Программа обучения по дисциплине для студента (syllabus)

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Карагандинский государственный технический университет

Утверждаю

Председатель Ученого совета

Ректор, академик НАН РК

_______________________

«____» _________ 2010г.

ПРОГРАММА ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ДЛЯ СТУДЕНТА

( SYLLABUS)

Дисциплина EL3301 «Буровое и промысловое оборудование»

Специальность 5В072400 – «Технологические машины и оборудование»

Горный Институт

Кафедра горных машин и оборудования

2010

Предисловие

Программа обучения по дисциплине для студента (syllabus) разработана: Шмановым Махамбетом Нажметдиновичем

Обсуждена на заседании кафедры «Горные машины и оборудование»

Протокол № _______ от «____»______________2010 г.

Зав. кафедрой _______ «____»_____________2010г.

Одобрена методическим бюро Горного Института

Протокол № ________ от «_____»_____________2010 г.

Председатель ________ «____»____________ 2010 г.

Сведения о преподавателе и контактная информация

Шманов Махамбет Нажметдинович

Кафедра горных машин и оборудования находится в 1 корпусе КарГТУ (Б. Мира, 56), аудитория 182, контактный телефон 565932 доб. 20-38,электронный адрес – *****@***ru

Трудоемкость дисциплины

Семестр	Количество кредитов	Вид занятий	Количество часов СРС	Общее количество часов	Форма контроля
количество контактных часов	количество часов СРСП	всего часов
лекции	практические занятия	лабораторные занятия
5	3	30	-	15	45	90	45	135	Экзамен

Характеристика дисциплины

Дисциплина EL 3301 «Буровое и промысловое оборудование» входит в цикл профилирующих диcциплин для студентов специальности 5B072400 «Технологические машины и оборудование»(траектория «Машины и оборудование нефтегазовой промышленности»).

Цель дисциплины

Дисциплина «Буровое и промысловое оборудование» ставит целью изучение машин и механизмов для бурения нефтегазовых скважин и проведения добычи нефти и газа из продуктивных пластов.

Задачи дисциплины

Задачи дисциплины следующие:создание у студентов базы данных о методах исредствах бурения, крепления и освоения нефтегазовых скважин;

В результате изучения данной дисциплины студенты должны:

иметь представление:

– об основных видах и типах бурового и эксплуатационного оборудования;;

– о современных достижениях науки и практики в области глубокого, морского бурения и извлечения нефти и газа;

знать:

– конструкции, принципы действия, основные параметры и устройства современного бурового и нефтегазопромыслового оборудования;

уметь:

– выбирать способы и оборудование для бурения нефтегазовых скважин при заданных параметрах и конкретных условиях работы;;

– разрабатывать технические требования на применение оборудования;

приобрести практические навыки:

– расчета силовых и прочностных характеристик бурильных труб, обсадных колонн, буровых насосов, устьевогои запорного оборудования.

Пререквизиты

Для изучения данной дисциплины необходимо усвоение следующих дисциплин (с указанием разделов (тем)):

	Дисциплина	Наименование разделов (тем)
1.	Высшая математика	Аналитическая геометрия на плоскости и в пространстве. Дифференциальное и интегральное исчисление.
2.	Физика	Статика. Кинематика. Динамика. Работа и механическая энергия. Механические колебания.
3.	Теоретическая механика	Плоская и пространственная система сил. Сложное движение точки и тела. Динамика точки и системы.
4.	Сопротивление материалов	Растяжение и сжатие. Кручение. Сложное сопротивление. Продольный изгиб. Расчет труб.
5.	Физика горных пород. Горное давление	Свойства горных пород. Минеральный состав и строение пород. Горнотехнологические свойства.
6.	Гидро - , пневмо - , электропривод	Объемные гидро - и пневмоприводы. Силовые приводы. Особенности эксплуатации в скважинах.

Постреквизиты

Знания, полученные при изучении дисциплины «Буровое и нефтепромысловое оборудование», используются при освоении следующих дисциплин:

- разработка нефтегазовых месторождений;

- оборудование для хранения и транспортировки нефти и газа

- техника и технология проведения морского бурения нефтегазовых скважин.

Тематический план дисциплины

Наименование раздела,(темы)	Трудоемкость по видам занятий
Лекции	Практические	Лабораторные	СРСП	СРС
11.	Краткие сведения из нефтепромысловой геологии. Оборудование для спускоподъемных операций	8	-	2	10	10
22.	Оборудование и инструмент для бурения скважин	8	-	4	10	10
33.	Бурильная колонна и очистные агенты	4	-	2	5	5
44.	Обсадные колонны	4	-	2	10	10
55.	Эксплуатация нефтяных и газовых скважин. Нефтепромысловое оборудование	6	-	5	10	10
	ИТОГО	30	-	15	45	445

Перечень лабораторных занятий

1.Буровые установки. Выбор класса буровой установки. Расчет ветровой нагрузки на буровую вышку.

2.Буровые лебедки. Выбор и расчет силовых и эксплуатационных параметров буровой лебедки.

3.Буровые роторы. Выбор и расчет роторной установки.

4.Буровые насосы. Определение параметров бурового насоса при нагнетании бурового раствора в скважину.

5. Параметры буровых растворов, приборы и методы определения параметров глинистых растворов.

6. Буровые вертлюги. Расчет деталей и узлов вертлюга на прочность.

7. Бурильная колонна. Основные элементы бурильной колонны. Условия работы колонн бурильных труб, расчеты верхней части и низа бурильной колонны при роторном и турбинном бурении.

8.Забойные гидравлические двигатели и электробуры. Конструкции двигателей, принципы работы, расчет параметров турбобуров.

9.Устьевое оборудование нефтегазовых скважин при проведении бурения. Конструкции, принцип работы колонной головки, превенторов, манифольда. Расчет фланцевых соединений.

Тематический план самостоятельной работы студента с преподавателем

Наименование тем СРСП	Цель занятия	Форма проведения	Содержание занятия	Реком. литература
Тема 1 Методы и средства установки и крепления буровых вышек. Определение параметров крепления при нагрузках	Углубление знаний по данной теме	Консультации, тренинг	Проведение расчетов, построение графических схем действующих нагрузок	[4], [6], [8], [9], [10], конспект лекций
Тема 2 Контрольно-измерительные приборы, применяемые при бурении нефтегазовых скважин	Углубление знаний по данной теме	Консультации, тренинг	Изучение устройства и Принципа действия приборов-регуляторов подачи крутящего момента	[4], [5], [6], [11]
Тема 3 Грузоподъемные и трубоподъемные механизмы буровых установок	Углубление знаний по данной теме	Консультации, тренинг	Проведение расчетов на прочность блококрюков, вертлюгов, скоб, элеваторов	[8], [9], [10], ] конспект лекций
Тема 4 Определение параметров и выбор типа лебедки. Грузоподъемность и канатоемкость лебедок	Углубление знаний по данной теме	Консультации, тренинг	Кинематический расчет лебедки, расчет привода	[1], [4], [8],
Тема 5 Труборазвороты, свечеукладчики, комплексы автоматизации спуска-подъема (АСП)	Углубление знаний по данной теме	Консультации, тренинг	Устройство, принцип работы, основные механизмы комплексов АСП	[2], [3], [5], [11]
Тема 6 Обсадные эксплуатационные колонны труб	Углубление знаний по данной теме	Консультации, тренинг	Расчет обсадных труб с учетом осевых нагрузок, глубины спуска, внутренних и внешних давлений	[4], [7], [10]
Тема 7 Трансмиссии силового привода. Объемный гидропривод	Углубление знаний по данной теме	Консультации, тренинг	Примеры расчета зубчатых, цепных передач, гидромуфт	[5], [10], [7]
Тема 8 Средства опробования скважин. Методы отбора кернов. Инструменты для отбора кернов	Углубление знаний по данной теме	Консультации, тренинг	Назначение геологических проб. Классификация пород по сложности отбора кернов	[2], [6], [10], [11]
Тема 9 Инструменты для ликвидации аварий при бурении скважин. Ловильный инструмент, фрезеры и труборезы	Углубление знаний по данной теме	Консультации, тренинг	Конструкции метчиков, колоколов, труболовок, магнитных ловушек и др.	[4], [5], [6], [10], [11]
Тема 10 Оборудование для очистки промывочных жидкостей от шлама. Гидроциклоны	Углубление знаний по данной теме	Консультации, тренинг	Назначение, виды оборудования. Их место в буровых установках	[4], [5], [11]
Тема 11 Расчет и выбор параметров основных узлов скважинных насосных установок	Углубление знаний по данной теме	Консультации, тренинг	Расчет плунжера, числа двойных ходов, подбор ступенчатой колонны насосных штанг	[8], [9], [10]
Тема 12 Длинноходовые скважинные насосные установки с механическим приводом	Углубление знаний по данной теме	Консультации, тренинг	Особенности длинноходовых установок. Достоинства, недостатки. Условия применения	[3], [11]
Тема 13 Оборудование для поддержания пластового давления	Углубление знаний по данной теме	Консультации, тренинг	Арматура устья нагнетательных скважин. Погружные насосы	[2] [3] [4] [5]
Тема 14 Особенности бурения и добычи нефти и газа из морских месторождений. Подводное устьевое и скважинное оборудование	Углубление знаний по данной теме	Консультации, тренинг	Подводные и надводные комплексы оборудования	[1], [2], [3]
Тема 15 Современные установки для сбора и подготовки нефти. Замерные, нагревательные механизмы. Установки отдеделения нефти от газа и воды	Углубление знаний по данной теме	Консультации, тренинг	Грунтовые замерные установки. Устьевые и путевые нагреватели	[2], [3], [11]

Темы контрольных заданий для СРС

1.Основные виды бурового и нефтепромыслового оборудования

2.Буровые установки для прведения глубинных нефтегазодобывающих скважин;

3.Конструкция скважины. Основные элементы скважины, оборудование, глубина скважины

4.Буровая вышка. Типы буровых вышек, конструкции вышек

5.Вышки мачтового типа. Устройство, назначение, область применения

6.Вышки башенного типа. Устройство, нащзначение, область применения

7.Талевая система буровой вышки

8.Канаты талевой системы. Заправка канатов, расчеты канатов

9.Штропы, элеваторы и спайдеры, их устройство и назначение

10.Вертлюг. Назначение, основные элементы, порядок расчета

11.Роторная установка буровой установки. Конструкция ротора, назначение, пневмозахваты ротора

12.Буровая колонна. Основные элементы буровой колонны. Назначение ведущей трубы

13.Бурильные трубы. Назначение, размеры, материал и конструкции труб

14.Породоразрушающий инструмент. Принципы разрушения горных пород лопастными, шарошечными и другими видами инструментов

15.Алмазные долота для бурения нефтегазовых скважин

16.Силовой привод буровой установки. Гибкость привода

17.Турбобуры. Устройство, типы и область применения

18.Буровые насосы. Конструкции, параметры, подача насосов

19.Полупогружные плавучие буровые установки.

20Устьевое оборудование подводных скважин.

21.Компенсаторы вертикальных перемещений морских буровых установок

Критерии оценки знаний студентов

Экзаменационная оценка по дисциплине определяется как сумма максимальных показателей успеваемости по рубежным контролям (до 60%) и итоговой аттестации (экзамен) (до 40%) и составляет значение до 100% в соответствии с таблицей.

Оценка по буквенной системе	Цифровые эквиваленты буквенной оценки	Процентное содержание усвоенных знаний	Оценка по традиционной системе
А А-	4,0 3,67	95-100 90-94	Отлично
В+ В В-	3,33 3,0 2,67	85-89 80-84 75-79	Хорошо
С+ С С- D+ D	2,33 2,0 1,67 1,33 1,0	70-74 65-69 60-64 55-59 50-54	Удовлетворительно
F Z	0 0	30-49 0-29	Неудовлетворительно

Оценка «А» (отлично) выставляется в том случае, если студент в течение семестра показал отличные знания по всем программным вопросам дисциплины, а также по темам самостоятельной работы, регулярно сдавал рубежные задания, проявлял самостоятельность в изучении теоретических и прикладных вопросов по основной программе изучаемой дисциплины, а также по внепрограммным вопросам.

Оценка «А-» (отлично) предполагает отличное знание основных законов и процессов, понятий, способность к обобщению теоретических вопросов дисциплины, регулярную сдачу рубежных заданий по аудиторной и самостоятельной работе.

Оценка «В+» (хорошо) выставляется в том случае, если студент показал хорошие и отличные знания по вопросам дисциплины, регулярно сдавал семестровые задания в основном на «отлично» и некоторые на «хорошо».

Оценка «В» (хорошо) выставляется в том случае, если студент показал хорошие знания по вопросам, раскрывающим основное содержание конкретной темы дисциплины, а также темы самостоятельной работы, регулярно сдавал семестровые задания на «хорошо» и «отлично».

Оценка «В-»(хорошо) выставляется студенту в том случае, если он хорошо ориентируется в теоретических и прикладных вопросах дисциплины как по аудиторным, так и по темам СРС, но нерегулярно сдавал в семестре рубежные задания и имел случаи пересдачи семестровых заданий по дисциплине.

Оценка «С+» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае, если он владеет вопросами понятийного характера по всем видам аудиторных занятий и СРС, может раскрыть содержание отдельных модулей дисциплины, сдает на «хорошо» и «удовлетворительно» семестровые задания.

Оценка «С» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае, если он владеет вопросами понятийного характера по всем видам аудиторных занятий и СРС, может раскрыть содержание отдельных модулей дисциплины, сдает на «удовлетворительно» семестровые задания.

Оценка «С-» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае, если студент в течение семестра регулярно сдавал семестровые задания, но по вопросам аудиторных занятий и СРС владеет только общими понятиями и может объяснить только отдельные закономерности и их понимание в рамках конкретной темы.

Оценка «D+» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае, если он нерегулярно сдавал семестровые задания, по вопросам аудиторных занятий и СРС владеет только общими понятиями и может объяснить только отдельные закономерности и их понимание в рамках конкретной темы.

Оценка «D» (удовлетворительно) выставляется студенту в том случае, если он нерегулярно сдавал семестровые задания, по вопросам аудиторных занятий и СРС владеет минимальным объемом знаний, а также допускал пропуски занятий.

Оценка «F» (неудовлетворительно) выставляется тогда, когда студент практически не владеет минимальным теоретическим и практическим материалом аудиторных занятий и СРС по дисциплине, нерегулярно посещает занятия и не сдает вовремя семестровые задания.

Оценка «Z» (неудовлетворительно) выставляется тогда, когда студент не владеет минимальным теоретическим и практическим материалом аудиторных занятий и СРС по дисциплине, пропустил более половины занятий и не представил вовремя семестровые задания.

Рубежный контроль проводится на 7,14-й неделях обучения и складывается исходя из следующих видов контроля:

Вид кон­троля

%-ое со­держание

Академический период обучения, неделя

Итого, %

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Посещаемость

0,67

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

10

Конспекты лекций

1,0

*

*

*

*

*

5

Защита лаб. работ

1,6

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

20

Письменный опрос

2,5

*

*

5

Самостоятель­ная работа студентов

2,0

*

*

*

*

*

10

Модули

5,0

*

*

10

Экзамен

50

40

Всего по аттестации

30

30

60

Итого

100

Политика и процедуры

При изучении дисциплины «Буровое и промысловое оборудование» прошу соблюдать следующие правила:

1 Не опаздывать на занятия.

2 Не пропускать занятия без уважительной причины, в случае болезни прошу представить справку, в других случаях – объяснительную записку.

3 В обязанности студента входит посещение всех видов занятий.

4.Согласно календарному графику учебного процесса сдавать все виды контроля.

5 Пропущенные практические и лабораторные занятия отрабатывать в указанное преподавателем время.

6. Активно участвовать в учебном процессе.

7. Быть терпимым, добросовестным и доброжелательным к сокурсникам и преподавателям.

Учебно-методическая обеспеченность дисциплины

Ф. И.О. автора	Наименование учебно-методической литературы	Издательство, год издания	Кол-во экз.
в библиотеке	на кафедре
Основная литература
1. и др.	Нефтегазовое строительство	М. изд. Омега – Л, 2005 -771с.	5	-
2. и др.	Основы нефтегазового дела	Уфа, Дизайнсервис 2005-527с	7	-
3.	Бурение нефтяных и газовых скважин	М. Недра 1978-424с.	5-1985г 29 -1978г 5 -2004г	-
4.	Эксплуатация нефтяных и газовых скважин	М. Недра 1973-381с.	9	-
5.	Бурение нефтяных и газовых скважин	М. Недра 1988-359с.	2	-
6.	Типовые задачи и расчеты в бурении	М. Недра 1974-503с.	2	-
7.	Расчеты в добыче нефти	М. Недра 1974-319с.	3	-
Дополнительная литература
8.	Скважинная добыча нефти	М. Нефть и газ РГУ им. Губкина 2003-816с.	1	-
9.	Бурение и эксплуатация нефтяных и газовых скважин	М. Недра 1982-376с.	3	-
10.	Буровые машины и механизмы	М. Недра 1981-448с.	5	1
11.	Нефтепромысловые машины и механизмы	М. Недра 1983-308с.	1	-
12.	Расчеты бурильных и обсадных труб	М. Недра 1971-205с.	4	-
13.	Практические расчеты в бурении	М. Недра 1986-250с.	4	-
14. и др.	Технология бурения разведочных скважин	М. Техника 2004	2	1
15. и др.	Проектирование буровых установок	М. Недра 1983	-	1
16.	Основы классификации и расчета парам. буров. установ.	М. Изд. Недра 1968-256с.	2	-
17. И,	Контр-измерит. и регистр. приборы в нефт. пром.	М. Издат. Недра 1967-266с.	2	-
18.	Устьевое оборудование нефтяных и газовых скважин	г. Москва, Изд. Недра 1978-253с.	3	-
19.	Типовые расчеты в нефтедобыче	Уфа, Изд. Дизайн-полиг.2002 г-655с.	12	-
20.	Справочник по нефтепромысл. оборудованию	Москва Изд. Недра 1983-399с.	3	-
21.	Технология бурения нефтяных и газовых скважин	Москва, Изд. Недра 1963-407с.	4	-
22.	Справочная книга по добыче нефти	Москва, Недра, 1974-703с.	1	-
23.Форест Грей	Добыча нефти	г. Москва -Бизнес, 2001, 2004-416с.	3	-

График выполнения и сдачи заданий по дисциплине

Вид контроля	Цель и содержание задания	Рекомендуемая литература	Продолжительность выполнения	Форма контроля	Срок сдачи
1	2	3	4	5	6
1.Выполнение контрольной работы №1 «Буровые вышки»	Закрепление теоретических знаний и практических навыков	[3] [5] [6] [8] [14], конспекты лекций	1 контактный час	Текущий	3 неделя
2.Выполнение контрольной работы №2 «Талевая оснастка»	[6] [7] [9] [14] [21] конспекты лекций	1 контактный час	Текущий	6 неделя
Выполнение контрольной работы №3 «Расчет бурильных и обсадных труб»	[12] [13] [15] [10] [19] конспекты лекций	1 контактный час	Текущий	11 неделя
4.Практическое решение задач	Практическое закрепление навыков	[6] [7] [8] [13] [15] [19] конспекты лекций	В течение семестра	Текущий	3,6,11 недели
Сдача модуля №1 «Спуско-подъемные механизмы»	Закрепление теоретических знаний и практических навыков	[1] [2] [3] [5] [10] [20] конспекты лекций	1 контактный час	Рубежный	7 неделя
Сдача модуля №2 «Устьевое оборудование скважин»	[4] [5] [6] [18] [20] конспекты лекций	1 контактный час	Рубежный	14 неделя
Экзамен	Проверка усвоения материала дисциплины	Весь перечень основной и до-полнительной литературы	2 контактных часа	Итоговый	В период сессии

Вопросы для самоконтроля

1. Основные понятия о строении и составе земной коры. Складкообразование и типы складок.

2. Основные физико-механические свойства горных пород влияющие на разрушение горных пород.

3. Образование нефти и нефтяных залежей

4. Состав нефти, мировые запасы.

5. Поиски, разведка и разработка нефтяных и газовых месторождений.

6. Понятие о буровой скважине, классификация и назначение скважин. методы бурения скважин.

7. Технологическая схема бурения скважин вращательным способом.

8. Буровые установки глубокого бурения. Состав буровых установок.

9. Буровые вышки, применяемые при бурении скважин.

10. Буровые лебедки. Устройство, назначение. Одно – и двухвальные лебедки.

11. Тормозные устройства буровых лебедок. Гидродинамический и электродинамический тормоз.

12. Талевые системы буровых установок. Оснастка талевой системы. Элементы талевой системы: кронблоки, крюки, вертлюги, штропы, канаты.

13. Элеваторы, пневматические клиновые захваты, пневмо-раскрепители, системы АКБ и АСП.

14. Методы бурения скважин. Роторные установки. Привод, передачи роторной установки. Вкладыши, захваты, клинья. Параметры современных роторных установок.

15. Устройство вертлюга и механизма подачи промывочной жидкости. Силовые вертлюги, их достоинства и недостатки. Буровые насосы и буровые шланги.

16. Силовой привод бурильной установки. Требования к силовому приводу, виды привода. Гибкость характеристики, диапазон регулирования, способность к перегрузкам, реверсам.

17. Электрический привод. Асинхронные и синхронные электрические приводы. Электродвигатели постоянного тока. Достоинства и недостатки. Параметры современного электропривода для буровых установок.

18. Дизельный привод. Назначение, область применения. Другие виды силовых приводов.

19. Турбинное бурение. Турбобур: устройство, схема движения потока жидкости. Одноступенчатые и многоступенчатые турбобуры. Объем применения. Характеристики турбобуров.

20. Винтовые забойные двигатели. Принцип действия, устройство, применение, параметры.

21. Электробуры. Устройство, принцип действия, область применения, параметры современных электробуров.

22. Породоразрушающий инструмент. Лопастные долота, алмазные долота. Крепость пород, глубина бурения, режимы бурения.

23. Шарошечные долота. Устройство, материалы, режимы бурения. Типы шарошечных долот.

24. Бурильная колонна. Элементы бурильной колонны. Ведущие трубы. Бурильные трубы. Замковые устройства.

25. Переводники, центраторы, калибраторы. Утяжеленные бурильные трубы. Параметры, материалы для их изготовления, виды утяжеленных бурильных труб.

26. Промывка скважин. Растворы на водной и неводной основе. Составляющие растворов. Химические реагенты - добавки.

27. Бурение скважин с очисткой забоя воздухом и газом. Аэрированные промывочные жидкости и пены. Выбор типа промывочной жидкости.

28. Крепление скважин. Выбор конструкции скважины. Обсадные колонны.

29. Обсадные трубы. Расчет обсадных колонн. Спуск обсадной колонны в скважину. Устройство низа обсадной колонны.

30. Пластовое давление. Вызов притока продуктовой жидкости из пласта в скважину. Оборудование устья скважины. Насосно-компрессорные трубы.

31. Фонтанная эксплуатация нефтяных скважин. Оборудование устья фонтанных скважин. Крестовиковая и тройниковая арматура устья. Превенторы, запорные краны, фланцы.

32. Компрессорная эксплуатация нефтяных скважин. Конструкции газовоздушных подъемников.

33. Цементирование скважин. Тампонажные материалы и оборудование для цементирования скважин.

34. Эксплуатация скважин штанговыми глубинными насосами. Принцип работы и схема глубиннонасосной установки.

35. Устьевое оборудование глубиннонасосных скважин.

36. Невставные и вставные насосы. Замковые опоры вставных насосов. Технические требования к конструкции и материалу узлов насосов.

37. Балансирные станки-качалки. Конструкции, основные узлы, параметры. Расчетные схемы. Достоинства и недостатки.

38. Безбалансирные станки-качалки.

39. Пневматические и канатные насосы возвратно-поступательного действия.

40. Безштанговые глубиннонасосные установки. Роторные и гидравлические установки.