Курсовий проект або контрольна робота за вибором студента.

Лекція 1

ВСТУП. ВИСВІТЛЕННЯ ЗМІСТУ КУРСУ, ЙОГО ЗНАЧЕННЯ

1. Суть, завдання і значення предмета “Монтаж машин та обладнання для буріння свердловин”.

2. Особливості проведення монтажних робіт у нафтовій і газовій промисловості.

3. Основні напрями розвитку і поліпшення бурової техніки в Україні.

1. Дисципліна “Монтаж машин та обладнання для буріння свердловин” належить до циклу професійно орієнтованих дисциплін і передбачає знання таких предметів загальнонаукового, загальнотехнічного й спеціального циклів, як “Вища математика”, “Фізика”, “Теоретична механіка”, “Опір матеріалів”, “Матеріалознавство”, “Гідравліка”, “Теплотехніка”, “Теорія машин і механізмів”, “Деталі машин”, “Підйомно-транспортні пристрої”, “Теорія технічних систем”, “Технологія буріння свердловин”, “Машини та обладнання для буріння свердловин”.

Дев’ятий семестр – завершальний.

Програма містить:

Лекції – 36 год.

Практичні – 16 год.

Курсовий проект або контрольна робота за вибором студента.

Екзамен.

Метою вивчення дисципліни “ Монтаж машин та обладнання для буріння свердловин” є професійна підготовка студентів у галузі вежобудування. У процесі вивчення курсу студенти засвоюють відомості про основні методи монтажу і демонтажу бурових установок, транспортно-такелажні роботи при монтажі-демонтажі, вивчають особливості монтажу і демонтажу бурового обладнання, а також ознайомлюються з особливостями спорудження бурових установок на морі.

У результаті вивчення дисципліни студенти повинні:

Знати

- методи монтажу бурових установок (БУ);

- способи монтажу бурових вишок;

- транспортно-такелажні роботи при монтажі-демонтажі;

- організацію праці при монтажі БУ;

- основні правила монтажу бурового обладнання;

- правила приймання і випробовування обладнання після монтажу.

Уміти

- здійснювати нагляд за монтажем обладнання БУ, забезпечуючи максимальну фондовіддачу при мінімальних трудових і матеріальних витратах;

- оцінювати техніко-економічну ефективність монтажу обладнання БУ;

- здійснювати раціональне планування проведення робіт із монтажу обладнання БУ;

- приймати правильні технічні рішення про забезпечення раціонального монтажу та післямонтажного випробовування обладнання БУ.

Основною метою курсового проектування і контрольних робіт є закріплення, поглиблення та узагальнення знань, здобутих в університеті, набуття студентом умінь застосовувати їх при розв’язанні конкретних інженерних задач. Крім того, курсове проектування і контрольні роботи спрямовані на опанування навиків творчого мислення й самостійного виконання інженерних задач; застосування передових методик при розробленні стратегій монтажу та обслуговування обладнання; використання результатів наукових досліджень при розв’язанні конкретних задач; вивчення й застосування нормативних матеріалів конструкторсько-технологічної документації та набуття досвіду прийняття найбільш ефективних технічних рішень при монтажі й обслуговуванні обладнання, розробленні нової техніки для виконання цих робіт.

Курсовий проект виконується студентом за вибором в межах другого і третього модулів. Замість курсового проекту окремі студенти можуть виконувати курсові роботи, які мають науково-дослідницький напрям. Основна частина обсягу курсової роботи містить результати теоретичних, лабораторних, стендових або промислових досліджень. Основні напрями курсових проектів і контрольних робіт такі:

- підіймальний комплекс бурової установки;

- комплекс обладнання для обертання бурильної колони;

- комплекс обладнання приводу основних виконавчих механізмів бурової установки;

- циркуляційний комплекс бурової установки;

- комплекс обладнання для механізації та автоматизації спуско-піднімальних операцій;

- комплекс обладнання для приготування й очищення промивальних рідин;

- комплекс противикидового обладнання;

- комплекс обладнання для цементування свердловин;

- пневматична система управління буровою установкою;

- вибійні двигуни;

- комплекс обладнання для нагнітання в свердловину промивальної рідини.

Курсовий проект складається із пояснювальної записки і графічної частини у вигляді креслень (складальні, загальні види, робочі креслення деталей), графіків, фотографій, плакатів, специфікацій тощо. Крім того, результатом курсового проектування можуть бути макети, стенди тощо, розроблені студентом або групою студентів (виконавців комплексної теми).

Обсяг курсових проектів – 30-35 сторінок пояснювальної записки і 2 аркуші графічної частини.

Студент, який не розробляє курсовий проект, виконує дві контрольні роботи. Перша робота виконується в межах другого модуля, а друга – третього модуля. Обсяг пояснювальної записки кожної контрольної роботи – 25-30 сторінок.

Контроль знань здійснюється на контрольному тестуванні (рубіжний контроль), на кожному практичному занятті, у процесі виконання та захисту курсового проекту та контрольної роботи. Максимальна кількість балів за структурний модуль:

- лекція – 3 бали;

- практичне заняття – 9 балів;

- контрольна робота – 60 балів;

- курсовий проект – 120 балів.

Виконання курсового проекту та контрольних робіт є обов’язковим.

Пропущені із поважних причин контрольні тестування переписуються тільки поза розкладом за дозволом завідувача кафедри.

Загальна трудомісткість дисципліни – 300 балів. При визначенні підсумкової оцінки загальна кількість балів з усіх видів контролю ділиться на 3. Отриманий результат відповідає наступним оцінкам:

91-100 – відмінно (А);

81-90 – дуже добре (В);

71-80 – добре (C);

61-70 – задовільно (D);

51-60 – достатньо (Е);

31-50 – незадовільно (РX);

0-30 – незадовільно (Р).

За бажанням студент має право складати екзамен із усього курсу в повному обсязі.

2. Процес виготовлення машин складається із таких технологічних етапів:

1) виготовлення деталей;

2) збирання деталей в агрегати і машини в цілому.

Але для підвищення якості виготовлення обладнання участь заводу-виготовлювача повинна закінчуватись лише після збирання обладнання на місці експлуатації і спорудження всього комплексу будівель, тобто після монтажу.

Монтаж – з’єднання частин і агрегатів комплексу машини між собою та із будівельними конструкціями.

Технологічний процес монтажу машин та обладнання для буріння свердловин можна розділити на такі операції:

1) підготовка будівельного майданчика;

2) спорудження фундаментів;

3) доставка обладнання до місця монтажу і розміщення його на площадці;

4) установка і пуск змонтованого обладнання.

Особливості проведення монтажних робіт у нафтовій та газовій промисловості полягають перш за все:

1) у багаточисельності використовуваних типів БУ, монтажних схем і методів спорудження при монтажі бурового обладнання;

2) у тісній залежності вибору монтованого обладнання від геологічних умов району (пластового тиску, притоку нафти, режиму експлуатації свердловини й ін.) при монтажі експлуатаційного обладнання.

У більшості випадків монтаж здійснюється в районах, які віддалені від залізниць, часто в умовах бездоріжжя, що вимагає максимальної типізації проектів.

У технологічному розвиткові спорудження бурових можна виділити наступні основні періоди:

1) випуск заводами окремих некомплектних вузлів бурового обладнання, спорудження дерев’яних бурових веж і використання агрегатного монтажу обладнання на складних бутобетонних фундаментах;

2) перехід на спорудження металевих веж та стандартизацію окремих вузлів обладнання без зміни способу їх монтажу і конструкції фундаментів;

3) уведення металевих основ під окреме обладнання, монтаж кількох вузлів обладнання на одній основі – створення блоків, перетягування веж у зібраному вигляді й окремих блоків обладнання та спрощення конструкції фундаментів; у цей період проходить зародження дрібноблокового способу спорудження бурових;

4) масове впровадження дрібноблокового способу спорудження бурових на основах санного типу різних конструкцій, які виготовлялись у майстернях бурових підприємств;

5) перехід на крупноблоковий спосіб спорудження БУ при продовженні випуску комплектних БУ, дальше поліпшення цього способу шляхом створення крупноблокових основ, які виготовлялись у спеціалізованих вишкомонтажних підприємствах, що обладнані механізованими базами;

6) випуск заводами комплектних БУ, які оснащені крупноблоковими основами, що дозволяють монтувати ці установки різними способами залежно від конкретних умов в кожному нафтовому районі (БУ універсальної монтажоздатності).

У сучасній практиці БУ споруджують 4-ма способами: агрегатний, дрібноблоковий, крупноблоковий і модульний. Використання кожного із цих способів зумовлене перш за все типами БУ й укомплектованістю їх основами, а також специфічними умовами для даного нафтогазового району; відстанями перебазування БУ, рельєфом місцевості, стійкістю грунта та іншими факторами.

3. Видобуток нафти і газу в Україні відбувається в 3-х різних нафтових та газових регіонах: у Карпатському (захід), Дніпровсько-Донецькому (схід), Причорноморсько-Кримському (південь).

Загальна площа перспективних на нафту й газ земель, западин і прогинів України відносно невелика, але обсяги осадового випадання більшості з них досягають величезних значень. Нерозвідані видобувні ресурси вуглеводнів становлять близько 5 млрд. тонн умовного палива. З них 80 % припадає на газ. Третина ресурсів газу і п’ята частина нафти розміщуються в акваторіях Чорного та Азовського морів.

По нафтогазоносних регіонах ресурси вуглеводнів розподіляються так:

східний – 42,2 %;

західний – 23,3 %;

південний (суша та акваторії) – 34,5 %.

Основні обсяги ресурсів нафти (%) сконцентровані у західному (43, 5) і східному (33,7) регіонах, вільного газу – в східному (49,0) та південному (32,7) регіонах.

Проблеми при будівництві й експлуатації нафтогазових глибоких, похило спрямованих та горизонтальних свердловин:

- фізична і моральна зношеність бурового й промислового обладнання не дозволяє в короткі терміни і якісно будувати та експлуатувати нафтові й газові свердловини;

- відсутність сучасного обладнання не дозволяє ефективно виконувати буріння і кріплення свердловин у складних геолого-технічних умовах.

Проблеми при налагодженні випуску бурових установок на вітчизняних заводах:

- високий ступінь інтегрованості народного господарства України в економіку колишнього СРСР призвела до того, що Україна значну кількість бурового, нафтопереробного устаткування, інструменту, арматури тощо отримувала з Росії та Азербайджану. Обсяги власного виробництва цієї продукції на машинобудівних заводах України зросли за останні десять років, але ще недостатньо, щоб замінити і конкурувати з імпортним обладнанням.

- відсутність в Україні виробництва значної частини основного та допоміжного устаткування й інструменту для нафтогазовидобувної галузі є одним із найголовніших негативних чинників, що характеризує цю галузь. При цьому в бюджеті відсутні валютні кошти, а у підприємства – власні обігові кошти, за які можливо було б придбати необхідне устаткування за кордоном.

Усе викладене щодо бурових установок разом із недостатньою надійністю, надмірною матеріалоємністю та незадовільним дизайном на додаток може служити переконливим аргументом для висновку про застарілість і низький технічний рівень наявного парку обладнання, нагальну потребу в технічному переозброєнні обладнання для буріння на нафту й газ в Україні. Реновацію парку бурових установок практично припинено, більше ніж 60 % із них експлуатується поза нормативним амортизаційним терміном, і лише низький коефіцієнт використання за машинним часом дозволяє зберігати їх у робочому стані при мінімальному залишковому ресурсі.

Розв’язання проблеми забезпечення галузі буровим обладнанням у контексті реалізації „Концепції розвитку паливно-енергетичного комплексу України на період з 2006 по 2030 роки" повинно мати декілька напрямів:

- виділення (створення) та оснащення групи мобільних пересувних бурових установок для будівництва вертикальних, похило спрямованих свердловин і горизонтальних і бічних стволів до глибини 3000 м. Частка цієї групи повинна становити 15 – 20 % від загальної кількості установок в Україні;

- виділення (створення) й оснащення групи бурових установок для будівництва свердловин глибиною до 4000 м. Частка цієї групи, яка має переваги блоково-модульного монтажу, повинна становити до 40 % від загальної кількості установок в Україні;

- виділення (створення) та оснащення групи стаціонарних бурових установок для будівництва свердловин глибиною до 5500 м. Частка цієї групи, яка має бути представлена буровими установками типу Уралмаш-ЗД і 4Е, повинна становити до 40 % від загальної кількості установок в Україні;

- виділення (створення) й оснащення групи стаціонарних бурових установок для будівництва свердловин глибиною до 6500 м. Частка цієї групи, яка має бути представлена буровими установками імпортного виробництва (комплектації), повинна становити до 5 % від загальної кількості установок в Україні;

- використання ДАТ „Чорноморнафтогаз" СПБУ „Сиваш" і „Таврида" при будівництві свердловин на шельфі Чорного й Азовського морів дозволяє досить успішно виконувати розвідку та експлуатацію газових родовищ при глибині води до 90 м, але згідно з прогнозами значна більшість родовищ знаходиться на глибинах до 1000 м, що потребує використання більш потужних установок;

- для виконання бурових робіт на родовищах за межами України необхідне оснащення структурного підрозділу Компанії мобільними буровими комплексами імпортного виробництва з відповідною підготовкою персоналу на виконання робіт за вимогами міжнародних стандартів.

Україна володіє значними доведеними запасами та потенційними ресурсами нафти і природного газу.

Видобуток газу, газового конденсату й нафти в НАК “Нафтогаз України” здійснюється підприємствами ДК „Укргазвидобування”, ВАТ „Укрнафта” та ДАТ „Чорноморнафтогаз”, на які припадає 95 % видобутку нафти і конденсату та 94 % видобутку газу в Україні.

Видобуток нафти і конденсату в Україні протягом 2000-2006 років зберігається на рівні 3,7 млн. т – 4,2 млн. т, а природного газу 18.1 млрд.м^з – 20,1 млрд.м^з на рік. Стабілізація та зростання видобутку досягнуто за рахунок буріння нових нафтогазових свердловин, ефективного використання діючого фонду свердловин, упровадження вторинних та третинних методів видобутку газу, нафти й конденсату.

Згідно з розробленою Національною програмою "Нафта і газ України на період до 2010 року" та “Концепцією розвитку паливно-енергетичного комплексу України на період з 2006 по 2030 роки” визначено. Основні цілі розвитку нафтогазового комплексу України:

- стабільне, безперебійне й економічно обгрунтоване забезпечення внутрішнього попиту на природний газ і нафтопродукти;

- забезпечення ринку споживання природного газу газом власного видобутку не менше ніж 40 %;

- забезпечення ринку споживання нафтопродуктів в Україні власним виробництвом не нижче від 35 %;

- зниження залежності від зовнішніх поставок газу та нафти і диверсифікація джерел постачання вуглеводнів.

Для досягнення вказаних цілей основними напрямами подальшого розвитку нафтогазовидобувних підприємств НАК „Нафтогаз України” є:

- нарощування власних запасів вуглеводнів за рахунок збільшення обсягів й ефективності сейсмічних досліджень та пошуково-розвідувального буріння на перспективних площах і родовищах;

- стабілізація й поступове збільшення видобутку газу і нафти за рахунок уведення нових потужностей та інтенсифікації видобутку з існуючих родовищ;

- інтенсифікація освоєння нафтогазових ресурсів акваторії Чорного й Азовського морів;

- обновлення і модернізація парку бурового та нафтогазопромислового обладнання;

- участь Компанії в освоєнні нафтогазових ресурсів інших держав (Туркменистан, Узбекистан, Казахстан, Лівія, Ірак, ОАЕ тощо).

Таблиця 1.1 – Баланс видобутку, імпорту та споживання нафти (з урахуванням заміщення) млн.тонн

Разом із тим, основною нагальною проблемою галузі залишається вичерпаність значної частини ресурсів. За висновками спеціалістів, для забезпечення стабільного видобутку газу та нафти розвідані запаси мають перевищувати ті, що вже видобуваються. Досягти цього можна лише за умов відкриття нових родовищ, тобто проведення масштабних пошукових і геологорозвідувальних робіт, а також інтенсифікації розроблення існуючих родовищ.

Передбачається, що видобуток нафти й газу на прогнозний період будуть здійснювати вітчизняні компанії, форми власності яких збережуться на нинішньому рівні. НАК "Нафтогаз України" буде мати статус національної компанії і залишиться у державній власності. У власності держави збережеться пакет акцій ВАТ "Укрнафта" на рівні 50 % плюс одна акція.

Лекція 2

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: