Standsicherheitsprobleme in der Bohr- und Fördertechnik (Stability Problems in Drilling and Petroleum Engineering)


Allgemein

Dozent

Prof. Dr.-Ing. Wolfram Kudla
Dr.-Ing Günter Lippmann

Verwendbarkeit des Moduls

Diplomstudiengang Geotechnik und Bergbau

Dauer

2 Semester

Lehrformen

3 SWS Vorlesung
individuelle Arbeit mit FE-Software


Fachinformationen

Qualifikationsziele und Kompetenzen

Die Studierenden sollen die mathematisch-physikalischen Grundlagen, Methoden der technischen Mechanik (Statik, Festigkeitslehre) und Werkstoffkunde, welche die Basis der Standsicherheitsuntersuchungen in der Bohr- und Fördertechnik bilden, beherrschen. Sie werden in die Lage versetzt, Spannungs- und Deformationszustände im Gebirge, der Verrohrung und Zementation bei Bohrungen sowie der Förderung und untertägigen Speicherung von Gasen/ Fluiden analytisch und numerisch zu ermitteln. Dies beinhaltet eine Bewertung hinsichtlich der Standsicherheit. Hierfür erwerben die Studierenden ein vertieftes Wissen zu den Materialeigenschaften von Verrohrung, Zementation und Gebirge, einschließlich ausgewählter Verfahren zur Parameterbestimmung.

Inhalte

Mathematisch-physikalische Grundlagen, Anwendung von Methoden der technischen Mechanik (Statik, Festigkeitslehre) bei Standsicherheitsuntersuchungen in der Bohr- und Fördertechnik, Einführung spezifischer Stoffgesetze/ Bruchhypothesen für das Gebirge, Materialeigenschaften Stahl/ Zementstein, Spannungs- und Deformationszustände für dünnwandige und dickwandige Rohre und deren Bewertung, Ermittlung der mechanischen Belastungen/ Gebirgsgrundspannungszustand, Beanspruchungszustand Rohr, Zementmantel, Bohrlochwand bei Bohren, Zementieren, Test- und Förderung, hydraulischer Fracvorgang, numerische Modellierung von Standsicherheitsproblemen in der Bohr- und Fördertechnik (FE)

Typische Fachliteratur

Sitz, P.: Standsicherheitsprobleme in der Bohr- und Fördertechnik. Bergakademie, Freiberg, 1983;
Szabo, I.:  Höhere technische Mechanik. Springer-Verlag, Berlin, 2001;
Brady, B. H. G.; Brown, E. T.: Rock mechanics for underground mining; Kluwer, Dordrecht, 2004;
Mayr, M.; Thalhofer, U.: Numerische Lösungsverfahren in der Praxis. Hanser Verlag, München, 1993

Teilnahmevoraussetzungen

Zwingend erforderlich: Module des Grundstudiums GTB

Empfohlen: Einführung in die FEM

Arbeitsaufwand

Der Zeitaufwand beträgt 120 h und setzt sich zusammen aus 45 h Präsenzzeit und 75 h Selbststudium. Letzteres umfasst Belegaufgaben, individuelles Üben mit FE-Software, Nacharbeit/ Vertiefung des Vorlesungsstoffes


Bewertung

Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten

Die Modulprüfung besteht aus einer mündlichen Prüfungsleistung im Umfang von 30 Minuten. Prüfungsvorleistung ist die Anfertigung der Belegaufgaben.

Leistungspunkte

4