ESIM-FOR5采油模拟培训系统

采油综合模拟培训系统是由西南石油大学与成都盛特石油装备模拟技术股份有限公司联合开发,技术先进、功能完善、能满足油田培训实际需求的采油综合模拟仿真系统。

采油综合模拟培训系统是石油工程、油气储运与计算机技术、虚拟现实技术集合的产物。可以让学员了解各种采油设备的内部结构及原理,熟悉该区块的典型场站及流程。培训分为多个层次,可用于初级工、中级工、高级工的培训。通过该系统的培训,可以使受训人员掌握各种采油设备的原理及使用方法,能够模拟现场常见的事故。

系统利用“流量耦合”法实时计算管道内流体的压力、流量、温度。先进的数学模型使培训更加贴合现场实际,系统采用事故预埋技术模拟采油作业中常见的事故和设备故障,教员可以随时引入这些事故或故障,学员通过现象判断并做出正确的处理,提高他们对事故的判断和处理能力。在大屏幕上显示设备工作状况,使得整个流程清晰易于理解,可以减少学员的培训时间,并且让学员有更深的了解。可定制的事故模拟,可以使培训更加轻松。

该系统由采油综合模拟仿真平台、图形系统及配套软件构成。系统中各操作控制台外观与现场真实设备一致。设备管道采用金属件制成,坚固耐用,配合大比例的模型,使整套设备能真实反映现场情况。各种设备面板的布局,操作方式,参数显示与现场情况一致。硬件系统按照工业级标准设计,数据采集与控制系统采用PLC构成,最大程度保证了设备的可靠性,系统投入成本和维护成本低,设备内部无真实流体,全部由传感器采集操作数据,不存在高压、有毒物质,无安全风险。

系统主要硬件

采油模拟培训系统包含了油井仿真平台、计量间工艺仿真平台和配水间工艺仿真平台部分。其中油井部分包含图2中所示的各个部分,上部分是三个不同类型的井口,包括抽油机井教学实训平台、螺杆泵井教学实训平台、电潜泵井教学实训平台。三口井通过管线直接连接到计量间工艺仿真平台。

计量间工艺仿真平台部分包括计量站、联合站和储油罐部分。

配水间工艺仿真平台部分包含一个注入清水流程,包含一口注水井,向多口注水井供水的配水阀组,一台柱塞泵,一台喂水泵,一组清水储罐。

采油模拟培训系统主要由抽油机教学实训平台、电潜泵井教学实训平台、螺杆泵井口实训平台、计量间工艺仿真平台、配水间工艺仿真平台构成,各个平台内又按照工艺流程分为若干模块,如抽油机井口模块、抽油机模块、加热炉模块等,所有模块均采用金属材质,根据现场设备实际尺寸,等比缩放、定制加工而成,模块中安装的阀门均在现场真实阀门基础上改造,内置传感器,操作手感和现场一致,模块中安装的仪器仪表也经过改造,受主控计算机实时控制,仪表读数和学员实际操作联动。

系统详细构成如下:

1.抽油机井教学实训平台

抽油机井井口
管道为金属材质、阀门为真实阀门、内部增加传感器进行改造,所有阀门均可操作,压力表为改装后的指针式压力表。外形尺寸按照现场进行加工,可根据不同地区工艺要求定制。
抽油机模型
按照标准抽油机外观进行设计加工,能模拟开井、关井时抽油机的工作情况,外形尺寸按照现场进行加工,可根据不同地区工艺要求定制。
单井加热炉
井口用单井加热炉,单进单出,带旁通阀门,全金属结构,阀门为真实阀门、内部增加传感器进行改造,所有阀门均可操作,压力表为改装后的指针式压力表,可将操作情况实时发送给控制计算机,底座内部设有PLC。外形尺寸按照现场进行加工,可根据不同地区工艺要求定制。

2.电潜泵井教学实训平台

电潜泵井井口
双翼生产电潜泵采油井,带采样阀门,全金属结构,阀门为真实阀门、内部增加传感器进行改造,所有阀门均可操作。外形尺寸按照现场进行加工,可根据不同地区工艺要求定制。
电潜泵控制柜
按照现场1:1加工,可以模拟缺相、气锁、选泵过大、选泵过小、砂卡等多种常见事故。

3. 螺杆泵井实训平台

螺杆泵井井口
电机可运转,外形尺寸按照现场进行加工,可根据不同地区工艺要求定制。

4. 计量站模拟平台

进站管汇
双路结构,一路到加热炉,另一支路到计量分离器。外形尺寸按照现场进行加工,可根据不同地区工艺要求定制。
水套加热炉
双支路结构,双进双出结构,全金属结构,按照比例缩放。外形尺寸按照现场进行加工,可根据不同地区工艺要求定制。
计量分离器
立式计量分离器带旁通和泄压管线,全金属结构,外形尺寸按照现场进行加工,可根据不同地区工艺要求定制。
出站管线
由单向阀、压力表和出站总阀组成

5. 配水站工艺模拟平台

注水站
由一台柱塞泵、一台喂水泵及管线和阀门组成,外形尺寸按照现场进行加工,可根据不同地区工艺要求定制。
配水阀组
由4组配水阀组组成
注水井
管道为金属材质、阀门为真实阀门、内部增加传感器进行改造,所有阀门均可操作,压力表为改装后的指针式压力表。外形尺寸按照现场进行加工,可根据不同地区工艺要求定制。

6. 场景显示系统为大屏幕LED全彩显示系统选配。

大屏幕LED全彩显示系统
1. 将模拟现场场景的3D动画经专业图形处理器处理后,采用LED全彩显示系统显示。
2. LED P2.5显示屏,分辨率为1920*1080
3. 显示屏尺寸4800mm(宽)*2700mm(高)
(最终屏幕安装尺寸、分辨率视安装环境进行调整)

盛特石油采油模拟器工艺软件
  1. 软件框架模块
  2. 界面控制模块
  3. 设备控制软件模块
  4. 系统自检模块
盛特石油采油模拟器工艺软件
  1. 流体计算软件模块
  2. 事故及复杂情况软件模块
盛特石油采油模拟器图形软件
  1. 三维流程控制模块
  2. 设备控制模块
序号名称规格型号及主要技术参数单位数量
1油水井井口模块包含抽油机井、螺杆泵井、电潜泵井及两口注水井及井口所有附件1
2计量站模块包含进站汇管、计量分离器、加热炉、加药罐1
3注水站模块包含柱塞泵、喂水泵、注水管汇1
4场景显示系统大屏幕LED全彩显示系统1
5控制计算机CPU:I7或同等配置,内存:16G,硬盘:固态240G1
6图形计算机CPU:i7或同等配置  显卡:RTX4060 或同等配置  内存:16G  硬盘:固态480G1
7打印机品牌打印机1
8音效系统品牌功放,品牌音响、调音台,得胜无线麦克风接收器(配无线、手持、桌面、佩戴式麦克风各一套)1
9其他配套设备包括旋转式升降办公椅2把,办公桌一张,标准机柜1套1
10安装与维保实训平台可进行操作培训1
11软件盛特石油采油模拟培训系统主控软件1
12软件盛特石油采油模拟培训系统工艺软件1
13软件盛特石油采油模拟培训系统图形软件1

功能特点
  1. 模拟培训系统以现场真实设备为原型,模拟设备外形、管线连接方式与现场基本一致,设备操作真实基本设备一致。
  2. 根据学员操作实时计算出设备工作状况、管道压力等参数。
  3. 应用三维动画模拟现场的视觉环境。系统中的动画能展现井下场景、设备动作和设备的工作原理等,图形软件模块能展现整个系统内部流体的流动情况、压力分布情况。
  4. 事故设置可以帮助学员更直观的认识到事故的原因,引导他们处理常见事故。
  5. 油井参数(压力,温度,流量)可调。
  6. 系统具有完善的扩充功能。
可完成的培训项目
  1. 抽油机井开井
  2. 抽油机井关井
  3. 抽油机井洗井
  4. 电潜泵井开井
  5. 电潜泵井关井
  6. 电潜泵井洗井
  7. 螺杆泵井开井
  8. 螺杆泵井关井
  9. 螺杆泵井洗井
  10. 螺杆泵井憋压检查泵况
  11. 井口故障判断及排除
  12. 加热炉点炉操作
  13. 单井计量操作
  14. 冲洗计量分离器
  15. 计量站故障判断及排除
  16. 注水井正注
  17. 注水井反注
  18. 注水流程故障判断及排除
  19. 调整注水井注水量
  20. 抽油机井井口憋压

技术要求
  1. 电源参数:220V/50Hz交流电
  2. 功率参数:<6000W
安装运行环境要求
  1. 场地面积:长≥10米,宽≥8.5米
  2. 将设备供电和照明供电分开
  3. 系统工作环境温度:0℃~30℃
  4. 相对湿度:平均相对湿度小于90%