可实现教学培训与现场实训的无缝衔接。
钻井应急演练实操培训监管系统的主要特点包括：
综上所述，钻井应急演练实操培训监管系统是一个高度智能化、模块化、以真实操作为基础，结合先进技术的培训平台，旨在提高石油钻井领域应急响应的效率和安全性。
中控室及配套系统
考虑到系统在实训井场集成了事故场景模拟设备、动作检测传感器和人员定位系统等先进设施，为了实现对这些系统的高效集中控制和管理，建立一个中控室（亦称作应急演练演播大厅）是必要的。中控室主要功能如图所示：
中控室主要设备及参数要求：
| 设备名称 | 参数要求 | 备注 |
| 教师控制台 | 尺寸约2米x1米、包含计算机2台、打印机一台 | 需要预留摆放位置、网络、视频接口、电源接口 |
事故场景模拟装置
事故场景模拟装置的设计原则是确保学员的安全，同时通过高度逼真的模拟环境，使学员感受到与实际事故现场相似的紧迫感。该装置主要包括以下内容：
井涌、井喷事故模拟装置的实施方案可以高度定制化，以适应现场实际情况或甲方（客户）的特定需求。以下是一种已实施的方案：
在现有实训井场、井架上进行改造以实施井喷模拟，同时保证不影响井架原来承担的井控培训任务，主要采用水气混合、带压喷射的方式来模拟井喷过程。
水源使用民用自来水，蓄水池的水源经过注水泵撬进入气液混合器，和加压气体进行混合，气液混合后经组合喷嘴向上喷射，模拟井喷事故场景，其中加压装置压力可调，根据教师设置井喷为可控或失控不同，调整喷射高度。
硫化氢泄漏事故模拟装置的核心组成部分包括固定式和便携式硫化氢报警器，它们共同构成了监测系统的基础。系统通过将实时采集的风向、风速数据及硫化氢泄漏的相关参数一并输入硫化氢气体扩散模型，最终计算出整个井场不同区域的浓度信息。根据学员在井场中的定位信息，在便携式硫化氢检测仪上实时显示当前位置浓度，并根据设定的阈值触发报警，以此来模拟硫化氢泄漏事故。
通过此模拟装置，能够为培训人员提供一个高度逼真的演练环境，不仅有助于提高他们对化氢泄漏紧急情况的应对能力，还可用于测试和改进现有的安全措施和应急预案。
固定式硫化氢检测仪
便携式硫化氢检测仪
人员定位系统
根据钻井平台应急预案要求，井喷事故发生后，不同岗位工作人员，应各司其职，采取相应的应急处置措施，同时根据所处的不同位置，选择最近的应急逃生路线进行疏散逃生。
为了让教师在应急演练过程中实时了解各个岗位演练人员的操作情况，并准确评价现场演练的最终效果，系统采用UWB超宽带定位技术，对现场的应急演练人员、设备进行定位。
定位系统覆盖范围包括钻井平台及附件区域：
系统计划采用UWB方式定位，在钻井平台四周进行定位系统部署，实现钻井平台的定位。通过对定位数据的采集，实现基于定位的二维虚拟实景、历史轨迹记录、敏感区域报警等应用。
井场硬件改造
根据预案要求，应急处置过程中，学员需要对开关、阀门等进行相应操作，同时需要记录相关的仪表读数等状态，因此需要在不干扰井场原有功能和性能的前提下对相关硬件及阀门以加装传感监测系统的方式进行无损化改造，对学员应急处置动作进行检测和记录，用于后期演练结果的自动评判。
在应急演练过程中，司钻作为钻井操作的关键岗位，需要执行一系列紧急操作来应对模拟的紧急状况，如化氢泄漏事故。主要操作包括：
发出警报：一旦检测到异常情况或接到紧急指令，司钻应立即启动警报系统，通知全体人员采取应急措施。
停止泵送：在发生泄漏事故时，为了防止事态扩大，司钻需要迅速停止泥浆泵和其他相关泵送作业。
停机：根据事故性质和严重程度，司钻可能需要关闭正在运行的所有或部分钻井设备，以减少风险。
停车：如果情况要求，司钻还需负责将钻机等重型设备安全地停止运行。
通过对这些操作进行检测，可以确保应急演练达到预期的培训效果，同时为持续改进应急预案和提升应急响应能力提供数据支持。
在应急演练过程中，关井操作是防喷器控制的重要环节。为了确保学员正确执行关井操作，并对其进行有效监测，可以在实训井场原有的防喷器控制台基础上加装传感器。如图所示：
通过这些改造，培训系统不仅能够保证学员在实际操作中的安全性，还能通过精确监测和记录操作动作，为提升学员的操作技能和应急响应能力提供科学依据。
应急演练过程中，学员需对循环罐液面变化情况进行观察，主要是观察液位计读数，为了让液位计读数能受中控系统控制，需对液位计进行改装。
现场液位计 
改造的液位计
液位计模拟采用电子液位计，外壳用ABS包装，外壳上印制和现场对应的刻度值。演练时，将该电子液位计置于现场液位计前方，覆盖现场液位计。该电子液位计的液位值由DCS系统控制，可模拟液位实时变化。
在应急演练过程中，模拟井喷情况时，操作远程控制台上的闸板开关以关闭油井是关键的应对措施。为确保这一操作能够被准确执行并加以检测，在远程控制台的闸板开关上安装位置传感器，用于检测开关的位置变化，确保其是否已正确操作至关闭状态。
主控软件功能
主控软件包含分组管理、班级学员管理、成绩管理等功能，教师能够通过这些管理功能模块，对学员信息、演练成绩、演练流程、演练分组及演练事故等信息进行管理。
可以通过班级学员管理功能对参加模拟培训的学员进行个人信息管理和分班管理。
能通过该模块检测改造硬件和模拟设备的状态。该功能能全面诊断系统相关硬件设备元器件运行状态，能方便的判别出系统硬件设备上的各种控制元件（如按钮、旋钮、开关）和显示元件（如仪表、指示灯）是否发生故障。
实现预案的上传、下载和启用功能。（预案：符合现场工艺操作流程的演练过程。）
根据培训需求，灵活设置包括“旋转”、“软关井”、“溢流”等应急事故、工况环境及关井方法的培训方案。该模块应包括新建方案、作业工况设置、事故类型设置及事故参数设置等功能。
按照演练班组对学生进行分组、配置岗位（包括：司钻、副司钻、井架工、试油工、场地工等岗位），并对各个分组和分组快照进行管理。
对学生的培训和考试成绩进行管理，主要包括查询、教师评分、打印成绩和浏览扣分情况。
根据真实井场应急事故处置流程，对各演练人员的操作、跑位及手势动作进行评价。包括自动评分功能和教师评分功能。自动评分功能：根据学员的操作步骤和操作水平，由系统内置的评分系统自动给出成绩和扣分原因，实现技能水平评价公平，公正；教师评分功能：教师通过定位系统、硬件状态和井场监控系统，实时了解各演练人员的操作情况，用以对各演练人员的操作情况进行打分，实现对现场演练的效果评估。
实时显示实训平台上各改造硬件（远控台、防喷器、司钻台等）的硬件状态，实操演练过程中各事故的事故参数信息。
模拟在旋转、起下油管及空井过程中，各种事故的事故现象、演变过程及处理后的现象表现。包括对井涌、井喷等事故场景的逼真模拟。
模拟作业现场泵、汽笛等硬件设备的音效，并根据当前各演练人员的实际操作和到达位置播放相应语音。
实时显示各演练人员的实际操作信息和跑位信息以及当前演练流程中各岗位人员操作状况。
能够对作业详细参数和分组信息进行配置。
通过分组管理软件模块，设置演练人员扮演不同的岗位人员，并按照各岗位的现场处置方案为标准进行协同应急处置的演练。
回放各演练人员在演练过程中的跑位路线。
井涌井喷远程控制软件功能
提供统一界面的设备自检功能，包含泵自检、空压机自检、自动阀门自检、仪表自检，提供自动化检测功能，能快速的进行设备自检，验证是否能够进行正常演练，提供非正常情况下演练的备用方案。
将气路、液路各流程清晰的展现在二维流程图上，界面以颜色表示设备的启停，例如绿色表示泵已启动，灰色表示泵停止，红色表示泵故障。各数据参数同步显示在二维界面上。
快速设置井涌、井喷演练的参数，设置多种报警阈值，可保存演练参数，实现一键快速启动。
可根据演练要求，内置多组按照时序变化的演练参数，实现演练时更多工况的组合，例如发生井涌，演练关井操作，2分钟后井涌增大，如果学员未及时关井，5分钟后转变为井喷，6分钟后井喷失控，转而进行现场逃生演练。
根据演练过程中的数据，及时发现演练过程中的安全风险。发生安全风险后，泵组、空压机组进入急停状态、高压气路自动紧急放空、液路转变未泄压状态、井口入口管线紧急关闭。
演练完毕后，系统启动空压机，吹扫管线内的余水，吹扫完毕后，自动启动泄压流程，清空管线内压力。
为了演练的安全，系统采用了完善的权限控制，只有授权人员才能进入本系统，并配备了登录日志。
