基于國(guó)際權(quán)威認(rèn)證體系的井控實(shí)訓(xùn)教學(xué)探索

郭辛陽(yáng)， 劉瑞文， 步玉環(huán)， 張 銳

(中國(guó)石油大學(xué)(華東) 石油工程學(xué)院，山東 青島 266580)

·實(shí)習(xí)與實(shí)訓(xùn)·

基于國(guó)際權(quán)威認(rèn)證體系的井控實(shí)訓(xùn)教學(xué)探索

郭辛陽(yáng)， 劉瑞文， 步玉環(huán)， 張 銳

(中國(guó)石油大學(xué)(華東) 石油工程學(xué)院，山東 青島 266580)

實(shí)訓(xùn)教學(xué)是大學(xué)教育的重要組成部分，實(shí)訓(xùn)模式的先進(jìn)性和有效性決定著教學(xué)的質(zhì)量。國(guó)際權(quán)威認(rèn)證體系引領(lǐng)著行業(yè)的發(fā)展，受到同行業(yè)的認(rèn)可，可為大學(xué)實(shí)訓(xùn)教學(xué)提供借鑒。以井控實(shí)訓(xùn)教學(xué)為例，基于井控領(lǐng)域的國(guó)際鉆井承包商協(xié)會(huì)(IADC)和國(guó)際井控論壇(IWCF)兩個(gè)權(quán)威機(jī)構(gòu)的認(rèn)證體系，進(jìn)行了井控實(shí)訓(xùn)教學(xué)探索。根據(jù)兩個(gè)認(rèn)證體系對(duì)培訓(xùn)設(shè)備的要求，結(jié)合本專業(yè)教學(xué)的特點(diǎn)和需求，自主研制了一套先進(jìn)的井控實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，建設(shè)了井控實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室。參照認(rèn)證體系中“監(jiān)督級(jí)”的培訓(xùn)及認(rèn)證要求，規(guī)劃了井控實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。實(shí)訓(xùn)教學(xué)中采用了理論授課、標(biāo)準(zhǔn)化視頻學(xué)習(xí)、小組討論學(xué)習(xí)和模擬操作訓(xùn)練相結(jié)合的教學(xué)方法，教學(xué)過(guò)程中采用行政班和小組制結(jié)合的形式，取得了較好的教學(xué)效果。

國(guó)際權(quán)威認(rèn)證體系； 井控； 實(shí)訓(xùn)

0 引 言

實(shí)訓(xùn)也即實(shí)習(xí)(實(shí)踐)與訓(xùn)練(培訓(xùn))的簡(jiǎn)稱，是指按照人才培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)學(xué)員進(jìn)行專業(yè)知識(shí)應(yīng)用能力訓(xùn)練的教學(xué)過(guò)程。實(shí)訓(xùn)教學(xué)是大學(xué)教育的一個(gè)重要組成部分，其最終目標(biāo)是全面提高學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)踐能力和專業(yè)素質(zhì)[1-4]。鑒于實(shí)訓(xùn)教學(xué)在高等教育中發(fā)揮著重要的作用，國(guó)內(nèi)外許多院校和機(jī)構(gòu)都開(kāi)展了實(shí)訓(xùn)教學(xué)[5-8]

在開(kāi)展實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)，教學(xué)模式的先進(jìn)與否和有效與否很大程度上決定著實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量的高低。教學(xué)模式的先進(jìn)性體現(xiàn)在實(shí)訓(xùn)內(nèi)容緊密結(jié)合行業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐和技術(shù)發(fā)展，有效性體現(xiàn)在實(shí)訓(xùn)方法有效、實(shí)訓(xùn)效果受到行業(yè)的認(rèn)可。

許多行業(yè)中都存在一些第三方權(quán)威認(rèn)證體系，用于對(duì)從業(yè)人員的專業(yè)技術(shù)能力進(jìn)行培訓(xùn)和認(rèn)證[9-11]。這些認(rèn)證體系的培訓(xùn)與認(rèn)證內(nèi)容不僅來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐，而且會(huì)根據(jù)技術(shù)發(fā)展及時(shí)更新，因而是先進(jìn)的；采用的培訓(xùn)與認(rèn)證方法也都經(jīng)歷了不斷的檢驗(yàn)和完善，培訓(xùn)與認(rèn)證的效果也受到了行業(yè)的普遍認(rèn)可，因而是有效的。所以，這些權(quán)威的認(rèn)證體系可以為大學(xué)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)提供良好的借鑒。

本文以井控實(shí)訓(xùn)教學(xué)為例，借鑒井控領(lǐng)域國(guó)際上權(quán)威的國(guó)際鉆井承包商協(xié)會(huì)(IADC)認(rèn)證體系和國(guó)際井控論壇(IWCF)認(rèn)證體系，開(kāi)展了井控實(shí)訓(xùn)教學(xué)探索，取得了較好的效果。

1 井控實(shí)訓(xùn)背景

井控也即油氣井壓力控制，是鉆井過(guò)程中非常重要的一環(huán)。井控做不好會(huì)導(dǎo)致井眼中的流體失去控制而形成井噴，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和災(zāi)難，例如2010年發(fā)生的美國(guó)墨西哥灣“深水地平線”鉆井平臺(tái)井噴和爆炸事故，死亡11人，估計(jì)有500萬(wàn)桶原油泄漏入大海，是歷史上最嚴(yán)重的海上石油污染和傷亡事故之一[12-13]。

鑒于井控理論及技術(shù)的重要性，石油行業(yè)內(nèi)有權(quán)威的認(rèn)證機(jī)構(gòu)及體系對(duì)從業(yè)人員進(jìn)行培訓(xùn)和認(rèn)證。國(guó)際上權(quán)威的井控認(rèn)證機(jī)構(gòu)包括國(guó)際鉆井承包商協(xié)會(huì)(International Association of Drilling Contractors，IADC)和國(guó)際井控論壇(International Well Control Forum，IWCF)，這兩個(gè)機(jī)構(gòu)的認(rèn)證體系相似，只是適用的區(qū)域不同。

在石油工程專業(yè)課中，“井控理論及技術(shù)”知識(shí)模塊是非常重要的一塊內(nèi)容，兼具有理論性強(qiáng)和操作性強(qiáng)的特點(diǎn)[14]。以往的以理論教學(xué)為主的教學(xué)模式很難取得較好的教學(xué)效果，由于無(wú)法進(jìn)行操作實(shí)踐，學(xué)生無(wú)法直觀的了解現(xiàn)場(chǎng)工藝流程，容易出現(xiàn)理論與實(shí)踐脫節(jié)的現(xiàn)象。因此，在該知識(shí)模塊開(kāi)展實(shí)訓(xùn)教學(xué)是非常有必要的。

2 井控實(shí)訓(xùn)平臺(tái)研制

在IADC和IWCF認(rèn)證體系中，對(duì)井控培訓(xùn)設(shè)備的數(shù)量、類型(電子或機(jī)械)、功能和輔助教學(xué)設(shè)備的種類及數(shù)量等都做了一些規(guī)定和要求。目前，世界上已有許多公司和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)建設(shè)了培訓(xùn)設(shè)備，獲得了井控培訓(xùn)及認(rèn)證資格。我們走訪了國(guó)內(nèi)外相關(guān)的公司、高校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，在充分調(diào)研了現(xiàn)有培訓(xùn)設(shè)備功能及參數(shù)的基礎(chǔ)之上，根據(jù)IADC和IWCF井控認(rèn)證體系的要求，結(jié)合石油工程專業(yè)課教學(xué)大綱的要求和需求，自主研制了一套先進(jìn)的井控實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，并以該平臺(tái)為基礎(chǔ)，建設(shè)了井控實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室，如圖1所示。

圖1 井控實(shí)訓(xùn)平臺(tái)及實(shí)驗(yàn)室

井控實(shí)訓(xùn)平臺(tái)包括司鉆操作臺(tái)、防噴器司鉆控制臺(tái)、防噴器遠(yuǎn)程控制臺(tái)、節(jié)流閥遙控操作控制臺(tái)、節(jié)流壓井管匯和防噴器組等部分。采用智能網(wǎng)絡(luò)控制器和組網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，應(yīng)用OPC(OLE for Process Control)技術(shù)實(shí)現(xiàn)主控軟件和井控軟件數(shù)據(jù)的共享與交換，以二維地層剖面圖形、三維動(dòng)畫(huà)和鉆井現(xiàn)場(chǎng)視頻文件(AVI)的形式展現(xiàn)鉆井場(chǎng)景[15]。該平臺(tái)可以根據(jù)學(xué)員的操作做出相應(yīng)的響應(yīng)，使實(shí)訓(xùn)學(xué)員達(dá)到身臨其境的效果。

該實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在滿足IADC和IWCF井控認(rèn)證體系要求的基礎(chǔ)之上，新增了防噴器組模型，這也是該平臺(tái)的特色之一。通過(guò)該模型不僅可以模擬防噴器開(kāi)關(guān)工藝流程，而且可以直觀學(xué)習(xí)防噴器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理。

3 井控實(shí)訓(xùn)內(nèi)容規(guī)劃

在IADC和IWCF井控認(rèn)證體系中，培訓(xùn)和認(rèn)證分為入門(mén)級(jí)、司鉆級(jí)和監(jiān)督級(jí)等三個(gè)級(jí)別，培訓(xùn)和認(rèn)證要求依次升高，培訓(xùn)和認(rèn)證內(nèi)容也隨著要求的升高而逐步擴(kuò)展和加深、難度逐漸增大。針對(duì)于每個(gè)級(jí)別的培訓(xùn)和認(rèn)證，兩個(gè)認(rèn)證體系中都給出了一個(gè)課程內(nèi)容清單和要實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容清單，每個(gè)級(jí)別的培訓(xùn)和認(rèn)證要嚴(yán)格參照清單執(zhí)行。

在進(jìn)行井控實(shí)訓(xùn)內(nèi)容規(guī)劃時(shí)，以專業(yè)課的教學(xué)大綱為依據(jù)，重點(diǎn)參考了IADC和IWCF認(rèn)證體系核心課程和相關(guān)技能的要求，并遵循以下兩個(gè)原則：

(1) 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容主要針對(duì)監(jiān)督級(jí)進(jìn)行規(guī)劃，略去一些基本的概念和理論。雖然略去的這些概念和理論是井控認(rèn)證體系中的重要基礎(chǔ)內(nèi)容，但由于石油工程專業(yè)的學(xué)生在井控實(shí)訓(xùn)之前都已學(xué)習(xí)了相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，對(duì)一些基本的概念和理論有一定的儲(chǔ)備，所以實(shí)訓(xùn)內(nèi)容中不再包括這些內(nèi)容。

(2) 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與理論課教學(xué)和專業(yè)實(shí)習(xí)相呼應(yīng)。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與專業(yè)課的理論教學(xué)和專業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)形成互為補(bǔ)充、互相促進(jìn)的關(guān)系，內(nèi)容可以有部分的重疊，注意避免大塊內(nèi)容的重復(fù)學(xué)習(xí)和講解。

規(guī)劃的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容主要包括四個(gè)方面，分別為鉆進(jìn)過(guò)程實(shí)訓(xùn)，起下鉆過(guò)程實(shí)訓(xùn)，關(guān)井實(shí)訓(xùn)和壓井實(shí)訓(xùn)。其中，鉆進(jìn)過(guò)程實(shí)訓(xùn)和起下鉆過(guò)程實(shí)訓(xùn)涉及的理論知識(shí)較少，重在了解相關(guān)工藝流程和進(jìn)行操作訓(xùn)練。對(duì)于關(guān)井實(shí)訓(xùn)和壓井實(shí)訓(xùn)則理論和操作訓(xùn)練并重，要求學(xué)生能夠按照行業(yè)認(rèn)證體系的要求，處理井控復(fù)雜情況。

4 井控實(shí)訓(xùn)教學(xué)方法

在教學(xué)方法方面，IADC和IWCF認(rèn)證體系并未做詳細(xì)的規(guī)定和約束，可以根據(jù)自身實(shí)際情況選用合適的教學(xué)方法，但提倡小班(組)式教學(xué)，一般要求操作訓(xùn)練時(shí)每個(gè)班(組)的人數(shù)不要超過(guò)15個(gè)人，以保證培訓(xùn)效果。

在井控實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，主要采用了4種教學(xué)方法，包括理論授課、標(biāo)準(zhǔn)化視頻學(xué)習(xí)、小組討論學(xué)習(xí)和小組操作訓(xùn)練等方法。其中，理論授課和標(biāo)準(zhǔn)化視頻學(xué)習(xí)階段，還是以學(xué)生行政班為單位，每個(gè)班30人左右，在討論學(xué)習(xí)和操作訓(xùn)練階段，為了保證教學(xué)效果，采用了以小組為單位的形式，每組5個(gè)人左右。

(1) 理論授課。理論授課主要介紹鉆井及井控的基本原理和工藝流程，一方面可以使學(xué)生對(duì)實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容有初步的了解，另一方面講授學(xué)生井控相關(guān)的基本理論知識(shí)，為下一步完成相關(guān)的作業(yè)和操作訓(xùn)練打下理論基礎(chǔ)，如圖2所示。

圖2 理論授課教學(xué)

(2) 視頻學(xué)習(xí)。鉆井及井控標(biāo)準(zhǔn)化操作視頻是石油公司拍攝的、用于培訓(xùn)員工的操作視頻。通過(guò)觀看這些準(zhǔn)化操作視頻，可以使學(xué)生對(duì)鉆井及井控涉及的設(shè)備、工藝流程和場(chǎng)景有直觀的了解和認(rèn)識(shí)，為學(xué)生下一步的操作訓(xùn)練提供參考，如圖3所示。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)化視頻學(xué)習(xí)

(3) 小組討論學(xué)習(xí)。在理論授課和視頻學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例，布置一些精心設(shè)計(jì)的計(jì)算題和思考題，讓學(xué)生以小組為單位針對(duì)這些計(jì)算題和思考題開(kāi)展進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，鞏固理論課和視頻課所學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)，如圖4所示。

圖4 分組討論學(xué)習(xí)

(4) 模擬操作訓(xùn)練。在井控實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上，設(shè)置鉆進(jìn)、起下鉆、井下復(fù)雜情況、關(guān)井和壓井等一系列工程場(chǎng)景，讓學(xué)生來(lái)根據(jù)之上的學(xué)習(xí)來(lái)提出操作方案和完成對(duì)應(yīng)的操作流程，通過(guò)操作訓(xùn)練來(lái)鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，如圖5所示。

圖5 模擬操作訓(xùn)練

5 井控實(shí)訓(xùn)效果

選擇了石油工程專業(yè)的部分班級(jí)進(jìn)行了井控實(shí)訓(xùn)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的努力，順利完成了井控實(shí)訓(xùn)的相關(guān)內(nèi)容。通過(guò)理論知識(shí)掌握程度抽查、模擬操作比武、實(shí)訓(xùn)報(bào)告等形式檢查了實(shí)訓(xùn)的效果，結(jié)果表明學(xué)生對(duì)實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容掌握較好，達(dá)到了預(yù)期的學(xué)習(xí)效果。此外，我們還以問(wèn)卷調(diào)查的形式對(duì)學(xué)生的態(tài)度進(jìn)行了調(diào)查，學(xué)生普遍對(duì)井控實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和過(guò)程有較高的興趣，能夠積極主動(dòng)地進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，普遍認(rèn)可實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容和效果。

6 結(jié) 語(yǔ)

基于井控領(lǐng)域國(guó)際上權(quán)威的IADC和IWCF認(rèn)證體系，自主研制了先進(jìn)的井控實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，規(guī)劃了井控實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容，靈活采用理論授課、視頻學(xué)習(xí)、小組討論學(xué)習(xí)和模擬操作訓(xùn)練等多種教學(xué)方法開(kāi)展教學(xué)，取得了較好的實(shí)訓(xùn)效果。

國(guó)際上權(quán)威的認(rèn)證體系引領(lǐng)著行業(yè)的發(fā)展，受到同行業(yè)的認(rèn)可。基于這些權(quán)威的認(rèn)證體系開(kāi)展實(shí)訓(xùn)教學(xué)既可以確保實(shí)訓(xùn)教學(xué)的先進(jìn)性和有效性，又能得到用人單位的認(rèn)可，不失為一種較好的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式。

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Practical Teaching of Well Control Based on Certification System of International Authorities

GUOXinyang，LIURuiwen，BUYuhuan，ZHANGRui

(College of Petroleum Engineering，China University of Petroleum， Qingdao 266580，Shandong, China)

Practice teaching is an important part of college education. The advancement and the effectiveness of training pattern determine the quality of practice teaching. International authoritative certification systems which lead the industry development can provide reference for college practical teaching. Based on the requirement of authoritative certification systems of the International Association of Drilling Contractors and the International Well Control Forum, practical teaching of well control is carried out. According to the requirement of the two certification systems and the needs of the professional teaching, an advanced well control training platform is developed and the well control training laboratory is constructed. Based on the requirement of supervisor rank in certification system, the training content is determined. Several teaching methods are adopted, such as theory teaching, standardized video learning, group discussion and simulated operation training. In teaching process, the combined form of administrative class and small is used. The practical teaching of well control based on certification system of international authority has achieved good teaching effect.

international authoritative certification systems； well control； practical teaching

2016-03-10

中國(guó)石油大學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)改革項(xiàng)目(SY-B201603)

郭辛陽(yáng)(1983-)，男，山東五蓮人，博士，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心副主任，主要從事石油工程方面的教學(xué)及研究。Tel.：15266231375；E-mail：gdayang@163.com

TE 28

A

1006-7167(2017)02-0253-03