ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Математические методы анализа процессов бурения»
Направления подготовки: 131000 «Нефтегазовое дело»
Профиль: «Бурение нефтяных и газовых скважин»
Квалификации (степени) выпускника: БАКАЛАВР
Форма обучения: очная
Санкт - Петербург
2012
1. Цели и задачи дисциплины: Целью изучения дисциплины является приобретение студентами знаний об основах планирования экспериментов в бурении и обработке их результатов, освоение современного программного обеспечения для решения указанных задач. Задачи дисциплины состоят в том, чтобы на основе полученных знаний будущий специалист мог планировать лабораторные и производственные эксперименты, обрабатывать их результаты, устанавливать на этой основе зависимости, позволяющие регулировать технологические процессы бурения скважин и устанавливать оптимальное сочетание параметров режима бурения.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина относится к базовой части математического и естественнонаучного цикла Б.2 образовательной программы бакалавра.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
В результате изучения дисциплины “Математические методы анализа процессов бурения” студент должен:
Знать:
- Основы линейной алгебры с элементами аналитической геометрии, математический анализ, основы дискретной математики, теории обыкновенных дифференциальных уравнений, теории вероятностей и математической статистики (ОК-1, ПК-2, ПК-13);
- Основные сведения о дискретных структурах, используемых в персональных компьютерах, основные алгоритмы типовых численных методов решения математических задач, один из языков программирования, структуру локальных и глобальных компьютерных сетей ( ПК-1, ПК-4, ПК-23) .
Уметь:
- Применять математические методы для решения типовых профессиональных задач, ориентироваться в справочной математической литературе, приобретать новые математические знания, используя современные образовательные и информационные технологии, использовать математическую логику для формирования суждений по соответствующим профессиональным проблемам (ОК-1, ПК-1, ПК-6, ПК-13, ПК-17, ПК-19,);
- Обрабатывать эмпирические и экспериментальные данные (ПК-2, ПК-18, ПК-21) ;
- Работать в качестве пользователя персонального компьютера, использовать внешние носители информации для обмена данными между машинами, решать типовые задачи по основным разделам курса (ПК-4, ПК-24).
Владеть:
- Методами построения простейших математических моделей типовых профессиональных задач (ПК-2, ПК-20);
- Методами анализа содержательной интерпретации полученных результатов (ПК-4, ПК-18,);
- Методами поиска и обмена информацией в глобальных и локальных компьютерных сетях, техническими и программными средствами защиты информации при работе с компьютерными системами, включая приёмы антивирусной защиты (ПК-3, ПК-4,) .
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |||
7 | |||||
Аудиторные занятия (всего) | 68 | 68 | |||
В том числе: | - | - | - | - | - |
Лекции | 34 | 34 | |||
Практические занятия (ПЗ) | 34 | 34 | |||
Семинары (С) | - | - | |||
Лабораторные работы (ЛР) | - | - | |||
Самостоятельная работа (всего) | 148 | 148 | |||
В том числе: | - | - | - | - | - |
Курсовой проект (работа) | 87 | 87 | |||
Расчетно-графические работы | - | - | |||
Коллоквиум | 25 | 25 | |||
Подготовка к дифференцированному зачёту | 36 | 36 | |||
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) | Дифф. зачёт | ||||
Общая трудоемкость час зач. ед. | 216 | 216 | |||
6 | 6 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1. | Предварительная обработка экспериментальных данных | Практическое применение математических методов при проектировании и производстве буровых работ, научных исследованиях. Отбраковка непредставительных данных. Критерии отбраковки непредставительных данных. Определение основных статических оценок выборки. Определение необходимого объёма эксперимента. |
2. | Однофакторный и многофакторный дисперсионный анализ | Задачи дисперсионного анализа. Однофакторный и многофакторный дисперсионный анализ. Сравнение средних значений двух выборок. |
3 | Корреляционный и регрессионный анализ | Понятие о регрессионном и корреляционном анализах. Метод наименьших квадратов. Линейная и нелинейная парная регрессия. Линейный множественный регрессионный и корреляционный анализ. Нелинейная множественная регрессия. |
4 | Планирование эксперимента и обработка его результатов | Планирование эксперимента в много факторном процессе. Виды экспериментов и условия их проведения. Планирование и обработка результатов полного факторного эксперимента. Оценка адекватности модели. Сокращение объёма экспериментальных работ. Дробный факторный эксперимент. |
5 | Методы поиска околооптимальной области | Метод крутого восхождения к околооптимальной Бокса-Уилсона. Симплекс-метод поиска околооптимальных параметров. |
6 | Методы ранговой оценки показателей процесса бурения скважин. | Шкала желательности Харрингтона. Метод экспертных оценок. |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
1. | Теоретическая и прикладная механика | + | + | + | + | + | + |
2. | Материаловедение и ТКМ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
3. | Электротехника | + | + | + | + | + | + |
4. | Химия нефти и газа | + | + | + | + | + | + |
5. | Гидравлика и нефтегазовая гидромеханника |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
6. | Термодинамика и теплопередача |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
7. | Геология нефти и газа | + | + | + | + | + | + |
8. | Гидроаэромеханика и теплообмен в бурении |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
9. | Основы петрофизики и разрушения горных пород |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
10. | Бурение скважин на шельфе |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
11. | Наклонно-направленное бурение скважин |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
12. | Технология бурения нефтяных и газовых скважин |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
13. | Монтаж и эксплуатация бурового оборудования |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
14. | Крепление нефтяных и газовых скважин |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
15. | Заканчивание скважин | + | + | + | + | + | + |
16. | Осложнения и аварии в бурении |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
17. | Автоматизация технологических процессов и геонавигация в бурении |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Практ. зан. | Лаб. зан. | Семин | СРС | Все-го час. |
1. | Предварительная обработка экспериментальных данных | 6 | 8 | - | - | 22 | 36 |
2. | Однофакторный и многофакторный дисперсионный анализ | 6 | 8 | - | - | 22 | 36 |
3. | Корреляционный и регрессионный анализ | 8 | 8 | - | - | 22 | 38 |
4. | Планирование эксперимента и обработка его результатов | 8 | 8 | - | - | 22 | 38 |
5. | Методы поиска околооптимальной области | 2 | 2 | - | - | 12 | 16 |
6. | Методы ранговой оценки показателей процесса бурения скважин. | 4 | - | - | - | 12 | 16 |
7. | Дифференцированный зачёт | - | - | - | - | 36 | 36 |
6. Лабораторный практикум не предусмотрен
7. Практические занятия (семинары)
№ п/п | № раздела дисциплины | Тематика практических занятий (семинаров) | Трудо-емкость (час.) |
1. | 1. | Определение закона распределения совокупности опытных данных. Отбраковка непредставительных данных. | 8 |
2. | 2. | Проведение дисперсионного анализа результатов эксперимента. | 8 |
3. | 3. | Построение уравнений линейной регрессии по результатам эксперимента. | 8 |
4. | 4. | Обработка результатов полного факторного эксперимента. | 4 |
5. | 4. | Построение плана многофакторного эксперимента. | 2 |
6. | 4. | Определение объёма эксперимента. | 2 |
7. | 5. | Определение околооптимальных параметров. | 2 |
8. Тематика курсовой работы
Планирование эксперимента и обработка экспериментальных данных
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1. Власов научных исследований и организации эксперимента. Учебное пособие. – СПб: Санкт-Петербургский горный институт, 2000, 116 с.
б) дополнительная литература
1. Башкатов процессов разведочного бурения. М.: Изд-во РАЕН, ИГЦ, НП “Волгагеология”, 1997.
2. Башкатов эксперимента в разведочном бурении. М.: Недра, 1985.
3. Ганджумян статистика в разведочном бурении. М.: Недра, 1990.
4. Львовский методы построения эмпирических формул. М.: Высшая школа, 1988.
5. Поротов методы моделирования в геологии: учебник/ Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). СПб, 2с.
в) программное обеспечение Table Curve и Table Curve 3D.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
- Федеральный портал “Российское образование” http://www.edu.ru/
- Федеральное хранилище “Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов” http://www.school-collection*****/
- Информационно-правовая база КОДЕКС и электронная библиотека JSTOR главной библиотеки Санкт-Петербургского государственного горного института имени (технического университета).
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
- Кафедральный компьютерный центр;
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
(указываются рекомендуемые модули внутри дисциплины или междисциплинарные модули, в состав которых она может входить, образовательные технологии, а также примеры оценочных средств для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации)
_____________________________________________________________________________
Разработчик:
кафедра БС доцент
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
Эксперты:
кафедра БС профессор
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
кафедра БС доцент
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
