НЕГІЗГІ ТАРАТЫЛАТЫН МАТЕРИАЛДАР ТІЗІМІ 1 страница

2.1 Курстың тақырыптық жоспары

2.2 Дәріс сабақтарының мазмұны

Дәріс 1. Ғылыми зерттеулердің жалпы әдістемесі

Ғылымның мақсаты материалды әлемнің объектілірінің қасиеттерін зерттеу. Қолданбалы ғылымдарда мұндай объектілермен сол саладағы өндірістің технологиялық сатысының баспалдақтары болып табылады.

Ғылыми зерттеулер көбінесе шамалардың бір-бірімен қатынасын анықтаумен байланысты. Қатынастардың зерттелген нәтижелеріне қарап олардың матаматикалық модельдерін құрады, ол арқылы белгілі шамаларға қарап басқа шамаларға баға беруге болады. Бұрғылау үрдісін оңтайландыру қолданылатын технология жұмыстарына және құрылғы таңдауына байланысты ұңғы өтімділігінің ең жақсы стратегиясын таңдау мәселесін шешеді.

Ғылым бұл адамның теориялық тұрғыдан табиғат және қоғам заңдылықтарын тану күйі. Ол адамдардың қоршаған әлемді қайта құру мәселесін қолданыста тікелей атқарумен байланысты.

Техникалық ғылымдардың мәселесі, әртүрлі техникалық құрылғылар мен технологиялық үрдістерде көрініс тапқан заңдылықтарды жақсарту үшін зерттеу болып табылады.

Қолданбалы ғылымдар қолданысқа жақындығына байланысты ажыратылады, олар екі түрлі болады – жалпы техникалық және арнайы пәнді. Жалпы техникалық ғылымдардың нәтижелері әртүрлі өндіріс салаларында және сәйкесінше арнайы пәндерде қолданады.

Арнайы техникалық ғылымдар белгілі өндірістің саласымен байланысты және мұнымен қатар жалпы техникалық және кәдімгі ғылымдардың үлкен санының нәтижелерімен қолданады. Ибұрғылау жұмысы үшін физика, химия, материалдық кедергі, гидравлика, жылу техникасы, электротехника, құрылымдық геология, петрография, автоматикалық басқару теориясы және т.б. ғылымдар нәтижелері қолданады. Арнайы техникалық пәндерде қолданбалы тәжірибенің және оның зерттелуі, анализі жариялалығының маңыздылығы кем емес. Келтірілген ғылымдарда қоғамдық факторлар үлкен рөл атқарады (экономика талаптары, қауіпсіз және жайлы жұмыс жүргізу).

Диалектикалық үрдістерге сәйкес жалпы барлығының байланысы және ғылымның дамуы әрқашан өзгеріс үрдісінде болады. Тынымсыз жаңа ғылымдар туады. Бұл бұрынна келе жатқан ғылымның ішінен жаңа пәндерге бөлініп пайда болады, (ғылымның дифференция үрдісі) немесе екі ғылымның тұсында жартылай қосылып жаңа ғылым пайда болады (ғылым интеграциясы). Жеке жағдайларды қарасақ бұрғылау ісінен бұрғылау үрдісі, бұрғылау механизмдер мен машиналар, бағыттталған және көп түрлі бұрғылау және т.б. сияқты ғылымдар шықты.

Қолданбалы ғылымдардағы зерттеудің негізгі сатылары

1. Зерттеудің тақырыбын таңдау теоретикалық таныммен немесе құндылығымен байланысты. Қолданбалы ғылымдар үшін құндылық тәсілі қолайлы, өйткені зерттеулерге экононмикалық, социалды және басқа жақтарға да талаптары үлкен. Жұмыстардың басталуынан алдында тақырып бойынша белгілі бір үнемдеудің мөлшерін анықтап алады, өйткені барлық мүмкін болатын тақырыптардан ең бірінші етіп ең көп үнемдей алатын тақырыпты таңдайды.

2. Зерттеу аудандарын тану. Зерттеу объектісі іске асатын жүйе ретінде ұсынылуы тиіс, сондай-ақ ол белгілі бір шаруашылық мәселелерін атқаруы тиіс. Қолдану әдебиетін зерттегеннен кейін өндірістік зерттеулерді өткізе бастайды. Тақырып бойынша жұмыстың бастапқы сатысында бұл бақылаулар көбінесе, өндірістік операцияларды хронометраждау түрінде іске асады. Берілген өндіріске маңызды ішкі заңдылықтары мен байланыстарын таба білу қажет.

3. Мәселені қою. Бұл кезеңнің мақсаты зерттелетін объектінің қасиетіне сай қайшылықтарын табу. Оларды шешу пайдалы әсерді алуға мүмкіндік береді, және ол тақырып қоюға жобаланған. Ары қарай зерттеулер үшін біразын алып қалу керек. Бұл жерде құндылық тәсілмен қолдану керек.

4. Мәселені шешуге дайындық. Мәселені шешуге дайындалу үшін ең алдымен оны жақсылап зерттеу керек, неге десеңіз оның мәселемен берілген өндірістің арасындағы қаншылықты байланыстары бар екенін анықтау. Байланыстардың анықталуы қойылған мәселенің маңыздылығын түсіне білуге көмектеседі.

5. Шамалау. Бұл кезең барлық ұсынылған ғылыми зерттеулер кезеңдерден маңыздырақ кезең. Қарастырылатын кезеңдерде сапалы көтерілу байқалады, ол қойылған мәселені шешу ойының пайда болуымен көрінеді. Шамалау – ол түйіннің нәтижесі, ол сананың ішкі жұмысымен байланысты. Бірақ та «Ақпарат ой түйіннің анасы» деуге болады, өйткені қолданыста жиналған білім болмаса, ой түйіннің өзінің жұмысы үшін азықсыз қалар еді. Көбінесе, шамалау негізгі үш жолдың біреуімен келеді: дедукция, индукция, аналогия.

Дедуктивтік әдіс жалпыдан жекеге қозғалуға негізделеді. Мысалы, әртүрлі ойлап шығару әдістері дедукцияға негізделіп қолданады.

Индуктивті әдіс жеке жағдайлардан түйіп, жалпыға өтуге негізделеді. Көптеген жаңа заттар әртүрлі өндірістік объектілердің жұмыс жасауына назар аударып қадағалап және одан кейінгі нәтижелерді жалпылаудың нәтижесінде пайда болады.

Аналогия әдісін қолданғанда әртүрлі техника саласында жағдлайлардың ұқсастығына мән береді, осылай техникалық шешімдерді бір саладан екінші салаға көшіреді.

6. Гипотеза. Сананың ішкі әрекетінің нәтижесі бола тұра, шамалау, оның пайда болған кезде тек оны ойлап тапқан кісіге ғана түсінікті. Ол басқаларға да түсінікті болу үшін барлығына мәлім логика шарттарына сәйкес түсіндірілуі тиіс, және математикалық байланыстар тілімен беріледі немесе конструктивті схема ретінде ұсынылады. Гипотезаны түзу үрдісі кезінде тек қана шамалау негізі аса нақты және логикалық мазмұндалуы орын алған жоқ, және де бөлшектері толықтандырылды.

7. Гипотезаны тексеру және анықтау. Бұл кезең өте маңызды болып табылады, өйткені шешім шығаруға негіз береді, берілген гипотезаны мақұлдау, немесе жоққа шығару. Егер гипотезаны мақұлдаса ол ары қарай жұмыс жүргізу үшін (мысалы конструкторлық) техникалық тапсырманың негізіне жатады, ол сәйкесінше қойылған мәселенің шешімін қамтамасыздандырады. Гипотезаны тексеру екі түрде іске асады: теоретикалық және тәжірибелік.

Жалпы жағдайлардан шыға отырып теоретикалық әдіс кезінде гипотеза дәлелделуі тиіс теоремма ретінде қарастырылады. Теңдеудің пайда болуының алдында қарастырылатын объектіні анализге ұшыратады, сол кезде объектіні ең негізгі ғана қасиеттерін таңдап алады. Теоретикалық зерттеулер кезінде идеализация керек, өйткені ол шығатын шешімге турарақ жолмен жетуге көмектеседі.

Гипотезаны анықтау және тексерудің тәжірибелік әдісі ұсынылған гипотезаның дұрыстығын тәжірибе негізінде мақұлдауын немесе жоққа шығаруында негізделеді. Мұнымен қоса тәжірибені өткізу шарты мен оның нәтижелері мұқият түрде белгіленуі тиіс.

Теоретикалық және тәжірибелік зерттеулердің арасындағы айырмашылық теоретикалық модельдердің тек қана өте маңызды негізгі факторларды қосуын, ал тәжірибелікте одан басқалары да болуын және көптеген басқа екінші деңгейлі факторлардың болуында негізделеді. Бұл факторлардың тәжірибе нәтижелеріне қосылып әсер етуі қомақты болып табылады.

Егер де кездейсоқ себептержден пайда болған анықталмау элементі салыстырмалы үлкен болмаса, онда тәжірибе нәтижелерінің негізгі әсер етуші факторларда байланыстылығы динамикалық деп аталады.

Егер де анықталмау элементі үлкен болса, онда мұндай қатынастар статистикалық деп аталады. Бұрғылау үрдісіне қатысты барлық қатынастар статистикалық болып табылады.

Кездей соқ әсерлер пайда болған ауытқулар заңдылығын анықтау үшін тәжірибелерді бірнеше рет қайталап солар арқылы орташа нәтижелерді шығару керек. Жеке тәжірибелерге қарағанда соңғыларының нәтижелері маңыздырақ өйткені орталашаландырғанда құрамындағы кездейсоқтық көбіне жойылады.

Теоретикалық әдістің тәжірибелік әдістен басты артықшылығы оның көмегімен дұрыс бұрыс нәтижесін алып қана қоймай (гипотезаны мақұлдау не жоққа шығару) ал алынған нәтижені пайда болу себебін де түсіну (физикалық түрде). Теоретикалық әдістің екініші артықшылығы материалды шығынның аздығы өйткені көбіне әдеби құжаттарды жалпылауға негізделеді.

Тәжірибелік әдістің негізгі артықшылығы зерттелетін қатынастардың физикалық негіздемелерін білудің қажетсіздігінде. Тәжірибелік әдіс берілген нақты қатынасқа әсер ететін факторлар үшін қажетті байланысты қандай болмасын қажетті дәлдікпен алуға мүмкіндік береді. Тәжірибелік әдістің екінші артықшылығы зерттеушілер тобының мамандырылуына анағұрлым төменірек талаптардың қойылуы. Бірақ та зерттеулердің нәтижелері жоғарғы көрсеткіштерге жету үшін теоретикалық және тәжірибелік әдісті қоса қолдану керек.

НЕГ 1 [3-33 бет], НЕГ 4 [5-20 бет]

Бақылау сұрақтары:

1. Ғылымның мақсаты?

2. Қолданбалы және іргелі ғылымдардың айырмашылығы неде?

3. Ғылымдардың дамуының себебі неде?

4. Бұрғылау ғылымдарында негізгі қандай қайшылықтар бар?

5. Қолданбалы ғылымдарда зерттеулердің негізгі кезеңдерін атаңыз?

Дәріс 2. Бұрғылау жұмыстарындағы өлшеулер.

Өлшеу – бұл қабылданған өлшем бірлігінде өлшенетін шамалардың сандық мөлшерін табу мақсатында өлшеу құралдарымен атқарылатын әрекеттер жиынтығы. Өлшемдердің келесілерін белгілейді: тура, жанама және бірлескен.

Тура деп - өлшенетін шаманың мөлшерін өлшеу құралдары арқылы бірлікпен салыстыра отырып табатын өлшеуді атайды. Жанама өлшеу деп – тура өлшеулер нәтижесінде табылған басқа шамалар функцияларының қатынастары негізінде өлшенетін шамалардың мөлшерін анықтау болып табылады. Бірлескен өлшеулер деп – теңдеу жүйесін шығару арқылы бір сәтте бірнеше өлшенетін шамалардың мөлшерін анықтау болып табылады.

Өлшенетін бір шаманың нәтижесі бірдей болуын қамтамасыз ету үшін қазіргі заманғы метрологиялық қызметтің жарғысының негізінде барлығына бірдей өлшемді талап қойылады.

Басқа өлшем бірліктерден байланысты емес өлшем бірліктерді негізгі деп атайды. Жүйеде мұндай бірліктер шамалы ғана. Физикалық заңдылықтар арқылы шығарылған және әртүрлі негізгі бірліктердің қатынастар арқылы көрсетілген өлшем бірлектерді туынды деп атайды.

Ғылым және техникада бірнеше өлшеу жүйелері бар. Олар бір біріне негізгі бірліктермен ажыратылады.

Халықаралық бірлік жүйесі

1960 жылы халықаралық салмақ пен шама комитеті СИ (System International) бірлік жүйе жобасын мақұлдады, және ол БҰҰ мүше елдерге қолдануға ұсынылды. Жүйеде негізгі бірлік ретінде жеті бірлік тағайындалды. Оның үшеуі механикаға қатысты, бұл ұзындық бірлігі – метр (м), массанікі – килограмм (кг) және уақыттікі – секунд (с).

Өлшеу қателіктері

Өлшеулер қателіктермен ұшарласады. Өлшеудің абсолюттік қателігі

(1)

мұнда: - өлшеу нәтижесі;

- өлшеу шамасының шын мәні.

Салыстырмалы қателік - өлшеу дұрыстық көрсеткіші болып табылады:

. (2)

Және былай да болады

, (3)

Өйткені .

Көпшілік жағдайларда шамасы қолданатын өлшеу құралдарының құжатынан белгілі.

Қателіктің пайда болу себебіне байланысты, қателіктер үш негізгі топқа бөлінеді: құрал жабдықты, әдісті, субъективті.

Құрал жабдықты қателік деп – пайдаланатын құрал жабдықтан пайда болатын қателіктерді айтады. Ол көбінесе жабдықтың сапасыз жасалуына, не қолдану үрдісі кезіндегі тозуына, немесе тұтыну ережелерін дұрыс орындамауынан болады.

Одан да көп жақты болып әдістік қателіктер болып табылады, оның себебі нақты шаманы дұрыс өлшемеу әдісінде.

Субъективті қателіктер бақылаушыларға, оның тәжірибесімен физикалық жағдайына байланысты.

Жүйелік және кездейсоқ қателіктер

Қателіктің көрініс себептеріне байланысты 2 топқа бөлінеді: жүйелік және кездейсоқ. Егер бір шаманың өлшемдерін сыртқы жағдай бір қалыпты болып тұрғанда бірнеше рет қайталаса, онда оларды ажырата аламыз. Қайталанып өлшеген кезде жүйелік қателік болып мәні әрқашан өзгермейтін немесе белгілі бір заңдылық бойынша өзгеретін қателік саналады. Кездейсоқ қателік деп - өлшемнен өлшемге дейін шамамен бірлік бойынша кездейсоқ өзгеретін қателікті айтады.

Жүйелік қателіктермен күресудің оңай түрі ол түзетулерді енгізу. Кездейсоқ қателіктермен күресудің екі түрі бар. Бірінші әдіс сыртқы жағдайларды қайткенде де толық тұрақтандыру болып табылады. Екінші әдіс ол бірнеше рет өлшемдерді қайталап өткізу және сол арқылы орташа мәнді шығару.

Нашар салыстырмалы технологиялық өлшеулер үшін (бұрғылау жұмыстарында көбінесе кездеседі) екі қателіктің негізгісі жүйелік қателік болып шығады. Бұл қателіктердің үш түрін ажыратады:

- бар екенін біліп, мәнін анықтай алатындарын;

- бар екенін біліп, бірақ мәнін дұрыстап анықтай алмайтындарын;

- бар екенін білмейтіндері.

Бірінші түрге жоғарыда қарастырылған шкалалы қателіктер жатады, оларды оңай анықтап түзетулер арқылы жоюға болады. Ең қауіпті болып үшінші түрлі қателіктер болып табылады.

Қайталап өлшеу арқылы кездейсоқ қателікті жоюды, егер кездейсоқ қателік өлшеу нәтижесіне қомақты өзгеріс жасаса. Өлшеудің өлшеу жабдықтарының түрі өлшеммен өлшеу құралдары арқылы анықталады. Өлшем деп – бірлігін еселесін немесе бөлігінің өлшеуін шаманың бірлігіне қатысты іске асыру.

Салыстыру құралдарын қолданғанда өлшенетін шама мәні белгілі өлшемдер жинағымен ауыстырылады. Салыстыру құралдарының артықшылығы ол жоғары дәлдікпен өлшеу.

Өлшейтін шаманы өлшеммен санау жабдықтар көмегімен жанама салыстыру арқылы іске асырылатын құралдарды көрсететін құралдар деп атайды.

Санау құрылғылары екі түрлі болады: сандық және шкалалық. Біріншілерінде табло болады. Көрсететін құралдардың көпшілігі әлі шкалалы құралдар. Шкала деп – белгілі бір сызық бойымен орналасқан белгілер қосындысын айтады.

Өлшегіш құрал бұл - өлшенетін физикалық шаманың оның кіретін жеріне әсер ететін ақпаратты алу жабдығы. Құрал механизмдегі кіретін физикалық шама бірқатар өзгерістерге ұшырайды, соңында көрсеткіштің орналасу жағдайын өзгертеді. Өлшеуіш құралдардың негізгі формуласы:

(4)

мұнда: – көсеткіштің орын ауыстыруы (тілдің бұру бұрышы);

А – кіретін физикалық шама.

қатынасы (5)

Құралдың сезімталдығы болып табылады. Құралдың бөлу бағасы:

(6)

Құралдың сезімталдығы өссе, дәлдігі де соғұрлым өседі. Мынандай ереже бар, өлшеуіш құралдың қателігі оның бөліктерінің бағасының жартысынан көп болмау керек.

Құралды құрайтын өзгерткіштерден бірінші сатысында болып орналасқан сезімтал элемент немесе датчик деп аталады. Ол өлшенетін шаманы басқа өзгерткішке оңай және ыңғайлы жіберу үшін басқа түрлі шамаға өзгертеді. Өлшеуіш өзгерткіштерінің ең соңғы бөлігі көрсеткіш болып табылады.

Механикалық өлшеуіш құралдарының негізгі артықшылығы олардың өз орнын алатындығында, салмақтары аз және арзан бағасында. Гидравликалық, пневматикалық және электро құралдардың артықшылықтары көрсеткішті сезімтал элеметтен алшақ орналастыруға болатындықтарында. Әрбір өлшеуіш жабдығында екі маңызды қасиет бар: шегі және максимальді өлшеу қателігі.

Көпшілік құралдардың төменгі өлшеу шегі болып 0 тағайындалады, өйткені бұл кезде барілген физикалық шама жоққа шығарылады. Өлшеудің шегін берілген өлшеуіш жабдыққа қолайлы аралық анықтайды, ал шаманың бақылау мәнін өлшеу диапазоны дейді. Өлшеу диапазоны

(7)

мұнда: – сәйкесінше төменгі және жоғарғы өлшеу шектері.

Құралдың дәлдігі келтірілген қателікпен немесе құралдың максимальді абсолютті қателігінің өлшеу диапазонына қатынасымен анықталады.

(8)

Өлшеу құралдың максимальді қателігі аз және диапазоны көп болса соғұрлым дәлірек болады. Берілген құралдың белгілі класы мен диапазонымен арқылы және көмегімен оның қателігін анықтайды.

(9)

Өлшеуіш жабдықты таңдау

Бірінші талап – бақылау шамасы өлшеу диапазонынан аспауы керек. Екінші талап - өлшеудің салыстырмалы қателігі белгілі бір шекті мәнінен аспауы керек.

(10)

Өлшеу құрал шкаласының жоғарғы үшінші бөлігінде жүргізілуі керек. Егер бақыланатын шама мен аралығында өзгеретін болса, онда құралдың жоғарғы шегін х бойынша (10) формула арқылы тағайындайды, ал класын мына формула бойынша:

(11)

Қосымша қателіктер

Қателіктің негізгі шын шамасын нормальді жағдайда анықтайды. Бұл сыртқы ортаның факторлары белгілі мәнге ие болу керектігін білдіреді. Негізінен ең көп мәнге климатикалық және электрлік факторлар ие болады.

Климатикалық жағдайларға айналадағы ауаның температурасы мен ылғалдылығы, және де атмосфера қысымы жатады. Электрлік факторларға ауыспалы токты қуаттандыратын жүйенің кернеуімен жиілігі жатады. Қосымша қателіктер оған сайланған дәлдік класымен анықталады.

(12)

мұнда: – негізгі қателік;

Ф – сыртқы орта факторының шын мәні;