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