Simulador de Fraturamento e Acidificação ESIM-FFA2

1. Introdução

O sistema de treinamento de simulação de fraturamento e acidificação ESIM-FFA2 foi desenvolvido pela Southwest Petroleum University e pela Chengdu Esimtech Petroleum Equipment Simulation Technology Exploitation Co, Ltd. É um sistema com tecnologia avançada e funções completas, que pode satisfazer os requisitos de treinamento das empresas de campos petrolíferos. Este sistema é uma combinação de engenharia de petróleo, tecnologia de computação e tecnologia de realidade virtual. Ele contém vários módulos de treinamento, como treinamento em dispositivos de fraturamento, projeto de fraturamento, construção de fraturamento, processo de fraturamento, fraturamento acidificante, análise de acidentes de fraturamento, etc. É usado principalmente para treinar novos funcionários, trabalhadores e técnicos de fraturamento e acidificação. Por meio do treinamento e teste deste sistema, os alunos podem dominar o método operacional dos dispositivos e aprender o processo de fraturamento e acidificação e o tratamento comum de acidentes de fraturamento.

O sistema adota modelos matemáticos para simular vários parâmetros no processo de fraturamento e acidificação, como pressão, vazão, etc. Ele também pode refletir a relação entre esses parâmetros para atingir o mesmo efeito da operação real. A tecnologia de realidade virtual é usada para construir o ambiente realista; animação 3D sincrônica, sistema de projeção de grande porte e o efeito sonoro altamente emulado criam um ambiente imersivo para os usuários.

O sistema consiste em console de caminhão de fraturamento, console de caminhão misturador, modelos de dispositivos vinculados ao local de fraturamento, sistema gráfico e outros acessórios. As operações desses consoles são as mesmas do equipamento real. Todo o layout dos painéis, métodos de operação e exibição de parâmetros são exatamente os mesmos do equipamento real. Os dispositivos de hardware adotam o CLP industrial, o que garante a estabilidade do equipamento. O sistema tem a vantagem de baixo custo de entrada e manutenção, sem risco de segurança.

2. Componente do sistema

2.1 Hardware principal

(1)Console de caminhão de fraturamento local: o controle e a exibição de parâmetros no console do caminhão de fraturamento são os mesmos do equipamento real. Ele pode simular operações como partida, desligamento, seleção de alavanca e ajuste da taxa de rotação do motor, e exibir parâmetros importantes como taxa de rotação do motor, pressão do óleo, temperatura do óleo, pressão da bomba, taxa de fluxo, etc.

(2) Console remoto do caminhão de fraturamento: o controle e a exibição de parâmetros no console do caminhão de fraturamento são os mesmos do equipamento real. Ele pode simular operações como partida, desligamento, seleção de alavanca e ajuste da taxa de rotação do motor, além de exibir parâmetros importantes como taxa de rotação do motor, pressão do óleo, temperatura do óleo, pressão da bomba, taxa de fluxo, etc.

(3) Console do caminhão liquidificador local: o controle e a exibição dos parâmetros no console do caminhão liquidificador são os mesmos do equipamento real. Ele pode simular operações de partida e parada do caminhão liquidificador, controle de adição de areia, controle de adição de líquido, controle de adição de seco, controle de descarga, etc. Informações importantes serão deslocadas quando o aluno fizer operações no simulador, como pressão do óleo de inalação principal, pressão do óleo de inalação auxiliar, posição do óleo do gerador, pressão do óleo de transporte de areia, velocidade do gerador, pressão do óleo de mistura, pressão do óleo do ventilador, temperatura do óleo hidráulico, pressão do óleo de adição de líquido, deslocamento de areia 4#, volume total de areia 4#, deslocamento de areia 8#, volume total de areia 8#, deslocamento de adição de seco, volume de adição de seco, deslocamento de adição de 1# líquido, volume de adição de 1# líquido, deslocamento de adição de 2# líquido, deslocamento de adição de 2# líquido, volume de adição de 2# líquido, deslocamento de adição de 3# líquido, deslocamento de adição de 3# líquido volume, volume de deslocamento, pressão, volume, proporção e densidade de areia, etc.

(4) Console remoto do caminhão liquidificador: o controle e a exibição dos parâmetros no console do caminhão liquidificador são os mesmos do equipamento real. Ele pode simular operações de partida e parada do caminhão liquidificador, controle de adição de areia, controle de adição de líquido, controle de adição de seco, controle de descarga, etc. Informações importantes serão deslocadas quando o aluno fizer operações no simulador, como pressão do óleo de inalação principal, pressão do óleo de inalação auxiliar, posição do óleo do gerador, pressão do óleo de transporte de areia, velocidade do gerador, pressão do óleo de mistura, pressão do óleo do ventilador, temperatura do óleo hidráulico, pressão do óleo de adição de líquido, 4# deslocamento de areia, 4# volume total de areia, 8# deslocamento de areia, 8# volume total de areia, deslocamento de adição de seco, volume de adição de seco, 1# deslocamento de adição de líquido, 1# volume de adição de líquido, 2# deslocamento de adição de líquido, 2# volume de adição de líquido, 3# deslocamento de adição de líquido, 3# volume de adição de líquido, volume de deslocamento, pressão, volume, proporção de areia e densidade, etc.

(5) Tanques de armazenamento de líquidos e modelos de coletores de tanques: três modelos de tanques de armazenamento de líquidos de aço usados ​​para simular os tanques em locais de fraturamento e acidificação, simulando o armazenamento de água ativa, fluidos de fraturamento e fluido reticulado. O modelo de coletor de tanques simula o coletor no local real. O status das válvulas nos coletores é enviado ao computador de parâmetros por sensores.

(6) Modelo de caminhão misturador: este modelo exibe as linhas internas e o status das válvulas. O status das válvulas nos coletores é enviado ao computador de parâmetros por sensores.

(7) Modelo de coletor de alta e baixa pressão: usado para simular a conexão e o status dos coletores de alta e baixa pressão. Ele permite que os alunos conectem o coletor com segurança e diretamente sob diferentes condições de várias tecnologias. O status das válvulas nos coletores é enviado ao computador de parâmetros por sensores.

(8) Modelo de coletor de concentrador de areia e esferas de cera: usado para simular as linhas e o status da válvula do concentrador de areia e do coletor de esferas de cera. O status das válvulas nos coletores é enviado ao computador de parâmetros por sensores.

(9) Modelo de cabeça de poço de fraturamento: usado para simular o status da cabeça de poço de fraturamento e a tendência do fluxo de líquido. O usuário pode concluir várias operações por meio do status das válvulas no modelo de cabeça de poço. O status das válvulas nos coletores é enviado ao computador de parâmetros por sensores.

(10)Estação do instrutor, gabinete do computador, computador de parâmetros, computador de controle mestre, computador gráfico, quadro de distribuição, sistema de efeitos sonoros e impressão.

(11)O sistema de exibição adota sistema de exibição de tela LED.

2.2 software de sistema

2.2.1 Software de controle mestre

1. Módulo de software do console do instrutor

2. Módulo de autoverificação do sistema

3. Módulo de correção de botão

4. Módulo de configuração do sistema

5. Módulo de gestão de alunos

6. Módulo de gerenciamento de registros

7. Módulo de gerenciamento de instantâneos

2.2.2 Software de parâmetros

1. Módulo de software de controle de computador de parâmetros

2. Módulo de operação de exercício

3. Módulo de exibição de curva

4. Módulo de simulação de coletor

2.2.3 Software gráfico

1. Exibição de cena 3D do módulo de software de superfície de fratura

2. Exibição de cena 3D do módulo de software de fraturamento de poço

3. Vídeo de animação mostrando o módulo de fraturamento

3. Função do Sistema

3.1 Funções e Recursos

3.2 Projeto de Treinamento

4. Parâmetros técnicos e ambiente operacional

4.1 Parâmetros Técnicos

4.2 Ambiente Operacional

5. Layout completo do sistema e interface do programa

Figura 1 Layout completo do sistema

(1) Interface do programa de controle mestre

(2) Interface do programa de parâmetros

(3) Interface de programa gráfico

Figura 2 Interface típica de execução do programa