Комплекс підручників з техніки та технології буріння свердловин для студентів вищих навчальних закладів освіти



Скачати 166.93 Kb.
Дата конвертації29.12.2016
Розмір166.93 Kb.


Міністерство освіти і науки України
Державний Вищий навчальний Заклад

«Національний гірничий університет»




Комплекс підручників

З техніКИ та технології буріння

свердловин для студентів

вищих навчальних закладів освіти

1. Буровые машины и механизмы: Учебник. – Киев; Донецк: Вища шк., Головное изд-во, 1985. – 176 с.

2. Проектування бурових машин і механізмів: Підручник. – К.: Вища шк., 1994 – 335 с.

3. Автоматизація процесів буріння свердловин: Підручник. – К.: Вища шк., 1996. – 256 с.



4. Техніка та технологія буріння гідрогеологічних свердловин: Підручник. – Д.: НГУ, 2007. – 399 с.

5. Промивальні рідини в бурінні: Підручник. – Д.: НГУ, 2011. – 542 с.
Автор:

Дудля Микола Андрійович, кандидат технічних наук, професор, професор кафедри техніки розвідки родовищ корисних копалин
РЕФЕРАТ

РЕФЕРАТ
роботи «Комплекс підручників з техніки та технології буріння свердловин для студентів вищих навчальних закладів освіти»

(роки видання 1985, 1994, 1996, 2007, 2011).



Загальні положення. Професійно-орієнтовані дисципліни «Бурові машини і механізми», «Проектування бурових машин і механізмів», «Автоматизація процесів буріння свердловин», «Техніка та технологія буріння гідрогеологічних свердловин» і «Промивальні рідини в бурінні» є одними з перших і найважливіших серед дисциплін, що викладаються студентам напряму підготовки «Гірництво». Це перші узагальнені підручники для вищих навчальних закладів колишнього СРСР і України. Їх створено відповідно до типових програм дисциплін, затверджених 7 липня 1980 р. учбово-методичним управлінням з геологічних дисциплін Міністерства вищої та середньої спеціальної освіти СРСР. Професор Дудля М.А. працював у колективі укладачів типових програм ряду дисциплін, які викладаються у багатьох навчальних закладах освіти країн СНД.

Нині підручники застосовують при підготовці фахівців з техніки та технології буріння свердловин у вузах України, Росії, Казахстана, Польщі, Чехії, Словакії, Китая та ін.

Техніка та технологія буріння в сучасних умовах істотно впливають на вибір бурового обладнання, машин і механізмів, способу руйнування гірських порід, типу промивальної рідини, її приготування та очищення. Тому вивчення такого комплексу зазначених дисциплін є невід’ємною частиною професійно-орієнтованої підготовки гірничих інженерів по техніці та технології буріння.

Підручники грунтуються на матеріалах дисциплін природничо-наукового та професійно-практичного циклів, закріплюють знання, які отримали студенти під час вивчення попередніх дисциплін, забезпечують наступність знань за спеціальністю та створюють умови для використання технічних засобів та устаткування, вчать аналізувати та виконувати розрахунки. Вони слугують базою для вивчення нових профілюючих дисциплін, більш узагальненого подання властивостей, відношень та взаємодії компоновок бурового устаткування.


Предметом вивчення дисциплін є техніка та технологія буріння свердловин різного призначення, системи автоматичного керування процесом руйнування гірських порід, методи їх аналізу та розрахунку, що орієнтовані на забезпечення виконання завдань з проектування, спорудження та експлуатації бурових установок.
Метою навчання з дисциплін є формування необхідних знань про експлуатаційно-технологічні характеристики бурового устаткування, основні етапи проектування бурової техніки (стаціонарних та пересувних бурових установок, забійних машин і механізмів), інженерне розуміння фізичної сутності механізмів виникнення та попередження аварійних ситуацій, уміння та навички дати процесам розрахункову оцінку, визначити та обрахувати основні показники технологічного режиму буріння, розробити надійні, безпечні та економічні системи, які допомагають забезпечити високу якість буріння у відповідності до технології промислового виробництва.
Завданням вивчення дисциплін є набуття студентами навичок і умінь самостійно аналізувати, розраховувати й експериментально досліджувати технологічні режими буріння свердловин з метою забезпечення раціональних параметрів руйнування гірських порід при бурінні та відбору якісного геологічного матеріалу.

Кожен підручник віддзеркалює той чи інший технологічний процес, що відбувається при бурінні свердловин.

Підручники викладено з погляду на необхідність надати студентам ясне бачення послідовності і зв’язків нових професійних знань, які вони отримують.

Структура розміщення параграфів відповідає програмам дисциплін і загальноприйнятій схемі викладання курсу. Спочатку подано загальні відомості про відповідні технологічні процеси буріння свердловин, а далі теорія і практичні методи аналізу, спрямування до самостійної роботи студентів. Така структура підручників дає можливість студентам краще розуміти фізичні явища і процеси, що виникають при руйнуванні гірських порід, полегшує вивчення дисциплін.

Над створенням й опрацюванням підручників автор працював тривалий час, враховував у наступних виданнях рекомендації, критичні зауваження та узагальнення нових знань.
Виклад змісту підручників
Підручник «Буровые машины и механизмы» (1985 р.) складається із 10 глав, у яких розглянуто:


  • класифікаційні ознаки та конструктивні схеми бурових вишок та щогл;

  • основні параметри вишок і щогл та розрахунок навантажень на їх елементи;

  • інструмент і механізми для спуско-піднімальних операцій (талеві системи, сталеві канати, кронблоки та талеві блоки, елеватори і ін.);

  • конструкції бурових лебідок, їх основні параметри;

  • розрахунок гальмових зусиль бурових лебідок;

  • класифікацію обертачів та механізмів подачі, експлуатаційно-технологічні вимоги до них;

  • розрахунки механічних та пружно-гідравлічних зажимних патронів;

  • базові моделі бурових установок геологорозвідувального обертового буріння, а також установок для буріння на нафту та газ;

  • особливості буріння свердловин у підземних умовах;

  • аналітичні визначення загальної потужності на буріння свердловин, а також витрати потужності у вузлах конструкції станка, на руйнування вибою свердловини та на підйом бурового інструменту;

  • конструктивні особливості та експлуатаційні параметри вибійних бурових машин (гідро- та пневмоударників);

  • кінематичні схеми та технологічні вимоги до бурових насосів;


Освоєння матеріалу книги надає студенту компетенції:


  • класифікувати бурові вишки та щогли;

  • вибирати необхідний інструмент для проведення спуско-піднімальних операцій;

  • оцінювати придатність талевих систем, сталевих канатів, кронблоків та інших інструментів для буріння свердловин;

  • розраховувати конструктивні параметри бурових лебідок;

  • розраховувати навантаження на породоруйнівний інструмент відповідно до схеми гідравлічної системи установки;

  • оцінювати придатність бурової установки відповідно до глибини буріння та навантаження на кронблочну систему;

  • вибирати конструкції обертача та систему подачі бурових станків для буріння свердловин у підземних умовах;

  • оцінювати витрати потужності на підйом інструменту та руйнування вибою свердловини;

  • вибирати комплекс гідроударних машин для відповідних гірничо-геологічних умов буріння;

  • розраховувати змінність тиску повітря у верхній порожнині пневмоударника по індикаторній діаграмі;

  • розраховувати навантаження на гаку, а відповідно до нього – кількість свічок, які необхідно піднімати із свердловини на тій чи іншій швидкості;


Підручник «Проектування бурових машин і механізмів» (1994 р.).

Це друге видання підручника (перше – Н.А. Дудля «Проектирование буровых машин и механизмов: Учебник. – К.: Вища шк., 1990. – 272 с.), де на рівні сучасних вимог викладено розрахунки елементів установок для буріння свердловин. Складається він із передмови та 6 розділів, у яких розглянуто:



  • експлуатаційно-технологічні вимоги до бурового устаткування;

  • найголовніші напрями розвитку сучасного бурового машинобудування;

  • етапи проектування нової бурової техніки;

  • схеми процесу проектування об’єкта та відомості про склад робіт і вид документації, що розробляється за стадіями створення САПР;

  • розрахунки елементів бурової установки: навантаження на вітки талевого каната, сумарні напруження у вибраному канаті та дійсний запас міцності, висоти вишки (щогли) та інші;

  • методика розрахунків гальмових пристроїв лебідок;

  • систему обв’язки бурових насосів та розрахунки загального споживного тиску;

  • загальні відомості про бурильні та обсадні труби;

  • показники роботи гідроударників, пневмоударників, турбобурів, гвинтових двигунів та ежекторних снарядів;

  • вплив температурного фактору на процес руйнування гірських порід;

  • теплові способи руйнування гірських порід та технічні пристрої буріння свердловин плавленням;

  • методи і приклади рішення типових задач розрахунку на міцність бурильних та обсадних колон, а також гідравлічного розрахунку свердловин.


Освоєння матеріалу книги надає студенту компетенції:


  • ураховувати економічні, соціальні, технічні, експлуатаційні, технологічні і спеціальні вимоги до створюваної бурової техніки;

  • оцінювати такі напрямки розвитку машинобудування, як висока продуктивність, автоматизація, надійність, спеціалізація та уніфікація, мінімальна маса бурової машини;

  • оцінювати можливості буріння свердловин у різних геолого-технічних умовах із забезпеченням потрібних техніко-економічних показників: визначати глибини і діаметри буріння, параметри режиму буріння, витрати потужності на обертання бурового снаряда, роботу породоруйнівного інструменту і промивання свердловини;

  • розробляти єдиний метод і ознаки класифікації, основні класифікаційні угрупування і правила визначення, які встановлює стандарт;

  • здійснювати автоматизоване проеоктування на всіх або окремих його стадіях об’єктів і їхніх складових частин на основі застосування математичних і інших моделей, автоматизованих проектних процедур і засобів обчислювальної техніки;

  • розраховувати навантаження на елементи конструкції бурової вишки (щогли), вітки талевої системи та на лебідку і гідравлічну систему станка;

  • розраховувати та оцінювати гальмівні моменти двоколодкового і стрічкового пристроїв;

  • обчислювати напір і подачу, які розвивають поршневі насоси;

  • розраховувати і оцінювати основні конструктивні та технологічні показники роботи забійних механізмів;

  • розраховувати бурильну колону на міцність, а також розрахувати крайню глибину буріння за потужністю двигуна станка;

  • класифікувати теплові способи руйнування гурських порід при бурінні свердловин;

  • розраховувати температурний режим свердловини, раціональну глибину заглиблення об’ємних алмазів при нормальному процесі буріння.


Підручник «Автоматизація процесів буріння свердловин» (1996 р.).
При його написанні використано матеріал книги М.А. Дудлі «Автоматизация и механизация производственных процессов при разведочном бурении; – Киев; Донецк: Вища шк., Головное изд-во, 1987. – 184 с. Підручник складається з передмови, трьох частин з 12 розділами, у яких розглянуто:

  • класифікацію датчиків та структурні схеми вимірювальних приладів;

  • фізичні явища, що використовуються для вимірювання та витрат рідини і газу;

  • електромагнітні властивості магнітопружних компенсаційних вимірників навантаження, гідравлічних індикаторів ваги;

  • прилади, які вимірюють ефективність або енергоємність заданого технологічного режиму буріння;

  • основні методи та апаратуру неруйнівного контролю бурового обладнання;

  • канали зв’язку між забоєм свердловини і поверхнею;

  • автоматичний контроль глибинних;

  • використання показів контрольно-вимірювальних приладів для запобігання аварійних ситуацій;

  • класифікацію засобів згвинчування-розгвинчування та розміщення і переміщення труб;

  • механізацію приготування промивальних рідин і нанесення мастила на бурильні труби;

  • основні принципи і системи автоматичного керування процесом буріння;

  • критерії регулювання технологічного процесу буріння;

  • призначення та принцип дії пристрою подачі долота.


Освоєння матеріалу книги надає студенту компетенції:


  • класифікувати засоби вимірювання за різними ознаками: аналогові, цифрові, реєстровні, самописні, друкувальні та ін.;

  • використати принцип дії окремих приладів для вимірювання того або іншого технологічного параметру (тиску, витрат рідини, навантаження на гаку);

  • розробляти струрктурні схеми приладів для конкретних вимірювань;

  • виміряти і реєструвати тиск у діючих глибинно-насосних, нагнітальних, а також п’єзометричних свердловинах на вибої і по стовбуру;

  • вибирати за принципом дії (об’ємні, тахометричні, електромагнітні та інші) для конкретних геолого-технічних умов витратоміри та вимірювати кількість і витрати різноманітних рідин, сумішей повітря і газу;

  • використовувати магнітопружні комппенсаційні прилади типу МВТ для вимірювання навантажень при бурінні свердловин, а також при спуско-піднімальних операціях;

  • аналізувати покази приладів з метою досягнення ефективності параметрів режиму буріння (механічної та рейсової швидкостей, мінімальної вартості одного метра проходки та ін.);

  • застосовувати методи капілярної дефектоскопії, тим самим виявляти тріщини з розкриттям не менш як 0,01 мм та завглибшки 0,03-0,04 мм;

  • володіти методикою раціонального комплектування колон бурильних труб, а також апаратурою, принцип роботи якої грунтується на використанні фізичних методів неруйнівного контролю;

  • користуватися ультразвуковими товщиномірами «Кварц-6», Т-1, детектор ДБТ та ін.;

  • класифікувати провідні і безпровідні канали зв’язку між забоєм свердловини і поверхнею;

  • контролювати процес буріння по діаграмам запису потужності, крутного моменту, осьового навантаження;

  • класифікувати засоби механізації спуско-піднімальних операцій та розміщення і переміщення труб;

  • класифікувати та застосувати технічні засоби для механізації приготування промивальних рідин;

  • володіти методикою нанесення антивібраційного мастила на бурильну колону;

  • використовувати функціональні і принципові схеми для побудови різноманітних автоматичних систем;

  • аналізувати значимість критеріїв регулювання технологічного процесу буріння (розмістити їх за степенем важливості);

  • розробити алгоритм послідовності проведення розвідки родовищ на основі технології моделювання;

  • володіти методикою керування параметрами режиму буріння за допомогою пристрою подачі долота.


Підручник «Техніка та технологія буріння гідрогеологічних свердловин», який складається із передмови, 7 розділів, методичних вказівок для виконання курсового проекту та додатків.

У ньому розглянуто:



  • основні відомості про підземні води;

  • особливості буріння свердловин на воду;

  • технологія та техніка буріння гідрогеологічних свердловин;

  • застосування промивальних рідин для розкриття водоносних горизонтів;

  • фільтри для обладнання свердловин;

  • експлуатація та ремонт водозабірних свердловин;

  • охорона навколишнього природного середовища при бурінні свердловин;

  • методичні вказівки до виконання курсового проекту з буріння свердловин на воду.


Освоєння матеріалу книги надає студенту компетенції:


  • класифікувати підземні води;

  • розробити схему залягання підземних вод;

  • вибрати спосіб буріння гідрогеологічних свердловин;

  • розробити конструкцію свердловини на воду;

  • приготувати промивальні рідини відповідно до геологічних умов буріння;

  • вибрати ефективний спосіб розглинізації водоносного горизонту для збудження припливу води до свердловини;

  • розробити ефективну технологію тампонування свердловини;

  • застосувати сучасні способи розкриття водоносних горизонтів відповідно до геолого-технічних умов буріння, підібрати конструкцію фільтра та розрахувати його параметри;

  • розрахувати необхідну кількість гравійної обсипки;

  • застосувати вібраційні та інші методи обробки свердловин;

  • класифікувати методи геопургології відносно цільових завдань і можливостей.


Підручник «Промивальні рідини в бурінні» в 2001 році надруковано в Росії має гриф Міністерства освіти Російської Федерації; він і по сьогодення є головним підручником при підготовці фахівців спеціальності «Технологія та техніка розвідки родовищ корисних копалин» напряму «Технологія геологічної розвідки».

Друге видання підручника (2007 рік) є результатом міжнародної університетської кооперації і творчої співпраці викладацького колективу з чотирьох країн: ДВНЗ «Національний гірничий університет», Південно-Російський державний технічний університет, Казахстансько-Британський технічний університет і Словацький державний технічний університет.

Третє видання підручника (2011рік) надруковано українською мовою, значно доповнене, з узагальненим розглядом питань очищення геологічного середовища від забруднень (методи геопургології), а також охорони навколишнього середовища в процесі бурінні нафтових і газових свердловин.

Окремі розділи підручника надруковано видавництвом Краківської гірничо-металургійної академії – «PluczkiWiertniczej», Краків, 1992. – 157 с.

Підручник (3-є видання) складається із передмови, 11 глав та 3-х додатків. У ньому розглянуто:

– основні відомості про колоїди, рух колоїдних частинок;

– поверхневі та електричні властивості колоїдів;

– стійкість і види колоїдних систем;

– фундаментальні закони реології дисперсних систем;

– основні функції промивальних рідин;

– технологічні параметри промивальних рідин і методи їх вимірювання;

– матеріали для приготування промивальних рідин;

– склад і властивості промивальних рідин;

– промивальні рідини для розкриття водоносних горизонтів;

– технологія приготування та очищення промивальних рідин;

– екологічні вимоги при бурінні геологорозвідувальних та гідрогеологічних свердловин;

– очищення геологічного середовища від забруднень (методи геопургології);

– охорона навколишнього середовища в процесі буріння нафтових і газових свердловин;

– використання систем очищення бурових розчинів.
Освоєння матеріалу книги надає студенту комптененції:
– класифікувати колоїдні системи за агрегатним станом частинок і середовища;

– оцінювати властивості колоїдів, а також способи визначення в’язкості рідини;

– визначити коефіцієнт дифузії та осмотичний тиск розчину;

– оцінювати поверхневі та електричні властивості колоїдів;

– аналізувати і оцінювати ступінь дисперсності та стійкості систем;

– регулювати параметри промивальної рідини шляхом добавок реагентів та поверхнево-активних речовин;

– аналізувати фізико-хімічні дії промивальних рідин на стінки свердловини: гідродинамічний і гідростатичний тиски, зміна складу порід, капілярний рух води та ін..;

– ураховувати фактори, які сприяють прихопленню бурового снаряда під дією перепаду тиску;

– визначити необхідну величину статичної напруги зсуву, що забезпечить утримання вибуреної породи у завислому стані;

– оцінювати вплив фізико-хімічних явищ на процеси руйнування гірських порід;

– уміти користуватися приладами для вимірювання параметрів промивальних рідин;

– знати основні вимоги до матеріалів для приготування промивальних рідин;

– класифікувати промивальні рідини;

– застосовувати хімічні реагенти для приготування і регулювання властивостей бурових розчинів;

– визначати витрати повітря при бурінні з продуванням свердловин;

– вміти застосовувати сучасні методи розкриття водоносних горизонтів;

– застосовувати автоматизовані системи приготування промивальних рідин;

– класифікувати способи очищення промивальних рідин;

– контролювати виконання екологічних вимог при бурінні геологорозвідувальних та гідрогеологічних свердловин.
Методичне забезпечення підручників
Підручники структуровано з огляду на необхідність забезпечити студентам ясне бачення послідовності й зв’язків нових знань, що вони вивчають. У тексті використано різні форми виділення нових навчальних елементів, понять, термінів, змістовних модулів, що сприяє поліпшенню засвоєння матеріалу, наглядності та швидкому пошуку необхідної інформації. Органічною складовою подання нових знань є рисунки, що піднімає інформативність аналізу з навчальною метою.

Кожен розділ завершується трьома методичними складовими, що спрямовують самостійну роботу над навчальним матеріалом. Це приклади розрахунків для практичної проробки нових навчальних елементів, контрольні питання для перевірки засвоєння знань, рекомендовані теми рефератів для поглиблення проробки матеріалу за межами підручника.

В підручниках опановані складові формування фахового світосприймання поданням теоретичних положень, фізичних уявлень, розрахункових моделей, якісних характеристик відповідних конструкцій, задач, що піднімає інформативність навчального матеріалу. Вони позитивно сприйняті освітянським середовищем і фахівцями.
Висновки
Завдяки вивченню дисциплін за підручниками студенти за фахом набувають фундаментальних знань з теорії руйнування гірських порід. Це формує у них відповідну базу знань для опрацьовування наступних дисциплін за освітньо-професійними програмами бакалавра, спеціаліста і магістра. Отримані вміння і навички мають бути базовими для виконання функції фахівця при проектуванні, розвідці та експлуатації родовищ корисних копалин.

Рецензенти визначають, що науковий і методичний рівень підручників відповідає сучасним вимогам по підвищенню якості підготовки фахівців з гірничих спеціальностей. Компоновка підручників, логічна послідовність стилю викладання, теоретичні обгрунтування більшості положень і явищ, що підкріплені багатою кількістю прикладів з їх розв’язками, створюють необхідні передумови для успішного засвоєння матеріалу студентами. Прийнята термінологія відповідає нормативним вимогам та стандартам на терміни і визначення в гірничій справі. Зміст, спрямованість і методика викладу матеріалу відповідають вимогам, які рекомендовано до підручників для вищої школи.


Підпис автора Дудля М.А.
Підпис автора підручників Дудлі М.А.

підтверджую:



База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка