ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ

профессиональной направленности в магистратуру

Направление подготовки: 21.04.01 Нефтегазовое дело

Магистерская программа: Техника и технологии повышения эффективности эксплуатации скважин (МНП)

Кафедра, обеспечивающая преподавание программы: «Механика и конструирование машин»

 

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 проводится в формате тестирования с использованием персонального компьютера или ноутбука.

1.3. 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:

1. Теоретическая и прикладная механика, раздел «Сопротивление материалов».

2. Детали машин и основы конструирования.

3. Основы нефтегазового дела.

4. Машины и оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин.

5. Машины и оборудование для добычи и подготовки нефти и газа.

6. Технология, агрегаты и оборудование текущего и капитального ремонта скважин.

7. Ремонт и эксплуатация нефтегазопромыслового оборудования.

8. Монтаж нефтегазопромыслового оборудования.

 

3. Перечень вопросов для подготовки абитуриентов

 

3.1 Дисциплина «Теоретическая и прикладная механика», раздел «Сопротивление материалов»

Основные понятия сопротивления материалов. Основные допущения и гипотезы о свойствах материалов и характере деформаций. Классификация нагрузок, действующих на реальные тела. Метод сечений. Внутренние силовые факторы. Напряжение, его составляющие. Виды деформаций.

Растяжение-сжатие. Продольные силы. Напряжения и деформации при растяжении-сжатии. Закон Гука. Понятие о методах расчета на прочность и жесткость. Три основные задачи сопротивления материалов при растяжении-сжатии.

Механические свойства материалов. Диаграмма растяжения. Твердость материалов. Плоское напряженное состояние. Обобщенный закон Гука. Сдвиг. Условие прочности при сдвиге. Геометрические характеристики плоских сечений (статические моменты площади, центр тяжести площади, моменты инерции плоских фигур, главные моменты инерции).

Чистый сдвиг. Расчёт заклёпочных соединений. Кручение. Эпюры крутящих моментов. Касательные напряжения при кручении. Расчеты на прочность и жесткость бруса круглого поперечного сечения при кручении. Потенциальная энергия при кручении.

Изгиб. Чистый изгиб. Прямой плоский изгиб. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов. Нормальные напряжения при изгибе. Касательные напряжения при изгибе. Расчеты на прочность при изгибе. Определение перемещений при изгибе. Уравнение изогнутой оси балки. Метод начальных параметров. Сложное нагружение.

 

3.2 Дисциплина «Детали машин и основы конструирования»

Раздел 1. Общие основы проектирования машин

Классификация «типовых» деталей машин. Требования, предъявляемые к современным машинам. Этапы проектирования ДМ и стадии разработки конструкторской документации. Виды нагрузок, действующих на ДМ. Типовые циклы изменения напряжений в сечениях ДМ. Критерии работоспособности ДМ: прочность, жёсткость, износостойкость, долговечность, термостойкость, виброустойчивость, надежность.

Раздел 2. Основы проектирования типовых узлов и деталей машин

Подбор подшипников качения по динамической грузоподъёмности. Частные случаи определения эквивалентной динамической нагрузки на подшипники.

Обзор конструкций упругих элементов, применяемых в современном оборудовании для бурения и добычи. Материалы пружин. Основные геометрические параметры цилиндрических пружин сжатия и растяжения. Методика расчёта цилиндрических пружин сжатия и растяжения. Расчёт пружин кручения.

Классификация резьб. Геометрические параметры резьб. Основные типы резьб. Момент завинчивания гаек и винтов. Условие самоторможения винтовой пары. КПД винтовой пары. Понятие о приведенном коэффициенте трения. Расчёт витков крепёжных и ходовых резьб. Расчёт на прочность стержня призонного и обычного болта в болтовых соединениях нагруженных поперечной силой.

Допущения при расчёте группы болтов. Порядок расчёта группы болтов. Расчёт на прочность группы призонных или обычных болтов, нагруженных различными способами. Расчёт болтового соединения крышки сосуда высокого давления. Расчёт болтов клеммового соединения. Заклёпочные соединения.

Шпоночные и штифтовые соединения: достоинства, недостатки, расчёты на прочность. Расчёт зубчатых (шлицевых) соединений.

Расчёт соединений с гарантированным натягом (прессовых). Расчёт на прочность сварных соединений (стыковых, внахлёстку, тавровых).

Разновидности механических передач и их назначение. Основные силовые и кинематические соотношения для передач вращательного движения. Зубчатые передачи. Виды повреждений зубьев зубчатых колес. Усилия в зацеплении прямозубых цилиндрических колес и расчетная нагрузка.

Определение расчетного контактного напряжения на поверхности зуба цилиндрического прямозубого колеса в полюсе зацепления. Определение напряжения изгиба в опасном сечении на переходной поверхности зуба колеса цилиндрической прямозубой передачи.

Определение допускаемых напряжений при расчете зубчатых передач на контактную и изгибную выносливость зубьев. Цилиндрические косозубые передачи: особенности конструкции, достоинства и недостатки. Геометрия косозубых колес. Коэффициент перекрытия зубьев в косозубой передаче. Усилия в зацеплении зубьев косозубых колес.

Конические передачи: особенности конструкции, достоинства и недостатки, классификация. Геометрия конических колес. Связь между параметрами конического и эквивалентного по прочности цилиндрического прямозубого колеса. Усилия в зацеплении зубьев конических колес. Особенности расчета конических передач на контактную и изгибную выносливость.

Ременные передачи: достоинства и недостатки, классификация, материалы и конструкции приводных ремней. Усилия и напряжения в ветвях ремня. Критерии работоспособности ременных передач. Способы повышения долговечности ремня. Расчет ременной передачи на тяговую способность (прочность сцепления ремня со шкивом). Нагрузка на вал от шкива ременной передачи.

Цепные передачи: достоинства и недостатки, классификация. Конструкции приводных цепей. Проверка износостойкости шарнира роликовой цепи. Проверка прочности цепи на разрыв. Проверка долговечности цепи.

Валы и оси. Проектировочные расчёты валов на прочность (ориентировочный и приближённый). Проверочный (уточнённый) расчёт вала на сопротивление усталости.

Подшипники качения и скольжения. Приближенный расчёт подшипников скольжения. Классификация подшипников качения. Схемы установки подшипников на валах. Подбор подшипников качения по статической грузоподъёмности.

 

3.3 Дисциплина «Основы нефтегазового дела»

Раздел 1. Бурение нефтяных и газовых скважин

Типы скважин. Строение скважин. Способы бурения. Буровая установка. Типы и виды буровых установок. Типы буровых вышек. Породоразрушающий инструмент. Забойные двигатели. Типы труб, используемые в бурении. Талевая система. Система верхнего привода. Спуско-подъемный комплекс. Колтюбинговая установка. Вертлюг. Циркуляционная система.

Раздел 2. Добыча нефти и газа

Классификация и состав оборудования для добычи нефти и газа. Оборудование для добычи нефти и газа фонтанным способом. Оборудование для добычи нефти компрессорным способом. Оборудование для добычи нефти механическим способом.

 

3.4 Дисциплина «Машины и оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин»

Раздел 1. Буровые установки. Буровые вышки.

Буровые вышки. Талевая система. Оборудование для СПО.

Требования к буровому оборудованию. Параметры буровой установки. Выбор категории, класса и типа буровой установки. Буровые установки для разведочного и структурно-поискового бурения. Особенности монтажа и эксплуатации.

Транспортировка БУ. Особенности транспортировки БУ при кустовом бурении. Эксплуатационная надежность бурового оборудования.

Классификация, устройства, параметры нагрузки буровых вышек и их сочетания. Методы монтажа буровых вышек. Устройство подъемников, подъемных стрел и схемы подъема вышек. Техническое обслуживание вышек. Основание буровой установки. Назначение, классификация, устройство, основные параметры. Монтаж и техническое обслуживание. Монтаж привышенных сооружений, кранов, буровых укрытий.

Талевые канаты Назначение, устройство, классификация: кронблоков, талевых блоков, крюков, крюкоблоков и устройств для крепления неподвижного конца талевого каната. Требования к монтажу и демонтажу. Талевые канаты. Назначение, устройство и прочностные свойства талевых канатов. Классификация. Методика выбора типоразмеров талевого каната.

Раздел 2. Комплекс оборудования для вращения бурильной колонны.

Забойный инструмент. Забойные двигатели. КНБК. Породоразрушающие инструменты. Классификации. Показатели работы долот. Режим бурения и его обоснование. Отработка и признаки отказа долот. Виды забойных двигателей. Эксплуатационные характеристики. Компоновка низа бурильной колонны. Центраторы, калибраторы, наддолотные виброгасители, отклонители.

Подъёмный комплекс буровой установки. Назначение, состав и условия работы узлов подъёмного комплекса БУ. Состав и условия работы талевой системы. Распределение усилий по струнам оснастки. Талевые канаты Назначение, устройство, классификация: кронблоков, талевых блоков, крюков, крюкоблоков и устройств для крепления неподвижного конца талевого каната. Требования к монтажу и демонтажу. Талевые канаты. Назначение, устройство и прочностные свойства талевых канатов. Классификация. Методика выбора типоразмеров талевого каната. Буровые лебедки: устройство, классификация, кинематические схемы. Основные параметры буровых лебёдок и их определение. Выбор типоразмера лебёдки. Монтаж и обслуживание.

 

3.5 Дисциплина «Машины и оборудование для добычи и подготовки нефти и газа»

Раздел 1. Основные технологические процессы добычи нефти и газа. Классификация нефтепромысловых машин, механизмов и агрегатов для добычи нефти и газа.

Оборудование устьевой зоны скважины – устьевые колонные головки эксплуатационных и нагнетательных скважин: схемы, конструкции. Оборудование стволовой части скважины - обсадные трубы: область применения, разновидности, параметры, назначение каждого вида обсадных колонн. Классификация основных видов нефтепромысловых машин, механизмов, агрегатов и оборудования для добычи нефти, воды и газа.

Оборудование фонтанной скважины. Эксплуатация фонтанных и газлифтных скважин. Насосно-компрессорные трубы: основные параметры, виды, конструкция резьбовых участков, типы соединений. Нагрузки, действующие на НКТ в процессе эксплуатации, расчет труб на прочность. Регулирование работы фонтанной скважины. Обслуживание фонтанных скважин.

Раздел 2. Оборудование, нефтепромысловые машины и механизмы, используемые при эксплуатации нефтяных и газовых скважин.

Приводы скважинных штанговых насосов. Уравновешивание индивидуальных приводов. Штанговые скважинные насосы. Выбор и расчет насосного оборудования. Установки штанговых винтовых насосов. Установки штанговых винтовых насосов с поверхностным приводом. Расчет и эксплуатация штанговой колонны для установок штанговых винтовых насосов с поверхностным приводом. Установки электроцентробежных погружных насосов. Электровинтовые насосы с погружным приводом. Установки струйных насосов. Установки электродиафрагменных насосов. Установки гидроструйных насосов. Установки скважинных плунжерных лифтов. Раздельная добыча штанговыми установками. Раздельный отбор жидкости погружными центробежными электронасосами. Комбинированные схемы одновременно-раздельной добычи нефти.

Система ППД. Сооружения и оборудование для водозабора и подготовки воды. Оборудование для нагнетания воды в пласт. Насосы системы ППД. Обозначение и их технические характеристики. Классификация, виды машин и оборудования для повышения нефтеотдачи пластов и увеличения приемистости. Основные характеристики насосного оборудования для различных процессов. Тепловые методы воздействия на пласт

Оборудование для механического воздействия на пласт. Гидроразрыв пласта. Назначение и виды ГРП. Схемы размещения скважинного и поверхностного оборудования. Оборудование, применяемое при ГРП. Этапы технологического расчета ГРП.

Раздел 3. Оборудование для сбора, подготовки и транспортировки нефти и газа.

Схемы применяемых систем сбора, конструкция оборудования самотечной и высоконапорной систем сбора продукции. Оборудование для сепарации, деэмульсации, нагрева жидкости и удаления механических примесей, средства измерения объема продукции скважины. Оборудование для транспортирования продукции скважин. Трубопровод и запорная арматура. Оборудование для обезвоживания нефти и осушки, и подготовки газа. Оборудование для хранения нефти.

 

3.6 Дисциплина «Технология, агрегаты и оборудование текущего и капитального ремонта скважин»

Раздел 1. Глушение и освоение скважин до и после проведения ремонтных работ. Подготовка площадки для ремонта. Глушение скважин перед ремонтом. Технологические жидкости для глушения скважин. Методы освоение скважин после ремонта. Подготовительные работы перед проведением ТРС и КРС. Создание достаточного противодавления на продуктивный пласт. Растворы глушения для ТКРС. Добавки в растворы.

Раздел 2. Спуско-подъемные операции. Оборудование для СПО. Расчет колонны НКТ на разрыв в опасном сечении, на внутреннее давление, на страгивающие нагрузки в резьбовом соединении. Спуско-подъемные операции. Оборудование для СПО. Расчет колонны НКТ на разрыв в опасном сечении, на внутреннее давление, на страгивающие нагрузки в резьбовом соединении.

 

3.7 Дисциплина «Ремонт и эксплуатация нефтегазопромыслового оборудования»

Раздел 1. Спуско-подъемные операции. Оборудование для СПО.

Состав спуско-подъемного агрегата. Основные элементы СПА. Порядок проведения СПО. Расчет колонны НКТ на разрыв в опасном сечении. Расчет на внутреннее давление. Расчет на страгивающие нагрузки в резьбовом соединении

Раздел 2. Техническое обслуживание и эксплуатация нефтепромыслового оборудования. Техническое обслуживание и ремонт колонны насосно-компрессорных труб. Техническое обслуживание и ремонт фонтанной арматуры. Техническое обслуживание и ремонт установок ШГН, ЭЦН, ЭВН, ЭДН. Техническое обслуживание и ремонт насосных агрегатов и трубопроводов.

 

3.8 Дисциплина «Монтаж нефтегазопромыслового оборудования»

Раздел 1. Монтаж буровых установок.

Подготовка к монтажным работам. Транспортные и такелажные работы. Монтаж вышек и узлов талевой системы. Монтаж лебедки. Монтаж ротора и силовых приводов. Монтаж привода буровой установки. Монтаж дизель-электрических агрегатов и машинных преобразователей. Требования к монтажу. Методы монтажа буровых насосов. Гидравлическая обвязка насосов. Монтаж привышечных и буровых наземных сооружений. Монтаж оборудования очистки бурового раствора. Подготовка к пуску, опробование и сдача бурового оборудования в эксплуатацию.

Раздел 2. Монтаж нефтегазопромыслового оборудования.

Монтаж оборудования для сбора и хранения нефти. Особенности монтажа вертикальных резервуаров. Монтаж оборудования для поддержания пластового давления. Фонтанная тройниковая и крестовая арматура. Монтаж оборудования для добычи нефти штанговыми насосами. Требования к монтажу. Монтаж и демонтаж оборудования для фонтанной и компрессорной эксплуатации скважин. Основные положения по монтажу насосов и компрессоров. Монтаж установок погружных центробежных насосов. Характеристики основных объектов нефтепромыслового хозяйства. Монтаж оборудования для обезвоживания и обессоливания нефти. Требования безопасности при выполнении монтажных работ

 

4. Учебно-методическое и информационное обеспечение для подготовки абитуриентов

 

4.1 Основная литература

1. Степин, П. А. Сопротивление материалов : учебник / П. А. Степин. – 13-е изд., стер. – Санкт-Петербург : Лань, 2014. – 320 с.

2. Гулиа, Н. В. Детали машин : учебник / Н. В. Гулиа, В. Г. Клоков, С. А. Юрков. – 3-е изд., стер. – Санкт-Петербург : Лань, 2022. – 416 с.

3. Жуков, В.А. Детали машин и основы конструирования: Основы расчета и проектирования соединений и передач : Учеб. пособие / В.А. Жуков. – Москва : Инфра-М; Znanium.com, 2015. – 416 с.

4. История нефтегазового дела России : учебник / А. М. Шаммазов, Р. Н. Бахтизин, Б. Н. Мастобаев. –- М. : Химия, 2001. – 316 с.

5. Коршак, А. А. Основы нефтегазового дела : учеб. для вузов / А. А. Коршак, А. М. Шаммазов ; УГНТУ, каф. ГИГМ, каф. ТХНГ. – 3-е изд., испр. и доп. – Уфа : ДизайнПолиграфСервис, 2007. – 528 с

6. Байкова, Л. Р. Машины и оборудование нефтегазопроводов : учебное пособие для студентов направления 650700 "Нефтегазовое дело", специальности 090700 "Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов
и газонефтехранилищ" / Л. Р. Байкова ; рец.: С. В. Китаев, С. Г. Бажайкин ;
УГНТУ, каф. ГИГМ, ИАУ. – Уфа : Изд-во УГНТУ, 2012. – URL: http://bibl.rusoil.net/base_docs/UGNTU/ODPMO/Baikova/index.html. – Текст : электронный.

7. Монтаж и эксплуатация буровой установки БУ-3000 ЭУК и её основных комплексов : учебное пособие / УГНТУ, Каф. НГПО ; сост. А. В. Лягов [и др.]. – Уфа : Изд-во УГНТУ, 2012. – 139 с.

8. Буткин, В. Д. Буровые машины и инструменты : Учеб. пособие / В. Д. Буткин, И. И. Демченко. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2012. – 120 с.

9. Баграмов, Р. А. Буровые машины и комплексы : учеб. для вузов / Р. А. Барамов. – М. : Недра, 1988. – 501 с.

10. Мищенко, И. Т. Скважинная добыча нефти : учеб. пособие для вузов / И. Т. Мищенко. – М. : ИЦ РГУ нефти и газа, 2015. – 131,9 Мб. с. – URL: http://elib.gubkin.ru/content/21179. – Текст: электронный.

11. Нефтегазопромысловое оборудование : учебное пособие / ред. В. Н. Ивановский. – М. : ЦентрЛитНефтеГаз, 2006. – 720 с.

12. Молчанов, Г. В. Машины и оборудование для добычи нефти и газа : учеб. пособие / Г. В. Молчанов, А. Г. Молчанов. – М. : Недра, 1984. – 464 с

13. Снарев, А.И. Расчеты машин и оборудования для добычи нефти и газа: учебно-практическое пособие / А.И. Снарев. – изд. 3-е, доп. – Москва : Инфра-Инженерия, 2010. – 232 с.

14. Ефимченко, С. И. Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов / С. И. Ефимченко, А. К. Прыгаев. – М. : Нефть и газ, 2006 – Ч. 1 : Расчет и конструирование оборудования для бурения нефтяных и газовых скважин. – 2006. – 734 с.

15. Ишмурзин, А. А. Машины и оборудование для добычи и подготовки нефти и газа : учебник / А. А. Ишмурзин, Ю. Г. Матвеев ; УГНТУ. – Уфа : Нефтегазовое дело, 2014. – 532 с.

16. Теория и практика ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах : учебное пособие / И. И. Клещенко, Г. П. Зозуля, А. К. Ягафаров, В. П. Овчинников. – Тюмень : ТюмГН-ГУ, 2010. – 334 с.

17. Технологии капитального и текущего ремонта нефтяных скважин : учебное пособие / составители О. Ю. Турская, В. Ф. Сизов. – Ставрополь : СКФУ, 2017. – 97 с.

18. Ремонт и монтаж бурового и нефтегазопромыслового оборудования : учеб. пособие / Б. А. Авербух [и др.]. – М. : Недра, 1976. – 368 с.

 

4.2 Дополнительная литература

1. Иванов, М. Н. Детали машин : учебник / М. Н. Иванов, В. А. Финогенов. – М. : Абрис, 2013. – 408 с.

2. Дунаев, П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин : учеб. пособие для вузов / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. – 12-е изд., стер. – М. : Академия, 2009. – 496 с.

3. Тюняев, А. В. Детали машин : учебник / А. В. Тюняев, В. П. Звездаков, В. А. Вагнер. – 2-е изд., испр. и доп. – Санкт-Петербург : Лань, 2021. – 736 с.

4. Воробьева, Л. В. Основы нефтегазового дела : учебное пособие / Л. В. Воробьева. – Томск : ТПУ, 2017. – 202 с.

5. Основы нефтегазопромыслового дела : учебное пособие / УГНТУ, каф. ГИГМ ;
сост. Э. С. Бахтегареева. – Уфа : Изд-во УГНТУ, 2011. – 6 Мб. – URL: http://bibl.rusoil.net/base_docs/UGNTU/GiGM/Baxtegareeva1.pdf. – Текст : электронный.

6. Щуров, В. И. Технология и техника добычи нефти : учеб. для вузов / В. И. Щуров. – 3-е изд., испр. и доп., стер. – М. : Альянс, 2016. – 511 с.

7. Галеев, А. С. Установки для бурения глубоких скважин : учебное пособие / А. С. Галеев, М. С. Габдрахимов, Р. И. Сулейманов ; УГНТУ, Октябр. фил., каф. НПМО. – 2-е изд. – Уфа : Изд-во УГНТУ, 2020. – 6,99 Мб. – URL: http://bibl.rusoil.net/base_docs/UGNTU/Oktyabrski/Galeev11260.pdf (дата обращения: 13.01.2021) . – Текст : электронный.

8. Бочарников, В.Ф. Справочник мастера по ремонту нефтегазового технологического оборудования (Том 1) / В.Ф. Бочарников, 2015. – 576 с.

9. Блажевич, В. А. Справочник мастера по капитальному ремонту скважин : справочное издание / В. А. Блажевич, В. Г. Уметбаев. – М. : Недра, 1985. – 208 с.

10. Зейгман, Ю. В. Физические основы глушения и освоения скважин : учеб. пособие / Ю. В. Зейгман ; УГНТУ, каф. РГМ. – Уфа : Изд-во УГНТУ, 1996. – 78 с.

11. Бочарников, В.Ф. Справочник мастера по ремонту нефтегазового технологического оборудования (Том 2)/ В.Ф. Бочарников. – Москва : Инфра-Инженерия, 2015. – 576 с.

12. Зозуля, Г. П. Использование гибких НКТ для капитального ремонта скважин : учебное пособие / учебное пособие. – Тюмень : ТюмГНГУ, 2006. - URL: http://elib.tyuiu.ru/ (дата обращения: 16.01.2020) . – Текст : электронный.

13. Раабен, А. А. Монтаж и ремонт бурового и нефтепромыслового оборудования : учебник / А. А. Раабен, П. Е. Шевалдин, Н. Х. Максутов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Недра, 1980. – 398 с.