автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Моделирование и оптимизация процесса бурения геологоразведочных скважин

На правах рукописи

СИТНИКОВ Николай Борисович ^ ~ -

3 ' • й £ }

М{ ; ...

МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ

ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ СКВАЖИН

Специальность 05.13.07 - Автоматизация технологических процессов и производств (промышленность)

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Екатеринбург - 2000

Работа выполнена в Уральской государственной горно -геологической академии

Официальные оппоненты :

докт. техн. наук, проф. Козловский Е.А.

докт. техн. наук, проф. Гафиятуллин Р.Х.

докт. техн. наук, проф. Троп А.Е.

Ведущая организация - Научно-исследовательский ИНСТИТ}

открытых горных работ (НИИОГР), г.Челябинск

Защита состоится « 30 » с^их? ЫЛ на заседании диссертационного совета Д 063.03.01 в Уральской государственной горно - геологической академии (620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральской государственной, горно - геологической академии

Автореферат разослан « » А ,3. 2000

Ученый секретарь диссертационного совета

Прокофьев Е. В.

Актуальность работы . Большая роль в расширении минерально-|рьевой базы страны принадлежит геологоразведочной службе , развесному бурению на твёрдые полезные ископаемые . Объёмы геолого-!зведочного бурения с целью обеспечения необходимого прироста за-юов и добычи сырья для чёрной и цветной металлургии должны быть ¡еличены в несколько раз . Повышение эффективности геологоразве-эчного бурения может быть обеспечено созданием математических мо-;лей , расширением использования современных средств вычислитель-зй техники для определения оптимальных режимов и времени отработки эродоразрушающего инструмента, а также для контроля и управления юцессом бурения.

Развитие методов анализа, синтеза, оптимизации и имитационного оделирования сложных систем даёт возможность широкого их внедре-<1Я в практику буровых работ . В настоящее время большое значение эиобретает компьютеризация производства и технологических процессе, которая обуславливает наибольший эффект при относительно не-эльших затратах . Внедрение микропроцессорной техники и мини-ЭВМ эзволяет по-новому подойти к автоматизации и контролю протекания зхнологического процесса при проходке геологоразведочных скважин .

В этих условиях большое значение приобретает конкретизация мето-ов математического моделирования , анализа и синтеза при решении адач по определению параметров и режимов эксплуатации станков гео-огоразведочного бурения . Разработка методики расчёта параметров ^тематических моделей процесса бурения позволяет существенно со-оатить время определения статических и динамических характеристик бъекта , оценить область их применения , уменьшить время регулиро-ания , увеличить точность определения и поддержания оптимальных ре-;имных параметров , сократить время на рысканье системы. Таким обра-ом повышается качество проектирования системы .

Комплексное решение задач, связанных с созданием математической юдели, системы сбора и обработки первичной информации и оптимизацией режима бурения, является крупной научной проблемой, имеющей юльшое народнохозяйственное значение.

Актуальность проблемы комплексного решения задач по разработке математической модели, оптимизации режимных параметров, создания ;истемы сбора и обработки первичной информации подтверждается пуб-1икациями в научно-технической литературе.

Работа выполнялась в соответствии с координационными планами Минвуза РСФСР, ГКНТ при СМ СССР, по созданию автоматизированной ;истемы управления процессом бурения геологоразведочных скважин, а 'акже планами исследований УГГГА (бывший Свердловский горный ин-

ститут им. В.В.Вахрушева) на основании хоздоговоров, выполняемы Уральской государственной гарно - геологической академией по тема! 42-202-75 (№ГР 70040702) ; 42-204-79 ; 42-20184 (№ГР01840022806) ; 42 201-85 (№ГР 01850076756); 42-205-86 (№ГР01900245768)

Целью работы является повышение эффективности поисков разведки твердых полезных ископаемых посредством комплексной оп™ мизации параметров режима отработки породоразрушающего инструме!-та при бурении геологоразведочных скважин.

Научная новизна состоит в создании общей математической моде ли процесса бурения геологоразведочных скважин, на основе, которо исследовались его общие свойства и зависимости показателей процесс бурения от режимных параметров и времени бурения, а также в разрг ботке методик определения характеристик объекта и значений режимны параметров, оптимальных по тому или иному показателю процесса буре ния.

Идея работы состоит в системном исследовании и оптимизации ре жимов работы станка геологоразведочного бурения на основании мате матической модели общего вида с учетом наложенных ограничений, спс соба бурения и горно-технологических условий.

Защищаемые научные положения и результаты-Положения:

1. Разработанная математическая модель процесса вращательног бурения геологоразведочных скважин общего вида, основными элемеь тами которой являются зависимости механической скорости бурения н« затупленным породоразрушающим инструментом и функции износа с технологических параметров, свойств пары «породоразрушающий инс" румент - порода забоя» и времени чистого бурения, которая используе' ся для описания процесса бурения и его оптимизации .

2. Полученное уравнение оптимали, выражающее необходимые ус ловия экстремума основных показателей процесса вращательного бур« ния, которое предлагается использовать для определения значений те: нологических параметров, оптимальных по тому или иному показател эффективности .

3. Методика определения зависимости механической скорости бур< ния от времени, отличающаяся тем, что первоначально определяется х< рактер зависимости (показатель степени), а затем оптимальные параме' ры: коэффициент износа и начальное значение механической скорости .

4. Обоснование установленного экспериментально взаимного расп< ложения технологических параметров, принадлежащих уравнению опт1 мали и глобальнооптимальных по различным показателям процесса 6] рения скважин самозатачивающимся породоразрушающим инструментои

5. Графический способ установления наличия (или отсутствия) мак-иума проходки на один оборот породоразрушающего инструмента .

6. Полученные в общем виде выражения необходимых и достаточных ювий экстремума основных показателей процесса бурения геологораз-дочных скважин , которые предлагается использовать не только для оп-мизации , но и для сравнительной оценки качества породоразрушающе-инструмента .

7. Возможность компенсации отрицательного влияния регулярного ейфа статической характеристики объекта , вызванного износом (зату-ением) вооружения породоразрушающего инструмента , посредством равления процесса бурения в режиме переменных (во времени) значе-й технологических параметров .

8. Методики определения значений коэффициентов математической )дели , технологических параметров и времени чистого бурения , опти-шьных по любому показателю процесса отработки породоразрушающе-инструмента разного типа .

Результаты

Построена математическая модель процесса бурения геологоразведочных скважин общего вида с учётом наложенных на него ограничений, позволяющая имитировать на ЭВМ цикл отработки породоразрушающего инструмента при постоянных и переменных значениях режимных параметров .

На основании общей математической модели получен критерий , который может быть использован для проверки любой частной модели процесса бурения на адекватность и непротиворечивость; получена методика определения оптимальных ( по любому критерию) значений режимных параметров и времени отработки породоразрушающего инструмента; выполнен системный анализ большинства критериев оптимизации , предложенных к настоящему времени разными авторами . Исследован дрейф статической характеристики объекта , вызванный износом породоразрушающего инструмента ( регулярный дрейф) . Определены уравнения линии дрейфа статической характеристики объекта , а также показателя проходки на 1 оборот породоразрушающего инструмента (ПРИ).

5. Определены в общем виде достаточные условия экстремума основных показателей процесса бурения самозатачивающимся ПРИ ; установлено, что при отработке затупляющегося породоразрушающегося инструмента достаточные условия экстремума стоимости проходки 1 метра скважины и рейсовой скорости всегда выполняются ; достаточные условия экстремума проходки на ПРИ в этом случае также выполняются» если выполняются необходимые условия экстремума по времени чис-

того бурения, когда показатель степени в формуле P.A. Бадалова п<1 , Получены методики определения оптимальных (по любому критерию] значений режимных параметров и времени чистого бурения.

4. Разработаны методики определения статических характеристик объекта (механической скорости в функции режимных параметров и времен чистого бурения); решен вопрос о лучшем представлении механической скорости как функции времени.

5. Разработаны структура и алгоритм функционирования автоматизированной микропроцессорной системы управления процессом бурениу геологоразведочных скважин по любому известному критерию оптимизации при отработке как затупляющегося, так и самозатачивающегосу ПРИ.

Научная значимость результатов работы заключается в создании теоретической основы для установления адекватности и непротиворечивости любой конкретной математической модели процесса бурения геологоразведочной скважины, а также в определении взаимосвязей технологических параметров с основными показателями процесса бурени; глубоких скважин в общем виде, что позволяет решить научную пробле му оптимизации параметров режима бурения различным ПРИ с цельк повышения эффективности процесса проходки геологоразведочны) скважин.

Обоснованность и достоверность научных положений, выво дов и рекомендаций подтверждается использованием классических ме тодов решения задач оптимизации показателей процесса бурения, срав нением результатов моделирования с данными промышленных экспери ментов и с результатами работы автоматизированной микропроцессор ной системы измерения, контроля и документирования основных показа телей работы бурового станка в условиях геологоразведочной партии, г также с результатами экспериментов и выводов, сделанных другими ис следователями.

Практическая ценность работы. Создана математическая модель процесса бурения геологоразведочных скважин самозатачивающимся i затупляющимся ПРИ общего вида , применение которой сокращает вре мя определения оптимальных режимов , обеспечивает возможность по лучения статической. характеристики , определяющей свойства парь "ПРИ- порода забоя скважины".

На основе теоретических исследований разработаны инженерны« методы определения режимных параметров работы бурового станка в за данных горно-технологических условиях, оптимальных по тому или ином; показателю процесса бурения (рейсовой скорости, стоимости проходки ' метра скважины, проходки на ПРИ).

Исследован регулярный дрейф статической характеристики объекта, бусловленный износом ПРИ; определены соотношения между опти-¡альными значениями параметров режима бурения; выявлена роль огра-ичений, наложенных на процесс бурения скважин различными типами урового инструмента, на возможность оптимизации процесса бурения по ому или иному показателю.

Разработана алгоритмическая система сбора и обработки экспериментальных данных по результатам отработки ПРИ, позволяющая опре-(елить статическую характеристику объекта в области допустимых значе-!ий параметров функционирования бурового станка, а также оптималь-1ые значения режимных параметров и времени чистого бурения в зави-;имости от конкретных горно-технологических условий, свойств пород и лубины скважины.

Реализация результатов работы. Результаты работы представлены в форме, удобной для практического использования, доведены до инженерных зависимостей и программ для ЭВМ. На основе результатов исследований изготовлены экспериментальные образцы различного рода устройств автоматизации процесса бурения . Цифровое устройство для экстремального регулятора , стабилизатор нагрузки и датчик механической скорости бурения прошли экспериментальную проверку в условиях бурения взрывных скважин на карьерах Бакальского рудоуправления и завода «Магнезит» . Регулятор мощности , экстремальная система регулирования процесса бурения глубоких скважин с переменной структурой и датчик механической скорости проходки , не чувствительный к вибрации буровой колонны , испытаны в условиях Степной экспедиции первого главного геологоразведочного управления . Плавнорегулируемый привод усилия подачи на забой скважины испытан на станках , серийно выпускаемых машиностроительным заводом им. Воровского

Экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы в промышленности составляет в ценах 1985 г. 445 тыс. руб.

Теоретические результаты работы (математическая модель , алгоритм функционирования автоматизированной микропроцессорной системы) используются в курсах лекций й в дипломном проектировании .

Апробация работы .Основные положения диссертационной работы докладывались : на совещании представителей производственных геологических и научно-исследовательских организаций по развитию работ е области автоматизации процесса разведочного бурения (г. Челябинск, 1969г.) ; на научно-технической конференции по проблемам тири-сторного управляемого асинхронного электропривода (г. Свердловск 1971г.) ; на Всесоюзной научно-технической конференции по автоматизации производственных процессов в асбестовой промышленности (г. Асбест, 1971 г.) ; на Всесоюзном совещании по автоматизации нефтедобьь

б

вающей , нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленное (г. Баку, 1971 г.) ; на Всесоюзной научно-технической конферен^ "Разрушение горных пород при бурении скважин" (г. Уфа, 1973 г.) ; е Всесоюзном научно-исследовательском институте методики и техн№ разведки ( ВИТР ) ( г. Ленинград, 1982 г.) ; на научно-технической конф( ренции " Современное состояние и перспективы развития бурового об< рудования нового типа " (г. Челябинск, 1988 г.) ; на 5 научно-техническс конференции " Разрушение горных пород при бурении скважин " (г. Уф. 1990 г.); на научно-технических конференциях Уральской государственнс горно - геологической академии.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 63 работы, в том числе 5 авторских свидетельств на изобретения.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения четырёх глав и заключения , изложенных на 350 страницах машинописи* го текста , содержит 28 рисунков и 22 таблицы , список литературы i 205 наименований и приложения.

Содержание работы

В связи с развитием механизации и автоматизации буровых рабе при проходке геологоразведочных скважин возрастает необходимость более детальном изучении процесса разрушения горных пород; при это ценность точности описания и прогнозирования свойств буримых поре существенно возрастает с увеличением глубины скважин. С другой cti роны, развитие и совершенствование контрольно-измерительной аппар; туры , использование современной вычислительной техники и внедрена плавнорегулируемого привода основных механизмов буровой установь позволяют получать более точные и достоверные сведения о характер зависимости основных показателей процесса бурения от режимных пар; метров и времени отработки ПРИ .

Увеличение производительности буровых работ в первую очерет связано с увеличением механической скорости бурения и продолжител! ности срока службы ПРИ. Наиболее существенный вклад в теорию ра рушения горных пород шарошечными долотами внесли: М.Г. Абрамсон М.А. Александров , И.М. Бирюков , В.Д. Буткин , B.C. Владиславлев , А.; Жуковский , P.A. Иоаннесянн, М.И Кулачек , Б.Н. Кутузов , Н.И. Любимое А.М. Мустафина , Ю.Ф. Потапов , В.В. Симонов , B.C. Фёдоров , Н.И- Р цов, Р. Г. Шмидт , Л.А. Шрейнер , Р.М, Эйгелес и др. Исследованиями pi жимов рациональной отработки алмазных коронок занимались: Г.А. Бл! нов , И.А. Бурачек , И.Б. Булнаев, Р.Г. Вивинд , A.M. Владимирский;-, H.I Гарнер , Б.А. Жлобинский , O.S. Иванов , М.И. Исаев , Н.Ф. Кагарманов A.C. Карачев , Н.И. Корнилов, П.Н. Курочкин , И.А. Остроушко, И.А. Свей

иков , С.С. Сулакшин , Л.А. Шрейнер , P.M. Эйгелес и др.; твёрдосплав-ых коронок - Л.К. Берестень , Н.В. Волков , Н.И. Корнилов , В.И. Послав-кий , М.Л. Рубинштейн , B.C. Травкин , Е.Ф. Элштейн и др.

Вопросы автоматизации станков геологоразведочного бурения , оп-имизации основных показателей работы буровых станков и моделирова-

процесса разрушения горной породы получили развитие в работах : i.A. Айзуппе , В.А. Бражникова , Г.Д. Бревдо , Н.М. Бройтмана , B.C. Вла-,иславпева , Х.В. Вудса , Е.М. Галле , Р.Х. Гафиятуллина , В.А. Дегтярёва; Е.А. Козловского , М.А. Комарова , Л.Ф. Куликовского , М.Р. Мавлютова , i.A. Минина , A.B. Орлова , И.П. Петрова , A.A. Погарского , В.М. Питер-кого , Б.М. Ребрика , Н.И. Терехова , А.Е. Тропа , М.А. Фингерита и др.

Проведённый обзор показал , что вопросы создания математических юделей процесса бурения горных пород рассмотрены недостаточно , (ало используются математические модели общего вида для олтимиза-1ии показателей процесса бурения геологоразведочных скважин и синте-а систем автоматического управления буровым станком . Многообразие аойств пары «ПРИ - порода забоя скважины» неминуемо приводит к ма-ематическим моделям процесса бурения , которые до настоящего времени не проверяются на адекватность , в результате чего некоторые модели , полученные.на основе неподтверждённых гипотез , не позволяют >птимизировать процесс бурения ни по одному показателю , поскольку ;истемы уравнений, полученных с целью определения оптимальных зна-юний режимных параметров , не имеют решений . Такие математические лодели процесса бурения скважин органически непригодны для исполь-ювания . Другие математические модели непротиворечивы , имеют ре-иения систем уравнений , определяющих оптимальные значения режимах параметров, в общем виде , но при подстановке численных значений гоэффициентов аппроксимирующих функций дают нереальные значения эежимных параметров , часто выходящие за пределы их допустимых зна-1ений . Такие математические модели неточны ; они могут использоваться для оптимизации процесса бурения только после уточнения (введения дополнительных членов аппроксимирующих функций и более точно поставленных экспериментов по определению их коэффициентов).

В соответствии с изложенным в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Обоснована математическая модель вращательного бурения об-цего вида , на основе которой проведён анализ основных технико. экономических показателей процесса бурения геологоразведочных сква-кин, а также проверка моделей частного вида на адекватность и непроти-зоречивость.

2. Произведено экспериментально-теоретическое определение зави симостей показателей процесса от технологических параметров и времени бурения , а также исследование влияния механической скорости нг другие показатели .

3. Исследовано отрицательное влияние дрейфа экстремума механической скорости на другие показатели процесса бурения геологоразведочных скважин .

4. Разработаны модели и средства оптимизации основных показате лей процесса бурения при отработке различных типов породоразрушаю-щего инструмента в режиме постоянных и переменных во времени значе ний осевого усилия на забой и угловой скорости вращения бурильной ко лонны .

Экспериментальное определение характеристик бурового станкг проводилось в лабораториях кафедры техники и технологии разведочногс бурения УГГГА и в производственных условиях геологоразведочных партий . Одним из основных показателей процесса бурения геологоразведочных скважин , существенно влияющих на другие показатели , являете? механическая скорость бурения . В работе показано , что этот показатель необходимо рассматривать как функцию режимных параметров , текущего времени и свойств пары буровой инструмент - порода забоя скважины .

В качестве режимных параметров при вращательном бурении геологоразведочных скважин следует принимать осевое усилие на забой Р , угловую скорость вращения со ПРИ и количество промывочной жидкости Q свойства пары буровой инструмент - порода забоя скважины определяются коэффициентами ct¡ аппроксимации функции механической скоростс бурения V , крепостью , абразивностью и трещиноватостью буримых пород; при отработке затупляющегося ПРИ механическая скорость уменьшается с течением времени , причём скорость её падения существенные образом зависит от коэффициента износа к , являющегося функцией режимных параметров и абразивных свойств пород .

Экспериментальным определением зависимости механической скорости от осевого усилия V(P) и угловой скорости вращения V(co) занимались многие исследователи , однако до настоящего времени вопрос окончательно не решён даже о характере этих зависимостей , т.е. о налич^ или отсутствии экстремума механической скорости бурения от режимны> параметров . Что касается зависимости механической скорости от осевогс усилия , то часть исследователей допускает возможность её экстремального характера ; в отношении зависимости V(co) большинство склоняется к отрицанию наличия у неё экстремума при отработке алмазного ПРИ .

На рис. 1 представлены графики зависимости механической скорости от осевого усилия при бурении андезитов алмазной коронкой типг

ЧАЗвбОКЗО диаметром 59 мм в условиях Степной экспедиции . Как видно з этих графиков , при угловой скорости вращения со = 32рад/с и осевом силии 7 кН был достигнут максимум механической скорости , при буре-ии с со =52рад/с максимум скорости не был достигнут.

Г рафики зависимости механической скорости при бурении в тех же словиях , что и для рис. 1 , от угловой скорости вращения представлены а рис. 2 ; экстремум механической скорости , если он и существует , выражен очень слабо . Однако , если из начала координат (V , а) провести асательную к графику У(со) , то точка касания (если она не совпадает с ¡ачалом координат) соответствует максимуму проходки на 1 оборот ПРИ . 1редставленные графики характеризуют изменения механической скоро-ти при поочередном резком изменении режимных параметров. Для на-пядного представления зависимости \/(Р , ю) при плавном изменении ре-<имных параметров удобно воспользоваться линиями равных уровней механической скорости бурения , (рис. 3) . Как видно из графиков рис. 3 , ¡ависимость \/(Р , со) отображается выпуклой гиперповерхностью ; при щновременном увеличении Р'и в механическая скорость возрастает с 'бывающим темпом . При бурении мелких взрывных скважин шарошеч-1ым ПРИ , когда позволял уровень вибрации станка , был достигнут глобальный экстремум механической скорости бурения .

Эксперименты по определению зависимости механической скорости Зурения от режимных параметров Р и ш незатупленным ПРИ проводить при бурении взрывных скважин шарошечными долотами , а также 1ри бурении твёрдосплавными и алмазными коронками геологоразведочных скважин станками , оборудованными плавнорегулируемым приводом та системе АВК , Г-Д и ТП-Д с использованием статических самонастраи-зающихся систем регулирования процесса бурения на постоянство мощ--юсти двигателя вращателя . В результате экспериментов получены зави-:имости , имеющие условные экстремумы механической скорости бурения при различных значениях установок мощности ; некоторые из них 1мели и глобальный экстремум.

Поскольку до настоящего времени нет общепризнанного мнения о <арактере аналитической зависимости механической скорости бурения от технологических параметров и текущего времени , предлагается использование математических моделей общего вида с целью получения результатов , не зависящих от характера аппроксимирующих функций . Результаты оптимизации процесса бурения с применением математической модели общего вида можно использовать для проверки частных математических моделей на адекватность и непротиворечивость .

У,м/ч I 1,51

1,01

0,5

I I I I I \Сй=52

I ! I I |

/ \ \ \ \С0=32

I / > | / У I/ /

0 2 4 6 8 10 Р, кН

Рис.1. Зависимость скорости бурения от осевого усилия Р

Рис.2. Зависимость скорости бурения от угловой скорости вращения ©

а)

со,

ОВД

30 ------------

О 2 4 6 8 10 Р, кН

Рис. 3. Графики: «) линий равных механических скоростей бурения; б) зависимости механической скорости от осевого усилия; Р\ - усилие, обеспечивающее максимум проходки на ПРИ; Рг- минимум стоимости 1м. проходки; Р1- максимум рейсовой скорости; Р< - максимум механической скорости

В работе предложено использовать математическую модель пр цесса бурения общего вида:

h = V04> = V0(P,o),Q,ai)- Ч(Р,а>&,К,ап&АУ, V = V0<p = V0(P,o,Q,ai)-<p{P,<v,Q,K,an/3i,t); I (О K=K{P,G>,p.y,

с1Ч> <р = —— -

dt

где h -текущее значение проходки, Vo -механическая скорость бур ния незатупленным ПРИ ; V[f -функция износа ; Р , со , Q -параметры, х рактеризующие режим бурения (осевое усилие , угловая скорость вращ ния ПРИ , количество промывочной жидкости соответственно ) ; t -врек

бурения ; V -текущая скорость бурения ; а, , Р, -коэффициенты , характ

ризующие пару ПРИ - порода забоя скважины ; ф -интенсивность функщ износа , К -коэффициент'износа .

Если в математическую модель процесса бурения общего вида дг данного способа бурения определённым типом ПРИ подставить конкре

ную характеристику объекта V0( Р , а , Q , а,) и ф( P., a ,Q , К , а,, Р,, t то будет получена модель частного вида , которую можно использова" для определения оптимальных (по тому или иному показателю) значен!» технологических параметров . Основными критериями оптимальное процесса бурения геологоразведочных скважин являются следующие максимум механической и рейсовой скоростей бурения , минимум сто мости проходки одного метра скважины , максимум проходки на один об рот ПРИ, минимум удельного расхода энергии и истирающих материале максимум проходки на ПРИ , минимум времени бурения скважины , м нимум затрат на бурение скважины .

В предлагаемой работе подробно исследованы критерии максимуг-проходки на ПРИ , рейсовой скорости бурения и проходки на один обор( ПРИ , а также минимума стоимости проходки одного метра скважины , к торый наиболее полно характеризует эффективность процесса бурен1 как с технической , так и с экономической точек зрения .

В работе , в качестве целевой функции принят минимум стоимос! проходки одного метра скважины : q=min .

Взаимосвязи между основными показателями процесса бурень представлены следующими уравнениями : ^

д = с-у;1+спк-

(2)

= ; (3) к = • ¥ ; (4)

5 = 2л- • К0 ■ р • ¿у"' . (5)

Из выражения ( 2 ) ... ( 5 ) получены зависимости показателей провеса бурения для данного типа ПРИ и способа бурения ;

например , при колонковом бурении самозатачивающимся ПРИ :

длина колонкового набора; (в)

при бескерновом бурении :

' Ур=Ьр-« + (1Г ; (7)

/7 = - Г ; (8)

Т = А-Р-а-а-Р ; (9)

где р - стоимость проходки одного метра скважины ; С - стоимость здного часа работы бурового станка ; С„ - стоимость ПРИ ; \/р - рейсовая жорость ; Ьр - проходка за рейс ; 11 - время вспомогательных операций; Г - время отработки ПРИ . 5- проходка на один оборот ПРИ. \

Если в уравнения (2),(3),(4),(5) подставить выражения иеханической скорости и функции износа (время отработки ПРИ) как функции технологических параметров и времени чистого бурения , то Зудет получена математическая модель процесса бурения частного вида.

На основании математической модели общего вида и необходимых условий экстремума основных показателей процесса бурения получено /равнение оптимали

д¥0 аТ дУ0 дЧ?

—2---гг—2---. по)

дР дсо дсо дР Уравнение оптимали выражает необходимые условия экстремума , это означает , что в плоскости режимных параметров Р и со существует пиния , каждая точка которой отвечает локальнооптимальному значению тюбого показателя процесса бурения (кроме проходки на 1 оборот ПРИ), чекоторые точки отвечают глобальнооптимальным значениям того или /1НОГО показателя . Кроме того , по линии , описываемой уравнением оптимали , происходит дрейф статической характеристики объекта в процессе отработки затупляющегося ПРИ , вызванный его износом . Если в

плоскости режимных параметров Р и со уравнение ( 10 ) не выражает ы какой кривой, то это означает , что отсутствуют не только глобальноопп мальные , но и локальнооптимальные значения режимных параметров п любому показателю процесса бурения , т.е. принятая частная матемап ческая модель процесса бурения является неадекватной и не позаоляе оптимизировать ни один из показателей процесса бурения . Таким обр; зом , уравнение ( 10 ) может служить критерием непротиворечивости м; тематической модели процесса бурения частного вида .

Практическое значение уравнения оптимали заключается в том , чт оно позволяет простым способом находить координаты всех оптимальнь режимов . Уравнение ( 10 ) выражает только необходимое условие экс тремума . Используя математическую модель процесса бурения общег вида, получены достаточные условия экстремума некоторых показателе Установлено , что при отработке затупляющегося ПРИ достаточным ус лозием экстремума стоимости проходки 1 метра скважины и рейсово скорости является соотношение с!\/ / сК <0 , т.е. в этом случае всегд имеет место максимум рейсовой скорости и минимум стоимости проходк 1 метра скважины . Для самозатачивающегося ПРИ достаточный призна экстремума проходки на 1 оборот совпадает с достаточным признак экстремума механической скорости бурения , т.е. для того . чтобы прохо£ ка на оборот ПРИ имела экстремум , достаточно , чтобы механическа скорость бурения в функции режимных параметров также имела экстре мум . Таким образом , очевидно решающее влияние механической скорс сти на другие показатели процесса бурения геологоразведочных скважи

Полученные результаты использовались для проверки существук щих математических моделей на адекватность и непротиворечивость пр выборе частных математических моделей , пригодных для оптимизаци процесса бурения геологоразведочных скважин . Кроме того , в работ проведены исследования по выявлению условий , обеспечивающих экс тремум того или иного показателя процесса бурения . В результате был установлено , что такими условиями являются ограничения , накладь ваемые на буровой станок , колонну бурильных труб и ПРИ . На пример введённого понятия идеального ПРИ , на который не накладывается никг ких ограничений , показано , что их отсутствие не позволяет оптимизирс вать процесс бурения ни по одному известному в настоящее время покг зателю эффективности работы бурового станка .

График зависимости , представленный на рис. 3 , а , хорошо аппро! симируется в области допустимых значений режимных параметров пoл^ номом вида

YS

У0 = а0 + 2ахР+ 2а2а) + 2агРй) + а4Р +а5а> . (11)

Выражение ( 11 ) достаточно точно описывает поведение механической скорости бурения в небольшом диапазоне изменения режимных параметров , однако оно не позволяет судить о том , какой из режимных параметров наиболее влияет на эффективность процесса бурения . С этой целью зависимость ( 11 ) следует представить в относительных единицах

,2

Уо = ах Р+ аг (0+ а3 а4 Р +а5а>г . (12)

Переход от (11 ) к (12 ) производится по формулам :

Р Ш

Ув дР

ЛА.?Ь..„ _i.fi.fio.

{£■> — « \Л.л — , Сл* ■— « « ССс — . .

2 Уд- да У6 дР-дй) 2 У5дРг 2 У5 дот

где Рб , С0б - базовые значения режимных параметров .

О степени влияния режимного параметра на механическую скорость бурения можно судить по величине коэффициентов сц и аг . Как показал анализ коэффициентов си и аг , их величина зависит от выбора базовых значений режимных параметров (точки аппроксимации) . Для определения, какой режимный параметр наиболее влияет на механическую скорость бурения в данной точке , необходимо функцию ( 11 ) разложить в ряд ( 12 ) в окрестности заданной точки и сравнить коэффициенты си и аг

Оказалось , что уравнению оптимали соответствует равенство си = аг ; таким образом , линию оптимали можно рассматривать как совокупность точек , в которых влияние параметров Р и со на механическую скорость бурения одинаково , т.е. бурение в режимах , координаты которых принадлежат оптимали , всегда рационально , т.к. при этом выполняется оптимальное соотношение между осевым усилием и угловой скоростью вращения ПРИ .

В математическую модель процесса бурения входит время бурения как независимый параметр , от которого зависит текущее значение проходки и механической скорости бурения при отработке затупляющегося ПРИ . Относительно этой зависимости до настоящего времени отсутствует общепризнанная точка зрения . Однако ещё P.A. Бадалов выдвинул гипотезу о том , что изменение механической скорости во времени пропор • ционально текущему значению скорости в степени п . Такой подход ока -

зался весьма плодотворен , поскольку , задаваясь различными значени? ми п , можно получить практически все функциональные зависимости V( используемые в настоящее время (независимые от времени , линейные экспоненциальные и гиперболические).

На основании экспериментальных исследований и результатов обрг ботки материалов , полученных другими исследователями , установленс что показатель степени п может принимать любые значения от 0 до 4 зависимости от свойств бурового инструмента и породы забоя скважины Зависимость , предложенная P.A. Бадаловым , имеет вид

, (13)

где V0 - механическая скорость бурения незатупленным ПРИ ; К - поете янное по P.A. Бадалову число , п - показатель степени .

Величина К используется в математической модели процесса буре ния как коэффициент износа , являющийся функцией режимных парамет ров Р и со . Варьируя величинами п , V0 и К , можно любую кривую н плоскости представить функцией ( 13 ) с достаточной для практики степе нью точности . Однако , если рассматривать коэффициент износа К кг постоянное число, то в процессе бурения отсутствует дрейф характера стики бурового станка V(P, <о , Q , К , t), вызванный износом ПРИи нг личие которого подтверждено экспериментальными исследованиями .

Уравнению ( 13 ) соответствует зависимость текущего значения прс ходки

m

или

y-i.n-7) К0

(\ + K{n-\)v;r

п-2 -Н'л-1

Щп~2)Г

m = rß-V^p).{Kß)-x , ß=n-2.

(14)

(15)

Выражения (11),(13)и(14) являются математической моделы процесса бурения частного вида , которая может служить основой дл оптимизации того или иного показателя процесса бурения , поскольку он адекватна . Действительно , подставляя выражение ( 14 ) в уравнение ог тимали ( 10 ) , после простых преобразований получим уравнение опт!' мали частного вида

дУй дК_=дУ± дК_ дР до)~ дсо дР

Если далее предположить , что коэффициент износа в равной степени зависит от режимных параметров Р и со , т.е. К= А"1 Р со , то выражение оптимали с учётом зависимости (11 ) принимает вид

а^Р1 +- а1Р=а5а>2 +аг(0.

Очевидно , что полученное уравнение оптимали частного вида не зависит от времени чистого бурения и в плоскости режимных параметров Р и со изображает некоторую кривую (гиперболу) , на которой расположены локальноолтимальные (по механической скорости бурения , рейсовой скорости , стоимости проходки 1 метра скважины , по проходке на ПРИ) значения режимных параметров . Таким образом , математическая модель частного вида (11 ) , ( 13 ) адекватна и может быть использована для оптимизации процесса бурения глубоких скважин.

На основании полученного критерия автором проверена большая часть предложенных ранее математических моделей на непротиворечивость ; оказалось , что некоторые из них не могут быть использованы для оптимизации процесса бурения глубоких скважин .

Если в общей математической модели процесса бурения принять коэффициент износа , равный 0 , то будет получена математическая модель процесса бурения самозатачивающимся породоразрушающим инструментом ; в полученном при этом уравнении оптимали роль функции износа будет выполнять время отработки ПРИ .

Математическая модель процесса бурения общего вида использовалась для оптимизации процесса проходки глубоких скважин затупляющимся и самозатачивающимся породоразрушающим инструментом . Произведён анализ основных показателей процесса бурения геологоразведочных скважин : механической и рейсовой скорости бурения , стоимости 1 метра скважины , проходки на 1 оборот ПРИ , затрат электроэнергии и истирающих материалов на 1 метр скважины и проходки на ПРИ . Анализ конкретного показателя обычно производился в общем виде , т.е. без использования выражений типа ( 11 ) и ( 13 ) , до момента установления факта принадлежности локальнооптимальных значений этого показателя уравнению оптимали , после чего использовались математические модели частного вида и находились зависимости оптимальных значений режимных параметров от коэффициентов модели , и в заключение приводился числовой пример . Найденные числовые значения режимных параметров чаще всего входили в зону их допустимых значений , что говорит о достаточной точности аппроксимирующих функций . Полученные при этом уравнения оптимали имели вид функциональной зависимости Р(Р , со)=0 , что свидетельствует о непротиворечивости используемых математических моделей.

Анализ показателей процесса бурения в общем виде позволил установить факт совпадения (или несовпадения) режимных параметров , оптимальных по разным показателям процесса бурения . Например , при колонковом бурении самозатачивающимся ПРИ максимумы рейсовой и механической скорости бурения совпадают , если же процесс бурения ведётся сплошным забоем , то такого соответствия не наблюдается . При исследовании бескернового бурения глубоких скважин самозатачивающимся ПРИ рядом авторов 1 было отмечено , что на графике зависимости У(Р) оптимальные значения осевого усилия располагаются следующим образом." максимуму проходки отвечает меньшее значение осевого усилия , минимум стоимости 1 метра скважины обеспечивался при большем значении осевого усилия , при дальнейшем увеличении Р достигался максимум рейсовой скорости и , наконец , при наибольшем усилии - максимум механической скорости бурения , т.е. оптимумы проходки на ПРИ и механической скорости бурения соответствуют "крайним" режимам , остальные оптимумы располагаются внутри этого диапазона изменения усилия . В предлагаемой работе эта закономерность была обоснована теоретически для общего случая при допущении , что с увеличением режимных параметров Р и со увеличивается также интенсивность износа ПРИ , т.е. сокращается срок его службы .

Если обозначить через 2 показатель процесса бурения , а через у -режимный параметр , то необходимые условия экстремумов перечисленных показателей процесса бурения для случая отработки самозатачивающегося ПРИ имеют вид:

дТ

■Т^~;1 = 0,1,2,У, К = 1,2 , (16)

Ък]

где (- число показателей процесса ; к - число режимных параметров ; • механическая скорость бурения ; - рейсовая скорость ; Ъг - стоимость проходки 1 метра скважины ; - проходка на ПРИ ; - осевое усилие ; у2 - угловая скорость вращения ПРИ ; у о - 0 ; у-| = ^ (Т + )"1 ; уг = 12 (Т + 12)"' Уз = 1 ; I, = ^с ; Х2 = 1вс + ^ ; ис - время вспомогательных операций ; Т -время отработки ПРИ ; с - стоимость 1 часа работы бурового станка (без стоимости ПРИ). Очевидно , что выполняется условие :

П<У\ <Уг<Уз ■

Из анализа полученных выражений можно сделать следующие выводы . Если предположить , что интенсивность физического износа с ростом

г

1 Козловский Е.А. , Питерский В.М. , МурашевС.Ф., Автоматизация управления геологоразведочных работ . - М. : Недра , 1991 . - 196 с.

>ежимных параметров увеличивается , т.е. ЭТ/Эук < 0 , то все множители 1евой части выражения ( 16 ) положительны , и чем больше коэффициент 'i, тем больше значение 3Vo/5yk и тем более точка искомого экстремума удалена от максимума механической скорости бурения , что и определяет указанное расположение оптимальных значений режимных параметров , [см. рис. 3) .

Очевидно , что бурение при режимных параметрах , превышающих оптимальные по механической скорости , нерационально , поскольку при этом увеличивается интенсивность линейного износа , сокращается время отработки ПРИ и уменьшается механическая скорость бурения , что влечёт ухудшение всех показателей работы бурового станка . Бурение при технологических параметрах , меньших оптимальных по проходке на ПРИ, ведёт к резкому снижению механической скорости бурения , увеличению времени отработки ПРИ и как следствие вышесказанного - к снижению основных технико-экономических показателей процесса бурения . Кроме того , технологические параметры , оптимальные по механической скорости и проходке на ПРИ , могут быть недостижимы из-за ограничений по прочности и технологии отработки алмазного ПРИ .

В результате исследований показателей процесса бурения затупляющимся ПРИ на экстремум от текущего времени получены зависимости оптимальных значений рейсовой скорости бурения , стоимости проходки одного метра скважины и времени бурени: V =v(t V (17)

у р max r opt I )' х '

= C-V-'{t ,)• • а»)

Члш У* ' у ор, 2 ) >

КО-г "1 (О ='<**«+'.; (19)

h(f )-v-l(t )=t +t (20)

" v opt 2 1 У v opt 2 ) ' opt 2 ^ ' 2 >

где Vpmax - максимальное значение рейсовой скорости ;

qmin - минимум стоимости проходки 1 метра скважины ;

topti - время , оптимальное по рейсовой скорости ;

t0pt2 - время , оптимальное по стоимости проходки 1 метра

скважины ;

Сп - стоимость ПРИ ; t0= СПС"1 - время , за которое стоимость проката бурового станка сравнивается со стоимостью ПРИ.

Если в (19) и (20) подставить зависимость (13) , то в результате чаще всего будут получены трансцендентные уравнения, для решения которых необходимо применять итерационные методы. Разработана методика ,

позволяющая решать уравнения без использования итерации , чт( сокращает объём вычислений .

Выражения ( 17 )-( 20 ) получены в общем виде для любой функцио нальной зависимости механической скорости от времени , кром< V(t)=const, и могут быть использованы для создания систем оптимизацт процесса бурения по рейсовой скорости или стоимости проходки 1 метрг скважины . С этой целью необходимо осуществлять контроль текущие значений t , V(t) и h(t) , по которым непрерывно вычислять реальные зна чения V и q и сравнивать их с полученными по формулам ( 17 ) и ( 18 ) Когда реальное и вычисленное значения показателя процесса бурениу будут одинаковы , наступает момент подъёма ПРИ на поверхность длу его замены , поскольку значение контролируемого параметра достиглс экстремума .

В процессе отработки затупляющегося ПРИ происходит регулярный дрейф статической характеристики объекта V (Р , со , Q , оц , t). Это означает , что максимум механической скорости бурения с течением времени изменяет свои координаты в плоскости режимных параметров Р и со (горизонтальный дрейф), и , кроме того , изменяется само значение V (вертикальный дрейф). В работе показано , что регулярный дрейф механической скорости для любого показателя степени п в выражении ( 13 ) происходит по уравнению оптимали из точки , соответствующей максимуму скорости бурения незатупленным ПРИ в сторону уменьшения режимных параметров.

Исследования показали , что в процессе отработки затупляющегося ПРИ максимум проходки на 1 оборот также дрейфует в плоскости режимных параметров Р и со по мере износа ПРИ ; траектория дрейфа этого показателя не совпадает с линией , определяемой уравнением оптимали , и зависит от показателя степени п уравнения (13 ). Установлено , что если коэффициент износа является величиной , не зависящей от параметров отработки ПРИ , то отсутствует горизонтальный дрейф максимума механической скорости и проходки на 1 оборот ПРИ ; если же коэффициент износа равен нулю (бурение ведётся самозатачивающимся ПРИ) , то отсутствует также и вертикальный дрейф характеристики объекта и проходки на 1 оборот . Таким образом , причиной регулярного дрейфа является износ ПРИ . В связи с этим возникает вариант отработки ПРИ в режиме переменных значений технологических параметров . Ещё B.C. Федоров указывал на один из возможных законов управления процессом бурения при переменной (уменьшающейся с течением времени) нагрузке на ПРИ.

Разработанные методики вычисления оптимальных (по какому-то показателю) значений технологических параметров в процессе отработки как самозатачивающегося , так и. затупляющегося ПРИ опирались на экс-

периментальные зависимости основных показателей процесса бурения от технологических параметров и текущего времени . Определение этих зависимостей производилось в несколько этапов .

На первом этапе устанавливалась зависимость механической скорости бурения незатупленным ПРИ V0(P, со , <Х| ) , которая аппроксимировалась полиномом ( 11 ) . Для самозатачивающегося, ПРИ на втором этапе определялась интенсивность линейного износа (для конкретных пород) , которая однозначно связана с моторесурсом , временем отработки и допустимым износом ПРИ .

Третий этап определения статических характеристик объекта используется только для затупляющегося ПРИ . В качестве аппроксимирующей функции механической скорости бурения от времени принята зависимость ( 13 ) ,'в которой коэффициент износа К является функцией технологических параметров Р и со . Исследователи обычно априори задаются экспоненциальной или гиперболической зависимостью V(t) , что соответствует показателю степени п =1 и п=2 в формуле ( 13 ) . В работе предложено первоначально методом наименьших квадратов определить характер зависимости (степень п) , а затем её остальные параметры , что значительно уточняет аппроксимацию , поскольку показатель степени п может принимать все значения в диапазоне 0<п<4 .

Как видно из рис. 3 , технологические параметры , оптимальные по разным показателям процесса бурения , не совпадают . Из этого можно сделать вывод о том , что не существует такого режима бурения , при котором все показатели эффективности имеют наилучшее значение . Отсюда также следует , что нет показателя , который совокупно оценивает эффективность процесса бурения геологоразведочных скважин . Например , при отработке самозатачивающегося ПРИ технологические параметры , оптимальные по проходке на один оборот , определяются из выражений

D ai+a3'Ö>oP,S

Г = --- • /71

oprö > w opt 5

i

a0a4 -а,2

и не принадлежат оптимали , а по проходке на ПРИ

а2+ /и-а1 у а0а4 - а[ и принадлежат оптимали .

Впервые получены достаточные условия экстремума показателей проходки на 1 оборот , рейсовой скорости , стоимости 1 метра скважины и проходки на ПРИ при отработке самозатачивающегося ПРИ . Достаточные условия максимума проходки на 1 оборот были получены для самого

общего случая , т.е. для любого вида зависимости механической скорост от режимных параметров , они совпадают с достаточными условиями экс тремума механической скорости бурения . Таким образом , для того , чтс бы проходка на 1 оборот ПРИ имела экстремум , достаточно , чтобы ме ханическая скорость бурения также имела экстремум . Достаточные услс вия экстремумов других показателей были получены для случая бескер нового бурения при любой зависимости механической скорости бурени от режимных параметров и времени отработки ПРИ , подчиняющегос уравнению ( 9 ). Они имеют вид

¡гг.

СУГ

дг2.

Зу]

саг

-[Щ

\°У\СУ: } /?(/?-!) Р

д% а {а - I) дР2

■г,

со

7-Х

аР

дРдсо

(21)

>0.

■V

Если а = 1 и (3 = 1 , то выражение ( 21 ) принимае

г2к, 52к

о

дР: дсо2

с'Ур У, V ? 0 ; (22)

дР ■ дсо а, ;

V

а,- = Р со V' -- сопротивляемость породы разрушению .

Анализ выражений (21 ) и ( 22 ) показывает , что первая часть выра жения ( 21 ) больше соответствующей части выражения ( 22 ) ; вторые части выражений (21 ) и ( 22 ) на два порядка меньше их первых частей Чем больше значение у, , тем более жестки достаточные условия экстре мума; наибольшее значение у3 = 1 (для проходки на ПРИ).

Из выражений (21 ) и ( 22 ) следует вывод : если механическая скорость не имеет экстремума , то процесс бурения нельзя оптимизировать ни по одному показателю ; если же проходка на ПРИ имеет экстремум , тс процесс можно оптимизировать по любому его показателю .

Предположим , что на процесс бурения самозатачивающимся ПРИ не наложено ограничение по износу (времени отработки), а достаточные условия экстремума механической скорости бурения выполняются , тогда

^ = 0 =» 2^ = 0 .

дУк дук

т.е. управление по максимуму механической скорости в данном случае обеспечивает экстремум всех других показателей процесса бурения .

Были получены достаточные условия экстремума также и для колонкового бурения самозатачивающимся ПРИ ; они имеют вид ( 21 ) , но менее строги (поскольку при колонковом бурении имеется дополнительное ограничение по длине колонкового набора) , чем для бескернового , и отличаются от ( 21 ) только величиной коэффициентов у,. Таким образом , очевидно решающее влияние механической скорости на другие показатели процесса бурения геологоразведочных скважин .

Анализ оптимальных значений режимных параметров , полученных при отработке самозатачивающегося ПРИ , показывает , что режимные параметры , отвечающие максимуму механической скорости бурения и максимуму проходки на ПРИ , являются крайними в диапазоне изменения Р и со ; остальные оптимальные режимы заключены внутри этого диапазона .

Анализ различных критериев оптимизации процесса бурения самозатачивающимся ПРИ позволил сделать вывод , что показатель стоимости проходки 1 метра скважины наиболее полно оценивает эффективность разрушения горной породы , поскольку он обеспечивает высокие значения также и других показателей (рейсовой скорости и проходки на ПРИ) , и , что весьма важно его минимум всегда обеспечивается в рабочем диапазоне режимных параметров Р и со .

Разработанная методика определения режимных параметров , оптимальных по тому или иному показателю процесса бурения , основанная на вычислении значений этих показателей в точках , принадлежащих оп-тимали , позволяет существенно сократить объём вычислений .

В работе приведены экспериментальные и теоретические исследования по отработке затупляющегося ПРИ , к которому относят твёрдосплав-ные коронки и шарошечные долота с выфрезерованными зубьями . По мере отработки такого ПРИ механическая скорость бурения уменьшается что приводит к вертикальному (по величине скорости бурения) и горизонтальному (в плоскости режимных параметров Р и со) дрейфу статической характеристики объекта .

Показано , что износ вооружения затупляющегося ПРИ является причиной дрейфа максимума скорости , который происходит по уравнению оптимали . Для случая , когда коэффициент износа не зависит от технологических параметров , отсутствует горизонтальный дрейф скорости бурения ; уравнение оптимали не зависит от показателя степени п .

Таким образом , под влиянием износа вооружения ПРИ максимум механической скорости с течением времени совершает движение в плоскости режимных параметров Р и со , описывая кривую , названную оптйма-лью . Координаты точек максимума скорости в функции времени могут быть определены из системы уравнений :

дУ0 дР дУп

- I - У „

дК дР дК

= О

= О

да д со

Определено также направление дрейфа статической характеристики объекта . Из полученной системы следует уравнение оптимали , которое не зависит от текущего времени и показателя степени уравнения ( 13 ).

Исследование критериев оптимальности процесса бурения при отработке затупляющегося ПРИ сопряжено со значительными математическими трудностями , обусловленными появлением третьей (кроме Р и со] независимой переменной - времени чистого бурения 1 и наложением еще одного ограничения - по износу вооружения . Кроме того , необходимые условия экстремума по времени для проходки на ПРИ не всегда выполняются . Необходимые условия экстремума проходки на ПРИ по времен!/ бурения выполняются в случае , когда показатель степени п<1 ; максиму«/ проходки имеет место при \/(1) = 0,1 = \/0,'"Ки (1 - п)'1 , -и равен Ьтах = \/02"п К-1 (2 - п)'1 .

Впервые получено достаточное условие экстремума проходки при отработке затупляющегося ПРИ для случая , когда необходимое условие экстремума по времени чистого бурения выполняется ( 0< п <1 ):

а-р

дР-дсо (2 -п)2-ау

>0

д% | а(2-п-а) аЛ Го2К0 < #2-«-/?) р] Г д% дР2 (2-п)2 ■ а,. Р\ [да2 (2-я)2-а,, со

В случае , когда п>=1 , максимум проходки на ПРИ обеспечиваете! только при наложении дополнительного ограничения по величине физи ческого износа (по времени отработки ПРИ).

Единственным показателем , оптимальные значения режимных пара метров которого не принадлежат уравнению оптимали , является проход ка на 1 оборот бурового инструмента . Это объясняется физическм смыслом уравнения оптимали , который заключается в том , что в каждо! точке оптимали влияние осевого усилия Р и угловой скорости вращения с на эффективность разрушения породы одинаково , т.е. а1= аг в выраже нии (12), а зависимость проходки на 1 оборот ПРИ ( 5 ) не симметричн; относительно осевого усилия и угловой скорости вращения .

Дрейф максимума проходки на 1 оборот ПРИ в плоскости режимны параметров Р и со описывается уравнением

£1

(О-

дсо

ЁИ

дР

или <34 ■(2-п+])-Рг+2-си-п-Р-0)-а5 ■й)2+2-а] =0 . (24)

В случае , когда а4 < 0 и а5 < 0 , дискриминант квадратичной формы отрицателен : - а< а5 (2л + 1) - (а3 л)2 < 0 , т.е. выражение ( 24 ) в плоскости режимных параметров Р и со изображает гиперболу . Очевидно, что показатель степени п влияет на график зависимости ( 24 ) , в то время как уравнение оптимали не зависит от него .

Оптимизация процесса бурения при отработке самозатачивающегося ПРИ осуществляется по двум независимым режимным параметрам : осевому усилию на забой скважины Р и угловой скорости вращения со , поскольку, как видно из ( 2 )...( 9 ), время отсутствует в выражении основных показателей , а на процесс бурения наложено ограничение по износу (времени отработки ПРИ) . По известной характеристике объекта , уравнению оптимали , зависимости времени отработки от технологических параметров и с учетом стоимости инструмента и 1 часа работы станка для каждой точки , принадлежащей оптимали , вычисляются значения показателей процесса бурения : (Р| , со,); "Л (Р), соО ; (Р1 , «¡) ; Ь; (Р;, соО . За начальную точку следует принять режим , соответствующий максимуму механической скорости бурения , который определяется по характеристике объекта и необходимым условиям экстремума . Затем осевому усилию придаётся некоторое отрицательное приращение ДР , и для нового значения осевого усилия по выражению оптимали определяется соответствующее значение угловой скорости . Для новой пары значений режимных параметров определяются значения показателей процесса бурения и так далее . Из полученных величин показателей процесса бурения выбираются их оптимальные значения ; для уточнения решения можно уменьшить шаг приращения осевого усилия вблизи предполагаемого экстремума показателя . Предложенная методика определения режимных параметров , оптимальных по тому или иному показателю процесса бурения , проста , эффективна и отличается небольшим объёмом вычислений .

Оптимизация процесса бурения глубоких скважин при отработке затупляющегося ПРИ может быть произведена при постоянных и переменных значениях режимных параметров . Рассмотрим 1 способ ': оптимизацию производим по 3 независимым переменным (осевому, усилию Р , угловой скорости со и времени бурения ^ классическим методом . Максимум механической скорости дрейфует по уравнению оптимали ( 10 ) ; время перехода из одной точки в другую определяется из уравнения ( 23 ) . Необходимые условия экстремума других показателей определяются из системы уравнений:

аг,.

~ 0 ; 1=1,2,3 ; К =1,2,3 (25)

Уз = I - время чистого бурения ; остальные обозначения соответствуют выражению ( 16 ).

Показано , что все корни системы ( 25 ) принадлежат олтимали ; решения третьих уравнений системы ( 25 ) описываются выражениями ( 19 ) и (20), которые чаще всего являются трансцендентными . Оптимизацию процесса бурения можно производить следующим образом . Для каждой точки оптимали итерационным методом определяется оптимальное время отработки ПРИ и значение показателя 1, ^ , со;, Ъ) , которое будет иметь локально оптимальные значение . Методом перебора точек определяется глобально оптимальное значение каждого показателя . Недостаток метода- значительный объём вычислений , связанный с решением трансцендентных уравнений методом итерации . Предлагается другой метод решения систем уравнений ( 25 ) , исключающий итерационный процесс.

Метод заключается в следующем . Для каждой точки оптимали вычисляется кратность механической скорости бурения :

К, , . . дК ГдК

' Уы " дР {.дР ) { '

где гП( - кратность механической скорости на ¡-м участке ;

Уо1 - начальная скорость бурения незатупленным ПРИ ; \/и - конечная скорость бурения на ¡-м участке ; . п - показатель степени ; N=1,2.

Затем , если показатель степени ип^2, полученное значение т, подставляется в выражение

= 0 . (27)

В случае , когда п = 1должно выполняться равенство

т,-[пт;-{1 + Кг1„) = 0 , (28)

когда п = 2 , требуется выполнение равенства

т> ~~ т: • ~ 0 - • /д, • У01) = 0 . (29)

■ Для каждого значения показателя п должно выполняться одно из равенств - ( 27 ) , ( 28 ) или ( 29 ) . Если соответствующее заданному значению п равенство не соблюдается , то берется следующая точка , принадлежащая оптимали , и определяются значения ; ; 5К/дР ; дУо/дР ; и т,+1 , и затем снова проверяется одно из равенств - ( 27 ) , ( 28 ) или (29)- и так далее до тех пор , пока условие не будет выполнено с доста-

точной точностью . Предложенная методика намного сокращает объем вычислений и может быть использована для анализа влияния различных параметров на оптимальные-значения показателей процесса бурения .

Второй способ оптимизации процесса бурения глубоких скважин затупляющимся ПРИ основан на слежении за дрейфом статической характеристики объекта , поэтому для его осуществления первоначально необходимо определить направление дрейфа .

С этой целью из системы ( 23 ) определяется время чистого бурения :

В момент начала бурения , когда время равно нулю , система ( 30 ) принимает вид : oVo/SP = 0; 5\V3co = 0 , т.е. дрейф максимума механической скорости начинается из точки характеристики , соответствующей максимуму скорости бурения незатупленным ПРИ . Предположим , что с увеличением значений режимных параметров интенсивность износа ПРИ увеличивается , т.е. ЭК/оР > 0 , тогда все сомножители выражения ( 30 ) положительны , следовательно и <3Vo/3P > 0 .

С уменьшением осевого усилия все сомножители правой части уравнения ( 30 ) увеличиваются , а время бурения возрастает . Таким образом дрейф максимума механической скорости бурения происходит в сторону уменьшения режимных параметров . Дрейф статической характеристики объекта приводит к следующему . Если оптимизировать процесс бурения затупляющимися ПРИ в режиме постоянства значений Р и со классическим методом , то в результате решения системы ( 25 ) будут получень оптимальные значения режимных параметров Рор( , a>opt и времени бурения topt , однако за это время статическая характеристика объекта сместится и максимум механической скорости перейдёт точку Рор(7 , o0ptv , т.е. какое - то время бурение производится при скорости меньше максимальной , но при режимных параметрах , больших оптимальных по механической скорости , что весьма нерационально .

Для увеличения эффективности процесса бурения затупляющемся ПРИ предлагается так изменять значения режимных параметров , чтобы ь каждый момент времени механическая скорость бурения была максимальна . С этой целью кривая , описываемая уравнением оптимали , разбивается на достаточно малые участки точками : (Р0 , со0) ; (Pi , coi)...(P/. o)¡) . Для каждой координаты по выражению ( 30 ) определяется время t, V0¡ ; k(P¡ , co¡) , текущая скорость бурения V¡ (P¡, со, , t¡) ; затем рассчитывается время работы на i-м участке At¡ и приращение проходки: Ah¡ = (Vj's-

(30)

vrp-i) K¡-1 Э'1; :Р=л-2;

2g

текущая проходка определяется как сумма , рейсовая скоросп

бурения VPi = hi(t| + tbc) и стоимость проходки 1 метра скважины .

Из полученных таким образом ряда значений Vpi и qi можно выбрал глобальнооптимальные . Для получения максимума проходки на ПРИ не обходимо полностью использовать его моторесурс , для чего следуе фиксировать сумму £Р| о^ At,; бурение продолжается до тех пор , пока ж будет выполнено условие EPi а>> At, > А , чему соответствует максимуп проходки на ПРИ .

Сравнение 2-х способов оптимизации процесса отработки затупляю щегося ПРИ показало , что бурение при переменных во времени значени ях режимных параметрах даёт лучшие результаты , чем при бурении ! режиме постоянства значений Р и со . Расчёты , проведённые для кон кретного примера , показывают , что в этом случае проходка на ПРИ уве личилась на 6.5 % , стоимость бурения 1 метра скважины снизилась н; 7.4 % , а рейсовая скорость увеличилась на 27 % . Таким образом , клас сические методы оптимизации не всегда приводят к лучшему результату .

В результате проведённых исследований разработано и испытано : производственных условиях несколько вариантов системы автоматиче ского регулирования процесса бурения . На рис.4 представлена структур ная схема системы оптимизации процесса бурения , состоящая из объек та регулирования ОР ; датчиков механической скорости бурения ДМС проходки ДП , осевого усилия ДОУ , угловой скорости вращения ДСВ счетчиков СЧИ1...СЧИЗ ; цифро-аналоговых и аналого-цифровых преоб разователей ЦАП1 , ЦАП2 и АЦП ; усилителей У1, У2 ; тиристорного пре образователя ТП для питания двигателя вращателя ДВ , регулятора осе вого усилия РОУ и гидроцилиндра подачи ГЦ ; переключателей выбор; режима ВР1 , ВР2 ; пускового устройства ПУ и программируемого микро контроллера ПК . Система управления - статическая самонастраиваю щаяся , обеспечивающая поиск и поддержание оптимальных (по основ ным показателям) значений режимных параметров в установившемся ре жиме работы (A.C. 1795529) . Система имеет переменную структуру и н; основе реакции объекта на возмущение определяет его статическую ха рактеристику , а также момент времени подъёма ПРИ на поверхность, ко гда будет полностью израсходован его моторесурс или достигнут экстре мум какого-то показателя процесса бурения .

Система функционирует циклически ; каждому циклу работы системь соответствует несколько этапов (структур) системы , т.е. система облада ет переменной структурой . Повторение цикла происходит каждый раз когда скважина переходит в породы с другими физико-механическим! свойствами , что влечёт изменение скорости бурения . Частая смена пс род вызывает частую смену характеристик объекта , в связи с чем возни

Рис. 4. Структурная схема системы оптимизации процесса бурения

кает проблема быстрого и точного измерения скорости бурения . Известно большое количество устройств для измерения мгновенного значения механической скорости бурения , однако вибрация бурильной колонны искажает полезный сигнал и не даёт возможности использовать их в цифровых системах управления . С целью повышения точности измерения механической скорости бурения её вычисляют на некотором дискретном изменении величины проходки , для чего используют в качестве датчика зубчатые диски и бесконтактные конечные выключатели . Однако из-за вибрации бурильной колонны возможны ложные срабатывания концевого выключателя , которые исключают возможность надежной работы устройства . Предложено устройство , полностью исключающее ложные срабатывания датчика механической скорости бурения (A.C. 1065587) . Предложенный датчик механической скорости бурения обладает высокой точностью , помехоустойчивостью и надёжностью . В качестве датчика осевого усилия использовался дриллометр с электрическим выходом ; в качестве датчика угловой скорости - тахогенератор , служащий датчиком скорости в контуре отрицательной обратной связи в тиристорном приводе вращателя .

При бурении скважин самозатачивающимся ПРИ цикл функционирования системы осуществляется в несколько этапов . На первом этапе производится определение коэффициентов статической характеристики объекта V0(P , Q , ш , а,) и уравнения оптимали . На втором этапе для полученного уравнения оптимали , свойств отрабатываемого ПРИ и принятого критерия оптимизации определяются оптимальные значения режимных параметров и с помощью регуляторов устанавливаются их значения . На третьем (основном) этапе работы системы бурение производится в режиме непрерывной стабилизации осевого усилия и угловой скорости вращения , кроме того . производится измерение механической скорости , текущего значения проходки и времени бурения ; одновременно фиксируется величина произведения Р" С0|р Ati , где Р| , coj - режимные параметры на i-м участке изменения свойств буримой породы ; Atj - текущее время бурения i -го слоя породы .

С переходом скважины в породу с другими свойствами изменяется механическая скорость бурения , и система снова переходит на режим первого этапа работы . После установления новых оптимальных значений режимных параметров продолжается- отсчёт суммы произведения ZP^Cü^Atj до тех пор , пока не будет выполнено условие ZPfco^Atj = А , где А - величина , характеризующая износостойкость ПРИ и внесённая в память машины до начала его отработки . Если бурение ведётся в однородной породе , то Р и со постоянны и условие принимает вид; ZAti = Т0 = АР~асс"р , где Т0 - время отработки ПРИ . С выполнением условия

ПРИ полностью отработан и подлежит подъёму на поверхность для замены , а значение оптимизируемого параметра достигает оптимального уровня .

В процессе отработки затупляющего ПРИ система оптимизации также работает с переменной структурой (в несколько этапов) , причём первый этап является общим для обоих типов ПРИ . На втором этапе проводится эксперимент по определению показателя степени , коэффициента износа и величины показателя А . В процессе отработки ПРИ на третьем этапе работы системы режимные параметры Р и со изменяются в соответствии с дрейфом статической характеристики объекта таким образом , что в каждый момент времени координаты режимов принадлежат оптимали , и производится подсчёт суммы произведений ZP¡°Cí)¡sAt¡ , где At¡ - время бурения при режимных параметрах P¡ и co¡. Кроме того, система производит измерения механической скорости бурения , текущего значения проходки и вычисляет значение оптимизируемого показателя. При увеличении механической скорости бурения , что свидетельствует о переходе скважины в породы с другими физическими свойствами , система снова переходит работать на первый этап для определения статической характеристики объекта, потом - на второй и , наконец , на третий . В результате функционирования системы происходит переход на другую оптималь , при этом сохраняется значение осевого усилия (и сумм произведения) и определяется новое значение угловой скорости вращения . Система продолжает функционировать тем же самым образом : изменяет значение режимных параметров во времени так , чтобы они принадлежали уравнению новой оптимали ; вычисляет значение суммы и оптимизируемого показателя процесса бурения до тех пор , пока эта сумма не станет равной показателю А , определённому на втором этапе . Бурение прекращается в момент , когда значение показателя достигает экстремума или сумма произведений становится равной величине А . В первом случае будет достигнут экстремум показателя , но ПРИ будет отработан не полностью ; во втором случае инструмент будет полностью отработан , в результате показатель процесса достигает не оптимального , а рационального значения .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа представляет системное исследование вращательного бурения геологоразведочных скважин с целью повышения его эффективности посредством оптимизации технологических парамет-

ров процесса . Для оценки эффективности процесса вращательного буре ния скважин использовался ряд известных критериев , предложенных . разное время , при этом какие-либо новые критерии оптимальности н предлагались.

В результате теоретических исследований предложено обобщённо математическое описание (модель общего вида) в виде зависимостей тс кущих значений проходки и механической скорости от технологически параметров и времени бурения . На основе математической модели о( щего вида получено уравнение оптимали , выражающее необходимые ус ловия экстремумов основных показателей процесса бурения различным типами ПРИ .

Предложена методика определения зависимости механической скс рости от времени бурения , позволяющая повысить точность аппроксимг ции и отказаться от ограничения , требующего целочисленности показг теля степени .

На основании экспериментальных исследований , результатов обрг ботки материалов , полученных другими авторами , а также анализа дос таточных условий максимума механической скорости бурения и проходк на один оборот ПРИ сделан вывод о наличии максимума механическо скорости бурения скважин самозатачивающимся породоразрушающи: инструментом .

Разработана система сбора и обработки экспериментальных данны для построения статической характеристики объекта в области допуск мых значений технологических параметров . Характеристики аппроксимь руются' полиномом , коэффициенты которого находятся методом на1< меньших квадратов . В процессе отработки затупляющегося ПРИ опреде ляется зависимость механической скорости от текущего времени .

Теоретически обоснован порядок взаимного расположения технолс гических параметров , оптимальных по тому или иному показателю прс цесса бурения и принадлежащих уравнению оптимали .На практике лини описываемая уравнением оптимали , представляет собой узкую облает ширина которой определяется неоднородностью буримых пород , а та1 же недостаточной точностью поддержания значений технологических пг раметров на оптимальном уровне .

Разработана карта наличия (отсутствия) экстремума основных поке зателей процесса бурения (рейсовой скорости , проходки на ПРИ , стоь мости проходки одного метра скважины и др.) , позволяющая оценит возможность реализации оптимальных режимов для конкретных услови отработки ПРИ .

Исследован регулярный дрейф статической характеристики объекта максимума проходки на один оборот ПРИ , обусловленный износом вое

ружения породоразрушающего инструмента ; разработаны программы и блок-схемы вычисления траекторий дрейфа .

Установлены необходимые и достаточные условия экстремумов основных показателей процесса бурения в общем виде как для самозатачивающегося , так и затупляющегося породоразрушающего инструмента . Выявлена связь между выполнением достаточного условия экстремума и качеством ПРИ .

Проведённые исследования позволяют сформулировать следующие выводы и результаты:

1. Предложена математическая модель вращательного бурения геологоразведочных скважин общего вида , основными элементами которой являются механическая скорость бурения незатупленным ПРИ и функция износа . Показано , что такую модель можно использовать для исследования основных показателей эффективности процесса бурения : рейсовой скорости , стоимости проходки одного метра скважины , проходки на один оборот породоразрушающего инструмента и проходки на ПРИ.

2. Исследование процесса вращательного бурения с использованием математической модели общего вида позволило :

- найти оптимальное значение угловой скорости вращения бурильной колонны , обеспечивающее максимум проходки на один оборот ПРИ;

- определить оптимальное значение стоимости проходки одного метра скважины затупляющимся ПРИ ;

- рассчитать время чистого бурения , оптимальное по рейсовой скорости и стоимости проходки одного метра скважины ;

- сформулировать достаточные условия экстремумов рейсовой скорости и стоимости проходки одного .метра скважины при отработке затупляющегося породоразрушающего инструмента .

3. Полученное уравнение оптимали в плоскости технологических параметров Р и со представляет некоторую кривую , все точки которой являются локальнооптимальными по основным показателям процесса бурения ; уравнение можно использовать для нахождения глобальноопти-мальных значений технологических параметров . По графику уравнения оптимали происходит регулярный дрейф максимума механической скорости , обусловленный износом (затуплением) вооружения ПРИ.

4. Разработана методика определения зависимости механической скорости от времени бурения , которая отличается от известных тем , что сначала вычисляется показатель степени п (характер зависимости) , а затем - все остальные её параметры , что существенно увеличивает точность аппроксимации . Кроме того , предложенная методика пригодна для случая , когда показатель степени - нецелое число .

5. Теоретически обоснован порядок взаимного расположения технологических параметров , оптимальных по тому или иному показателю процесса бурения и принадлежащих уравнению оптимали ; указаны условия , обеспечивающие данное расположение оптимальных значений технологических параметров.

6. Установлено , что условиями , позволяющими оптимизировать процесс вращательного бурения геологоразведочных скважин по тому или иному показателю , являются ограничения , наложенные на процесс отработки ПРИ . Полное отсутствие ограничений на процесс бурения (случай отработки идеального ПРИ в идеальных условиях) не позволяет оптимизировать ни один показатель процесса бурения .

7. Составлена карта наличия или отсутствия экстремумов основных показателей процесса бурения (рейсовой скорости , проходки на ПРИ , стоимости проходки одного метра скважины , удельного расхода истирающих материалов и энергии, а также проходки на один оборот породо-разрушающего инструмента) , позволяющая оценить возможность реализации оптимальных режимов бурения для конкретных условий .

8. Впервые исследован как вертикальный (по величине) , так и горизонтальный (в плоскости технологических параметров) дрейф максимума механической скорости бурения и проходки на один оборот ПРИ . Установлено , что причиной дрейфа является износ вооружения породораз-рушающего инструмента . Дрейф приводит к тому , что с течением времени координаты максимума механической скорости бурения становятся меньше технологических параметров , при которых происходит отработка ПРИ ; бурение в таком режиме весьма неэффективно . Разработаны блок-схема и программа вычисления траектории дрейфа максимума проходки на один оборот ПРИ , которая не совпадает с графиком оптимали и зависит от показателя степени л .

9. Впервые разработаны методики оптимизации процесса бурения при постоянных (для отработки самозатачивающегося ПРИ) и переменных во времени (для отработки затупляющегося ПРИ) значений технологических параметров , а также блок-схема и программа оптимизации процесса бурения затупляющимся породоразрушающим инструментом при переменных значениях технологических параметров . Использование этого способа для оптмизации рейсовой скорости позволяет увеличить её на 27% (с одновременным улучшением показателя проходки и стоимости проходки одного метра скважины).

10. Получены выражения необходимых и достаточных условий экстремумов основных показателей процесса бурения в общем виде для затупляющегося и самозатачивающегося породоразрушающего инструмента . Их анализ показал , что самые жесткие требования для выполнения достаточных условий имеет показатель проходки на ПРИ , а самые лег-

3S

ie - для механической скорости бурения ; таким образом , выполнение истаточных условий экстремума проходки на ПРИ позволяет оптимизи-эвать все остальные показатели процесса бурения . Если же не выпол-яются достаточные условия экстремума механической скорости , то про-есс бурения самозатачивающимся ПРИ невозможно оптимизировать ни о одному показателю его эффективности . Установлено наличие связи ежду достаточными условиями экстремума основных показателей про-есса бурения и качеством ПРИ , которое может быть оценено износо-тойкостью бурового инструмента , механической скоростью бурения и опротивляемостью породы разрушению .

11. На основании проведённых исследований разработаны алгорит-1Ы функционирования системы оптимального управления станком геоло-эразведочнсго бурения по различным критериям оптимальности ; синте-ирована система , имеющая переменную структуру и реализующая два акона управления :.при постоянных значениях технологических парамет-ов (для отработки самозатачивающегося ПРИ) и при переменных во ремени значениях технологических параметров (для отработки затуп-1яющегося ПРИ); изготовлен , испытан в промышленных условиях и за-дищён авторским свидетельством датчик механической скорости бурения, нечувствительный к вибрации бурильной колонны .

Расчётный экономический эффект , обусловленный внедрением оп-имальных режимов работы , использованием рационального типоразме-ta ПРИ и системы автоматического управления процессом бурения , со-¡тавляет 445 тыс. руб. .

Основные положения диссертации опубликованы в работах :

1. Влияние режимных параметров на показатели процесса при мел-оалмазном бурении / Ситников Н.Б. , Петров И.П. .Карачев A.C. Фоминых З.Г. // Изв . вузов . Горный журнал . - 1966 . - № 10 . - С. 69 - 72 .

2. Петров И.П. , Ситников Н.Б. , Регулирование процесса бурения на максимум проходки на долото // Изв . вузов . Горный журнал - 1967 , - N* 1, -С. 125-129 .

3. Петров И.П. , Ситников Н.Б. Самонастраивающая система регупи-гавания процесса бурения и результаты её испытания // Изв. вузов . Горный журнал . - 1967 -. № 12. - С. 148-153.

4'. Ситников Н.Б. , Петров И.П. Анализ технико - экономических пока-¡атейей бурения взрывных скважин в условиях карьеров завода " Магнезит"// Изв. вузов . Горный журнал . -1969 , - № 12 , - С. 55-60.

5. Ситников Н.Б. , Петров И.П. , Пискунова Л.Н. Влияние режимных 1араметров на показатели процесса шарошечного бурения II Изв. вузов "орный журнал . - 1970 . - № 10 . - С. 91-94 .

6. Петров И.П. , Семенцов Г.Н. Ситников Н.Б. Основы теории самонастраивающейся системы регулирования процесса бурения // Тез. докл. на Всесоюзном совещании по автоматизации нефтедобывающей , нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности . - Баку , 1971 , -С. 17-18 .

7. Ситников Н.Б. , Петров И.П. , Бёрдов И.А. Сравнительный анализ критериев оптимизации при вращательном бурении скважины II Изв. вузов. Горный журнал . - 1972 . - № 4 . - С. 134-138 .

8. Автоматизация буровых установок I Семенцов Г.Н., Кукурудз С.Ф. , Ситников Н.Б. , Петров И.П. / На украинском языке // Библ. нефтяника . -Ужгород: Издательство «Карпаты» , 1973 . - С. 70 .

9. Ситников Н.Б. , Петров И.П. Косвенные показатели процесса разрушения roQHbix пород и их использование при оптимизации режима бурения скважин // Разрушение горных пород при бурении скважин . Сборник докладов Всесоюзный научно-технической конференции , - Уфа , 1973

- С. 397-401 .

'10. Петров И.П. , Семенцов Г.Н. , Ситников Н.Б. Принципы автоматической оптимизации процесса бурения глубоких скважин II Элементы системы автоматики в нефтяной и газовой промышленности : Сб. статей . -Киев, 1974.-С. 126-139.

11. Петров И.П. , Ситников Н.Б. Методика сравнительной оценки эффективности бурения в режимах постоянной и переменной нагрузки на забой // Изв. Вузов. Горный журнал . - 1974 . - № 12 . - С. 85-89.

12. Ситников Н.Б. , Петров И.П. , Бёрдов И.А. Оптимизация шарошечного бурения разведочных скважин // Автоматизация производственных процессов при разработке россыпей : Труды Свердловского горного института . - Свердловск , 1975 . - С. 35-40.

13. Ситников-Н.Б. , Петров И.П. Анализ срока службы шарошечногс долота // Реферативный сборник научно-исследовательских работ , выполненных в 1945 - 1975 г. MB и ССО РСФСР . - Свердловск, СГИ , 1975

- С. 225-226 .

14. Ситников Н.Б. , Бёрдов И.А. Исследования критериев оптимальности процесса вращательного бурения скважин II Изв. вузов. Горный журнал. - 1977.-№5 .-С. 131-135 . .

15. Ситников Н.Б. , Бёрдов И.А. , Савельев В.А. Определение оптимальных параметров при бурении взрывных скважин незатупляющимис? шарошечными долотами // Изв. вузов. Горный журнал . - 1977 . - № 8 . -С.59-62 .

16. О возможности применения частотно-регулируемого электропри вода на станках геологоразведочного бурения / Ситников Н.Б. , Бёрдос

/I.A., Трапезников В.Т. , Савельев В.А. II Совершенствование техники и технологии бурения скважин на твёрдые полезные ископаемые : Межвуз . научн . темат . сборник . - Свердловск : УПИ , 1978 . - С. 93-96 .

17. Оптимизация процесса алмазного бурения скважин / Ситников Н.Б. Бёрдов И.А. , Трапезников В.Т. , Савельев В.А. // Изв. вузов. Горный журнал . - 1979 . - № 2 , - С. 165-170.

18. Ситников Н.Б. , Трапезников В.Т. , Бёрдов И.А. Разработка модели системы автоматического управления для оптимизации процесса алмазного бурения и результаты её испытаний II Методика и техника разведки / ВИТР . - Л. , - 1979 , № 131 , С.52-55 .

19. Ситников Н.Б. , Трапезников В.Т. Определение базовых значений режимных параметров при бурении скважины // Изв. вузов. Горный журнал,-1984 .-№ 8 .-С. 109-111 .

20. Ситников Н.Б. , Игнатьев О.В. Автоматизация процесса подготовки горных пород к выемке И Автоматизация технологических процессов на горнорудных предприятиях : Справочное пособие . - М. : Недра , 1984 . -С. 43-52 .

21. Ситников Н.Б. , Трапезников В.Т. Критерий максимума рейсовой скорости бурения при проходке скважины // Изв. вузов. Горный журнал . -1984 . № 9 . - С. 49-51 .

22. Ситников Н.Б. , Семенцова A.A. , Трапезников В.Т. Зависимость эффективности шарошечного бурения глубоких скважин от мощности на долоте // Изв. вузов. Горный журнал . - 1987 . - № 1 . - С. 53-55 .

23. Ситников Н.Б. , Трапезников В.Т. , Вагаутинов Г.А. Методика выбора базовых значений режимных параметров при алмазном бурении геологоразведочных скважин // Изв. вузов. Горный журнал . - 1987 . - № 5. - С.57-60 .

24. Ситников Н.Б. , Трапезников В.Т. Износ алмазных коронок II Изв. вузов. Горный журнал . - 1987 . - № 7 . - С. 52-54 .

25. Ситников Н.Б. , Трапезников В.Т. Применение тиристорного привода на станках геологоразведочного бурения II Изв. вузов. Горный журнал,- 1987 . -№ 12. - С. 87-90 .

26. Ситников Н.Б. , Трапезников В.Т. Динамические свойства станка геологоразведочного бурения // Изв. вузов. Горный журнал . -1987 . - №8,-С. 49-50 .

27. Ситников Н.Б. Влияние механической скорости на рейсовую скорость и стоимость 1 метра проходки при алмазном колонковом бурении скважины // Изв. вузов. Горный журнал . - 1988 . - № 8 . - С. 101-104 .

28. Ситников Н.Б. Оптимизация бескернового бурения разведочных скважин // Изв. вузов. Горный журнал . - 1988 . - № 10 . - С. 67-70 .

29. Определение базовых значений режимных параметров процесса бурения с помощью микропроцессорной техники I Ситников Н.Б. , Степанова Г.Ф. , Бекетов В.Ф. , Багаутинов Г.А. // Изв . вузов . Горный журнал . -1988.-№12.-С. 49-52.

30. Ситников Н.Б. Управление процессом алмазного бурения геологоразведочных скважин II Современное состояние и перспективы развития бурового оборудования нового типа : Тез. докл. научн. техн. конф . -Челябинск , 1988 . - С. 43-46 .

31. Ситников Н.Б. Исследование показателей процесса бескернового бурения глубоких скважин II Изв. вузов. Горный журнал . - 1989 . - № 1 . -С.68-71 .

32. Ситников Н.Б. , Макаров Л.В. Исследование математической модели колонкового бурения разведочных скважин II Изв. вузов. Горный журнал. - 1989 .-№ 3 .-С. 71-76 .

33. Ситников Н.Б. , Использование математической модели для оптимизации процесса бурения разведочных скважин II Изв. вузов. Горный журнал . -1989 ; - № 4 . - С. 58-63 .

34. Ситников Н.Б. , Троп В.А. , Багаутинов Г.А. Оптимизация процесса алмазного бурения на максимум проходки на коронку // Изв. вузов. Горный журнал . - 1989 . - № 6 . - С. 104-108 .

35. Ситников Н.Б. Использование функции износа в математическое модели процесса бурения скважин II Изв. вузов. Горный журнал . - 1989 . ■ № 11 . - С. 57-60 .

36. Ситников Н.Б. Оптимизация процесса бурения геологоразведочных скважин // Автоматическое управление технологическими процессам!/ в горной промышленности : Межвуз. научн. темат. сборник . - Свердлова' : СГИ , 1989 . - С. 72-76 .

37. Ситников Н.Б. , Климарев О.В. , Троп 8.А. Оптимизация бескернового бурения скважин затупляющимся ПРИ У/ Изв. вузов. Горный журнал

- 1990 . - № 3 . - С. 75-80 .

38. Ситников Н.Б. , Макаров Л.В. Использование микропроцессорной техники для оптимизации процесса бурения геологоразведочных скважиь II Разрушение горных пород при бурении скважин : Тез. докл. Всесоюзн научн. - техн. конф. -Уфа , 1990 . - С. 117-119 .

'39. Ситников Н.Б. , Кученов Н.Н. , Борисов Е.Ю. Система автоматизм рованного управления станком шнекового бурения // Изв. вузов. Горньа журнал . - 1990 . - № 8 . - С. 97-103 .

40. Ситников Н.Б. , Климарев О.В. Исследование функции износа дл! оптимизации процесса бурения геологоразведочных скважин II Автомати ческое управление технологическими процессами в горной промышлен

5Э

ности : Межвуз . научн . темат . сборник . - Свердловск : СГИ . 1990 . - С 3-5.

41. Ситников Н.Б. Влияние износа ПРИ на оптимальные значения режимных параметров при алмазном бурении скважин // Изв. вузов. Горный журнал .- 1990 .-№ 9 .-С. 67-70 .

42. Ситников Н.Б. , Макаров Л.В. Способы и средства оптимизации процесса бурения геологоразведочных скважин // Научно-технически? достижения и передовой опыт в области геологии и разведки недр : Информационный сборник № 6 . Мин . гео. СССР , ВИЭМС . М , 1990 . - С.

61-73 .

4?. Ситников Н.Б. , Троп В.А. , Климарез О.В. Экспериментальное определение математической модели процесса бурения геологоразведочных скважин II Изв. вузов. Горный журнал . -1990 . - № 12 . - С. 53-56.

44. Ситников Н.Б. Исследование математической модели процесса бурения геологоразведочных скважин II Совершенствование техники и технологии геологоразведочных работ : Межвуз . научн . темат . сборник,-Свердловск : СГИ , 1990 . - С. 93-100 .

45. Ситников Н.Б. Оптимизация колонкового бурения геологоразведочных скважин затупляющимся ПРИ II Техника и технология бурения скважин на твёрдые полезные ископаемые : Межвуз . научн . темат . сборник . - Свердловск 1991 .- С. 8-11 .

46. Ситников Н.Б. Исследование критерия максимума проходки на ПРИ // Изв. вузов. Горный журнал . - 1991 . - № 1 . - С. 63-65 .

47. Ситников Н.Б. Исследование показателя проходки на один оборот ПРИ // Изв. вузов. Горный журнал . - 1991 . - № 10 . - С. 55-59 .

48. Ситников Н.Б. , Макаров Л.В. Математическая модель процесса бурения глубоких скважин // Изв. вузов. Горный журнал . 1992 . - № 1. - С. •

62-68 .

49. Ситников Н.Б. Исследование бескернового бурения глубоких скважин с помощью функции износа // Изв. вузов. Горный журнал . - 1992,-№5 . - С. 56-60 .

50. Ситников Н.Б. Влияние ограничений на эффективность процесса бурения скважин II Изв. вузов. Горный журнал . - 1992 . - № 7 . - С. 52-56 .

51. Ситников Н.Б. Анализ математической модели процесса бескернового бурения скважин // Изв. вузов. Горный журнал . - 1992 . - № 9 . - С. 23-28 .

52. Ситников Н.Б. Оптимизация процесса колонкового бурения скважин затупляющимся ПРИ II Изв. вузов. Горный журнал . - 1992 . - № 12 . -С. 59г64 .

53. Ситников Н.Б. , Бекетов В.Ф. , Троп В.А. Управление процессом ударно-вращательного бурения скважин II Изв. вузов. Горный журнал . -1993 . - № 7 . - С. 79-82.

54. Ситников Н.Б. Дрейф характеристики механической скорости бурения // Изв. вузов. Горный журнал . - 1993 . - № 7 . - С. 79-82 .

55. Ситников Н.Б. Влияние ограничений на показатель процесса бурения геологоразведочных скважин II Известия Уральского горного института. - 1993 . - № 4 . - С. 142-149 .

56. Ситников Н.Б. Экспериментально-теоретическое исследование математической модели процесса бурения глубоких скважин II Изв. вузов. Горный журнал . -1994 . - № 4 . - С. 23-30 .

57. Ситников Н.Б. , Троп В.А. Оптимизация процесса бурения при постоянных и неременных значениях режимных параметров // Изв. вузов. Горный журнал . - 1994 . - № 7 . - С. 78-86 .

58. Ситников Н.Б. , Троп В.А. Зависимость механической скорости от времени чистого бурения Л Изв. вузов. Горный журнал . - 1994 . - № 8 . -С.80-84 .

Авторские свидетельства

59. A.C. 497404 (СССР), МКИ Е 21 в 45/00 . Устройство для контроля процесса бурения / И.П. Петров , Е.В. Калыгин , И.А. Бёрдов ; Свердловский горный институт (СССР) . - 2007512 ; Заявл . 20.03.74 ; Опубл 08.09.75, Бюл . 48 .

60. A.C. 1065587 (СССР) МКИ Е 21 в 45/00 . Устройство для измерения средней скорости проходки при бурении скважин / Г.А. Багаутинов Н.Б. Ситников , В.Т. Трапезников ; Свердловский горный институ' (СССР).- 3456637 ; Заяал . 23.06.82 ,"Бюл . 1 .

61. A.C. 1194071 (СССР) МКИ Е 21 в 45/00 . Устройство оптимизации процесса вращательного бурения геолого-разведочных скважин / Н.Б Ситников , Г.А. Багаутинов , И.А. Бёрдов , В.Т. Трапезников , Г.С. Куценко Свердловский-горный институт (СССР) . - 3592718 ; Заявл . 20.05.83 Опубл. 11.85 , Бюл . 43 .

62. A.C. 1796769 (СССР) МКИ Е 21 в 44/00 . Способ регулирована процесса бурения горных пород / Н.Б. Ситников , Э.А. Кимельман , В.Ф Бекетов , Н.В. Ручьёв , Г.Б. Лярская ; Свердловский горный институ (СССР). - 4766047 ; Заявл . 05.12.89 ; Опубл . 23.02.93 , Бюл . № 7 .

63. A.C. 1795220 (СССР) МКИ Е 21 в 44/00 . Способы оптимизаци: процесса бурения / Н.Б. Ситников , О.В. Климарев ; Свердловский горны институт (СССР) . - 4816781 ; Заявл . 03.04.90 ; Опубл . 15.02.93 , Бюл . 6

Личный вклад соискателя в работы , опубликованные а соавторстве : [1,4,5 ] - постановка задачи ; [2,3,6] - разработка методики расчёта ; [7] -основная идея ; [8] - идея принадлежит авторам поровну ; [9,10,11] -разработка методики расчёта ; [12,13,14,15] - постановка и решение задач [16,17] - идея принадлежит авторам поровну ; [18] - разработка модели ; [19,21] - постановка и решение задачи ; [22] - постановка задачи ; [23] -разработка методики решения задачи ; [24,25,26] - идея принадлежит авторам поровну ; [29] - разработка структуры системы ; [32] - разработка и исследование модели ; [34] - постановка задачи ; [38,48] - разработка алгоритма функционирования системы ; [39] - идея принадлежит авторам поровну ; [40,43] - постановка и решение задач оптимизации ; [42] - постановка задач, разработка моделей , анализ результатов ; [53.57,58] - назначение , выполняемые функции , алгоритмы и программы работы .

Подписано в печать 2 20бд Формат бумаги 60x84 1/16

Печ . л . 2 , 0 Тираж 100 экз . Зак . № 23

__620144

г. Екатеринбург, ул... Куйбышева 30 , Уральская государственная горно геологическая академия, информационно - издательский центр.

1. Математическая модель процесса вращательного бурения.

1.1. Технология и основные показатели процесса бурения геологоразведочных скважин

1.2. Математическая модель процесса бурения глубоких скважин.

1.3. Влияние механической скорости на другие показатели процесса бурения глубоких скважин.

1.4. Исследование износа породоразрушающего инструмента.

1.5. Использование уравнения оптимали для исследования математических моделей процесса бурения

1.6. Определение зависимости механической скорости от параметров режима бурения

1.7. Методика определения зависимости механической скорости от времени бурения

1.8. Практическое использование математической модели процесса бурения

1.9. Оптимальное соотношение осевого усилия на забой скважины и угловой скорости вращения ПРИ.

Выводы.

2. Оптимизация основных показателей процесса бурения геологоразведочных скважин

2.1. Сравнение оптимальных значений режимных параметров при отработке самозатачивающегося породоразрушающего инструмента. .8,

2.2. Исследование критерия максимума рейсовой скорости.У

2.3. Критерий максимума проходки на один оборот породоразрушающего инструмента.//

2.4. Оптимизация процесса бурения глубоких скважин по максимуму проходки на породоразрушающий инструмент.'

2.5. Исследование критерия стоимости проходки одного метра при бурении скважин различными типами породоразрушающего инструмента. .

Выводы.76$

3. Определение достаточных условий экстремумов основных показателей процесса бурения скважин. .т

3.1. Влияние ограничений на основные показатели процесса бурения самозатачивающимся ПРИ.

3.2. Оптимизация колонкового бурения затупляющимся породоразрушающим инструментом.,

3.3. Критерий максимума времени полной отработки затупляющегося породоразрушающего инструмента.

3.4. Дрейф статической характеристики объекта и оптимальной проходки на один оборот при отработке затупляющегося инструмента.£

3.5. Два способа оптимизации процесса бурения затупляющимся ПРИ.2 №

3.6. Оптимизация процесса бурения при постоянных и переменных значениях режимных параметров.

3.7. Достаточные условия экстремумов основных показателей процесса бурения

Выводы.24 Ц

4. Обзор и анализ систем оптимизации режимов работы станков геологоразведочного бурения

4.1. Методы и средства оптимизации процесса бурения геологоразведочных скважин.24$

4.2. Буровой регулятор БР-1.

4.3. Статическая самонастраивающаяся система регулирования процесса бурения.25/

4.4. Система автоматизированной оптимизации процесса бурения САОПБ

4.5. Система автоматического управления «Узбекистан».

4.6. Система стабилизации и оптимизации показателя проходки на один оборот ПРИ

4.7. Система оптимизации колонкового бурения алмазным ПРИ на минимум стоимости проходки одного метра скважины.

4.8. Система автоматического контроля параметров процесса алмазного бурения . . . .2^

4.9. Комбинированное устройство оптимизации процесса бурения.2$%

4.10. Система оптимизации станка БС-500/800, разработанная в УГГГА

Выводы.

Актуальность проблемы. Рост объема разведочного бурения на твердое полезное ископаемое, вызванный распадом СССР, требует использования высокоэффективных буровых станков, оснащенных регулируемым приводом основных механизмов и системами оптимизации процесса бурения. Переход к рыночной модели экономики в странах СНГ предполагает коренную перестройку работ, связанных с поиском и разведкой твердых полезных ископаемых. Рост цен на энергоносители и снижение мировых цен на сырьё ставит горнодобывающую отрасль в сложное положение ввиду недостаточной надежности, высокой металло- и энергоемкости используемой техники. Кроме того, суровый климат, сложные горнотехнические условия, удаленность от электросетей, а также от железно- и автодорожных путей обуславливают высокие затраты на доставку буровых установок и энергоносителей к месторождению и существенно увеличивают стоимость буровых работ.

Для существенного роста эффективности геологоразведочных работ необходимо усовершенствование разведочной техники, внедрение новых энерго- и ресурсосберегающих технологий в основном на базе плавнорегулируемых приводов основных механизмов бурового станка; кроме того, значительную часть в снижении стоимости единицы продукции можно получить за счет использования оптимальных режимов работы бурового станка, обеспечивающих снижение удельных затрат электроэнергии, истирающих материалов, а также повышение сменной производительности и стойкости бурового инструмента.

Применение работоспособных и эффективных систем автоматического управления позволит повысить производительность бурового станка , увеличить срок безаварийной работы установки , стойкость породоразрушающего инструмента и тем самым - снизить стоимость проходки одного метра скважины.

Для создания и использования таких систем в настоящее время созданы предпосылки , из которых можно выделить основные :

- внедрение на станках геологоразведочного бурения плавнорегулируемого привода постоянного тока (станки СКБ7, БС-500/800 [43] и другие);

- широкое использование на практике точной и достаточно надежной контрольно-измерительной аппаратуры комплексного контроля процесса бурения (КУРС-411 ; КУРС-416 ; КУРС-713 ; ИРБМ ; РУМБ-1) , а также аппаратуры контроля отдельных параметров (МКН-1 , МКН- 2 , ИСБ , ЭМР-3 , МИД-1 , МИД-2 - и другие) , которая может использоваться как для измерения , так и для регистрации показателей и параметров режима бурения на круговой диаграмме или диаграммной ленте ;

- возможность использования современных средств вычислительной техники при бурении скважин для определения оптимальных значений режимных параметров и времени бурения .

Однако , современные серийно выпускаемые станки предназначенные для походки геологоразведочных скважин , не оснащены системами автоматического управления процессом бурения . Это можно объяснить следующими причинами:

- сложностью технологического процесса , которая обусловлена взаимным влиянием показателей при изменении условий бурения;

- неоднозначной и случайно изменяющейся статической характеристикой объекта;

- отсутствием общепринятого критерия оптимизации процесса бурения;

- отсутствием математической модели процесса бурения общего вида и как следствие, - алгоритма функционирования системы управления станком, предназначенного для работы в различных условиях при изменяющейся глубине скважины.

Наиболее существенный вклад в развитие теории оптимизации процесса бурения и электропривода буровых станков внесен трудами М. Г. Абрамсона, М. А. Александрова, Э. А. Айзуппе, Р. А. Бадалова, Г. А. Блинова, В. Д. Буткина, В. А. Бражникова, Г. Д. Бревдо, Н. М. Бройтмана, В. Г. Владиславлева, Н. В. Волкова, Р. X. Гафиятуллмна, Н. Е. Гарнера, А. А. Жуко вского, А. С. Карачева, Е. А. Козловского, Л. Ф. Куликовского, Б. Н. Кутузова, Н. И. Любимова, А. А. Минина, А. В. Орлова, И. А. Остроушко , И. П. Петрова, Ю. Ф. Потапова, В. М. Питерского, Б. М. Ребрика , С. С. Сулакшина , Н. И. Терехова , А. Е. Тропа , В. С. Федорова, М. А. Фингерита, К. А. Чефранова, Н. И. Шацева, Р. Г. Шмидта, Л. А. Шрейнера, Р. М. Эйгелеса, Е. Ф. Эпштейна и других.

На основе работ этих ученых были исследованы основные показатели процесса бурения скважин различными типами породоразрушающего инструмента, разработаны и внедрены различные типы приводов механизмов вращателя, лебедки и подачи бурового инструмента, предложены и исследованы критерии оптимизации и системы автоматического регулирования технологических параметров, оптимальных по тому или иному показателю процесса бурения.

Однако, в существующих разработках недостаточно четко определены области применения известных в настоящее время критериев оптимизации, не установлены причины наличия или отсутствия экстремума того или иного показателя процесса бурения, не учитывается влияние дрейфа статической характеристики объекта на показатели процесса бурения геологоразведочных скважин. Отсутствуют исследования по определению необходимых и достаточных условий экстремума основных показателей для математических моделей процесса бурения общего вида, что может привести к созданию неверных алгоритмов функционирования систем автоматического управления станком геологоразведочного бурения. Отсутствие в настоящее время математической модели процесса бурения общего вида, использование частных, иногда противоречивых, математических моделей приводит к несовместным системам уравнений по определению оптимальных режимов бурения, которые или не имеют решений, или приводят к неверным выводам и заключениям.

Перечисленные проблемы свидетельствуют об актуальности работ, посвященных повышению эффективности процесса бурения геологоразведочных скважин.

Работа выполнялась в соответствии с координационными планами Министерства общего и профессионального образования РФ, в соответствии с научно-исследовательскими работами ВИТР по созданию автоматизированной системы управления процессом бурения .геологоразведочных скважин, а также планами исследований УГГГА (бывший Свердловский горный институт им. В.В.Вахрушева) на основании хоздоговоров, выполняемым Уральской государственной горно-геологической академией по темам: 42-202-75 (№ГР 70040702); 42-204-79; 42-201-84 (№ГР0184002286); 42-201-85 (№ГР01850076756); 42-205-86 (№ГР 01860026606); 42-211-90 (№ГР 01900045768)

Целью работы является повышение эффективности поисков и разведки твёрдых полезных ископаемых посредством комплексной оптимизации параметров режима отработки породоразрушающего инструмента при бурении геологоразведочных скважин .

Научная проблема состоит в создании общей математической модели процесса бурения геологоразведочных скважин , на основе которой исследовались его общие свойства и зависимости показателей процесса бурения от режимных параметров и времени бурения , а также в разработке методик определения характеристик объекта и значений режимных параметров , оптимальных по тому или иному показателю процесса бурения .

Идея работы состоит в системном исследовании и оптимизации режимов работы станка геологоразведочного бурения на основании математической модели общего вида с учётом наложенных ограничений , способа бурения и горно-технологических условий .

Защищаемые научные положения и результаты, их новизна

В работе защищаются:

1 Разработанная математическая модель процесса вращательного бурения геологоразведочных скважин общего вида , основными элементами которой являются зависимости механической скорости бурения незатупленным породоразрушающим инструментом и функции износа от технологических параметров , свойств пары «породоразрушающий инструмент - порода забоя» и времени чистого бурения и которая используется для описания процесса бурения и его оптимизации .

2 Полученное уравнение оптимали , выражающее необходиммые условия экстремума основных показателей процесса вращательного бурения , которое предлагается использовать для определения •значений технологических параметров , оптимальных по тому или иному показателю эффективности .

3 Методика определения зависимости механической скорости бурения от времени , отличающаяся тем , что первоначально определяется характер зависимости (показатель степени) , а затем -оптимальные параметры : коэффициент износа и начальное значение механической скорости .

4 Обоснование установленного экспериментально взаимного расположения технологических параметров , принадлежащих уравнению оптимали и глобальнооптимальных по различным показателям процесса бурения скважин самозатачивающимся породоразрушающим инструментом.

5 Графический способ установления наличия (или отсутствия) максимума проходки на один оборот породоразрушающего инструмента .

6 Полученные в общем виде выражения необходимых и достаточных условий экстремума основных показателей процесса бурения геологоразведочных скважин , которые предлагается использовать не только для оптимизации , но и для сравнительной оценки качества породоразрушающего инструмента .

7 Возможность компенсации отрицательного влияния регулярного дрейфа статической характеристики объекта , вызванного износом (затуплением) вооружения породоразрушающего инструмента посредством управления процесса бурения в режиме переменных (во времени) значений технологических параметров .

8 Методики определения значений коэффициентов математической модели , технологических параметров и времени чистого бурения , оптимальных по любому показателю процесса отработки породоразрушающего инструмента разного типа .

Результаты

1. Построена математическая модель процесса бурения геологоразведочных скважин общего вида с учётом наложенных на него ограничений, позволяющая имитировать на ЭВМ цикл отработки породоразрушающего инструмента при постоянных и переменных значениях режимных параметров .

На основании общей математической модели получен критерий , которой может быть использован для проверки любой частной модели процесса бурения на адекватность и непротиворечивость; получена методика определения оптимальных ( по любому критерию) значений режимных параметров и времени отработки породоразрушающего инструмента ; выполнен системный анализ большинства критериев оптимизации , предложенных к настоящему времени разными авторами.

2. Исследован дрейф статической характеристики объекта , вызванный износом породоразрушающего инструмента ( регулярный дрейф) Определены уравнения линии дрейфа статической характеристики объекта , а также показателя проходки на один оборот породоразрушающего инструмента .

3. Определены в общем виде достаточные условия экстремума основных показателей процесса бурения самозатачивающимся породоразрушающим инструментом (ПРИ) ; установлено , что при отработке затупляющегося ПРИ достаточные условия экстремумов стоимости проходки одного метра скважины и рейсовой скорости всегда выполняются ; достаточные условия экстремума проходки на ПРИ в этом случае также выполняются , если выполняются необходимые условия по времени чистого бурения , когда скорость с течением времени может снижаться до нуля . Получены методики определения оптимальных (по любому критерию) значений режимных параметров и времени чистого бурения.

4. Разработаны методики определения статических характеристик объекта (механической скорости в функции режимных параметров и времени чистого бурения); решен вопрос о лучшем представлении механической скорости как функции времени.

5. Разработаны структура и алгоритм функционирования автоматизированной микропроцессорной системы управления процессом бурения геологоразведочных скважин по любому известному критерию оптимизации при отработке как затупляющегося, так и самозатачивающегося породоразрушающего инструмента.

Новизна работы заключается:

- в разработке графического метода по установлению факта на личия или отсутствия экстремума проходки на один оборот породоразрушающего инструмента ;

- в определении времени чистого бурения в рейсе, оптимального по стоимости проходки одного метра скважины при отработке затупляющегося ПРИ;

- в разработке критерия непротиворечивости математических моделей процесса бурения;

- в определении необходимых и достаточных условий экстремумов основных показателей процесса бурения при отработке как затупляющегося, так самозатачивающегося ПРИ;

- в -исследовании регулярного дрейфа статической характеристики объекта, вызванного износом породоразрушающего инструмента;

- в разработке способов оптимизации процесса бурения при постоянных и переменных во времени значениях режимных параметров.

Научная значимость результатов работы заключается в создании теоретической основы для установления непротиворечивости любой конкретной математической модели процесса бурения геологоразведочной скважины, а также в определении взаимосвязей технологических параметров с основными показателями процесса бурения глубоких скважин в общем виде, что позволяет решить научную проблему оптимизации параметров режима бурения различным типом породоразрушающего инструмента с целью повышения эффективности процесса проходки геологоразведочных скважин.

Обоснованность и достоверность научных положений выводов и рекомендаций подтверждается использованием классических методов решения задач оптимизации показателей процесса бурения, сравнением результатов моделирования с данными промышленных экспериментов и с результатами работы автоматизированной микропроцессорной системы измерения, контроля и документирования основных показателей работы бурового станка в условиях геологоразведочной партии, а также с результатами экспериментов и выводов, сделанными другими исследователями.

Практическая ценность работы. Создана математическая модель процесса бурения геологоразведочных скважин самозатачивающимся и затупляющимся породоразрушающим инструментом общего вида, применение которой сокращает время определения оптимальных режимов, обеспечивает возможность получения статической характеристики, определяющей свойства пары "породоразрушающий инструмент - порода забоя скважины".

На основе теоретических исследований разработаны инженерные методы определения режимных параметров процесса бурения в заданных горнотехнологических условиях, оптимальных по тому или иному показателю (рейсовой скорости, стоимости проходки одного метра скважины, проходки на породоразрушающий инструмент).

Исследован регулярный дрейф статической характеристики объекта, обусловленный износом породоразрушающего инструмента; определены соотношения между оптимальными значениями параметров режима бурения; выяснена роль ограничений, наложенных на процесс бурения скважин различными типами бурового инструмента, на возможность оптимизации процесса бурения по тому или иному показателю.

Разработана алгоритмическая система сбора и обработки экспериментальных данных по результатам отработки породоразрушающего инструмента, позволяющая определить статическую характеристику объекта в области допустимых значений параметров функционирования бурового станка, а также оптимальные значения режимных параметров и времени чистого бурения в зависимости от конкретных горнотехнологических условий, свойств пород и глубины скважины.

Реализация результатов работы. Результаты работы представлены в форме, удобной для практического использования, доведены до инженерных зависимостей и программ для ЭВМ. На основе результатов исследований изготовлены экспериментальные образцы различного рода устройств системы автоматизации процесса бурения. Цифровые устройства для экстремального регулятора, стабилизатор нагрузки и датчик механической скорости бурения прошли экспериментальную проверку в условиях бурения взрывных скважин на карьерах Бакальского рудоуправления и завода Магнезит. Регулятор мощности, экстремальная система регулирования процесса бурения глубоких скважин с переменной структурой и датчик механической скорости проходки, нечувствительный к вибрации буровой колонны, испытаны в условиях Степной экспедиции первого главного геологоразведочного управления. Плавнорегулируемый привод усилия подачи на забой скважины испытан на станках, серийно выпускаемых заводом им. Воровского.

Экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы в промышленности составляет 445 тыс. руб.*

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались: на совещании представителей производственных геологических и научно-исследовательских организаций по развитию работ в области автоматизации процесса разведочного бурения (г. Челябинск 1969г.); на научно-технической конференции по проблемам тиристорного управляемого асинхронного электропривода (г. Свердловск 1971г.); на Всесоюзной научно-технической конференции по автоматизации производственных процессов в асбестовой промышленности (г. Асбест 1971г.); на Всесоюзном совещании по автоматизации нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности (г. Баку 1971г.); на Всесоюзной научно-технической конференции "Разрушение горных пород при бурении скважин" (г. Уфа 1973г.); во Всесоюзном научно-исследовательском институте методики и техники разведки (ВИТР) (г. Ленинград 1982г.); на научно-технической конференции "Современное состояние и перспективы развития бурового оборудования нового типа" (г. Челябинск 1988г.);на пятой научно Здесь и далее цены указаны в масштабе 1985 г. технической конференции "Разрушение горных пород при бурении скважин" (г. Уфа 1990г.); на научно-технических конференциях Уральской государственной горно-геологической академии.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 63 работы, в том числе 5 авторских свидетельств на изобретения.

Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, 4-х глав, заключения и приложения, содержит 350 стр. машинописного текста, 28 рисунков, 22 таблицы, список литературы из 205 наименований.

Выводы

Приведенный краткий обзор систем автоматической оптимизации процесса бурения геологоразведочных скважин показал, что им присущи некоторые общие недостатки, основными из которых следует признать такие, как слабое обоснование критерия оптимизации, применение одноконтурной схемы регулирования (или по угловой скорости вращения, или по осевому усилию) и отсутствие обоснования функционирования системы. В табл^ 4.1 сведены основные достоинства и отмечены недостатки рассмотренных систем, из которых можно выделить следующие:

- одноконтурное или функционально связанное регулирование технологических параметров Р и со, что позволяет получать только локально оптимальные значения показателей процесса бурения; этим недостатком обладает большинство из рассмотренных систем (шесть из девяти);

2- оптимизация процесса бурения только по одному показателю эффективности, этим недостатком обладают следующие системы: 1, 2, 3, 6, 7, 8, 9 (табл. 4.1.);

3 - отсутствие обоснования алгоритма управления процессом бурения; это системы: 1, 3, 5, 6, 7;

4 - неучет регулярного дрейфа статической характеристики объекта, вызванного износом породоразрушающего инструмента, и случайного дрейфа, обусловленного изменением свойств буримых пород; к этой группе относятся системы: 3, 5, 6, 7;

5- нечеткая формулировка критерия оптимизации процесса бурения геологоразведочных скважин; этим недостатком обладают следующие системы: 1, 3, 5; б - использование частных математических моделей процесса бурения при оптимизации того или иного показателя эффективности; к ним относятся системы: 3, 4, 5, 6.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа представляет системное исследование вращательного бурения геологоразведочных скважин с целью повышения его эффективности посредством оптимизации технологических параметров процесса. Для оценки эффективности процесса вращательного бурения скважин использовался ряд известных критериев , предложенных в разное время, при этом какие-либо новые критерии оптимальности не предлагались

В результате теоретических исследований предложено обобщённое математическое описание (модель общего вида) в виде зависимостей текущих значений проходки и механической скорости от технологических параметров и времени бурения . На основе математической модели общего вида получено уравнение оптимали, выражающее необходимые условия экстремумов основных показателей процесса бурения различными типами ПРИ.

Предложена методика определения зависимости механической скорости от времени бурения, позволяющая повысить точность аппроксимации и отказаться от ограничения, требующего целочисленности показателя степени.

На основании экспериментальных исследований, результатов обработки материалов, полученных другими авторами, а также анализа достаточных условий максимума механической скорости бурения и проходки на один оборот ПРИ сделан вывод о наличии максимума механической скорости бурения скважин самозатачивающимся породоразрушающим инструментом.

Разработана система сбора и обработки экспериментальных данных для построения статической характеристики объекта в области допустимых значений технологических параметров. Характеристики аппроксимируются полиномом, коэффициенты которого находятся методом наименьших квадратов. В процессе отработки затупляющегося ПРИ определяется зависимость механической скорости от текущего времени.

Теоретически обоснован порядок взаимного расположения технологических параметров, оптимальных по тому или иному показателю процесса бурения и принадлежащих уравнению оптимали. На практике линия, описываемая уравнением оптимали, представляет собой узкую область, ширина которой определяется неоднородностью буримых пород, а также недостаточной точностью поддержания значений технологических параметров на оптимальном уровне.

Разработана карта наличия (отсутствия) экстремума основных показателей процесса бурения (рейсовой скорости, проходки на ПРИ, стоимости проходки одного метра скважины и др.), позволяющая оценить возможность реализации оптимальных режимов для конкретных условий отработки ПРИ.

Исследован регулярный дрейф статической характеристики объекта и максимума проходки на один оборот ПРИ, обусловленный износом вооружения породоразрушающего инструмента; разработаны программы и блок-схемы вычисления траекторий дрейфа.

Установлены необходимые и достаточные условия экстремумов основных показателей процесса бурения в общем виде как для самозатачивающегося, так и затупляющегося породоразрушающего инструмента. Выявлена связь между выполнением достаточного условия экстремума и качеством ПРИ.

Проведённые исследования позволяют сформулировать следующие выводы и результаты.

1. Предложена математическая модель вращательного бурения геологоразведочных скважин общего вида, основными элементами которой являются механическая скорость бурения незатупленным ПРИ и функция износа. Показано, что такую модель можно использовать для исследования основных показателей эффективности процесса бурения: рейсовой скорости, стоимости проходки одного метра скважины, проходки на один оборот породоразрушающего инструмента и проходки на ПРИ.

2. Исследование процесса вращательного бурения с использованием математической модели общего вида позволило:

- найти оптимальное значение угловой скорости вращения бурильной колоны , обеспечивающее максимум проходки на один оборот ПРИ;

- определить оптимальное значение стоимости проходки одного метра скважины затупляющимся ПРИ;

- рассчитать время чистого бурения, оптимальное по рейсовой скорости и стоимости проходки одного метра скважины;

- сформулировать достаточные условия экстремумов рейсовой скорости и стоимости проходки одного метра скважины при отработке затупляющегося породоразрушающего инструмента .

3. Полученное уравнение оптимали в плоскости технологических параметров Р и со представляет некоторую кривую, все точки которой являются локальнооптимальными по основным показателям процесса бурения; уравнение можно использовать для нахождения глобальнооптимальных значений технологических параметров . По графику уравнения оптимали происходит регулярный дрейф максимума механической скорости , обусловленный износом (затуплением) вооружения ПРИ.

4. Разработана методика определения зависимости механической скорости от времени бурения, которая отличается от известных тем, что сначала вычисляется показатель степени п (характер зависимости), а затем - все остальные её параметры, что существенно увеличивает точность аппроксимации; кроме того, предложенная методика пригодна для случая , когда показатель степени - нецелое число.

5. Теоретически обоснован порядок взаимного расположения технологических параметров, оптимальных по тому или иному показателю процесса бурения и принадлежащих уравнению оптимали ; указаны условия, обеспечивающие данное расположение оптимальных значений технологических параметров.

6. Установлено, что условиями, позволяющими оптимизировать процесс вращательного бурения геологоразведочных скважин по тому или иному показателю, являются ограничения, наложенные на процесс отработки ПРИ . Полное отсутствие ограничений на процесс бурения (случай отработки идеального ПРИ в идеальных условиях) не позволяет оптимизировать ни один показатель процесса бурения.

7. Составлена карта наличия или отсутствия экстремумов основных показателей процесса бурения (рейсовой скорости, проходки на ПРИ, стоимости проходки одного метра скважины .удельного расхода истирающих материалов и энергии, а также проходки на один оборот породоразрушающего инструмента), позволяющая оценить возможность реализации оптимальных режимов бурения для конкретных условий.

8. Впервые исследован как вертикальный (по величине), так и горизонтальный (в плоскости технологических параметров) дрейф максимума механической скорости бурения и проходки на один оборот ПРИ. Установлено, что причиной дрейфа является износ вооружения породоразрушающего инструмента . Дрейф приводит к тому , что с течением времени координаты максимума механической скорости бурения становятся меньше технологических параметров, при которых происходит отработка ПРИ; бурение в таком режиме весьма неэффективно. Разработаны блок-схема и программа вычисления траектории дрейфа максимума проходки на один оборот ПРИ , которая не совпадает с уравнением оптимали и зависит от показателя степени п.

9. Впервые разработана методика оптимизации процесса бурения при постоянных (для отработки самозатачивающегося ПРИ) и переменных во времени (для отработки затупляющегося ПРИ) значений технологических параметров, а также блок-схема и программа оптимизации процесса бурения затупляющимся породоразрушающим инструментом при переменных значениях технологических параметров . Использование этого способа для оптмизации рейсовой скорости позволяет увеличить её на 27% (с одновременным улучшением показателя проходки и стоимости проходки одного метра скважины).

10. Получены выражения необходимых и достаточных условий экстремумов основных показателей процесса бурения в общем виде для затупляющегося и самозатачивающегося породоразрушающего инструмента. Их анализ показал, что самые жесткие требования для выполнения достаточных условий имеет показатель проходки на ПРИ, а самые легкие - для механической скорости бурения; таким образом, выполнение достаточных условий экстремума проходки на ПРИ позволяет оптимизировать все остальные показатели процесса бурения; если же не выполняются достаточные условия экстремума механической скорости, то процесс бурения самозатачивающимся ПРИ невозможно оптимизировать ни по одному показателю его эффективности. Установлено наличие связи между достаточными условиями экстремума основных показателей процесса бурения и качеством ПРИ, которое может быть оценено износостойкостью бурового инструмента, механической скоростью бурения и сопротивляемостью породы разрушению.

11. На основании проведённых исследований разработаны алгоритмы функционирования системы оптимального управления станком геологоразведочного бурения по различным критериям оптимальности; синтезирована система , имеющая переменную структуру и реализующая два закона управления: при постоянных значениях технологических параметров (для отработки самозатачивающегося ПРИ) и при переменных во времени значениях технологических параметров (для отработки затупляющегося ПРИ); изготовлен, испытан в промышленных условиях и защищен авторским свидетельством датчик механической скорости бурения, нечувствительный к вибрации бурильной колонны .

Расчётный экономический эффект, обусловленный внедрением оптимальных режимов работы, использованием рационального типоразмера ПРИ и системы автоматического управления процессом бурения составляет 445 тыс. руб. (в ценах 1985 г.) .

1. Автоматизация буровых установок/ Г.Н. Семенцов, С.Ф. Кукурудз, И.П. Петров, Н.Б. Ситников,-Ужгород: Изд-во Карпаты, 1973.-70с. На укр. языке.

2. Айзуппе Э.А. Влияние режимов бурения на изменение механической скорости У/ Нефтяное хозяйство.- 1970.- №9.- С. 45-51.

3. Айзуппе Э.А., Питерский В.М. Анализ критериев оптимального регулирования режима бурения // Разработка и создание АСУ геология, вып. 4- М.: ВИЭМС, 1980,-27с.

4. Айрапетов В.А., Андрианов В.Р., Веремейкин Б.Я. Контроль параметров процесса бурения,- М.: Недра, 1973,- 127с.

5. Александров М.А. Экономика бурения скважин долотами уменьшенного диаметра.- М.: Недра, 1968,- 190с.

6. Алексеев В.М., Тихомиров В.М., Фомин C.B. Оптимальное управление.-М.: Недра, 1979.-423с.

7. Алмазосберегающая технология бурения/ Блинов Г.А., Васильв В.И.,-Глазунов М.Г., Головин О.С., Липатников В.П.- П.: Недра, 1989,- 184с.

8. A.C. 497404(CCCP) МКИ E 21b 45/00. Устройство для контроля процесса бурения/ И.П. Петров, Е.В. Калыгин, Н.Б. Ситников, И.А. Бердов: Свердловский горный институт (СССР). 2007512; заявл.20.03.74; опубл. 08.09.75, Бюл. 48.

9. A.C. 1796769 (СССР) МКИ Е 21 в 44/00. Способ регулирования процесса бурения горных пород/ Н.Б. Ситников, Э.А. Кимельман, В.Ф. Бекетов. Н.В. Ручьев, Г.Б. Лярская; Свердловский горный институт (СССР).-476667; заявл. 05.12.89; опубл. 23.02.93, Бюл. 7.

10. A.C. 1795220 (СССР) МКИ Е 21в 44/00. Способ оптимизации процесса бурения/ Н.Б. Ситников, О.В. Климарев; Свердловский горный институт (СССР).-4816781; заявл.03.04.90; опубл.15.02.93, Бюл. 6.

11. A.C. 739219 (СССР).Е 21В 44/00 (53) 622.24.08. Система автоматического управления процессом механического бурения/ В.А Флянтиков, В.А. Бабишин, А.Г. Кудрявцев,-4с.: ил.

12. A.C. 903564 (СССР).Е21 В44/00 622.243. Устройство для управления режима вращательного бурения скважин/ К.Н. Харлашкин, Е.А. Соловьев, В.А. Школа и др.- 5с.: ил.

13. Бабаян Р.П., Гельфгат Я.А., Филькенштейн Г.М. Математическая модель углубления скважин в терригеных отложениях. Нефтяное хозяйство,- М.: 1987,- №6.-С. 14-17.

14. Бадалов P.A. Кривая изменения механической скорости проходки и ее аналитическое выражение /У Изв. вузов. Нефть и газ,-1958,-№1. С.51-55.

15. Бажутин А.Н., Калыгин Е.В. Разработка и исследование системы автоматического контроля параметров процесса алмазного бурения: Отчет о НИР (заключительный) СГИ №ГР8.0077089; Инв. №Б908712,- Свердловск,- 1983,- 60с.

16. Баршай Г.С., Гельфгат Я.А., Романов А.З. Турбинное бурение без подъема труб,- М: Недра, 1967.- 319с.

17. Башкатов Д.Н. Обобщенный параметр оптимизации в бурении,- В книге: Технология и техника геологоразведочных работ.: М.: МГРИ- 1986.-С.24.-33.

18. Беликов В.Г., Посташ С.А. Рациональная отработка и износостойкость шарошечных долот,- М.: Недра, 1972,- 160с.

19. Блинов Г.А., Липатников В.П., Васильев В.И. Некоторые вопросы высокобортного бурения // Тр. Зап. Ленингр. гор. ин-та. 1985. Том. 105. С.3-9.

20. Болтянский В.Г. Математические методы оптимального управления,- М.: Физматгиз, 1969.- С.408.

21. Борисович В.Т., Белгородская И.В. Оценка качества прогноза и плана производительности труда в разведочном бурении,- В книге: Технология и техника геологоразведочных работ,- М.: изд. МГРИ, 1986.-С.56-64.

22. Бражников В.А., Фурнэ А.Н. Информационное обеспечение оптимального управления бурением скважин,- М.: Недра, 1989.- 202с.

23. Бражников В.А., Кулишенко В.А., Сергеев М.И. Система управления процессом бурения «Узбекистан» // Датчики и устройства системы управления и контроля: Сб. научн. тр. Куйбышевский авиционый иниститут им. С.П. Королева.- Куйбышев, КуАИ. 1985, С. 132137.

24. Бревдо Г.Д. Проектирование режима бурения.- М.: Недра, 1988,-200с.

25. Бревдо Г.Д., Крохмалев А.И. Расчленение разреза и выбор типов долот на примере разреза месторождений Куйбышевской обл. // Нефтяное хозяйство.- 1977.- №7,- С.7-12.

26. Васильев В.И., Каулин В.А., Зорин В.Н. Величина углубки породоразрушающего инструмента за 1 оборот как определяющий фактор разработки параметров режима алмазного бурения // Пути повышения эффективности алмазного бурения,- П.: ВИТР, 1988,- С.23-27.

27. Винченко В.М., Максименко H.H. Технология бурения геологоразведочных скважин,- М.: Недра, 1988.- 148с.

28. Владиславлев B.C. Разрушение пород при бурении скважин.-М.: Гостоп^техиздат., 1958,-240с.

29. Влияние режимных параметров на показатели процесса при мелкоалмазном бурении/ Н.Б. Ситников, И.П. Петров, A.C. Карачев, В.Г. Фоминых// Изв. вузов. Горный журнал- 1966,- №10,- С.69-72.

30. Воздвиженский Б.И. Некоторые пути перестройки колонкового бурения // Изв. вузов. Геология и разведка. 1989.- №5,- С. 126-128.

31. Воздвиженский Б.И., Волков С.А., Волков A.C. Колонковое бурение,- М.: Недра, 1982,- 360с.

32. Волков A.A. Перспективы создания буровых установок с самонастраивающимися системами управления // Изв. вузов. Горный журнал,- 1963,- №1,- С. 150-158.

33. Волков A.A., Шостак В.Ф. Экстремальное управление буровыми машинами вращательного действия // Изв. Вузов. Горный журнал,- 1966,- №3. С.23-28.

34. Вольгемут В.А., Исаченко В.Х., Котляр О.М. Устройство подачи для бурения нефтяных и газовых скважин,- М.: 1969,- 234с.

35. Гафиятуллин Р.Х., Козловский Е.А., Лях Н.Е. О взаимодействии параметров режима бурения при создании двухканальной системы оптимизации,- М.: ОНТИ ВИЭМС, 1974,- С.1-20.

36. Гафиятуллин Р.Х., Козловский Е.А., Троп А.Е. Автоматизация процесса разведочного колонкового бурения,- М.: ОНТИ ВИЭМС, 1971,-58с.

37. Гафиятуллин Р.Х. Лях Н.Е., Юдкевич М.Л. Сравнительная оценка критериев максимума рейсовой скорости и минимума времени проводки скважин // Изв. вузов. Горный журнал,- 1974,- №10,- С.141-144.

38. Гафиятуллин Р.Х., Лях Н.Е. О критериях управления при разведочном бурении твердосплавным затупляющим инструментом // Изв. вузов. Горный журнал,- 1974,- №12,-С.108-110.

39. Гафиятуллин Р.Х., Дегтярев В.А., Радостев A.M. Высокоскоростной буровой станок БС-500/800 с тиристорным регулируемым приводом постоянного тока II Изв. вузов. Горный журнал.-1973,- №2. С.57-63.

40. Гафиятуллин Р.Х. Принцип построения регулируемого привода для станков геологоразведочного бурения // Изв. вузов. Геология и разведка,- 1974,- №11.- С. 152-157.

41. Гафиятуллин Р.Х., Троп А.Е. Система экстремального управления режимом ударно-вращательного бурения // Изв. вузов. Горный журнал.- 1967.- №4.- С. 162-167.

42. Гацуц В.Б. Система автоматического регулирования с переменной структурой нагрузки электропривода шнековой буровой машины большого диаметра // Изв. вузов. Горный журнал.-1983,- №7.-С.116-120.

43. Глазов М.Г. Апмазосберегающая технология // Разведка и охрана недр,- 1983.- №4,- С.28-31.

44. Григулецкий В.Г. Оптимальное управление при бурении скважин,-М.: Недра, 1988,-277с.

45. Диспетчерское управление буровыми работами/ В.А Вопияков, П.И. Колесников, Л.А. Афонин и др.- М.:Недра, 1974,- 216с.

46. Дьяков А.Д., Козловский Е.А. и др. Механизация и оптимизация процессов бурения разведочных скважин,- М.: Недра, 1980,- 349с.

47. Ефимов Н.В. Квадратичные формы и матрицы,- М.: Наука, 1967,- 159с.

48. Жуковский A.A. Критерий качества систем управления процессом бурения // Изв. вузов. Горный журнал,- 1983,- №4,- С.109-112.з го

49. Ивачев Л.М. Промывочные жидкости в разведочном бурении.-М.: Недра, 1975.-215с.

50. Исследования и разработка способа оптимизации режимов колонкового бурения разведочных скважин с помощью самонастраивающихся систем : Отчёт / СГИ , руководитель И.А. Бёрдов , № ГР 80007916 ,т.1 , 1979 ,с. 72, т.2 1982 , с. 204 .

51. Калыгин Е.В., Бажутин А.Н. Оптимальное управления процессом алмазного бурения скважин. Автоматическое управление технологическими процессами в горной промышленности: Межвуз. научн.-темат. сб.-Свердловск, 1984,- С.50-56.

52. Калыгин Е.В., Багаутинов Г.А. О выборе режима алмазного бурения // Изв. вузов. Горный журнал,- 1987,- №10.- с.96-100.

53. Калыгин Е.В. Способ оптимизации процесса алмазного бурения // Изв. вузов. Горный журнал,- 1982.- №2.- С.58-61.

54. Калыгин Е.В. К задаче оптимального управления процессом алмазного бурения // Изв. вузов. Горный журнал.- 1983.- №1,- С.56-63.

55. Калыгин Е.В., Шабалин В.В. Разработка оптимальной программы управления станком при алмазном бурении. Автоматизация управления технологическими процессами в горной промышленности,-Свердловск. СГИ.- С.36-44.

56. Кардыш В.Г., Мурзаков Б.В., Окмянский A.C. Энергоемкость бурения геологоразведочных скважин,- М.: Недра, 1984,- 199с.

57. Кардыш В.Г. Повышение эффективности работы буровых станков,- М.: Недра, 1980,- 183с.

58. Кардыш В.Г., Окмянский A.C. Управление режимом подачи высокооборотных буровых установок // Разведка и охрана недр.- 1984.-№5,- С.26-30.

59. Кардыш В.Г. Станки для алмазного поискового бурения,- Л.: Недра, 1978,- 112с.

60. Кирсанов В.А. .Киселев В.Т., Савостьянов В.Г. Породоразрушающий инструмент, армированный синтетическими алмазами, для бурения пород средней твердости,- М.: ВИЭМС, 1984.-48с.

61. Козловский Е.А., Грабчак Л.Г. Минерально-сырьевой потециал и национальная безопасность России // Изв. вузов. Геология и разведка,- 1997,- №6.-с.З-11.Ж

62. Козловский Е.А., Питерский^ Мурашев С.Ф. Автоматизация управления геологоразведочным бурением,- М.: Недра, 1991,- 198с.

63. Козловский Е.А., Питерский В.М. Моделироваение процесса бурения с целью его оптимизации,- М: ОНТИ ВИЭМС.- 1974,- 92с.

64. Козловский Е.А., Тумаркин Г.Ц., Рвачев В.М. Применение математических методов для определения оптимальных параметров режима бурения. Тематический сборник научных трудов. Выпуск 1. М, 1972.- С.47-55.

65. Козловский Е.А. Гафиятуллин Р.Х. Автоматизация процесса геологоразведочного бурения.- М.: Недра, 1977. -215с.

66. Козловский Е.А. Комаров М.А. Питерский В.М. Кибернетические системы в разведочном бурении,- М.: Недра, 1985.-284с.

67. Козловский Е.А., Питерский В.М. Результаты научных исследований по оптимизации буровых работ,- М.: НТИ. ВИЭМС. Обзорная информация,- 1982,-61с.

68. Козловский Е.А. Дьяков А.Д., Петров П.А. Механизация и оптимизация процесса бурения разведочных скважин,- М.: Недра, 1980.-384с.

69. Козловский Е.А. Оптимизация процесса разведочного бурения.- М.: Недра.-1975.- 303с.

70. Козловский Е.А., Питерский В.М., Думкин Л.Н. Проблемно-целевое моделирование и методы измерения научно-технического прогресса в разведочном бурении.- М.: ВИЭМС. Обзорная информация.-1982,- 75с.

71. Козловский Е.А., Башкатов ДН., Ребрик Б.М. Технический прогресс в разведочном бурении важнейшее направление в повышении экономической эффективности геологоразведочных работ // Изв. вузов. Геология и разведка,- 1997,- №11. С. 10-15.

72. Контроль параметров процесса бурения/ В.А. Айрапетов, В.Р. Андрианов, Б.Я. Веремейко, В.Б. Гинзбург, В.Я. Симкин.- М.: Недра, 1973,- 127с.

73. Копылов В.Е., Чистяков Ю.А., Мухин Э.М. Вибрация при алмазном бурении.- М.: Недра, 1967.- 128с.

74. Крапивин М.Г. Раков И.Я., Сысоев Н.И. Горные инструменты.-М.: Недра, 1990,-255с.

75. Кривошеев В.В. Исследование процесса трения алмазнойкоронки о горную порс.^»ду./Усовершенствование техники и технологии бурения^кв ажин. Вып. 20 :Межвуз. Науч. темат.еб.- Екатеринбург: УГТТА,. 997.С.24-38.

76. Кутузов Б.Н., Шмидт Р.Г. Шарошечное бурение скважин на карьерах и пути повышения его эффективности.- М.: Недра, 1966,- 45с.

77. Лачинян Л.А. Работа бурильной колонны,- М.: Недра, 1979.-Ж

78. Леонтьев О.П. Бройтман Н.М. Контроль и регулирование колонкового бурения.- М.: Недра, 1972,- 200с.

79. Любимов Н.И. Принципы классификации и эффективного разрушения горных пород при разведочном бурении.- М.: Недра, 1967.-317с.

80. Мавлютов М.Р. Разрушение горных пород при бурении скважин,- М.: Недра, 1978.-215с.

81. Макаров Л.В., Прокопьев В.П. Влияние напряженного состояния упругопластичных горных пород вблизи скважин на качество буровых работ// Изв. вузов. Нефть и газ.- 1984.- №3,- С. 18-22.

82. Макаров Л. В. Физические процессы в буровых скважинах // Изв. вузов. Горный журнал.- 1986.- №5.- С.3-8.

83. Макаров Л.В., Ситников Н.Б. Исследование математической модели колонкового бурения разведочных скважин // Изв. вузов. Горный журнал.- 1989.-№3.-С.71-76.

84. Марамзин A.B., Блинов Г.А.,Галиопа A.A. Технические средства для алмазного бурения,-Л.: Недра, 1982.- 335с.

85. Марамзин A.B., Блинов Г.А. Алмазное бурение на твердые полезные ископаемые,- Л.: Недра, 1977.- С.244.

86. Марасанов Ю.П. Экономический закон как основа разработки системы автоматического процесса шарошечного бурения // Электрификация и автоматизация процессов на горных предприятиях: Труды СГИ,- Свердловск,- 59 выпуск,- 1970,- С. 110-115.

87. Маховиков Б.С., Кабаков О.В., Зарицкий С.Г. Механико-технологический анализ принципов автоматического управления буровыми станками И Изв. вузов. Горный журнал,- 1980,- N8,- С.54-59.

88. Меликов Э.Н. и др. Закономерности взаимосвязи между параметрами процесса бурения // Изв. вузов. Горный журнал,- 1980,- N8.-С.54-59.

89. Моделирование и оптимизация режимов работы электромеханического оборудования на горных предприятиях ; Отчёт / УГГГА , руководитель работы Г.А. Багаутинов № ГР 01960003029. -Екатеринбург, 1998 , с. 46 .

90. Методические рекомендации по технологии алмазного бурения геологоразведочных скважин/ Сост. В.П. Липатников, П.П. Пономарев, E.H. Смирнов и др.- Л.: ВИТР, 1982,- 50с.

91. Методические рекомендации по технологии алмазного бурения геологоразведочных скважин/ Сост. В.А. Кацепельсон, В.А. Каулин, В.В. Константинов и др.- Л.: ВИТР, 1982,- 72с.

92. Механизация вспомогательных операций в разведочном бурении/ А.Д. Дьяков, Е.А. Козловский, Н.И. Корнилов, П.А. Петров.-М.:Недра, 1972.-248с.

93. Мильнер Г.И., Лещиков В.И. Научные основы методики расчета технико-экономических показателей и планов буровых работ: Техника и технология бурения разведочных скважин: СГИ,- 1985.- С. 101-103.

94. Минин A.A. Время долбления как условие максимума технической скорости проходки // Нефтяное хозяйство.- 1949.- N3,- С.6-18.

95. Миронов В.П., Шханек Б.И. Об одном алгоритме нахождения дискретных оптимальных воздействий при управлении процессом бурения И Изв. вузов. Горный журнал,- 1980,- N3,- С.84-87.

96. Михайлов Н.Д. Техническое проектирование колонкового бурения,-М.: Недра, 1985,- 200с.

97. Мурашев С.Ф., Павлов Е.И. Автоматизация оперативного управления бурением геологоразведочных скважин // Управление и экономика буровых и геологоразведочных работ.- М.: ВИЭМС, 1985.-С.52-57.

98. Определение базовых значений режимных параметров процесса бурения с помощью микропроцессорной техники/ Ситников Н.Б., Степанова Г.Ф., Багаутинов Г.А. // Изв. вузов. Горный журнал.-1988.- №12.- С.49-52.

99. Оптимизация процесса алмазного бурения скважин/ Ситников Н.Б., Бердов И.А., Трапезников В.Т., Савельев В.А. // Изв. вузов. Горный журнал,- 1979,- №2,- С. 165-170.

100. Орлов A.B. и др. Выбор эффективной технологии проводки глубоких скважин.- М.: Недра, 1974,- 148с.

101. Орлов A.B., Орлов С.А. Оптимизация процесса углубления скважин на основе промысловых данных.- Нефтяное хозяйство. М.: Недра,-1981.- №11.- С.14-21.

102. Орлов A.B. Установление оптимального сочетания нагрузки на долото и скорости его вращения при глубоком бурении.- М.: Недра, 1964,- 139с.

103. Орлов A.B. Об оптимизации процесса углубления скважин // Нефтяное хозяйство,- 1982,- №6,- С.10-12.

104. ЮЭ.Орлов A.B., Иноземцев В.И. Получение оптимальной проходки при оптимизации режимов работы долот // Нефтяное хозяйство,-1984.- №4,- С.15-18.

105. Ошкордин О.В.,Фролов С.Г.5Пурвинский Н.Г. Методысистемного анализа в технологии разведочного бурения. -М.;1. Геоинформмарк,1993.-36 с.

106. Петров И.П., Ситников Н.Б. Регулирование процесса буренияна максимум проходки на долото И Изв. вузов. Горный журнал,- 1967.-№3,-С.125-129.

107. Петров И.П., Ситников Н.Б. Самонастраивающаяся система регулирования процесса бурения и результаты ее испытания // Изв. вузов. Горный журнал,- 1967,- №12,- С.148-153.

108. Петров И.П., Семенцов Г.Н., Ситников Н.Б., Принципы автоматической оптимизации процесса бурения глубоких скважин // Элементы и системы автоматики в нефтяной и газовой промышленности: Сб. статей,- Киев, 1974,- С. 126-139.

109. Петров И.П. Ситников Н.Б. Методика сравнительной оценки эффективности бурения в режимах постоянной и переменной нагрузки на забой // Изв. вузов, Горный журнал.-1974.- №12.- С.85-89.

110. Петров И.П. Методика получения математической модели процесса вращательного бурения // Изв. вузов. Горный журнал.- 1967.-№1,- С.130-136.

111. Петров И.П. Оценка степени износа и эффективности использования долота при вращательном бурении // Изв. вузов. Горный журнал,- 1966,- №11.- С.81-87.

112. Петров И.П., Ситников Н.Б., Регулирование процесса шарошечного бурения на максимум механической скорости // Электрификация и автоматизация процессов на горных предприятиях: Труды СГИ,- Свердловск,- 59 вып.- 1970,- С.83-89.

113. Петров И.П. Автоматическое регулирование работы буровых установок // Совершенствование техники и технологии разведочного колонкового бурения/.- Москва, 1968.- С. 192-217.

114. П'ешалов Ю.А. Оптимизация применения технических средств и технологии бурения разведочных скважин.- М.: Недра, 1979.-325с.

115. Погарский A.A. Автоматизация процесса бурения глубоких скважин.- М.: Недра, 1972,-216с.

116. Погарский A.A., Чефранов H.A., Шишкин О.П. Оптимизация процессов глубокого бурения.- М.: Недра, 1981,- 923с.

117. Погарский A.A. Механизм забойной автоматики и телеизмерений. М.: Недра, 1965,- 135с.

118. Пономарев П.П. Алмазное бурение трещиноватых пород. -Л.: Недра, 1985,- 144с.

119. Потапов Ю.Ф., Симонов В.В. Разрушение горных пород трехшарошечными долотами малого диаметра.- М.: Гостоптехиздат, 1961,- 187с.

120. Питерский В.М., Думкин Л.Н., Панин Н.М. Интенсификация буровых работ и методы ее измерения // Техника и технология геологоразведочных работ, организация производства.- М.: ВИЭМС, 1985,- 50с.

121. Питерский В.М. Методы определения статистических и информационных характеристик при управлении буровыми работами.-М.: ВИЭМС, 1981,- 36с.

122. Питерский В.М. Оптимальное управление процессом алмазного бурения,- М.: ВИЭМС, 1980,- 66с.

123. Питерский В.М., Ланда Г.М. Система контроля и управления бурением скважин.-М.: ВИЭМС, 1980,-48с.

124. Питерский В.М., Мурашов С.Ф., Павлов В.И. Методы и алгоритмы поиска оптимальных решений процесса бурения // Экономика и организация буровых и геологоразведочных работ.- М, 1984. С.90-101.

125. Разработка новых способов проектирования технологического процесса бурения скважин и методика расчёта параметров на ЭВМ : Отчёт / УГГГА , руководитель Г.А. Багаутинов , № ГР 01910012894 -Екатеринбург, 1995 , с. 62 .згз

126. Румынский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента,-М.: Наука, 1971.-97с.

127. Сборник типовых инструкций по охране труда для рабочих, занятых на геологоразведочных работах/ Мин. геологии СССР,- М.: Недра, 1981,-244с.

128. Семенцов Г.Н. Взаимосвязи износа вооружения шарошечных долот с показателями режима бурения. М.: Недра, 1986,- №8,- С. 12-14.

129. Симонянц Л.Е. Разрушение горных пород и рациональная характеристика двигателей для бурения. М.: Недра, 1966.- 277с.

130. Ситников Н.Б., Петров И.П. Анализ технико-экономических показателей бурения взрывных скважин в условиях карьеров завода "Магнезит" // Изв. вузов. Горный журнал.- 1969.- №12,- С.55-60.

131. Ситников Н.Б., Петров И.П., Пискунова Л.Н. Влияние режимных параметров на показатели процесса шарошечного бурения // Изв. вузов. Горный журнал.- 1970,- №10,- С.91-94.

132. Ситников Н.Б., Петров И.П., Бердов И.А. Сравнительный анализ критериев оптимизации при вращательном бурении скважин // Изв. вузов. Горный журнал,- 1972,- №4,- С.134-138.

133. Ситников Н.Б., Петров И.П. и др. Влияние режимных параметров на показатели процесса при мелкоалмазном бурении // Изв. вузов. Горный журнал,- 1966,- №10,- С.69-72.

134. Ситников Н.Б, Петров И.П., Бердов И.А. Оптимизация процесса шарошечного бурения разведочных скважин // Автоматизация производственных процессов при разработке россыпей: Тр. СГИ,-Свердловск.- 1975,- С.35-40.

135. Ситников Н.Б., Петров И. П. Анализ срока службы шарошечного долота // Реферативный сборник научно-исследовательских работ, выполненных в 1945-1975 гг. MB и ССО РСФСР,- Свердловск, СГИ, 1975,- С.225-226.

136. Ситников Н.Б., Бердов И.А., Савельев В.А. Исследование критериев оптимальности процесса вращательного бурения скважин // Изв. вузов. Горный журнал,- 1977,- №5,- С.131-135.

137. Ситников Н.Б., Бердов И.А., Савельев В.А. Определение оптимальных параметров при бурении взрывных скважин незатупляющимися шарошечными долотами // Изв. вузов. Горный журнал,- 1977,- №8.- С.59-62.

138. Ситников Н.Б., Трапезников В.Т., Бердов И.А. Разработка модели системы автоматического управления для оптимизации процесса алмазного бурения и результаты ее испытаний: Сб. науч. тр. ВИТР. Ленинград,- 1979,- №131.- С.52-55.

139. Ситников Н.Б., Трапезников В.Т., Определение базовых значений режимных параметров при бурении скважин // Изв. вузов. Горный журнал,- 1984,- №8,- С. 109-111.

140. Ситников Н.Б., Игнатьев О.В. Автоматизация процесса подготовки горных пород к выемке // Автоматизация технологических процессов на горнорудных предприятиях: Справочное пособие,- М.: Недра, 1984,- С.43-52.

141. Ситников Н.Б., Трапезников В.Т. Критерий максимума рейсовой скорости бурения при проходке скважин // Изв. вузов. Горный журнал,- 1984.- №9.- С.49-51.

142. Ситников H. Б., Семенцова A.A., Трапезников В.Т. Зависимость эффективности шарошечного бурения глубоких скважин от мощности на долоте II Изв. вузов. Горный журнал,- 1987,- №1,- С.53-55.

143. Ситников Н.Б., Трапезников В.Т., Багаутинов Г.А. Методика выбора базовых значений режимных параметров при алмазном бурении геологоразведочных скважин // Изв. вузов. Горный журнал.- 1987,- №5,-С.57-60.

144. Ситников Н.Б, Трапезников В.Т. Износ алмазных коронок // Изв. вузов. Горный журнал,- 1987,- №7,- С.52-54.

145. Ситников Н.Б., Трапезников В.Т. Применение тиристорного привода на станках геологоразведочного бурения // Изв. вузов. Горный журнал,- 1987,- №12,- С.87-90.

146. Ситников Н.Б., Трапезников В.Т. Динамические свойства станка геологоразведочного бурения // Изв. вузов. Горный журнал.-1987,- №8.- С.49-50.

147. Ситников Н.Б. Влияние механической скорости на рейсовую скорость и стоимость одного метра проходки при колонковом бурении скважин // Изв. вузов. Горный журнал,- 1988,- №8,- С.101-104.

148. Ситников Н.Б. Оптимизация бескернового бурения разведочных скважин // Изв. вузов. Горный журнал,- 1988,- №10,- С.67-70.

149. Ситников Н.Б. Управление процессом алмазного бурения геологоразведочных скважин // Современное состояние и перспективы развития бурового оборудования нового типа: Тез. докл. научн. техн. конф.- Челябинск,- 1988,- С.43-46.

150. Ситников Н.Б. Исследование показателей процесса бескернового бурения глубоких скважин // Изв. вузов. Горный журнал.-1989,- №1.- С.68-71.

151. Ситников Н.Б., Макаров Л.В. Исследование математической модели колонкового бурения разведочных скважин // Изв. вузов. Горный журнал,- 1989,- №3,- С.71-76.

152. Ситников Н.Б. Использование математической модели для оптимизации процесса бурения разведочных скважин // Изв. вузов. Горный журнал,- 1989,- №4,- С.58-63.

153. Ситников Н.Б, Троп В.А., Багаутинов Г.А. Оптимизация процесса алмазного бурения на максимум проходки на коронку // Изв. вузов. Горный журнал,- 1989,- №6,- С.104-108.

154. Ситников Н.Б. Использование функции износа в математической модели процесса бурения скважин // Изв. вузов. Горный журнал,- 1989,- №11,- С.57-60.

155. Ситников Н.Б. Оптимизация процесса бурения геологоразведочных скважин // Автоматическое управление технологическими процессами в горной промышленности: Межвуз. научн.-тематич. сб.,-Свердловск: СГИ, 1989.- С.72-76.

156. Ситников Н.Б., Климарев О.В., Троп В.А. Оптимизация бескернового бурения скважин затупляющимся породоразрушающим инструментом-// Изв. вузов. Горный журнал,- 1990,- №3.- С.75-80.

157. Ситников Н.Б. Макаров Л. В. Использование микропроцессорной техники для оптимизации процесса бурения геологоразведочных скважин // Разрушение горных пород при бурении скважин: Тез. докл. Всесоюзн. научн.-техн. конф.- УФА, 1990.- С.117-119.

158. Ситников Н.Б., Кученов H.H., Борисов Е.Ю. Система автоматизированного управления станком шнекового бурения // Изв. вузов. Горный.журнал,- 1990.- №8,- С.97-103.

159. Ситников Н.Б. Влияние износа породоразрушающего инструмента на оптимальные значения режимных параметров при алмазном бурении скважин // Изв. вузов. Горный журнал,- 1990,- №9,-С.67-70.

160. Ситников Н.Б. Климарев О.В. Троп В.А. Экспериментальное определение математической модели процесса бурения геологоразведочных скважин // Изв. вузов. Горный журнал.- 1990,- №12,-С.53-56.

161. Ситников Н.Б. Исследование математической модели процесса бурения геологоразведочных скважин // Совершенствование техники и технологии геологоразведочных работ: Межвуз. научно-тематич. сборник,- Свердловск: СГИ, 1990,- С.93-100.

162. Ситников Н.Б. Оптимизация колонкового бурения геологоразведочных скважин затупляющимся породоразрушающим инструментом // Техника и технология бурения скважин на твердые полезные ископаемые: Межвуз. научн.-тематич. сборник,- Свердловск: 1991.-С.8-11.

163. Ситников Н.Б. Исследование критерия максимума проходки на породоразрушающий инструмент // Изв. вузов. Горный журнал.1991.- №10.- С.55-56.

164. Ситников Н.Б., Макаров J1.В. Математическая модель процесса бурения глубоких геологоразведочных скважин // Изв. вузов. Горный журнал,- 1992,- №1,- С.62-68.

165. Ситников Н.Б. Исследование бескернового бурения глубоких скважин с помощью функции износа // Изв. вузов. Г орный журнал.1992,- №5,- С.56-60.

166. Ситников Н.Б. Влияние ограничений на эффективность процесса бурения глубоких скважин // Изв. вузов. Горный журнал,- 1992.-№7.- С.52-56.

167. Ситников Н.Б. Анализ математической модели процесса бескернового бурения скважин // Изв.вузов. Горный журнал,- 1992,- №9,-С.23-28.

168. Ситников Н.Б. Оптимизация колонкового бурения скважин затупляющимся породоразрушающим инструментом // Изв. вузов. Горный журнал,- 1992,- №12,- С.59-64.

169. Ситников Н.Б., Бекетов В.Ф., Троп В.А. Управление процессом ударно-вращательного бурения скважин // Изв. вузов. Г орный журнал,- 1993,- №1- С.108-111.

170. Ситников Н.Б. Дрейф характеристики механической скорости бурения // Изв. вузов. Горный журнал,- 1993,- №7.- С.79-82.

171. Ситников Н.Б. Троп В.А. Зависимость механической скорости от времени чистого бурения // Изв. вузов. Горный журнал,- 1994,- №8,-С.80-84.

172. Ситников Н.Б., Троп В.А. Исследование показателя проходки на породоразрушающий инструмент // Изв. вузов. Горный журнал.-1996,- №7,- С.77-84.

173. Совершенствование техники и технологии разведочного колонкового бурения/ Л.М. Ивачев, Л.В. Макаров, Г.И. Неудачин и др. Под ред. М.А. Саламатова,- М.: Недра, 1968.-218с.

174. Справочник инженера по бурению геологоразведочных скважин: В 2т./ Под общей редакцией проф. Е.А.Козловского.- Т.1.- М.: Недра, 1984,-512с.

175. Терминологический словарь,- М.: Недра, 1990,-694с.

176. Техника и технология разведочного бурения. Учебник для вузов/ Ф.А. Шамшев, С.Н. Тараканов, Б.Б. Кудряшов.- 3-е изд., доп. и перераб,- М.: Недра, 1983,- 565с.

177. Федоров B.C. Проектирование режимов бурения.- М.: Гостоптехиздат, 1958,-214с.

178. Фингерит М.А. Рациональная эксплуатация шарошечных долот.-М.: Недра, 1965.-46с.

179. Фоминых В.Г., Шолохов Л.Г. Об изменении коэффициента сопротивления движению алмазной коронки по породе // Тр. СГИ. 1974. Вып.104. С.35-40.

180. Царицын В.В. Алмазное бурение.- М.: Недра, 1975,- 105с.

181. Чефранов К.А. Автоматизация процесса бурения,- М.: Гостоптехиздат, 1962,- 88с.

182. Чефранов К.А. Регулирование процесса бурения.- М.: Недра, 1972,- 157с.

183. Шаповал A.A., Биншток Т.И., Закрытный В.Ф. Особенности контроля и управления процессом бурения в трещиноватых горных породах // Техника и технология геологоразведочных работ; организация производства,- М.: ВИЭМС, вып.8,- С. 15-24.

184. Эйгелес P.M., Стрекалова Р.В. Расчет и оптимизация процессов бурения скважин,- М.: Недра, 1977,- 200с.

185. Эйгелес P.M. Разрушение горных пород при бурении.- М.: Недра, 1971,-231с.

186. Эпштейн Е.Ф., Попов Г.П, Методы определения длительности бурения в один рейс, обеспечивающий минимум стоимости проходки // Нефтяное хозяйство,- 1950,- №2,- С.11-18.3.J7

187. Эпштейн Е.Ф. Новые методы разрушения горных пород. М.: Гостоптехиздат, 1960.-87с.

188. Яковлев К. П. Математическая обработка результатов измерений.- Гос. изд-во технико-эконом. лит.- М.: 1958,- 129с.

189. Яковлев В.А. Рациональная обработка долот уменьшенного и малого диаметра.- М.: Недра, 1970.-129с.

190. Galle Е.М., Woods Н.В. How to calculate fit weight and rotary speed for lowestc ost drilling. O.G.Y.V. 58. №46-47. 1960; v.61, №41. 1963.