基于国际权威认证体系的井控实训教学探索

郭辛阳， 刘瑞文， 步玉环， 张 锐

(中国石油大学(华东) 石油工程学院，山东 青岛 266580)

·实习与实训·

基于国际权威认证体系的井控实训教学探索

郭辛阳， 刘瑞文， 步玉环， 张 锐

(中国石油大学(华东) 石油工程学院，山东 青岛 266580)

实训教学是大学教育的重要组成部分，实训模式的先进性和有效性决定着教学的质量。国际权威认证体系引领着行业的发展，受到同行业的认可，可为大学实训教学提供借鉴。以井控实训教学为例，基于井控领域的国际钻井承包商协会(IADC)和国际井控论坛(IWCF)两个权威机构的认证体系，进行了井控实训教学探索。根据两个认证体系对培训设备的要求，结合本专业教学的特点和需求，自主研制了一套先进的井控实训平台，建设了井控实训实验室。参照认证体系中“监督级”的培训及认证要求，规划了井控实训内容。实训教学中采用了理论授课、标准化视频学习、小组讨论学习和模拟操作训练相结合的教学方法，教学过程中采用行政班和小组制结合的形式，取得了较好的教学效果。

国际权威认证体系； 井控； 实训

0 引 言

实训也即实习(实践)与训练(培训)的简称，是指按照人才培养目标对学员进行专业知识应用能力训练的教学过程。实训教学是大学教育的一个重要组成部分，其最终目标是全面提高学生的理论联系实践能力和专业素质[1-4]。鉴于实训教学在高等教育中发挥着重要的作用，国内外许多院校和机构都开展了实训教学[5-8]

在开展实训教学时，教学模式的先进与否和有效与否很大程度上决定着实训教学质量的高低。教学模式的先进性体现在实训内容紧密结合行业生产实践和技术发展，有效性体现在实训方法有效、实训效果受到行业的认可。

许多行业中都存在一些第三方权威认证体系，用于对从业人员的专业技术能力进行培训和认证[9-11]。这些认证体系的培训与认证内容不仅来源于生产实践，而且会根据技术发展及时更新，因而是先进的；采用的培训与认证方法也都经历了不断的检验和完善，培训与认证的效果也受到了行业的普遍认可，因而是有效的。所以，这些权威的认证体系可以为大学的实训教学提供良好的借鉴。

本文以井控实训教学为例，借鉴井控领域国际上权威的国际钻井承包商协会(IADC)认证体系和国际井控论坛(IWCF)认证体系，开展了井控实训教学探索，取得了较好的效果。

1 井控实训背景

井控也即油气井压力控制，是钻井过程中非常重要的一环。井控做不好会导致井眼中的流体失去控制而形成井喷，造成巨大的经济损失和灾难，例如2010年发生的美国墨西哥湾“深水地平线”钻井平台井喷和爆炸事故，死亡11人，估计有500万桶原油泄漏入大海，是历史上最严重的海上石油污染和伤亡事故之一[12-13]。

鉴于井控理论及技术的重要性，石油行业内有权威的认证机构及体系对从业人员进行培训和认证。国际上权威的井控认证机构包括国际钻井承包商协会(International Association of Drilling Contractors，IADC)和国际井控论坛(International Well Control Forum，IWCF)，这两个机构的认证体系相似，只是适用的区域不同。

在石油工程专业课中，“井控理论及技术”知识模块是非常重要的一块内容，兼具有理论性强和操作性强的特点[14]。以往的以理论教学为主的教学模式很难取得较好的教学效果，由于无法进行操作实践，学生无法直观的了解现场工艺流程，容易出现理论与实践脱节的现象。因此，在该知识模块开展实训教学是非常有必要的。

2 井控实训平台研制

在IADC和IWCF认证体系中，对井控培训设备的数量、类型(电子或机械)、功能和辅助教学设备的种类及数量等都做了一些规定和要求。目前，世界上已有许多公司和培训机构建设了培训设备，获得了井控培训及认证资格。我们走访了国内外相关的公司、高校和培训机构，在充分调研了现有培训设备功能及参数的基础之上，根据IADC和IWCF井控认证体系的要求，结合石油工程专业课教学大纲的要求和需求，自主研制了一套先进的井控实训平台，并以该平台为基础，建设了井控实训实验室，如图1所示。

图1 井控实训平台及实验室

井控实训平台包括司钻操作台、防喷器司钻控制台、防喷器远程控制台、节流阀遥控操作控制台、节流压井管汇和防喷器组等部分。采用智能网络控制器和组网络进行通信，应用OPC(OLE for Process Control)技术实现主控软件和井控软件数据的共享与交换，以二维地层剖面图形、三维动画和钻井现场视频文件(AVI)的形式展现钻井场景[15]。该平台可以根据学员的操作做出相应的响应，使实训学员达到身临其境的效果。

该实训平台在满足IADC和IWCF井控认证体系要求的基础之上，新增了防喷器组模型，这也是该平台的特色之一。通过该模型不仅可以模拟防喷器开关工艺流程，而且可以直观学习防喷器的内部结构及工作原理。

3 井控实训内容规划

在IADC和IWCF井控认证体系中，培训和认证分为入门级、司钻级和监督级等三个级别，培训和认证要求依次升高，培训和认证内容也随着要求的升高而逐步扩展和加深、难度逐渐增大。针对于每个级别的培训和认证，两个认证体系中都给出了一个课程内容清单和要实现的内容清单，每个级别的培训和认证要严格参照清单执行。

在进行井控实训内容规划时，以专业课的教学大纲为依据，重点参考了IADC和IWCF认证体系核心课程和相关技能的要求，并遵循以下两个原则：

(1) 实训内容主要针对监督级进行规划，略去一些基本的概念和理论。虽然略去的这些概念和理论是井控认证体系中的重要基础内容，但由于石油工程专业的学生在井控实训之前都已学习了相关的专业基础课和专业课，对一些基本的概念和理论有一定的储备，所以实训内容中不再包括这些内容。

(2) 实训内容与理论课教学和专业实习相呼应。实训内容与专业课的理论教学和专业现场实习形成互为补充、互相促进的关系，内容可以有部分的重叠，注意避免大块内容的重复学习和讲解。

规划的实训内容主要包括四个方面，分别为钻进过程实训，起下钻过程实训，关井实训和压井实训。其中，钻进过程实训和起下钻过程实训涉及的理论知识较少，重在了解相关工艺流程和进行操作训练。对于关井实训和压井实训则理论和操作训练并重，要求学生能够按照行业认证体系的要求，处理井控复杂情况。

4 井控实训教学方法

在教学方法方面，IADC和IWCF认证体系并未做详细的规定和约束，可以根据自身实际情况选用合适的教学方法，但提倡小班(组)式教学，一般要求操作训练时每个班(组)的人数不要超过15个人，以保证培训效果。

在井控实训教学中，主要采用了4种教学方法，包括理论授课、标准化视频学习、小组讨论学习和小组操作训练等方法。其中，理论授课和标准化视频学习阶段，还是以学生行政班为单位，每个班30人左右，在讨论学习和操作训练阶段，为了保证教学效果，采用了以小组为单位的形式，每组5个人左右。

(1) 理论授课。理论授课主要介绍钻井及井控的基本原理和工艺流程，一方面可以使学生对实训的内容有初步的了解，另一方面讲授学生井控相关的基本理论知识，为下一步完成相关的作业和操作训练打下理论基础，如图2所示。

图2 理论授课教学

(2) 视频学习。钻井及井控标准化操作视频是石油公司拍摄的、用于培训员工的操作视频。通过观看这些准化操作视频，可以使学生对钻井及井控涉及的设备、工艺流程和场景有直观的了解和认识，为学生下一步的操作训练提供参考，如图3所示。

图3 标准化视频学习

(3) 小组讨论学习。在理论授课和视频学习的基础之上，结合现场实例，布置一些精心设计的计算题和思考题，让学生以小组为单位针对这些计算题和思考题开展进一步的学习，巩固理论课和视频课所学的相关理论知识，如图4所示。

图4 分组讨论学习

(4) 模拟操作训练。在井控实训平台上，设置钻进、起下钻、井下复杂情况、关井和压井等一系列工程场景，让学生来根据之上的学习来提出操作方案和完成对应的操作流程，通过操作训练来巩固所学的理论知识，将理论与实践相结合，如图5所示。

图5 模拟操作训练

5 井控实训效果

选择了石油工程专业的部分班级进行了井控实训，经过一段时间的努力，顺利完成了井控实训的相关内容。通过理论知识掌握程度抽查、模拟操作比武、实训报告等形式检查了实训的效果，结果表明学生对实训的内容掌握较好，达到了预期的学习效果。此外，我们还以问卷调查的形式对学生的态度进行了调查，学生普遍对井控实训内容和过程有较高的兴趣，能够积极主动地进行相关内容的学习和训练，普遍认可实训的内容和效果。

6 结 语

基于井控领域国际上权威的IADC和IWCF认证体系，自主研制了先进的井控实训平台，规划了井控实训教学内容，灵活采用理论授课、视频学习、小组讨论学习和模拟操作训练等多种教学方法开展教学，取得了较好的实训效果。

国际上权威的认证体系引领着行业的发展，受到同行业的认可。基于这些权威的认证体系开展实训教学既可以确保实训教学的先进性和有效性，又能得到用人单位的认可，不失为一种较好的实训教学模式。

[1] 黄海龙，曲晓海，杨 洋．工程训练拆装实训教学的探索与实践[J]．实验室研究与探索，2014，33(12)：147-150．

[2] 陈东青，谭兆湛，邝禹聪，等．依托实验中心探索机器人实训教学模式[J]．实验科学与技术，2015，13(6)：164-165．

[3] 左建勇．面向工程的实训教学模式与案例分析[J]．实验室研究与探索，2011，30(7)：157-160．

[4] 战永平，曲占庆，陈德春，等．压裂、酸化实验教学实训平台的建设[J]．实验室科学，2011，14(4)：160-162，166．

[5] 李 岩，赵 兵，刘克平，等．楼宇自动化综合性实训平台建设[J]．实验室研究与探索，2011，30(10)：387-388，402．

[6] 张红光．开放实验室，培养大学生的创新精神和实践能力[J]．实验技术与管理，2011，28(6)：16-19．

[7] 战永平，曲占庆，陈德春，等．压裂实验仿真平台构建[J]．实验技术与管理，2012，29(2)：76-77，80．

[8] 杜伟略，潘 健．物联网综合实训平台设计[M]．实验技术与管理，2013，30(9)：63-67．

[9] 程 翔，黄培标，梁秋春．医学教育认证体系下的医学生信息素养教学改革[J]. 中华医学图书情报杂志,2014,23(3):66-68.

[10] 赵乌兰，王 枫，来平凡，等．国外听力学专业认证体系对我国教学改革的启示[J]. 浙江中医药大学学报, 2013,37(10):1246-1249.

[11] 董 云，顾文虎，蒋 洋．工程教育认证体系下交通土建专业的教学改革[J]. 开封教育学院学报, 2015, 35(12):87-88.

[12] 龙芝辉，于文平．井控技术[M]．北京：石油工业出版社，2013．

[13] 李 杰，袁骐骥，翟芳芳．钻井及井控模拟装置研制及展望[J]．天然气技术，2009(3)：49-51．

[14] 陈庭根，管志川．钻井工程理论与技术[M]．东营：中国石油大学出版社，2006．

[15] 郭辛阳，史玉才，刘瑞文，等．钻井及井控综合性仿真实训平台建设[J]. 实验室研究与探索，2015，34(10)：121-123．

Practical Teaching of Well Control Based on Certification System of International Authorities

GUOXinyang，LIURuiwen，BUYuhuan，ZHANGRui

(College of Petroleum Engineering，China University of Petroleum， Qingdao 266580，Shandong, China)

Practice teaching is an important part of college education. The advancement and the effectiveness of training pattern determine the quality of practice teaching. International authoritative certification systems which lead the industry development can provide reference for college practical teaching. Based on the requirement of authoritative certification systems of the International Association of Drilling Contractors and the International Well Control Forum, practical teaching of well control is carried out. According to the requirement of the two certification systems and the needs of the professional teaching, an advanced well control training platform is developed and the well control training laboratory is constructed. Based on the requirement of supervisor rank in certification system, the training content is determined. Several teaching methods are adopted, such as theory teaching, standardized video learning, group discussion and simulated operation training. In teaching process, the combined form of administrative class and small is used. The practical teaching of well control based on certification system of international authority has achieved good teaching effect.

international authoritative certification systems； well control； practical teaching

2016-03-10

中国石油大学教学实验技术改革项目(SY-B201603)

郭辛阳(1983-)，男，山东五莲人，博士，高级实验师，中国石油大学(华东)石油工程实验教学中心副主任，主要从事石油工程方面的教学及研究。Tel.：15266231375；E-mail：gdayang@163.com

TE 28

A

1006-7167(2017)02-0253-03