Przejdź do głównej treści
GIW.13-01-23.01-SGStyczeń 2023 · 17 kroków · ok. 30 min · 29 kryteriów z klucza

Rozwiązanie krok po kroku: Przewód wiertniczy i uzbrojenie wylotu otworu

Dla otworu z Projektu Geologiczno-Technicznego (tabela 1) trzeba przygotować dokumentację sekcji 17 1/2" (30-500 m): metrykę dolnej części przewodu wiertniczego ze stabilizatorami i obciążnikami 8" dobranymi do maksymalnego nacisku, objętość urobku z tej sekcji, zamówienie rur okładzinowych 13 3/8" (kolumna prowadnikowa do 500 m) i uzbrojenie przeciwerupcyjne, które zamontowane na tej kolumnie ma wystarczyć do końcowej głębokości otworu (3200 m).

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.

Dane z PGT (tabela 1 w arkuszu jest skanem na dwóch stronach): sekcja 17 1/2" w interwale 30-500 m wiercona świdrem PDC z naciskiem 1-13 T, kolumna 13 3/8" do 500 m, na dole otworu (dolomit główny, do 3200 m) gradient ciśnienia złożowego 0,230 MPa/10 m i możliwy wypływ siarkowodoru 30 m³/min. Rozporządzenia (§ 35, § 38, § 74, § 75) są wydrukowane w arkuszu. Wiedzą ogólną jest kolejność elementów w zestawie i nazwy rodzajów połączeń - zaznaczone w krokach.

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 29 kryteriów w 4 rezultatach, każde za 1 punkt. Próg zdania części praktycznej to 75%, czyli 22 punktów - można stracić 7 kryteriów i nadal zdać.

  1. Etap 1: Tabela 9. Metryka dolnej części przewodu

    Kroki 1-6 · po tym etapie masz 10 z 29 kryteriów (pkt)

    Krok 1: Świder 17 1/2"

    Kryteria: ,

    R.1.1 średnica świdra - 17½”

    R.1.2 wysokosć świdra - 0,48 m

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie zamieszczonego fragmentu Projektu Geologiczno-Technicznego Otworu, tabela 1, opracuj metrykę dolnej części zestawu przewodu wiertniczego, którym ma być wiercona sekcja otworu wiertniczego o średnicy 17½”. W przewodzie wiertniczym należy zastosować: stabilizator nadświdrowy, stabilizator kolumnowy skręcony po jednym „kawałku” obciążnika 8” x 2 13/16”, obciążniki 8” x 2 13/16”. Długość obciążników musi zapewnić wywarcie maksymalnego nacisku na świder. Należy przyjąć, że punkt neutralny znajduje się w ¾ długości kolumny obciążników. W tabeli 9 zapisz zestawienie wszystkich elementów dolnej części zestawu przewodu wiertniczego w kolejności od świdra.

    PGT, kolumna 12: sekcję 17 1/2" (30-500 m) wierci się świdrem PDC. W tabeli 2 jest jeden taki świder - NOV, połączenie cz 7 5/8 WP, wysokość 0,48 m. Element nr 1 metryki to świder - liczy się od dołu przewodu.

    Dokument po tym kroku
  2. Krok 2: Stabilizator nadświdrowy

    Kryteria: ,

    R.1.3 średnica zewnętrzna stabilizatora nadświdrowego - 17½”

    R.1.4 długość stabilizatora nadświdrowego - 1,80 m

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie zamieszczonego fragmentu Projektu Geologiczno-Technicznego Otworu, tabela 1, opracuj metrykę dolnej części zestawu przewodu wiertniczego, którym ma być wiercona sekcja otworu wiertniczego o średnicy 17½”. W przewodzie wiertniczym należy zastosować: stabilizator nadświdrowy, stabilizator kolumnowy skręcony po jednym „kawałku” obciążnika 8” x 2 13/16”, obciążniki 8” x 2 13/16”. Długość obciążników musi zapewnić wywarcie maksymalnego nacisku na świder. Należy przyjąć, że punkt neutralny znajduje się w ¾ długości kolumny obciążników. W tabeli 9 zapisz zestawienie wszystkich elementów dolnej części zestawu przewodu wiertniczego w kolejności od świdra.

    Nad świdrem wkręca się stabilizator nadświdrowy o średnicy świdra: z tabeli 3 - 17½", m 7 5/8 WP x m 6 5/8 WP, długość 1,80 m (z dokładnością do 0,01 m). Długość narastająco: 0,48 + 1,80 = 2,28 m.

    Dokument po tym kroku
  3. Krok 3: Obciążnik między stabilizatorami

    Kryteria: ,

    R.1.5 średnica zewnętrzna obciążników - 8”

    R.1.6 długość obciążnika pomiędzy stabilizatorem nadświdrowym i kolumnowym - 10 m

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie zamieszczonego fragmentu Projektu Geologiczno-Technicznego Otworu, tabela 1, opracuj metrykę dolnej części zestawu przewodu wiertniczego, którym ma być wiercona sekcja otworu wiertniczego o średnicy 17½”. W przewodzie wiertniczym należy zastosować: stabilizator nadświdrowy, stabilizator kolumnowy skręcony po jednym „kawałku” obciążnika 8” x 2 13/16”, obciążniki 8” x 2 13/16”. Długość obciążników musi zapewnić wywarcie maksymalnego nacisku na świder. Należy przyjąć, że punkt neutralny znajduje się w ¾ długości kolumny obciążników. W tabeli 9 zapisz zestawienie wszystkich elementów dolnej części zestawu przewodu wiertniczego w kolejności od świdra.

    Stabilizator kolumnowy ma stać po jednym „kawałku” obciążnika, więc między stabilizatorami jest jeden obciążnik 8" (tabela 4: 8" x 2 13/16", połączenie 6 5/8 WP) o średniej długości 10 m (w tabeli z dokładnością do 0,01 m: 10,00).

    Dokument po tym kroku
  4. Krok 4: Stabilizator kolumnowy

    Kryteria: ,

    R.1.7 średnica zewnętrzna stabilizatora kolumnowego - 17 7/16”

    R.1.8 długość stabilizatora kolumnowego - 2,0 m

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie zamieszczonego fragmentu Projektu Geologiczno-Technicznego Otworu, tabela 1, opracuj metrykę dolnej części zestawu przewodu wiertniczego, którym ma być wiercona sekcja otworu wiertniczego o średnicy 17½”. W przewodzie wiertniczym należy zastosować: stabilizator nadświdrowy, stabilizator kolumnowy skręcony po jednym „kawałku” obciążnika 8” x 2 13/16”, obciążniki 8” x 2 13/16”. Długość obciążników musi zapewnić wywarcie maksymalnego nacisku na świder. Należy przyjąć, że punkt neutralny znajduje się w ¾ długości kolumny obciążników. W tabeli 9 zapisz zestawienie wszystkich elementów dolnej części zestawu przewodu wiertniczego w kolejności od świdra.

    Z tabeli 3 stabilizator kolumnowy do otworu 17 1/2": średnica 17 7/16" (nieco mniejsza od świdra), m 6 5/8 WP x cz 6 5/8 WP, długość 2,0 m (2,00). Drugi stabilizator kolumnowy (12 3/16") jest do sekcji 12 1/4".

    Typowe błędy

    Stabilizator 12 3/16" - do sekcji 17 1/2" pasuje tylko 17 7/16".

    Dokument po tym kroku
  5. Krok 5: Długość kolumny obciążników do maksymalnego nacisku

    Kryteria:

    R.1.9 długość obciążników powyżej stabilizatora kolumnowego - 90 m

    ok. 3 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie zamieszczonego fragmentu Projektu Geologiczno-Technicznego Otworu, tabela 1, opracuj metrykę dolnej części zestawu przewodu wiertniczego, którym ma być wiercona sekcja otworu wiertniczego o średnicy 17½”. W przewodzie wiertniczym należy zastosować: stabilizator nadświdrowy, stabilizator kolumnowy skręcony po jednym „kawałku” obciążnika 8” x 2 13/16”, obciążniki 8” x 2 13/16”. Długość obciążników musi zapewnić wywarcie maksymalnego nacisku na świder. Należy przyjąć, że punkt neutralny znajduje się w ¾ długości kolumny obciążników. W tabeli 9 zapisz zestawienie wszystkich elementów dolnej części zestawu przewodu wiertniczego w kolejności od świdra.

    PGT: maksymalny nacisk w sekcji 17 1/2" to 13 T = 13 000 kG. Z tabeli 8: Kw = 1 - 1155 / 7700 = 0,85, a punkt neutralny w 3/4 długości daje k = 0,75. L = 13 000 / (223,20 · 0,75 · 0,85) = 91,36 m, czyli 10 obciążników po 10 m (zaokrąglenie w górę). Jeden już stoi pod stabilizatorem kolumnowym, więc nad nim jest ich 9: 90 m.

    Typowe błędy

    100 m obciążników nad stabilizatorem kolumnowym - zapomniany obciążnik między stabilizatorami (razem 110 m).

    Dokument po tym kroku
  6. Krok 6: Kolejność elementów i długość narastająco

    Kryteria:

    R.1.10 w metryce zapisano elementy dolnej części przewodu wiertniczego w prawidłowej kolejności, rozpoczynając od świdra.

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie zamieszczonego fragmentu Projektu Geologiczno-Technicznego Otworu, tabela 1, opracuj metrykę dolnej części zestawu przewodu wiertniczego, którym ma być wiercona sekcja otworu wiertniczego o średnicy 17½”. W przewodzie wiertniczym należy zastosować: stabilizator nadświdrowy, stabilizator kolumnowy skręcony po jednym „kawałku” obciążnika 8” x 2 13/16”, obciążniki 8” x 2 13/16”. Długość obciążników musi zapewnić wywarcie maksymalnego nacisku na świder. Należy przyjąć, że punkt neutralny znajduje się w ¾ długości kolumny obciążników. W tabeli 9 zapisz zestawienie wszystkich elementów dolnej części zestawu przewodu wiertniczego w kolejności od świdra.

    Metryka idzie od świdra w górę: świder, stabilizator nadświdrowy, obciążnik, stabilizator kolumnowy, obciążniki - tak też są skręcane. Długość narastająco to suma długości od dołu: 0,48 / 2,28 / 12,28 / 14,28 / 104,28 m (klucz jej nie ocenia).

    Dokument po tym kroku
  7. Etap 2: Tabela 10. Objętość urobku

    Kroki 7-9 · po tym etapie masz 15 z 29 kryteriów (pkt)

    Krok 7: Długość interwału i pojemność otworu

    Kryteria: ,

    R.2.1 wysokość interwału otworu o średnicy 17 1/2" - 470 m

    R.2.2 pojemność jednostkowa otworu - 155,2 l/m

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie tabeli 5, oblicz objętość urobku, który powstanie po odwierceniu sekcji 17½”. Do obliczeń należy przyjąć 15% naddatek nominalnej objętości otworu. Wyniki obliczeń wpisz w tabeli 11.

    Sekcja 17 1/2" ma interwał 30-500 m (PGT), więc 470 m. Pojemność otworu 17 1/2" z tabeli 5: 155,20 l/m.

    ⚠️ Błąd redakcyjny w arkuszu: polecenie każe wpisać wyniki „w tabeli 11”, ale urobek ma tabela 10 (tak mówi też lista rezultatów i klucz) - wyniki są w tabeli 10.

    Typowe błędy

    Interwał 500 m - pierwsze 30 m wiercono świdrem 24".

    Dokument po tym kroku
  8. Krok 8: Nominalna objętość sekcji

    Kryteria:

    R.2.3 nominalna objętość otworu - zawiera się w przedziale 72,9 ÷ 73,2 m3 lub wynik zapisany w litrach lub wynik wynikający z wcześnieszych obliczeń w kryteriach R.2.1 i R.2.2

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie tabeli 5, oblicz objętość urobku, który powstanie po odwierceniu sekcji 17½”. Do obliczeń należy przyjąć 15% naddatek nominalnej objętości otworu. Wyniki obliczeń wpisz w tabeli 11.

    470 · 155,20 = 72 944 l, czyli 72,94 m³ (z dokładnością do 0,01 m³).

    Dokument po tym kroku
  9. Krok 9: Naddatek i objętość urobku

    Kryteria: ,

    R.2.4 naddatek - zawiera się w przedziale 10,9 ÷ 11,0 m3 lub wynik zapisany w litrach lub wynik wynikający z wcześnieszych obliczeń w kryterium R.2.3

    R.2.5 objętość urobku - zawiera się w przedziale 83,8 ÷ 84,2 m3 lub wynik wynikający z wcześnieszych obliczeń w kryteriach R.2.3 i R.2.4

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie tabeli 5, oblicz objętość urobku, który powstanie po odwierceniu sekcji 17½”. Do obliczeń należy przyjąć 15% naddatek nominalnej objętości otworu. Wyniki obliczeń wpisz w tabeli 11.

    Naddatek 15%: 0,15 · 72,94 = 10,94 m³. Objętość urobku: 72,94 + 10,94 = 83,88 m³.

    Dokument po tym kroku
  10. Etap 3: Tabela 11. Zamówienie rur okładzinowych

    Kroki 10-11 · po tym etapie masz 20 z 29 kryteriów (pkt)

    Krok 10: Rury okładzinowe 13 3/8"

    Kryteria: ,

    R.3.1 średnica zewnętrzna rur okładzinowych - 13⅜”

    R.3.2 grubość ścianki rur - 10,92 mm

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    W tabeli 12 przygotuj zamówienie na rury okładzinowe potrzebne do zarurowania odwierconej sekcji otworu o średnicy 17½”. Wymagany naddatek rur w stosunku do długości otworu wynosi 10%, a dostawca dysponuje rurami, których parametry zapisano w tabeli 6.

    PGT, kolumna 10: sekcję 17 1/2" zarurowuje się kolumną 13 3/8" do 500 m, cementowaną do wierzchu. Tabela 6 ma dla tej średnicy jedne rury: 61 lb/ft, grubość ścianki 10,92 mm.

    ⚠️ Błąd redakcyjny w arkuszu: polecenie mówi o tabeli 12, a zamówienie rur to tabela 11 (lista rezultatów i klucz).

    Dokument po tym kroku
  11. Krok 11: Długość kolumny i ilość do zamówienia

    Kryteria: , ,

    R.3.3 długość kolumny rur - 500 m

    R.3.4 naddatek rur - 50 m lub wynik wynikający z wcześnieszych obliczeń w kryterium R.3.3

    R.3.5 długość rur okładzinowych do zamówienia - 550 m lub wynik wynikający z wcześnieszych obliczeń w kryteriach R.3.3 i R.3.4

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    W tabeli 12 przygotuj zamówienie na rury okładzinowe potrzebne do zarurowania odwierconej sekcji otworu o średnicy 17½”. Wymagany naddatek rur w stosunku do długości otworu wynosi 10%, a dostawca dysponuje rurami, których parametry zapisano w tabeli 6.

    Kolumna 500 m, naddatek 10%: 50 m, do zamówienia 550 m.

    Dokument po tym kroku
  12. Etap 4: Tabela 12. Uzbrojenie przeciwerupcyjne

    Kroki 12-17 · po tym etapie masz 29 z 29 kryteriów (pkt)

    Krok 12: Wzór i dane do ciśnienia głowicowego

    Kryteria:

    R.4.1 uwzględniony gradient ciśnienia złożowego qzł = 0,23 MPa/10 m lub 0,023 MPa/m

    ok. 3 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie wyciągu z rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 25.04.2014 roku oraz wyciągu z rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 29 stycznia 2013 r., w sprawie zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych, dobierz uzbrojenie przeciwerupcyjne wylotu otworu wiertniczego, które należy zamontować na rurach okładzinowych kolumny prowadnikowej, zakładając, że zamontowany zestaw będzie używany do końcowej głębokości otworu.

    Wzór z § 74 ust. 2: Pmax = A · H · q. Zestaw ma służyć do końca otworu, więc liczy się najgroźniejszy poziom - dolomit główny na dnie (3200 m) z gradientem 0,23 MPa/10 m = 0,023 MPa/m (PGT, kolumna 7). Dla H powyżej 3000 m współczynnik A mieści się w 0,75-0,5; polecenie każe przyjąć maksymalny: 0,75.

    Typowe błędy

    Gradient z płytszych poziomów (0,105-0,140 MPa/10 m) - zestaw ma wystarczyć do dna.

    Dokument po tym kroku
  13. Krok 13: Największe ciśnienie głowicowe

    Kryteria:

    R.4.2 wartość ciśnienia głowicowego Pmax = 55,2 MPa lub w obliczeniach uwzględniono gradient podany w R.4.1

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie wyciągu z rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 25.04.2014 roku oraz wyciągu z rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 29 stycznia 2013 r., w sprawie zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych, dobierz uzbrojenie przeciwerupcyjne wylotu otworu wiertniczego, które należy zamontować na rurach okładzinowych kolumny prowadnikowej, zakładając, że zamontowany zestaw będzie używany do końcowej głębokości otworu.

    Pmax = 0,75 · 3200 · 0,023 = 55,2 MPa (z dokładnością do 0,1 MPa).

    Dokument po tym kroku
  14. Krok 14: Klasa zagrożenia erupcyjnego

    Kryteria: ,

    R.4.3 klasa zagrożenia erupcyjnego - A lub uwzględniono wynik z kryterium R.4.2

    R.4.4 uzasadnienie klasy zagrożenia erupcyjnego - gradient ciśnienia złożowego większy od 0,13 MPa/10 m lub inny równoznaczny zapis lub uwzględniono wynik z kryterium R.4.3

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie wyciągu z rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 25.04.2014 roku oraz wyciągu z rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 29 stycznia 2013 r., w sprawie zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych, dobierz uzbrojenie przeciwerupcyjne wylotu otworu wiertniczego, które należy zamontować na rurach okładzinowych kolumny prowadnikowej, zakładając, że zamontowany zestaw będzie używany do końcowej głębokości otworu.

    § 35 ust. 3 pkt 2: gradient większy niż 0,13 MPa/10 m to klasa A - tu 0,23 MPa/10 m.

    Dokument po tym kroku
  15. Krok 15: Kategoria zagrożenia siarkowodorowego

    Kryteria: ,

    R.4.5 kategoria zagrożenia siarkowodorowego - II

    R.4.6 uzasadnienie kategorii zagrożenia siarkowodorowego - spodziewany wypływ siarkowodoru większy od 18 m3/min ale mniejszy od 120 m3 /min lub inny równoznaczny zapis

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie wyciągu z rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 25.04.2014 roku oraz wyciągu z rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 29 stycznia 2013 r., w sprawie zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych, dobierz uzbrojenie przeciwerupcyjne wylotu otworu wiertniczego, które należy zamontować na rurach okładzinowych kolumny prowadnikowej, zakładając, że zamontowany zestaw będzie używany do końcowej głębokości otworu.

    Pod PGT: możliwy wypływ siarkowodoru z dolomitu głównego 30 m³/min. § 38 ust. 4: więcej niż 18, ale nie więcej niż 120 m³/min - II kategoria.

    Dokument po tym kroku
  16. Krok 16: Liczba zamknięć głowic

    Kryteria:

    R.4.7 ilość zamknięć głowic przeciwerupcyjnych - cztery, w tym jedno uniwersalne

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie wyciągu z rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 25.04.2014 roku oraz wyciągu z rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 29 stycznia 2013 r., w sprawie zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych, dobierz uzbrojenie przeciwerupcyjne wylotu otworu wiertniczego, które należy zamontować na rurach okładzinowych kolumny prowadnikowej, zakładając, że zamontowany zestaw będzie używany do końcowej głębokości otworu.

    § 75 ust. 1: klasa A (a także II kategoria siarkowodorowa) wymaga głowicy z co najmniej czterema zamknięciami, w tym jednym uniwersalnym - pozostałe trzy to zamknięcia szczękowe.

    Dokument po tym kroku
  17. Krok 17: Ciśnienie robocze głowic

    Kryteria: ,

    R.4.8 ciśnienie robocze głowic przeciwerupcyjnych szczękowych - 68,9 MPa (dopuszcza się zapis 689 bar lub 10000 psi) lub uwzględniono wynik z kryterium z R.4.2

    R.4.9 ciśnienie robocze głowicy przeciwerupcyjnej uniwersalnej - 34,5 MPa (dopuszcza się zapis 345 bar lub 5000 psi) lub uwzględniono wynik z kryterium R.4.2 lub uwzględniono wynik z kryterium z R.4.8

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Na podstawie wyciągu z rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 25.04.2014 roku oraz wyciągu z rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 29 stycznia 2013 r., w sprawie zagrożeń naturalnych w zakładach górniczych, dobierz uzbrojenie przeciwerupcyjne wylotu otworu wiertniczego, które należy zamontować na rurach okładzinowych kolumny prowadnikowej, zakładając, że zamontowany zestaw będzie używany do końcowej głębokości otworu.

    § 74 ust. 1: ciśnienie robocze ma być większe od Pmax = 55,2 MPa. Z tabeli 7 pierwsza wyższa klasa to 10M: 68,9 MPa dla głowic szczękowych. § 75 ust. 5 pozwala na głowicę uniwersalną o stopień niższą: 5M - 34,5 MPa.

    Typowe błędy

    Klasa 5M (34,5 MPa) dla głowic szczękowych - jest niższa od Pmax.

    Dokument po tym kroku

Podgląd

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: . 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.