摘 要：完井試油作業(yè)是臨門一腳的高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，由于塔河油田油井深度大、高溫高壓井的試油風(fēng)險(xiǎn)較大，給油田安全試油工作帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。但是，近年來試油作業(yè)面臨人員更換頻繁、試油隊(duì)伍水平參差不齊。傳統(tǒng)的培訓(xùn)已經(jīng)難以滿足快速提高作業(yè)人員應(yīng)急處置水平的要求。試油作業(yè)應(yīng)急仿真系統(tǒng)包含了井控、硫化氫、防火防爆三個(gè)方面的應(yīng)急模擬程序，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急培訓(xùn)方式的變革與培訓(xùn)效率的提升。

關(guān)鍵詞：塔河油田;試油;試氣;仿真;演練系統(tǒng)

前言

試油作業(yè)是一門涉及酸壓、誘噴、排污、試井、生產(chǎn)測(cè)井等多學(xué)科綜合性工程，作業(yè)過程面臨井噴失控、硫化氫中毒、原油或植被著火等諸多安全風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)急預(yù)案是否科學(xué)合理是決定應(yīng)急反應(yīng)機(jī)動(dòng)性與靈活性的重要因素，作業(yè)人員對(duì)應(yīng)急預(yù)案的熟悉程度也決定了事故事件的應(yīng)急響應(yīng)能力。

試油作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大，人員更換頻繁，如何讓新上手的作業(yè)工短期內(nèi)清楚應(yīng)急預(yù)案的內(nèi)容，掌握試油作業(yè)應(yīng)急技能，是試油工程管理面臨的難題。開發(fā)試油作業(yè)應(yīng)急仿真系統(tǒng)旨在解決這一問題。

仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、系統(tǒng)的預(yù)案設(shè)計(jì)

確定演練的類別：主要包含井控、硫化氫、防火防爆三大類5小類。其中井控演練中包括采油氣樹一號(hào)主閥滲漏及大四通栽絲法蘭滲漏兩種情況，防火防爆演練包括放噴口著火與計(jì)量罐著火兩種情況。

為了更好的實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制，在應(yīng)急預(yù)案的設(shè)計(jì)中就明確了6名試油作業(yè)工與兩名泵工等人的搶險(xiǎn)工作職責(zé)，即在險(xiǎn)情發(fā)生后每一名現(xiàn)場(chǎng)人員按照相應(yīng)的應(yīng)急程序搶險(xiǎn)即可。2、系統(tǒng)的劇本設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的各演練項(xiàng)目應(yīng)該包含相應(yīng)的演練劇本，劇本中應(yīng)按照時(shí)間順序編寫各角色的任務(wù)，在某一時(shí)間段內(nèi)參與演練的所有人員的動(dòng)作均包含在內(nèi)。

系統(tǒng)劇本中應(yīng)包含關(guān)卡部分，例如將背空呼的步驟隨機(jī)列表于演練界面，要求演練人員正確排序后才能進(jìn)行下步操作，再例如針對(duì)不同的井口裝置部位，應(yīng)該正確選擇扳手型號(hào)等工具后才能進(jìn)行下步操作。各關(guān)鍵步驟的進(jìn)行過程中應(yīng)該有動(dòng)畫特寫：例如背空呼動(dòng)畫、緊固螺栓動(dòng)畫、滅火器動(dòng)畫、連接泵車與應(yīng)急壓井流程的動(dòng)畫等。每一項(xiàng)演練內(nèi)容的每一個(gè)角色設(shè)置有2-4個(gè)關(guān)卡。

3、系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)所需要的模型是通過塔河油田目視化標(biāo)準(zhǔn)井實(shí)際測(cè)繪后所繪制。主要包括完井試油井場(chǎng)及周邊、井口及地面流程設(shè)備、施工配套設(shè)備、人物、配合作業(yè)的設(shè)備。

全景演示功能：即自動(dòng)播放功能：選擇某個(gè)預(yù)案以后，以鳥瞰方式展現(xiàn)井場(chǎng)的應(yīng)急演練過程。所有人物自動(dòng)完成演練動(dòng)作。

角色演示功能：即角色視角自動(dòng)播放功能：選擇某個(gè)預(yù)案的某個(gè)角色以后，以該選擇對(duì)象為第一視角的應(yīng)急演練演示過程。

角色測(cè)試功能：為本系統(tǒng)的主要使用功能：選擇某預(yù)案的某個(gè)角色以后，以該選擇對(duì)象為第一視角的應(yīng)急演練，由操作人員完成該演示過程。

4、系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)應(yīng)包含三大模塊：基本訓(xùn)練模塊、專家知識(shí)模塊、指導(dǎo)決策模塊。

基本訓(xùn)練模塊：通過演練操作信息記錄（包含空呼等工具使用信息、某步驟耗時(shí)信息、誤操作信息等）、演練過程中各關(guān)卡完成情況記錄等來判定演練是否合格，給出演練效果評(píng)估。

專家知識(shí)模塊：包括訓(xùn)練者應(yīng)當(dāng)掌握的知識(shí)內(nèi)容，包括應(yīng)急預(yù)案內(nèi)容、逃生應(yīng)急路線、判斷上風(fēng)風(fēng)向等。

指導(dǎo)決策模塊：包括糾錯(cuò)提示、幫助提示等功能。例如某人應(yīng)拿扳手走向井口緊固螺栓，而他走向計(jì)量罐，通過專家知識(shí)模塊的內(nèi)容提示他往井口方向走。

5、系統(tǒng)的程序?qū)崿F(xiàn)

通過對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）與Unity3d兩款引擎軟件的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)Unity3d具有性能優(yōu)越、運(yùn)行效率高等特點(diǎn)，采用了Unity3d來開發(fā)本系統(tǒng)。軟件的場(chǎng)景采取三維立體效果，三維模型的建立采用SketchUp繪制，還原了采油樹、地面管匯、分離器、計(jì)量罐、營房、裝油平臺(tái)、打油泵等試油設(shè)備，設(shè)計(jì)了戈壁、沙丘、天空等虛擬環(huán)境。

系統(tǒng)中添加了原油泄漏、火焰等離子特效，在應(yīng)急搶險(xiǎn)，人員搶救等環(huán)節(jié)做了標(biāo)準(zhǔn)的演示動(dòng)畫。

仿真系統(tǒng)在塔河油田的應(yīng)用

試油作業(yè)應(yīng)急仿真系統(tǒng)測(cè)試通過后，組織專業(yè)人員編制了《試油作業(yè)應(yīng)急仿真系統(tǒng)操作說明》，在塔河油田得到了廣泛應(yīng)用。工區(qū)內(nèi)有5家試油承包商18個(gè)試油班組，要求各施工隊(duì)伍組織新老員工掌握并針對(duì)性地進(jìn)行考核。

仿真系統(tǒng)比武應(yīng)用

組織仿真系統(tǒng)比武5次，參加人員150人次。參賽者需要根據(jù)自己的崗位選擇相應(yīng)的角色進(jìn)行演練測(cè)試。一方面是提高參賽人員對(duì)應(yīng)急仿真系統(tǒng)的熟練度，另一方面是用這種新穎的方式促進(jìn)作業(yè)人員對(duì)應(yīng)急知識(shí)的學(xué)習(xí)。從下圖可以看出，每輪次比武過程中，參賽人員對(duì)仿真系統(tǒng)的掌握越成熟，耗時(shí)越少。

2、仿真系統(tǒng)在取證培訓(xùn)考核中的應(yīng)用

以井控取證培訓(xùn)為例，通常，井控取證培訓(xùn)主要對(duì)參與培訓(xùn)的人員講井控原理，井控設(shè)備的原理與使用，壓井的方式方法等內(nèi)容。試油作業(yè)人員的取證培訓(xùn)和井下作業(yè)人員一起培訓(xùn)，缺少針對(duì)性，作業(yè)人員的應(yīng)急演練內(nèi)容僅限于書面，操作性差、理解難度大。

增加仿真系統(tǒng)對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn)的環(huán)節(jié)，一是針對(duì)性強(qiáng)，培訓(xùn)內(nèi)容針對(duì)試油作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，能還原相應(yīng)的工作場(chǎng)景;二是保障培訓(xùn)過程的安全性，按照要求沒有取得三證的人員無法進(jìn)入井場(chǎng)，而仿真系統(tǒng)可以在電腦上進(jìn)行，讓參與培訓(xùn)人員在安全的環(huán)境下得到有效的培訓(xùn);三是節(jié)約了培訓(xùn)費(fèi)用，一次性系統(tǒng)開發(fā)投入，可長期使用，節(jié)省相應(yīng)的培訓(xùn)基地費(fèi)用與實(shí)操產(chǎn)生的費(fèi)用。

試油作業(yè)應(yīng)急仿真系統(tǒng)在塔河油田已經(jīng)完成作業(yè)人員的井控、硫化氫取證培訓(xùn)420人次，參與培訓(xùn)的人員考核成績與以往有明顯提高。

結(jié)論

仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)滿足設(shè)計(jì)的目的，填補(bǔ)了試油井控硫化氫三維立體測(cè)試系統(tǒng)的空白;

通過仿真系統(tǒng)在塔河油田的應(yīng)用，各崗位作業(yè)人員對(duì)崗位的應(yīng)急處置動(dòng)作熟練度有明顯提升;

通過關(guān)卡設(shè)置環(huán)節(jié)，豐富了仿真系統(tǒng)的內(nèi)容，使得作業(yè)人員對(duì)應(yīng)急響應(yīng)知識(shí)掌握更為牢固;

通過比武和培訓(xùn)考核等方式，加深作業(yè)人員對(duì)應(yīng)急程序的理解，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間大幅縮短;

仿真系統(tǒng)的投入是一次性投入，長期來看可大幅節(jié)省井控、硫化氫的培訓(xùn)成本。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：

唐勇，男，1987年出生，2009年7月畢業(yè)于西南石油大學(xué)，現(xiàn)從事測(cè)試試油技術(shù)工作。