Количество просмотров статьи:

УДК 622.24:378.147

https://doi.org/10.26516/2541-9641.2026.2.210

EDN: DWUYKV

Совершенствование практической подготовки студентов-геологов с использованием имитационных комплексов и учебно-производственных полигонов

И.А. Богданова, С.С. Токарева, В.А. Примин

Иркутский государственный университет, г. Иркутск, Россия

Аннотация. В статье рассматривается вопрос формирования практических компетенций студентов направления подготовки 05.03.01 Геология профиль Геология и Геология, разработка месторождений нефти и газа, а также направления подготовки 21.05.02 Прикладная геология специализация Геология месторождений нефти и газа. Описан опыт интеграции теоретической подготовки с занятиями на современных имитационных тренажерах (АМТ-231) и учебно-производственных полигонах. Проанализирована эффективность комплексного подхода к изучению устройства буровых установок, технологий бурения, а также методов предупреждения и ликвидации газонефтеводопроявлений (ГНВП). Сделан вывод о том, что сочетание виртуального моделирования технологических процессов и работы на реальном горно-буровом оборудовании позволяет максимально приблизить уровень подготовки выпускников к требованиям нефтегазодобывающих предприятий.

Ключевые слова: бурение скважин, имитатор бурения АМТ-231, учебно-производственный полигон, газонефтеводопроявления (ГНВП), противовыбросовое оборудование, практическая подготовка геологов, циркуляционная система

Введение

Подготовка высококвалифицированных геологов и инженеров-геологов для геологической отрасли требует глубокого понимания не только геологического строения недр, но и инженерно-технических аспектов строительства скважин (Середа, Соловьев, 1988). Специфика профессии заключается в необходимости принятия оперативных решений в условиях высоких рисков, связанных с аномальными пластовыми давлениями, осложнениями и авариями (Основы нефтегазового…, 2002). Традиционный лекционный формат не позволяет в полной мере отработать навыки управления буровой установкой и ликвидации аварийных ситуаций. В связи с этим, ключевую роль в образовательном процессе играет внедрение современных имитационных комплексов и использование материально-технической базы учебно-производственных полигонов.

Объекты и методы исследования

Исследование базируется на материалах учебной практики геологической и по профилю профессиональной деятельности студентов 2 курса геологического факультета Иркутского государственного университета (ИГУ). В качестве объектов исследования выступили:

Учебная лаборатория бурения скважин ИГУ.

Горно-буровой полигон геологоразведочного техникума Иркутского национального исследовательского технического университета (ИРНИТУ).

Программно-аппаратный имитатор бурения АМТ-231.

Методология исследования включала анализ технологических схем строительства скважин, классификацию бурового оборудования, а также практическое моделирование операций спуско-подъема (СПО) и действий персонала при осложнениях (Бабаян, 1992; Радковский и др., 1996; Дорошенко и др., 2009).

Теоретический базис и классификация объектов

Фундаментом практической подготовки является детальное изучение полного цикла строительства скважины (Бабаян, 1992; Радковский и др., 1996; Дорошенко и др., 2009). Студентами систематизированы данные по квалификации скважин (от опорных и параметрических до эксплуатационных и специальных), что позволяет понимать конечные геологические и промышленные задачи каждого этапа бурения (Середа, Соловьев, 1988). Особое внимание уделено изучению силового оборудования, циркуляционной системы и породоразрушающего инструмента (Вадецкий, 2003; Басарыгин и др., 2000). Понимание принципов работы буровых насосов, систем очистки (вибросита, гидроциклоны, центрифуги) и реологии буровых растворов является критически важным для поддержания устойчивости стенок скважины и предотвращения таких осложнений, как поглощения и кавернообразование (Основы нефтегазового…, 2002).

Имитационное моделирование на комплексе АМТ-231

Наиболее значимым этапом практики стала работа на имитаторе бурения АМТ-231. Данный комплекс позволяет смоделировать реальные условия работы буровой бригады в безопасной среде (рис. 1).

Рис. 1. Отработка студентов ряда поставленных задач на имитаторе бурения АМТ-231

Fig. 1. Students working out a number of tasks on the AMT-231 drilling simulator

Использование тренажера решило ряд критических образовательных задач:

Отработка действий при ГНВП: Студенты изучили методы ликвидации газонефтеводопроявлений (способы непрерывного глушения, ожидания и утяжеления, двухстадийного глушения). Тренажер позволил визуализировать опасность всплытия газовой пачки в затрубном пространстве и оценить роль противовыбросового оборудования (превенторов) в герметизации устья.

Автоматизация СПО: Изучение комплекса механизмов АСП (автоматический элеватор, механизм захвата и расстановки свечей) показало пути снижения человеческого фактора и сокращения непроизводительного времени при спускоподъемных операциях.

Контроль параметров: Интеграция данных с контрольно-измерительных приборов (КИП) в режиме реального времени научила студентов анализировать изменение давления, расхода и крутящего момента для прогнозирования прихватов буровой колонны (Основы нефтегазового…, 2002).

 Работа на горно-буровом полигоне ИРНИТУ

Визит на горно-буровой полигон ИРНИТУ обеспечил тактильное знакомство с действующими буровыми установками. Студенты изучили кинематику талевой системы (кронблок, талевый блок, крюкоблок), принципы передачи крутящего момента через ротор или забойные двигатели (ВЗД, турбобуры), а также конструктивные особенности шарошечных и лопастных долот (Вадецкий, 2003). Практический отбор керна на полигоне (рис. 2) позволил закрепить навыки работы с колонковыми снарядами и съемными керноприемниками, что является базовой компетенцией геолога при литолого-стратиграфическом расчленении разреза (Технология бурения…, 2003; Басарыгин и др., 2000).

Рис. 2. Отбор керна на горно-буровом полигоне ИРНИТУ

Fig. 2. Coring at the INRTU mining and drilling range

Заключение

Проведенная учебная практика доказала высокую эффективность синергетического подхода в подготовке геологов и инженеров-геологов. Сочетание глубокого теоретического анализа технологий бурения (Середа, Соловьев, 1988; Басарыгин и др., 2000), виртуального моделирования аварийных ситуаций на имитаторе АМТ-231 и физического контакта с оборудованием на учебном полигоне формирует у студентов устойчивые профессиональные компетенции. Выпускники, прошедшие подобную подготовку, обладают не только теоретической базой в области геологии недр, но и четким пониманием инженерных ограничений, технологических рисков и методов обеспечения промышленной безопасности (Основы нефтегазового…, 2002), что значительно сокращает период их адаптации на реальных производственных объектах нефтегазового комплекса.

Литература

Середа Н.Г., Соловьев Е.М. Бурение нефтяных и газовых скважин: Учебник для вузов. 2-е изд. Москва : Недра, 1988. 382 с.

Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин. Учебник. Москва : Академия, 2003. 352 с.

Технология бурения нефтяных и газовых скважин / Попов А.Н., Спивак А.И., Акбулатов Т.О. Москва : Недра, 2003.

Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Осложнения и аварии при бурении нефтяных и газовых скважин: учебник. Москва : Недра, 2000. 680 с.

Бабаян Э.В. Ликвидация проявлений при бурении скважин на нефть, газ и воду. Москва : Недра, 1992.

Радковский В.Р. и др. Оборудование и инструмент для предупреждения и ликвидации фонтанов: Справочник. Москва : Недра, 1996.

Дорошенко Е.В., Покрепин Б.В., Покрепин Г.В. Специалист по ремонту нефтяных и газовых скважин. Волгоград : Ин-Фолио, 2009.

Основы нефтегазового дела / под ред. А.А. Коршака, А.М. Шаммазова. Уфа : ДизайнПресс, 2002.

 

Богданова Ирина Анатольевна,

664003, Россия, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, 1,

Иркутский государственный университет,

старший преподаватель,

email: irinairk@gmail.com

 

Токарева Светлана Сергеевна,

664003, Россия, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, 1,

Иркутский государственный университет,

старший преподаватель,

email: tokareva_ss@mail.ru

 

Примин Владимир Александрович,

664003, Россия, г. Иркутск, ул. Карла Маркса, 1,

Иркутский государственный университет,

старший преподаватель,

email: primin38@mail.ru

 

---

---

Полный текст статьи (Русский)