рабочая программа дисциплины буровые машины и механизмы

УТВЕРЖДАЮ
Проректор-директор Института
природных ресурсов
___________ А.К.Мазуров
«___»_____________2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
БУРОВЫЕ МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ ООП _130102 «Технология геологической разведки»
СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ: __Технология и техника разведки месторождений
полезных ископаемых __
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) __ специалист__
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА _2011 г.
КУРС_ 4_ СЕМЕСТР _ весенний_
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ _ 5 _
ПРЕРЕКВИЗИТЫ _Физика, Инженерная графика, Теоретическая механика, Сопротивление материалов, ТММи ДМ, Бурение разведочных
скважин
КОРЕКВИЗИТЫ _Бурение разведочных скважин, Контроль и автоматизация производственных процессов, Эксплуатация и ремонт геологоразведочного оборудования
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
Лекции 36 час.
Лабораторные работы 36 час.
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ __72___ час.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА __90__ час.
КУРСОВАЯ РАБОТА __в 8-ом семестре__
ИТОГО _162_ часа.
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ _очная_
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ _тестирование, контрольные
работы_
ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ ИПР, кафедра «Бурение
скважин»
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ БС ________________ Евсеев В.Д.
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
_________________ Брылин В.И.
________________ Рябчиков С.Я.
2011г.
1
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В соответствии с целями ООП специальности 130102 «Технологии геологической разведки» целью изучения дисциплины «Буровые машины и
механизмы» является приобретение студентами базовых знаний для
управления действующими технологическими процессами при бурении
скважин, осуществления эксплуатации, технического контроля и обслуживания современного бурового оборудования.
Код
цели
Формулировка цели
Ц1
Готовность выпускников к производственно-технологической
и
проектной деятельности, обеспечивающей
модернизацию,
внедрение и эксплуатацию оборудования для бурения геологоразведочных скважин на твёрдые полезные ископаемые
Ц2
Готовность выпускников к междисциплинарной
экспериментально-исследовательской
деятельности для решения задач, связанных с разработкой инновационных эффективных методов бурения геологоразведочных скважин и бурового оборудования.
Требования ФГОС
и заинтересованных
работодателей
Требования ФГОС, критерии АИОР,
соответствие международным стандартам EUR–ACE и FEANI. Потребности научно-исследовательских центров ОАО «Геомаш», ФГУГП «ТулНИГП» и предприятий геологоразведочной отрасли: ФГУГП
«Запсибгеолсъёмка»,
Акционерная
компания
«АЛРОСА» и др.
Требования ФГОС, критерии АИОР,
соответствие международным стандартам EUR–ACE и FEANI. Потребности научно-исследовательских отраслевых центров, специальных конструкторских бюро и промышленных
предприятий.
Изучение дисциплины позволит студентам вносить элементы модернизации и усовершенствования в известные буровые машины и механизмы
для улучшения их технико-экономических показателей, овладеть методами
расчёта основных элементов буровой установки для обоснованного выбора
оборудования при сооружении скважин в различных геолого-технических
условиях.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Буровые машины и механизмы» входит в перечень дисциплин профессионального цикла ООП подготовки специалистов 130203 специальности
130102 «Технологии геологической разведки» (специализация
«Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых»).
Она основана на дисциплинах естественнонаучного и математического цикла
– (математика (С2.Б4); физика (С2.Б5); геология (С3.Б8); физика горных пород (С2.Б7); общенаучный цикл – инженерная графика (С3.Б1), механика
2
(С3.Б4), электротехника и электроника (С3.Б3); электрооборудование и электроснабжение (С3.Б.3.4) профессионального цикла – разрушение горных пород (С.3.Б.3.1), бурение разведочных скважин (С3.14.2) и опирается на освоенные при изучении данных дисциплин знания и умения. В тоже время знания, приобретенные при освоении дисциплины «Буровые машины и механизмы», являются основой дисциплин: «Контроль и автоматизация производственных процессов», «Эксплуатация и ремонт геологоразведочного оборудования».
Задачами изучения дисциплины являются :

приобретение знаний в области производственно-технологической и
проектной деятельности, обеспечивающей модернизацию, внедрение и
эксплуатацию оборудования для бурения геологоразведочных скважин
на твёрдые полезные ископаемые
Студент обеспечивается:

учебниками, учебными пособиями и методическими указаниями по выполнению лабораторных работ;

заданиями для выполнения индивидуальных работ.
3. Результаты освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины «Буровые машины и механизмы» студент
должен будет:
ЗНАТЬ:
- историю развития и современное состояние буровой техники в России и за рубежом;
- устройство, принцип работы, технические характеристики современного бурового оборудования;
- основные технологические схемы и технические средства, используемые при бурении скважин;
- правила эксплуатации, обслуживания и ремонта буровых машин и
механизмов;
- методы выбора и обоснования бурового оборудования для сооружения скважин в различных геолого-технических условиях;
- правила и нормы безопасной эксплуатации бурового оборудования;
- знать основные научно-технические разработки кафедры бурения
скважин Томского политехнического университета в области создания буровых машин и механизмов.
УМЕТЬ:
- управлять действующими технологическими процессами при бурении скважин;
- осуществлять технический контроль и техническое обслуживание бурового оборудования;
- разрабатывать техническую документацию по соблюдению технологической дисциплины в условиях действующего производства;
3
- анализировать причины возникновения осложнений и аварий при бурении скважин и разрабатывать мероприятия по их предупреждению.
ВЛАДЕТЬ:
- методами расчета основных эксплуатационных характеристик бурового оборудования;
- методами регулирования и обслуживания технологического оборудования;
- приёмами регулирования и выбора рациональных значений технологических параметров при бурении скважин.
В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие
компетенции:
1. Универсальные (общекультурные) способность/готовность:
- обобщать, анализировать, воспринимать информацию, ставить цели и
выбирать пути ее достижения (ОК-1);
- быть готовым к категориальному видению мира, уметь дифференцировать различные формы его освоения (ОК-2);
- самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ОК- 3);
- анализировать мировоззренческие, социально и личностно значимые
проблемы, самостоятельно формировать и отстаивать собственные мировозренческие позиции (ОК-4);
- использовать программно-целевые методы решения научных проблем
(ОК- 5);
- самостоятельно овладевать новыми методами исследований, модифицировать их и разрабатывать новые, исходя из задач конкретного исследования (ОК- 6);
- пользоваться иностранным языком для изучения зарубежного опыта в
профилирующей и смежных областях науки и техники, а также для делового
профессионального общения (ОК-7);
- понимать и анализировать экономические, экологические, социальные проблемы, а также проблемы промышленной безопасности в геологоразведочной отрасли (ОК-8);
2. Профессиональные:
Общепрофессиональные способность/готовность:
- осуществлять и корректировать технологические процессы при сооружении скважин в различных геолого-технических условиях (ПК- 1);
- формулировать и решать задачи, возникающие в ходе научноисследовательской и практической деятельности (ПК- 2);
- владеть основными методами, способами и средствами получения,
хранения, переработки информации, работать с компьютером как средством
управления информацией (ПК-3);
4
- использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и
моделирования, теоретического и экспериментального исследования ПК-4);
- самостоятельно приобретать новые знания, используя современные
образовательные и информационные технологии (ПК-5);
- использовать физико-математический аппарат для решения расчетноаналитических задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности
(ПК-6);
- выбирать и применять соответствующие методы моделирования физических и технологических процессов (ПК-7);
Производственно-технологическая деятельность способность:
- применять процессный подход в практической деятельности, сочетать теорию и практику (ПК-8);
- эксплуатировать и обслуживать технологическое оборудование, используемое при сооружении геологоразведочных скважин (ПК-9);
- оценивать риски и определять меры по обеспечению безопасности технологических процессов в геологоразведочном производстве (ПК-10);
- применять в практической деятельности принципы рационального использования природных ресурсов и защиты окружающей среды (ПК-11).
Организационно-управленческая деятельность способность:
- использовать методы технико-экономического анализа (ПК-12).
Экспериментально-исследовательская деятельность способность:
изучать и анализировать отечественную и зарубежную научнотехническую информацию по направлению исследований в области техники и технологии бурения геологоразведочных скважин (ПК-13);
- использовать физико-математический аппарат для решения расчетноаналитических задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности
(ПК-14).
Проектная деятельность
способность:
- осуществлять сбор данных для выполнения работ по проектированию
бурового оборудования при его модернизации и модификации (ПК-15).
4. Структура и содержание дисциплины «Буровые машины и механизмы
Таблица 1
4.1. Темы лекционных занятий
п./п
1
2
Название лекционного модуля дисциплины
Введение. Общие сведения. Понятие об основных элементах буровой установки.
1.1. Структурная схема бурового станка, устройство его основных
элементов: вращатели, механизмы подачи, лебедки, коробки пе5
Объем, ч.
2
10
3
4
5
6
7
8
9
редач, привод, гидравлические системы.
1.2. Современные буровые станки, их технические характеристики, область применения..
1.3. Буровые вышки и мачты. Классификация, Способы монтажа и
перевозки. Техническая характеристика.
1.4. Буровые насосы (поршневые и плунжерные). Устройство,
принцип работы. Требования к буровым насосам.
1.5 . Механизмы для свинчивания и развинчивания бурильных
труб
1.6. Талевые системы (ТС). Конструкции ТС. Порядок выбора ТС.
Правила эксплуатации.
1.7. Современные буровые установки: стационарные, передвижные, самоходные. Технические характеристики. Область применения.
1.8.. Зарубежные буровые установки.
1.9. Технические средства для приготовления и очистки промывочных жидкостей.
1.10. Забойные машины и механизмы: гидроударники, пневмоударники, турбобуры, винтовые двигатели.
Всего
4
4
2
2
4
4
4
36
4.2. Аннотированное содержание разделов дисциплины «Буровые машины и механизмы:
Введение.
Цель, задачи курса и его связь со смежными дисциплинами.
Краткий исторический очерк развития и совершенствования техники и технологии бурения геологоразведочных скважин. Области применения буровых скважин. Структурная схема буровой установки. Буровая установка как
комплекс машин, механизмов, приборов, приспособлений и рабочего инструмента, с помощью которого выполняются технологические процессы
при сооружении скважин. Влияние геолого-технических условий на структуру и технические показатели буровой установки. Задачи научнотехнического прогресса в области создания высокоэффективного бурового
оборудования.
.
4.2.1. Понятие об основных элементах буровой установки: буровой станок, буровой агрегат, буровая вышка (мачта), буровое здание, буровая установка.
4.2.2. Структурная схема бурового станка. Вращатели, механизмы подачи, лебёдки, коробки передач, фрикционы, привод, гидравлические системы – их классификация, общее устройство, принцип работы, анализ, область
применения. Расчёт и обоснование основных параметров буровых станков.
Современные буровые станки, их техническая характеристика, конструктивные особенности, правила эксплуатации, рациональная область применения.
4.2.3. Буровые насосы. Назначение насосов в составе буровой установки. Эксплуатационно-технические требования к буровым насосам (жесткая
напорно-расходная характеристика, универсальность к различным видам
промывочной жидкости, высокий уровень надёжности и т.д.). Классификация
6
и общая характеристика буровых насосов. Насосы простого и двойного действия, поршневые и плунжерные насосы. Основные параметры технической
характеристики насосов. Способы регулирования производительности и давления насосов. Расчёт гидравлической мощности, производительности и давления насосов. Современные типы поршневых и плунжерных насосов, используемых для комплектования буровых установок. Основные правила эксплуатации насосов.
Принадлежности к насосам. Буровые сальники и сальники-вертлюги,
их общее устройство и принцип работы. Шланги напорные и всасывающие.
Регулировочные краны. Контрольно-измерительные приборы: манометры,
расходомеры.
Порядок опрессовки напорной магистрали буровой установки.
4.2.4. Средства механизации трудоёмких процессов. Анализ современного состояния механизации и автоматизации трудоёмких процессов при
бурении геологоразведочных скважин. Механизмы для свинчивания и развинчивания бурильных и обсадных труб. Общее устройство, принципиальные кинематические схемы. Современные механизмы для свинчивания и
развинчивания бурильных труб. Правила эксплуатации. Требования охраны
труда.
Трубодержатели для работы с гладкоствольными колоннами труб.
Полуавтоматические элеваторы для работы с бурильными трубами.
Классификация элеваторов, их принцип действия и область применения.
Правила эксплуатации и требования охраны труда.
4.2.5. Буровые вышки, мачты и здания. Определение понятий: вышка, мачта, буровое здание. Назначение и общее устройство вышек и мачт.
Основные требования к вышкам и мачтам. Классификация вышек и мачт: по
пространственной геометрической форме, по количеству граней, по углу
наклона, по виду применяемых материалов, по высоте и другим признакам.
Основные параметры технической характеристики вышек и мачт (тип, высота, грузоподъёмность, размеры нижнего и верхнего оснований, масса и др.) и
методика их выбора и расчёта.
Способы монтажа вышек: "снизу - вверх", "сверху - вниз", по методу
Духнина (подъём и опускание вышки в собранном виде). Анализ способов
монтажа-демонтажа. Требования охраны труда при эксплуатации вышек. Современные типы буровых вышек. Их устройство и техническая характеристика.
Буровые мачты. Классификация и область применения мачт. Особенности эксплуатации. Способы монтажа-демонтажа. Современные буровые
мачты, их устройство и техническая характеристика.
Буровые здания. Классификация, область применения. Современные
буровые здания, их устройство. Правила размещения технологического и
вспомогательного оборудования в буровом здании, требования охраны труда
при эксплуатации.
7
4.2.6. Талевые системы. Назначение, общее устройство, классификация талевых систем. Устройство кронблоков, талевых блоков, кронблочных
рам. Схемы талевых систем, используемых на буровых установках. Условия
применения различных талевых систем, правила эксплуатации, требования
охраны труда.
Конструкции канатов, порядок их выбора для различных условий бурения. Рациональная эксплуатация канатов.
Методика определения числа рабочих струн, грузоподъёмности талевой системы, нагрузки на вышку, диаметра каната.
4.2.7. Комплексные буровые установки для бурения геологоразведочных скважин. Состав комплексной буровой установки: буровой станок,
буровой насос (компрессор), механизмы для проведения спускоподъёмных
операций, вышка (мачта), пусковая и контрольно-измерительная аппаратура,
буровое здание, системы отопления и освещения, транспортная база и т.д.
Буровые установки на базе станков ЗИФ-650М, ЗИФ-1200МР. Область
применения, общее устройство. Размещение технологического оборудования
с учётом требований охраны труда. Технические характеристики. Особенности эксплуатации.
Установки нормального (параметрического) ряда "УКБ", выпускаемые
по ГОСТ 292.33 – 91. Область применения. Общее устройство. Основные отличия установок типа УКБ от ранее выпускаемых буровых установок. Модификации буровых установок. Унификация узлов и механизмов. Технические
характеристики. Особенности эксплуатации.
4.2.8. Самоходные буровые установки. Классификация самоходных
буровых установок (по транспортной базе, по условиям применения). Достоинства и недостатки самоходных буровых установок, их рациональная область применения.
Самоходные буровые установки общего назначения (универсальные):
УКБ1-12,5/25, УКБ3-200/300С, УКБ-4С, УКБ-500С и др.
Специализированные буровые установки: УБР-2М, УРБ-2А2, УРБ2А2-КГК, УРБ-2,5А (для бурения картировочных, поисковых, изыскательских и геофизических скважин); УРБ-3А3, 1БА-15В, 1БА-15К, 1БА-15Н (для
бурения
структурных
скважин,
гидрогеологических,
инженерногеологических, эксплуатационных скважин на воду).
Общее устройство установок. Принципиальные кинематические схемы, технические характеристики. Особенности эксплуатации.
4.2.9. Современные зарубежные буровые установки. Буровые
установки для бурения геологоразведочных скважин, выпускаемые ведущими зарубежными фирмами Atlas Copco, Boart Longyear и др.: Diamec-282,
Diamec-262, Diamec-252, Mustang-13, Mustang-9, Mustang-5, Mustang-4,
Christensen CS14, Christensen CS 1000 P6, Christensen CS 1000 P6L, Christensen CS 1500, Christensen CS 4002, Explorac 220, SCHRAMM T450WS,
SCHRAMM T685WS и др.
8
Принципиальные отличия зарубежных буровых установок от установок отечественного производства (высокий уровень гидрофикации, автоматизации; повышенная приводная мощность и скоростные показатели, высокая
универсальность и т. д.). Основные технические характеристики. Область
применения.
4.2.10. Буровые установки специального назначения.
Плавучие буровые установки. Назначение плавучих буровых установок (ПБУ) и их классификация. Общее устройство буровых судов и оснований. Буровое оборудование, используемое для комплектования ПБУ. Размещение бурового оборудования. Способы стабилизации буровых судов.
Особенности эксплуатации ПБУ. Требования охраны труда.
Вибробуровые установки. Основные элементы вибробуровых установок (ВБУ): вибратор (вибромолот), лебёдка, привод, мачта, транспортная
база. Устройство, принцип работы вибратора и вибромолота, теория их работы. Область применения ВБУ, их достоинства и недостатки.
Буровые установки для бурения неглубоких скважин с механическим транспортированием продуктов разрушения. Основные элементы
буровых установок. Классификация установок: переносные (механические
пробоотборники, мотосвёрла, мотобуры), передвижные, самоходные установки. Принципиальные схемы, конструктивное исполнение, технические
характеристики.
Буровые установки для ударно-канатного бурения скважин. Классификация буровых установок по характеру транспортной базы, по назначению, глубине бурения и другим признакам. Современные типы установок
для ударно-канатного бурения: Бу-20-2М, УКС-22М, "Амурец-100". Модернизированные буровые установки: БУ-20, БУ-20-2У, БУ-20-3, БУ-20-2УШ.
Общее устройство, технические характеристики.
Буровые установки для осуществления комбинированных способов бурения. Условия применения установок для комбинированного бурения: ударного, вращательного (змеевиками, шнеками, ложками) и вибрационного. Буровые установки БУК-75, УРБ-2, УГБ-50А, БУВ-1А и др. Устройство, принципиальные схемы, технические характеристики и условия применения.
Буровые установки для бурения скважин большого диаметра. Общая характеристика. Классификация. Основные элементы установок. Кинематические схемы. Силовой привод. Устройство, принцип работы установок
ЛБУ-50, БКГМ-63-3, МРК-1, УБСР-25, СО-1200.
4.2.11. Забойные машины и механизмы
Гидроударники. История создания гидроударников. Классификация
гидроударников по кинематике рабочего процесса (прямого действия, обратного действия, двойного действия, непосредственно гидросилового действия), по энергии удара (с малой энергией удара, с большой энергией удара),
9
частоте ударов. Общее устройство, принцип работы, достоинства и недостатки каждого типа гидроударников, область их оптимального применения. Параметры гидроударников.
Современные типы гидроударников: Г-76, Г-59, Г-46. Общее устройство, техническая характеристика, правила эксплуатации. Вспомогательный
и аварийный инструмент при бурении с гидроударниками. Отражатели ударных волн, их назначение и общее устройство.
Технологическая схема буровой установки при работе с гидроударниками. Дополнительные требования к буровому оборудованию. Правила охраны труда.
Пневмоударники. Область применения. Классификация пневмоударников по способу распределения воздуха (клапанные, бесклапанные, золотниковые), по назначению (горного типа, геологоразведочные). Общее
устройство, принцип работы. Параметры пневмоударников.
Геологоразведочные пневмоударники: РП-133А, РП-111, РП-94, РП94М, ПН-76, ПН-93, ПН-112, ПН-132. Пневмоударники горного типа: П1-75,
П-125, МП-3 и др. Общее устройство, принцип работы, правила эксплуатации, технические характеристики.
Комплексы технических средств для пневмоударного бурения разведочных, геотехнологических, взрывных и других скважин в породах различной твёрдости и абразивности без отбора или с отбором керна. Технологическая схема буровой установки при работе с пневмоударниками. Назначение,
общее устройство масловлагоотделителей, холодильников, автомаслёнок,
циклонов, герметизаторов устья скважины. Правила охраны труда.
Турбобуры. История создания турбобуров и внедрения их в практику
бурения скважин. Область применения. Общее устройство, принцип работы
турбобуров. Техническая характеристика современных турбобуров. Перспективы создания малогабаритных турбобуров для бурения геологоразведочных
скважин.
Винтовые забойные двигатели. Область применения. Общее устройство. Принцип работы. Преимущества и недостатки перед другими забойными двигателями. Техническая характеристика существующих конструкций
винтовых двигателей и условия их применения при бурении скважин различного назначения.
4.2.12. Оборудование для приготовления промывочных жидкостей и цементных растворов. Классификация способов приготовления промывочных жидкостей: механические, гидравлические, комбинированные.
Устройство, принцип работы, область применения глиномешалок, фрезерноструйных мельниц, гидросмесительных устройств, эмульгаторов, аэраторов.
Правила эксплуатации, требования охраны труда.
4.2.14. Оборудование для очистки промывочных жидкостей от
песка и шлама. Классификация технических средств для очистки промывочных жидкостей: механические, гидравлические, седиментационные. Об10
щее устройство, принцип работы
гидроциклонов, вибросит, ситоконвейеров. Устройство, техническая характеристика гидроциклонных установок, спирального гидроциклона СГМ-ТПИ, вибросита СВС-2, ситоконвейера СКГ-650. Устройство желобных систем. Требования к сооружению отстойников, зумпфов, хранилищ промывочных жидкостей.
Заключение
Современное состояние и перспективы развития буровой техники в
России и за рубежом. Задачи, стоящие перед специалистами в области совершенствования бурового оборудования.
Содержание практического раздела включает 18 занятий общей трудоемкостью 36 часов (табл. 2). В результате освоения практического раздела дисциплины студент овладевает следующими компетенциями: ОК-1, ПК-2, ПК-5,
ПК-6, ПК-8, ПК-9, ПК-10, ПК-19, ПК-21.
Таблица 2
Содержание практического раздела дисциплины
№
№
пп
1
1
2
3
4
5
Тема лабораторной
работы
Аннотация работы
Обеспечение работы
Отчетность
2
Общее устройство
буровой установки
и буровых станков.
Изучение
устройства, принципа работы
вращателей
буровых станков – 2
ч.
3
Анализ конструкций вращателей
различных типов, выявление достоинств, и недостатков; определение оптимальной области применения. Выбор основных параметров вращателей.
5
Эскизы, схемы
вращателей.
Контрольная
работа.
Механизмы подачи
(МП): устройство,
принцип действия,
гидравлические системы управления и
регулировки – 4ч.
Изучение
устройства, принципа работы основных блоков гидравлической
системы
буровых
станков – 4 ч.
Задание и регулирование
осевой
нагрузки на буровых станках с гидравлическим механизмом подачи – 2
ч.
Изучение
устройства, принципа работы лебёдок буро-
Анализ конструкций МП. Оценка
параметров МП и факторов, влияющих на их величину.
Изучение устройства элементов
гидравлической системы буровых
станков. Приобретение навыков
работы с гидравлическими схемами и опыта работы с гидравлическими приборами.
Приобретение навыков практической работы с элементами управления
гидравлической системы
буровых станков и регулирования
режимных параметров.
4
Литературные источники, методические указания, красочные
плакаты,
натурные образцы
вращателей,
действующие буровые
станки:
СКБ-3,
СКБ-4, СКБ-5.
Литературные источ-ники, методические указания, плакаты, натурные образцы,
действующие станки.
Литературные источники, методические
указания,
натурные образцы
гидравлических
приборов
Методические указания.
Действующие стенды на базе
станков
СКБ-4,
СКБ-5.
Приобретение навыков работы с
тормозными системами и опыта
регулировки тормозов лебёдок
Методические указания, плакаты, действующие буровые
Контрольная
работа. Зачёт
по практиче-
11
Принципиальные
схемы.
Варианты работы.
Контрольная работа.
Схемы, графики. Контрольная работа.
Контрольная
работа. Зачёт
по практической работе по
заданию осевой нагрузки.
вых станков – 2 ч
различных конструкций.
6
Изучение кинематических схем современных буровых
станков – 2 ч.
Анализ кинематических схем различных буровых станков. Выбор
оптимальных частот вращения для
вращателя и барабана лебёдки.
7
Изучение
устройства, принципа работы поршневых и
плунжерных буровых насосов – 4 ч.
Изучение
устройства, принципа работы труборазворотов и элеваторов– 2
ч.
Изучение
устройства и принципа
работы
буровых
вышек и мачт – 2 ч.
Изучение устройства, принципа работы, регулировок гидроударников – 4 ч..
Изучение
устройства, принципа работы пневмоударников – 2 ч.
Изучение
устройства, принципа работы гидроциклонов – 2 ч.
Практическая работа на буровом агрегате (работа на лебёдке, задание осевой нагрузки) – 4 ч.
Всего 36 часов
Анализ насосов. Выявление факторов, определяющих производительность и давление насоса. Изучение способов регулирования
производительности и давления.
Анализ конструкций. Методика
выбора средств механизации для
комплектования буровых установок
8
9
10
11
12
станки
СКБ-4,
СКБ-5
Методические указания,
плакаты,
натурные образцы
коробок передач и
редукторов.
Методические указания,
плакаты,
натурные образцы
узлов насосов, действующие насосы.
Методические указания,
плакаты,
натурные образцы.
Анализ конструкций. Способы
монтажа и демонтажа, порядок
перевозок.
Методические указания,
плакаты,
натурные образцы.
Анализ конструкций различных
гидроударников.
Приобретение
опыта сборки-разборки и регулировки гидроударников
Анализ конструкций пневмоударников. Приобретение опыта сборки, разборки и регулировки пневмоударников.
Анализ конструкций гидроциклонов. Определение производительности и степени очистки промывочной жидкости..
Приобретение навыков практической работы на буровых станках
при бурении скважин в блоках
горных пород. Выбор оптимальных режимов бурения.
Методические указания,
плакаты,
натурные образцы
гидроударников,
Методические указания,
плакаты,
натурные образцы.
Методические указания,
плакаты,
натурные образцы,
действующий стенд.
Методические указания,
плакаты,
действующие буровые станки и насосы.
ской работе на
лебёдках.
Кинематические схемы.
Рубежная контрольная –
1 час
Кинематические
схемы,
графики.
Контрольная
работа.
Кинематические схемы. Технические характеристики.
Отчёт.
схемы. Технические характеристики. Отчёт.
Отчёт.
Контрольная работа.
Отчёт.
Рубежная контрольная работа.
Отчёт. Схемы,
хаактеристики.
Зачёт по практической работе.
Таблица 3
Структура дисциплины «Буровые машины и механизмы»
по разделам и формам организации обучения
Название раздела/темы
1.
Общее устройство буровой
установки и буровых станков.
Изучение устройства, принципа
работы вращателей
2. Механизмы подачи (МП) буровых установок: устройство, принцип действия, системы управления и регулировки
3. Гидравлические системы буровых установок: устройство, принцип работы основных блоков
Аудиторная работа (час)
ЛекПракт.
Лаб. зан.
ции занятия
СРС
(час)
Контр.
раб.
Итого
2
2
2
1
6
2
4
2
1
8
2
6
6
3
14
4. Грузоподъёмные механизмы
12
буровых установок: планетарные и фрикционные лебёдки,
гидравлические подъёмники,
экстракторные устройства
5. Коробки передач. Кинематические схемы буровых станков и
установок.
6. Привод буровых установок
7. Современные буровые станки.
Технические характеристики, область применения.
8. Буровые насосы. Классификация, требования к буровым насосам. Технические характеристики,
область применения.
9. Технические средства для выполнения спуско-подъёмных операций: механизмы для свинчивания и развинчивания труб; полуавтоматические элеваторы.
10. Буровые вышки и мачты.
Классификация. Устройство. Область применения. Способы монтажа и перевозки.
11. Талевые системы. Конструкции. Порядок выбора. Правила
эксплуатации
12. Комплектные буровые установки. Нормальные ряды буровых
установок. Самоходные буровые
установки.
13. Зарубежные буровые установки.
14. Забойные машины и механизмы: гидроударники, пневмоударники, турбобуры.
16. Технические средства для приготовления и очистки промывочных жидкостей
Выполнение курсовой работы
Итого
2
2
4
1
8
2
4
6
1
12
2
2
4
2
2
4
1
8
4
4
4
1
12
2
2
4
1
8
4
2
4
1
10
2
2
6
2
4
6
2
4
6
4
6
6
2
16
2
2
4
1
8
36
36
32
90
32
162
4.3. Распределение компетенций по разделам дисциплины
Распределение по модулям дисциплины планируемых результатов обучения, согласно ООП подготовки горных инженеров специальности 130203
«Технологии геологической разведки », представлено в табл.5.
Таблица 5
Распределение по разделам дисциплины планируемых
результатов обучения
№ Формируемые
компетенции
Лекции
Модули дисциплины
Лаб. работы
Самостоятельная
13
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
З11.1
З11.2
З11.3
У11.1
У11.2
У11.3
В11.1
В11.2
В11.3
+
+
работа
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
5. Образовательные технологии
Специфика сочетания методов и форм организации обучения отражается в матрице (табл.6).
Таблица 6
Методы и формы организации обучения
Методы
/
ФОО
Работа в команде
Методы проблемного обучения
Обучение на основе опыта
Опережающая самостоятельная работа
Проектный метод
Практические
Лекции (лабораторные)
занятия
+
+
СРС
+
+
+
+
+
+
+
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной
работы студентов
6.1. Текущая самостоятельная работа студента
Текущая самостоятельная работа студента направлена на углубление и
закрепление знаний студента, развитие практических умений:

поиск, анализ, структурирование и презентация информации;
 выполнение расчетных работ;
 исследовательская работа и участие в научных студенческих
конференциях, семинарах и олимпиадах;
 анализ научных публикаций по заранее определенной преподавателем
теме.
6.2. Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа
Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа, ориентированная на развитие интеллектуальных умений, комплекса универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций, повышение творческого потенциала студентов. В результате самостоятельной подготовки
14
студент овладевает следующими компетенциями: ОК-1,ОК-2,ОК-12, ПК-2,
ПК-3, ПК-5, ПК-6, ПК-7, ПК-8, ПК-12, , ПК-14, ПК-17, ПК-20, ПК-21, ПК-22,
ПК-30
6.3. Содержание самостоятельной работы студентов
Самостоятельная работа в объеме __90__часов по освоению теоретических и практических основ дисциплины заключается:
 в углубленном изучении материала, изложенного на лекциях, а также
работа с основными и дополнительными литературными источниками,
методической и учебной литературой в соответствии с учебным планом и Internet- ресурсами по вопросам буровых машин и механизмов,
используемых при бурении скважин – 30 часов;
 подготовка к выполнению и защите лабораторных работ – 12 часов;
 подготовка к входному контролю (тестированию), текущему контролю
(12 контрольных работ) – 16 часов.
 подготовка курсовой работы по дисциплине «Буровые машины и механизмы». Она заключается в изучении материала по заданной теме с
использованием предложенной литературы и Internet – ресурсов для
подготовки работы и доклада в виде презентации. Презентация результатов курсовой работы выполняется в компьютерном формате
Microsoft Office PowerPoint и докладываются на практических занятиях
или в часы консультаций c последующим обсуждением, формулировкой выводов и рекомендаций по применению – 32 часа.
Темы курсовых работ
В курсовой работе по теме необходимо осветить поставленные вопросы,
привести обзор, сделать критический анализ (выявить достоинства, недостатки, определить оптимальную область применения анализируемых изделий) или выбрать и обосновать рациональную конструкцию изделия для работы в конкретных геолого-технических условиях. Выполненную работу
проиллюстрировать схемами, рисунками (чертежами), графиками. Тема курсовой работы выдаётся студенту преподавателем.
Тема 1.История развития буровой техники в России и за рубежом.
Тема 2. Современные буровые установки для бурения геологоразведочных скважин глубиной до 1000 м.
Тема 3. Современные буровые установки для бурения геологоразведочных скважин глубиной до 2000 м.
Тема 4. Современные буровые установки для бурения скважин большого
диаметра (до 6 м и более).
Тема 5. Современные установки для бурения геотехнологических
скважин.
Тема 6. Зарубежные установки для бурения геологоразведочных скважин.
Тема 7. Способы регулирования производительности буровых насосов.
15
Тема 8. Способы монтажа и демонтажа буровых вышек и мачт.
Тема 9. Современные технические средства для свинчивания и
развинчивания бурильных и обсадных труб.
Тема 10. Перспективы создания буровой установки для бурения
геологоразведочных скважин глубиной до 1000 м одним рейсом в горных
породах любой крепости.
Тема 11. Перспективы широкого внедрения ударно-вращательного
способа
бурения
гидроударниками
в
практику
сооружения
геологоразведочных скважин.
Тема 12. Перспективы широкого внедрения ударно-вращательного
способа бурения пневмоударниками в практику сооружения геологоразведочных скважин.
Тема 13. Перспективы использования турбобуров для бурения
геологоразведочных скважин в крепких горных породах.
Тема 14. Современные плавучие буровые установки для бурения
геологоразведочных скважин.
Тема 15. Технические средства для приготовления промывочных
жидкостей.
Тема 16. Технические средства для очистки промывочных жидкостей
от песка и шлама.
Тема 17. Вибробуровые установки для бурения геологоразведочных
скважин.
Тема 18. Технические средства для бурения скважин с продувкой
воздухом.
Тема 19. Технические средства для бурения глубоких скважин во льдах.
Темы курсовых проектов обновляются каждый учебный год.
6.4. Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство
двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателей.
6.5. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
Образовательные ресурсы, рекомендуемые для использования при самостоятельной работе студентов, в том числе программное обеспечение,
Internet- и Intranet-ресурсы (электронные учебники, компьютерные модели и
др.), учебные и методические пособия:

рабочая программа дисциплины (102 ауд. 6 корпуса ТПУ);
 учебник и учебные пособия по лекционному материалу – Научно-техническая
библиотека ТПУ, – г. Томск, ул. Белинского, 55);

лабораторный практикум по дисциплине (102 ауд. 6-го корпуса ТПУ,
научно-техническая библиотека ТПУ, – г. Томск, ул. Белинского, 55)
 лекционная аудитория с мультимедийным оборудованием, компьютерный
класс для проведения практических работ;
 лаборатория буровых машин и механизмов (107 ауд. 6-го корпуса ТПУ).
16
7. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины
При изучении дисциплины предусматриваются следующие виды
контроля: текущий, рубежный и итоговый.
Контроль успеваемости студентов осуществляется в виде:

входного контроля (тестирование);

текущего контроля (тестовые контрольные работы после завершения
изучения самостоятельной темы);

рубежного контроля (по блоку тем или по отдельному разделу);

итогового контроля (экзамены в седьмом и восьмом семестрах).
Контроль служит эффективным стимулирующим фактором для организации самостоятельной и систематической работы студентов, усиливает глубину и долговременность полученных знаний. Контроль осуществляется на
аудиторных занятиях и на консультациях, чем создаются условия, при которых студент вынужден ритмично работать над изучением данного курса.
Организация контроля строится на оценке знаний студентов по принятой в Национальном исследовательском Томском политехническом университете рейтинговой системе. Максимальное количество баллов по данной
дисциплине, которое может набрать студент, составляет 100 баллов (табл. 7).
Таблица 7
Оценка видов занятий дисциплины по рейтинговой системе
№ п/п
Вид занятий
Входной контроль (тестирование)
1
Выполнение и защита реферата
2
Текущий контроль
3
Выполнение и защита лабораторных работ
4
Посещение и выполнение лекций
5
6
Итоговый контроль
Максимальное количество баллов, всего
Баллы
9
8
8
20
15
40
100
Текущий контроль включает выполнение 12-ти тестовых контрольных
работ после завершения изучения самостоятельной темы с целью выработки
у студентов необходимости к систематической работе; индивидуальную
защиту студентами отчетов по лабораторным работам.
Рубежный контроль проводится дважды в семестре путем выполнения
письменной индивидуальной работы, включающей 3–4 контрольных вопроса по теоретической части и решение практической задачи по выбору и
обоснованию технических средств для выполнения определённых технологических процессов. Рубежный контроль преследует цель оценки уровня
усвоения студентами теоретической части и навыков в выполнении практической работы, предусмотренной учебной программой.
Итоговый контроль проводится после завершения обучения студентами дисциплины «Буровые машины и механизмы» в виде экзамена. Итоговый
17
контроль преследует цель проверки знаний студента по всему изученному
курсу, понимания взаимосвязей различных его разделов друг с другом и связей с иными естественнонаучными, общепрофессиональными и специальными дисциплинами. В процессе экзамена проводится проверка достижения результатов, предусмотренных разделом «Цели преподавания дисциплины»
данной рабочей программы и ООП 130203 «Технологии геологической разведки» специализации «Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых». Итоговый контроль предусматривает ответы на несколько вопросов теоретического курса, решение практических задач при
работе с буровым оборудованием, демонстрационную работу с образцами
технических средств (сборка, разборка, запуск, регулировка).
7.1. Материалы по текущему контролю
7.1.1. Вопросы для самопроверки готовности к выполнению
лабораторных работ и написанию контрольных тестовых работ
Тема 1. Общие сведения о буровой установке. Структурная
схема бурового станка. Вращатели буровых станков
1. Перечислить основные элементы буровой установки для сооружения
геологоразведочной скважины.
2. Вписать основные недостающие узлы шпиндельного вращателя на
примере станка СКБ-4: корпус, ………………., ведущая шестерня,
…………….., гидропатроны, ………………, …………………
3. Дополнить схему передачи вращения от привода бурового станка с
вращателем шпиндельного типа к колонне бурильных труб: электродвигатель - фрикцион - коробка передач ведущая шестерня
…..…….., …………, …………………., колонна бурильных труб.
4. Где смонтирована вращающаяся часть постоянно замкнутого гидропатрона: на шпинделе или на траверсе?
5. Как осуществляется закрепление бурильной трубы в постоянно замкнутом гидропатроне: усилием пружин или усилием поршня?
6. Какой тип шпинделя обеспечивает наиболее устойчивую работу колонны бурильных труб при высоких частотах вращения снаряда ?
7. Какую функцию во вращателе станка СКБ-4 выполняет нижний гидропатрон ?
8. Какие нагрузки воспринимает ротор при бурении с забойными двигателями?
9. Дополнить перечень операций, выполняемых с помощью подвижных
вращателей: спуск бурильной колонны, ………………., бурение,
…………………, ………………….., подъём бурильной колонны.
10. Определить величину максимального крутящего момента на вращателе. (По заданным условиям).
Тема 2. Механизмы подачи
1. Перечислить основные типы механизмов подачи.
18
2. Определить рациональную область применения канатно-цепных механизмов подачи.
3. Почему у гидравлических механизмов подачи при одинаковом давлении масла усилие подачи вверх больше, чем вниз?
4. С какими полостями гидроцилиндров механизма подачи с дросселем
на линии нагнетания соединяется нагнетательная линия при:
– бурении с дополнительной нагрузкой …………………………
– бурении с разгрузкой ………………………………………
– быстром подъёме шпинделя ………………………………
5. Когда в процессе бурения применяется операция «Быстрый подъём
шпинделя»?
6. С верхней или нижней полостью гидроцилиндров соединяется нагнетательная магистраль механизма подачи с дросселем на линии слива
при бурении с разгрузкой?
7. Увеличится или уменьшится усилие подачи механизма с дросселем
на линии слива при переходе из твёрдых горных пород в мягкие?
8. Увеличится или уменьшится усилие подачи механизма с дросселем
на линии слива при выходе из строя резцов породоразрушающего инструмента?
9. Перечислить все основные элементы гидравлической системы бурового станка с дросселем на линии нагнетания.
10.Определить давление в нижних полостях гидроцилиндров механизма
подачи с дросселем на линии слива при следующих условиях: вес колонны бурильных труб – 2000 кгс; осевая нагрузка на коронку – 1500
кгс; давление масла в верхних полостях гидроцилиндров – 50
кгс/см2; рабочая площадь в верхних полостях гидроцилиндров – 80
см2; рабочая площадь поршней в нижних полостях гидроцилиндров –
150 см2.
Тема 3. Гидравлическая система бурового станка СКБ-4
1. Перечислить все рабочие операции, выполняемые гидросистемой бурового станка СКБ-4.
2. Перечислить рабочие позиции прибора гидроуправления.
3. В каких положениях распределителя, прибора гидроуправления, и
пакетного выключателя ведётся бурение в режиме автоматического
перехвата?
4. Назначение наружной и внутренней шкал указателя нагрузки бурового станка СКБ-4.
5. Какими устройствами гидросистемы регулируется скорость подачи
шпинделя вниз?
6. Возможно ли перемещение станка по раме, если распределитель
установить в положение «Раскрепить»?
7. Какие функции выполняет гидрозамок бурового станка?
8. Какие положения имеет распределитель гидросистемы бурового
станка СКБ-4?
19
9. Порядок практической работы по установке осевой нагрузки на станке СКБ-4.
10. Функциональное назначение регулятора подачи станка СКБ-4.
Тема 4. Лебёдки буровых установок
1. Классификация буровых лебёдок по признаку «кинематика рабочего
процесса».
2. Перечислить основные узлы планетарной лебёдки.
3. Какая деталь планетарного механизма лебёдки бурового станка СКБ4 неподвижна при заторможенном шкиве тормоза спуска?
4. Подвижны или неподвижны оси сателлитов относительно вала лебёдки станка СКБ-5 при подъёме снаряда из скважины?
5. Какая деталь планетарного механизма лебёдки бурового станка СКБ5 неподвижна при заторможенном шкиве тормоза подъёма?
6. Назвать принципиальное конструктивное отличие планетарных лебёдок, работающих по схеме «барабан – зубчатый венец» и «барабан –
водило».
7. Чем конструктивно отличается тормоз спуска от тормоза подъёма?
8. С помощью чего устанавливается необходимый зазор между тормозными колодками и шкивами на лебёдках буровых станков СКБ-4,
СКБ-5?
9. В каком случае барабан фрикционной лебёдки будет вращаться при
выключенном фрикционе?
10. Определить величину тормозного момента для удержания бурового
снаряда в подвешенном состоянии ( для заданных условий).
Тема 5.Кинематические схемы буровых станков СКБ-4, СКБ-5,
ЗИФ-650М, ЗИФ-1200МР
(К заданию по контрольной работе прилагаются кинематические схемы буровых
станков).
1. Перечислить основные элементы кинематической схемы бурового
станка СКБ-5.
2. Назначение синхронизаторов в коробке передач станка СКБ-4.
3. Почему станок СКБ-4, имея пятискоростную коробку передач, обеспечивает на вторичном валу только 4 скорости?
4. Каким образом осуществляется отключение лебёдки бурового станка
СКБ-4?
5. Какие шестерни в коробке передач СКБ-4 необходимо ввести в зацепление, чтобы включить обратную скорость?
6. Какие шестерни в станке СКБ-4 необходимо ввести в зацепление,
чтобы включить вторую скорость лебёдки?
7. Каким образом у станка СКБ-5 можно получить обратное вращение?
8. Какие шестерни в коробке передач и в редукторе станка СКБ-5 необходимо ввести в зацепление для включения 1-ой скорость вращателя?
9. Какие шестерни в коробке передач и редукторе станка СКБ-5 необходимо ввести в зацепление, чтобы получить 4-ую скорости лебёдки?
20
10. Назначение фрикциона бурового станка.
Тема 6. Поршневые и плунжерные буровые насосы
1. Что такое «напорно-расходная характеристика» насоса? Какой она
должна быть у буровых насосов?
2. Какие факторы влияют на производительность поршневых и плунжерных насосов?
3. Какие параметры определяют давление, создаваемое насосом?
4. Какую функцию выполняет обратный клапан, установленный на
всасывающей линии насоса?
5. Почему поршневые насосы называются насосами двойного действия?
6. С помощью чего изменяют интенсивность промывки скважины при
использовании насосов НБ-32, НБ-50?
7. Почему КПД плунжерных насосов выше, чем поршневых?
8. Какое количество всасывающих клапанов имеют насосы НБ-50 и
НБ-320/100?
9. Какими способами можно изменять (регулировать) производительность насосов НБ4-320/63 и НБ4-160/63?
10. Какие факторы влияют на высоту всасывания жидкости насосом?
Чему равна максимальная теоретическая и практическая высота всасывания?
Тема 7. Буровые вышки и мачты
1. Классификация вышек по признаку «пространственная геометрическая форма».
2. Перечислить основные элементы буровых вышек.
3. Назвать принципиальные отличия между вышками и мачтами.
4. Назвать принципиальные отличия между мачтами 1-го и 2-го типа.
5. Перечислить основные элементы буровых мачт.
6. Перечислить марки современных буровых мачт.
7. Перечислить основные параметры буровых вышек и мачт.
8. Классификация способов монтажа буровых вышек.
9. Какие функции выполняют растяжки на буровых вышках. Всегда ли
они необходимы?
10 . Определить нагрузку на вышку при заданном весе бурового снаряда
и конструкции талевой системы.
Тема 8. Труборазвороты. Элеваторы
1. Классификация труборазворотов.
2. Какую роль в работе труборазворота играет муфта-маховик?
3. Назначение подкладной и отбивной вилки.
4. Почему кнопка управления труборазворотом должна быть расположена на расстоянии не менее 2 м от устья скважины?
5. Технико-эксплуатационные требования к труборазворотам.
6. От каких типов двигателей осуществляется привод труборазворотов
РТ-1200М, РТ-300, РТ-100?
21
7. Перечислить основные параметры труборазворотов.
8. Перечислить современные полуавтоматические элеваторы, используемые при сооружении геологоразведочных скважин.
9. Перечислить основные параметры элеваторов.
10. Требования охраны труда при работе с элеваторами.
Тема 9. Гидроударники
1. Классификация гидроударников по признаку «кинематика рабочего
процесса».
2. Изобразить упрощенную схему гидроударника прямого действия.
3. Перечислить стадии движения бойка гидроударника прямого действия.
4. Перечислить основные параметры гидроударников прямого действия
и способы их регулирования.
5. Особенности технологической схемы буровой установки при работе
с гидроударниками.
Тема 10. Пневмоударники
1. Классификация пневмоударников по признаку «способ распределения воздуха в рабочие камеры».
2. Изобразить схему ударного узла клапанного пневмоударника.
3. Изобразить общую технологическую схему буровой установки при
работе с пневмоударниками.
4. Перечислить основные параметры пневмоударников.
5. Назначение масловлагоотделителя и холодильника при бурении с
пневмоударниками. Всегда ли необходимо их применение?
7.2. Материалы по рубежному контролю
(Рубежные контрольные работы по блокам дисциплины)
Рубежные контрольные работы проводятся после
соответствующего, более крупного раздела (модуля) дисциплины.
изучения
Тема 1. Буровая установка, как комплекс различных по назначению
машин, механизмов, приборов, устройств
Вариант 1.
1.
Структурная
схема
буровой
установки
для
бурения
геологоразведочных скважин.
2. Основные рабочие механизмы, входящие в состав бурового станка,
их функциональное назначение.
3. Устройство, принцип работы вращателя шпиндельного типа.
Вариант 2.
1. Раскрыть понятия терминов: «буровая установка», «буровой
агрегат», «буровой станок».
2. Блок-схема бурового станка. Виды компоновок бурового станка.
3. Устройство, принцип работы, область применения вращателей
роторного типа.
Вариант 3.
22
1. Теоретические основы работы механизмов подачи буровых
установок.
2. Классификация буровых лебёдок. Устройство, принцип работы
планетарной лебёдки, работающей по схеме «барабан – зубчатый венец».
3. Устройство, принцип работы коробок передач буровых станков с
дополнительным редуктором.
Тема 2. Современные
геологоразведочных скважин.
буровые
установки
для
бурения
Вариант1.
1. Классификация буровых установок по назначению.
2. Состав буровых установок на базе станков: ЗИФ-650М и ЗИФ1200МР. Их общая характеристика, область применения.
3. Самоходная буровая установка 1БА-15В. Основное назначение,
структурная технологическая схема.
Вариант 2.
1. Классификация буровых установок по транспортной базе, их общая
характеристика.
2. Состав буровых установок на базе станков типа СКБ-4, СКБ-5. Их
общая характеристика, область применения.
3. Комплексы буровых установок с гидротранспортом керна на базе
установки УРБ-2А2. Основное назначение, технологическая схема.
7.3. Материалы по итоговому контролю
(Экзаменационные вопросы по дисциплине соответствуют вопросам аннотированного содержания разделов дисциплины «Буровые машины и механизмы, см. раздел 4.2):
Экзаменационный билет № 1 (Образец)
по дисциплине «Буровые машины и механизмы»
кафедра «Бурение скважин»
курс 3
1. Технологическая схема буровой установки. Назначение основных
машин и механизмов, входящих в состав буровой установки.
2. Устройство, принцип работы гидроударника прямого действия. Достоинства, недостатки, оптимальная область применения.
3. Методика выбора и обоснования основных параметров вращателей
буровых станков.
«Утверждаю»:
заведующий кафедрой бурения скважин
профессор
Составил:
В.Д. Евсеев
________________ профессор С.Я.Рябчиков
23
«________» _____________2011 г.
Формируемые компетенции в зависимости от вида полученных знаний по
дисциплине «Буровые машины и механизмы» представлен Другие образовательные ресурсы
1. Пакет прикладных программ «GeoIng» Универсального программного
комплекса «Geotech»
2. Фильмы по бурению нефтяных и газовых скважин
3. Презентации к лекциям
ы в табл. 8.
Таблица 8
Формируемые компетенции в зависимости от вида полученных знаний по
дисциплине «Буровые машины и механизмы»
Коды
Компетенции,
совокупный ожидаемый результат по
завершении обучения
Общекультурные (ОК)
обобщать, анализировать, воспринимать
ОК-1 информацию, ставить цели и выбирать пути ее достижения
проявлять инициативу, находить организаОК-6 ционно-управленческие решения и нести за
них ответственность
использовать нормативные правовые доОК-7 кументы в своей деятельности
Совокупность оценочных заданий
по дисциплине
лекции
практические самостоятельная
занятия
работа
+
+
+
+
стремиться к саморазвитию, повышению
ОК-9 своей квалификации и мастерства
Профессиональные(ПК)
общепрофессиональные
самостоятельно приобретать новые знания,
используя современные образовательные и
ПК-1
информационные технологии
использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной
деятельности, применять методы матемаПК-2
тического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования
составлять
и
оформлять
научноПК-5
техническую и служебную документацию
производственно-технологическая деятельность
ПК-6 применять процессный подход в практиче24
+
+
+
+
+
+
ской деятельности, сочетать теорию и
практику
эксплуатировать и обслуживать технологиПК-8 ческое оборудование, используемое при
строительстве скважин
применять в практической деятельности
ПК- принципы рационального использования
природных ресурсов и защиты окружаю10
щей среды
организационно-управленческая деятельность
методы
техникоПК- использовать
экономического анализа
13
экспериментально-исследовательская деятельность
изучать и анализировать отечественную и
ПК- зарубежную научно-техническую информацию по направлению исследований в
17
области бурения скважин
использовать физико-математический апдля
решения
расчетноПК- парат
аналитических задач, возникающих в хо19
де профессиональной деятельности
проектная деятельность
осуществлять сбор данных для выполнеПКния работ по проектированию бурения
21
скважин,
выполнять отдельные элементы проектов
ПКна стадиях эскизного, технического и ра22
бочего проектирования
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Материалы для освоения теоретического курса
1. Учебник по дисциплине «Буровые машины и механизмы».
2. Электронный и изданный типографским способом варианты конспекта лекций по дисциплине «Буровые машины и механизмы».
3. Лабораторный практикум по «Буровым машинам и механизмам».
4. Комплект демонстрационных материалов для лекций, выполненный
в программе Microsoft Power Point с элементами анимации (46 программ презентаций, включающих более 300 слайдов с чертежами, схемами, таблицами,
графиками, текстовыми заставками, видеороликами).
5. Комплект раздаточных материалов при чтении лекций (более 100 рисунков с чертежами, схемами, графиками).
6. Методические указания и рекомендации по выполнению курсовой
работы.
Программный продукт для расчетных работ
25
1. Электронная база данных для разработки и выбора тем курсовых
проектов по дисциплине.
2. Прикладные программы «Расчёт бурильных труб», «Расчёт талевых
систем», «Расчёт мощности на бурение».
3. Стандартная программа Microsoft Excel для проведения расчетов, построения графиков и диаграмм.
Лекции в объёме 36 часов читаются в специально оборудованной мультимедийной аудитории (ауд. 106, корпус 6) с использованием компьютера и
видеопроектора.
Наглядные пособия
1. Действующие буровые установки на базе станков СКБ-2, СКБ-4,
СКБ-5 и насосов НБ-160/63, НБ-32, позволяющие бурить реальные скважины на значительную глубину и скважины в блоках горных пород.
2. Стенды на базе буровых станков СКБ-4, УКБ-12,5/25 для изучения
устройства и принципа работы основных узлов.
3. Стенд буровых лебёдок.
4. Стенд гидроударников.
5. Стенд пневмоударников.
6. Натурные образцы поршневых и плунжерных насосов НБ3-160/63,
труборазворотов РТ-1200М, РТ-300, РТ- 100, гидроциклонов, винтового
двигателя, коробок передач, вращателей буровых станков, фрикционов, буровых вышек.
7. Красочные плакаты для изучения устройства буровых машин и механизмов (38 комплектов).
Другие образовательные ресурсы
4. Пакет прикладных программ «GeoIng» Универсального программного
комплекса «Geotech».
5. Фильмы (в том числе учебные) по бурению геологоразведочных,
нефтяных и газовых скважин.
6. Презентации к лекциям.
Перечень рекомендованной литературы
Основная
1. Кирсанов А.Н., Зиненко В.П., Кардыш В.Г. Буровые машины и механизмы. – М: Недра, 1981. – 448 с.–учебник.
2. Рябчиков С.Я. Буровые машины и механизмы.–Томск: Изд. ТПУ,
2010. – 134 с. – учебное пособие.
3. Рябчиков С.Я. Проектирование буровых машин и механизмов. –
Томск: Изд. ТПУ, 2009. – 114 с. – учебное пособие.
26
4. Рябчиков С.Я., Дельва В.А., Чубик Л.С. Практикум по буровым машинам и механизмам. – Томск: Изд. ТПУ, 2007.– 118 с. – учебное пособие.
5. Рябчиков С.Я., Храменков В.Г., Брылин В.И. Технология и техника
бурения геологоразведочных и геотехнологических скважнн. – Томск: Изд.
ТПУ, 2010. – 514 с.
Дополнительная
6. Власюк В.И., Калинин А.Г., Анненков А.А. Бурение и опробование
разведочных скважин. – м.: ЦентрЛитНефтеГаз, 2010. – 862 с.
7. Марамзин А.В., Блинов Г.А. Технические средства для алмазного
бурения. – Л.: Недра, 1982. – 335 с.
8. Волков А.С. Машинист буровой установки. – М.: ВИЭМС, 2003. –
640 с.
9. Калинин А.Г., Власюк В.И., Ошкордин О.В., Скрябин Р.М. Технология бурения разведочных скважин. – М.: Изд. «Техника», ТУМА ГРУПП,
2004. – 528 с.
10. Козловский Е.А., Дьяков А.Д., Петров Л.А. Механизация и оптимизация процессов бурения разведочных скважин. – М.: Недра, 1980.–349 с.
11. Поляков Г.Д. Проектирование, расчёт и эксплуатация буровых
установок. – М.: Недра, 1983. – 318 с.
Справочная литература
12. Козловский Е.А., Кардыш В.Г., Мурзаков Б.В. и др. Справочник
инженера по бурению геологоразведочных скважин. – м.: Недра, 1984. – 1
том, – 512 с.
13. Медведев Н.В., Гланц А.А., Григоревский А.С. Справочник механика геологоразведочных работ, – М.: Недра, 1987.– 444 с.
14. Башкатов Д.Н., Сулакшин С.С. Справочник по бурению скважин
на воду. – М.: Недра, 1989. – 560 с.
15. Дубровский В.В., Керченский М.М., Плохов В.И. Справочник по
бурению и оборудованию скважин на воду. – М.: Недра, 1982, – 530 с.
16. Справочник по бурению геологоразведочных скважин. Под редакцией Е.А. Козловского. – С.-П.: Недра, 2000. – 712 с.
Программа одобрена на заседании учебно-методического семинара кафедры «Бурение скважин» (протокол № 4 от 20 марта 2011 г.).
Автор, д.т.н., профессор
С.Я. Рябчиков
Рецензент, к.т.н,, профессор
Ю.Л. Боярко
27
28