油气开发工业虚拟仿真实验建设方案

发布时间:2022-11-15

编辑人:灵图互动

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1. 油气开发工业实验教学现状分析

油气资源是重要的能源矿产和战略物资,在世界经济和国际关系中具有特殊的地位和重要影响。根据目前的国内国际形势,进一步加强油气勘探开发力度,是确保我国社会经济发展和国家安全的重要任务之一。

石油与天然气能源是我国发展的重要支柱,油气行业也完全不同于其他行业,勘探开发的各项作业环境极端恶劣,大部分工作流程都是在地层下进行,具有不可视、不可及或不可逆、高风险、高消耗、高投入、技术密集、高污染的特点,与油气工程相关的工程作业不仅成本高、消耗高、规模大,而且涉及高危或极端的环境,采用传统手段进行油气工业实验实训教学非常困难。

 油气开发工业实验教学现状分析

2. 油气开发工业虚拟仿真实验建设的必要性

虚拟仿真实验是高等教育信息化和实验教学示范中心建设的重要组成部分,是学科专业与信息技术深度融合的产物,在实验教学中发挥了独特的、不可替代的作用,有效推动了教学内容、教学手段和方法的改革,激发了学生的学习积极性,拓展了学生学习的时空,促进学生实践创新能力的全面提升。

为了弥补石油与天然气工程相关专业实践教学所存在的不足,利用虚拟现实技术、仿真技术、多媒体技术、人机交互技术、数据库技术和网络技术等与油气工业勘探开发工程实际相结合,建立油气开发工业虚拟仿真实验平台,是有效开展石油与天然气工程相关专业的实验实践教学并避免环境恶劣、规模大、投资大、风险高的有效途径。

油气开发工业虚拟仿真实验建设的必要性

3. 油气开发工业虚拟仿真实验建设方案

3.1 地质构造模拟仿真实验实训教学模块

通过地质构造动态模拟装置、地质层面拉压模拟装置褶皱及断层仿真模型、油气运移过程动态模拟装置、不同地貌形成等虚拟实训软件,开设了地质构造动态模拟实验、地质层面拉压模拟实验、油气运移过程动态模拟实验和不同地貌形成过程虚拟实验,使学生掌握地质构造运动规律和油气形成条件及运移规律,形象地观察不同地貌的形成过程。

地质构造模拟仿真实验实训教学模块

3.2 地质测录井虚拟仿真实验实训教学模块

本模块由计算机数据仿真控制系统、3D钻井测录井作业场景动画系统、仿真教学设备、多媒体投影显示系统、现场作业模拟音效系统组成,在教学中可以进行数据采集系统虚拟搭建实训,模拟完成探井钻进全过程地质录井模拟操作、探井完成后测井模拟操作,使学生掌握地质测井、录井工艺及相关操作方法。

3.3 井下作业虚拟仿真实验实训教学模块

井下作业的特点使得教师通过传统的讲解教学,很难让学生理解相关的技术及工艺。本模块主要由仿真操作设备、计算机数据仿真控制系统、3D固井作业场景动画系统、多媒体投影显示系统、现场作业模拟音效系统组成,通过数据仿真控制系统,模拟操作各种井下作业和酸化压裂工艺流程,有效促进了学生对井下作业、酸化压裂等工艺的理解和动手能力的培养。

井下作业虚拟仿真实验实训教学模块

3.4 油气开采虚拟仿真实验实训教学模块

该教学模块主要由仿真操作设备、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组成,可以在抽油机采油仿真实训、螺杆泵采油仿真实训、电潜泵采油虚拟真实训、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教学中使用,进而加强学生对各种采油设备和采油方法、工艺技术的理解和掌握。

油气开采虚拟仿真实验实训教学模块

4. 油气开发工业虚拟仿真实验教学及应用价值

油气开发工业虚拟仿真实验立足石油与天然气行业,结合油气行业的特点和高等工程教育的发展需求,借助于虚拟仿真手段,使不可及、不可视、高风险﹑高污染等操作过程变得直观、形象,更具可操作性,培养了学生的工程实践能力和创新能力,实现了油气工业训练教学资源与科研成果的充分共享,发挥了良好的示范辐射作用。油气开发工业虚拟仿真实验先进的实验教学理念及体系,必将引领我国油气工业训练教学的发展。


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