ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ
профессиональной направленности в магистратуру
Направление подготовки: 15.04.02 - Технологические машины и оборудование.
Программы подготовки:
Проектирование и эксплуатация машин и оборудования для добычи нефти и газа (ММП).
Кафедра, обеспечивающая преподавание программ: Технологические машины и оборудование
1. Особенности проведения вступительного испытания в магистратуру
1.1 Программы вступительного испытания сформирована на основе федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по соответствующей программе бакалавриата.
1.2 Вступительное испытание проводятся в письменной форме в формате тестирования.
1.2 Вступительное испытание оценивается по 100-балльной шкале.
2. Перечень дисциплин, необходимых для освоения программы подготовки магистра и предусмотренных федеральным государственным образовательным стандартом подготовки бакалавров по данному направлению:
- «Машины и оборудование для добычи нефти и газа»;
- «Машины и оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин»;
- «Техника и технология бурения нефтяных и газовых скважин»;
- «Техника и технология добычи и подготовки нефти и газа»;
- «Эксплуатация и ремонт машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов»;
- «Расчет и конструирование оборудования нефтяных и газовых промыслов».
3. Перечень вопросов для подготовки поступающих
3.1. Дисциплина «Машины и оборудование для добычи нефти и газа»
Раздел 1. Насосные установки и оборудование для подъема нефти из скважин
Скважинное оборудование. Современные требования к конструкции эксплуатационной скважины для добычи нефти и газа. Типы насосно-компрессорных и обсадных труб. Новые требования к конструкциям и длине насосно-компрессорных труб. Материалы труб и муфт к ним. Уплотнение резьбовых соединений труб. Конструкции резьбовой части насосно-компрессорных труб. Натяг резьбы, основная плоскость. Переводники для насосно-компрессорных труб. Насосно-компрессорные трубы с защитными покрытиями. Гибкие трубы. Трубы, применяемые за рубежом. Условия работы колонны насосно-компрессорных труб в наклонно-направленных скважинах. Характер нагрузок и отказы колонны при различных способах эксплуатации.
Пакеры. Назначение, условия работы, область применения, классификация пакеров. Устройства и принципы действия пакеров и якорей, применяемых на нефтяных и газовых промыслах. Принцип выбора пакера для добычи нефти, нагнетания воды в скважину и для гидравлического разрыва пласта. Конструктивное и материальное оформление пакеров, применяемых для подачи тепла на забой скважины. Пакеры-отсекатели, применяемые при эксплуатации скважин.
Насосы и приводы для добычи нефти механизированным способом. Новые конструктивные разработки штанговых насосов. Конструкции ловителя всасывающего клапана. Штанговые насосы без всасывающего клапана. Насосы с принудительным закрытием нагнетательного клапана. Насосы с широкопроходными клапанами.
Конструктивные схемы насосов и насосных установок для добычи нефти в экстремальных условиях.
Штанги скважинной насосной установки. Определение момента затяжки насосных штанг. Пути повышения срока службы штанг. Полированный шток, размеры, материалы и обработка рабочей поверхности.
Погружные центробежные насосные установки. Технологические и нормативно-технические требования, принципы рациональной эксплуатации, предъявляемые к погружным центробежным насосам. Влияние конструкции рабочих колес на характеристику насоса. Типы и принципиальные схемы гидрозащиты погружных электродвигателей. Обратный и сливной клапаны.
Раздел 2. Наземное устьевое оборудование нефтяных и газовых скважин
Наземное устьевое оборудование эксплуатационных и нагнетательных скважин. Фонтанная арматура, колонные головки, фланцевые катушки, манифольды, запорные и регулирующие устройства и приспособления для смены задвижек под давлением. Новые конструкции устьевой арматуры для фонтанных, нагнетательных и механизированных фондов скважин. Фланцевые и пробковые конструкции устьевой арматуры УШСН. Конструкции устьевых сальников. Расчеты на прочность деталей устьевой арматуры. Расчет основных деталей прямоточных задвижек.
Конструкции устьевых и забойных штуцеров. Комплекс оборудования для аварийного автоматического отключения фонтанирующих скважин.
Приводы штанговых скважинных насосов. Станки-качалки с новыми кинематическими связями. Приводы с цепными передачами. Гидроприводы. Гидроштанговые насосные установки. Сравнение существующих приводов с точки зрения энергоемкости передачи.
Поверхностный привод винтовых насосных установок.
Раздел 3. Комплекс оборудования для подземного ремонта и освоения скважин
Подъемные агрегаты, назначение, основные технологические требования, классификация подъемных агрегатов. Транспортная база, компоновка и характеристики самоходных подъемных агрегатов для текущего и капитального ремонта скважин. Новые требования к подъемным агрегатам в связи с установкой труб и штанг при подъеме в вертикальном положении. Кинематическая схема и компоновка подъемного агрегата А-50. Пути совершенствования подъемных агрегатов.
Механизмы и инструменты для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб и штанг. Механические приводные ключи КМУ, АПР и КМ. Кинематические схемы, передаточные числа, КПД, технические характеристики. Элеваторы (сновные требования, классификация). Универсальные захватные устройства для работы с механическими ключами при спуске-подъеме труб и штанг. Приспособления, применяемые в экстремальных ситуациях. Круговой ключ. Юбка для слива жидкости из труб. Устройства для очистки штанг в процессе подъема.
Оборудование для промывки забоя скважины. Состав оборудования, предъявляемые к ним требования. Достоинства и недостатки метода промывки забоя скважины циркуляцией жидкости. Техническая характеристика и кинематическая схема промывочного агрегата УН1-100-200 (Азинмаш-35), УН1Т-100-200, УН1Т-100-250. Промывочный вертлюг. Устройство, принцип работы, отличие от эксплуатационного вертлюга. Гидробур, принцип его работы, достоинства.
Использование непрерывной колонны труб (колтюбинговая технология) для промывки забоя скважин. Конструкция и материалы труб. Спуско-подъемное оборудование при использовании колтюбинговой технологии. Устройство для освобождения от прихвата колонны труб.
Гидроприводы подъемных агрегатов и агрегатов для гидравлического разрыва пласта. Типовая схема объемного гидропривода подъемного агрегата. Классификация объемных гидроприводов. Кинематическая схема аксиального роторно-поршневого гидромотора. Гидроцилиндры и гидромоторы, применяемые в подъемных агрегатах и их принципиальные схемы. Рабочие жидкости объемного гидропривода и требования к ним.
Раздел 4. Оборудование для сбора и транспортировки нефти и газа
Нефтегазовые сепараторы и сепарационные установки. Физико-химические основы процессов сепарации. Факторы, влияющие на процессы сепарации. Типы нефтегазовых сепараторов, их конструкции и принципы действия. Показатели эффективности работы нефтегазовых сепараторов.
Емкости, применяемые в технологических процессах системы сбора и подготовки продукции скважин. Типы, размеры и конструкции емкостей.
Раздел 5. Оборудование установок подготовки нефти, газа и воды
Термохимические и электрохимические установки для подготовки нефти. Обоснование норм подготовки нефти. Термохимические установки подготовки нефти. Блочные деэмульсаторы нефти.
Электрообессоливающие установки ЭЛОУ. Типы и конструктивные схемы электродегидраторов. Технологическая схема электрообессоливающей установки.
Нефтяные резервуары и их оборудование. Назначение, классификация и конструкции стальных вертикальных резервуаров. Оборудование стальных резервуаров и их конструктивные схемы. Дыхательные клапаны типа КДС. Защита стальных резервуаров от коррозии.
Технические средства борьбы с потерями легких углеводородов товарной нефти в резервуарах. Технологическая схема стабилизации нефти.
Оборудование для промысловой подготовки попутного нефтяного газа. Технологическая схема установки подготовки газа с применением поршневых компрессоров, техническая характеристика применяемого оборудования.
3.2. Дисциплина «Машины и оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин»
Раздел 1. Привод бурового комплекса
Общие сведения. Условия эксплуатации, основные требования и классификация. Устройство, типовые кинематические схемы. Двигатели: характеристика, сравнительный технико-экономический анализ, конструктивные особенности. Расчет мощности и выбор двигателей. Силовые и кинематические расчеты передач. Сравнительный анализ и перспективы развития силовых передач.
Раздел 2. Оборудование для механизации и автоматизации технологических процессов
Устройство подачи долота. Общие сведения. Классификация. Кинематическая схема, особенности конструкции, технические данные регулятора подачи долота современные модели и техническое обслуживание, перспективы развития. Оборудование для механизации и автоматизации СПО. Состав, схема расположения и устройство основных и дополнительных механизмов. Пневмораскрепители, фрикционная катушка, вспомогательная лебедка. Общие сведения, устройство, основные технические данные.
Раздел 3. Буровые сооружения
Буровые вышки. Общие сведения, основные требования, классификация. Действующие нагрузки и их сочетание. Основания. Общие сведения, основные требования, классификация. Параметры и устройство. Мостки, стеллажи и укрытия. Назначение, основные требования и устройство.
Раздел 4. Буровые установки
Условия эксплуатации и основные требования, предъявляемые к машинам и агрегатам для бурения нефтяных и газовых скважин. Классификация и основные параметры буровых установок по категориям. Стандартизация параметров, преемственность и унификация конструкций. Современные модели отечественных буровых установок 1-ой и 2-ой категорий. Состав и типовые кинематические схемы. Основные технические данные.
3.3. Дисциплина «Техника и технология бурения нефтяных и газовых скважин»
Раздел 1. Забойное оборудование и инструмент
Буровые долота. Общие сведения, основные требования и конструкции. Принцип действия. ГОСТ и отраслевые стандарты, используемые материалы. Геометрические и силовые расчеты. Основные направления совершенствования.
Забойные двигатели. Общие сведения основные требования к конструкции, классификация. Принципиальная схема, конструктивные особенности и характеристики.
Бурильная колонна. Традиционная муфтовая и безмуфтовая (колтюбинговая). Назначение. Основные требования, компоновка. Конструктивные особенности элементов. Размеры и классификация. Условия работы и критерий работоспособности. Выбор рациональных конструкций бурильных колонн.
Обсадные колонны. Назначение. Основные требования, конструктивные элементы. Конструктивные особенности, размеры и классификация обсадных труб.
Резьбовые соединения бурильных, обсадных труб и забойных двигателей Типы и размеры замковых и трубных резьб. Критерий работоспособности резьбовых соединений. Страгивающая нагрузка. Крутящий момент при свинчивании.
Материал для изделий бурильной и обсадной колонн. Классификация по группам прочности и химическому составу. Термическая обработка.
Раздел 2. Основные буровые машины и агрегаты
Роторы. Общие сведения. Условия работы и основные требования.
Вертлюги. Общие сведения, условия работы, основные требования. Устройство и особенности конструкций. Современные модели и используемые материалы. Техническое обслуживание.
Система верхнего привода. Преимущества системы верхнего привода и конструктивные схемы компоновки верхнего привода. Функции, выполняемые верхним приводом. Особенности технологического процесса работы верхнего привода.
Подъемный механизм. Общие сведения. Условия работы, классификация, основные требования. Состав, оборудование и основные параметры. Перспективы развития.
Талевые канаты. Основные требования параметры. Стандартизация и сортамент талевых канатов, расчет на прочность. Нормативный запас прочности. Наработка и технический ресурс правила эксплуатации, техника безопасности и нормы браковки.
Кронблоки, талевые блоки, крюки, крюкоблоки, устройства для крепления каната, основные требования, классификация. Устройство и особенности конструкций. Стандартизация основных параметров и размеров. Расчетные нагрузки и особенности расчета на прочность. Современные модели и используемые материалы. Схема оснастки талевого механизма, техническое обслуживание и правила безопасности.
Буровые лебедки. Общие сведения. Основные требования, классификация, кинематические схемы, конструктивные особенности. Основные технические данные. Тяговая характеристика. Современные модели и используемые материалы. Монтаж, техническое обслуживание и правила техники безопасности.
Ленточный тормоз буровой лебедки. Условия работы и основные требования. Устройство и особенности конструкций Фрикционные материалы. Нагрев и тепловой расчет тормоза. Монтаж, техническое обслуживание и правила безопасности. Тормоза замедления.
Буровые насосы. Общие сведения, условия эксплуатации, основные требования, классификация. Устройство, особенности конструкций. Технические данные и КПД. Унификация конструкций и стандартизация основных параметров. Регулирование подачи. Современные модели и используемые материалы. Монтаж, техническое обслуживание и правила безопасности.
Циркуляционная система. Общие сведения, состав и основные требования. Оборудование для приготовления и очистки промывочной жидкости. Состав, схема расположения. Устройство и классификация. Основные параметры и технические данные. Стандартизация и унификации конструкций.
Противовыбросовое оборудование. Общие сведения, основные требования. Состав, схема расположения. Устройство и современные модели плашечных, универсальных и вращающихся превенторов. Манифольд превенторных установок. Стандартные схемы обвязки, состав, функции. Системы управления превенторными установками. Схемы, состав, устройство основных узлов. Техническое обслуживание. Используемые материалы. Монтаж, техническое обслуживание и правила безопасности.
3.4. Дисциплина «Техника и технология добычи и подготовки нефти и газа»
Раздел 1. Оборудование для подъема жидкости на поверхность
Установка электроцентробежного насоса. Общие сведения, основные требования и конструкции. Принцип действия.
Установка штангового скважинного насоса. Общие сведения, основные требования и конструкции. Принцип действия.
Установка электродиафрагменного насоса. Общие сведения, основные требования и конструкции. Принцип действия.
Установка штангового винтового насоса. Общие сведения, основные требования и конструкции. Принцип действия.
Установка электровинтового насоса. Общие сведения, основные требования и конструкции. Принцип действия.
Установка струйного насоса. Общие сведения, основные требования и конструкции. Принцип действия.
Установка гидропоршневого насоса. Общие сведения, основные требования и конструкции. Принцип действия.
Фонтанная арматура. Общие сведения, основные требования и конструкции.
Раздел 2. Оборудование системы сбора и подготовки нефти и газа
Типовые схемы системы сбора и подготовки нефти и газа
Конструкция сепараторов. Общие сведения, основные требования и конструкции. Принцип действия.
Автоматические групповые замерные установки. Общие сведения, основные требования и конструкции. Принцип действия.
Деэмульсаторы. Общие сведения, основные требования и конструкции. Принцип действия.
Электрообессоливающие установки ЭЛОУ. Общие сведения, основные требования и конструкции. Принцип действия.
Раздел 3. Оборудование для ремонта скважин
Подъемные агрегаты, назначение, основные технологические требования, классификация подъемных агрегатов.
Механизмы и инструменты для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб и насосных штанг. Общие сведения, основные требования и конструкции. Принцип действия.
Колтюбинговая установка. Общие сведения, основные требования и конструкции. Принцип действия.
3.5. Дисциплина «Эксплуатация и ремонт машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов»
Раздел 1.Общие положения по эксплуатации оборудования
Служба эксплуатации оборудования и эксплуатационно-ремонтная база. Эксплуатационная документация.
Подготовка к эксплуатации бурового и нефтегазопромыслового оборудования. Формирование парка оборудования. Приемка оборудования. Транспортирование оборудования. Монтаж и демонтаж оборудования. Пуск оборудования в эксплуатацию. Эксплуатационная обкатка машин.
Режим работы и эффективность использования оборудования. Сменный, суточный и годовой режимы работы оборудования. Производительность и норма выработки машин. Стоимость эксплуатации оборудования. Анализ эффективности работы оборудования.
Раздел 2. Система технического обслуживания и ремонта оборудования
Смазочные материалы и специальные жидкости применяемые в буровом и нефтепромысловом оборудовании. Назначение и классификация смазочных материалов. Жидкие смазочные материалы. Пластичные смазочные материалы. Твердые смазочные материалы. Выбор смазочных материалов. Способы смазки машин и смазочные устройства.
Причины отказов оборудования при эксплуатации. Деформация и изломы элементов оборудования. Износ элементов оборудования. Коррозионное разрушение элементов оборудования. Виды усталостных разрушений деталей бурового и нефтегазопромыслового оборудования.
Организация технического обслуживания, ремонта, хранения и списания оборудования. Система технического обслуживания и ремонта оборудования. Хранение и консервация оборудования. Гарантийные сроки и списание оборудования.
Раздел 3. Технологические процессы и методы, применяемые для восстановления и ремонта поверхностей и неразъемных соединений деталей
Классификация способов восстановления сопряжений. Классификация способов восстановления поверхностей деталей. Выбор рационального способа восстановления поверхностей деталей.
Технологические основы ремонта оборудования. Структура производственного процесса ремонта оборудования. Подготовительные работы для сдачи оборудования в ремонт. Моечно-очистные работы. Разборка оборудования. Контрольно-сортировочные работы. Комплектование деталей оборудования. Балансировка деталей. Приработка и испытание агрегатов машин. Окраска оборудования.
Технологические методы, применяемые для восстановления поверхностей и неразъемных соединений ремонтируемых деталей. Типовые технологические процессы ремонта деталей. Восстановление поверхностей наплавкой. Восстановление поверхностей металлизацией. Восстановление поверхностей гальваническим наращиванием. Восстановление поверхностей деталей пластическим наращиванием. Восстановление поверхностей полимерным покрытием. Восстановление поверхностей механической обработкой. Соединение деталей и их отдельных частей методами сварки, пайки, склеиванием.
3.6. Дисциплина «Расчет и конструирование оборудования нефтяных и газовых промыслов»
Раздел 1. Расчет и конструирование бурового оборудования
Проектирование комплексов для спуска и подъема колонн труб. Проектирование оборудо-вания насосно-циркуляционного комплекса буровой установки. Проектирование оборудования для вращения бурильных колонн
Раздел 2. Расчет и конструирование оборудования для добычи и подготовки нефти и газа
Конструирование и расчет пакеров. Проектирование и расчет центробежных нефтепромы-словых насосов. Проектирование и расчет поршневых и плунжерных нефтепромысловых насосов. Проектирование и расчет фонтанной арматуры. Проектирование и расчет оборудования для газлифтной эксплуатации. Проектирование и расчет установок бесштанговых насосов. Проектирование и расчет штанговых насосных установок. Проектирование и расчет оборудования для сбора и транспортировки добываемой продукции.
4. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплин для подготовки поступающих
4.1. Основная литература
1 Протасов В.Н., Султанов Б.З., Кривенков С.В. Эксплуатация оборудования для бурения скважин и нефтегазодобычи. Под общ.ред. В.Н. протасова: учеб. Для вузов. – М.: ООО «Недра - Бизнесцентр», 2004, 691 с.
2 Буровые комплексы. Современные технологии и оборудование/Коллектив авторов: под общей редакцией А.М. Гусмана и К.П. Порожского: Научное издание. Екатеринбург: УГГГА, 2002. – 592 с.
3 Абубакиров В.Ф., Архангельский В.Л., Буримов Ю.Г. и др. Буровое оборудование: Справочник: в 2-х т.- М.: Недра, 2000.
4 Муравенко В.А. Монтаж бурового оборудования / В.А. Муравенко, А.Д.Муравенко, В.А. Муравенко. – Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2007. – 556 с.
5 Баграмов Р.А. Буровые машины и комплексы: Учебник для вузов.-М.: Недра, 1988.-420 с.
6 Трубы нефтяного сортамента: Международный транслятор - справочник / Под ред. Р.И. Вяхирева, В.Я. Кершенбаум. -М.: Наука и техника, 1997.- 393 с.
7 Валитов М.З. Расчет и проектирование буровых и нефтепромысловых насосов.- Волгоград: Изд-во Волгоградский госуниверситет, 2003.- 252 с.
8 Справочник бурового мастера\Под общей редакцией В.П. Овчинникова, С.И. Грачева, А.А. Фролова. Учебно-практическое пособие в 2-х томах. Институт нефти и газа Тюменского государственного нефтегазового университета. М.: «Инфра-Инженерия», 2006.
9 Расчет и конструирование бурового оборудования [Текст] : учеб. пособие / А. Л. Ильский, Ю. В. Миронов, А. Г. Чернобыльский. - М. : Недра, 1985. - 452 с. -
10 Расчет и конструирование нефтепромыслового оборудования [Текст] : учеб. пособие для вузов / Л. Г. Чичеров [и др.]. - М. : Недра, 1987. - 422 с.
4.2. Дополнительная литература
1 Ильский А.Л. Расчет и конструирование бурового оборудования: Учебное пособие для вузов/ А.Л. Ильский, Ю.В. Миронов, А.Г. Чернобылыльский. - М.: Недра, 1985.- 420 с.
2 Палашкин Е.А. Справочник механика по глубокому бурению. – М.: Недра, 1982. – 544 с.
3 Проников А.С. Надежность машин. - М.: Машиностроение, 1978.-592 с.
4 Ямалиев В.У., Ишемгужин И.Е. Диагностирование бурового и нефтепромыслового оборудования. - Уфа, 2000.- 83 с.
5 Гумеров А.Г., Гумеров Р.С., Акбердин A.M. Диагностика оборудования нефтеперекачивающих станций. -М.: Недра, 2003.- 347 с.
6 Храпач Г.К. Монтаж и ремонт компрессоров. - М.: Недра, 1983.-300 с.
7 Дуров B.C., Рахмилевич 3.3., Черняк Я.С. Эксплуатация и ремонт компрессоров и насосов: Справочное пособие. - М.: Химия, 1980.
8 Молчанов Г.В., Молчанов А.Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа. Учебник для вузов. - М.: Недра, 1984.- 464 с.
9 Расчет и конструирование нефтепромыслового оборудования / Чичеров Л.Г., Молчанов Г.В., Рабинович A.M. и др. - М.: Недра, 1987.- 422 с.
10 Объемный гидропривод нефтепромыслового оборудования. Даниельянц А.А., Круткин В.В., Орлов В.В., Рокшевский В.А. - М.: Недра, 1975.-176 с.
11 Ишмурзин А.А., Храмов Р.А. Процессы и оборудование системы сбора и подготовки нефти, газа и воды. Учебное пособие. - Уфа: УГНТУ. 2003.-145 с.
12 Ишмурзин А.А. Машины и оборудование для подземного ремонта, освоения и воздействия на призабойную зону скважин. Учебное пособие. - Уфа: УГНТУ. 2003.-141 с.
13 Могучев А.И., Сидоренко А.А. Оборудование для эксплуатации и подземного ремонта скважин: Учеб. пособие. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005. – 74 с.
14 Оркин К.Г., Юрчук А.М. Расчеты в технологии и технике добычи нефти. – М.: Недра, 1967. – 380 с.
15 Мищенко И.Т. Расчеты в добыче нефти: Учебное пособие для техникумов. – М.: Недра, 1989. – 245 с.
16 Буровые машины и комплексы [Текст] : учеб. для вузов / Р. А. Баграмов. - М. : Недра, 1988. - 501 с.
17 Макушкин, Д. О. Расчет и конструирование машин и оборудования для нефтяных и газовых промыслов : учеб. пособие / Д. О. Макушкин. –Красноярск : КГТУ, 2005. – 120 с.
18 Сызранцев, В. Н. Расчет прочностной надежности изделий на основе методов непараметрической статистики / В.Н. Сызранцев, Я.П. Невелев, С.Л. Голофаст. – Новосибирск : Изд-во «Наука», 2008. – 218 с.