W gazowym odwiercie S-3 wodę złożową wypompowuje pompa wgłębna 20-125 RHBC zapięta na głębokości 2909,5 m, napędzana stopniowanym przewodem żerdzi 7/8”, 3/4” i 5/8” z obciążnikami. Dynamometr pokazał ciężar przewodu tylko 31 633 N - przewód się urwał. Trzeba opisać elementy wyposażenia odwiertu pompowanego, wymienić prace obróbcze i zagrożenia, policzyć ciężar kolumny żerdzi i miejsce urwania, granicę rozciągania przewodu przy wypinaniu pompy oraz dobrać windę wyciągową.
Model „d”, czyli dokumentacja na papierze. Zdający wpisuje ręcznie dane i wyniki obliczeń do tabel wydrukowanych w arkuszu. W podglądzie tłem jest strona arkusza, wpisy zdającego są granatowe i odręczne, a pola wpisane w bieżącym kroku są podświetlone na żółto. Kolejność kroków idzie za kolejnością tabel i rysunków w arkuszu, a w obrębie jednej tabeli - za kryteriami klucza. W polach „Miejsce na obliczenia” są zapisane rachunki - klucz ich nie ocenia, ale pokazują, skąd bierze się każda liczba.
Wiedza ogólna. Funkcje elementów wyposażenia (rezultat 1), zakres prac obróbczych i zagrożenia (rezultat 2) to wiadomości z eksploatacji otworowej i przepisów górniczych - arkusz daje tylko nazwy elementów pod rysunkiem 1. Wpisy w tabelach 5 i 6 są sformułowane zgodnie z kluczem; klucz dopuszcza inne sformułowania o tej samej treści. W tabeli 6 wystarczą trzy prace obróbcze i po dwa zagrożenia (jedno pożarowe), wpisanych jest więcej.
Dane. Wszystkie liczby pochodzą z treści zadania i tabel arkusza CKE. Każdy wynik jest w skrypcie policzony z tych danych i porównany z kluczem oceniania, a każda wpisana nazwa - z tekstem kryterium. Tam, gdzie klucz przyjmuje kilka zapisów, w kroku jest to zaznaczone.
To jedno z możliwych rozwiązań: kolejność wypełniania tabel jest dowolna, liczy się zapis w ocenianych polach.
Jak liczą się punkty. Klucz ma 30 kryteriów w 5 rezultatach, każde za 1 punkt. Próg zdania części praktycznej to 75%, czyli 23 punktów - można stracić 7 kryteriów i nadal zdać. Rezultat 1 to aż 10 kryteriów za opis elementów z rysunku 1 - bez obliczeń. Obliczenia z tabel 7-9 są łańcuchem: błąd w masie sekcji przechodzi na ciężar, miejsce urwania i udźwig windy.
Kroki 1-3 · po tym etapie masz 10 z 30 kryteriów (pkt)
Na podstawie rysunku 1 wymień i opisz funkcję poszczególnych elementów wyposażenia napowierzchniowo - wgłębnego odwiertu pompowanego. Informacje zapisz w tabeli 5.
Nazwy są pod rysunkiem 1, funkcje to wiedza ogólna. Ruch posuwisto-zwrotny żurawia przechodzi przez wieszak z chomątem (2) na żerdź dławikową (3), a ścisk (1) zaciśnięty na żerdzi opiera się o wieszak i nie pozwala przewodowi zsunąć się do odwiertu.
Na podstawie rysunku 1 wymień i opisz funkcję poszczególnych elementów wyposażenia napowierzchniowo - wgłębnego odwiertu pompowanego. Informacje zapisz w tabeli 5.
Żerdź dławikowa wchodzi do odwiertu przez dławik (4), który ją uszczelnia. Trójnik lub czwórnik (6) łączy odlewę z dławikiem, prewenterem (7) i manometrem (5). Prewenter zamyka przestrzeń wokół żerdzi, gdy trzeba wymienić dławik albo zabezpieczyć odwiert.
Na podstawie rysunku 1 wymień i opisz funkcję poszczególnych elementów wyposażenia napowierzchniowo - wgłębnego odwiertu pompowanego. Informacje zapisz w tabeli 5.
Wieszak rur (8) trzyma kolumnę rur wydobywczych (9) w głowicy i uszczelnia przestrzeń pierścieniową. Wewnątrz rur pracuje przewód z żerdzi pompowych (10) napędzający pompę wgłębną.
Kroki 4-5 · po tym etapie masz 14 z 30 kryteriów (pkt)
W tabeli 6 wymień zakres prac obróbczych jakie mogą być wykonywane w odwiertach eksploatacyjnych oraz zagrożenia z jakimi można mieć do czynienia w trakcie tych prac. Zagrożenia wymień w zależności od źródła pochodzenia, tj.: od zastosowanych maszyn i urządzeń, od warunków złożowych, pożarowe i wybuchowe.
Obróbka odwiertu to prace na czynnym odwiercie eksploatacyjnym: wymiana i naprawa wyposażenia wgłębnego, czyszczenie, płukanie, prace instrumentacyjne (jak wyciąganie urwanych żerdzi w tym zadaniu) i próby szczelności. Klucz wymaga co najmniej trzech (lista z klucza to wiedza ogólna z przepisów górniczych).
W tabeli 6 wymień zakres prac obróbczych jakie mogą być wykonywane w odwiertach eksploatacyjnych oraz zagrożenia z jakimi można mieć do czynienia w trakcie tych prac. Zagrożenia wymień w zależności od źródła pochodzenia, tj.: od zastosowanych maszyn i urządzeń, od warunków złożowych, pożarowe i wybuchowe.
Zagrożenia według źródła (wiedza ogólna): od maszyn - hałas, wibracje, praca na wysokości (pomost urządzenia), ruchome elementy; od warunków złożowych - ciśnienie, erupcja płynów złożowych, gazy toksyczne; pożarowe i wybuchowe - mieszanina gazu z powietrzem i rozlewy ropy.
Wpisanie tego samego zagrożenia w dwóch wierszach (np. wybuch gazu jako zagrożenie złożowe) - każdy wiersz musi mieć zagrożenia ze swojego źródła.
Kroki 6-10 · po tym etapie masz 21 z 30 kryteriów (pkt)
W celu przygotowania odpowiednich klinów do korony i wyinstrumentowania urwanego przewodu, w oparciu o dane zawarte w treści zadania oraz tabelę 1, oblicz głębokość urwania żerdzi oraz określ typ urwanej żerdzi. Wyniki zapisz w tabeli 7.
Długości sekcji są w treści zadania, masy 1 m żerdzi ze złączką - w tabeli 1 (7/8” - 3,03 kg, 3/4” - 2,24 kg, 5/8” - 1,58 kg). Obciążniki są z żerdzi 7/8”, więc mają tę samą masę jednostkową.
W celu przygotowania odpowiednich klinów do korony i wyinstrumentowania urwanego przewodu, w oparciu o dane zawarte w treści zadania oraz tabelę 1, oblicz głębokość urwania żerdzi oraz określ typ urwanej żerdzi. Wyniki zapisz w tabeli 7.
Masa sekcji = długość · masa 1 m, zaokrąglona do 1 kg: 2 456, 2 993, 953 i 464 kg. Razem 6 866 kg.
W celu przygotowania odpowiednich klinów do korony i wyinstrumentowania urwanego przewodu, w oparciu o dane zawarte w treści zadania oraz tabelę 1, oblicz głębokość urwania żerdzi oraz określ typ urwanej żerdzi. Wyniki zapisz w tabeli 7.
Wzór Gp = mp · g z tabeli 4, g = 9,81 m/s², wyniki do 1 N: 24 093, 29 361, 9 349 i 4 552 N. Cały przewód waży 67 355 N - dwa razy więcej niż zważone 31 633 N, więc przewód rzeczywiście jest urwany.
W celu przygotowania odpowiednich klinów do korony i wyinstrumentowania urwanego przewodu, w oparciu o dane zawarte w treści zadania oraz tabelę 1, oblicz głębokość urwania żerdzi oraz określ typ urwanej żerdzi. Wyniki zapisz w tabeli 7.
Na haku wisi tylko część przewodu nad miejscem urwania, licząc od góry. Sekcja 7/8” waży 24 093 N - mniej niż 31 633 N, więc cała jest wyciągana. Pozostałe 7 540 N to część sekcji 3/4”: 7 540 / 9,81 = 768,6 kg, a 768,6 / 2,24 = 343 m żerdzi 3/4”.
Liczenie od dołu przewodu (od obciążników) - na dynamometrze wisi górna część przewodu.
W celu przygotowania odpowiednich klinów do korony i wyinstrumentowania urwanego przewodu, w oparciu o dane zawarte w treści zadania oraz tabelę 1, oblicz głębokość urwania żerdzi oraz określ typ urwanej żerdzi. Wyniki zapisz w tabeli 7.
Urwany odcinek ma 810,62 + 343 = 1 153,62 m - na tej głębokości jest koniec urwanej żerdzi 3/4” (19 mm) D, na który trzeba dobrać kliny korony.
Kroki 11-12 · po tym etapie masz 25 z 30 kryteriów (pkt)
Aby nie dopuścić do ponownego urwania przewodu pompowego w trakcie wypinania pompy wpuszczanej, w oparciu o dane zawarte w treści zadania oraz tabelę 2, oblicz granicę rozciągania przewodu pompowego oraz określ maksymalny możliwy ciężar przewodu do uzyskania na ciężarowskazie urządzenia dźwigowego, po odjęciu 10% ciężaru ze względów bezpieczeństwa.
Wzór z tabeli 4: Rm = mpS1 + mpS2 + RmS3. Najsłabsza jest najcieńsza, dolna sekcja 5/8”. Zanim ona pęknie, na haku jest masa dwóch górnych sekcji i jej siła zrywająca. Żerdzie są ze stali D (oznaczenie w treści zadania), więc z tabeli 2 Rm 5/8” = 11 053 kg. Rm = 2 456 + 2 993 + 11 053 = 16 502 kg.
Wartość ze stali C (7 366 kg) - żerdzie w odwiercie S-3 są oznaczone literą D.
Aby nie dopuścić do ponownego urwania przewodu pompowego w trakcie wypinania pompy wpuszczanej, w oparciu o dane zawarte w treści zadania oraz tabelę 2, oblicz granicę rozciągania przewodu pompowego oraz określ maksymalny możliwy ciężar przewodu do uzyskania na ciężarowskazie urządzenia dźwigowego, po odjęciu 10% ciężaru ze względów bezpieczeństwa.
Odejmuje się 10%: 16 502 · 0,9 = 14 851,8 ≈ 14 852 kg - tyle najwyżej może pokazać ciężarowskaz przy wypinaniu pompy.
Kroki 13-14 · po tym etapie masz 30 z 30 kryteriów (pkt)
Spośród wind wyciągowych wymienionych w tabeli 4, dobierz odpowiednie urządzenie dźwigowe do planowanego zakresu prac przyjmując, że jego udźwig powinien być większy o 20% od ciężaru przewodu pompowego. W obliczeniach pomiń ciężar żerdzi dławikowej oraz pompy wgłębnej. W tym celu wykorzystaj dane zawarte w tabeli 2, natomiast wyniki zapisz w tabeli 9.
Bierze się ciężar całego przewodu z tabeli 7 (67 355 N), bo winda wyciągnie wszystkie żerdzie z pompą. Udźwig ma być o 20% większy: 67 355 · 1,2 = 80 826 N ≈ 81 kN.
⚠️ Sprzeczność w arkuszu: polecenie każe wziąć dane z tabeli 2 (wytrzymałość żerdzi) i wybrać windę „z tabeli 4” (to tabela wzorów), a windy są w tabeli 3, ciężar przewodu - w tabeli 7. Klucz CKE (R.5.1) przyjmuje ciężar przewodu pompowego z tabeli 7 (67 355 N) i windy z tabeli 3 - na egzaminie punkt daje wartość z klucza.
Pomnożenie przez 1,2 ciężaru urwanego odcinka (31 633 N) - winda musi unieść cały przewód z pompą.
Spośród wind wyciągowych wymienionych w tabeli 4, dobierz odpowiednie urządzenie dźwigowe do planowanego zakresu prac przyjmując, że jego udźwig powinien być większy o 20% od ciężaru przewodu pompowego. W obliczeniach pomiń ciężar żerdzi dławikowej oraz pompy wgłębnej. W tym celu wykorzystaj dane zawarte w tabeli 2, natomiast wyniki zapisz w tabeli 9.
W tabeli 3 udźwig co najmniej 81 kN mają wszystkie windy; najbliższy wymaganemu ma MSC-160 (120 kN), drugi - WEU 10-12,5 (125 kN). Klucz przyjmuje obie. Windy 300 kN też by uniosły przewód, ale byłyby niepotrzebnie duże.
Symulacja ekranu w przeglądarce - w Android Studio / Visual Studio wygląd może się nieco różnić.
To jedno z możliwych rozwiązań. Egzaminator ocenia spełnienie kryteriów z klucza odpowiedzi, a nie zgodność z tym rozwiązaniem - inna, poprawna droga też daje punkty.
Autor rozwiązania: Bartosz Bryniarski. Licencja CC BY-NC 4.0 - kopiowanie i przeróbki do celów niekomercyjnych, z podaniem autora i źródła (link do tej strony) (zasady wykorzystania). Treść arkusza i klucza oceniania pochodzi z CKE.