Применение тренажеров для определения и ликвидации газонефтеводопроявлений в скважинах

Немаловажным фактором обеспечения безопасности при бурении и капитальном ремонте скважин является определение газонефтеводопроявлений (ГНВП). С целью повышения знаний обслуживающего персонала в данной области на базе одного из учебных центров ОАО «Газпром» проводят курсы соответствующего направления.

Одним из требований при подготовке работников является тренировка и последующая оценка действий в случае появления ГНВП. Максимально приблизить к реальным событиям условия обучения возможно с помощью буровой учебной установки, позволяющей имитировать условия ГНВП. Имитация ГНВП происходит с помощью закачиваемого в межтрубное пространство воздуха, а остальные действия осуществляются при помощи обычного оборудования и инструмента. Ликвидация ГНВП осуществляется по стандартной схеме, то есть вымыванием газированного раствора из скважины буровым раствором.

Учебная скважина достигает 2100 метров в глубину, а имитация ГНВП происходит на глубине 1500 метров. Для обучения применяют стандартное для корпорации оборудование. Для осуществления одного практического занятия на тренажере требуется от трех до шести часов. При этом обязательно требуется наличие бурового раствора, а количество человек, участвующих в учениях ограниченно. Данные факты можно отнести к недостаткам тренажера.

С целью унификации учебной системы тренажера в 2008 году были применены компьютерные технологии на учебной буровой установке в Нижневартовске.

На данном тренажере отрабатывают соответствующие навыки бригады капитального ремонта скважин. Отличительной особенностью является возможность осуществления операций при температуре воздуха до – 25 ⁰С. Кроме того, с помощью данного тренажера можно менять временные рамки имитированных процессов, что позволяет привлекать к обучению за те же 5-6 часов большее количество курсантов.

Тренажер, который был создан на базе учебного центра ОАО «Газпром» имеет ряд отличительных особенностей:

• имеется возможность имитировать один из значимых процессов – глушение скважины;
• блок дросселирования оснащен, как ручным, так и гидроуправляемым дросселем.

Перед специалистами была поставлена задача внедрить на данной установке компьютерные технологии, которые дополнили бы процесс обучения, приближенный к реальным условиям. Для решения этих вопросов применили некоторые нововведения, которые отличны от технологий, использованных на тренажере в Нижневартовске.

Блок дросселирования был оборудован двумя дополнительными линиями, на которых установлены запорные устройства и дроссели, предназначенные лишь для передачи сигнала на компьютерную технику. На дополнительной линии установлен также манометр, который указывает значение рабочего давления, определяемого условиями занятия.

Здесь же имеется два дросселя: обычный с ручным управлением и гидроуправляемый с пультом управления. Пульт управления размещают в отапливаемом помещении, недалеко от реального пульта управления. Их работа полностью независима друг от друга, а применение пультов зависит от характера проводимых занятий. Учения по ликвидации ГНВ могут проходить по стандартной схеме с циркулирующим буровым раствором, либо же без такового, основываясь на компьютерных технологиях.

За управление процессом отвечает компьютер, с помощью которого задается начальное давление на дросселях. Регулируя степень открытия дроссельной заслонки, компьютерная программа имитирует процесс вымывания, а монитор показывает результаты действия обучаемых, которые участвуют в ликвидации ГНВП. Не участвующие в занятии вместе с наставником имеют возможность наблюдать и анализировать ход выполнения работ. Монитор разделен на две части, на которых демонстрируются различные процессы учений. Также имеется возможность схематического отображения процессов.

Из-за того, что тренажер не оснащен фонтанной арматурой, процесс глушения скважины также имитируется компьютерной программой. Имитация происходит с помощью другого компьютера, что позволяет осуществлять оба вида учебного процесса независимо друг от друга.

На пульте бурильщика устанавливается дополнительный блок управления, с помощью которого можно имитировать реальные технологические процессы – запускать и останавливать буровые насосы, открывать и закрывать превенторы, задавать основные показатели бурового раствора, например, его плотность. Блок управления выполнен в виде сенсорного дисплея, эксплуатация которого возможна при температуре до – 40 градусов.

Управление тренажером происходит при помощи датчиков числа оборотов и веса, которые связаны с компьютером.

Для задания определенного процесса обучения наставник может имитировать различные конструкции скважин. А функционал самого тренажера позволяет осуществлять следующий комплекс технологических операций:

• глушение скважины для ее капитального ремонта;
• подъем буровых труб;
• долив бурового раствора и контроль его объема;
• подача предупредительного сигнала в случае отсутствия сбалансированных значений поднятых труб и объема долитого раствора;
• установка различной запорной арматуры;
• установка квадратной или аварийной трубы;
• торможение буровой колонны;
• управление гидроуправляемой задвижкой и превентором.

Для ликвидации ГНВП применяют объемный метод, метод бурильщика или их сочетание.

Объемный метод предполагает регулирование давления при помощи дросселей (ручного или гидроуправляемого), размещенных на дополнительных линиях. При этом временные рамки выполнения операции можно варьировать.

Метод бурильщика применяют при ликвидации ГНВП, определенных в интервале спущенных в скважину труб НКТ. Для этого задействуются дополнительный пульт и дополнительная линия дросселирования.

По окончании процесса обучения производится анализ действия бригады на основе распечатанных графиков изменения давления.

Совмещение современных компьютерных технологий и процессов обучения, приближенных к реальным условиям, способствует достижению наибольшей эффективности проводимых тренировок.