石油天然氣工程類專業實訓基地建設實踐

韓福勇

(天津石油職業技術學院， 天津 301603)

天津石油職業技術學院以服務油田和地方經濟建設為辦學方向,覆蓋石油天然氣工程類的油氣開采技術、鉆井技術、石油工程技術、油氣儲運技術、城市燃氣工程技術等5個專業。學院的石油天然氣工程類專業實訓基地是教育部與天津市人民政府共建的濱海新區技能型緊缺人才培養基地,也是中國石油化工協會認定的石油和化工行業職業教育與培訓全國示范性實訓基地。為滿足智慧油田建設的需要,有必要建設集理論學習、虛擬現實、實操仿真為一體的仿真實訓室,形成與實踐教學體系相配套、能滿足智慧油田發展趨勢的實訓基地建設方案,推動高質量的實踐教學開展,培養高質量的石油天然氣工程技術技能人才[1-2]。

1 石油天然氣工程類專業實訓基地的功能

石油天然氣工程類專業實訓基地建設始終遵循高等職業教育規律,特別是遵循石油和化工職業教育特點,對接天津市十大支柱產業之一的石油化工,依托中國石油天然氣集團有限公司(簡稱“中石油”)的優勢辦學,服務京津冀區域經濟社會和石油天然氣行業的發展。

1.1 滿足教育與培訓服務的需求

發揮校企協同共建實訓基地的優勢,根據石油天然氣工程類專業的發展需要,建設先進的實訓硬件環境,構建工學交替、分段遞升的實踐教學體系。不但滿足實踐教學的需要,還要滿足石油企業員工培訓的需要。實訓基地的建設注重操作技能和流程性訓練與培訓,培養學生和石油企業員工油田生產的實操一體化能力、數據分析與調控能力、標準化作業能力、故障分析處置能力和協同創新能力[3-4]。

1.2 推動科技創新與基地品牌建設

依托實訓基地,學校與石油企業合作開展技術攻關,包括共同申報科研課題,共同申報專利或進行技術轉讓,技術創新成果可以直接在石油企業應用和推廣。依靠科技創新推動實訓基地的品牌建設,以基地的品牌建設帶動學院的招生就業和創新發展[5]。

1.3 提升社會服務能力

與天津市人力資源和社會保障局以及行業協會開展合作,加強實訓基地的教學資源建設,發揮油田企業的人才與技術優勢,面向社會進行職業培訓、鑒定和認證,滿足社會和區域經濟發展的需要。我校與大型跨國企業中法地質公司共建實訓基地,共同培養學生；利用校外實習基地以及學院的技師工作室為油田企業培訓員工。我校還與中國石油大學(華東)合作開發國際化合作辦學項目,為學生搭建職業生涯發展平臺[6]。

2 實訓基地建設對標管理

2.1 標桿選擇

依據教育部石油和化工職業教育教學指導委員會高職石油天然氣工程類專業委員會每年對各成員校的信息采集數據,結合互聯網媒體信息進行綜合分析,以石油工程技術專業的實訓基地作為典型分析對象,從12所開設有石油工程技術專業的高職學院中,選擇綜合實力較強的大慶職業學院、克拉瑪依職業技術學院、承德石油高等專科學校和湖北科技職業學院等4所學院為標桿進行對比[7-9]。

2.2 標桿對比

運用模糊分析法,與大慶職業學院、承德石油高等?？茖W校和克拉瑪依職業技術學院等國家示范校相比,我校石油工程實訓基地在實訓條件、實訓室數量、實訓規模上都具有一定的領先優勢,實訓基地建設情況見圖1。

圖1 實訓基地建設對比圖

根據各學校的統計數據和教育部石油和化工職業教育教學指導委員會高職石油天然氣工程類專業委員會信息采集表,運用層次分析法(AHP)找出影響實訓基地先進水平的關鍵指標,對一級指標和二級指標分別賦予權重,開發出校內實訓基地建設水平評價模型,運用Minitab、SAS等統計分析軟件進行定量評價分析(見表1),定量分析結果與圖1所示的結論吻合度較高[10]。

表1校內實訓基地水平評價表

2.3 對標分析結果

通過與國內相關石油高職院校的石油天然氣工程類專業實訓基地進行對標分析,天津石油職業技術學院有些實訓室建立時間較早,實訓項目的開發落后于油田現場,需要進行升級調整。對照今后智慧油田的建設方向,需要新建基于新技術、新理念的實訓基地,完善實訓基地的功能,確保并擴大學院石油天然氣工程類專業實訓基地在石油高職學院中的領先地位。

3 石油天然氣工程類專業實訓基地的建設內容

3.1 已建實訓基地的狀況

自天津石油職業技術學院開辦以來,在石油天然氣工程類專業實訓基地的建設中注重內涵建設,借鑒石油企業的文化與管理制度,加強對學生專業技能與職業能力以及工匠精神的培養。學生需依照石油企業的標準完成實訓基地的實踐學習,以適應石油企業崗位實際工作的技術技能要求[11-12]。目前,石油天然氣工程類專業建有5個專業實訓基地。

3.1.1 石油工程技術專業實訓基地

石油工程技術專業實訓基地總面積300 m2,有3個實驗室,實訓設備總值近200萬元。

(1) 石油工程采集輸實訓室。實訓室將油氣開采、地面集輸、注水處理等工藝有機結合在一起,真實、全面地展示了石油天然氣礦場外部結構及主要設備,有操作工位30個。

(2) 排水采氣實訓室。可以真實地模擬演示各種排水裝置排水采氣操作,操作工位12個,可以進行排水采氣10多個實訓項目。

(3) 油井遠程視頻監控實訓室。能模擬油田現場調度室工作場景,可以進行遠程監控、抽油機遠程啟停操作等10多個實訓項目。

3.1.2 鉆井技術專業實訓基地

鉆井技術專業實訓基地實訓總面積3 000 m2,有 3個實驗室,設備總值1 000余萬元。

(1) 鉆井實訓中心。擁有大慶130-Ⅱ型鉆機1套,可完成場地工操作、內外鉗工操作、泥漿工操作、井架工操作、司鉆操作等5個實訓項目。

(2) 鉆井技術綜合技能實訓中心。擁有PDS-8型鉆井模擬操作考核器1臺,可以完成正常鉆進及接單根操作。

(3) 鉆井專項技能實訓室主要包括5套5 m高的井架起升裝置和固井模擬操作裝置,可完成井架起升、注水泥操作等實訓項目。

3.1.3 油氣開采技術專業實訓基地

油氣開采技術專業實訓基地總面積2 000 m2,有7個實訓室,實訓設備總值650萬元。

(1) 修井實訓室。設備操作臺采用450修井操作臺,能夠真實再現作業現場的情況,能夠模擬小修作業28項、大修作業22項、井下井控操作20余項。

(2) 壓裂酸化實訓室。設備操作臺采用2000壓裂車機組,可進行遠程控制和本地控制操作訓練,能夠模擬各種工況下的壓裂、酸化操作30余項。

(3) 采油一體化實訓室。能夠滿足采油工程教學需要,可讓學生在教室內學會簡單采油操作,在學中做、做中學。

(4) 石油HSE實訓室。能夠模擬進行心肺復蘇操作和簡單現場急救處理,以及有毒有害氣體的監測操作培訓。

(5) 采油技能訓練基地。配有7套井口裝置及多種型號的抽油機,能全過程處理現場單井來油到計量站分離計量,再到聯合站綜合處理。

(6) 采油工具技能實訓室。有49種1∶1.5的油田采油工具,可進行原理演示及拆裝訓練。

(7) 井下工具技能實訓室。有53種1∶1.5的油田井下作業工具,可進行原理演示及拆裝訓練。

3.1.4 城市燃氣工程技術專業實訓基地

城市燃氣工程技術專業實訓基地總面積1 000 m2,有3個實訓室,實訓設備總值近400萬元。

(1) 天然氣長輸實訓室。包括天然氣長輸首站、增壓分輸站、末站、天然氣儲氣庫等4個單元,可完成壓縮機啟停、收發球、儲氣庫注氣和取氣等近20個操作項目。

(2) 天然氣儲配實訓室。包括天然氣門站、LNG氣化調壓站、CNG加氣站、CNG儲氣井等實訓設備,可完成燃氣供應與輸配、燃氣設備維護維修等20余個實訓項目。

(3) 油品計量分析實訓室。有油品燃點測定儀、油品閃點測定儀、油品恒溫密度測定儀等油品參數分析設備38臺,另含加油機及其配套設施2套,可開展實訓項目10余項。

3.1.5 油氣儲運技術專業實訓基地

油氣儲運技術專業實訓基地總面積800 m2,4個實訓場地,實訓設備總值近350萬元.

(1) 油氣管道安裝實訓室。擁有重型鉸板、熱熔對接焊機、手動試壓泵等實訓設備,可進行管子鉸板套扣、PE管熱熔對焊、金屬管外壁除銹等實訓項目10余個。

(2) 油氣儲運技能訓練場。擁有原油緩沖罐、分離器、過濾器、原油外輸泵等實訓設備20余臺,可開設污水過濾器反沖洗、油氣分離操作等實訓項目10余項。

(3) 油氣儲運工藝仿真實訓室。擁有天然氣輸送仿真軟件、成品油油庫儲運仿真軟件、原油處理聯合操作站仿真軟件、油氣工程典型工藝單元仿真軟件。

(4) 泵閥拆裝與流體流動性分析實訓室。擁有離心泵綜合實驗臺、流體力學綜合實驗臺等設備100余臺。可完成離心泵串并聯實驗、伯努利實驗、雷諾實驗等實訓項目10余項。

3.2 新建實訓基地的規劃

天津石油職業技術學院規劃新建實訓基地4個實訓室(中心)。這些項目將于2020前陸續建成[13-15]。

(1) 鉆修井一體化井控實訓室。根據現場真實大型鉆井臺進行等比例縮小,利用泵向地下注水模擬地下出油情況。配置井控實訓平臺、鉆井作業實訓平臺,購置遠程控制臺、井控司鉆操作臺、節流控制臺、防噴器組合、預制井管匯、鉆具等實訓設備,可開展模擬鉆井、修井中起下鉆、正常鉆進、接單根、井噴關井、現場事故處理和跑位等實訓項目。按中石油標準建立鉆修井一體化井控實訓室管理制度,編制出國際化的操作規范和手冊。

(2) 智慧油田生產一體化仿真實訓中心。采用智能化、大數據分析技術是油田發展的方向。華北油田公司是中石油重點建設的數字化油田示范單位。學校利用企業的優勢,校企合作共建國內石油院校首個智慧油田生產一體化仿真實訓中心。該中心與油田現場實際生產區塊連接,不僅可以模擬油氣開采、集輸全流程,還可以實時將油田現場生產場景、動靜態數據傳到控制中心。在實踐教學的同時,還可以通過該平臺進行油田區塊生產分析和管理,對油田現場生產遠程監控、現場數據傳輸,工作情景與在現場完全一致。學生不但可以真實地感受到現場工作場景,利用真實數據教學提高教學效果,而且可以進行現場的生產管理與分析。

(3) 石油天然氣處理信息化仿真實訓室。建設一個集實物與虛擬仿真為一體的信息化油田管理培訓考核平臺,包括井場、計量、污水處理、注水等4個模塊。在學?，F有生產設備基礎上,通過改造部分硬件和配置相關儀器儀表,開發專用軟件,建立中控室和離線仿真室。在管路無介質的前提下,以現場真實工藝數據為依據,模擬實現油田開采、注水生產過程各類參數,與現場完全一致。通過專用軟件對工藝參數進行采集、處理,實現對采油作業的信息化管理。通過無線數字傳輸,實現油田遠程操作,并對學生和培訓學員的操作過程進行自動考核和記錄。

(4) HSE虛擬仿真實訓中心。建立HSE管理體系,服務于天津市區域經濟。校企共建一流的綜合性HSE虛擬仿真實訓中心,持續提高全院師生安全技能、安全意識和安全素質,著力提升學院HSE管理水平、HSE培訓和社會服務能力。HSE虛擬仿真實訓中心按照安全知識培訓、安全技能實訓、HSE管理訓練的需要,建設安全生產警示教育實訓室、公共安全技能訓練室、現場作業安全技能實訓室、體感式多工藝HSE培訓室、HSE管理能力提升訓練實訓室。

3.3 實訓基地新建項目的預期效果

(1) 將為先進技術的培訓提供支撐。按照中石油標準進行開發的實訓項目將新增200余個,實訓內容包括先進的鉆井、修井、采油、井下作業設備的工作原理、工作過程和操作規范,以及油田多崗位的協作。

(2) 將提高學生和培訓學員的油田信息化操作與管理水平。智慧油田生產一體化仿真實訓能夠提供真實生產作業操作控制模式、方法與環境,特別是通過校企互通,能將油田油井靜態數據、動態數據、采油設備數據、工況數據等與實訓設備和終端進行對接,展示基于數字地面、數字井筒、數字油藏的油田真實生產作業流程,促進實踐教學與理論教學的融合。

(3) 將提高學院的安全管理與服務水平。HSE虛擬仿真實訓中心的年培訓能力達到2 000人次,將大幅提升學生和培訓學員的安全意識和安全技能,成為天津市同類院校專業師生實習實訓的開放性示范基地和天津及周邊地區企業員工進行安全培訓的理想場所,實現實訓基地建設的增值服務。

4 關于校企協同管理實訓基地的建議

4.1 建立校企協同育人的長效機制

學校應適應人才培養精準化、定制化趨勢,快速搭建實訓教學與市場需求的橋梁,使人才培養與行業發展同步、課程教學與企業工作融合、學習與創業一體,教學內容及方法手段更具針對性和適應性。我校石油天然氣工程類專業采用工學交替、分段遞升的培訓模式(見表2)和“確定培養目標—建立教學體系—創新人才培養模式—實施人才培養方案—評價培養結果”5步培養方法,營造良性、穩定、可持續的校企互動環境,促進校企協同育人的長效機制的建立[16]。

表2 石油天然氣工程類專業的人才培訓模式

4.2 構建基于崗位能力遞進的實踐教學體系

按照“認識實習—專項實訓—綜合實訓—頂崗實習” 構建四級實踐教學體系(見圖2),達到培養學生的基本能力、專業能力及綜合能力的目的。利用校內石油天然氣工程類專業實訓基地的真實生產環境,對校內/校外實訓進行一體化設計,使下廠實習和學校學習融通,確保學生理論扎實、技能過硬、素質優良。

圖2 基于崗位能力的四級實踐教學體系

4.3 校企協同提升實訓基地的效益

深化高等職業教育改革,實施校企深度合作,共建穩健的實訓基地。完善石油天然氣工程類專業實訓基地內部管理機構以及運作模式,增加政府、油田企業以及社會資金的投入,改善實訓條件,引進高新技術,優化實訓環境,切實將重心轉移到培養學生技能、提高學生就業競爭力上來,共同提升實訓基地的運作效益。

5 結語

石油天然氣工程類專業實訓基地整合了原有的實訓室和儀器設備,實訓軟件更加科學、規范,極大地發揮了實訓基地的功能。在智慧油田技術發展的背景下,石油天然氣工程類專業實訓基地的建設必須依靠校企協同建設,充分考慮仿真性、先進性、適用性、開放性和職業性,才能適應社會發展和學院自身發展的需要,滿足企業對技能人才的需求,在技術服務增收創效方面發揮重要作用。