автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Совершенствование технического обеспечения системы смазки опор шарошек бурового долота

На правах рукописи

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ СМАЗКИ ОПОР ШАРОШЕК БУРОВОГО ДОЛОТА

Специальность 05.02.13 — «Машины, агрегаты и процессы»

(нефтегазовая отрасль)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа 2006

Работа выполнена на кафедре нефтегазопромыслового оборудования Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Матвеев Юрий Геннадиевич,

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, старший научный сотрудник Янтурин Альфред Шамсунович;

кандидат технических наук, доцент Мутоков Ринат Абдрахманович,

Ведущая организация

Самарский государственный технический университет.

Защита состоится 27 декабря 2006 года в 14-00 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.289.05 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан / » ноября 2006 года.

Ученый секретарь совета * у^зисс^ Закнрничная ММ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Трехшарошечные долота остаются в настоящее время преобладающим породоразрушающим инструментом для бурения нефтяных и газовых скважин. При этом доля долот с твердосплавным вооружением шарошек с каждым годом повышается в связи увеличением глубин разведочных и эксплуатационных скважин, нижняя часть которых сложена твердыми абразивными породами. На технико-экономические показатели бурения скважин, качество и продолжительность их строительства существенное влияние оказывает механическая скорость проходки, которая напрямую зависит от частоты вращения долота. Чем быстрее пробурена скважина, тем меньше возникает осложнений в процессе бурения и, соответственно, выше ее качество и ниже себестоимость. Однако повышение частоты вращения долота имеет отрицательные последствия, связанные с сокращением времени пребывания его на забое вследствие ускоренного износа, прежде всего опор шарошек. Преждевременный износ опор шарошек усугубляется существенной неравномерностью их нагружения при бурении наклонно-направленных и горизонтальных скважин. Приложенная к долоту отклоняющая сила дополнительно перекашивает шарошку относительно цапфы, создавая неблагоприятный режим работы цилиндрических подшипников. Таким образом, выигранное время от увеличения механической скорости проходки проигрывается за счет увеличения количества спуско-подъемных операций.

Прорывом в повышения долговечности опор шарошечных долог явилось создание долот с герметизированными маслоиаполненными опорами и разделительными компенсаторами давления. Долговечность шарошечных долот увеличилась многократно, но только при низких частотах вращения. Опыт эксплуатации шарошечных долот с герметизированными маслоиаполненными опорами при повышенных частотах вращения показал,

что опоры перегреваются, в результате чего в первую очередь выходят из строя уплотнения. Проникновение промывочной жидкости из скважины в опоры изменяет характер изнашивания материалов опоры и шарошки, приводя к заклиниванию шарошек.

Целью работы является повышение долговечности шарошечных долот с герметизированными маслонаполненными опорами при повышенных частотах вращения в условиях наклонно-направленного бурения.

Задачи исследования

1 Анализ литературных источников по совершенствованию систем герметизации и смазки подшипников опор шарошечных долот.

2 Совершенствование экспериментально го стенда и разработка методики для исследования эффективности новых технических решений по совершенствованию систем герметизации подшипников опор.

3 Разработка, исследование и экспериментальное обоснование работы новых решений систем герметизации опор шарошечных долот для повышенных частот вращения, в том числе для условий наклонно-направленного бурения.

4 Разработка и обоснование новых технических решений принудительной системы смазки подшипников опор шарошечных долот.

Методы решения поставленных задач

1 Аналитические исследования в соответствии с законами механики деформируемого твердого тела с применением метода конечных элементов.

2 Экспериментальные стендовые исследования с применением современных методов планирования эксперимента, современных приборов измерения и методов статистической обработки результатов.

3 Поиск новых технических решений, их конструкторская проработка, изготовление и стендовые испытания.

Научная новизна

1 Определены численным методом конечных элементов зоны равных

упругих деформаций на тензометрической втулке экспериментального стенда для крепления первичных датчиков, что позволило существенно повысить точность измерения параметров работы узла герметизации опор шарошечных долог.

2 Обоснована и экспериментально подтверждена возможность улучшения деформационной характеристики и снижения момента трения эластичного кольца относительно шарошки за счет выполнения профилированной канавки переменной глубины с образованием полости под кольцом, сообщенной уравнительными каналами с полостью опоры или со скважиной.

3 Определены экспериментальные зависимости основных показателей работы новой конструкции узла герметизации от определяющих факторов, позволившие уточнить его оптимальные геометрические параметры из условия минимального сопротивления вращения.

4 Обосновано аналитически и предложено техническое решение циркуляционной системы смазки опор шарошечных долот, выполненной в виде винтового насоса, расположенного в наддолотном лубрикаторе.

Практическая цевность работы

Усовершенствованная система измерения экспериментального стенда для исследований работы узлов герметизации опор шарошечных долот и результаты исследований по совершенствованию системы герметизации и системы смазки опор шарошечных долот используются в учебном процессе при выполнении исследовательской части выпускных квалификационных работ, курсовых и дипломных проектирований для подготовки студентов специальности 130602 «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов» в УГНТУ.

Основные защищаемые положения

1 Усовершенствованная измерительная часть экспериментального стенда для исследований герметизирующих узлов опор шарошечных долот.

2 Новое техническое решение и результаты экспериментальных исследований работы узла герметизации опор шарошечных долот, предназначенных для эксплуатации при повышенных частотах вращения и в условиях наклонно-направленных скважин.

3 Новое техническое решение и результаты аналитических исследований работы циркуляционной системы смазки опор шарошечных долот.

Аппобапия работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на 56-Й и 57-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых Уфимского государственного нефтяного технического университета (2005 г., 2006 г.), Международной научно-технической конференции «Повышение качества строительства скважин» (2005 г., г. Уфа), а также на научно-технических семинарах кафедры «Нефтегазопро мы еловое оборудование» Уфимского государственного нефтяного технического университета (2005 г., 2006 г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 2 статьи, одна из которых опубликована в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК Минобрнауки РФ, и тезисы 3-х докладов.

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, основных выводов, списка литературных источников из 175 наименований и приложения. Работа изложена на 136 страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка, 74 формулы и 18 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении представлена актуальность рассматриваемых в работе

задач.

В первой главе выполнен обзор исследование в области повышения долговечности опор шарошечных долот при повышенных частотах вращения и в условиях наклонно-направленного бурения.

Вопросам совершенствования систем герметизации и смазки опор шарошечных долот для повышения их износостойкости с герметизированными опорами посвящены исследования специалистов различных российских и зарубежных научных организаций и производственных предприятий, таких как НПО «Буровая техника» - ВНИИБТ, Российский государственный университет нефти и газа им. ИМ. Губкина, Уфимский государственный нефтяной технический университет, ОАО «Волгабурмаш», ОАО «Уралбурмаш», «Hughes Christensen Co.», «Smith International Inc.», «Security DBS», «King-dream Со.» и многие другие.

Обзор выполненных исследований показал, что при существующих материалах, применяемых для изготовления шарошечных долот, повышение их надежности при повышенных частотах вращения и в условиях бурения наклонно-направленных скважин возможен, в частности, за счет снижения теплонапряженносш работы их опор. В данном диссертационном исследовании эта задача решается путем изменения режима работы уплотнений и обеспечения принудительного смазывания уплотнений и подшипников.

При бурении наклонно-направленных скважин на долото действует не только осевая сила Fi, но н отклоняющая сила F^, которая уравновешивается реакциями N|, N2 N3. В результате их действия возникают момент Мр(Ю. и сила Fo, которые стремятся повернуть шарошку и сдвинуть её к оси скважины (рисунок 1). Кроме того, величина отклоняющей силы является переменной по косинусоидальному закону, что обусловливает осевые и угловые колебания шарошек относительно цапф. В связи с этим, при разработке технического обеспечения системы смазки для условий наклонно-направленного бурения необходимо учитывать влияние этих факторов на

работоспособность герметизирующего узла и системы циркуляции смазочного материала опор шарошечных долот.

Таким образом, вопрос технического обеспечения системы герметизации и принудительной смазки опор шарошечных долот при их эксплуатации с повышенным частотами вращения и в условиях наклонно-направленного бурения остается открытым, поскольку отсутствуют совершенное уплотнение и надежная принудительная система смазки опор шарошек для их применения в названных условиях.

В а второй главе разработана методика проведения испытаний герметизирующих узлов опор шарошечных долот и совершенствована система измерения параметров работы уплотнений экспериментального

Рисунок 1 — Действие отклоняющей силы на долото

стенда для изучения работоспособности систем герметизации опор шарошечных долот.

Исследования работоспособности предложенного узла герметизации опор проводились в лабораторных условиях на экспериментальном стенде по а.с. 662838 (СССР) для испытаний узлов герметизации. С целью повышения точности измерений стенд был усовершенствован нами следующим образом: - численным методом конечных элементов, реализованным в программном комплексе АШУБ, определены зоны равных упругих деформаций на тензометряческой втулке, показанные на рисунке 2, для установки первичных те изометрических датчиков;

Рисунок 2 — Зоны на теизометрнческой втулке для установки первичных датчиков

- измерительное устройство фиксированных сигналов механического типа (самопишущее устройство Н338-6П) заменено аналого-цифровым преобразователем АДАМ-4016, который с помощью микропроцессора преобразует аналоговые сигналы от первичных тензометр ических датчиков в цифровые сигналы, передаваемые и сохраняемые в памяти компьютера.

На рисунке 2 видно, что деформация определенных зон для прикрепления первичных тензометрических датчиков одинаковая и

подчиняется закону Гука. При этом тензодатчики фиксируют равные изменения при одинаковых усилиях, приложенных к втулке. Таким образом, при установке тензодатчиков в выбранных зонах значительно уменьшается погрешность измерений названного стенда.

В третьей главе были проведены нами разработка, исследование и экспериментальное обоснование работы новых технических решений систем герметизации опор шарошечных долот, предназначенных для работы при повышенных частотах вращения в условиях наклонно-направленного бурения, осуществлены с использованием серийных уплотнительных колец круглого сечепия, применяемых для герметизации опор типа АУ. Применение серийных уплотнительных колец позволяет удешевить конструкцию уплотнения, а также обеспечить технологичность его изготовления и сборки.

С учетом вышеуказанных условий работы герметизирующих узлов нами в соавторстве с А.Н. Поповым, ЮТ. Матвеевым и А.И. Могучевым па основе пат. РФ №2236541 предложена конструкция уплотцитеяьного узла радиального типа с улучшенными динамической и деформационной характеристиками.

Конструкция разработанного уплоткительного узла приведена на рисунке 3, Разработанный узел герметизации состоит из эластичного кольца 1 круглого сечсния диаметром <1, размещенного в профилированной расточке, выполненной в бурте у основания цапфы лапы 2, с радиальным натягом А по отношению к цилиндрической поверхности шарошки 3. Канал 4, предназначенный для установки замкового пальца, сообщается с компенсатором давления каналом 5 и с полостью опоры с ненагруженной стороны роликового подшипника 7 каналом б. Часть профиля расточки, имеющая прямоугольное сечение шириной Ь = (0,57...0,66)11, выполнена с переменной высотой Ь, Часть профиля расточки, обращенная к шарошке, образована путём выполнения фасок конической формы с углом между образующими а = 60°...80°. Величина предварительного радиального натяга

Д уплотнительного кольца зависит от величины конических фасок. На верхней половине цапфы (см. рисунок 3, б) прямоугольная часть расточки выполнена в цилиндрической форме соосно с цапфой. На нижней половине цапфы прямоугольная часть расточки 8 также выполнена в цилиндрической форме с радиусом К, но имеет большую глубину за счет смещения центра О) сечения расточки выше оси цапфы. В результате между эластичным кольцом и дном прямоугольной части расточки в нижней части цапфы образуется серповидная полость. Величина 00|, равная расстоянию между центром сечения цапфы и центром сечения прямоугольной части расточки в нижней части цапфы, определена из условия максимально возможного эксцентриситета между шарошкой и цапфой в результате износа радиального подшипника без разгерметизации опоры. Радиус Я цилиндрической поверхности прямоугольной части расточки в нижней части цапфы определяется по формуле

В верхней части цапфы в прямоугольной части расточки под эластичным кольцом выполнена лыска 9 (см. рисунок 3, б). Полость между эластичным кольцом и дном прямоугольной части расточки гидравлически сообщена уравнительным каналом 10 и каналом 11 (см. рисунок 3, в), просверленным со стороны сбегающей грани лапы, со скважиной.

Узел герметизации опоры работает следующим образом. При заправке опоры долота смазочным материалом в последней создается избыточное давление до величины давления раскрытия уплотнения, которое составляет около 0,1 МПа. При этом эластичное кольцо 1 (см. рисунок 3, а и г) вдавливается в часть расточки прямоугольной формы 8 и между шарошкой 3 и эластичным уплотнительным кольцом 1 образуется щель, через которую из опоры удаляется воздух. После окончания операции и снижения

(1)

избыточного давления в опоре эластичное уплотнителыгае кольцо за счет упругости выдавливается из прямоугольной части расточки и закрывает зазор между цапфой и шарошкой.

В(УЙеличено)

а—уплотнительный узел опор шарошечных долот; б — сеченис А-А уплотннтельного узла; в-сечениеБ-Б уплотнителыгогоузла; г - местное сечение В с увеличением размеров деталей. Рисунок 3 — Усовершенствованный узел герметизации опоры шарошки

В процессе бурения шарошка вращается относительно цапфы 2 и эластичного уплотнительного кольца 1. По мере увеличения износа радиальных подшипников возникает и увеличивается эксцентриситет и перекос шарошки 3 относительно цапфы 2 за счёт смещения шарошки вверх и угловых колебаний. При этом защемления уплотнительного кольца 1 и разгерметизации опоры шарошки не происходит, так как в нижней части цапфы уплотнительпос кольцо 1 вдавливается в прямоугольную часть расточки 8, а в верхней части цапфы уплотни тельное кольцо выдавливается за счет сил упругости из расточки. Уравнительный канал 10 и канал 11, сообщающий расточку уплотнения со скважиной, обеспечивают выравнивание давления в профилировашюй расточке под унлотнительным кольцом 1 и в опоре. Сообщение расточки каналами со скважиной предотвращает защемление уплотнительного кольца в прямоугольной части расточки и разгерметизацию опоры независимо от частоты вращения и частоты радиальных и угловых колебаний шарошки.

Работоспособность узла герметизации исследовалась в условиях его эксплуатации совместно с принудительной расходной системой смазки опоры. В качестве показателей работы узла герметизации были приняты:

- момент трения М^, уплотнительного кольца;

- расход смазочного материала О через уплотняемый контакт.

Узел герметизации опоры шарошечного долота имеет сравнительно небольшие размеры, поэтому его стендовые испытания проводились па натурных образцах. Для обеспечения энергетического и динамического моделирования работы узла герметизации, уровня определяющих факторов принимались в тех диапазонах, какие они имеют при работе долот диаметром 190,5 мм с ненарушенной герметизацией.

В качестве основных факторов, влияющих на показатели работы и изнашивания узла герметизации опор шарошек, были приняты:

- частота вращения шарошки - а с"1;

- радиальный люфт шарошки относительно цапфы - е, мм;

- предварительный радиальный натяг угиютнительного кольца - Я№ %;

- избыточное давление смазочного материала в полости опоры шарошки - Р„, МП а.

С целью сокращения количества испытаний нами был осуществлен дробно-факторный эксперимент, который спланирован с применением комбинационного греко-латинского квадрата. Определяющие режим работы уплотнения факторы и их уровни приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Величины уровней факторов в эксперименте

Факторы Уровни факторов

Ь, мм 0,80 1,00 1,25 1,50

е, мм 0 0,25 0,50 0,75

п, с 2,25 5,22 7,08 12,56

Р„, МПа 0. 0,15 0,30 0,35

В опытах в качестве смазочного материала опоры шарошки использовалось трансмиссионное масло ГАД-17и, в качестве промывочной жидкости - техническая вода с комнатной температурой.

Рабочий узел герметизации опоры шарошки размещается в вазше, наполненной технической водой. После монтажа узла герметизации настраивались требуемые условиями опыта параметры режима его работы. Контроль заданных величин параметров и регистрация показателей осуществлялись описанной выше системой измерения.

На рисунке 4 приведены частные графические зависимости момента трения Мгр от определяющих факторов, рассчитанные при усредненных значениях показателей на каждом из уровней факторов.

Из рисунка 4 видно, что при увеличении натяга А и смещения е момент трения увеличивается вследствие повышения усилия деформации уплотннтельного кольца. Момент трения уменьшается с увеличением

" - ----------------пмшипА *тлш№|№вА1]1ГО П ЧПОТ ТТ№НИА СМЯЮЧНОГО

материала.

м,

i6_

as

[

1

< N >

о им □ П/е> о да

as

ti7 Лнм 15

ая

_J_

as

ем» Q75

го

—I

u as as я*?™ Рисунок 4 - Частные графические зависимости момента трения Мтр от определяющих факторов

При моделировании показателей работы узла герметизации раскрытие контакта между уплотнитель ным кольцом и шарошкой нами было принято как кольцевая щель. Тогда зависимость расхода смазочного материала через уплогнительный контакт можно описать формулой

Q-q-PH

(2)

где О - расход смазочного материала, м3/с;

ц - расход смазочного материала при единичном перепаде давления м3/(с.МПа);

Р„ — избыточное давление в опоре шарошки, МПа.

На основе экспериментальных данных получено уравнение регрессии для расхода смазочного материала в виде

О = (-1,28 + 2,3е -3,12Ь) Р„ -10'\ м3/с. (3)

Коэффициент множественной корреляции г = 0,89 указывает на тесную связь между исследуемыми факторами и расходом смазочного материала через узел герметизации. Вычисленный критерий Фишера равен 12,3 при критическом значении 3,5 со степенями свободы ^ = 3 и ^ = 9 с вероятностью 0,95, что говорит об адекватности уравнения репрессии (3) полученным экспериментальным данным.

Уравнение регрессии для момента трения имеет вид

М^ = 0,98 + 0,32.10*11+0,12-Ю3е-1,85 рн, н.м. (4)

Коэффициент множественной корреляции г = 0,91. Проверка по критерию Фишера показала адекватность уравнения (2) экспериментальными данными с вероятностью 0,95.

Известно, что поворот плоскости радиального сечения уплотнителъного кольца по отношению к оси уплотняемых цилиндрических поверхностей снижает момент трения уплотнения за счет улучшения условий смазывания у плотнит ельного кольца. Исходя из приведенной предпосылки, нами проведено изучение влияния поворота радиальной плоскости профилированной расточки исследуемого уплотнения относительно оси цапфы на момент его трения, а также поиск оптимального угла поворота, как показано на рисунке 5. На основе полученных экспериментальных данных построена графическая зависимость момента трения уплотнения М^ от угла поворота р радиальной плоскости профилированной расточки относительно радиальной плоскости цапфы, которая приведена на рисунке б.

М.

Из рисушса б видно, что зависимость Мтр от угла поворота р уплотнения имеет ярко выраженный минимум. По графику для долота

диаметром 190,5 мм определен угол ß = 40...50', где момент трения является минимальным и обеспечивается оптимальный режим работы уплотнения. В связи с этим предлагается при изготовлении узла герметизации опоры обеспечить поворот профилированной расточки под установку уплотнительного кольца на угол ß.

На основании результатов расчета частных зависимостей показателей работы разработанного узла герметизации, а также экспериментального определения давления его разгерметизации при различных частотах вращения шарошки определены оптимальные технические параметры узла герметизации из условия минимального момента трения и допустимого износа радиального подшипника и получены следующие значения:

- предварительный натяг уплотнительного кольца h = 1,25 мм при допустимом износе радиального подшипника е = 0,25 мм и h = 1,5 мм при допустимом износе радиального подшипника е = 0,5 мм;

- угол наклона радиальной плоскости профилированной расточки узла герметизации по отношению к радиальной плоскости цапфы ß = 40/...50/.

На техническое решение узла герметизации с улучшенной динамической деформационной характеристикой получено положительное решение о выдаче патента РФ (заявка Яз 2005131356/03(035164 от 10.10.2005 г.).

В четвертой главе дано аналитическое обоснование и предложено техническое решение циркуляционной системы смазки опор шарошечных долот, выполненной в виде винтового насоса, расположенного в наддолотном лубрикаторе.

На основе а.с № 1033692 (СССР) нами разработано техническое решение принудительной циркуляционной системы смазки

герметизированных опор шарошечных долот совместно с Матвеевым ЮХ и Могучевым А.И. Конструкция разработанной циркуляционной системы смазки приведена на рисунке 7.

Рисунок 7 - Принудительная циркуляционная система смазки опор шарошек долота

Наддолотный лубрикатор состоит из корпуса 1, в котором выполнены каналы2иЗ для подвода под давлением смазочного материала к долоту. Шарошечное долото 5, в котором просверлены смазкоподводящий 6 и смазкоотводящий 7 каналы, крепится к корпусу лубрикатора с помощью резьбы. Для сообщения между собой канала 3 в корпусе лубрикатора и канала б в шарошечном долоте в лубрикаторе выполнена цилиндрическая расточка, образующая при соединении лубрикатора с долотом кольцевую полость 8. Между обоймой 9, корпусом 1 и торцовой частью ниппеля долота 5 образована кольцевая полость 10, герметизированная резиновым кольцом 11. Резервуар 12 сообщен с кольцевой полостью 10 кольцевым зазором 13. В обойме 9 закреплена цилиндрическая трубка 14, в которой смонтирован винтовой насос 15, герметизированный резиновыми кольцами 20. Винтовой насос 15 состоит из винта 16 и обоймы 17 и сообщен с каналом 2 корпуса лубрикатора трубкой 19. Винт 16 установлен в шариковом радиальном подшипнике 18, С помощью резьбы верхний конец винта 16 соединяется с колесом 21. Винт насоса 16 приводится во вращение за счёт фрикционной передачи от колеса 23 к колесу 21. Колесо 23 установлено на золотниковой втулке 22 с помощью резьбового соединения и опирается на обойму 9 упорным шариковым подшипником 24. Во внутренней полости золотниковой втулки 22 выполнена осевая турбина, с помощью которой под действием потока промывочной жидкости вращается втулка 22. Подшипник втулки 22 и подшипник винта 16 защищены от воздействия промывочной жидкости резиновыми кольцами 25 и 26. По оси обоймы 9 выполнен канал 28 для прохода промывочной жидкости к системе промывки шарошечного долота 5. Осевая турбина 22 потоком промывочной жидкости вращается и передает вращательное движение за счет' фрикционной передачи от колеса 23 к колесу 21 винтового насоса. При работе винтового насоса смазочный материал из резервуара 12 через трубку 19 поступает в канал 2. Через канал 3, кольцевую полость 8 и канал б смазочный материал нагнетается в герметизированные полости опор шарошечного долота 5 и отводится из опор

шарошек долота через канал 7. Через полость 10 и кольцевой зазор 13 смазочным материал возвращается в резервуар 12, где охлаждается и снова подается винтовым насосом в опоры шарошек долота.

Замкнутая система циркуляции смазочного материала обеспечивает постоянную подачу к поверхностям трения опор смазочного материала и теплоотвод от поверхностей опор, что повышает долговечность опор и шарошечного долота в целом.

С целью определения необходимых технических параметров винтового насоса, размещенного в полости лубрикатора, проведены силовой, тепловой и гидравлический расчеты с учетом влияния отклоняющих сил па опоры шарошки в условиях наклонно-направленного бурения.

Расчеты проведены при следующих силовых и. конструктивных параметрах работы долота и системы смазки:

- осевая нагрузка на долота — 120 кН;

- диаметр трехшарошечного долота - 190,5 мм;

- смазочный материал — масло цилиндровое 52;

• количество винтовых насосов - 3;

-диаметр винта —15 мм;

- диаметр напорного канала - 6 мм;

- диаметр всасывающего канала — 8 мм.

Результаты расчетов приведены в таблицах 2,3 и 4.

Таблица 2 - Результаты расчёта количества выделяемого тепла в подшипниках скольжения опор шарошечных долот типа ГАУ

Частота вращения п, с Количество выделяемого тепла в подшипниках, Дж/с гж, Дж/с

периферийный концевой Упорная пята

2,75 29,55 7,82 . 27,33 64,7

7,50 76,08 20,13 70,37 166,58

12,50 152,16 40,25 140,73 333,14

Таблица 3 - Подача насоса для циркуляции масла в опоре

Частота вращения шарошки п, с*1 Подача, <3, мл/с

2,75 86,97- кг»

7,50 223,91-Ю"9

12,50 447,8 Г 10"у

Таблица 4 - Результаты расчёта необходимого напора насоса для циркуляции смазочного материала в опоре шарошки

Давление на всасывании, Р* МПа Давление на натетании Ря МПа Полный напор насоса Р, МПа

0,03 0,38 0,35

На техническое решение принудительной циркуляционной системы смазки опор шарошечных долот получено положительное решете о выдаче патентаРФ (заявка Ха 2005133516/03(037524 от 31.10.2005 г.).

ОСНОВНЫЕ выводы

1 На основе выполненного анализа существующих методов повышения долговечности опор шарошечных долот, работающих при повышенных частотах вращения и в условиях бурения нажлонпо-направленных скважин, определены пути совершенствования узла герметизации опор и принудительной системы их смазки:

- снижение момента трения эластичного уплотнительного кольца относительно шарошки;

- увеличение запаса уплотнительного элемента на износ;

- обеспечение принудительной циркуляции смазки в опорах шарошек.

2 Усовершенствованная измерительная часть стенда для испытаний узлов герметизации опор шарошечных долот за счет уточнения мест установки тензодатчиков и цифровой передачи результатов измерений на компьютер позволяет существенно* повысить точность и автоматизировать

обработку измерений показателей работы узлов герметизации.

3 Усовершенствованный узел герметизации с улучшенными динамической и деформационной характеристиками обеспечивает его совместную работу с принудительной расходной и циркуляционной системами смазки и позволяет эксплуатировать шарошечные долота'при повышенных частотах вращения. На предложенное техническое решение узла герметизации получено положительное решение о выдаче патента РФ {заявка №2005131356/03(035164) от 10.10.2005 г.).

4 Циркуляционная система смазки опор шарошечных долот в виде винтового насоса, расположенного в надцолотном лубрикаторе, позволяет существенно уменьшить теплонапряженность работы опор при повышенных частотах вращения за счет обеспечения охлаждения циркулирующего смазочного материала через опоры. На техническое решение принудительной циркуляционной системы смазки опор шарошечных долот получено положительное решение о выдаче патента РФ (заявка № 2005133516/03(037524) от 31.10.2005 г.).

Содержание работы опубликовано в 5 научпых трудах, нз которых №1 включен в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, выпускаемых в Российской Федерации в соответствии с требованиями ВАК Минобразования и науки РФ:

1 Разработка и стендовые испытания радиального уплотнения опор шарошечных долот для средних и повышенных частот вращения / Могучев A.IL, Попов АЛ., Матвеев Ю.Г., Исмаков P.A., Ле Хыу Тоан // Нефтегазовое дело.-2005.3. -С. 71-77.

2 Ле Хыу Тоан, Могучев А.И., Матвеев Ю.Г. Совершенствование циркуляционной системы смазки герметизированных опор шарошечных долот // Повышение качества строительства скважин: сб. науч. тр. Междунар. науч.-техн. конф. - Уфа: Изд-во «Монография», 2005, — С. 66-69.

3 Ле Хыу Тоан, Хоанг Тхинь Нян, Могучев А.И., Матвеев ЮР.

Сравнительные исследования осевого нагруження уплотнительных колец для опор шарошечных долот типа ГАУ на установке УМГП-3 и в программном комплексе // 56-я науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых

ученых: сб. тез. докл. -Уфа: Иэд-во УГНТУ, 2005. - С. 28.

4 Ле Хыу Тоан, Могучев А.И., Матвеев ЮТ. Разработка циркуляционной системы смазки опор шарошечных долот для бурения нефтегазовых скважин // 5б-я науч. - техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых: сб. тез. докл. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005. - С.27.

5 Ле Хыу Тоан, Могучев А.И., Байгареев С.Ю., Матвеев Ю.Г. Совершенствование измерительной системы экспериментального стенда для исследования работы уплотнений опор шарошечных долог // 57-я науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых: сб. тез. докл. - Уфа: Изд-во УГНТУ,2006.-С.120.

Подписано ■ печет* 23.11.06. Бумага офсетная. Формат бОхВО 1/16. Гаршпура «Тайме». Печать трафаретим. Уел. веч. л, 1. Тираж 90. Заказ 261. Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета. Адрес типографии: 450062, Республика Башкортостан. г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ОПОР ШАРОШЕЧНЫХ ДОЛОТ

1.1 Факторы, влияющие износостойкость герметизированных опор шарошечных долот '

1.2 Влияние отклоняющей силы при бурении наклонно-направленных скважин на долговечность опор шарошечных долот

1.3 Обзор направлений повышения долговечности опор шарошечных долот

1.4 Обзор решений по совершенствованию уплотнительных устройств шарошечных долот

1.5 Обзор решений по совершенствованию систем смазки опор шарошечных долот

1.6 Стенд для исследования надежности уплотнительных устройств опор шарошек

1.7 Выводы

2 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ И ЭКСПЕРИМЕТАЛЫТЫЙ СТЕНД ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ ОПОР ШАРОШЕЧНЫХ ДОЛОТ

2.1 Основные показатели работы уплотнительного устройства опор шарошечных долот и определяющие его факторы ^

2.2 Экспериментальный стенд и его совершенствование

2.3 Датчики и приборы экспериментального стенда

2.4 Методика проведения экспериментов на стенде

2.5 Обработка результатов наблюдений

2.6 Оценка погрешности измерений

2.7 Выводы

3 РАЗРАБОТКА УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ОПОР ШАРОШЕЧНЫХ ДОЛОТ С УЛУЧШЕННОЙ ДЕФОРМАЦИОННОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ

3.1 Изучение новейших технических решений у плоти и тельных устройств и направления их совершенствования

3.2 Разработка новой конструкции радиального уплотнения с улучшенной деформационной характеристикой

3.3 Стендовые испытания новой конструкции радиального уплотнения с улучшенной деформационной характеристикой

3.3.1 Изучение влияния основных факторов на момент трения в контакте уплотнительного кольца - шарошка

3.3.2 Изучение влияние угла поворота плоскости радиального сечения уплотнительного кольца на момент трения

3.3.3 Изучение влияния основных факторов на расходную характеристику уплотнительного устройства gg

3.3.4 Определение давления разгерметизации уплотнения при различных частотах вращения шарошки

3.4 Выводы qo

4 РАЗРАБОТКА ЦИРКУЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ СМАЗКИ ДЛЯ ОПОР ШАРОШЕЧНЫХ ДОЛОТ

4.1 Разработка новой конструкции принудительной циркуляционной системы смазки опор шарошечных долот

4.2 Гидравлический расчет винтового насоса для обеспечения циркуляции необходимого количества смазочного материала в опоре шарошки

4.2.1 Расчет тепловыделения в подшипниках опоры шарошечных долог типа ГАУ

4.2.2 Расчёт необходимого объёма циркуляции смазочного материала для обеспечения режима работы опоры шарошки

4.2.3 Расчёт необходимого давления для циркуляции смазочного материала в опоре шарошки "'

4.2.4 Подбор винтовых насосов 1 15 4.3 Выводы 1 17 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 118 ПРИЛОЖЕНИЕ

Актуальность работы. Трехшарошечные долота остаются в настоящее время преобладающим породоразрушающим инструментом для бурения нефтяных и газовых сгсважин. При этом доля долот с твердосплавным вооружением шарошек с каждым годом повышается в связи увеличением глубин разведочных и эксплуатационных скважин, нижняя часть которых сложена твердыми абразивными породами. На технико-экономические показатели бурения скважин, качество и продолжительность их строительства существенное влияние оказывает механическая скорость проходки, которая напрямую зависит от частоты вращения долота. Чем быстрее пробурена скважина, тем меньше возникает осложнений в процессе бурения и, соответственно, выше ее качество и ниже себестоимость. Однако повышение частоты вращения долота имеет отрицательные последствия, связанные с сокращением времени пребывания его на забое вследствие ускоренного износа, прежде всего опор шарошек. Преждевременный износ опор шарошек усугубляется существенной неравномерностью их нагружения при бурении наклонно-направленных и горизонтальных скважин. Приложенная к долоту отклоняющая сила дополнительно перекашивает шарошку относительно цапфы, создавая неблагоприятный режим работы цилиндрических подшипников. Таким образом, выигранное время от увеличения механической скорости проходки проигрывается за счет увеличения количества спуско-подъемиых операций.

Прорывом в повышении долговечности опор шарошечных долот явилось создание долот с герметизированными маслонаполненными опорами и разделительными компенсаторами давления. Долговечность шарошечных долот увеличилась многократно, но только при низких частотах вращения. Опыт эксплуатации шарошечных долот с герметизированными маслонаполненными опорами при повышенных частотах вращения показал, что опоры перегреваются, в результате чего в первую очередь выходят из строя уплотнения. Проникновение промывочной жидкости из скважины в опоры изменяет характер изнашивания материалов опоры и шарошки, приводя к заклиниванию шарошек.

Целью работы является повышение долговечности шарошечных долот с герметизированными маслонаполненными опорами при повышенных частотах вращения в условиях наклонно-направленного бурения.

Задачи исследования

1 Анализ литературных источников по совершенствованию систем герметизации и смазки подшипников опор шарошечных долот.

2 Совершенствование экспериментального стенда и разработка методики для исследования эффективности новых технических решений по совершенствованию систем герметизации подшипников опор.

3 Разработка, исследование и экспериментальное обоснование работы новых решений систем герметизации опор шарошечных долот для повышенных частот вращения, в том числе для условий наклонно-направленного бурения.

4 Разработка и обоснование новых технических решений принудительной системы смазки подшипников опор шарошечных долот.

Методы решения поставленных задач

1 Аналитические исследования в соответствии с законами механики деформируемого твердого тела с применением метода конечных элементов.

2 Экспериментальные стендовые исследования с применением современных методов планирования эксперимента, современных приборов измерения и методов статистической обработки результатов.

3 Поиск новых технических решений, их конструкторская проработка, изготовление и стендовые испытания.

Научная новизна

1 Определены численным методом конечных элементов зоны равных упругих деформаций на тензометрической втулке экспериментального стенда для крепления первичных датчиков, что позволило существенно повысить точность измерения параметров работы узла герметизации опор шарошечных долот.

2 Обоснована и экспериментально подтверждена возможность улучшения деформационной характеристики и снижения момента трения эластичного кольца относительно шарошки за счет выполнения профилированной канавки переменной глубины с образованием полости под кольцом, сообщенной уравнительными каналами с полостью опоры или со скважиной.

3 Определены экспериментальные зависимости основных показателей работы новой конструкции узла герметизации от определяющих факторов, позволившие уточнить его оптимальные геометрические параметры из условия минимального сопротивления вращения.

4 Обосновано аналитически и предложено техническое решение циркуляционной системы смазки опор шарошечных долот, выполненной в виде винтового насоса, расположенного в наддолотном лубрикаторе.

Практическая ценность работы

Усовершенствованная система измерения экспериментального стенда для исследований работы узлов герметизации опор шарошечных долот и результаты исследований по совершенствованию системы герметизации и системы смазки опор шарошечных долот используются в учебном процессе при выполнении исследовательской части выпускных квалификационных работ, курсовых и дипломных проектирований для подготовки студентов специальности 130602 «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов» в УГНТУ.

Основные защищаемые положения

1 Усовершенствованная измерительная часть экспериментального стенда для исследований герметизирующих узлов опор шарошечных долот.

2 Новое техническое решение и результаты экспериментальных исследований работы узла герметизации опор шарошечных долот, предназначенных для эксплуатации при повышенных частотах вращения и в условиях наклонно-направленных скважин.

3 Новое техническое решение и результаты аналитических исследований работы циркуляционной системы смазки опор шарошечных долот.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на 56-й и 57-й научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых Уфимского государственного нефтяного технического университета (2005 г., 2006 г.), Международной научно-технической конференции «Повышение качества строительства скважин» (2005 г., г. Уфа), а также на научно-технических семинарах кафедры «Нефтегазопромысловое оборудование» Уфимского государственного нефтяного технического университета (2005 г., 2006 г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 2 статьи, одна из которых опубликована в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК Минобразования и науки РФ, и тезисы 3-х докладов.

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, основных выводов, списка литературных источников из 175 наименований и приложения. Работа изложена на 136 страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка, 74 формулы и 18 таблиц.

4.3 Выводы

1. Разработана конструкция принудительной циркуляционной системы смазки, выполненной в виде одновинтового насоса, размещенного в полости наддолотного лубрикатора,

2. Выполнен расчёт сил, действующих на опору шарошечных долот типа ГАУ при наклонно-направленном бурении. На основании силового расчёта выполнен расчёт для определения количества выделяемого тепла в подшипниках скольжения опоры.

3. Выполнен расчёт необходимой производительности и необходимого напора винтового насоса для циркуляции смазочного материала в опоре и обеспечения нормального режима работы подшипников опоры и уплотнения. На основании указанного расчёта подбирали подходящий винтовой насос для разработанной конструкции системы смазки.

На техническое решение принудительной циркуляционной системы смазки подана заявка на получение патента РФ и получено положительное решение (№ 2005133516/03(037524) от 31.10.2005).

1. Аксенов В.Е. Опытный стенд для испытания торцовых уплотнительных манжет, применяемых для герметизации опор шарошечных долот. -М., 1982.-20 с.

2. Анурьев В.Н. Справочник конструктора-машиностроителя в 3-х т.: Т.2.-8-е изд., Под ред. И.Н. Жестковой.-М.: Машиностроение, 2001.-920 с.

3. Баграмов Р.А. Буровые машины и комплексы: Учебник для вузов. -М.: 1988.-501 с.

4. Балденко Д., Власов А., Хабецкая В. и Балденко Ф. Одновинтовые насосы в нефтепромысловой технике // Бурение и нефть. 2004. - № 5. - 12 -15с.

5. Басов К.A. ANSYS справочник пользователя. М.: ДМК Пресс, 2005. -640 с.

6. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика. Справочное пособие. -М.: Машиностроение, 1971.- 672 с.

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

8. Белый В.А., Свириденок А.И., Петроковец М.И., Савкин В.Г. Трение полимеров М.: Наука, 1972. - 202 с.

9. Беляев А.Е. Анализ работы шарошечных долот и пути повышения их стойкости // Горный журнал. 2000. - №4. - С. 50-53^

10. Биргер И. А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин: Справочник. М.: Машиностроение, 1993. - 640 с.

11. Близнюков В.Ю., Браженцев В.П. и др. Современные конструкции шарошечных долот, изготавливаемые по новым технологиям // Строительство нефтегазовых скважин на суше и на море. 2002. -№7-8. -С. 5-10.

12. Браун Э.Д., Евдокимов Ю.А., Чичинадзе А.В. Моделирование трения и изнашивания в машинах. -М.: Машиностроение, 1982. -191 с.

13. Буровые долота: Справочник. 3-е изд. Палий П.А., Корнеев К.Е. -М.: Недра, 1971.-446 с.

14. Вакула А., Бикчурин Т., Бикбулатов Р., Шрайбер Л., Палащенко Ю. Шарошечные долота компании VAREL // Бурение и нефть. 2004.-№ 6. -С. 37-38. '

15. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М., Пашков A.M. и Рубарх В.М. Долговечность буровых долот. М.: Недра, 1977. - 256 с.

16. Гибадуллин Н.З, Матвеев Ю.Г и Исмаков Р.А. Перспективные разработка в области повышения надежности и долговечности шарошечных долот // Нефтяное хозяйство. 2002. - № 12. - С. 43 - 45.

17. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов / Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. -2-е изд., перераб. М.: Машиностроение, 1982. - 423 с.

18. Голованов А.И., Исмаков Р. А. Применение композионных покрытий и смазочных материалов в тяжело нагруженных узлах трения // Современные проблемы буровой и нефтепромысловой механики: Сб.науч.тр. / Уфим.нефт.ин-т. Уфа, 1990. - С.71 -76.

19. Дрогомирецкий Я.Н. Влияние уплотнения и вида смазки на долговечность опор шарошечных долот: Дис. Канд. Техн. Наук М., 1981. -186 с.

20. Еременко В.Ф. Исследование проскальзывания и разворота роликов в опорах и их влияние на работоспособность долот: Автореф. Дис. Канд. Техн. Наук. М., 1978. - 22 с.

21. Жидовцев Н.А. Исследование изнашивания и работоспособности опор буровых шарошечных долот: Автореф. дис. докт. техн. наук. ML, 1971. -29 с.

22. Жидовцев Н. А., Кершенбаум В. Я., Гинзбург Э. С. и др. Долговечность шарошечных долот. -М.: Недра, 1992. -266 с.

23. Жулаев В.П. Совершенствование герметизированных опор шарошечных долот для бурения при повышенных частотах вращения. Дис. канд.техн. наук. Уфа, 1983. - 188 с.

24. Жулаев В.П., Матвеев Ю.Г., Попов А.Н., Трушкин Б.Н. влияние избыточного давления смазочного материала в опорах шарошечных долот на их износостойкость. НТС «Технология бурения нефтяных и газовых скважин» Уфа: Изд-во УНИ, 1987. - С. 72-76.

25. Закиров Н.Н, Бородин И.Н. Температурный режим работы узлов трения // Нефти и газ. 2000. - №3. -С. 106 - 111.

26. Закиров Н.Н. Новые материалы для уплотнения шарошечных долот // Нефти и газ. 2002. - №6. с. 35- 39.

27. Закиров Н.Н., Стеклянов Б.Л, Бородин И.Н. Анализ кинетических характеристик бурого долота // Нефть и газ. 2000. -№5. - С. 107 - 117.

28. Закиров Н.Н. Расчет долговечности подшипников буровых долот // Нефть и газ. 2001. - №6. - С. 42 - 46.

29. Закиров Н.Н. К вопросу герметизации опоры буровых долот // Нефть и газ. 2003. -№6. - С. 42 - 45.

30. Закиров Н.Н. Повышение долговечности буровых шарошечных долот // Бурение и нефть. 2003. -№4. - С. 21 - 23.

31. Закиров Н. Прогнозирование эффективности работы шарошечных долот // Бурение и нефть. 2004. -№9. - С. 12 - 14.

32. Закиров Н. Температурный режим работы узлов трения бурового долота // Бурение и нефть. 2004. - №9. - с. 12 - 14.

33. Зенков Ф.Д. Трехшарошечные долота М.: Гостоптехиздат, 1953. - 168 с.

34. Иносаридзе Е. Развитие техники и технологии строительства скважин в Сургутском УБР-1 ОАО «Сургутнефтегаз» // Бурение и нефть-2005.-№10.-С. 6-9.

35. Исмаков Р.А., Матвеев Ю.Г., Могучев А.И., Попов А.Н., Самоходов Ю.И. Принудительная система смазки опор типа АУ шарошечных долот // Научно-технические достижения в газовой промышленности: Сб. науч. тр. -Уфа: Изд-во УГНТУ, 2001. С. 113-120.

36. Ишемгужин Е.И. Регрессированный анализ и планирование эксперимента при оценке надежности буровых и нефтепромысловых машин. Учебное пособие. Уфа: Изд-во УНИ, 1984. - 78 с.

37. Каталог буровых долот: ОАО «ВОЛГАБУРМАШ», 2003. -40с.

38. Каталог "Rock Bits Diamond Products Drilling Tools": ОАО "Security DBS", 2005-40 c.

39. Каталог "Drill Bit": ОАО "Hughes Christensen Co.", 2004. -56 c.

40. Каталог "Kingdream roller cone bits for oil well drilling": ОАО "Kingdream Co.", 2003. 56 с

41. Коваленко Ю.И. О совершенствовании конструкции бурового шарошечного долота // Нефтяное хозяйство. 2001. -№ 6. - С. 34 - 35.

42. Конесев Г.В., Мавлютов М.Р., Спивак А.И., Мулюков Р.А. Смазочное действие сред в буровой технологии. М.: Недра, 1993. - 272 с.

43. Костецкий Б.И. Сопротивление изнашиванию деталей машин. М.: Машгиз, 1959.-478с.

44. Костецкий Б. И. Трение, смазка и износ в машинах. Киев: Техника, 1970. -396 с.

45. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машиностроение, 1968. -480 с.

46. Курочкии Б. О совершенствовании технологии бурения скважин // Бурение и нефть. 2005. -№ 9. - С. 26 - 28.

47. Курумов JI.C., Мошкин А.С. Исследование теплового режима опор скольжения и рекомендации по режимным параметрам эксплуатации долот серии ГАУ//Труды ВНИИБТ. М., 1982.-Вып. 55. - С. 141-149.

48. Курумов JI. С. Исследование работоспособности герметизированной маслонаполненной опоры скольжения в шарошечном долоте: Дис.канд. техн. наук. -М., 1980. -216с.

49. Ле Хыу Тоан, Могучев А.И., Матвеев Ю.Г. Разработка циркуляционной системы смазки опор шарошечных долот для бурения нефтегазовых скважин / 56-я науч. техн. конф. студ., аспир. и мол. ученых: сб. тез. докл. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005. - С. 27.

50. Макаров Г.В. Уплотнительные устройства. Изд. 2-е, перераб. И доп. М. - JL: Машиностроение (Ленинградское отделение), 1973. - 232 с.

51. Марик В.Б. Повышение стойкости трехшарошечных долот по диаметру // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2002. -№ 5. -С. 23-24.

52. Масленников И.К. Анализ опор зарубежных шарошечных долот // Обзорная информация. Сер. Машины и нефтяное оборудование. М.:I1. ВНИИОЭНГ, 1975.-99 с.

53. Матвеев Ю.Г. Улучшение показателей бурения долотами серии ГНУ путем принудительной смазки их опор. Дис. канд. техн. наук.-Уфа, 1987.-242 с.

54. Матвеев Ю.Г. Наддолотные лубрикаторы для смазки опор герметизированных шарошечных долот. Тез. докл. всерос. науч.-техн. конф. «Проблемы нефтегазового комплекса России». Уфа: Изд-во УНГТУ, 1995. - 106 с.

55. Матвеев Ю.Г. Конструкции и системы смазки опор шарошечных долот. Уфа: Изд-во УНГТУ, 1996. - 90 с.

56. Матвеев Ю.Г. Разработка технических и технологических методов повышения износостойкости герметизированных долот. Дис. докт. техн. наук.-Уфа, 1997.-470 с.

57. Матвеев Ю.Г., Попов А,Н., Трушкин Б.Н. Разработка принудительной системы смазки и узлов герметизации опор шарошечных долот // Горный вестник. 1998. - №4. - с. 29-34.

58. Матвеев Ю.Г, Попов А.Н., Исмаков Р.А. и др. Пути повышения стойкости опор типа АУ шарошечных долот. Тез. докл.: всерос. науч,-практич. конф. « Проблемы бурового породоразрушающего инструмента». -Самара: Изд-во СГТУ, 1999. с. 62-71.

59. Матвеевский P.M. Температурная стойкость граничных смазочных слоев и твердых смазочных покрытий при трении металлов и сплавов. М.: Наука, 1971.-227 с.

60. Митюрев Е.А. Повышение показателей работы шарошечных долот путем совершенствования систем герметизации их опор: Дис. канд.техн.наук. Уфа, 1979. - 189 с.

61. Могучев А.И. Совершенствование стенда для испытаний герметизирующих устройств шарошечных долот, применяемых в высокооборотном бурении // Проблемы нефтедобычи Волго-Уральского региона: Тез. докл. межзвуч. науч.-метод. конф./ УНГТУ, 2000. с.49-50.

62. Мокшин А.С., Владиславлев Ю.Е. и Комм Э.Л. Шарошечные долота. М.: Недра, 1971. - 216с.

63. Мулюков Р.А. Повышение работоспособности чдолот с герметизированными опорами при бурении скважин совершенствованием эксплуатационных свойств смазок: Дис.канд. техн. наук.-Уфа, 1983.-203 с.

64. Мулюков Р.А. Подбор компонентов смазок для тяжелонагруженных узлов трения бурового инструмента // Нефть и газ. 2003. -№5. - с. 24 - 30.

65. Неупокоев В. Г. Вопросы теории и практики проектирования, производства и эксплуатации буровых шарошечных долот. Самара: Гос. аэрокосм. Ун-т, 2000. - 375 с.

66. А.с. 662838 СССР МКИ Е21 В9/08. Стенд для испытания герметизирующих устройств шарошечных долот // Б.А. Митюрев, А.Н. Попов, А.Н. Спивак // Открытия. Изобретения. 1979. № 18.

67. А.с. 662838 СССР МКИ Е21 В9/08. Стенд для исследования уплотнительных элементов опор буровых долот // Я.Н. Дрогомирецкий, А.И. Пашков // Открытия. Изобретения. 1982. №5.

68. А.с. 1236093 СССР МКИЕ21 В10/24. Уплотнение маслонаполненной полости опоры бурового шарошечного долота // А.Н. Попов, Ю.Г. Матвеев, Е.А. Митюрев и др.// Открытия. Изобретения. 1986. №21.

69. А.с. 1808969 СССР МКИ Е21 В10/24. Уплотнение опоры шарошечного долота // А.Н. Попов, Ю.Г. Матвеев, Б.Н. Трущкин и др.// Открытия. Изобретения. 1993 .№14.

70. A.c. 1341352 СССР МКИ E21 В10/24. Уплотнение опоры бурового шарошечного долота // Ю.И. Басанов и Я.Н. Дрогомирецкий // Открытия. Изобретения. 1987. №36.

71. А.с. 791898 СССР МКИ Е21 В10/22. Уплотнение опоры бурового шарошечного долота // Ю.И. Басанов // Открытия. Изобретения. 1980. №48.

72. А.с. 1530736 СССР МКИ Е21 В10/22. Герметизированное устройство опоры шарошки // Н.М. Панин, А.Е. Козловский, В.Г. Смирнов и др. // Открытия. Изобретения. 1989. №47.

73. А.с. 1176059 СССР МКИ Е21 В10/22. Буровое шарошечное долото // А.В. Торгашов, С.П. Баталов, P.M. Богомолов и др. //Открытия. Изобретения-1985. №32.

74. А.с. 870661 СССР МКИ Е21 В10/22. Буровое шарошечное долото // ИД. Шахов. // Открытия. Изобретения. 1981. №37.

75. А.с. 104233 СССР МКИ Е21 В10/22. Шарошечное долото // Ю.А. Павов, Р.И. Сухов и В.В. Федоров // Открытия. Изобретения. 1984. №27.

76. А.с. 922264 СССР МКИ Е21 В10/24. Буровое шарошечное долото // Н.Т. Неред и Е.Г. Комарова // Открытия. Изобретения. 1982. №15.

77. А.с. 1640337 СССР МКИ Е21 В10/24. Буровое шарошечное долото // Р.И. Гук, Э.А. Акопов, Т.Н. Дороживский и И.К. Бикбулатов //Открытия. Изобретения. -1991. №13.

78. А.с. 791895 СССР МКИ Е21 В10/22. Буровое шарошечное долото // Ю.А. Сафонов, Ш.К. Шаяхметов, В.В. Саламатин и В.Д. Маханько // Открытия. Изобретения. 1980. №48.

79. А.с. 825832 СССР МКИ Е21 В9/08. Буровое шарошечное долото // P.M. Богомолов, М.С Злотников и др. // Открытия. Изобретения. 1981. №16.

80. А.с. 1810468 СССР МКИ Е21 В10/22. Опора бурового шарошечного долота // А.Н. Попов, Ю.Г Матвеев, С.П. Баталов и др. // Открытия. Изобретения. 1993. №15.

81. А.с. 926222 СССР МКИ Е21 В10/24. Устройство для обеспечения смазки подшипников герметизированной опоры шарошки долота // Г.П. Костенко, П.И. Сопнин, З.К. Костенкова и др. // Открытия. Изобретения. -1982. №17.

82. А.с. 872721 СССР МКИ Е21 В10/24. Устройство для смазки опоры шарошки // K.LLI. Булгаков, Н.Ф. Кагарманов, Ш.Х. Хамзин и др. // Открытия. Изобретения. 1979. №38.

83. А.с. 501136 СССР МКИ Е21 В9/10. Лубрикатор шарошечного долота // А.С. Губарев, Р.Н. Сейфи и Р.Д. Фаниев //Открытия. Изобретения-1976. №4.

84. А.с. 587233 СССР МКИ Е21 В9/10. Наддолотный лубрикатор // В.Г. Антонов, М.А. Полуянов и др. // Открытия. Изобретения. 1978. №1.

85. А.с. 832020 СССР МКИ Е21 В9/08. Наддолотный лубрикатор // Б.М. Курочкин // Открытия. Изобретения. 1981. №19.

86. А.с. 794155 СССР МКИ Е21 В10/24. Наддолотный лубрикатор // О.А. Гаррис, Е.А. Митюрев, А.И Попенов и З.М.Шахмаев // Открытия. Изобретения. 1981. №1.

87. А.с. 918415 СССР МКИ Е21 В10/24. Наддолотный лубрикатор // И.Н. Конюхов, И.А. Кравцов, М.Г Минигазимов и др. // Открытия. Изобретения. -1982. №13.

88. А.с. 976010 СССР МКИ Е21 В10/24. Устройство для смазки герметизированной опоры шарошки долота // Б.М. Трушкин, А.Н. Попов, А.И. Спивак и др. // Открытия. Изобретения. 1982. №43.

89. А.с. 1027362 СССР МКИ Е21 В10/24. Устройство для смазки герметизированной опоры шарошечного долота // В.П. Жулаев, Б.М. Трушкин и А.Н. Попов // Открытия. Изобретения. 1983. №25.

90. А.с. 817194 СССР МКИ Е21 В10/24. Устройство для смазки опор шарошечного долота // Л.Ю. Козак, В.Я. Белоусов, Б.В. Мелень и И.П. Мокренко // Открытия. Изобретения. -1981. №12.

91. А.с. 1 151657 СССР МКИ Е21 В10/24. Устройство для смазки опор шарошек долота // А.Н. Попов, В.П. Жулаев, Е.А. Митюрев и др. // Открытия. Изобретения. 1985. №15.

92. Патент 2167258 РФ Е21 В10/22. Буровое шарошечное долото // В.П. Федотов, И.Л. Симисинов, Е.П. Солдатов Н.Н Закиров и др. // Открытия. Изобретения. 2001. № 14.

93. Патент 2173758 РФ Е21 В10/22. Буровое шарошечное долото // С.В. Ануфриев, В.И. Сташко // Открытия. Изобретения. 2001. №26.

94. Патент 2215112 РФ Е21 В10/22. Буровое шарошечное долото грибенникова // Н.В. Грибенников, Л.Н. Грехова и Е.А. Ушакова // Открытия. Изобретения. 2003. №30.

95. Патент 2284403 РФ Е21 В10/18. Буровое шарошечное долото грибенникова // И.В. Смирнов, В.И. Кремлев, И.Н Панин и др. // Открытия. Изобретения. 2006.

96. Патент 2284403 РФ Е21 В10/18. Буровое шарошечное долото грибенникова // И.В. Смирнов, В.И. Кремлев, И.Н Панин и др. // Открытия. Изобретения. 2006.

97. Патент 2269635 РФ Е21 В10/22. Буровое долото с герметизацией опоры // P.M. Богомолов, А.Г. Ищук, М.В Гавриленко, В.Г. Неупокоев и др. // Открытия. Изобретения. 2006.

98. Патент 2269635 РФ Е21 В10/22. Буровое долото с герметизацией опоры // P.M. Богомолов, А.Г. Ищук, М.В Гавриленко, В.Г. Неупокоев и др. // Открытия. Изобретения. 2006.

99. Патент 2004115891 РФ Е21 В10/22. Буровое долото с усовершенствованной герметизацией опоры // P.M. Богомолов, А.Г. Ищук, М.В Гавриленко и др. // Открытия. Изобретения. 2005.

100. Патент 2002123508 РФ Е21 В10/22. Буровое шарошечное долото // P.M. Богомолов, А.Г. Ищук, М.В Гавриленко и др. // Открытия. Изобретения. -2004.

101. Патент 2222684 РФ Е21 В10/22. Буровое трехшарошечное долото // М.В Гавриленко, P.M. Богомолов, В.Б Марик, Р.И. Гук и ЯМ. Герула. // Открытия. Изобретения. 2004.

102. Патент 2002110311 РФ Е21 В10/22. Буровое трехшарошечное долото // М.В Гавриленко, P.M. Богомолов, В.Б Марик, Р.И. Гук и Я.И. Герула. // Открытия. Изобретения. 2003.

103. Патент 2215113 РФ Е21 В10/22. Буровое шарошечное долото // P.M. Ю.Г. Матвеев, А.И. Попов, Р.А. Исмаков и А.И. Могучев // Открытия. Изобретения. 2003. №7.

104. Патент 2109912 РФ Е21 В10/22. Ролик для опор шарошечных долот // P.M. Богомолов, А.В. Торгашов, В.А. Лазарев и А.В Сальников // Открытия. Изобретения. -1998. №12.

105. Патент 2136836 РФ Е21 В10/22. Подшипниковая опора // А.В. Королев, А.В. Торгашов, К.Е. Корнеев и др. // Открытия. Изобретения. -1999. №25.

106. Патент 2115795РФ Е21 В10/22. Опора шарошечного долота // Э.Л. Комм // Открытия. Изобретения. 1998. №20.

107. Патент 2166607 РФ Е21 В10/22. Опора бурового шарошечного долота // Н. В. Грибенников, Л.Н. Грехова и Е.А. Ушакова // Открытия. Изобретения. 2001. № 13.

108. Патент 2191245 РФ Е21 В10/22. Опорное устройство бурового шарошечного долота // В.Д. Буткин, А.В. Гилев, В.А. Махинин, В.И. Точилин и др. // Открытия. Изобретения. 2002. №29.

109. Патент 2214497 РФ Е21 В10/22. Опора скольжения шарошечного долота // В.Г. Куранов, А.И. Виноградов, А.В. Бузов, Ю.А. Лаврухин и др. // Открытия. Изобретения. -2003. №29.

110. Патент 2097522 РФ Е21 В10/22. Опора скольжения шарошечного долота // Ю.Г. Матвеев, А.Н. Попов, А.В. Торгашев и С.П. Баталов // Открытия. Изобретения. 1997. №6.

111. Патент 2114276 РФ Е21 В10/22. Герметизирующий узел опоры шарошечного долота // И.Н. Бородин, И.Л. Симисинов, В.А. Сехниашвилли и др. // Открытия. Изобретения. 1998. №18.

112. Патент 2096579 РФ Е21 В10/24. Уплотнение опоры шарошечного долота // Ю.Г. Матвеев, A.M. Попов, А.В. Торгашев и С.П. Баталов // Открытия. Изобретения. 1997. №32.

113. Патент 2096579 РФ Е21 В10/22. Шарошечное долото // Ю.Г. Матвеев, А.Н. Попов, А.В. Торгашев и С.П. Баталов // Открытия. Изобретения. -1997. №6.

114. Патент 96116384 РФ Е21 В10/08. Уплотнение опоры шарошечного долота // Ю.Г. Матвеев, А.Н. Попов, А.В. Торгашев и С.П. Баталов // Открытия. Изобретения. 1998. №6.

115. Патент 2236541 РФ Е21 В10/24. Уплотнение опоры шарошечного долота // Ю.Г. Матвеев, А.Н. Попов, А.В. Торгашев, А.И. Могучев и др. // Открытия. Изобретения. 2004. №32.

116. Патент 1602105 РФ МКИ Е21 В10/24. Наддолотный лубрикатор // Ю.В. Евсеев // Открытия. Изобретения. 1996. №6.

117. Патент 2066728 РФ МКИ Е21 В10/24. Наддолотный лубрикатор // И.Т. Якимов // Открытия. Изобретения. 2000. №7.

118. Патент 7036613 США Е21В 10/25. Lip seal for roller core drill bit // Bruce H. // Открытия. Изобретение. 2003.

119. Патент 5152353 США Е21В 10/22. High speed rock bit // Robert Denton and Ernst Gugger // Открытия. Изобретение. 1990.

120. Патент 5129471 США Е21В 10/22. Earth boring bit with protected seal means // Cary A. and James R JH Открытия. Изобретение. 1991.

121. Патент 4613004 США Е21В 10/22. Earth boring bit with labyrinth seal protector // Duane E. // Открытия. Изобретение. 1985.

122. Патент 4722404 США Е21В 10/22. Drill bit bearing seal // Robert F. // Открытия. Изобретение. -1987.

123. Патент 4 516641 США Е21В 10/22. Earth boring bit with pressure compensating rigid face seal // Bruce H. // Открытия. Изобретение. 1983.

124. Патент 4557609 США Е21В 9/35. Rotary drill bit // Rolf R. // Открытия. Изобретение. 1985.

125. Патент 4613004 США F16C 33/74. Dynamic O-ring seal // William J. // Открытия. Изобретение. 1981.

126. Патент 4436164 США Е21В 10/22. Lubrication failure detection system // Lloyd L. // Открытия. Изобретение. 1982.

127. Патент 6976548 США Е21В 10/22. Earth Self relieving seal // James L. and Steven W. // Открытия. Изобретение. 2004.

128. Патент 6789634 США Е21В 10/24. Self-lubricating elastomeric seal with polarized graphite // Robert Denton // Открытия. Изобретение. 2003.

129. Патент 6695079 США Е21В 10/22. Dual seal drill bit pressure communication system // Gary Ray Portwood, Chris Edwrad Cawthorne, Robert H. // Открытия. Изобретение. 2002.

130. Патент 6336512 США Е21В 10/08. Drill bit having canted seal // Michael A., Steven W., Chris E and Quan V. Nguyen // Открытия. Изобретение. -2000.

131. Патент 6179296 США F21B 33/10. Dual functioning seal for rock bit // Chris E., Sujian Huang and Michael A. // Открытия. Изобретение. 1998.

132. Патент 6406030 США F16J 15/16. O-ring seal with lubricate additives for rock bit bearings // Zhigang Fang, Robert D., Steven W. //Открытия. Изобретение.-1997.

133. Попов A.H., Спивак А.И., Акбулатов Т.О и др. Технология бурения нефтяных и газовых скважин: Учеб. для вузов Под общей ред. А.И. Спивак. -М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. 509 с.

134. Посташ С.А. Повышение надежности и работоспособности шарошечных долот.-М.: Недра, 1982.- 120с.

135. Посташ С.А. Ускорение проводки скважин путем повышения показателей работы шарошечных долот и применение смазочных добавок многофункционального действия: Дис. докт. техн. наук- Грозный, 1987. -560 с.

136. Протодьяконов М.М., Тедер Р.И. Методика рационального планирования экспериментов. М.: Наука, 1970. - 75 с.

137. Пустылы-шк Е.И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М.: Наука, 1968. - 288 с.

138. Симонов В.В., Выскребцов В.Г. Работа шарошечных долот и их совершенствование. М.: Недра, 1975. - 240с.

139. Скважинные насосные установки для добычи нефти: Учеб. Пособие / С.Ю. Вагапов и др.; Под ред. Ю.Г. Матвеева. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2003. - 167с.

140. Попов А.Н., Трушкин Б.Н., Попов М.А. Радиально-торцовое уплотнение опоры типа АУ шарошечного долота / Современные проблемы буровой и нефтепромысловой механики: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Уфим. нефт. ин-т. Уфа, 1992. - с 71 - 75.

141. Рза-заде С.А., Курбанов Г. Я., Гулиев Б.А., Игнатова Е.В. Исследование влияния отклоняющей силы на долговечность работы опор долота // Нефть и газ. 1992. -№ 9. -с. 31 - 33.

142. Рза-заде С.А. К вопросу влияния параметров искривления наклонных скважин на показатели работы долота // Нефть и газ. 1991. -№ 2. -с. 25-28.

143. Соломенников С. Оценка энергетической характеристики шарошечного долота. 2004. -№ 10. -с. 32-33.

144. Соломенников С. Об эффективной работе шарошечного долота // Бурение и нефть. 2005. -№ 11. -с. 11.

145. Спивак А.И. Абразивность горных пород -М.: Недра, 1972-240 с.

146. Спивак А.И., Попов А.И. Разрушение горных пород при бурении скважин: Учебник для вузов. М.: Недра, 1994. - 261с.

147. Сулакшин С.С., Калин А.Г., Спиридонов Б.И. Техника и технология направленного бурения скважин. -М: Недра, 1967. 219 с.

148. Сургутское УБР-1. Различные технологические процессы бурения скважин // Бурение и нефть. 2004. -№6. - с. 18-21.

149. Тензометрия в машиностроении. Справочное пособие. Пол ред. Р.А. Макарова. М.: Машиностроение, 1975. - 228 с.

150. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: Справочник / И.Г.Школьникова. М.: Издательский центр «Техинформ», 1999. - 596 с.

151. Торгашов А.В., Логинов А.А., Поздняков В.И. и др. Исследование качества и надежности шарошечных долот. Оброз. инф. «Нефтепромысловое машиностроение». М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1992. - 35 с.

152. Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник/ Л.А. Кондаков, А.И. Голубев, Гордеев В.В. и др.: Под общ. Ред. Л.А. Кондаков и А.И. Голубев. М.: Машиностроение, 1994. - 448 с.

153. Чигарев А.В., Кравчук А.С., Смалюк А.Ф. ANSYS для инженеров: Справочное пособие. -М.: Машиностроение, 2004. 512 с.

154. Чирков Г.В. Повышение долговечности шарошечных долот // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2002. -№ 6. - С. 10.

155. Шарошечные долота. Международный транслятор-справочник // Серия «Нефтегазовая техника и технология» // Под ред. В.Я. Кершенбаума и А.В. Торгашева. М.: АНО «Технонефтегаз», 2000. - 247с.

156. Шайдаков В.В. Свойства и испытания резин. -М.: Химия, 2002. 235 с.

157. Шрейбер Г.К., Шибряев Б.Ф., Полферов А.П, Перлин С.М. Конструкционные материалы в нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности: Справочное руководство.-М.:ГОСТОПТЕХИЗДАТ, 1962. -380 с.

158. Ямалтдинов А.И. Улучшение режима работы долот совершенствованием конструкции их опор // Современные проблемы буровой и нефтепромысловой механики: Сб.науч.тр. / Уфим.нефт.ин-т.- Уфа, 1990 С.71-76.2S g> £0&£г. № ^V- S3/о /г. Уфа1. Справка

159. Проректор по учеб^ д.т.н., проф.1. И.Г. Ибрагимов