Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников составлены в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 0907 "Бурение нефтяных и газовых скважин" (регистрационный номер 12-0907-Б),
| Вид материала | Методические указания |
- Методические указания составлены в соответствии с государственными требованиями к минимуму, 1563.17kb.
- Методические указания и задания на контрольные работы учебной дисциплины «Бурение нефтяных, 375.09kb.
- Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников по специальности, 315.66kb.
- Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников специальностей, 315.13kb.
- Методические указания и контрольные задания по дисциплине «Издание карт и атласов», 780.64kb.
- Методические указания и задания для домашней контрольной работы учебной дисциплины, 645.89kb.
- Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников по специальностей, 540.83kb.
- Методические указания и контрольные задания к внеаудиторной самостоятельной работе, 326.33kb.
- Методические указания и контрольные задания учебной дисциплины «Технология текущего, 962.09kb.
- Методические указания по выполнению домашней контрольной работы для студентов заочного, 995.29kb.
1. ВВЕДЕНИЕ
Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников составлены в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 0907 "Бурение нефтяных и газовых скважин" (регистрационный номер 12-0907-Б), утвержденными 16.05.2002, ис примерной программой дисциплины "Технология бурения нефтяных и газовых скважин".
Учебная дисциплина "Технология бурения нефтяных и газовых скважин" является основной дисциплиной специального цикла в структуре профессиональной обязательной программы подготовки техника-буровика и базируется на знаниях, полученных студентами в процессе изучения, как общеобразовательных (математика, физика, химия), так и специальных (общая геология, буровое оборудование).
Успешному изучению дисциплины способствует также ознакомлениес периодическими изданиями нефтяной и газовой промышленности, сборниками трудов "БашНИПИнефть", "ТатНИПИнефть", "ВНИИОЭНГ" и др.
В результате изучения дисциплины студент должен."
иметь представление: о научно-технических проблемах и перспективах развития нефтяной и газовой промышленности, об основных направлениях совершенствования технологии бурения, нефтяных и газовых скважин;
знать: технологию бурения, крепления и заканчивает нефтяных и газовых скважин (вертикальных, наклоннонаправленных, многозабойных и горизонтальных); способы приготовления и регулирования свойств буровых и тампонажных растворов в различных геолого-технических условиях; породоразрушающий и бурильный инструмент; методы предупреждения и ликвидации осложнений и аварий в бурении; методы выполнения основных технологических расчетов, связанных со строительством сважин; основную руководящую, техническую и нормативно-справочную документацию по вопросам строительства нефтяных и газовых скважин; особенности обеспечения безопасных условий труда при бурении нефтяных и газовых скважин; правила охраны окружающей среды и недр при бурении нефтяных и газовых скважин;
уметь: составлять геолого-технический наряд на бурение скважин; производить анализ и систематизацию информации, полученной в прогрессе проводки скважин; выбирать рациональную конструкцию скважин в зависимости от геолого-технических условий; выбирать оптимальный режим бурения; выполнять необходимые расчеты согласно исходным данным (профиля ствола скважины, бурильных колонн, обсадных колонн, 11ементирования скважины и др.); осуществлять контроль за процессом, бурения скважин; проводить работы по приготовлению, очистке и обработке буровых и тампонажных растворов; осуществлять первоочередные действия, по предотврагцению и ликвидации аварийных ситуаций на скважине.
Примерная программа рассчитана на 290 учебных часов (в том числе 50 часов -лабораторно-практических занятий) для базового уровня среднего профессионального образования.
Изучение предмета основано на знании требований программы, которые изложены
3
перед методическими указаниями дли каждой к-мы.. В методических указания щмп. м основные принципиальные сведении но гемам и дины рекомендации по их ту* "и. Ознакомившись с материалами методических указаний, студент должен пц-шп. соответствующий материал по учебной .гппергпуре Рекомендуется вести копеисм < целью систематизации изучаемою материала. Особое внимание студент должен обратить на вопросы для самоконтроля и ноетара I ни паи ш о I петы на все предлагаемые вопросы. В соответствии с примерным учебным пианом предусмотрено выполнение студентами трех контрольных работ, после изучении диспинипны - сдача экзамена.
2. ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА УЧЕЫ ЮЙ Д1К 'IIIII ШИПЫ
ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
| Наименование разделов и тем | Количество аудиторных часов | |
| всего | в п)м числе практические | |
| ВВЕДЕНИЕ | 2 | |
| Тема 1 Общие сведения о бурении скважин | 2 " 6 4 4 | |
| Тема 2 Подготовительные работы к бурению | 6 | 4 |
| Тема 3 Физико-механические свойства горных пород | 4 | 4 |
| Тема 4 Породоразрушающий инструмент | 4 | 4 |
| Тема 5 Бурильная колонна | 20 | 8 |
| Тема 6 Технология промывки скважин | 26 | |
| Тема 7 Осложнения в процессе бурения скважин | 12 | |
| Тема 8 Режим бурения | 16 | 10 |
| Тема 9 Искривление скважин и бурение наклонных скважин | 34 | 6 |
| Тема ] 0 Вскрытие и опробование продуктивных пластов в процессе бурения скважин | 30 | |
| Тема 11 Крепление скважин | 6 | 22 |
| Тема 12 Освоение и испытание скважин | 58 | |
| Тема 13 Структурно-поисковое бурение | 8 | |
| Тема 14 Аварии при бурении | 4 | 4 |
| Тема 15 Бурение скважин в море | 18 | |
| Тема 16 Энергосберегающие технологии | 6 | |
| Тема 17 Технико-экономические показатели, нормативные и руководящие материалы по проектированию скважин, документация в бурении | 2 | |
| Курсовое проектирование | 30 | |
| Всего по дисциплине | 290 | 50 |
4
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Введение
Общая характеристика дисциплины, ее цели и задачи, место и роль в подготовке техника.
Краткие сведения из истории развития нефтяной и газовой промышленности. Состояние и перспективы развития нефтяной и газовой промышленности.
Литература: 2, с 3...11
Методические указания
Топливно-энергетический комплекс является основой экономики России. Несмотря на расширение нетрадиционных источников энергии, нефть и газ остаются основными энергоносителями. Раскрывать значение нефти и газа необходимо в следующих направлениях:
- краткая история применения нефти и газа;
- основные продукты, получаемые из нефти и газа;
- нефть и газ, как сырье для переработки;
- газ - высококалорийное топливо.
Тема 1 Общие сведения о бурении скважин
Студент должен:
знать: цели бурения, скважин, различных по назначению;
технологическую схему бурения скважин; процесс разрушения горных пород и вынос на поверхность; основные циклы строительства скважины; способы бурения скважины и их сущность; основные мероприятия по охране труда и окружающей среды при строительстве скважин.
Понятие о буровой скважине. Классификация скважин по назначению. История возникновения и развития бурения скважин. Роль русских специалистов в развитии буровых работ.
Технологическая схема бурения скважин. Элементы цикла строительства скважины. Понятие о видах и способах бурения скважин. Современные способы бурения скважин. Общие мероприятия по охране труда и окружающей среды при строительстве скважин.
Литература: 1, с. 12...56.
Методические указания
Уяснив, что такое скважина и ее назначение, необходимо на примере
5
вращательного бурения познакомиться с технологической схемой иурсинн, уметь различать основные и вспомогательные операции процесса бурения
Особое внимание при изучении темы уделите пониманию процесс» Оуршия, последовательности и содержанию его составляющих.
Вопросы для самоконтроля
- Из каких пород состоит земная кора?
- Какие породы называются осадочными?
- Что такое твердость и абразивностыюрод?
- Что такое скважина?
- Классификация скважин по назначению.
- Что такое цикл строительства скважин?
- Какие существуют способы бурения?
- Технологическая схема вращательного способа бурения.
Тема 2 Подготовительные работы к бурению скважин
Студент должен:
знать: технологию работ при подготовке к бурению скважины;
необходимые материалы и инструмент для бурения скважин; перечень документов, при наличии которых может быть начато бурение; порядок проведения пусковой конференции.
Подготовительные работы к бурению скважины: монтаж и подготовка объектов механизации к работе, установка шахтового направления, оснастка талевой системы, бурение скважины под шурф, центрирование вышки, ротора, направления. Проведение пусковой конференции. Организация снабжения буровой необходимыми материалами и инструментом перед началом бурения. Правила ввода буровой установки в эксплуатацию. Охрана труда и окружающей среды.
Литература: 2, с. 60... 73
Методические указания
Монтаж бурового оборудования и строительство привышечных сооружений должны быть выполнены в соответствии с технической документацией, соблюдением норм и правил охраны труда, техники безопасности и промсанитарии и требований охраны окружающей среды и недр. По окончании монтажа и обкатки бурового оборудования буровая принимается специально созданной комиссией бурового предприятия с оформлением акта о вводе в эксплуатацию буровой установки. Бурение скважины может быть начато при наличии следующих документов: ГТН, режимно-технологической карты и наряда на производство буровых работ.
6
Вопросы для самоконтроля
- В чем заключаются подготовительные работы к бурению скважин?
- Какова цель пусковой конференции?
- На что обращается внимание при приеме буровой установки?
- Наличие каких документов обязательно перед забуриванием скважины?
- Кто входит в состав комиссии но приему буровой установки?
- Какие первичные документы ведет буровая бригада?
- Расе кажите содержание ГТН.
Тема 3 Физико-механические свойства горных пород
Студент должен:
знать: горные породы, слагающие нефтяные и газовые месторождения
России; основные физико-механические свойства горных пород, определение твердости, пластичности; сущность разрушения пород при дроблении, скалывании, резании и истирании;
уметь: различать основные осадочные горные породы, встречающиеся
при бурении скважины.
Общие сведения о горных породах, слагающих нефтяные и газовые месторождения. Основные физико-механические свойства горных пород, влияющие на процесс их разрушения. Определение твердости и пластичности горных пород. Классификация горных пород по твердости, пластичности.
Абразивность и буримость горных пород, их классификация по абразивности и буримости. Механическое разрушение горных пород при бурении резанием, скалыванием, дроблением и истиранием. Современные способы определения свойств горных пород в России и за рубежом. Практическое использование данных о физико-механических свойствах горных пород в их эффективном разрушении на забое скважины.
Литература: 2, с. 73,..82
Методические указания
В процессе строительства скважин приходится разбуривать горные породы самых различных характеристик. Поэтому для правильного выбора породоразрушающего инструмента и эффективности его использования необходимо знать физико-механические свойства горных пород. Основными свойствами горных пород являются прочность, твердость, упругость, пластичность, абразивность, которые зависят от минералогического состава, структуры, размера зерен, пористости и слоистости.
Прочностные и пластичные свойства горных пород определяются методом вдавливания штампа, разработанного Шрейнером Л. А.
Для характеристики разбуриваемых пород пользуются обобщенным показателем - буримостью, т.е. степенью их сопротивляемости разбуриванию. По этому
7
показателю горные породы подразделяются на мягкие, средние, ии-р'м.и 11., пщю и очень крепкие.
В зависимости от физико-механических свойств горных пород их р,| (рушение производится резанием, скалыванием, дроблением или истиранием. Необходимо рассмотреть особенности различных видов разрушения.
Вопросы для самоконтроля
- Перечислите основные виды горных пород.
- Что такое твердость и абразивность горных пород?
- Расскажите об основных закономерностях разрушения горных пород.
- Классификация горных пород по Л.А. Шрейнеру.
- Что определяет шкала Мооса?
- Расскажите о действии динамического вдавливания (ударов) на породу.
- Классификация горных пород по буримости.
Тема 4 Породоразрушающий инструмент
Студент должен:
знать: назначение и устройство буровых долот, бурильных головок и
колонковых снарядов; основные правила эксплуатации буровых
долот и бурильных головок; кодирование износа буровых долот
и бурильных головок;
уметь: выбирать тип буровых долот и бурильных головок с учетом
физико-механических свойств горных пород, читать условные обозначения буровых долот и бурильных головок, определять степень износа и записывать износ долота с помощью кодирования.
Назначение и классификация породоразрушающего инструмента.
Назначение, конструкции типы лопастных долот. Отраслевой стандарт. Типы и шифр
шарошечных долот. Трехшарошечное долоторасположение. Системы промывки
(продувки). Принцип разрушения горных пород, область применения, достоинства.
Назначение и конструкции одно- и двухшарошечных буровых долот, их типы и размеры,
область применения. Типы и размеры долот, выпускаемых за рубежом.
Назначение и конструкции колонковых долот. Колонковые снаряды со съемной и
несъемной грунтоноской, их конструкции. Бурильные головки, их конструкция, типы,
шифр, системы промывки, вооружение и области применения. Конструкции колонковых
снарядов: "Недра", "Силур", "Кембрий", УРК. Колонковые турбодолота типа КТД.
Устройства керноприемные с гидротранспортом керна, их конструкции, достоинства и
недостатки.
Долота для специальных целей: расширители трехшарошечные, одношарошечные
пилотные и наддолотные штыревые.
8
Фрезерные долота (ДФТС). Долота для реактивно-турбинного способа бурения (РТБ).
Технико-экономические показатели работы буровых долот. Основные правила эксплуатации долот. Учет работы долот. Износ шарошечных долот. Кодирование износа шарошечных долот. Особенности эксплуатации алмазных долот, долотИСМилопаспых долот.
Пути совершенствования конструкций буровых долот и бурильных головок в России и за рубежом.
Литература: 2, с. 82... 114
Методические указания
Породоразрушающий инструмент классифицируется по назначению, конструкции и характеру разрушения горных пород.
По назначению долота подразделяются на три типа: долота для сплошного разбуривания забоя, для колонкового бурения и долота специального назначения.
По конструкции долота подразделяются на лопастные, шарошечные, алмазные.
По характеру разрушения горных пород долота подразделяются на режуще-скалывающие, дробяще-скалывающие, истирающе-режущие.
По конструкции промывочных устройств долота бывают двух типов: струйные (гидромониторные) и проточные.
При изучении данной темы наибольшее внимание необходимо уделить наиболее распространенному типу долот - шарошечным, а также правилам их отработки.
В связи с все большим использованием зарубежных долот необходимо обратить внимание на изучение их конструкции.
В США проектированием и изготовлением трехшарошечных долот занимается несколько фирм; ведущими из них общепризнаны следующие фирмы: "Хюз Тул", "Рид Тул", "Смит Тул" и "Сикьюрити".
Фирма "Хюз Тул" ("Инструменты Хюза") входит в крупнейшую корпорацию международного значения "В.Г - НщЪез 1пс." Эта фирма была создана Г. Р. Хюзом после изобретения им первого шарошечного (двухшарошечного) долота.
Все шарошечные долота этой фирмы выпускаются в секционном исполнении. Наружная поверхность лапы в последнее время выполняется со значительным сужением к ниппельной головке.
Серийные долота рассматриваемой фирмы выпускаются, как правило, с боковой промывкой и оснащаются твердосплавными соплами. Сопла и узлы для крепления их выпускаются в двух вариантах: 1) для нормальных условий и 2) для осложненных условий.
В Японии разработкой и изготовлением шарошечных долот занимаются следующие крупные фирмы: "Цюкамото Сейки Компани, Лимитед" (сокращенно Т8К), "Секию Сакусейки Ко., Лтд." ("Секисаку") и "Кокен Боринг Машин Ко., Лтд." ("Кокен").
Фирма "Цюкамото" выпускает трехшарошечные долота современных конструкций более 30 последних лет, с 1969 г. по стандарту АНИ (Американского нефтяного института).
В Румынии разработка и изготовление трехшарошечных долот ведутся более 30 лет. Поставкой долт на внешний рынок занимается фирма "Индустриалэкспортимпорт
9
Петромин". Буквой 8 обозначаются долота для мягких пород, м - для средних пород, 8М - для мягкосредних пород, т - струйные долота с боковой промывкой, А - долота для бурения с продувкой воздухом, О - усиление защиты калибрующего венца шарощки долота с фрезерованным вооружением.
При бурении с отбором керна применяются снаряды. Необходимо изучить конструкции колонковых снарядов для роторного и турбинного бурения.
Вопросы для самоконтроля
- Назначение и классификация долот.
- Лопастные долота: конструкция, типоразмеры, преимущества и недостатки, область применения.
- Алмазные долота: конструкция, типоразмеры, преимущества и недостатки, область применения.
- Шарошечные долота: конструкция, типоразмеры, преимущества и недостатки, область применения.
- Долота специального назначения.
- Опоры шарошечных долот.
- Модификация долот по типу промывки.
- Назначение и конструкции колонковых снарядов.
Тема 5 Бурильная колонна
Студент должен:
знать: назначение бурильной колонны и ее составных элементов,
конструктивные особенности бурильных труб и элементов бурильной колонны, методику расчета бургшъных колонн при бурении забойными двигателями и при роторном способе бурения, основные правила эксплуатации бурильных труб, начисление условного износа на бурильные трубы;
уметь: читать обозначения бурильных труб, муфт, замков к ним и
других элементов бурильной колонны; определять диаметры бурильных труб, УБТ, забойных двигателей по диаметру долота, длину УБТ; рассчитывать бурильную колонну при бурении забойными двтателями, при роторном способе бурения по упрощенной методике; замерять резьбовые соединения элементов бурильной колонны, делать их эскизы.
Назначение и составные элементы бурильной колонны. Условия работы бурильной колонны при различных способах бурения.
Назначение и конструкции стальных бурильных труб, замков и муфт, прочностные характеристики сталей, маркировка бурильных труб, замков, их достоинства и недостатки.
Назначение и конструкции бурильных труб из алюминиевых сплавов (ЛБТ), прочностная характеристика алюминиевых сплавов, их достоинства и недостатки.