Факультет инженерной механики

 

Кафедра машин и оборудования нефтяной и газовой промышленности

 

Государственный экзамен по специальности 130602: «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов»

Специализация: Машины и оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин.

ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ

государственного экзамена по специальности 130602

«Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов»

 

Из дисциплины: «Машины и оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин»

 

1.    Назначение состав и компоновка буровых установок. Классификация и параметры буровых установок. ГОСТ 16293-89. Принципы шифровки буровых установок. Выбор класса буровой установки.

2.    Бурильная колонна. Назначение, состав. Методика расчета бурильной колонны на статическую прочность при бурении забойными двигателями и при роторном бурении.

3.    Обсадные колонны. Назначение, компоновка. Выбор диаметра обсадных труб при конструировании скважины. Методика расчета обсадных колонн.

4.    Забойные двигатели. Назначение, классификация, основные требования. Турбобуры. Конструктивные схемы и характеристики. Винтовые забойные двигатели. Конструктивные схемы и характеристики.

5.    Ротор. Назначение, устройство, условия работы, основные требования. Расчет и выбор основных параметров ротора.

6.    Вертлюги. Назначение, устройство, условия работы, основные требования. Расчет и выбор основных параметров вертлюга.

7.    Спуско-подъемный механизм. Назначение, состав, условия работы, основные требования. Талевая система. Назначение, состав, конструктивные схемы. Основные параметры.

8.    Буровые лебедки. Назначение, технологические функции и основные требования. Классификация. Расчет и выбор основных параметров буровой лебедки.

9.    Тормозные устройства буровой лебедки. Назначение и классификация. Ленточный тормоз буровой лебедки. Условия работы, основные требования, устройство и материалы ленточных тормозов. Расчет тормозного момента и выбор конструктивных размеров ленточного тормоза.

10.                 Вспомогательные тормоза буровой лебедки. Типы, устройство, принцип действия. Механическая характеристика. Основные преимущества и недостатки. Расчет и выбор основных параметров вспомогательных тормозов буровой лебедки.

11.                 Кинематика спуско-подъемного механизма. Тахограммы подъема и спуска. Коэффициент заполнения тахограммы. Основные факторы, определяющие его величину.

12.                 Динамика спуско-подъемного механизма. Безопасные скорости спуска. Согласование работы вспомогательных и ленточного тормозов.

13.                 Буровые насосы. Назначение, основные требования, конструктивные схемы. Гидравлический расчет промывки скважины. Расчет и выбор подачи насосной группы, давления и полезной мощности насосов.

14.                 Буровые насосы. Методика выбора основных параметров насоса и количества буровых насосов. Идеальная и действительная подачи бурового насоса.

15.                 Мощность бурового насосного агрегата. Зависимость подачи,  КПД и мощности насоса от давления на его выходе.

16.                 Кинематика буровых насосов. Мгновенная подача бурового насоса. Неравномерность подачи. Способы снижения неравномерности подачи насосов. Устройство пневмокомпенсаторов, их характеристики.

17.                 Циркуляционная система буровой установки. Назначение и основные требования. Состав циркуляционных систем. Назначение, принцип действия оборудования блока приготовления утяжеления буровых растворов.

18.                 Назначение и устройство оборудования для очистки буровых растворов. Расчет основных параметров и размеров гидроциклонов.

19.                 Всасывающая линия буровых насосов Основные требования. Расчет допускаемой высоты всасывания.

20.                 Манифольд буровых насосов. Состав, назначение основных узлов. Параметры манифольдов.

21.                 Привод буровых установок. Назначение и классификация. Характер работы и основные требования. Основные характеристики привода буровых установок.

22.                 Дизели в приводе БУ. Область применения. Скоростные характеристики. Нагрузочные характеристики. Система регулирования и регуляторные характеристики дизеля.

23.                 Газотурбинные двигатели. Конструктивная схема и характеристики.

24.                 Электропривод буровых установок. Типы применяемых электродвигателей. Механические характеристики, их разновидности.

25.                 Асинхронные электродвигатели. Механическая характеристика и основные зависимости. Регулирование частоты вращения асинхронных электродвигателей.

26.                 Электродвигатели постоянного тока. Основные зависимости и механическая характеристика электродвигателей постоянного тока с независимым возбуждением. Регулирование частоты вращения электродвигателей постоянного тока.

27.                 Силовые передачи. Основные функции. Типы передач. Механические силовые передачи. Преимущества и недостатки. Разновидности механических передач. Электромеханические передачи. Типы, механические характеристики, свойства.

28.                 Гидравлические передачи. Гидромуфты. Конструктивная схема и механические характеристики. Принцип действия и внешняя характеристика комплексного гидротрансформатора.

29.                 Противовыбросовое оборудование. Назначение, основные требования, состав, основные параметры. Превенторы. Назначение, типы. Устройство плашечных превенторов.

30.                 Назначение и устройство универсальных вращающихся превенторов. Типовые схемы противовыбросового оборудования. Выбор типоразмера противовыбросового оборудования.

31.                 Манифольд противовыбросового оборудования. Состав, назначение основных узлов и деталей. Управление противовыбросовым оборудованием.

32.                 Буровые вышки. Назначение, основные требования, классификация. Башенные и мачтовые вышки. Конструктивные схемы, материал для изготовления. Основные параметры и технические характеристики.

33.                 Классификация нагрузок, действующих на буровые вышки. Определение постоянных нагрузок. Определение технологических (эксплуатационных) нагрузок на вышку.

34.                 Определение ветровых нагрузок на вышку. Методы расчета буровых вышек по предельным состояниям.

35.                 Основания буровых установок. Назначение и типы оснований. Материалы для изготовления. Основные параметры и технические характеристики оснований.

 

Из дисциплины: « Машины и оборудование для добычи и подготовки нефти и газа».

 

1.               Классификация оборудования для добычи нефти и газа.
Функциональная схема обустройства нефтепромыслов.
Конструкция скважины. Колонные головки.

2.               Трубы нефтяного сортамента. Насосно-компрессорные трубы. Конструкции, схемы, группы прочности, расчетные зависимости.

3.               Скважинное и устьевое оборудование для фонтанной эксплуатации скважин. Типоразмеры, схемы, конструкционные материалы, применяемые для изготовления фонтанной арматуры.

4.               Фланцевые соединения и запорные элементы фонтанной арматуры. Конструкция, типоразмеры, маркировка, материалы, методика расчета.

5.               Оборудование для газлифтной эксплуатации скважин. Схемы, конструкции. Расчет пусковых и рабочих газлифтных клапанов.

6.               Установки электроцентробежного насоса. Назначение, область применения, основные конструктивные схемы и особенности конструкции. Методика подбора и расчета УЭЦН.

7.               Конструкция УЭЦН, осевые и радиальные опоры, токов-воды, клапаны и фильтры. Методика подбора и расчета УЭЦН.

8.               Конструктивная схема и принцип действия гидрозащиты двигателя УЭЦН. Конструкция газосепаратора УЭЦН. Типоразмеры, коэффициент сепарации. Методика подбора и расчета УЭЦН.

9.               Маркировка, типоразмеры, модульное и секционное исполнение, коррозионно-стойкое и износостойкое исполнение УЭЦН. Материалы, применяемые для изготовления деталей УЭЦН. Методика подбора и расчета УЭЦН.

10.          Установки электроприводных винтовых насосов. Конструкция, области применения. Методика подбора и расчета УЭВН.

11.          Установки электроприводных диафрагменных насосов. Конструкции, области применения. Методика подбора и расчета УЭДН.

12.          Оборудование для штанговой насосной эксплуатации. Конструктивные схемы, области применения, типоразмеры.

13.          Скважинные штанговые насосы – вставные, невставные. Области применения. Нестандартные скважинные насосы.

14.          Основные расчетные зависимости ШСНУ. Элементарная и уточненная теория работы ШСНУ.

15.          Насосные штанги-конструкции, материалы. Расчет колонн насосных штанг ШСНУ. Определение приведенных нагрузок в насосных штангах.

16.          Подбор поверхностного и скважинного оборудования ШСНУ.

17.          Динамометрирование ШСНУ. Динамограмма как инструмент диагностики.

18.          Винтовые штанговые насосные установки. Общие сведения. Схемы, конструкции насосов и приводов. Области применения, типоразмеры, маркировка, материалы. Основные геометрические соотношения и расчетные зависимости. Характеристика насоса.

19.          Гидропоршневые  насосные установки. Схемы и конструкции насосов и систем подготовки рабочей жидкости. Назначение, области применения, типоразмеры. Характеристика ГПНУ.

20.          Преимущества и недостатки гидропоршневых насосных установок. Силовые и прочностные расчеты для скважинного агрегата ГПНА. Основные расчетные зависимости для подбора гидропоршневых насосных установок.

21.          Струйные насосные установки. Общие сведения. Схемы и  конструкции насосов и систем подготовки рабочей жидкости, основные расчетные зависимости. Назначение, области применения, типоразмеры, маркировка, материалы.

22.          Подземный и капитальный ремонт скважин (ПКРС). Виды работ при ПРС. Структура затрат времени на ПКРС при различных технологиях проведения ремонтов.

23.          Оборудование для проведения ПРС. Подъемники, лебедки и агрегаты. Области применения, основные рабочие параметры.

24.          Конструкция агрегата  А-50 для ПРС. Гидравлическая и кинематическая схемы, описание и принцип действия.

25.          Схемы и конструкции агрегатов  для СПО с непрерывно- наматываемыми (гибкими)трубами и штангами.

26.          Оборудование, ключи и инструмент, применяемые при подземном ремонте скважин.

27.          Оборудование и инструмент для ловильных и аварийных работ при ПРС.

28.          Расчетные зависимости для выбора подъемника для ПРС. Расчет машинного времени СПО.

29.          Оборудование для производства ПРС  под давлением. Схемы, принципы действия.

30.          Виды работ по интенсификации добычи нефти. Оборудование для интенсификации добычи нефти.

31.          Обустройство устья скважины и оборудование, применяемое при кислотной и термокислотной обработке скважин. Характеристики насосного оборудования, способы регулирования основных рабочих характеристик.

32.          Методика расчета подбора оборудования для гидроразрыва пласта. Характеристики насосного оборудования, способы регулирования основных рабочих характеристик. Обустройство устья скважины и оборудование, применяемое при гидроразрыве пласта.

33.          Оборудование, инструмент и схемы обустройства устья скважин для тепловых методов воздействия на пласт (закачка горячей воды и  пара). Характеристики насосного и компрессорного оборудования, способы регулирования основных рабочих характеристик.

34.          Оборудование для поддержания внутрипластового давления. Насосное оборудование для заводнения. Характеристики насосного оборудования, способы регулирования основных рабочих характеристик.

35.          Схема обустройства куста скважин. Назначение ГЗУ, блока гребенок. Основные принципы замера дебита скважин. Схема обустройства месторождений. Оборудование для сбора, транспорта и подготовки нефти и газа.

36.          Оборудование для подготовки и внутрипромысловой перекачки продукции скважин. Характеристики насосных установок для внутрипромысловой перекачки продукции скважин, способы регулирования подачи.

37.          Особенности применения нефтепромыслового оборудования для морской добычи нефти и газа. Основные схемы обустройства морских месторождений нефти и газа. Области применения различных схем и видов оборудования.

 

 

 

 

 

 

Из дисциплины «Эксплуатация и ремонт машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов»

 

1.           Специфика условий эксплуатации бурового и нефтегазопромыслового оборудования;

2.           Показатели надежности оборудования;

3.           Основные стадии эксплуатации оборудования;

4.           Причины отказов элементов оборудования;

5.           Система технического обслуживания и ремонта машин и оборудования;

6.           Виды ремонтов оборудования;

7.           Виды ТО оборудования;

8.           Смазочные материалы, их назначение и характеристики;

9.           Структура производственного процесса ремонта оборудования;

10.      Подготовительные работы для сдачи оборудования в ремонт;

11.      Способы восстановления сопряжений и поверхностей деталей машин;

12.      Технологические методы восстановления поверхностей деталей машин;

13.      Типовые технологические процессы ремонта деталей типа валов;

14.      Типовые технологические процессы ремонта деталей типа втулок;

15.      Типовые технологические процессы ремонта корпусных деталей;

16.      Технологическое диагностирование и прогнозирование технического состояния машин и оборудования;

17.      Дефектоскопия деталей. Виды дефектоскопии.

18.      Монтаж и демонтаж оборудования;

19.      Пуск машин в эксплуатацию;

20.      Режимы работы и эффективность использования оборудования.

21.      Монтаж и демонтаж фонтанной арматуры.

22.      Техническое обслуживание и ремонт фонтанной арматуры.

23.      Монтаж скважинных штанговых насосных установок.

24.      Техническое обслуживание скважинных штанговых насосных установок.

25.      Подъем и демонтаж скважинных штанговых насосных установок.

26.      Ремонт скважинных штанговых насосных установок.

27.      Монтаж установок скважинных центробежных электронасосов.

28.      Техническое обслуживание установок скважинных центробежных электронасосов.

29.      Подъем  и демонтаж установок скважинных центробежных электронасосов.

30.      Монтаж установок скважинных винтовых электронасосов.

31.      Техническое обслуживание установок скважинных винтовых электронасосов.

32.      Подъем и демонтаж установок скважинных винтовых электронасосов.

33.      Монтаж и техническое обслуживание насосных агрегатов.

34.      Ремонт насосных агрегатов.

35.      Техническое обслуживание и ремонт трубопроводов.

36.      Техническое обслуживание компрессоров.

37.      Ремонт компрессоров.

38.      Техническое обслуживание оборудования для подземного ремонта скважин.

39.      Ремонт оборудования для подземного ремонта скважин.

 

«Расчет и конструирование оборудования 

для добычи нефти и бурения скважин»

 

1.       Представить схему, отражающую взаимосвязь учебных дисциплин в системе разработки инновационных технологий, и указать роль дисциплины «Расчет и конструирование оборудования».  Сформулировать определения для таких понятий как техническая система, системный эффект, структурная декомпозиция, оптимальная система, критерий оптимизации (дополнить формулировки примерами использования системного подхода при решении расчетных задач).

2.       Сформулировать определения для таких понятий как алгоритм и научный метод работы, системный анализ и классы решаемых проблем (хорошо структурированные проблемы, неструктурированные проблемы, слабо структурированные проблемы). Дополнить формулировки примерами использования системного подхода при решении расчетных задач.

3.       Перечислить основные и дополнительные источники технической информации, используемой при решении конструкторских задач. Поисковые системы для работы с патентами на изобретения и полезные модели. Конструктивная преемственность и ее роль в разработке технических решений.

4.       Перечислить основные требования, предъявляемые  к конструкции разрабатываемого изделия. Сформулировать определение для такого понятия как надежность оборудования. Отметить технические возможности для повышения надежности, начиная с этапа конструирования и завершая этапами изготовления и эксплуатации.

5.       Перечислить методы снижения материалоемкости оборудования. Какие показатели используют для количественной оценки жесткости конструкции?

6.       Перечислить основные группы исходных данных, необходимых  для разработки конструкции и для расчета оборудования.

7.       Охарактеризовать стадийность разработки изделий и порядок разработки технического задания.

8.       Охарактеризовать стадийность разработки изделий и порядок разработки технического предложения.

9.       Охарактеризовать стадийность разработки изделий и порядок разработки эскизного проекта.

10.  Охарактеризовать стадийность разработки изделий и порядок разработки технического проекта, рабочей документации.

11.  Охарактеризовать используемые методы создания машин на базе унификации деталей и сборочных единиц, подкрепив примерами по нефтяному оборудованию.

12.  Описать последовательность создания параметрических рядов на примере конструирования многоступенчатых насосов.

13.  Сформулировать определения для таких понятий как техническое решение, новизна технического решения. Привести примеры сложных и простых технических решений. Охарактеризовать роль НИОКР при разработке технического решения.

14.  Использование метода оптимизации при выборе наилучшего технического решения. Решение оптимизационной задачи на примере конструирования колеса многоступенчатого центробежного  насоса.

15.  Использование метода оптимизации при выборе наилучшего технического решения. Решение оптимизационной задачи на примере конструирования струйного насоса.

16.  Использование метода оптимизации при выборе наилучшего технического решения. Решение оптимизационной задачи на примере конструирования жидкоструйного компрессора.

17.  Охарактеризовать основные виды расчетов, применяемых при конструировании оборудования.

18.  Проанализировать возможности системного подхода при расчете и подборе  скважинной насосной установки, с применением программы «Автотехнолог».

19.  Обосновать необходимость организации согласованной работы конструктора с технологами и другими специалистами. Перечислить методы улучшения производственной технологичности и  эксплуатационной технологичности.

20.  Рассмотреть проявление системного эффекта на примере методологии конструирования насосно-эжекторных установок, предназначенных для перекачки газожидкостных смесей.

21.  Рассмотреть проявление системного эффекта на примере решения задачи о взаимосвязи баланса мощности с балансом напора в теории  лопастного насоса.

22.  Рассмотреть методы решения прямых и обратных гидродинамических задач в теории лопастных насосов.

23.  Рассмотреть методы конструирования подъемных комплексов, выполненных на основе талевой системы. Описать взаимосвязь геометрических и динамических параметров при математическом моделировании талевой системы,  метод расчета эквивалентного напряжения при конструировании барабана лебедки, метод расчета натяжения тяговой струны при подъеме (при спуске) крюка.  Показать возможности перехода от графоаналитического метода расчета по номограммам к методу математического моделирования.

24.  Рассмотреть методы выполнения гидравлических расчетов для насосно-циркуляционного комплекса. 

25.  Рассмотреть методы расчета мощности, требуемой для вращения бурильной колонны. Показать возможности перехода от графоаналитического метода расчета по номограммам к методу математического моделирования.

26.  Дать определение понятию «испытание», охарактеризовать виды испытательных стендов и порядок аттестация испытательных стендов.

27.  Охарактеризовать виды испытаний лопастных насосов, применяемые стенды и метод обработки экспериментальных данных с применением теории подобия.

28.  Перечислить конструктивные, технологические и организационные мероприятия, способствующие  повышению качества разрабатываемых изделий.

29.  Рассмотреть метод расчета эквивалентного напряжения при конструировании корпуса ЭЦН.

30.  Рассмотреть метод расчета гидроцилиндров и сосудов, работающих под давлением.  Расчет эквивалентного напряжения.

31.  Охарактеризовать типы ошибок, которые допускают конструкторы в своей работе: конструкционные ошибки, ошибки в расчетах, ошибки в размерах.

32.  Перечислить профессиональные качества, необходимые специалисту для выполнения конструкторских работ.

33.  Охарактеризовать работы, выполняемые в ходе осуществления технологического контроля конструкторской документации.

34.  Охарактеризовать работы, выполняемые в ходе осуществления нормализационного контроля конструкторской документации.

35.  Охарактеризовать работы, выполняемые в ходе осуществления метрологического контроля конструкторской документации.

36.  Охарактеризовать работы, выполняемые в ходе осуществления авторского надзора со стороны конструктора.

37.  Охарактеризовать алгоритм расчета и математическую модель скважины с насосной установкой.

38.  Охарактеризовать алгоритм расчета и математическую модель многоступенчатого центробежного насоса.

39.  Охарактеризовать алгоритм расчета и математическую модель струйного насоса.

40.  Охарактеризовать алгоритм расчета и математическую модель струйного компрессора.

41.  Охарактеризовать алгоритм расчета и математическую модель насосно-циркуляционного комплекса буровой установки.

42.  Охарактеризовать алгоритм расчета и математическую модель для расчета мощности бурового ротора.

43.  Охарактеризовать алгоритм расчета и математическую модель для расчета барабана лебедки подъемного комплекса.

44.  Охарактеризовать алгоритм расчета и математическую модель для расчета корпуса ЭЦН.

45.  Охарактеризовать алгоритм расчета и математическую модель для расчета гидроцилиндра.