Предмет і завдання курсу, його наукові основи. Кінематичні схеми сучасних бурових установок для буріння свердловин. Складові системи і технології гірничо-геологічних підприємств. Навантаження деталей бурового обладнання, їх характер і чисельні характеристики. Методи розрахунків на міцність та витривалість. Основні поняття надійності бурового обладнання. Основні напрямки науково-технічного прогресу в галузі спорудження свердловин і бурового устаткування.
Ротори бурових установок: призначення, виконувані функції, умови експлуатації, вимоги до конструкції та властивостей. Порівняльний аналіз конструктивних схем роторів. Технічні показники, їх стандартизація, методи визначення та вибору роторів для заданих умов застосування. Графік навантаження роторів за глибиною свердловини. Основні засади розрахунку вузлів і деталей ротора. Комплектація роторів, їх монтаж, експлуатація і обслуговування, напрямки вдосконалення. Системи верхнього привода бурових установок: принцип дії, комплектація, виконувані функції, переваги і недоліки в порівнянні з ротором. Силові електро- і гідроприводні вертлюги. Засади визначення параметрів і вибору систем верхнього привода.
Бурові вертлюги: призначення, виконувані функції, умови експлуатації, експлуатаційні вимоги. Конструктивні схеми. Технічні показники, приєднувальні розміри, їх стандартизація і уніфікація, методи визначення і вибір бурового вертлюга для заданих умов експлуатації. Основні засади міцнісного розрахунку вузлів і деталей. Експлуатація і обслуговування, шляхи вдосконалення вертлюгів.
Вибійні двигуни, їх застосування, умови експлуатації, вимоги до конструкцій і властивостей, порівняння із роторним способом буріння. Класифікація за принципом дії і конструктивним виконанням. Гідравлічні вибійні двигуни об’ємної і динамічної дії, електричні вибійні двигуни та комплектуючі їх пристрої. Технічні показники, параметричні ряди. Вибір вибійного двигуна для конкретних умов застосування, раціональна експлуатація, оцінка показників використання. Напрямки вдосконалення вибійних двигунів і технології буріння ними.
Підйомний комплекс бурових установок: призначення, виконувані функції, експлуатаційні вимоги. Склад і будова підйомних комплексів. Кінематика підйомного комплексу, тахограма підйому, її аналіз та застосування. Талева система: призначення, комплектація, експлуатаційні вимоги, схеми оснащення. Технічні показники, їх стандартизація, методи визначення і критерії вибору. Кінематичний і силовий аналіз, коефіцієнт корисної дії. Вузли і агрегати талевих систем: кронблоки, талеві блоки, гакоблоки, пристрої кріплення талевого каната. Конструктивні схеми, їх аналіз і уніфікація, застосовність. Сучасні моделі обладнання.
Бурові лебідки: призначення, виконувані функції, умови експлуатації, експлуатаційні вимоги. Конструктивні і кінематично-компонувальні схеми, їх зв’язок із типом привода і схемою монтажу. Технічні показники бурових лебідок, їх стандартизація і методи визначення, вибір моделі бурової лебідки для заданих умов експлуатації. Сучасні моделі бурових лебідок, їх технічні показники. Основні засади розрахунку вузлів і деталей. Монтаж, експлуатація і технічне обслуговування бурових лебідок.
Бурові насоси: призначення, виконувані функції, експлуатаційні умови та вимоги, необхідні властивості. Порівняльний аналіз конструктивних схем. Технічні показники, їх стандартизація і методи визначення, параметричний ряд бурових насосів. Експлуатаційна характеристика бурових насосів, регулювання і оптимізація параметрів режиму роботи насосної групи бурової установки із поглибленням свердловини, гідравлічна програма промивки. Вибір насосів для заданих умов застосування. Основні засади міцнісного розрахунку вузлів і деталей. Монтаж, експлуатація, технічне обслуговування і шляхи вдосконалення бурових насосів.
Головний і допоміжний приводи бурової установки: призначення, виконувані функції, експлуатаційні умови та вимоги до властивостей. Класифікація головних приводів за типом двигунів, трансмісій, компоновкою і кінематикою. Технічні показники головних приводів, їх стандартизація. Трансмісії головного привода бурових установок. Призначення, виконувані функції, класифікація за конструктивними ознаками, застосовністю та експлуатаційними властивостями. Технічні показники та параметри режиму роботи трансмісій. Механічні та гідродинамічні передачі в бурових установках. Класифікація за принципом дії, конструктивними ознаками, порівняння експлуатаційних властивостей, застосовність.
Колонні головки та противикидне обладнання бурових установок: призначення, комплектація, експлуатаційні вимоги, схеми розміщення. Технічні показники, їх стандартизація, методи визначення і критерії вибору. Вузли і агрегати проти викидного обладнання: плашкові, універсальні, обертові превентори.
Споруди в складі комплектних бурових установок. Призначення, виконувані функції, умови експлуатації, експлуатаційні вимоги, класифікація за призначенням. Бурові вишки: будова, класифікація за конструктивно-технологічними ознаками, конструктивно-геометричні схеми. Технічні показники, їх стандартизація, методи визначення і вибору вишок. Основні засади розрахунку бурових вишок.
Четвертий рік, осінь, 5 кредитів, іспит
Перелік дисциплін, які є передумовою вивчення курсу:
- 184БОК8 Фізика
- 184БОК10 Геологія (загальна та інженерна)
- 184БОК11 Геологія (корисних копалин)
- 184БОК14 Прикладна механіка та опір матеріалів
- 184БОК16 Термодинаміка, теплопередача і ТСУ
- 184БОК17 Основи електрифікації
- 184БОК22 Матеріалознавство
- 184БОК21 Гідравліка,
- 184БОК25 Технологія буріння свердловин.
Перелік дисциплін, для яких курс є передумовою:
- 184БВБ5.1 Ускладнення й аварії при бурінні та капітальний ремонт свердловин
- 184БВБ6.1 Бурові технологічні рідини
- 184БВ9.1 Монтаж та експлуатація бурового обладнання
Тема 1. Типові кінематичні схеми бурових установок. Види і умови навантажень механізмів бурового обладнання.
Предмет і завдання курсу, його наукові основи. Кінематичні схеми сучасних бурових установок для буріння свердловин. Складові системи і технології гірничо-геологічних підприємств. Навантаження деталей бурового обладнання, їх характер і чисельні характеристики. Методи розрахунків на міцність та витривалість. Основні поняття надійності бурового обладнання. Основні напрямки науково-технічного прогресу в галузі спорудження свердловин і бурового устаткування.
Тема 2. Наземне обладнання для обертання бурильної колони.
Ротори бурових установок: призначення, виконувані функції, умови експлуатації, вимоги до конструкції та властивостей. Порівняльний аналіз конструктивних схем роторів. Технічні показники, їх стандартизація, методи визначення та вибору роторів для заданих умов застосування. Графік навантаження роторів за глибиною свердловини. Основні засади розрахунку вузлів і деталей ротора. Комплектація роторів, їх монтаж, експлуатація і обслуговування, напрямки вдосконалення. Системи верхнього привода бурових установок: принцип дії, комплектація, виконувані функції, переваги і недоліки в порівнянні з ротором. Силові електро- і гідроприводні вертлюги. Засади визначення параметрів і вибору систем верхнього привода.
Тема 3. Бурові вертлюги.
Бурові вертлюги: призначення, виконувані функції, умови експлуатації, експлуатаційні вимоги. Конструктивні схеми. Технічні показники, приєднувальні розміри, їх стандартизація і уніфікація, методи визначення і вибір бурового вертлюга для заданих умов експлуатації. Основні засади міцнісного розрахунку вузлів і деталей. Експлуатація і обслуговування, шляхи вдосконалення вертлюгів.
Тема 4. Вибійні двигуни.
Вибійні двигуни, їх застосування, умови експлуатації, вимоги до конструкцій і властивостей, порівняння із роторним способом буріння. Класифікація за принципом дії і конструктивним виконанням. Гідравлічні вибійні двигуни об’ємної і динамічної дії, електричні вибійні двигуни та комплектуючі їх пристрої. Технічні показники, параметричні ряди. Вибір вибійного двигуна для конкретних умов застосування, раціональна експлуатація, оцінка показників використання. Напрямки вдосконалення вибійних двигунів і технології буріння ними.
Тема 5. Підйомний комплекс бурових установок.
Підйомний комплекс бурових установок: призначення, виконувані функції, експлуатаційні вимоги. Склад і будова підйомних комплексів. Кінематика підйомного комплексу, тахограма підйому, її аналіз та застосування. Талева система: призначення, комплектація, експлуатаційні вимоги, схеми оснащення. Технічні показники, їх стандартизація, методи визначення і критерії вибору. Кінематичний і силовий аналіз, коефіцієнт корисної дії. Вузли і агрегати талевих систем: кронблоки, талеві блоки, гакоблоки, пристрої кріплення талевого каната. Конструктивні схеми, їх аналіз і уніфікація, застосовність. Сучасні моделі обладнання.
Тема 6. Бурові лебідки.
Бурові лебідки: призначення, виконувані функції, умови експлуатації, експлуатаційні вимоги. Конструктивні і кінематично-компонувальні схеми, їх зв’язок із типом привода і схемою монтажу. Технічні показники бурових лебідок, їх стандартизація і методи визначення, вибір моделі бурової лебідки для заданих умов експлуатації. Сучасні моделі бурових лебідок, їх технічні показники. Основні засади розрахунку вузлів і деталей. Монтаж, експлуатація і технічне обслуговування бурових лебідок.
Тема 7. Бурові насоси.
Бурові насоси: призначення, виконувані функції, експлуатаційні умови та вимоги, необхідні властивості. Порівняльний аналіз конструктивних схем. Технічні показники, їх стандартизація і методи визначення, параметричний ряд бурових насосів. Експлуатаційна характеристика бурових насосів, регулювання і оптимізація параметрів режиму роботи насосної групи бурової установки із поглибленням свердловини, гідравлічна програма промивки. Вибір насосів для заданих умов застосування. Основні засади міцнісного розрахунку вузлів і деталей. Монтаж, експлуатація, технічне обслуговування і шляхи вдосконалення бурових насосів.
Тема 8. Силовий привод бурових установок.
Головний і допоміжний приводи бурової установки: призначення, виконувані функції, експлуатаційні умови та вимоги до властивостей. Класифікація головних приводів за типом двигунів, трансмісій, компоновкою і кінематикою. Технічні показники головних приводів, їх стандартизація. Трансмісії головного привода бурових установок. Призначення, виконувані функції, класифікація за конструктивними ознаками, застосовністю та експлуатаційними властивостями. Технічні показники та параметри режиму роботи трансмісій. Механічні та гідродинамічні передачі в бурових установках. Класифікація за принципом дії, конструктивними ознаками, порівняння експлуатаційних властивостей, застосовність.
Тема 9. Обладнання гирла свердловин.
Колонні головки та противикидне обладнання бурових установок: призначення, комплектація, експлуатаційні вимоги, схеми розміщення. Технічні показники, їх стандартизація, методи визначення і критерії вибору. Вузли і агрегати проти викидного обладнання: плашкові, універсальні, обертові превентори.
Тема 10. Бурові споруди.
Споруди в складі комплектних бурових установок. Призначення, виконувані функції, умови експлуатації, експлуатаційні вимоги, класифікація за призначенням. Бурові вишки: будова, класифікація за конструктивно-технологічними ознаками, конструктивно-геометричні схеми. Технічні показники, їх стандартизація, методи визначення і вибору вишок. Основні засади розрахунку бурових вишок.
Практичне заняття № 1. Типові кінематичні схеми та основні технологічні параметри бурових установок. Засвоєння навичок вибору і розрахунку бурових установок.
Практичне заняття № 2. Наземне обладнання для обертання бурильної колони. Засвоєння навичок з вибору типорозміру та розрахунку бурового ротора.
Практичне заняття № 3. Вертлюги бурових установок. Вибір типорозміру та розрахунок бурових вертлюгів.
Практичне заняття № 4. Вибійні двигуни. Вибір типорозміру та вивчення режимів роботи вибійних двигунів.
Практичне заняття № 5. Підйомний комплекс бурової установки. Вибір типорозміру та розрахунок механізмів талевої системи.
Практичне заняття № 6. Бурові лебідки. Вибір типорозміру та розрахунок бурової лебідки.
Практичне заняття № 7. Бурові насоси. Вибір типорозміру та розрахунок бурового насосу.
Практичне заняття № 8. Силовий привод бурових установок. Вивчення конструктивних особливостей трансмісії бурових установок.
Практичне заняття № 9. Обладнання гирла свердловини. Вивчення конструкції противикидного обладнання глибоких свердловин.
Практичне заняття № 10. Бурові споруди. Вивчення конструкції бурових веж і привежових споруд.
Базова
- Савик В.М., Молчанов П.О. Підйомні комплекси бурових установок / Навчальний посібник / Полтава: ПолтНТУ-2016. 204 с.
- Баграмов Р.А. Буровые машины и комплексы. – М.: Недра, 1988. –501 с.
- Буровые комплексы. Современные технологии и оборудование: под общей ред. А.М. Гусмана, К.П. Порожского. – Екатеринбург: УГГГА, 2002.
- Дудля М.А. Проектирование буровых машин и механизмов. – К.; Вища шк., 1990. –272с.
- Дудля М.А. Проектування бурових машин і механізмів: Підручник. – К. Вища шк., 1994. – 335с.
- Ясов В.Г. Погружные гидравлические буровые машины. – Львов. Вища шк. Изд-во при Львов. ун-те, 1982. –87с.
- Ясюк В.Н., Лившиц Р.Б., Витрик В.Г., Яремийчук Р.С. Самоподъемные плавучие буровые установки. – Симферополь – Львов, 2011. – 435 с.
Допоміжна
- Архангельский В.Л., Аважанский Ю.С., Малкин И.Б. Новые буровые установки. Справочное пособие. – М.: МГП «Буровик», 1991. – 30 с.
- Світлицький В.М., Синюк Б.Б., Троцький В.П. Техніка та технологія підземного ремонту свердловин: Навч. пос. – Х.: Прапор, 2007.
- Мислюк М.А, Рибчин І.Й. Буріння свердловин. Довідник. Том 1. – Київ. Інтерпрес ЛТД, 2002.