淺談采油工程三維仿真系統的應用

芮閣

大慶職業學院主要進行中職、高職學歷教育、油田培訓教學，為油田輸送應用型人才和高素質勞動者。隨著油田勘探開發的不斷深入，對操作人員的實際操作能力和現場反應速度要求越來越高，傳統的紙面教學方式已經不能完全滿足這一要求。采油工程實訓設備是一種現代化、高效率的培訓手段，是提高學生實際操作能力的一種有效途徑。

采油工程實訓設備以計算機仿真技術為基礎，主要包括實物沙盤、三維動畫演示和桌面推演三部分。實物沙盤是將實際中的各種設備做成縮小的模型，按照實際流程布局，使人能夠直觀看到流程全貌。

三維動畫演示作為一種常用計算機技術，在采油工程領域雖有應用，但并未形成系統。其構建時首先建立一個虛擬的世界，構建者在此虛擬世界中按照要表現的對象的具體形狀、尺寸建立健全模型及場景，然后依據虛擬攝影機的運動、設定模型的運動軌跡及相關動畫參數，最后計算機進行運算，生成畫面。

與以往傳統的教學方式相比，實訓設備教學具有以下優勢：

一、讓學員不到現場卻如身臨其境

通過計算機仿真技術，借助于油田開發的真實歷史數據，將現場各種環境進行集成組合，提供近乎于真實的操作場景和工況，使學員能夠直觀清晰的看到油氣水在地下的流動，油氣的自噴、抽油泵共工況、油水地面輸送、泵站工作等實際場景，形象具體，有實物感，讓學員多感官學習采油工程系統知識，而不僅僅是依靠書本上枯燥的描述來獲取知識。

二、讓學員在宏觀上把握整理流程

過去的紙面教學模式，學生首先是接收各分項流程的收碎片式的信息，然后自行消化整合，進而認識全部流程，這樣做不僅割裂了學生對采油工程的整體認識，重要的是降低了學習效率。而通過實物沙盤，將油氣從地下流動到產出外運的全流程呈現在學生面前，通過教師的講解，是學生能夠熟練的掌握全流程運行情況，然后根據學習和理解程度，有針對性的去學習其中的分項部分，提高培訓的針對性和有效性。

三、讓學生有機會進行現場操作

通過計算機仿真技術，為學生實際操作提供了平臺，解決我校實際操作現場有限的問題，使學生能夠在短期內掌握工藝設備原理和操作原理，提高學生實際操作能力，彌補了學生不能到現場進行操作的遺憾，達到我校學歷教學的辦學目的。

四、讓學生能夠模擬應對各類事故

事故在實際操作中不可避免，我們傳統的教育中只是借助以往的案例對學生進行虛擬教育，而學生在學習后往往印象不深或臨事慌亂。通過三維動畫和桌面推演可以模擬事故現場，讓學生真實的感受事故現場的狀況，模擬處理事故，增強學生對事故的感官認識，強化學生的安全意識，讓學生在無危險的情況下就能夠提高學生面對事故的反應能力和處理事故的能力。

五、讓學生能夠更充分的思考

通過實訓設備，將學生直接放到了實際工礦中，有利于引導學生對工礦條件進行思考，包括管理制度、應急預案、工作方案等。提高學生學習的主動性。

六、減少與企業之間的溝通障礙

以往我校采取油田企業委托管理的方式進行實訓教學，這樣做增加了各方管理的難度。企業要照顧學生的安全和飲食等諸多方面因素，往往不愿意接受實訓任務。由于點多面廣，學員分散，學校無法掌握學生的實訓效果，疲于應付。學員則處于兩不管的狀態，情緒消極，達不到學習效果，甚至出現逃課現象，給學校的管理帶來隱患。采取校內實訓的方式，學生統一行動，能夠加強學校對學生的管理，避免這類問題的發生。

七、便于監督考核學生學習情況

借助計算機強大的計算功能，隨時統計掌握學生參加培訓的時間，實時監控學生在學習過程中出現的問題，不斷找出問題和差距，能夠做到實時跟蹤輔導，盡快提高學生的水平;同時借助于實訓設備的考核，考核結果更接近學生的實際能力，這也是對學生的負責。

本文所研究的采油工程仿真培訓系統適應性強，既可應用于中高職的學制教育，又可應用于油田培訓、相關考核的需要，極大豐富了教學內容和方式方法。 在數字化高速發展的今天，仿真系統在采油工程中的推廣意義不僅僅是提升了當前教學質量，其后期的維護發展和內容更新更可以實時進行，使教學不脫離油田現場應用，進一步實現了中高職培養技能型人才的目標。

[基金項目：油氣開采技術專業職前職后一體化仿真實訓教學的研究與實踐，項目編號：JG2014020172]

（作者單位：黑龍江大慶職業學院）