大型设备石油工程论文

2022-04-26

今天小编为大家精心挑选了关于《大型设备石油工程论文(精选3篇)》的文章,希望能够很好的帮助到大家,谢谢大家对小编的支持和鼓励。【摘要】随着社会的发展以及经济的进步,人们的生活水平得到了很大程度的改善,社会的发展加大了对石油的开采量,而石油的开采过程中就需要一些比较先进的设备来提高其开采效率,从这一方面来说设备的采购就显得尤为重要,针对在设备采购的风险问题要进行认真的分析探究,找出适当的管理方法从而有效的进行控制,把利益最大化的体现出来。

大型设备石油工程论文 篇1:

石油工程仿真实践教学研究

[摘 要]现代高等教育越来越注重培养学生的综合能力,而传统的教学模式只能满足学生对理论知识的需求,对学生实践能力的培养,传统的教学模式尚不能满足。为了弥补传统教学方式的不足,提高学生的实践能力,我校建设了石油工程仿真实训基地,将课堂教学与课外实践有效地结合起来。应该以模拟实践教学为体系,指出当前石油工程教学的不足,并对石油工程仿真实训教学的优越性进行研究。

[关键词]石油工程;仿真实践;教学研究

随着时代的发展和科技的进步,高等教育的教学模式也发生了变化。传统的高等教育旨在向学生传授基础的理论知识,而现代高等教育不仅要向学生传授基础理论知识,更对学生的综合素质及创新能力等进行培养。[1]将石油工程仿真模块运用于学生实践教学中,不仅可以丰富学生的理论知识,还可以提高学生对石油工程相关设备的分析能力,提高学生的实践操作能力,为向国家石油行业输送大量高素质人才奠定基础。

一、石油工程传统教学的不足

石油工程的传统教学是由教师主导的封闭式教学,其注重学生理论知识的培养。在这种模式下,学生处于被动接受的状态,学习效率低下,不能学以致用,学生主动学习的意愿很难被激发。[2]石油工程教学中涉及实践教学,学校会组织学生驱车几个小时到油田参观。由于石油工程的设备都是大型设备,系统庞大、结构复杂、造价昂贵,学生也只能看着设备,听着培训员的讲解。这种以参观形式进行的实践教学不仅耗费时间和成本,在一定程度上也存在着安全隐患,更重要的是学生没有机会真正的动手操作设备,实践操作能力并没有得到提高。因此,必须改变当今石油工程的教学模式,提升学生的实践能力,以适应石油工程行业发展需求。

二、石油工程仿真模块实验教学的优越性

(一)提高教学效果

目前,石油工程课程的教学完全是理论教学,学生只能通过书本观察石油工程方面相关的设备,无法掌握一些设备的具体操作方法。因此,学生在学习中难免会感到枯燥、乏味,学习积极性不高。[3]仿真教学可以将抽象的理论知识变为形象、具体的直观教学,弥补客观条件的不足,为学生提供近似真实的训练环境,提高学生的实际操作能力,激发学生的学习兴趣,调动学生学习的积极性。[4]在石油工程仿真设备运行的过程中,学生可以直观的观察石油的开采过程,教师可以根据学生的实际操作情况了解学生对知识的接受能力,从而对教学计划进行适当地调整。

(二)提高教师的专业能力

石油工程专业的任课教师不仅要具备相应的理论知识,更要具有油田实地考察的经验,而现今大多数石油工程专业的任课教师不具备油田现场的考察经验,只能通过书本的描述来讲解,其专业知识面较窄,对石油工程相关设备的操作技能了解较少。专业、系统的教学对学生进行实际操作非常有利,教师可以在教学的过程中不断积累和提高实践经验,从而将更专业、更系统的知识传授给学生。

(三)让学生身临其境,提高学生的适应能力

石油工程仿真模块是一种真实油田情景的展示,是一种具有指向性与时效性情景的创设。在该模块中进行实践教学,能够给予学生强烈的视觉体验以及一种身临其境的感受,让学生能够在实践操作过程中加深对所学内容的理解,使学生的认知能力大幅度提高。

(四)提前培养学生的职业习惯[5]

石油工程行业属于高风险行业。通过石油工程的仿真训练,可以使学生树立安全意识,养成穿戴安全护服的良好习惯,保证生产安全。石油工程的相关设备复杂,工序比较繁多,在生产过程中,工人间必须相互配合协作才能完成。仿真训练不仅能够培养学生严谨的工作态度,还能培养学生的沟通能力和团结协作能力,增强学生的团队意识。由于石油工程产业的复杂性,稳定生产对于石油工程行业来说是相当重要的。在生产过程中出现的问题如果不能及时解决,其后果不堪设想。可见,如何及时发现和解决问题就显得非常重要。而仿真装置上模拟了一些在生产过程中常出现的问题和不正规的操作步骤,教师可以引导学生在操作的过程中发现问题,让学生通过分析去解决问题。这可以培养学生的主观能动性,达到实践的目的。

(五)营造安全实践的教学氛围

目前,石油院校学生的实践教学大多以校企协同合作的形式完成,大学作为培养人才的主体,企业作为使用人才的主体,共同完成学生相关专业的实践教学任务,培养学生的实践操作能力和创新能力。而石油工程作为一个工科专业,实践训练必须在油田现场执行,而油田企业大多远离高校,学生要经过长途跋涉才能到达实践训练现场,这在一定程度上提高了实践的危险系数。由于石油工业是一个高风险的产业体系,油田作为石油工业的一线产业,其现场环境条件苛刻,过程联系性强,原料多为易燃易爆、有毒有害、有腐蚀的物质,并且生产技术复杂,设备种类繁多,学生在实践的过程中,稍有不慎就会发生安全事故。石油工程仿真模块为学生提供了一个安全实践的平台,其模拟采油过程,大大降低了危险系数,而石油工程的相关设备以及电线电路的布置都采用了安全保护,这能从根本上杜绝危险的发生,保障学生的安全。

三、石油工程仿真实践教学模块的构建

(一)教学实践设备的构建

我校致力于培养石油工程高级人才,学生理论知识的运用能力、实践能力是人才培养的关键。在校领导的大力支持下,我校依据已确立的实训中心建设思路,相继建设钻井机装置、修井机装置、井控装置、抽油机装置、油藏剖面模拟装置等多套与石油工程专业相关的实训装置,并立即投入运行,让学生利用装置进行实践训练。这些设备均由真实设备按一定的比例制作,可进行现场操作演示。以钻井机为例:1. 根据钻井机原型设备设计制造,基本与原型外形一致;2.井架模型、底座模型、天车模型根据相似理论设计制造而成,确保应力测试试验数据的准确性;3.基本包含了全套钻机的设备,达到看到模型即看到实物钻机的效果;4.模型所有功能的试验均用控制台操作,方便可靠;5.所有零部件均为钢质,确保了模型的强度和耐用;6.所有机加件均镀锌处理,表面采用高质量油漆或喷塑处理,确保了模型的美观性;7.具有实物钻机的诸多功能,可对井架、底座进行载荷试验。

学生通过对钻井机的实践训练,可以达到以下实践效果:1.熟悉整套钻机的结构组成;2.可直观灵活的观摩学习真实钻机的诸多功能;3.可对模型进行载荷试验,甚至破坏性试验,满足科研的需要。

相对于去井厂实习,钻机模块具备以下优势:1.节省了实习费用;2.降低了设备及人身安全风险系数;3.试验项目及试验时间灵活方便,井厂主要以打井为主,不可能为试验停止作业;4.诸多钻机功能学生可以亲自参与,而在井厂学生只能参观而无法实际操作;5.应力测试试验是钻机模型的技术核心,而在井厂几乎无法进行;6.必要时,可进行破坏性试验。

除此钻机外,石油工程仿真实训基地还配有采油机、修井机、井控装置及油藏剖面模拟装置,可以使学生全方位的观察原油采出的过程,让学生了解石油工程行业的技术特点,达到实践的目的。

(二)实践教学培养计划的构建

我校组建的油气储运仿真实训基地不仅丰富了实践教学内容,而且提高了教学效率。下面是我校的实践教学计划安排。

四、结束语

石油工程仿真模块的建设是为了培养学生理论分析能力和实践操作技能,使学生能够将理论与实际相联系,从而更好地适应现代科学发展对人才的要求。通过石油工程仿真模块的建设,学生可以在书本理论知识学习的基础上,掌握石油工程相关设备的操作方法,从而具备理论基础和实践能力,综合素质能得到大幅度提高。此外,仿真教学也培养了学生严谨的工作作风,为今后向国家石油系统输送大量高素质人才提供了保障。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 张凤玉.对创新模式下的模拟实践教学体系研究[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2012(8):218-219.

[2] 顾浩.大学生学习意愿的调查研究——基于某一学校的调查数据[J].社会心理科学,2012(12):70-75.

[3] 安寅,孟祥贵,王伟.工程教育下的电工技术实验教学改革[J].实验科学与技术,2012(1):67-69.

[4] 王尧.ERP沙盘模拟实验室的实训教学策略[J].沈阳师范大学学报,2013(2):96-98.

[5] 郭泉.化工单元操作实训装置的研制[J].中国教育技术装备,2012(12):120-121.

[责任编辑:陈 明]

作者:王卫强 孙小平 孙林 孙文志

大型设备石油工程论文 篇2:

海洋石油工程大型设备采购风险管理探析

【摘 要】随着社会的发展以及经济的进步,人们的生活水平得到了很大程度的改善,社会的发展加大了对石油的开采量,而石油的开采过程中就需要一些比较先进的设备来提高其开采效率,从这一方面来说设备的采购就显得尤为重要,针对在设备采购的风险问题要进行认真的分析探究,找出适当的管理方法从而有效的进行控制,把利益最大化的体现出来。

【关键词】海洋石油;大型设备;风险管理

一、海洋石油工程设备的特点和采购风险的概念

对于海洋石油工程设备的特点主要可以概括为高投入、高技术、高风险。首先在海洋石油工程设备的应用上所涉及的专业技术比较的广泛,例如:一台钻机就涵盖了动力系统和机械系统以及电力系统等等,并且除此之外还有较为庞大的一些辅助的配套系统,数字化以及机械的构造等,在专业性上都比较的强。还有就是投入方面较高一套海上石油的设备投资金额至少要达到几百万,有的甚至是几亿美元,这就要求生产的前提是要有资金的高投入才能够进行。而在高风险方面则是来自多方面,最为主要的就是对设备在使用的过程中效率的大小以及可靠性的问题常常会带来很大的风险。在对海洋石油工程中的大型设备进行采购的时候,预期目标可能会和实际的结果存在着一些差异,如果是没有有效的防范风险的机制就会带来很大的风险,最终会影响到资金的流失,故此,有效的风险管理在这一过程中是必要的。

二、我国的海洋石油工程的发展现状分析

目前,在市场经济大发展的背景下,工程项目的采购管理成为工程项目管理的一个关键之举。所以,加强对采购工作的管理,对于降低企业的生产成本、提高采购工作效率、项目工程的顺利进行起到了关键的作用。随着国际市场的不断开放,建筑市场的竞争力也越来越激烈。进入21世纪,国际、国内的各大企业都在不断地扩张,而工程项目管理的专业性人员缺乏以及工程项目中物资管理水平的低下,使得整个工程项目采购的发展现状呈现出粗放型、不完善型的状况。

1、国内研究现状

我国的油气资源相对来说较为的丰富,根据有关的探明资料的分析显示,石油的资源超过了90亿吨,在大路上的将近70亿吨,海洋石油将近达到了25亿吨,在当今的发展过程中,我国在海洋石油的开采主要是集中在珠江口以及渤海和东海等几个含油量较大的海洋区域,并且已经形成了几个重要的海洋石油的开发区,我国的海洋石油在二零一五年的规划是,要增加超过三十个的油田待开发的地区,还要再建造超过七十座的开发平台,在采油的导管架以及各种各样的配套设施的相关需求也会进一步的加大[3]。在我国的海洋石油工程的起步与国外的发展相比相对较晚,而海洋石油工程的股份有限公司在我国基本是处于一个垄断的地位,在设备的采购方面以及管理的方面和国际的一些海洋石油的工程相比较还有些差距,在一些具体的深水钻采的装备设计能力方面还没有具备,在当前我国的下水开采的深度还比较的浅,对于一些深海的开采领域还处于一个比较初级的阶段,还有就是在海洋石油的开采设备方面比较的落后,主要的一些设备还基本上依靠着进口,自主产权的一些设备成果很少,同时对于一些深海钻采的平台设计以及建造的设计等方面和国际的一些水平相比较还有着很大的距离,这些状况对于我国的海洋石油的开采有着严重的作用,对于海洋石油开采的设备的采购已经是当下亟需的解决的一个问题[4]。在当前我国已经成了石油进口的第二大国,在二零二零年的时候我国对于石油的依赖率将会超过百分之五十,而到了二零五零年的时候将会超过百分之七十,如果在设备方面不能有一个很好的保障的话,将会给我国的经济发展以及社会的进步产生一定的影响,在我国的南海以及东海的石油较为的丰富,可以说为我国的发展提供了很好的石油资源,但是在设备方面还没有创造一个很好的开采条件,面对这困难的局面,对于一些设备的采购要得到足够的重视,同时也要在其采购的风险方面进行有效的控制,在国家的高度重视之下,相信会在这些方面能够找到很好的突破口。

2、国外研究现状

在项目工程采购的风险研究现状中,国外的研究多趋向运用定量的方法对项目工程中的风险进行管理研究,其研究的范围较为广阔,对风险的分析、识别占有较大比重。目前国外已经建立了识别项目风险的管理机制,对一些大型工程中存在的问题也提出了应对措施。一直以来国外的项目工程管理大都基于主观经验,缺乏实质性的探索,所以,建立对项目工程的风险探索、风险评估、风险分析是很有必要的。在项目实施之前就将项目的风险指数降至最低,尽可能地减少工程项目的生产成本。2007年的一项研究表明,目前很多企业管理者更多地是在应对工程项目中的风险,而不是从最初的防范风险做起,针对此风险各企业应该尽早地不断完善防范风险的对策。虽然,国外在项目工程采购风险的管理中取得了不少优秀成果,但是对于项目工程中的一些风险还是缺乏定性的、专业性的研究。

三、对于海洋石油工程大型设备采购风险的分析

在对海洋石油工程大型设备进行采购的过程中会有一些重点和难点,这也是其风险存在的原因,首先就是对于长线的设备进行采购的时候风险较大,基本上都是在项目的设计到投产使用有二十个月的时间,而对于国外的长线设备进行采购的时候在签订合同以及设备可使用的时间大致需要九个月,还有其它的一些情况所需要的时间大致是一年,这就要对整个项目的时间占据了一半,这就需要对于设备的采购的时间进行有效的压缩,尽快和设计单位进行在标书方面加以完成,在对进口的设备进行监控方面就比较的困难,在合同签订之后对于项目组来说没有办法对于所需要的项目实施有效的监控,这样就存在着诸多的风险,从而影响施工的质量。对于海洋石油工程大型设备的采购在风险的辨识上主要分为步,首先就是对大型设备的招标采购的过程中存在的风险进行辨识,在此过程中要把其分为三类风险,第一就是内部风险和外部风险。第二就是管理风险、人为风险、经济风险、政治风险。第三就包含着过程风险、合同风险、预算风险、质量风险等等[5]。首先对于过程风险就是在对大型的设备进行采购的过程中没有按照法律的要求所产生的一些风险;而合同风险主要包含着合同的条款不清楚以及款项的遗漏和交货的期限不及时等等风险因素;在预算方面的风险主要表现在对于设备的采购价格上偏高,对于成本的预算过低,以及重新购买的时候致使成本的追加等等;在设备的采购质量方面的风险就比较容易理解了,主要就是供应商的产品在质量方面不达标,还有就是厂家所提供的相应技术达不到要求等。

四、针对海洋石油工程大型设备采购风险管理的具体探究

针对以上所分析的海洋石油工程大型设备采购过程中存在的风险,笔者根据实际情况进行了认真的分析探究,并进行了归纳总结形成了一套相对合理化的管理风险的措施。首先就是要能够把管理水平得到全面的提高,对于人员的道德水准以及业务的水平等等,在经济的风险方面要能够认真的学习经济知识,从而有效的提高经济市场的预见能力,在对海洋石油大型设备进行采购的过程中要能够严格的按照规范进行对设备采购,要坚决杜绝一些不正风气从而确保公平,同时在合同风险方面的管理要得到充分的重视,对于合同的相关条款要进行严格有效的制定,在法律意识方面得以增强从而防止合同的纠纷,对于设备采购的质量要请专业的工程师进行严格的把关,从源头抓起全方位的进行监控[6]。海洋石油工程的大型设备采购的过程中要涉及众多的部门,故此,要对于这些相关的部门要能够在工作的程序方面加以协调完善,对于采购的信息要能够及时的通知,这样能够对于在采购的过程中所出现的一些信息的更换也能够及时的传达,从而提高采购的效率,而在最后的设备安装到货这一环节,对于采购部门应该和技术部门相联合以及安全部门和使用单位也要得到有效的沟通,对于所出现的问题能够及时的发现解决。

同时对于设备采购的管理流程要得到有效合理的优化,这就要求在供应商对设备的需求反应速度上要得到加强,对于采购的流程适当的进行简化,增强设备的采购人员和其它部门的沟通联系,对供应商的管理也要得到有效的强化,由于海洋石油工程大型设备的技术性较高以及资金的投入量较大,专业性也较强,这就要求对供应商的管理进行优化有着其必要性,如此能够提高设备采购的效率以及效益,对于供应商的选择要从战略的视角进行选择,并且要和供应商之间有着适度的竞争,要以集中采购的策略进行操作[7]。采购人员的专业素质对于设备的采购活动至关重要,所以要能够对采购人员进行有效的管理,提高专业素养,更好的服务于采购工作,在采购部门的各个职位方面要进行认真的分析,要对其进行专业的培训,从而在素质以及专业技能上能够有效的提高。

在绩效评价机制方面的建立也是相当的重要,在考核的制度上要有层次的进行,同时还要在采购的管理信息水平方面加以提高,要对采购的管理信息系统设计一个总体的目标,遵从安全保密的原则和经济适用的原则以及系统、标准开放、稳定统一的原则,企业的内部要和外部的信息进行交换,从而更好的对风险进行有效的管理,另外对于引进的设备要严格的把关,把风险降到最低。

严控采购费,在采购物资、设备过程中,必须根据规范的招标流程进行,制定相应的产品要求,通过多家竞争的方式来获取质量高价格合理

的产品,有效控制采购费。将采购与设计有机结合起来,这是因为设计及其技术方案对物资、设备的类型选择以及产品采用的技术规范是影响产品价格的主导因素,如果技术方案缺乏科学合理性,那么,就会使生产工艺流程繁琐、需要更多的设备、占地面积大,需要花费庞大的建设费用。所以,采购工作者必须充分了解掌握专业的技术知识,递交价值高的技术资料与大量的产品类型给设计工作者作为依据,加强相关的技术交流,构建专门的用于供应厂商和设计工作者保持沟通的平台,以确保设计工作者选择出最佳的设计方案与产品类型。

五、发展的方向

工程项目设备的风险管理是项目管理与风险管理的结合,是风险管理在项目管理基础上的进一步延伸。从总的发展趋势上看,我国目前的项目工程风险管理的发展朝着计算机化、专业化、全球化、综合化的方向发展。工程项目的建设过程是一个周期性长、不确定因素多、投资消耗多、技术要求高的过程,且我国在风险应对水平上也低于国际水平,因此,如何提高项目工程设备风险管理的水平是一个重要课题。对于风险技术管理中的风险分析、风险预测等技术还要继续探索。随着,自然科学与技术科学的不断发展,我国在项目工程风险管理的领域中提出了许多新观点:风险效益的综合化、风险预测的定性化以及风险管理模式的完善化。

伴随着计算机技术、信息技术的持续发展,采用计算机技术来管理工程项目越来越具有优越性,现在有些学者运用计算机技术针对项目工程中的采购风险提出了风险评估系统、风险预测系统、信息管理系统。各个企业的管理者在计算机上运用这些系统解决一些大型工程中遇到的风险问题。对于一些地区跨度大、专业分类比较杂的大型工程来说,计算机技术的运用可以有效地加强信息沟通,及时地提供有效信息。计算机管理技术的运用,使得项目管理的科学性逐渐朝着成熟的方向发展,可以说项目工程的管理也逐渐走向专业化,企业主将项目工程管理体系理论逐步运用到实践中。工程项目风险的管理在不断朝着全球化的方向发展,集中体现在国际间项目工程的合作不断增多、国际间专业信息的共享以及国际间专业活动的增加。项目工程风险管理全球化的发展一方面为我国提供了技术与知识,另一方面,伴随的挑战也加强了,对我国项目工程管理的要求也逐步提高了。现在的项目工程管理所涉及到的领域比较广,所涉及的知识也比较广,在很大程度上项目工程管理将抽象的转化为具体的,总之,我国的项目工程风险管理在不断朝着综合化的趋势发展。

结束语

目前,我国在海洋石油工程风险管理上取得了丰硕的成果,同时,伴随着市场经济的发展,项目建设中的风险也在加大。因此对项目采购中的风险进行有效管理是具有极高的现实意义的。

参考文献:

[1]肖继保.国际石油EPC总承包工程项目典型风险及对策研究[D].武汉工程大学,2013.

[2]魏祥.大庆油田工程项目物资采购风险的评价与控制研究[D].东北石油大学,2013.

[3]苑东林.国际工程项目风险防范机制的研究[D].北京交通大学,2013.

[4]李迎生.海上油气田工程项目管理模式研究[D].天津大学,2013.

[5] 彭青洪.项目管理中采购风险的规避与采购成本的控制[J].铁路采购与物流. 2009,(1): 54-55.

作者:武文强

大型设备石油工程论文 篇3:

仿真模拟在石油工程教学及培训中的应用探讨

摘要:仿真模拟可以利用油气开采过程模型来模仿油气生产过程中各种装置、设备、工具的原理及其在油气水流动条件下的工艺状态,仿真模拟技术自身具备直观性、逼真性、灵活性、全面型、经济性等特点,利用该技术可以在教室这种有限空间和有限教学设备的条件下,完整展示大型工艺流程,一方面可以取代传统的简化模型教具,取得直观易于理解的教学效果,另一方面可以通过交互多方位的展示各知识点,传达的信息量较大,具有其他教学方式所不具有的独特优势,不但能够取得较好的教学效果,而且节约空间,节约教学成本,在石油工程教学以及培训中具有良好的应用前景。

关键词:仿真模拟石油工程教学

一、引言

油气开采主要利用众多大型设备如钻机、压裂车组、海上平台、抽油机、电潜泵、螺杆泵等,或者包含一系列复杂的工艺过程如油气渗流、钻进、垂直管流、压裂、酸化等,整个石油工程的教学的主线是各种设备、方法或者材料的使用改变油气水的流动状态,使其能经济高效的流动到地表。近年来随着多媒体教学的广泛应用,在实际理论教学及培训中,通常采用两大类石油工程教学方法:第一类方法以文字描述并辅助图片、曲线分部分讲解设备原理或者工艺原理,这种方法相对较抽象,不易于理解;达不到预期教学效果;第二类方法以实物或者实物模型辅助教学,这种方法比较直观更易于讲解和理解,但是教学中使用的实物模型较简单,部分模型只是对实物的简化,与实际有偏差,且在油气开采过程中都伴随油气水流动过程,这些课堂模型教具很难做到将油气水与模型结合一起讲解工艺过程,教学内容和效果受到制约。在当前多媒体教学手段广泛使用以及计算机技术快速发展的背景下,为了能够取得较好的石油工程教学效果,有必要在传统教学方法的基础上探索一种直观易于理解且工艺完整性较强的一种课堂教学手段,而模拟仿真便是一种能够满足上述要求的技术,可以广泛应用于石油工程教学培训中。

二、模拟仿真技术及其特点

仿真模拟教学就是在计算机上建立油气开采过程仿真教学模型,设置各节点特征参数,缩短教学时间、节省教学费用,具有重要意义。

1.2D仿真模拟

2D仿真模拟适用于一般的流程模拟。应用较多的主要有flash动画。这种仿真模拟能实现二维的油气开采工艺原理或者工艺过程展示,flash动画是一种能够交互式的矢量动画,可以实现画面的缩放、旋转、淡入淡出等动画效果,最主要的是具备很强的交互性,在教学过程中可以暂停或者选择动画进程以及动画效果,辅助教学灵活性较强。

2.3D仿真模拟

3D仿真模拟适用于多维度的设备原理或者工艺流程的展示,相对于2D仿真模拟而言,其直观性和交互性更强,flash的模拟只能实现动画的暂停和播放,不能通过交互实现视角的变化,表达的信息量有限,3D仿真模拟可以在虚拟环境下设置光源,可由教师在讲解过程中任意改变视角,从不同的角度讲解各方面的结构、原理、流程。3D仿真模拟主要需要进行3D建模和虚拟现实两方面工作。3D建模可以选用3D MAX实现。虚拟现实在工业仿真模拟方面可以通过3D互动技术还原现实中的油气生产场景,可以让学生身临其境的查看拟真的设备或者流程中的信息,在教室内就可以轻松的了解油气生产过程的全过程。

3.仿真模拟在石油工程教学中应用的优势

直观性

不管2D还是3D仿真模拟,都可以在教室这种有限的空间内,通过计算机技术、自动化技术还原油气开采现场的设备原理、工艺原理、工艺流程,可视化及直观性较强,结合相应的语言讲解,使学生更易于理解、掌握相应的知识。

逼真性

利用实时材质编辑功能,可以对材质的各项属性进行调整,如颜色、高光 、贴图、UV等手段,利用三维场景的光影和场景组织营造真实感,利用各种全局光渲染器的渲染能力,使得场景具有非常逼真的光影效果,可以制作与实时场景效果媲美的模拟环境。

全面性

仿真模拟可以还原油气开采工艺原理全过程、油气开采设备的全部结构以及在开采过程中设备各个部件如何实现流体增压或者增温等过程,使学生易于定位当前知识点的位置,教学效果整体性较强,改变了以往教学所产生的知识点各自相对独立的效果。

安全性

油气开采过程中存在很多的高压、高温危险节点,对于教学或者培训过程中,如果学生对原理掌握不清楚就实训容易发生危险,通过仿真模拟技术可以在员工实训前进行模拟培训,可以进一步降低操作风险。

经济性

仿真模拟可以节省各种实物模型的制作费用,且不需要专门存放模型的空间,经济性较好。

灵活性

利用现有的教师多媒体设备即可播放,省去了携带各种模型的烦恼,具有较强的灵活性。

三、石油工程仿真模拟实例应用

带压作业属于高风险行业,需要有丰富操作经验的人员进行施工,才能有效地规避风险。建立带压作业仿真模拟培训系统,可以提高带压作业从业人员的技术水平,为带压作业技术更好地推广应用夯实基础。

1.实物测绘

以实物为依据,进行尺寸测绘和逆向工程反求,为三维建模、模拟仿真准备基础数据。

2.建立三维仿真模型

仿真模型要符合真实产品的尺寸和运行机制,设置模型运动和物理属性,赋给模型以逼真的材质,产生强烈的真实感和沉浸感。

3.设置灯光、材质、运动轨迹等

模拟修井机的使用环境,赋给材质提高场景的逼真性,配行合理的灯光设置,给用户带来如临亲境的沉浸感。

4.设置虚拟仿真的模型属性

在虚拟仿真平台设置模型的物理属性、设置模型的运动逻辑和关系,调整渲染效果,以获得逼真的场景。

5.建立二维、三维虚拟仿真系统

以用户行为为中心,运用flash平台整合三维和二维元素,进行动画设置,模拟展示带压作业仿真动画,并利用Action scrip建立全面自由强大的交互功能,最终搭建起来带压作业仿真模拟培训系统。该系统可以通过交互动画全面模拟油水井带压作业全过程,并能通过交互对带压作业过程中关键节点,关键设备进行二维和三维多视角展示,取得良好的教学效果。

四、结束语

仿真模拟技术在模拟石油工程设备及工艺流程时具备直观性、全面性、逼真性、灵活性、安全性、经济性等特点,可以较好的在教室内模拟油气开采工艺流程,通过带压作业仿真模拟培训系统的实践,取得了较好的教学效果,证明了该项技术在石油工程教学和培训中的实用性,具有良好的应用前景。

参考文献:

[1] 王瑞和,李明忠.石油工程概论[M]. 东营:石油大学出版社,2001.

[2] 陈波. 3ds Max 2012完全手册.建模篇[M]. 北京:科学出版社,2012.

[3] 孙方, 苏仰娜, 王慧. Flash课件制作技术精粹[M]. 北京:电子工业出版社,2012.

[4]董超群,杨仪伟,杨小栋等.国内不压井作业发展方向探讨,内蒙古石油化工,2011,19:43-45.

作者:隋义勇 冯国强 樊灵

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