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 «Монтаж и эксплуатация бурового оборудования» 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: Учебная дисциплина «Монтаж и эксплуатация бурового оборудования» является одной из профилирующих дисциплин в подготовке специалистов по бурению нефтяных и газовых скважин. Цель преподавания дисциплины состоит в приобретении студентами основных знаний об устройстве и комплектовании машин и механизмов бурового оборудования, необходимых при производстве монтажно-демонтажных работ. В задачи дисциплины входит также изучение студентами методов расчёта надёжности и долговечности и умения их использовать с учётом условий эксплуатации и режимов нагружения оборудования при бурении нефтегазовых скважин с учётом требований безопасности труда и охраны окружающей среды. 2. Место дисциплины в структуре ООП: Дисциплина «Монтаж и эксплуатация бурового оборудования» относится к профессиональному циклу основной образовательной программы. Она базируется на знаниях, полученных ранее студентами при изучении ряда естественнонаучных и специальных дисциплин (в т.ч. технологии бурения нефтяных и газовых скважин). Освоение дисциплины закрепляется во время прохождения производственной практики и подготовки курсовой работы и дипломного проекта. (указывается цикл, к которому относится дисциплина; формулируются требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студента, необходимым для ее изучения; определяются дисциплины, для которых данная дисциплина является предшествующей) 3. Требования к результатам освоения дисциплины: Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций производственно-технологическая деятельность: • способен грамотно использовать современное буровое оборудование в производственном цикле сооружения нефтегазовых скважин; • способен рационально организовывать и управлять монтажно- демонтажными работами и эксплуатацией оборудования как основного, так и вспомогательного буровой установки; • знать методики и правила определения ресурсов бурового оборудования и предельных значений его нагружения; • способен использовать правила техники безопасности, производственной санитариии, пожарной безопасности и нормы охраны труда. (указываются в соответствии с ФГОС ВПО) В результате изучения дисциплины студент должен: Знать: – буровое оборудование, методы и правила его монтажа, демонтажа и эксплуатации в период сооружения нефтегазовой скважины. Уметь: – применить на практике полученные знания в различных условиях бурения скважин: наличие или отсутствие источников электроэнергии, воды, осложнений при бурении – поглощений или проявлений, эксплуатации оборудования на морских буровых платформах и т.д. Владеть: – практическими приёмами управления оборудованием в период сооружения буровой и её эксплуатации: подготовкой и обкаткой БО, приёмами монтажа буровых вышек и мачт, главного привода, системы управления БУ, оборудованием герметизации устья скважины и т.д. 4. Объем дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет ___________ зачетных единиц. Вид учебной работы Аудиторные занятия (всего) Всего часов 87 Семестры VII 54 VIII В том числе: - - - Лекции 56 36 20 Практические занятия (ПЗ) 31 20 11 - - - - - - Семинары (С) Лабораторные работы (ЛР) Самостоятельная работа (всего) 93 В том числе: - Курсовой проект (работа) 27 Расчетно-графические работы 45 30 15 Другие виды самостоятельной работы 21 11 10 Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) зачёт, экз. за- экз. 27 Реферат чёт Общая трудоемкость час 180 97 83 зач. ед. 5. Содержание дисциплины 5.1. Содержание разделов дисциплины № п/п 1. Наименование раздела дисциплины Буровые установки (БУ). Классификация БУ. 2. Оценка надежности и долговечности БО. 3. Роторы. Содержание раздела Функции и структура буровых установок. Классификация буровых установок. Размерный ряд буровых установок. Принципы выбора класса и типа буровой установки. Условия эксплуатации и режимы работы буровых установок. Классификация отказов и характеристик состояния бурового оборудования. Показатели надёжности и методы их определения. Связь законов распределения времени безотказной работы элементов бурового оборудования с причинами отказов. Количественная оценка надёжности сложных систем. Зависимость долговечности бурового оборудования от условий эксплуатации и режимов нагружения. Выбор коэффициентов запаса статической прочности в зависимости от вида напряжённого состояния и условий эксплуатации. Расчёт на выносливость при переменных нагрузках. Пути повышения надёжности и долговечности бурового оборудования. Назначение, конструкции, характеристики. Расчёт параметров и их согласование с параметрами буровой установки. Расчёты на прочность и долговечность. Пневматические клиновые захваты. Монтаж роторов. 4. Вертлюги. 5. Талевые системы. 6. Буровые лебедки. 7. Буровые вышки. 8. Буровые насосы. 9. Оборудование для приготовления и очистки буровых растворов. Силовые приводы буровых установок. 10. 11. Системы управления буровыми установками и забойными процессами. 12. Оборудование устья скважины и его эксплуатация. 13. Мероприятия по охране труда и окружающей Назначение, конструкция, характеристики. Согласование параметров вертлюга с параметрами буровой установки. Расчёты на прочность и долговечность. Правила эксплуатации. Назначение, характеристики и состав. Согласование с параметрами буровой установки. Талевые канаты. Расчёты на прочность и выносливость. Талевые блоки и кронблоки. Расчёт на прочность и долговечность. Механизм крепления неподвижной ветви талевого каната. Монтаж талевой системы. Буровые крюки и крюкоблоки. Назначение, характеристики. Расчёт на прочность и долговечность. Назначение, параметры главного подъёма и их связь с параметрами буровой установки. Кинематические и структурные схемы. Кинематический коэффициент использования мощности привода. Выбор рационального соотношения между скоростями. Размеры и канатоёмкость барабана лебёдки. Расчёт барабана на прочность. Тормозные устройства. Пневматические фрикционные муфты. Монтаж и эксплуатация буровых лебёдок. Меры безопасности. Параметры буровых вышек и оснований. Расчёт буровых вышек. Подготовительные работы к строительству скважины. Монтаж буровых вышек и установок. Транспортные средства для перевозки буровых установок. Основания для бурения скважин на море. Назначение, условия эксплуатации и требования к параметрам. Конструкции буровых насосов. Методика расчёта основных параметров насоса. Расчёт на прочность и долговечность. Монтаж и обвязка буровых насосов. Правила эксплуатации. Функции, состав и обслуживание. Параметры главного привода и предъявляемые к нему требования. Дизельный привод, электропривод, газотурбинный привод. Трансмиссии и способы приспособляемости силовых приводов к исполнительным механизмам. Верхний привод и его преимущества при наклонно направленном и горизонтальном бурении. Выбор и компоновка силовых приводов, их монтаж и эксплуатация. Структура системы управления поверхностным оборудованием БУ. Пневматическое управление агрегатами. Конечный выключатель (противозатаскиватель). Управление двигателями. Монтаж и эксплуатация систем управления. Назначение, параметры, типы противо-выбросового оборудования. Порядок работы, техническое обслуживание. Монтаж, управление и меры безопасности. Обвязка обсадных колонн и колонные головки. среды при монтаже и эксплуатации бурового оборудования. Техническое обслуживание. 5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами № п/п 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин Бурение скважин на шельфе Наклонно направленное бурение скважин Технология бурения нефтяных и газовых скважин Осложнения и аварии в бурении Автоматизация технологических процессов и геонавигация в бурении Безопасность жизнедеятельности Метрология, квалиметрия и стандартизация № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 5.3. Разделы дисциплин и виды занятий 4 2 4 4 – 8 12 3. Буровые установки (БУ). Классификация БУ. Оценка надежности и долговечности БО. Роторы. Всего час. 10 2 4 2 8 4. Вертлюги. 2 – 2 4 5. Талевые системы. 4 4 6 14 6. Буровые лебедки. 8 4 12 24 7. Буровые вышки. 8 6 20 34 8. Буровые насосы. 4 4 8 16 9. Оборудование для приготовления и очистки буровых растворов. 4 – 4 8 № Наименование раздела дисциплины п/п 1. 2. Лекц. Практ. Лаб. зан. зан. Семин СРС 10. 11. 12. 13. Силовые приводы буровых установок. Системы управления буровыми установками и забойными процессами. Оборудование устья скважины и его эксплуатация. Мероприятия по охране труда и окружающей среды при монтаже и эксплуатации бурового оборудования. Техническое обслуживание. 6 4 6 16 4 3 4 11 2 – 4 6 4 – 8 12 6. Лабораторный практикум – не предусмотрен 7. Практические занятия (семинары) № п/п № раздела дисциплины 1. 1, 3 2. 5 3. 6 4. 7 5. 8 6. 10, 11 Тематика практических занятий (семинаров) Трудоемкость (час.) Ознакомление с основным буровым оборудованием БУ 6 и расчёт эксплуатационных и технических параметров ротора Расчёт талевых систем 4 Определение параметров главного и вспомогательного тормозов лебёдок Расчёт буровых вышек и мачт, находящихся под действием полезной нагрузки, собственного веса и ветровой нагрузки Определение технических параметров насоса под действием эксплуатационных нагрузок Расчёт элементов системы управления БУ и силовых приводов 4 6 4 7 8. Примерная тематика курсовых проектов (работ) Инженерные расчёты, связанные с монтажно-демонтажными работами и эксплуатацией бурового оборудования в период строительства скважины. 9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины: а) основная литература 1. Ильский А.Л., Миронов Ю.В., Чернобыльский А.Г. Расчет и конструирование бурового оборудования. М.: Недра, 1985. 2. Инженерные расчеты бурового оборудования и инструмента: Учебное пособие / В.С. Литвиненко, И.Г. Шелковников; СПГГИ, СПб, 2000. б) дополнительная литература 3. Алексеевский Г.В. Буровые установки Уралмашзавода. М., «Недра», 1981. 4. Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин. Учебник для техникумов. М., «Недра», 1985. 5. Денисов П.Г. Сооружение буровых. М., Недра, 1989. 6. Палашкин Е.К. Справочник механика по глубокому бурению. М., « Недра», 1981. 7. Буровые комплексы. Современные технологии и оборудование / Коллектив авторов; под общей редакцией А.М. Гусмана и К.П. Порожского: Научное издание. Екатеринбург: УГГГА, 2002. в) программное обеспече- ние_______________________________________________________________ _________________________________________________________________ г) базы данных, информационно-справочные и поисковые систе- мы________________________________________________________________ _______________________________ 10. Материально-техническое обеспечение дисциплины: 1. Специализированные аудитории, оснащённые стендовым материалом, образцами технических средств для искривления и наклонно направленного бурения эксплуатационных скважин. 2. Экспериментальная буровая установка (практические занятия). 3. Кафедральный компьютерный центр, решение заданных задач. 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) __________________________________________________________________ ___________ Разработчики: СПГГИ (ТУ), каф. БС (место работы) ___________________ (место работы) профессор Ю.Т. Морозов (занимаемая должность) (инициалы, фамилия) _________________ _____________________ (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)