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油气开采是石油工业生产的主要环节,是油气田开采过程中根据开发目标通过生产井和注入井对油气藏采取的各项工程技术措施的总称。根据井底压力的不同,采油过程可以分为自喷采油和机械采油两大类,其中机械采油又分为抽油机采油、电潜泵采油和螺杆泵采油等。整个的石油开采过程非常复杂,受相关因素的影响比较大,技术要求也比较高。
为便于学生学习各种油气开采设备、工艺流程和操作技术,中心设立了油气开采虚拟仿真实验实训教学模块。本模块硬件条件主要由仿真操作设备(各类抽油机仿真装备、采油树模型、电潜泵模型、采油管柱等)、计算机数据仿真控制系统、3D采油作业场景动画系统、多媒体投影显示系统、现场作业模拟音效系统等五大系统组成,能够全面展现石油工业开采整个过程及相关设备、工艺技术。
本教学模块共开设8个实验实训教学项目,通过本教学模块的项目训练,可以学习常用的油气开采设备和工具的工作原理和使用方法,进行抽油机采油仿真实训、螺杆泵采油仿真实训、电潜泵采油仿真实训、自动化采油虚拟仿真实训和智能油田油水井生产实时分析虚拟仿真实训等,提高学生对各种采油设备和采油方法、工艺技术的理解和掌握。
序号 | 实验实训 | 内容及功能 |
I-1 | 油气开采设备仿真实训 | 本教学项目主要包括油气开采设备介绍和模型拆装两部分。常用的采油设备有游梁式抽油机、宽带式抽油机、螺杆泵、电潜泵、采油树和气举装置等。通过讲解,让学生了解各开采设备的结构组成和工作原理,通过拆装练习,使学生更加深刻地了解到各种开采设备的内部结构和各部件之间的相互配合关系,复杂开采设备可以在虚拟仿真平台上进行虚拟装配和拆卸。 |
I-2 | 采油工具仿真实训 | 本教学项目主要包括采油工具介绍和拆装练习,常用的采油工具有抽油泵、封隔器、配水器、配产器、扶正器和井口装置等。通过讲解,使学生了解各采油工具的结构和工作原理,通过拆装练习,提高学生对各采油工具内部结构的认识,提高学生的动手能力。复杂工具可以在虚拟仿真平台上进行虚拟装配和拆卸。 |
I-3 | 抽油机采油仿真实训 | 本教学项目主要让学生学习抽油机现场安装定位训练和泵效实验两部分内容。现场安装定位训练主要包括抽油机井口对中训练、悬绳器安装训练、抽油机井防冲距调整训练、抽油机调平衡训练和电机及皮带安装训练等。泵效检验主要是将抽油机在不同冲程和冲次情况下的产液量和抽吸载荷进行对比,得到抽油泵在当前工况下的泵效结论。 |
I-4 | 螺杆泵采油仿真实训 | 本教学项目主要让学生学习螺杆泵操作训练和泵效实验两部分内容。操作训练主要包括螺杆泵起停操作、螺杆泵井口倒阀操作、模拟螺杆泵问题判断与处理等。泵效检验主要是将螺杆泵在不同转速情况下的产液量和旋转阻力进行对比,得到螺杆泵在当前工况下的泵效结论。 |
I-5 | 电潜泵采油仿真实训 | 本教学项目主要让学生电潜泵操作训练和泵效实验两部分内容。操作训练主要包括电潜泵起停操作、电潜泵井口倒阀操作、模拟电潜泵问题判断与处理等。泵效检验主要是将电潜泵在不同转速情况下的产液量和旋转阻力进行对比,得到电潜泵在当前工况下的泵效结论。 |
I-6 | 智能油田油水井生产实时分析虚拟仿真实训 | 本教学项目主要让学生在虚拟环境下通过软件建立某采油厂的油水井的运行数据库,或者某区块的油水井的地质参数数学模型,然后通过油田油水井生产实时分析虚拟实验系统,设计某区块原油开采工艺方案,进行油水井开采模拟生产仿真实验。通过本项目可提高学生在宏观上观察问题和分析问题的能力。 |
I-7 | 泡沫排水采气仿真实训 | 本教学项目主要让学生学习泡沫采气操作训练和可测试不同气体压力、流量对排水量的影响,实验两部分内容。操作训练主要包括可模拟采气井口关井(开井)倒阀、地面流程倒阀及分离训练操作等,采气效率实验是模拟不同气体压力和流量工况下的对排水量的影响和采气出气效率。 |
I-8 | 气举排水采气仿真实训 | 本教学项目主要让学生学习三种不同气举采气装置(开式气举、半闭式气举、闭式气举)的工作原理、操作训练、不同气举装置排水效率实验等内容。操作训练主要包括气举装置流程的开井和关井的起停操作、模拟气举装置问题判断与处理等。不同气举装置排水效率实验是将在同一工况下的不同气举装置排液量进行对比,得到气举装置在当前工况下的采气效率。 |