1.3 Предмет курса и связь его с другими дисциплинами

Курс, который предстоит изучить, называется «Техника и технология добычи и подготовки нефти, газа и воды» (ТТДПНГВ). Рассчитан он на 62 часа. 30 из которых вам будут прочитаны в осеннем семестре. Кроме того вам надлежит выполнить 9 лабораторных работ (36 часов), из них 3 в осеннем семестре и заниматься практическими работами. В осеннем семестре у вас по курсу будет зачет и экзамен, в весенние – экзамен. Курс завершает вашу учебу в институте, точнее подводит итог этой учебы, обобщает и углубляет ваши знания по ряду предметов.

Что же изучает курс? Основу современной жизни, будь то сфера промышленного и сельскохозяйственного производства, или наш быт составляют машины.

Уровень нашей жизни сегодня достиг такой степени машинизации, что по сути дела современный человек становится беспомощным без верных своих помошников – машин. Более того, темп нашей жизни, задачи, стоящие перед обществом, требуют все большей индустриализации всех отраслей нашей жизни.

Итак, машина – это комплекс технических устройств, призванных выполнять определенную работу.

Под оборудованием следует понимать устройства, способствующие осуществлению технологического процесса при применении машин или, без них: трубы, штанги (подъем нефти), резервуары (подготовка нефти) и т.д.

Машины и оборудование, находящиеся в сфере деятельности человека, занимающегося добычей нефти и газа, и составляют предмет курса.

Но технический прогресс в какой-нибудь отрасли хозяйства развивается не обособленно, а только в тесной связи с другими отраслями. Более того, взаимосвязь способствует взаимообогащению отраслей и в целом ускорению прогресса в отрасли. Например, появление сверхтвердых материалов в авиации, повлекло за собой увеличение прочности отдельных узлов в насосостроении. Создание V-образных танковых двигателей В-2-300 привело к их использованию в агрегатах для гидравлического разрыва пласта и т.д.

При рассмотрении курса мы будем изучать устройство машин и оборудования – станков-качалок, насосов, компрессоров, агрегатов и т.д.

Все они состоят из узлов и различных деталей, встречающихся в машинах различных отраслей. Редуктор – он везде редуктор. Специфическими могут быть его размеры, взаимное расположение деталей; коленчатый вал не имеет принципиальных отличий от коленчатого вала автомобиля и т.д. Очевидно, что наш курс тесно связан с курсами «Насосы и компрессоры», с курсом «Детали машин». Прочность деталей и узлов рассчитывается по законам и формулам, изученными вами в курсах «Сопротивление материалов» и «Теоретическая механика». Процессы, происходящие в компрессорах изучены вами в курсе «Термодинамики» и т.д. Поэтому часто мы будем ссылаться на пройденный материал и брать готовые выводы для своего курса.

1.4 Специфика машин и оборудования для нефтегазодобычи

Несмотря на взаимосвязь областей техники, имеются некоторые признаки только данной области и выделяющие её из всего обилия отраслей промышленности. Это специфичность отрасли накладывает ряд ограничений и на машины и оборудование, используемое в отрасли. Рассмотрим основные специфичные признаки нефтегазодобывающей отрасли промышленности.

Объект воздействия (предмет труда) – нефть удалена от исполнителя на 1000 и более метров (у токаря – металл в руках, у машиностроителя – деталь и т.д.).

Средство воздействия – скважина – отверстие в земной коре диаметром 100-200 мм и глубиной 1000 и более метров.

Инструмент воздействия – насос ( или другая машина), спускаемая в скважину на значительную глубину.

Эти признаки определили развитие техники и технологи в отрасли. Что же эта за техника и технология?

Вскрытие пласта производится путем бурения скважин большой глубины и малого диаметра. Для этой цели созданы специальные буровые установки с многочисленным оборудованием. Добыча нефти должна осуществляться через пробуренную скважину спущенным туда устройством. Были созданы насосы, по принципу действия хотя и не отличающихся от наземных – поршневых и центробежных, но по исполнению приспособленные для спуска в скважину: ограничены по диаметру, развиты в длину и т.д.

Для проведения спуско-подъемных операций с оборудованием, измеряющим значительный вес, необходимо было создать специальное грузоподъемное оборудование – вышки, мачты, лебедки, механические ключи и т.д.

Все машины и оборудования, которые нам предстоит изучить в настоящем курсе, можно объединить в следующие группы в зависимости от общности выполнения задачи.

А) Машины и оборудования для извлечения нефти и газа из скважины на дневную поверхность. Насосы: штанговые, погружные центробежные, гидропоршневые, электровинтовые, струйные и вибрационные насосы.

Приводы насосов: станки- качалки, погружные электро- и гидродвигатели и компрессоры для газлифта; насосно-компрессорные трубы и штанги; установки для одновременно-раздельной эксплуатации двух и более пластов.

Б) Машины и оборудования для воздействия на пласт и призабойную зону скважины: насосные установки для поддержания пластового давления; установка для гидравлического разрыва пласта; установки для кислотных обработок; установка для электро- и паропрогрева скважин.

В) Машины и оборудование для сбора и перекачки нефтяного газа: ротационные и турбокомпрессоры; поршневые компрессоры.

Г)Машины и оборудование для подземного и капитального ремонта скважин: грузоподъемные сооружения – вышки, мачты; передвижные ремонтные агрегаты; средства механизации работ; вспомогательное оборудование – крюки, талевые блоки и кронблоки, элеваторы и т.д.

Д) Арматура скважин и технологии: устьевые арматуры скважин, задвижки, обратные клапана, фитинги, вентиля, краны и т.д.