Ключевые слова: бурение, газонефтеводопроявление, тренажер, VR-технологии, виртуальная реальность, обучение, Газпром ЦПС.
В условиях стремительного развития технологий и усложнения производственных процессов возникает необходимость в инновационных подходах к обучению персонала. Виртуальная реальность (VR) становится одним из ключевых инструментов, позволяющих создавать безопасные и эффективные условия для отработки практических навыков.
Технология VR позволяет моделировать сложные производственные ситуации, включая аварийные, и обеспечивает полное погружение сотрудников в учебный процесс. Это особенно важно для таких отраслей, как нефтегазовая промышленность, где безопасность и точность действий персонала играют решающую роль.
Применение VR в современной практике
Виртуальная реальность (VR, англ. virtual reality) в обучении сотрудников производственных объектов – технология, создающая безопасную цифровую среду, где работники отрабатывают навыки управления оборудованием, действия в аварийных ситуациях и сложные производственные операции через полное визуальное и интерактивное погружение.
Обучение в VR ставит перед собой цели выработать практические навыки, которые применяются по принятым в компаниях алгоритмам действий в различных ситуациях. Сотрудник должен максимально эффективно усвоить и далее понимать, как применять свои знания [1].
Успех виртуальной реальности обусловлен рядом ключевых особенностей технологии:
- Высокая вовлеченность персонала в обучение за счет погружения в реалистичную 3D-среду. В VR происходит взаимодействие с оборудованием, как в реальности. Это формирует «мышечную» память и снижает стресс при переходе к реальным задачам.
- Безопасное моделирование рисков без угрозы жизни и здоровью обучаемого. Например, можно моделировать пожары, взрывы и другие ситуации, которые невозможно смоделировать и регулярно отрабатывать в реальной жизни.
- Интерактивность виртуальной среды позволяет наглядно продемонстрировать, с чем и как должен взаимодействовать сотрудник.
- Повторяемость и стандартизация позволяют сотрудникам регулярно проходить идентичные сценарии, что исключает «человеческий фактор» в обучении.
- Экономическая выгода за счет сокращения затрат на организацию выездных практических занятий и сокращения риска возникновения нештатных и аварийных ситуаций.
За последние десять лет множество организаций успешно интегрировало VR-технологии в программы обучения персонала и продолжает разрабатывать новые форматы учебных сценариев. Среди отечественных игроков можно отметить компании «Газпром бурение», НЛМК, «Северсталь» и РЖД. Наиболее широкое распространение в этих компаниях получили сценарии по охране труда и технике безопасности, а также по обслуживанию сложного технического оборудования. Применение VR позволило сократить до 50 % время адаптации персонала, а также более чем в два раза увеличить долю практической подготовки [2].
VR-тренажер в области строительства скважин
Строительство нефтяных и газовых скважин является одним из самых сложных и опасных технологических процессов нефтегазового производства. Опасность в первую очередь заключается в непредсказуемости условий залегания разбуриваемых пород. При бурении могут наблюдаться различные виды геологических осложнений, такие как поглощения промывочной жидкости, осыпи и обвалы горных пород, приводящие к прихватам оборудования. Самым опасным является газонефтеводопроявление (ГНВП), которое впоследствии, без принятых мер по ликвидации, может привести к открытому фонтану или грифону [3]. Помимо геологических осложнений, буровая установка, на которой производятся работы, также является опасным производственным объектом [4]. Для того чтобы построить скважину, буровики ежедневно подвергаются опасностям при проведении штатных работ. Работы с движущимся оборудованием, грузоподъемные операции, работы на высоте, работы с вредными веществами, огневые, газоопасные работы – это лишь малая часть работ, при проведении которых сотрудники могут получить серьезные травмы.
Предприятия проводят регулярные обучения, профильные курсы, инструктажи и аудиты знаний по охране труда и промышленной безопасности, для того чтобы минимизировать риски возникновения аварийной ситуации на буровой и получения травм сотрудниками.
Несмотря на разнообразие современных подходов к обучению (теоретические лекции, видеоуроки, тренажерная практика, кейсы по отработке регламентных действий на объекте и других), у каждого подхода есть свои недостатки. У самого распространенного и доступного подхода к обучению – теоретических лекций и видеоуроков – это необходимость закрепления полученных знаний на практике. У популярной на рынке тренажерной практики – отсутствие эффекта «погружения» в реальную ситуацию. Отработка регламентных действий на производственном объекте зачастую невозможна в полной мере или является слишком дорогостоящей [5].
«Газпром ЦПС» провел масштабное интервью с представителями различных буровых предприятий и выявил проблему недостатка практической подготовки специалистов. В итоге компания предложила новый подход к обучению и контролю знаний работников в области строительства скважин, а именно ликвидации ГНВП, что дало старт разработке тренажера на базе VR-технологий. Целью тренажера является отработка регламентных действий трех этапов ликвидации ГНВП: обнаружение, герметизация и глушение.
Данный VR-тренажер призван нивелировать часть проблем, которыми сопровождается обучение буровых бригад. Полностью воссозданная локация позволяет реализовать огромное количество сценариев обучения, ранее доступных преимущественно в теории. Интегрированная математическая модель, характеризующая текущее гидравлическое состояние скважины, позволяет максимально приблизить работу виртуального бурового оборудования к реальному, а также обучить персонал последовательности действий и навыкам контроля скважины при ее изменяемых параметрах.
Так как в ликвидации аварии огромную роль играет командное взаимодействие, в тренажере реализован многопользовательский режим, где каждой роли отведены свои действия. Всего в сценарии участвуют 4 роли (бурильщик, два помбура, третий помбур (бот) и супервайзер). Между ними в симуляции организована голосовая связь через встроенные в VR-шлемах микрофоны, что позволяет им координировать свои действия без организации дополнительной связи, даже если они находятся в разных городах. Это также актуально, если обучение проводится в разных помещениях учебного центра, так как зачастую обучение в VR разделяют на несколько кабинетов.
Рисунок 1. Снимок экрана «Командное взаимодействие в VR-тренажере по бурению»
Большое внимание уделено вариативности обучения и возможности дальнейшей персонализации тренажера под потребности учебных центров. В тренажере предусмотрена возможность выбора стартовых параметров сценария: геологических условий и моделей бурового оборудования.
Совокупность высокой детализации моделей и процессов позволяет виртуальному тренажеру бурения стать отличным инструментом, дополняющим существующие теоретические курсы и физические тренажеры.
Рисунок 2. Снимок экрана «Локация роторной площадки в VR-симуляции»
Первые результаты
Тренажер бурения прошел ряд опытно-промышленных испытаний на производственных объектах и в учебных центрах ведущих нефтегазовых предприятий страны. Преподаватели и обучаемые производственные работники предоставили обратную связь, из которой была собрана следующая статистика:
100 % респондентов высоко оценили наглядность учебного материала в тренажере
100 % респондентов высоко оценили качество воссозданной локации в тренажере
Заключение
Развитие тренажера не останавливается на достигнутых результатах. Чем больше специалистов знакомятся с тренажером, тем шире становится горизонт возможностей его применения для альтернативных тем обучения.
Уже сформирован список наиболее востребованных сценариев и направлений обучения на виртуальной буровой, в числе которых штатные операции, альтернативные аварийные сценарии, добавление отказов оборудования, уроки по охране труда и производственной безопасности, обслуживание оборудования.
С точки зрения технических вариантов исполнения буровой в планах стоит расширение моделей бурового оборудования, а также парка самих буровых установок.
Все это позволит выйти обучению сотрудников на новый качественный уровень, не только идущий в ногу со временем, но и формирующий новые учебные стандарты, а также векторы развития цифровой индустрии.
Важно также отметить, что качественное обучение помогает адаптировать персонал к изменениям в отрасли, что особенно актуально в условиях стремительного развития технологий. Компании, инвестирующие в обучение, создают базу для будущих лидеров и специалистов, способных решать сложные задачи и внедрять новые решения.
Литература
1. Пьянова, Н.В. Современные тенденции применения VR-технологий в бизнес-индустрии / Н.В. Пьянова, Е.А. Столярова, Р.Р. Пьянов // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Экономика. Социология. Менеджмент. – 2024. – Т. 14, № 1. – С. 94–104. – DOI 10.21869/2223-1552-2024-14-1-94-104.
2. Эффективность VR в обучении персонала: отечественный рынок
3. Анализ причин возникновения открытых фонтанов и ГНВП, произошедших на месторождениях севера Тюменской области за 2010–2016 гг. / А.Е. Анашкина, Н.А. Аксенова, Н.В. Абрамов [и др.] // Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна (опыт, инновации) : материалы десятой международной научно-технической конференции (посвященной 60-летию Тюменского индустриального университета), Тюмень, 24 ноября 2016 года. Том 2. – Тюмень: Тюменский индустриальный университет, 2016. – С. 23–26.
4. Минеев, А.В. Аварии и осложнения при бурении нефтяных и газовых скважин / А.В. Минеев, Е.Е. Милосердов, А.С. Мамышев // Наука и современность. – 2013. – № 22. – С. 27–31.
Коровин, В.М. Применение виртуальных тренажеров для обучения процессам бурения и геофизических исследований в скважинах / В.М. Коровин, М.Р. Надршин, Д.В. Рахматуллин // Проблемы методологии и опыт практического применения синергетического подхода в науке: сборник статей Международной научно-практической конференции, Киров, 25 февраля 2021 года. – Уфа: Общество с ограниченной ответственностью «Аэтерна», 2021. – С. 9–11.
