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我校聯(lián)合合作企業(yè)開(kāi)發(fā)了基于半實(shí)物仿真的系列仿真模擬器系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有“虛實(shí)結(jié)合”的顯著特點(diǎn)，是將電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、 多媒體技術(shù)、油氣開(kāi)發(fā)工程數(shù)學(xué)模型、嚴(yán)格的工藝操作規(guī)范和逼真的現(xiàn)場(chǎng)音效、對(duì)實(shí)驗(yàn)者的操作過(guò)程和操作情況進(jìn)行分析評(píng)價(jià)等融為一體的大型綜合模擬 操作系統(tǒng)，這些系統(tǒng)將油氣鉆、采、輸作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)“搬”到室內(nèi)，通過(guò)對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的高度仿真模擬，克服了搭建大型實(shí)驗(yàn)臺(tái)架和購(gòu)買(mǎi)真實(shí)設(shè)備及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)投資大、 安全風(fēng)險(xiǎn)大以及實(shí)驗(yàn)?zāi)茉春筒牧虾馁M(fèi)大的局限，也避開(kāi)了現(xiàn)場(chǎng)可能的高溫、高壓、腐蝕和有毒環(huán)境，為學(xué)生和企業(yè)職工提供了經(jīng)濟(jì)、安全、 內(nèi)容全面的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境和裝備。這些裝備為石油工程、油氣儲(chǔ)運(yùn)、海洋油氣工程等專(zhuān)業(yè)學(xué)生提供了實(shí)驗(yàn)教學(xué)和專(zhuān)業(yè)實(shí)踐技能訓(xùn)練平臺(tái)，也可作為石油地質(zhì)、 石油機(jī)械、石油化工、計(jì)算機(jī)和電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生了解石油工程應(yīng)用背景的工具。具體資源包括：

（1）鉆井工藝仿真模擬系統(tǒng)

包括鉆井井控模擬操作系統(tǒng)、欠平衡鉆井模擬操作系統(tǒng)、控壓鉆井模擬操作系統(tǒng)。

功能和效果：

學(xué)生通過(guò)對(duì)模擬設(shè)備的交互操作和對(duì)儀器儀表顯示數(shù)據(jù)、虛擬作業(yè)環(huán)境中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象及相關(guān)設(shè)備工作狀況的觀(guān)察， 使其理解井筒及地層流體流動(dòng)原理和溢流過(guò)程、井筒巖屑清除原理以及常規(guī)鉆井、關(guān)井壓井原理和井下事故處理流程、 欠平衡鉆井及控壓鉆井等特殊工藝鉆井井底壓力控制原理、地面特殊裝備等知識(shí)。鉆井井控模擬器如圖1、圖2所示。

學(xué)生通過(guò)可視化仿真實(shí)驗(yàn)可對(duì)欠平衡、控壓以及氣體鉆井不同作業(yè)工況條件下的復(fù)雜介質(zhì)多相流動(dòng)特征參數(shù)演變規(guī)律形成感性認(rèn)識(shí)。 同時(shí)，通過(guò)測(cè)定相關(guān)參數(shù)可對(duì)所建立的物理和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證和修正?？梢暬抡鎸?shí)驗(yàn)裝置如圖3所示。

圖1 鉆井井控仿真操作系統(tǒng)

對(duì)應(yīng)課程及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：

課程包括：鉆井與完井工程、工程流體力學(xué)、石油鉆采設(shè)備、鉆井新技術(shù)等課程的相關(guān)理論實(shí)驗(yàn)和操作技能實(shí)驗(yàn)，可開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括：

A.專(zhuān)業(yè)理論型實(shí)驗(yàn):

鉆井水力學(xué)計(jì)算原理、鉆井巖屑攜帶原理、機(jī)械鉆速影響因素及提高鉆速原理、環(huán)空壓力剖面及井底壓差控制原理、 井壁穩(wěn)定機(jī)理、定向井軌跡、水平井控制原理。F

B.常規(guī)操作類(lèi)實(shí)驗(yàn):

正常下鉆操作、下鉆遇阻操作、控制波動(dòng)壓力的下鉆操作；正常起鉆操作、起鉆遇卡操作、控制抽吸壓力的起鉆操作； 正常鉆進(jìn)及接立柱操作、不同地層可鉆性條件下鉆進(jìn)操作、正常鉆進(jìn)及蹩跳下的鉆進(jìn)操作、高壓地層鉆進(jìn)操作、低壓地層鉆進(jìn)操作； 粘附卡鉆的判斷及處理、沉砂卡鉆的判斷及處理、泥包卡鉆的判斷及處理、公錐打撈、井下落物磨銑、鉆進(jìn)過(guò)程中發(fā)生溢流的關(guān)井操作、 起下鉆桿過(guò)程中發(fā)生溢流的關(guān)井操作、起下鉆鋌時(shí)發(fā)生溢流的關(guān)井操作、空井發(fā)生溢流的關(guān)井操作；司鉆法壓井、工程師法壓井、超重司鉆法壓井。

C.特殊鉆井工藝類(lèi)實(shí)驗(yàn)：定向井造斜糾斜原理實(shí)驗(yàn)、欠平衡井底壓差控制原理實(shí)驗(yàn)、控壓鉆井井筒工況識(shí)別及環(huán)空壓力剖面控制實(shí)驗(yàn)。

D.氣固/氣液固多相流動(dòng)仿真實(shí)驗(yàn):與校內(nèi)全尺寸工程實(shí)訓(xùn)基地大型物理實(shí)驗(yàn)架結(jié)合，開(kāi)展任意角度（0～90°）氣液固多相流動(dòng)仿真實(shí)驗(yàn)； 不同井口回壓條件下氣液固多相流動(dòng)仿真實(shí)驗(yàn)；鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)與靜止條件下氣液固多相流動(dòng)仿真實(shí)驗(yàn)。

（2）油氣開(kāi)采仿真模擬系統(tǒng)

功能及效果：

學(xué)生通過(guò)對(duì)模擬設(shè)備的交互操作、儀器儀表顯示數(shù)據(jù)、虛擬作業(yè)環(huán)境中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象及相關(guān)設(shè)備工作狀況的觀(guān)察， 使其理解油氣井井筒出現(xiàn)的多相管流流動(dòng)型態(tài)、對(duì)比多相流動(dòng)計(jì)算模型的準(zhǔn)確性、模擬與診斷人工舉升方式（氣舉、電潛泵、有桿泵、射流泵等）工作狀態(tài)、 模擬排水采氣過(guò)程與注水工程等知識(shí)點(diǎn)。部分仿真設(shè)備如圖4、圖5所示。

對(duì)應(yīng)課程及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：

主要課程包括：采油工程、天然氣工程、井下工具與作業(yè)等，可開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括：

A.專(zhuān)業(yè)理論型實(shí)驗(yàn):

①采油工藝類(lèi)實(shí)驗(yàn)：采油井井筒多相流流動(dòng)形態(tài)與壓力計(jì)算，各種人工舉升方式(抽油機(jī)井、電泵井、水力泵井、氣舉等)中的井筒流動(dòng)規(guī)律與工況診斷， 油水井井口故障判別與診斷分析，注水流程與注水工況判別與診斷。

②采氣工藝類(lèi)實(shí)驗(yàn)：采氣井井筒多相流流動(dòng)形態(tài)與壓力計(jì)算，氣井?dāng)y液原理，各種排水采氣工藝模擬與工況診斷，氣井井口故障判別與診斷分析。

Ｂ.常規(guī)操作型實(shí)驗(yàn):

①油水井類(lèi)：自噴井開(kāi)、關(guān)井，抽油機(jī)井開(kāi)井、關(guān)井與洗井，電潛泵井開(kāi)井、關(guān)井與洗井，螺桿泵井開(kāi)井、關(guān)井與洗井及憋壓檢查泵況； 注水井正注與反注以及注水流程。

②氣井類(lèi)：自噴井開(kāi)、關(guān)井，各種排水采氣工藝(抽油機(jī)排水采氣、氣舉排水采氣、電泵等排水采氣)開(kāi)井與關(guān)井。

Ｃ.特殊結(jié)構(gòu)井開(kāi)采工藝實(shí)驗(yàn):

任意斜井、水平井中油氣井井筒多相流流動(dòng)規(guī)律，各種人工舉升方式(抽油機(jī)井、電泵井、水力泵井、氣舉等)中的井筒流動(dòng)規(guī)律與工況診斷， 油水井井口故障判別與診斷分析，注水流程與注水工況判別與診斷。

（3）油氣集輸仿真模擬系統(tǒng)

功能及效果：

學(xué)生通過(guò)對(duì)模擬設(shè)備的交互操作、儀器儀表顯示數(shù)據(jù)、虛擬作業(yè)環(huán)境中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象及相關(guān)設(shè)備工作狀況的觀(guān)察，可使其理解油氣集輸管道系統(tǒng)、 油氣集輸站場(chǎng)工藝、油氣長(zhǎng)輸管道工藝、LNG接收終端工藝、油庫(kù)工藝等知識(shí)點(diǎn)?？墒箤W(xué)生得到油氣集輸設(shè)備布局、設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理、 設(shè)備操作、維護(hù)、相關(guān)工藝操作技能和常見(jiàn)事故處理技能等方面的實(shí)訓(xùn)。如圖6、圖7所示。

對(duì)應(yīng)課程及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：

主要包括：油氣礦場(chǎng)集輸、油庫(kù)設(shè)計(jì)與管理、油氣管道輸送、油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備、油氣儲(chǔ)運(yùn)安全技術(shù)、LNG技術(shù)等課程，可開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括：

Ａ.專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)理論實(shí)驗(yàn):

原油、成品油及天然氣性能測(cè)試，原油、天然氣及油氣水多相流輸送阻力特性實(shí)驗(yàn)，管道減阻輸送原理實(shí)驗(yàn)，油品蒸發(fā)損耗實(shí)驗(yàn)，分離器分離原理， 分子篩和三甘醇脫水原理，干法和濕法脫硫原理，泵和壓縮機(jī)的工作原理等

Ｂ.基本操作類(lèi)實(shí)驗(yàn):

（１）站場(chǎng)設(shè)備（閥門(mén)、分離器、塔器、泵、壓縮機(jī)等）及儀表巡檢、開(kāi)關(guān)、啟停及維護(hù)保養(yǎng)操作。

（２）油氣集輸站場(chǎng)（單井站、計(jì)量站、集油（氣）站、聯(lián)合站）的各種工藝運(yùn)行模擬操作。

（３）原油長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)仿真：首站正輸，首站反輸，首站來(lái)油到罐，首站站內(nèi)循環(huán)，首站倒罐流程，中間站密閉輸送正輸，中間站密閉輸送反輸， 中間站密閉輸送全越站，中間站密閉輸送熱力越站，中間站密閉輸送壓力越站，中間站密閉輸送站內(nèi)循環(huán)，中間站旁接油罐正輸，中間站旁接油罐反輸 ，中間站旁接油罐全越站，中間站旁接油罐壓力越站，中間站旁接油罐熱力越站，中間站旁接油罐站內(nèi)循環(huán)，中間站旁接油罐反輸壓力越站，末站正輸， 末站倒罐，末站收油。

（４）天然氣長(zhǎng)輸管道系統(tǒng)仿真：分輸流程，增壓流程（1號(hào)壓縮機(jī)增壓流程，2號(hào)壓縮機(jī)增壓流程，壓縮機(jī)并聯(lián)增壓流程，增壓旁通流程），越站流程， 收發(fā)清管器（清管器接收流程，清管器發(fā)送流程）。

（５）成品油油庫(kù)仿真：油庫(kù)鐵路收發(fā)油操作，油庫(kù)公路收發(fā)油操作，油庫(kù)水路收發(fā)油操作，油庫(kù)倒罐工藝流程。

（６）LNG接收終端仿真：卸船（LNG卸船到1號(hào)儲(chǔ)罐，LNG卸船到2號(hào)儲(chǔ)罐），LNG氣化/外輸（1號(hào)儲(chǔ)罐LNG開(kāi)架式氣化器氣化外輸， 2號(hào)儲(chǔ)罐LNG開(kāi)架式氣化器氣化外輸，1號(hào)儲(chǔ)罐LNG浸沒(méi)燃燒式氣化器氣化外輸，1號(hào)儲(chǔ)罐LNG浸沒(méi)燃燒式氣化器氣化外輸）， LNG閃蒸氣處理（1號(hào)儲(chǔ)罐LNG閃蒸氣輸出，2號(hào)儲(chǔ)罐LNG閃蒸氣輸出，1號(hào)儲(chǔ)罐LNG閃蒸氣燃燒，2號(hào)儲(chǔ)罐LNG閃蒸氣燃燒），罐內(nèi)循環(huán)（1號(hào)儲(chǔ)蓄罐內(nèi)循環(huán)， 2號(hào)儲(chǔ)蓄罐內(nèi)循環(huán)）。

Ｃ.特殊油氣的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)（建設(shè)中）:天然氣水合物存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)，礦漿輸送實(shí)驗(yàn)等

Ｄ.油氣地面系統(tǒng)的管理:SCADA系統(tǒng)運(yùn)行模擬，設(shè)備的檢測(cè)與故障診斷實(shí)驗(yàn)，管線(xiàn)的泄漏監(jiān)測(cè)等。