На неделе закончили интересный проект - цифровой двойник буровой установки УРАЛМАШ БУ 5000/320ЭУК-Я, которая предназначена для бурения глубоких и сверхглубоких скважин на нефть и газ, с условной глубиной бурения 5000 метров... Вот о такой буровой идет речь. Будет много букв, но для тех кто не любит читать сразу приведу видеоролик с несколькими темами: Ну и сразу пример математической модели разрушения породы: Теперь коротко цели и задачи создания такого симулятора. Начнем с проблемы. Опять таки импортозамещение, и существующие ограничения. На сегодняшний день тренажеры по обучению бурения представлены в основной массе зарубежными (США, Англия) компаниями. Кроме того, данные тренажеры бурения имеют в своей основе зарубежные буровые установки, зарубежные правила (сценарии), "свои" схемы компоновки оборудования , не учитывают "наши" погодные условия, обучают только бурильщиков (а на буровой трудятся еще помощники бурильщика, механики, мастера и многие другие профессии) и т.д. Таким образом было принято решения о создании отечественного аналога зарубежных тренажеров с расширенным функционалом. За основу был принят станок БУ 5000/320ЭУК-Я, включающие математические модели и 3D-объектамы следующего оборудования: Буровой насос УНБТ-950А Вертлюг УВ-320МА Талевая система 5х6 Вышка ВМА-45-320 Ротор Р-700 Лебедка ЛБУ-37-1100 Кронблок – УКБА-6-400 Крюкоблок – УТБК-5-320  Талевый блок– УТБА-5-320 Лебедка: электродвигатель 4ПС-450-1000-УХЛ2 Буровой насос: электродвигатель 4ПС-450-1000-УХЛ2 Циркуляционная система ЦС5000ЭР(Вибросито, Ситогидроциклонный сепаратор, Пескоотделитель, Илоотделитель, Центрифуга, Дегазатор, Гидросмеситель, Емкость приготовления, Емкость сливная, Емкость забора, Стояк) Верхний привод TD-350-HT (Bentec) Пульт бурильщика Трубные ключи и т.д. Подземная часть представлена математическими и 3D-объектами следующего оборудования и объектов: Скважина   Бурильная труба Утяжеленные бурильные трубы (УБТ) Толстостенные бурильные трубы (ТБТ) Ведущие бурильные трубы Породоразрушающий инструмент Забойные двигатели Перепускной (переливной) клапан Переводник Шламометаллоуловитель (ШМУ) Клапаны обратные Механизм искривления Калибраторы и центраторы Стабилизаторы Расширители Ясс Роторные отклонители Забойные телеметрические системы (MWD), системы каротажа в процессе бурения (LWD) и роторные управляемые системы (РУС)    В результате нам удалось полностью воссоздать всю 3D и математическую модель буровой установки при помощи аналитических формул, метода решёточных уравнений Больцмана (LBM) и метода непараметрики при восстановлении функций. Дополнительно были реализованы: Программно-аппаратная реализация с точной копией управления кабины бурильщика (рабочее место обучаемого – бурильщика) + ноутбуки (рабочие места обучаемых – помощников бурильщиков) + ноутбук (рабочее место инструктора) + сервер. Программно-аппаратная реализация с точной копией управления кабины бурильщика на базе системы формирования виртуальной реальности (VR) (рабочее место обучаемого – бурильщика) + ноутбуки с системой формирования виртуальной реальности (VR) (рабочие места обучаемых – помощников бурильщиков) + ноутбук (рабочее место инструктора) В результате получился вот такой распределенный тренажер, полностью отечественный и про отечественное оборудование, функционал которого позволил реализовать: Приобретение практических навыков безопасного ведения работ при строительстве скважин на нефть и газ. Обучение и приобретение практических навыков выполнения работ по предупреждению, локализации и ликвидации газонефтеводопроявлений и открытых фонтанов при строительстве скважин на нефть и газ. Непрерывный и периодический контроль и тестирование уровня знаний и навыков ведения технологического процесса и локализации аварийных ситуаций. Повышение качества подготовки рабочих и инженерно-технических работников, занятых ведением технологического процесса и эксплуатацией оборудования. Снижение вероятности аварийных ситуаций, возникающих вследствие проявления человеческого фактора. Базовые сценарии тренажера: Изучение конструкции буровой установки Изучение конструкции скважины и бурильной колонны Спускоподъёмные операции Замена поршней/втулок на насосе Выявление неисправностей и замена клапанов насоса Проходка (бурение) верхним приводом Спуск обсадной колонны и цементирование Правила безопасности (выявление нарушений при бурении) Правила безопасности (выявление нарушений при производстве работ на высоте) Правила безопасности (выявление нарушений при производстве грузоподъемных работ) Дополнительные сценарии: Закрытие скважины Глушение методом бурильщика Глушение объемным методом Заполнение листа глушения Действия персонала при выполнении ПЛАС: Проверка в начале работы смены ГНВП во время бурения (промывки) скважины ГНВП при СПО ГНВП при спуске обсадной колонны ГНВП при отсутствии бурильных (обсадных) труб в скважине и ГФР ГНВП, открытый фонтан Глушение после ГНВП Дополнительные сценарии – выполнение типовых операций: Проходка (бурение) роторное Проходка (бурение) роторное + забойный двигатель (ВЗД) Замена долота и компоновки бурильной колонны (определение износа, замена) Промывка скважины Ремонтные/ловильные работы Вышкомонтажные работы Дополнительные сценарии – для помощников бурильщика и механиков : Замена поршней/втулок на насосе Выявление неисправностей и смена сеток в виброситах Выявление неисправностей и замена элементов песко/ило отделителей Замена каната Текущее обслуживание и ремонт система БУ Дополнительные сценарии – для геофизических работ: Геофизические исследования скважины в процессе бурения Отбор керна Таким образом нам удалось создать тренажер бурения, полностью заменяющий импортные аналоги, имеющий большую адекватность и универсальность математической модели, более точное и реалистичное 3D/VR и главное - имитирующий отечественное буровое оборудование.