浅谈采油工程三维仿真系统的应用

芮阁

大庆职业学院主要进行中职、高职学历教育、油田培训教学，为油田输送应用型人才和高素质劳动者。随着油田勘探开发的不断深入，对操作人员的实际操作能力和现场反应速度要求越来越高，传统的纸面教学方式已经不能完全满足这一要求。采油工程实训设备是一种现代化、高效率的培训手段，是提高学生实际操作能力的一种有效途径。

采油工程实训设备以计算机仿真技术为基础，主要包括实物沙盘、三维动画演示和桌面推演三部分。实物沙盘是将实际中的各种设备做成缩小的模型，按照实际流程布局，使人能够直观看到流程全貌。

三维动画演示作为一种常用计算机技术，在采油工程领域虽有应用，但并未形成系统。其构建时首先建立一个虚拟的世界，构建者在此虚拟世界中按照要表现的对象的具体形状、尺寸建立健全模型及场景，然后依据虚拟摄影机的运动、设定模型的运动轨迹及相关动画参数，最后计算机进行运算，生成画面。

与以往传统的教学方式相比，实训设备教学具有以下优势：

一、让学员不到现场却如身临其境

通过计算机仿真技术，借助于油田开发的真实历史数据，将现场各种环境进行集成组合，提供近乎于真实的操作场景和工况，使学员能够直观清晰的看到油气水在地下的流动，油气的自喷、抽油泵共工况、油水地面输送、泵站工作等实际场景，形象具体，有实物感，让学员多感官学习采油工程系统知识，而不仅仅是依靠书本上枯燥的描述来获取知识。

二、让学员在宏观上把握整理流程

过去的纸面教学模式，学生首先是接收各分项流程的收碎片式的信息，然后自行消化整合，进而认识全部流程，这样做不仅割裂了学生对采油工程的整体认识，重要的是降低了学习效率。而通过实物沙盘，将油气从地下流动到产出外运的全流程呈现在学生面前，通过教师的讲解，是学生能够熟练的掌握全流程运行情况，然后根据学习和理解程度，有针对性的去学习其中的分项部分，提高培训的针对性和有效性。

三、让学生有机会进行现场操作

通过计算机仿真技术，为学生实际操作提供了平台，解决我校实际操作现场有限的问题，使学生能够在短期内掌握工艺设备原理和操作原理，提高学生实际操作能力，弥补了学生不能到现场进行操作的遗憾，达到我校学历教学的办学目的。

四、让学生能够模拟应对各类事故

事故在实际操作中不可避免，我们传统的教育中只是借助以往的案例对学生进行虚拟教育，而学生在学习后往往印象不深或临事慌乱。通过三维动画和桌面推演可以模拟事故现场，让学生真实的感受事故现场的状况，模拟处理事故，增强学生对事故的感官认识，强化学生的安全意识，让学生在无危险的情况下就能够提高学生面对事故的反应能力和处理事故的能力。

五、让学生能够更充分的思考

通过实训设备，将学生直接放到了实际工矿中，有利于引导学生对工矿条件进行思考，包括管理制度、应急预案、工作方案等。提高学生学习的主动性。

六、减少与企业之间的沟通障碍

以往我校采取油田企业委托管理的方式进行实训教学，这样做增加了各方管理的难度。企业要照顾学生的安全和饮食等诸多方面因素，往往不愿意接受实训任务。由于点多面广，学员分散，学校无法掌握学生的实训效果，疲于应付。学员则处于两不管的状态，情绪消极，达不到学习效果，甚至出现逃课现象，给学校的管理带来隐患。采取校内实训的方式，学生统一行动，能够加强学校对学生的管理，避免这类问题的发生。

七、便于监督考核学生学习情况

借助计算机强大的计算功能，随时统计掌握学生参加培训的时间，实时监控学生在学习过程中出现的问题，不断找出问题和差距，能够做到实时跟踪辅导，尽快提高学生的水平;同时借助于实训设备的考核，考核结果更接近学生的实际能力，这也是对学生的负责。

本文所研究的采油工程仿真培训系统适应性强，既可应用于中高职的学制教育，又可应用于油田培训、相关考核的需要，极大丰富了教学内容和方式方法。 在数字化高速发展的今天，仿真系统在采油工程中的推广意义不仅仅是提升了当前教学质量，其后期的维护发展和内容更新更可以实时进行，使教学不脱离油田现场应用，进一步实现了中高职培养技能型人才的目标。

[基金项目：油气开采技术专业职前职后一体化仿真实训教学的研究与实践，项目编号：JG2014020172]

（作者单位：黑龙江大庆职业学院）