Simulateur de diagraphie de puits à trou ouvert ESIM-FWL3

Système logiciel

3.1 Aperçu

Le système de formation par simulation de diagraphie de puits à trou ouvert comprend 4 ensembles de logiciels : un logiciel de contrôle principal, un logiciel graphique, un logiciel de sous-système d’examen et un logiciel d’acquisition de surface. Le logiciel de contrôle principal et le logiciel graphique assurent la formation par simulation tandis que le sous-système d’examen remplit la fonction de test théorique.

3.1.1 Description des fonctions du système logiciel

Fonction du logiciel système

（1）Fonction du sous-système de formation : formation théorique et opérationnelle au technicien, au treuilleur et à l'opérateur. La formation théorique comprend des questions d'examen, des films d'instruction multimédia et des animations, permettant aux stagiaires de comprendre les composants de l'appareil, les principes de fonctionnement, les procédures d'exploitation et la prévision des incidents ainsi que les traitements. La formation opérationnelle combinée à des graphiques 3D, à la voix et aux invites système permet de réaliser diverses formations spécifiques. 

(2)Fonction de la banque de questions : ajouter, supprimer, modifier, générer des sujets de test et noter des tests. 

（3）Fonction de journalisation des données historiques : gérer les données de journalisation historiques et fournir des données primaires pour la formation et les tests. 

(4)Fonction d'acquisition de données : collecte et envoi de plusieurs signaux tels que l'état de la machine de simulation et la quantité analogique ainsi que les signaux entrant et sortant de la tête de puits et des travaux de forage. 

（5）Fonction de gestion des stagiaires : ajouter, supprimer, modifier et imprimer les informations de base du stagiaire.

(6)Fonction de diagnostic du système : collecte de tous les états de fonctionnement des appareils pour estimer si les appareils fonctionnent correctement. Dans le cas contraire, les appareils doivent être corrigés ou étalonnés.

（7）Fonction de notation et d'impression automatique : attribuez une note à l'opération du stagiaire en fonction d'exigences spécifiques ; les raisons pour lesquelles des points sont déduits sont indiquées et l'option d'impression est accessible

（8）Contrôle de la procédure d'exploitation 

Déterminer si l'opération du stagiaire est correcte conformément à la procédure d'opération de journalisation pour passer à l'étape suivante. Temps de réponse du système inférieur à 0.5 s. Il existe des opérations de journalisation par 10 instruments de journalisation : journalisation du potentiel propre, journalisation de la résistivité conventionnelle, journalisation latérale, journalisation de la micro-résistivité, journalisation de puits induite, journalisation acoustique, journalisation des rayons gamma naturels, journalisation de la densité, journalisation des neutrons et journalisation du diamètre du trou ouvert.

(9) Récupération des données : restaure les données historiques de journalisation en données brutes et les renvoie à tous les appareils. Définissez et ajustez les paramètres qui varient et se reflètent sur le simulateur. 

（10）Fonction de traçage et d'impression de courbes : tracez des courbes en fonction des données restaurées simulées et transmettez-les au traceur thermique. 

(11) Préréglage et traitement des dysfonctionnements : le préréglage des dysfonctionnements est autorisé dans le système d'examen. Par exemple, un outil coincé peut être réglé à n'importe quelle profondeur, ce qui nécessite une intervention du stagiaire. Le système évalue en fonction des résultats obtenus lors de l'opération du stagiaire. 

(12) Modélisation des données : créer un modèle mathématique et physique et calculer l'état actuel de l'appareil en fonction des paramètres ; envoyer les données à l'ordinateur graphique pour afficher l'animation 3D tracée en fond de trou. 

3.2 Structure du logiciel

Le logiciel de contrôle principal comprend plusieurs modules : logiciel de plateforme, logiciel de console instructeur, logiciel d’exploitation de la tête de puits, logiciel d’exploitation du treuil, logiciel de formation des opérateurs, logiciel d’exploitation en équipe, logiciel d’autodiagnostic du système, logiciel de gestion des stagiaires et logiciel de notation automatique. La relation entre ces modules est illustrée dans la figure suivante :

3.2.1. Module logiciel de la console de l'instructeur

Ce module utilise les fonctions suivantes :

1. Communication série : réception des données matérielles collectées par l'API qui sont filtrées et converties en données requises.
2. Communication réseau : communiquer avec un ordinateur graphique, partager des données matérielles, envoyer et recevoir des commandes graphiques.

3.2.2. Module logiciel d'exploitation de la tête de puits

Ce module utilise les fonctions suivantes :

1. Calculer les paramètres hydrauliques de la tête de puits en temps réel selon le modèle mathématique et le fonctionnement de l'étudiant.
2. Transmettre les paramètres à l'instrumentation de la tête de puits.
3. Jugement du fonctionnement de la tête de puits : juger si le fonctionnement de la tête de puits par l'étudiant est correct et donner des conseils sur un fonctionnement incorrect.
4. Réaliser un affichage synchrone entre l'ordinateur graphique et la tête de puits.

3.2.3 Module logiciel d'exploitation Winchman

Ce module a les fonctions suivantes :

1. Calculer la vitesse de descente et de montée du treuil en fonction des données opérationnelles du treuil et du type d'instrument de fond de puits.
2. Transmettre les paramètres aux instruments sur la console du treuil.
3. Jugement du fonctionnement du treuil : juger si le fonctionnement du treuil par l'étudiant est correct et donner des conseils sur les opérations incorrectes telles que l'abaissement et la montée du treuil et la mise à zéro, etc.
4. Réaliser un affichage synchrone entre l'ordinateur graphique et le fonctionnement du dessin.
5. Contrôler l'état des instruments d'affichage de l'ordinateur graphique dans le trou de forage.
6. Scénarios de panne comme un outil coincé.

3.2.4 Module logiciel de formation des opérateurs

Ce module contient les fonctions suivantes :

1. Recevoir les données opérationnelles des étudiants envoyées par la machine analogique du système d'acquisition de surface.
2. Enregistrez les détails opérationnels de l'opérateur à partir du système d'acquisition de surface.
3. Envoyer la profondeur de simulation du treuil à la machine analogique du système d'acquisition de surface.

3.2.5 Module logiciel de gestion d'équipe

Ce module intègre les fonctions suivantes :

1. Collecter des données à partir de la tête de puits, des forages et du système d'acquisition de surface.
2. Calculez les paramètres pendant tout le processus d'enregistrement en utilisant un modèle mathématique impeccable
3. Réglage de la chaîne d'outils : configuration de la chaîne d'outils de surface et affichage du poids, de la longueur et de la profondeur de la chaîne d'outils.
4. Cadre de formation en équipe :
5. Affichage des informations opérationnelles

3.2.6 Module d'autodiagnostic du système

Ce module contient les fonctions suivantes :

1. Détecte si les appareils sur la tête de puits, la console de forage et le système d'acquisition de surface sont corrects et émet une liste à réparer dans le cas contraire.
2. Définissez la valeur d'écart, la valeur d'état, la valeur de contrôle min/max et la valeur d'écart de température à partir de l'équipement d'acquisition de données en continu linéaire.

3.3 Logiciel du système d'acquisition de surface

Le logiciel du système d'acquisition de surface fonctionne sur 4 systèmes d'acquisition de surface de simulation, notamment le logiciel de plate-forme système, le module d'autodiagnostic système, le logiciel de console étudiant et le logiciel de formation des opérateurs.

3.3.1 Module d'autodiagnostic du système

Ce module a les fonctions suivantes :

1. Détecte si les appareils sur la tête de puits, la console de forage et le système d'acquisition de surface sont corrects et émet une liste à réparer dans le cas contraire.
2. Valeur d'écart de consigne, valeur d'état, valeur de contrôle min/max et valeur d'écart de température de l'équipement d'acquisition de données continues de la chemise.

3.3.2 Module logiciel de console étudiant Ce module possède les fonctions suivantes :

Ce module a les fonctions suivantes :

1. Définissez le mode de formation qui permet à l'étudiant d'entrer dans le système pour s'entraîner sans saisir les informations du stagiaire.
2. Définissez le mode d'examen qui oblige l'instructeur à confirmer l'examen pratique après la saisie des informations sur l'étudiant
3. Des formations et des examens individuels et en équipe sont accessibles.

3.3.3 Module logiciel de formation des opérateurs

Module central du système logiciel d'acquisition de surface, il est conçu conformément au système de diagraphie Eclips-5700 de Baker Hughes. Il possède les fonctions suivantes :

1. Le dysfonctionnement peut survenir à plusieurs endroits.
2. Assemblage de la chaîne d'outils de fond de trou : l'assemblage de la chaîne d'outils est choisi de manière flexible en fonction des tâches de journalisation définies par l'ordinateur de contrôle central.
3. Mise à l'échelle des outils de fond de trou : effectuer des opérations de mise à l'échelle dans le fond du trou telles que la mise à l'échelle du diamètre du puits et la mise à l'échelle par induction.
4. Simulation d'exploitation forestière

1) Initialisation du système d'acquisition

⚫ Choisissez le CPU comme processeur d'affichage et comme processeur d'acquisition dans la fenêtre de sélection OCT.

⚫ Choisissez un OTC dans la fenêtre de sélection OTC.

⚫ Chargez la balance principale et les données d’étalonnage principales.

⚫ Définir le paramètre de traitement.

2) Vérification préalable à l'enregistrement, effectuer les vérifications préalables à l'enregistrement nécessaires sur les outils de fond de trou.

3) Outils pour le forage

⚫ Mise à zéro de la chaîne d'outils

⚫ Effectuer une vérification avant l'enregistrement tandis que certains outils doivent être vérifiés avant l'enregistrement dans le trou.

⚫ Choisissez la direction de l'enregistrement et le mode d'enregistrement.

⚫ Enregistrer les données.

4) Détermination de la profondeur totale

⚫ Étalonnage de la profondeur du câble.

⚫ Réinitialiser la profondeur d’étalonnage.

5) Augmentation de l'exploitation forestière

⚫ Modifier les paramètres.

⚫ ACTES Ouvrir les ACTES requis.

⚫ Enregistrez des courbes répétitives.

⚫ Enregistrer la courbe principale.

⚫ Effectuer l'étalonnage des outils de fond de trou après l'enregistrement.

6) Sauvegarde des données

7) Lecture des données

5. Enregistrez chaque étape de l'élève sur le logiciel de simulation et envoyez-la à l'ordinateur de contrôle principal.

Figure 4-3 Graphique de diagraphie généré à partir de données de forage simulées

3.3.4 Outils de développement logiciel pour système d'acquisition de surface

Microsoft Visual Studio 2010, l'outil de développement logiciel le plus populaire sous Windows, est utilisé comme environnement de développement. C#, langage de programmation orienté objet éprouvé, performant et universel, est largement employé dans le domaine du développement logiciel.

3.4 Logiciel graphique

3.4.1 Logiciel d'affichage pour les scènes 3D virtuelles

Selon les exigences du processus technologique, le logiciel d'affichage de la scène virtuelle 3D associé aux éléments de journalisation démontre les processus opérationnels en mode formation et en mode examen, et restitue l'effet de fonctionnement avec une animation 3D en temps réel. Il a les fonctions suivantes :

1. Le logiciel d'affichage de scènes virtuelles 3D démarre automatiquement dès que l'instructeur active le démarrage à un bouton.
2. Démarrer l'initialisation des scènes, des outils, de la surface et de l'état du fond de trou en fonction du processus technologique sélectionné.
3. Tracez des graphiques pertinents et des animations 3D en temps réel en fonction des opérations de l'élève après avoir reçu la commande de l'instructeur.
4. Configurez l'angle de vue de la caméra 3D en fonction du processus technologique et du type de travail de l'opérateur. Le personnel de formation comprend le technicien de maintenance de la tête de puits, le treuilleur et l'opérateur. Ce logiciel ajuste l'angle de vue approprié en conséquence, comme sur un véritable site d'exploitation forestière
5. Affichez la vue de fond de trou des outils de fond de trou et la vue en coupe de la formation en fonction des outils de fond de trou concernés. Affichez la structure interne et l'état de fonctionnement de l'équipement ainsi que la circulation de la boue de fond de trou en temps réel.
6. Contrôlez la lecture de l'animation 3D selon la procédure d'opération et le réglage de la fonction.
7. Synchronisez le mouvement de l'équipement virtuel avec le fonctionnement du stagiaire, disponible pour observer l'état de fonctionnement de tous les équipements du chantier.

Figure 4-5 Enregistrement d'une image à partir d'un logiciel d'affichage de scène 3D virtuelle

3.4.2 Interface typique

1. Afficher les images saisies par le camion d'exploitation forestière dans une vue panoramique au début de l'exploitation forestière, y compris l'affichage de l'environnement du site de forage, la procédure de stationnement du camion d'exploitation forestière et les préparatifs d'exploitation forestière

Figure 4-6 Image du site d'exploitation forestière

2. Afficher les interfaces de vue de la tête de puits lorsque les outils sont à la tête de puits.

Figure 4-7 Image de la tête de puits de diagraphie

3. Affichez les vues du site de forage du point de vue du treuilleur.

Figure 4-8 Image de Drawworks

4. Affichez les vues de la tête de puits et les vues de fond de trou en temps réel lorsque les outils sont dans le fond du trou.

Figure 4-9 Image affichée en fond de trou