автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.10, диссертация на тему:Совершенствование технологии углубления скважин изменением динамики работы бурильного инструмента

.. й 1 г 5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РСФСР ПО ДЕЛАМ НАУКИ И ВЫСШЕЙ ЖОПЫ УФИМСКИЙ НИТЯНОЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ВЕКЕРИК ВАСИЛИЙ ИВАНОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ УГЛУБЛЕНИЯ СКВАЖИН ИЗМЕНЕНИЕМ ДИНАМИКИ РАБОТЫ БУРИЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА

Специальность 05.15.10 - бурение скважин

\

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

У$а 1991

/

У / О'?/СП/

Работа выполнена в Ивано-Франковском институте нефти и газа (ИФИНГ).

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, ст.научн.сотр. ШИРИНЗАДЕ С. А-

доктор технических наук, профессор АЛЕКСЕЕВ JI.A.

доктор технических наук, профессор МОЧЕЕНКЖ Д.Ю.

Ведущая организация (предприятие): Полтавское отделение укрнжти.

Защита состоится " Ь 1991 г. Б 40 час. на за-

седании специализированного совета Д.063.09.02 в Уфимском нефтяном институте по адресу: 450062, ЕАССР, г. Уфа, ул. Космонавтоз, I.

С диссертацией можно ознакомиться в техническом архиве Уфимского нефтяного института.

Автореферат разослан " плу-л. и 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук,

профессор 'ILUlZiU Е.И.ИШЭ.1ГУШ1

Г • - -

- V" --"Д.7

" ! 3 ■■; " I ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

-■■•ет/

Актуальность проблемы. В современный период и ближайшие десятилетия важнейшими сырьевыми и энергетическими ресурсами для на -родного хозяйства страны остаются нефть и газ. Дальнейшее увеличение их добычи и ускорение проведения геологоразведочных работ во многом связано с улучшением технико-экономических показателей буровых работ путем совершенствования технических средств и технологии бурения скважин на суше и море с плавучих средств.

Для решения этой проблемы научными организациями проводятся широкие теоретические и экспериментальные исследования в области создания динамических моделей буровых механических систем, изучения влияния параметров бурильного инструмента на работу буровых долот, разработки виброзащитных инструментов и технологии их использования при разных способах бурения.

В процессе углубления скважин ось бурильной колонны под действием сил и моментов остается прямолинейной или приобретает спиралевидные форш условного равновесия. При взаимодействии колонны со стенками скважины в любом ее сечении возникают взаимосвязанные продольные, поперечные и крутильные колебания, изменяется статическая и динамическая составляющие осевой нагрузки на долото. Это приводит к усилению или ослаблению силового взаимодействия долота с забоем, т.е. к изменению эффективности процесса бурения.

Для изменения динамики бурильного инструмента и долота при разных способах бурения во БНИИЕГ, УНИ, УкрПШРОШТОнефти, ИФИНГе и др. организациях созданы и испытаны оригинальные конструкции виброзащитных инструментов. Однако,отсутствие научно-методических рекомендаций по эффективному использованию виброзащитных инструментов сдерживает организацию их серийного изготовления и массового использования при бурении скважин.

В связи с необходимостью глубокого и всестороннего изучения влияния компоновки бурильной колонны на работу долота при разных способах бурения на суше и море с плавучих средств в настоящее время возникла необходимость решения не отдельных частных, а общих задач путем составления обобщенных математических моделей сложных буровых механических систем, на основе которых можно провести теоретические и экспериментальные исследования для совершенствования технических средств и обоснования путей Биективного выбора технико-технологических параметров процесса бурения.

Цель работы. Улучшение эффективности бурения скважин на основе разработки общих моделей сложных буровых механических систем, учитывающих закономерности взаимодействия долота с упруго-вязким забоем и динамику бурильного инструмента в скважине для обоснования решений по подбору параметров компоновок бурильных колонн и виброзащитных инструментов.

Основные задачи исследования. I. Исследование кинетики процесса разрушения горных пород при динамическом вдавливания индентора и оценка эффективности их разрушения при несвободных воздействиях, воспроизводящих особенности работы элементов вооружения буровых долот ь работу низа компоновки бурильной колонны.

2. Стендовые исследования динамичности и эффективности работы буровых донот в процессе бурения при изменении параметров виброза-шитних инструментов.

3. Разработка научно-методических основ изучения динамики бурильной колонны дая оценки влияния ее параметров на показатели эффек тивности работы буровых долот и забойных двигателей в процессе бурения.

4. Разработка математической модели и технических средств для стабилизации динамического режима работы породоразрушающего инструмента при бурении скважин с плавучих средств на море.

5. Разработка обобщенной математической модели работы механи-

ческой системы "порода-шарошечное долото-бурильная колонна-буровая установка", учитывающей закономерности разрушения породы вооружением долота и взаимодействие бурильной колонны со стенками скважины.

6. Исследование влияния параметров виброзащитных инструмен -тов и бурильной колонны на динамику работы породоразрушающего инструмента при бурении.

7. Создание и внедрение технических средств и технологии их использования для изменения динамики бурильной колонны и породо -разрушающего инструмента при разных способах бурения на суше и море.

Научная новизна. I. Исследована кинетика разрушения горных пород при элементарном акте динамического вдавливания, учитывающая особенности образования зоны разрушения и разработаны обобщенные зависимости, характеризующие изменение разрушаемости породы от величины реализованной энергии.

2. Получены аналитические взаимосвязи и экспериментальные данные для оценки влияния параметров механической системы стенда, виброзащитных инструментов и упруго-вязких свойств породы на показатели работы долота.

3. Разработаны методологический подход и математические модели изучения взаимосвязанных продольных и крутильных колебаний сечений бурильного инструмента при взаимодействии буровых долот с упруго-вязким забоем с учетом работы нескольких источников возбуждения колебаний при роторном и турбинном способах бурения.

4. Впервые составлена математическая модель динамики буриль -ного инструмента при бурении скважин с использованием электробуров, позволяющая определять динамические усилия в сечениях компоновки, на долоте, опорных узлах двигателя, а также относительные смещения кабельных секций в местах их сочленения при разных параметрах про-

цесса бурения.

5. Разработана новая математическая модель работы бурильного инструмента при бурении скважин на море с плавучих средств. Установлены зависимости для оценки влияния вертикальной, боковой и килевой качки бурового судна, а также параметров бурильной колонны на динамический режим работы долота.

6. Разработана новая математическая модель динамического взаимодействия вооружения шарошечного долота с упруго-вязким и разрушаемым забоем, позволяющая изучать взаимосвязанные продольные и крутильные колебания на долоте и в сечениях компоновки при бурении вертикальных скважин.

7. Составлена система уравнений, описывающая малые колебания сечений спиральноизогнутого участка низа бурильной колонны, взаимодействующего со стенками скважины при его переносном поступательном перемещении и вращении вокруг оси скважины.

8. Сформулированы общие технико-технологические требования на созданные конструкции виброзащитных инструментов и технологии их использования при бурении скважин для изменения динамичности и эффективности работы долота при бурении скважин на суше и море с плавучих средств. *

9. На базе исследований созданы новые виброзащитные инструменты, усовершенствованы конструкции буровых долот, проведены их промысловые испытания и внедрение. •

Основные защищаемые положения. I. Кинетическая схема процесса разрушения горных пород'при вдавливании, обобщение результатов испытаний пород при разных воздействиях породоразрушавдих элементов в виде зависимостей изменения величины контактного давления и объема' зоны разрушения от величины реализованной энергии.

2. Аналитические и экспериментальные результаты исследования динамичности и эффективности работы породоразрушающего инструмента на стенде.

3. 'Методология исследования динамики работы бурильного инструмента примеш!тельно к углублению скважин.

4. Математические модели колебаний бурильного инструмента при роторном, турбинном способах бурения и использовании электробуров, а. также при бурении с плавучих средств.

5. Результаты изучения динамики бурильного инструмента и долота при взаимодействии с забоем скважины.

6. Технические средства виброзащиты сечений бурильной колонны, забойных двигателей и породоразрушагощих инструментов при бурении скважин.

7. Результаты промысловых исследований влияния параметров компоновки и виброзащитных инструментов на показатели процесса бурения.

8. Научно-методические основы подбора конструкций компоновок, параметров и места установки виброзащитных инструментов для улучшения показателей работы долот.

Практическая значимость и реализация работы в промышленности. Практическая значимость теоретических и экспериментальных исследований состоит в дальнейшем развитии знаний о процессе углубления забоя, использовании динамических моделей буровых механических систем для уточнения прогнозных зависимостей работы породоразрушающих инструментов, шпинделей забойных двигателей, обосновании эффективных параметров компоновок бурильных колонн и виброзащитных инструментов для улучшения показателей бурения на суше и море с плаву -чих средств.

Основные вопросы, решаемые в диссертационной работе, включались в программу совместных НИР и ОКР ШИИБТ, УкрГИПРОНИИнефть и ИФИНГ (заказ-наряд Е85.0489.87), межвузовскую программу НИР "Шельф" на 1986-1990 гг. (приказ Минвуза СССР й 208 от 23.03.86 г.), координационный план межведомственного НПО "Недра" Западного научного центра АН УССР (задание 2, этап 2.2).

Результаты диссертационной работы получили практическое воплощение при бурении скважин:

создан нормальный ряд виброзащитных инструментов-регуляторов динамического режима работы бурильной колонны (РДБК-240,215,195), организовано их серийное изготовление опытным производством нефте-газоразведочной техники ПО Главукргеология и массовое внедрение при бурении скважин в разных условиях ПРО Полтавнефтегеология, ПО Укрнефть, тресте Укрбургаз и др.;

разработаны амортизаторы шпинделя турбобура(АШТ-240,195,1 изготовлены опытные партии, проведены приемочные испытания и определена эффективность их использования в условиях ПГО Полтавнефгегаз-геология;

разработаны, изготовлены и испытаны опытные партии амортизаторов АБ-212 для установки в растянутой части колонны под буровым судном в ПГО "Арктикморнефтегазразведка" и наддолотного накопителя энергии НЗБ-240 в тресте Укрбургаз;

по решению Технического управления Миннефтепромасовместно с ВНИИБТ,составлена "Программа и методика сравнительных испытаний новых конструкций забойных амортизаторов" и проведены промысловые ис-пыта ;ия амортизаторов АН-240, НАБ-240, РДБК-240 и ВГАЗ-240 в ПО Краснодарнефтегаз и Укрнефть;

разработана и внедрена "Инструкция по применению виброзащитных инструментов в компоновке бурильной колонны при бурении вертикальных скважин", утвержденная трестом Укрбургаз (1988 г.) и объединением Полтавнефтегазгеология (1988 г.);

разработана "Инструкция по подбору параметров виброзащитных инструментов для бурения скважин на море с плавучих средств", утвержденная объединением Арктикморнефтегазразведка (1989 г.).

Образцы регуляторов РДБК-240 и РДБК-195, согласно контракту

55-075/78700 ВПО Зарубежнефтегазстроя, отправлены в Индию для промыслового использования.

Результат диссертационной работы используются в Ивано-Франковском институте нефти и газа в учебном процессе студентами специальности 0909 при изучении курса "Механика разрушения горных пород" и дипломном проектировании.

Разработки автора внедрены в 8 производственных объединениях при бурении более 250 тыс.метров погопных скважин. Общая экономическая эффективность разработок за счет улучшения показателей бурения по проходке и механической скорости составила I млн. 429 тыс. РУ<5.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Всесоюзной конференции "Разрушение горных пород" (Уфа, 1973,1990гг.); республиканской конференции "Тектоника и полезные ископаемые запада Украинской ССР" (Львов, 1973 г.); республиканской научно-технической конференции "Проблемы освоения Западно-Сибирского тошшвно-энер-гетического комплекса" (Уфа, 1982 г.); Всесоюзном семинаре "Опыт внедрения методов регулирования и оперативного контроля гидравлических характеристик буровых и тампонажных растворов" (Ивано-Франковск, апрель IS86 г.); республиканской конференции "Роль вычислительного эксперимента при исследовании физико-химических процессов" (Ивано-Франковск, июнь 1987 г.); всесоюзной молодежной выставке-ярмарке научно-технических разработок и предложений для нефтяной промышленности (Нижневартовск, IS87 г.); выставке-ярмарке научно-технических предложений и идей в области бурения скважин ВПО Укргазпром (Киев, 1987 г., Яремча, 1989 г.); регуляторы РДЕК-240 экспонировались на ВДНХ УССР и отмечены дипломом первой степени (1990 г.)>а также па международной выставке-ярмарке в Сирии (Дамаск, 1990 г.).

Результаты работы также доложены на ученом совете УкрНИИгаза (Харьков, 1981 г.); ученом совете ЕНИИБТ (Москва, 1983 г.); координационных совещаниях Миннефтепрома (Москва, 1985 г., Ивано-Франковск, 1986 г.); техническом совещании ПО Укряефть с участием главных специалистов управлений буровых работ и научных организаций (Киев,

1985 г.); выездном заседании региональной опорной кафедры теоретической механики Львовского политехнического института с учас -тием представителей кафедр вузов Западного региона УССР (Ивано --Франковск, 1986 г.); НТС ВПО Каспморнефтегазпром (Баку, 1986 г.); НТС ПО Нижневартовскнефтегаз (Нижневартовск, 1986 г.); ЬГС ПГО Енисейнефтегазгеология (Красноярск, 1986 г., 1987 г.); НТС ПГО Арктикморнефгегазразведка (Мурманск, 1986-1989 гг.); НТС ПГО Пол-тавнефтегазгеология (I98I-I990 гг.); НТС треста Укрбургаз (1986 --1990 гг.).

В полном объеме результаты исследований докладывались на заседаниях кафедры бурения УНИ (июнь, 1989 г.) ученом совете ШШГ (июнь, 1991 г.) секции "Бурение скважин" НТС УНИ (октябрь 1991 г.).

Публикации. По диссертации опубликовано 59 научных работав том числе получено 7 авторских свидетельств на изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 10 глав, основных результатов и выводов. Общий объем работы составляет 748 страниц, в том числе 595 страниц машинописного текста и включает 67 таблиц, 103 рисунка, список литературы из 302 наименований и 6 приложений.

.. Диссертационная работа представляет собой научное обобщение исследований и разработок по совершенствованию технических средств и технологии бурения скважин путем изменения колебаний бурильного инструментад выполненное автором самостоятельно. В.работе использованы исследования,проведенные совместно с аспирантами Моддавце-вым С.А., Ненашевым C.B. и соискателями Мойсипшным В.М., Пицыком Р.Л.

Исследования выполнялись в содружестве с учеными и сотрудниками ЕНИИЕГ, УкрНШгаза, работниками-производственных объединений Полтавнефтегазгеология, Запукргеология, Краснодарнефтегаз, Енисейнефтегазгеология.

Автор выражает благодарность к.т.н., с.н.с. Байдюку Б.В., профессору Яремийчуку P.C., с.н.с.■ Борецком-; В.Г., к.т.н. Кунцяку Я.В.

за ценные советы при выполнении работы, а также глубокую призна -тельность доц. Стоцкому Ф.И., сотрудникам Романчуку Б.М., Борисовичу Б.Д., Олексюку Н.П., Еайдичу Б.В., Главачу P.A., Коломойцевой P.M., Михайляку P.M., Лебидь О.В., Черваку Э.Д., Чигуру Р.И. за помощь в выполнении исследований, внедрении результатов в производство.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы и дана ее общая характеристика.

В первой главе описано современное состояние и проблемы изучения динамики и эффективности процесса бурения.

Процесс углубления скважин шарошечными долотами сопровождается колебаниями бурильной колонны, которые могут оказать разное влияние на эффективность разрушения горных пород, надеаность и долговечность работы бурильного инструмента.

Значительный вклад в исследование работы шарошечных долот и изучение влияния параметров бурильной колонны на эффективность процесса бурения внесли Алексеев Л.А., Алексеев Ю.Ф., Байдак Б.В., Ба-лицкий В.П., Балицкий П.В., Бицута В.К., Бревдо В.Г., Васильев Ю.С., Воинов О.В., Ворожбитов М.И., Влади сславлев B.C.,- Григулецкий В.Г., Дранкер Г.И.» Жидовцев H.A., Жлобинский Б.А.,■ Иоанесян P.A., Иоане- . сян Ю.Р., Ишемгуашн В.И., Колесников H.A., Кошлов В.Е., Леонов Е.Г., Мавлютов М.Р., Мирзадканзаде А.Х., Мухин Э.П., Некраоов A.M., Огородников П.И., Попов А.Н., Санников Р.Х., Симонов В.В.', Симонянц Л.Е., Спивак А.И., Стрекалова Р.Б., Султанов Б.З., Сурнин Л.С., Тимофеев Н.С., Трушкин Б.Н., Федоров B.C., Филимонов Н.М., Шрцын В.В., Цехан Б.В., Чистяков Ю.А., Ширинзаде с:.А., Эйгелес P.M., Юнин Е.К., Яремийчук F.C., Ясов В.Г.. Ими установлено, что в зависимости от параметров низа компоновки бурильной колонны, параметров виброзащитных инструментов, конструкции шарошечного долота изменя-

ется силовое воздействие их вооружения на забой, динамика и эф -фективность процесса бурения. Отсутствие динамической составляющей осевой нагрузки на долото в базовых зависимостях для прогнозирования углубления скважины вносит неопределенность, увеличивает разбрсс показателей и затрудняет решение задач оптимизации процесса бурения.

Для более эффективного использования механических характеристик пород в аналитических моделях оценки работы шарошечных долот необходимо развивать исследования в направлении выявления обобщенных зависимостей, описывающих разрушение породы в зависимости от параметров долота и бурильного инструмента.

Анализ аналитических моделей, теоретических и экспериментальных исследований колебаний бурильной колонны показал, что для исследования качественной картины протекания динамических процессов используются упрощенные расчетные модели. Сложность аналитических методов расчета не позволила создать обобщенные модели, учитывающие взаимодействие шарошечного долота с разными породами, влияние компоновки бурильной колонны и ее взаимодействия со стенками скважины при разных способах бурения, а также влияние параметров буровой»установки на динамичность и эффективность работы долота.

В работе приведен анализ исследований, посвященных изучению особенностей работы бурильной колонны при взаимодействии со стенками скважины. Отмечено, что трудности, связанные с составлением дифференциальных уравнений колебаний пространственно-изогнутых участков бурильной колонны и поиска их решения, не позволяют до сих пор раскрыть основные закономерности динамического взаимодействия бурильных труб со стенками скважины и оценить ее влияние на работу долота.

Проведенными исследованиями установлено, что при использовании разных компоновок, вклотопип в их «ечения виброзащитных инстру-

ментов, динамичность работы бурильного инструмента и эффективность углубления скважины могут не только улучшаться, но и ухудшиться.

До сих пор еще нет обобщенных расчетных зависимостей для прогнозирования скорости бурения, показателей долговечности и надежности работы шарошечных долот и забойных двигателей при разных компоновках. Отсутствие методических рекомендаций по подбору параметров компоновок и динамического режима их работы затрудняет улучшение показателей эффективного ведения процесса бурения.

В соответствии с изложенным определены цель и задачи исследований настоящей работы.

Необходимость учета большого количества факторов, характеризующих параметры буровой механической системы, не позволяет использовать простые расчетные модели для изучения динамики любого из её элементов без описания работы системы в целом. Поэтому для изучения влияния колебаний буровой установки и бурильного инструмента на работу буровых долот в процессе бурения в работе используется струк -турная схема, представленная на рис. I.

Буровая механическая система включает расположенные в разных сечениях компоновки долото и расширитель, взаимодействующие с породой, секции бурильных труб, привод для их вращения, забойные двигатели, буровую установку, установленную на грунте или плавучем буровом судне. Ее динамика определяется большим числом факторов, тлеющим различную природу,- которые находятся в тесной взаимосвязи и взаимодействии, что изменение параметров какого-либо элемента влечет из -менение динамики всех элементов системы. Поэтому создание многофакторных расчетных моделей буровой системы "порода-долото-бурильный инструмент - буровая установка" позволит выявить новые закономерности и оценить влияние ее параметров на эффективность углубления скважины.

Во второй главе дана оценка изменения показателей разрушения

Буровое судно

Водный массив

Буровая вышка

Основание

Талевая система

Вязко-угру-гий грунт

Компенсатор

X

Привод ротора

Колонна бурильных труб

Колгчна утяжеленных! бурильных труб р* Секция утяжелен. труб'

1 *

Забойный двигатель Расширитель \

\

Буровое долото Порода

Порода

Рис. I

горных пород при ударных воздействиях, учитывающих работу элементов вооружения буровых долот.

Эффективность разрушения горных пород вооружением шарошечного долота определяется не только величиной подведенной энергии, но и особенностями ее реализации.

Для излучения закономерностей взаимодействия венца шарошечного долота с упругой поверхностью забоя составлены системы нелиней -них дифференциальных уравнений, описывающих особенности нагружения породы зубидми, ее разгрузку и перераспределение усилий между ними. Их решение, с учетом начальных условий, позволило получить зависимости изменения вертикального и горизонтального смещений зубцов,

траектории их движения, а также утла поворота венца во времени от упругих свойств породы, параметров низа компоновки бурильной ко -лонны, геометрических размеров венца и режима его движения.

Дня исследования механических характеристик породы при несвободных воздействиях наш созданы лабораторная установка и методика испытаний, воспроизводящие жестко-упругое ударное вдавливание, принудительные подавления отскока ипдентора или его отрыв от породы.

Изучение кинетики разрушения горных пород основывалось на представлениях Байдока Б.В., Павловой H.H., Эйгелеса P.M.' и др. о механизме их разрушения при вдавливании. Пользуясь зависимостями . "нагрузка-внедрение", "нагрузка-время" и "перемещение частиц-время", процесс разрушения породы, именуемый скачком разрушения, условно разделен на четыре следующие одна за другой стадии: инкубационную, связанную с деформированием породы до предела упругости; равновесную, связанную с развитием трещины при неупругом сжатии деформируемого объема от кромки штампа вглубь до ее отклонения к поверхности вдавливания в момент достижения максимального усилия на скачке разрушения; неравновесную, связанную с развитием магистральной трещины при разрушении матрицы и образовании лунки до ее выхода на поверхность и отделения (отлета) частиц от массива порода.

Для изучения кинетики разрушения породы на скачке при вдавливании введены характеристики: средние кажущиеся скорости развития магистральных трещин равновесной Ур.р. и неравновесной VH.p. стадий, средняя глубина кр.н. перехода развития трещин, из равновесной в неравновесную стадию и средняя скорость V0отлета частиц от массива породы.

Экспериментальными исследованиями разных по мезашческим свойствам пород установлено, что средние скорости Vp,p. соизмеримы со скоростью внедрения индентора, а средние скорости VHj>. в несколько раз больше скорости Vpp. . Скорости Урр. я VH.p. , а также ^отл. возрастает при увеличении твердости и уменьшении плас-

тичности порода, росте скорости и энергии удара.

При динамических испытаниях известняков, доломитов и аргиллитов в атмосферных условиях скорости Ур.р. , Ун.р. и Уотл. соответственно достигали 2,56; 18,8 и 3,05 м/с. Изменение гидростати -ческого давления до 400-Ю5 Н/м2 мало влияет на скорости Ц>.р. глубина кр.н. уменьшается до 2 раз, а скорости Ц/.р. и ТХтл. уменьшаются в 5...II раз.

Проведенными исследованиями установлены многофакторные зависимости изменения показателей разрушения породы при разных ударных воздействиях индентора на породу от величины энергии и скорости удара, жесткости нагружающего устройства и усилия его предварительного сжатия. При ужесточении ударного воздействия, т.е. с ростом его жесткости и усилия предварительного сжатия, при постоянных скорости и энергии удара сокращается длительность процесса, возрастает объем зоны разрушения и уменьшается энергоемкость разрушения, Это связано с тем, что при росте жесткости энергия, израсходованная на деформацию устройства, уменьшается.

При превращении свободного удара породоразрзшающих элементов в несвободные с принудительным отрывом или подавлением отскока изменение объемов ! и^р.сЬ, , энергоемкости Я ¡г/ Й иск. зоны разрушения соответственно при несвободном несвободном воздействиях пропорционально соотношениям их длительностей X/ Хс(,. и величин реализованных энергий £ исп. / EucS.cS. в соответствующих степенях.

Обобщая результаты исследований для использования при прогнозировании динамики долота и скорости бурения в расчетных моделях установлено, что показатели воздействия и эффективности разрушения можно представить в виде двух зависимостей, первая из которых Щ.р.=/(£исп,т) характеризует изменения объема зоны разрушения от величины реализо -ванной энергии при разных длительностях взаимодействия породоразру-шающих элементов, а вторая • рк а-/(Еисп., представляет изменение контактного давления от величины реализованной энергии и скорости

удара. Эти зависимости- названы кривыми разруиаемости и характеризуют предельные условия разруиаемости и силовую характеристику процесса.

В работе показано, что кривые разруиаемости, полученные по данным стендовых исследований Симонянца Л.Е. н Некрасова A.M. для работы шарошечного долота, идентичны кривым разруиаемости при единичном вдавливании.

В третьей главе приведены исследования динамичности и эффек -тивности работы буровых долот при углублении забоя на стенде.

Основываясь на анализе теоретических и экспериментальных исследований нами разработана новая модель бурового стенда для оценки влияния его параметров на динамичность работы долота. Расчетная схема включала шарошечное долото, взаимодействующее с упруго-вязкой породой, сосредоточенные массы, соединенные между собой упруго-вязкими связями, нагружающее устройство и корпус стенда, закрепленный на упруго-вязком фундаменте. Дня воспроизведения влияния низа колонны труб на работу долота предложено наддолотное устройство, генерирующее низкочастотные колебания, состоящее из сосредоточенных масс и эксцентрикового механизма.

Вычислительным экспериментом по разработанной программе установлено, что при изменении жесткости и вязкого сопротивления породы, виброзащитных инструментов и параметров бурового стенда динамичность работы долота на разных частотах может усиливаться или ослабляться. Этого можно также достичь путем использования виброгенерирующего устройства.

Экспериментально установлено, что при включении в компоновку виброзащитного инструмента и без него^при разных режимах бурения вероятностная функция изменения коэффициента динамичности долота характеризуется нормальным законом распределения. С ростом осевой нагрузки от 10 до 25 кН и скорости вращения 8,69 с-1 долота III93T наибольшие значения коэффициента динамичности уменьшаются от 1,48

до 1,16, а наименьшие возрастают с 0,б1до 0,83 по экспонененци-альным зависимостям, при этом разница между ними уменьшается. При включении в компоновку виброзащитного инструмента жесткостью 1,7 Ш/и стабилизируется динамический режим работы долота, особенно при малых осевых нагрузках.

При постоянных параметрах режима бурения изменение жесткости наддолотного инструмента оказывает неоднозначное влияние на скорость бурения. Так при бурении 54 "скважин" на блоках песчаника (рш - 180* Ю7 Н/м^, к = 1,8) при осевой нагрузке 34 кН и скоростях вращения 8,69; 13,93; 19,69 с-1 установлено, что при росте жесткости наддолотного устройства в пределах 2,5...8,0 МН/м скорость бурения долотом Ш93Т уменьшается, а затем увеличивается. С ростом скорости вращения разница между максимальными и минимальными значениями скорости бурения может возрастать до 35 %. Отмеченная общая тенденция изменения скорости бурения с ростом жесткости обусловлена скачкообразностью процесса разрушения, изменением динамических свойств механической системы стенда и долота.

В процессе работы шарошечного долота зубцы подвергаются непрерывному износу, вследствие чего уменьшается высота и увеличивается их площадка притупления, что приводит к изменению динамичности работы долота и скорости бурения.

По данным анализа показателей процесса бурения и спектральных зависимостей изменения динамических'составляющих осевых сил и момента на долоте Ш93Т с разными величинами относительного износа вооружения при осевой нагрузке ¡35 кН и скорости вращения 13,93 с-* установлены следующие особенности взаимодействия долота с забоем:

с ростом износа вооружения до 0,4 механическая скорость углубления уменьшается, затем при износе равном 0,6 увеличивается, вследствие переформирования забойной рейки, а при дальнейшем износе до 0,8 - уменьшается;

величины дисперсий динамических составляющих на ухабних часто-

тах 1,5..Гц при росте износа до 0,4 увеличиваются, при износе равном 0,6 уменьшаются, а затем увеличиваются;

величины дисперсий динамических составляющих на зубцовых частотах с ростом износа от 0 до 0,8 уменьшаются, при переформировании забойной рейки наблюдалось увеличение частоты с 45 до 52,5 Гц.

Исследованиями установлено, что при включении в компоновку над долотом разных виброзащитных инструментов наиболее высокая работоспособность вооружения и опор сохраняется при их жесткости 4,6 МН/м, меньшая - при 80 МН/м и наименьшая - при 8,7 МН/м. При этом износ зубцов на разных венцах и набор осевых и радиальных люфтов в опорах шарошек на стадиях приработки, стабилизации и прогрессирующего износа протекает с разной интенсивностью.

На заключительной стадии работы долота при заклинке опор шарошек возрастает момент, изменяется кинематика и динамика его взаимодействия с забоем. Амплитуды ускорений осевых колебаний при заклинке одной из шарошек уменьшаются в Г,5...2 раза, а при последовательной заклинке двух и трех шарошек они уменьшаются в 2...4 раза по сравнению с амплитудами, генерируемыми новым долотом. Эффективность работы шарошечного долота с заклиненными шарошками существенно ухудшается.

Экспериментальными исследованиями также установлено, что при изготовлении вооружения шарошечного П 76 МСЗ и лопастного 2Я-76 М долот го нашим а.с. № 626199 и № 817192 можно за счет обеспечения равномерности износа вооружения изменить динамичность и эффективность их работы.

В четвертой главе описаны математические модели для изучения динамичности и эффективности работы шарошечных долот при бурении.

В процессе бурения динамические нагрузки на долото зависят не только от свойств разбуриваемой породы, но и от деформационных характеристик его опор. Развивая в этом направлений исследования Удв-лютова М.Р. и Санникова Р.Х. нами шарошечное долото представлено в

вяде системы тел с упруго-вязкими связями.

Расчетная схема для изучения взаимодействия шарошечного долота с забоем включала корпус долота массой т„ , соединенный с низом бурильной колонны, шарошек массой т^ , представленных в виде зубчатых венцов, перекатывающихся по поверхности забоя. Опоры каждой шарошки и порода представлены параллельно.соединенными упруго-вязкими элементами Кельвина-Фойгта и Максвела, содержащими соответственно р и S связей. Со стороны бурильной колонии на корпус долота действует осевая сила и момент сил упругости.

Взаимодействие шарошечного долота с упруго-вязким забоем описано дифференциальными уравнениями движения в осевом направлении в виде:

im - Rm + Rc>, (4.1)

т0йо = и ш'д1°л) , (4.2)

где UL0 r iii(o,t) - осевые смещения центра корпуса долота и

сечения бурильной колонны,' сопряженного с долотом;

Uj - вертикальное смещение центра i) -й шорошки; '

fl(f Et - площадь поперечного сечения и модуль упругости материала сек^щ бурильных труб, сопряженной с долотом.

Реакция породы Rnj и опоры R0J , действующие на i -ю шо-рошку, определяются по зависимостям

Rni-ll Сип,+«*п>йп) + K^Je^LL ridt], (4.3)

/?ov = ^^ с +^ ^ -^y^ H -г?.; ^ (4.4) _

где tl„i) - внедрение в породу вооружения J -й шорошки;

К^, Кр), oisn>, c¿í¡j, - параметры S -й упруто-вязкой

связи зубец-порода;

KoJT KoJfttoJt - параметры р -й упруго-вязкой

связи шорошки с цапфой.

Вертикальное смещение ^ -й шорошки и деформация породы её вооружением связаны зависимостью

Uj - iini = £ cos 0),jt = Re [l nVj eíb>'jtj, (4.5)

где - амплитуда колебаний, генерируемых вооружением V* -й шо-

рошки на частоте Ь)ц • j - порядковый номер гармоники.

Уравнения (4.1)-(4.5) являются нижним граничным условием для изучения динамики бурильной колонны. Их использование позволяет оп-¡йделить динамические силы, действующие на породу, опоры шарошек и корпус долота. Изменение упруго-вязких характеристик опор и пары зубец-порода позволяет изучать параметры колебаний механической системы при износе долота.

Для совершенствования и разработки долот новых конструкций с .более высокой производительностью методами аналитической механики-установлены взаимосвязи, описывающие эффективность процесса разрушения породы вооружением шарошечного долота с учетом параметров компоновки бурильной колонны.

Для описания движения долота при углублении забоя использованы уравнения Лагранжа П рода. За обобщенные координаты долота приняты: продольное смещение U-g(t) центра тяжести корпуса долота вдоль оси скважшш, угол 6g(t) поворота долота относительно оси скважины и утлы J3¡ (t) поворота i -й шарошки вокруг цапфы долота ( L = 1,2,...). Установлены зависимости для определения кинетической энергии движения корпуса и шарошек, кинематические взаимосвязи, обобщенные силы и моменты, векторы перемещения центров площадок притуп-

ления зубцов в породе как функции обобщенных координат.

Определены аналитические условия входа и выхода из взаимодействия зубцов с породой. Поверхность забоя непрерывно изменяется и корректируется с каждым единичным актом взаимодействия вооружения долота с породой по экспериментальным данным о размерах и форме лунок разрушения порода зубцами шорошек.

Ниже приведена составленная система уравнений, описывающих взаимосвязанные продольные и крутильные колебания шарошечного долота при углублении забоя в виде:

^rmjüg + (m^.+lmijgcosa. -Рт + h +^кРнпк , (4.6) [JiK.g. +C/Hcosey¡ + 3¿iSLrfy¿j]Qg + eos %ji¿ = (4.7)

= M,K + Mc+ MTp +.2 HillK RiitlK + PíiriK ,

(f fifis1 '

jdi+JacospiOg = NTpi+Mci +Z¿Pm(albKcosjiraünK-SLnji^(A.ü)

+ Pi¡nJ^inKC0S Щ г-05£ч~ашкcos Qgsinjoi+a5iñKsLn9(jSinjii-a^sinOy cosf¡)t-

+ Par* (a^sinQyCosjií-a^sinB^sinjbí - asmcos'BgSin<-aeinKcosQgcosfi¡)],

где №к.д- i ~ масса и момент инерции корпуса долота отно-

сительно оси вращения;

fí?¿f , Ог1 - масса и главные моменты инерции ¿ -й шарошки ; '

■ Р1К, М<к " - осевая сила и крутящий момент, действующие на долото со стороны бурильной колонны;

Fc - сила сопротивления осевому перемещению долота;

MCfMrp- моменты сопротивления и трения, действующие на долото;

Mci, MTp¡ - моменты сопротивления и трения в опоре ¿ -й шцрошки;

Р,1пк, Ряш, Pi¿n* - проекции вектора силы, действующей на К -й

зубец п -го венца ¿ -й порошки со стороны забоя на оси

системы координат, связанной с забоем;

, й21т , /?3щк - текущие значения проекций радиус-

- вектора Рш , соединяющего центр забоя и центр площади притупления зубца на оси системы координат, связанной с забоем; Ц>1 - утол наклона оси I -й шарошки к оси долота;

аI - расстояние от центра тяжести I -й шарошки до оси вращения долота;

<*апк ,<*гш7 йзШ,аШх, О-вШ, «с¿пк - коэффициенты, зависящие от геометрических параметров долота. Граничные условия в сечении $ = 0 сопряжение долота с бурильной ид(1) = ик(оЛ), 0д({) = 8к[о,1) . В начальный момент Ь =Ь0 значения начальных скоростей равны Щ/ии > /%.£<,

Решение системы уравнений с учетом упругости низа компоновки и сопротивления .движению шорошек и долота в осевом и угловом направлениях найдено в виде степенных рядов на временных промежутках

¿зн [ относительно величины { Ь-Ь3 ), ¿7 = 0,1,2..., в течении которых с забоем взаимодействует одно и то же количество зубцов долота, где £ - текущее значение времени; Конечное положение системы на временном промежутке является начальным для следующего временного интервала'.

Полученные выражения (1д ^¿(ь) в виде степенных

рядов разлагаются в полигармонические ряды и используются как нижнее граничное условие для определения продольных и угловых колебаний до-' лота и сечений бурильной колонны.

В работе приводятся зависимости для определения главного вектора и главного момента сил реакции забоя, действующие на шарошки' и долото, механической скорости, бурения и энергоемкости разрушения породы. Эти зависимости учитывают свойства разбуриваемых пород, режим бурения и параметры компоновки, а также некоторые постоянные условия.

В пятой главе приведены усовершенствованные модели продольных и крутильных колебаний бурильного инструмента в•вертикальной скважине.

Для описания продольных колебаний сечений бурильной колонны используется дифференциальное уравнение в частных производных,учитывающее силы инерции, упругости, вязкого сопротивления и веса, а так же его решение в комплексном виде, используемое Дэрннгом М., Ливсеем С., Мирзадаанзаде А.Х., Эйгелесоы P.M., Юниным Е.К. и др.

В работе составлены граничные условия, описывающие соединения секций бурильных труб посредством использования виброзащитного инструмента с сосредоточенными массами /г?* и Я7ки подвижных частей и параллельно соединенными упруго-вязкими элементами Кельвина-Фойг-та и Максвелла в виде

m* -^т = -ЯЛ^ Ф™ -+ (5.1)

т^^щг = fi^^f- (5.2)

^IRle^J^Hli^ii^dt,

где UKr U,<+f - смещение сечений К и K+I секций бурильной колонны, сопряженных с виброзащитным инструментам;

Як, Ахи, Ек ; - площади сечения и модули упругости ма-

териала соответственно К и К + I секций;

Кн , А« , о*, , J1 к - параметры S -й упруго-вязкой связи виброзащитного инструмента.

Также составлены граничные условия при включении в сечение между секциями труб опорно-центрирующего элемента, взаимодействующего с упруто-вязкой стенкой скважины и сечением сочленения труб посредством упруго-вязкого элемента.

Определены взаимосвязи между постоянными коэффициентами рас -четной модели для вычисления осевых сил и смещений в сечениях компоновки.

В работе составлена новая расчетная модель низа компоновки для

изучения , :икашш! при углублении скважины ступенчатым забоем. Шарошечное долото и расширитель состоят из корпуса и шарошек с упруго—вязкими связями между ними и расположены в разных сечениях компоновки. Над расширителем установлена секция труб, соединенная с сечением сочленения секций труб посредством упруго-вязкого виброзащитного инструмента. При взаимодействии долота и расширителя с центральны,! и кольцевым забоями учтено взаимовлияния колебаний,возбуждаемые вооружением, а также их распространение по длине компо -новкп. Приведены зависимости для определения динамических смещеш1й и сил в разных сечениях компоновки, на долоте, расширителе и в их опорах.

Для решения задач снижения динамических нагрузок на опоры шпинделя трубобура получены зависимости-, описывающие продольные и кру - ' тильные колебания вала и долота, а также сечений компоновки при возбуждении колебаний вооружением долота и опорой шпинделя. При исследованиях турбобур представлен в виде корпуса и вала, а также многорядной опорой шпинделя, моделируемой упруго-вязкими связями. IIa его валу установлено долото и виброзащитный инструмент. Эти зависимости позволяют подбирать параметры бурильного инструмента для снижения амплитуд смещений и сил в сечениях компоновки и опоре шпинделя.

Такая же задача решена для изучения динамических нагрузок на опору шпинделя электробура, в сечениях бурильных труб и кабельных секциях токопровода.

Для оценки работу любого из элементов компоновки по данным намерений параметров колебательного процесса в верхней части бурильной колонны разработаны зависимости, учитывающие передачу колебаний от одного сечения к другому, названные передаточными функциями.

Предложенные зависимости позволяют более обоснованно учесть влияние параметров бурильного инструмента на динамику работы долота и эффективность процесса бурения.

В шестой главе приведено исследование закономерностей динам-

ческого взаимодействия бурильных труб со стенками скважины при углублении забоя роторным способом.

При исследова!шях выделен участок колонны длиной 8 , к которому приложены сосредоточенные концевые силы Р, , Р2 и моменты /У,, М2 , а также распределенные по длине силы f(S) и моменты т(3) , изменяемые по координате 5 упругой линии. В процессе работы участок колонны взаимодействует со стенками скважины и промывочной жидкостью, движется поступательно с переносной скоростью ^ углубления забоя скважины и вращается с угловыми скоростями £?/ и Яг соответственно вокруг оси скважины и собственной упругой линии.

Для 'определения пространственного положения участка колонны в произвольно ориентированной скважине введены углы оС и $ - характеризующие пространственное искривление скважины, угол¿3 - наклон оси бурильной колонны к оси скважины и. утол у - скручивание выделенного участка труб.

В работе приведена составленная система векторных уравнений условного равновесия вращающегося участка колонны в виде уравнений внутренних сил (9 и внутренних моментов А , уравнения вектора перемещения II и уравнений взаимосвязи между внутренним момент.ом I. , ;тловой скоростью Яя , и кривизной 6/ упругой линии колонны.

Полученная система уравнений решена в осях А.Э.Рязаля с ортами Т , П , $ и позволила получить зависимости для определения осевой 0.т и перерезывающих 0.п и 0.Ц сил, крутящего ¿т и изгибающих ¿„ и Ц моментов полной кривизны (0 упругой линии, норлальной реакции /гп стенки скважины и утла ^/3 наклона оси упругой линии колонны в зависимости от режима .бурения, параметров скважины и бурильной колонны, движения-промывочной жидкости, адгезионных и анизотропных свойств пород, слагающих ствол скважины, ...

Из решения следуют, как частные, известные зависимости И.К.Майорова, А.Лубинского, В.И. Алексеева, А.Ш.Асатуряна для определения сил нормального давления колонны на стенки скважины.

При аналитическом изучении малых колебаний нагруженного участка бурильной колонны относительно состояния равновесия, сохраняя только, слагаемые, линейно зависящие от малых величин, получена си-стеки уравнений пространственных колебагай участка колонны в виде

-- лтв,-б,)е л/, (ел)

- - (6.2) - лй>*1.0 - ьу0*й1 - 20*&й = &т ,

+ ш0Ш = ..дга (б.з)

||I + - &г0 = О, (6.4)

(6.5)

л Г =//А//-лот, (6.6)

где ///¡// -. диагональная матрица, элемента!,та которой являются главные моменты инерции единичного элемента колонны; и - вектор смещения; ОХ - вектор кривизны упругой линии; и - вектор скорости продольного перемещения; - вектор угловой скорости. Уравнения, связывающие компоненты А (ХГ н й с вектором малых угловых смещений представлены в виде

= Ш (6.7)

(6.8)

Добавляя уравнения Бернулли в неподвижных осях для потока идеальной жидкости во вращающемся канале, получим замкнутую систему уравнений.

В работе выведенная система векторных уравнений записана в проекциях на оси расчетной системы координат и составлены граничные ус-

ловия. Показано, что реве ¡гае полной системы уравнений удобно искать в виде ряда по собственным частотам колебаний, что позволяет свести ее к одному векторному уравнению.

Для конкретных условий решение полной системы уравнений весьма громоздко и трудоемко. Б качестве упрощающей модели предложено эквивалентную модель продольных колебаний спиральноизогнутого участка колонны. Представив бурильную колонну прямолинейным упругим стержнем с распределенными по длине параметрами, взаимодействие труб со скважиной можно учитывать эквивалентным коэффициентом вязкого сопротивления колебаниям. При таком подходе установлено, что его величина пропорциональна углу наклона винтовой спирали и силе трения при продольном перемещении участка труб. Поправками к приращению скорости распространения упругих волн при продольных колебаниях можно пренебречь.

Разработанная модель устанавливает взаимосвязи между линейными и угловыми смещениями сечений спиральнойзогнутой бурильной колонны, взаимодействующей со стенками скважины, и динамическими составляющими сил и моментов, действующих в сечениях бурильной колонны. Это позволит более обоснованно управлять процессом бурения.

В седьмой главе развиты динамические модели буровых установок, используемых при бурении скважин на суше и море с плавучих средств.

В работе в качестве верхнего граничного условия дня изучения продольных и крутильных колебаний- бурильной колонны и долота приведены усовершенствованные и новые расчетные-модели буровых установок, используемых при бурении скважин.

Для стабилизации нагрузки на долото в процессе углубления скважин на море с плавучих средств разработана аналитическая модель ди-'намического режима работы бурового судна и бурильного инструмента при разных параметрах волнения моря.

В работе рассмотрена механическая система, состоящая из бурового судна, бурильной колонны, содержащей виброзащитные инструменты

и опорно-'.'.ентрнрующие элементы, а также долото, взаимодействующее с упруго-вязким забоем. Вуровая вышка, состоящая из основания, четырех эквивалентных стержней, кронблока, эквивалентных канатов и талевого блока, установлена на упруго-вязких связях на судне. В

-- - ■ -г

компенсаторе качки бурильного инструмента действия газа на поршень заменено эквивалентной упруто-вязкой связью.

Для вывода дифференциальных уравнений колебаний бурового судна использована общая теория качки судна Л.Н.Крылова. Положение судна в пространстве определяется трегдя координатами ^ , , Ц центра тяжести и тремя независимыми углами Эйлера-Крылова:у - рыскания, ¡р - дифферента и в - крена.

■ При выводе уравнений продольной, килевой и боковой качки бурового судна использованы уравнения Лагранжа П рода. Составленные уравнения продольной и килевой качки бурового судна с учетом сил упругости и вязкого сопротивления, появляющихся вследствии крепления основания вышки на упруго-вязких связях, представлены в виде:

(7.1)

* совбг - гт (¿В'в - 6%+ра'0)з-т М,

+ ^ _ у , - ^^¿шм _ =

где 6 - вес судна; лМ - присоединенная масса воды; - момент инерции присоединенной массы вода; - момент инерции площади ватерлинии относительно поперечной оси судна;

5 - площадь накрашенной ватерлинии; (fig-а) - метацентрическая высота; 8 - абсцисса центра тяжести площади ватерлинии;

8, -расстояние равнодействующей гидродинамических инерционных сил от поперечной координатной плоскости; Иг , - расстояния от центра тяжести судна до эквивалентных стержней буровой вышки в продольной плоскости судна; а'0; а0, а',, а", во , S', 8f , В,' - постоянные коэффициенты, зависящие от геометрических параметров судна и длины волны; К„, oL„, К„ , otn>J1n - параметры упруго-вязкой связи буровой вышки и судна; Un-<(0,t) - вертикальное смещение основание буровой вышки; У - коэффициент сопротивления; У - коэффициент пропорциональности относительной скорости движения элементарного объема по отношению к поверхности приве -денной волны; Пп - приведенная высота полуволны; 6 - частота волн.

Такие же уравнения составлены и для боковой качки бурового судна, Рыскание бурового судна незначительно изменяет параметры его качки, поэтому его влиянием пренебрегаем.

Совместное решение дифференциальных уравнений, описывающих колебания бурового судна на возмущенной морской поверхности, динамику буровой вышки, бурильной колонны и долота,с учетом составленных гра-' ничных условий, позволило получить зависимости для оценки амплитуд динамических сил в сечениях бурильной колонны и на долоте от параметров бурового судна и волнения моря, а также определить эффективные параметры виброзащитных инструментов и места их установки в сечениях компоновки для стабилизации динамичности работы долота.

В работе рассмотрена модель динамического режима работы буровой установки на упруго-вязком грунте. Пользуясь принципом освобождения от связей рассматриваемые буровая вышка и талевая система разделены на отдельные части: основание вышки, эквивалентные стойки, кронблок, талевый блок, шкивы блоков, талевые канаты и лебедку.

Составленные системы дифференциальных уравнений, описывающие движения каждой из частей системы с учетом кинематических записи-

мостей и граничных условий позволили получить взаимосвязи между угловыми смещениями шкивов и линейными смещениями масс основания кронблока и талевого блока.

Для уточнения влияния параметров привода буровой установки на крутильные колебания бурильного инструмента и долота разработана модель в виде системы дифференциальных уравнений, описывающих кру-тилыше колебания ведущей трубы и привода буровой установки Уралмаш--ЗД, состоящего из соединенных между собой шестерен, упругих валов, упруго-вязких муфт, ременных передач и приводных двигателей.

Разработанные многофакторные модели буровой вышки позволяют определить статические и динамические составляющие смещений и сил в разных сечениях. При этом, в отличие от ранее известных, более адекватно описывают условия закрепления верхней части бурильной колонны, позволяют оценивать влияние конструктивных особенностей вышки и талевой системы на динамику и эффективность работы долота при бурении .

В восьмой главе приведены результаты изучения динамичности и эффективности работы бурильного инструмента при бурении.

По разработанным математическим моделям исследуемых буровых механических систем составлены алгоритмы и программы расчетов на ЭВМ EC-I022, предусматривающие получение графических зависимостей изменения амплитуд сил на долоте, расширителе, в опоре шпинделя, коэффициентов динамичности работы долота и виброзащиты сечений бурильной колонны, передаточных функций и других показателей от конструктивных параметров, буровой установки, бурильной колонны^шарошечного •долота и режима их работы, а также изменения свойств породы.

Проведенные расчеты показали, что колебания буровой вышки и бурильного инструмента взаимосвязаны. При использовании бурильной колонны, состоящей из долота Ш 215,9 СРВ и труб УБТ I78-II5 м, ТБПВН4х9Е-440 м, ТБПВ12?х10Е-1560 м в сечении X = 150 м при статической нагрузке 90 кН и скорости вращения ЕЗГс' амплитуды смещ«-

ний в 2 раза больше при использовании вышки ВА-41-125 в сравнении с вышкой ВБ-53-300. Замена массы основания вышки ВБ-53-300 от 61•Ю3 до 20'Ю3 кг приводит к уменьшению и последующему росту амплитуд смещений в этом сечении в 1,2...1,3 раза, а при изменении массы кронблока от 8,3'Ю3 до 3,65-Ю3 кг амплитуда уменьшаются в 1,5...1,8 раз. Такие изменения амплитуд смещений имеют место и в других сечениях.

В работе определены закономерности динамического взаимодействия спиральноизогяутого участка колонны двух разных компоновок со стенками скважины при переносном вращении, движении вдоль оси скважины и малых относительных' перемещениях долота:

силы нормального давления на стенку в любом сечении сжатого низа с ростом скорости его вращения возрастают по степенным зависимостям, причем при росте диаметра скважины от 0,1955 до 0,394 м они возрастают в 10 и более раз;

шаг спирали упругой оси низа бурильной колонны постеленно уменьшается в 3...4 раза в направлении от устья к забою сшзажинц;

коэффициенты эквивалентного сопротивления при взаимодействии со стенками■скважины при изменении осевой нагрузки от 150 до 300 кН возрастают от 2,8 до 3,36 Н*с/м для первой компоновки и от 0,2 до 0,35 Н-с/м для второй компоновки, т.е.' существенно зависит от параметров компоновки и зазора между стенками скважины и бурильными, трубами .

Анализ более 300 графических зависимостей изменения коэффициентов динамичности работы долота и виброзащиты, сечений колонны от изменения длин секции утяжеленных труб, коэффициентов жесткости и вязкого сопротивления, места установки виброзащитных инструментов в сечениях разных компоновок позволил установить, что путем "подбора" их параметров можно усиливать или ослаблять динамическое силовое взаимо -действие долота с забоем, обеспечивая виброзащиту сечений колонны. Для оценки влияния свойсте породы на динамичность работы доло-

та и двух раз1шх компоновок бурильной колонии проведены исследования при изменении ее упругих и вязких характеристик в пределах (2...20)- Ю7 Н/м и (6...20) • Ю5 Н'с/м. Анализ полученных зависимостей показал, что при представлении породы реологическими моделями - упругим телом, телом Кельвина-Фойгта, Максвелла и их разными соединениями характер изолиний динамических сил и диапазон их из-менеш!я существенно зависят от упруго-вязких характеристик породы, параметров компоновки и включения в нее виброзащитных инструментов.

Расчетами, на примере использования ступенчатой компоновки, установлено, что динамические нагрузки на долоте и расширителе достигают максимальных величин при разных длинах утяжеленных труб, изменении жесткости породы, использовании виброзащитных инструментов между долотом и расширителем или над ним. Изменение упругих свойств породы на центральном и кольцевом забоях приводит к перераспределению динамических сил на долоте, расширителе и по длине компоновки.

При турбинном способе бурения динамика работы долота, опоры шпинделя и бурильной колонны существенно зависят от режима бурения. Исследованиями установлено, что максимальные динамические силы на долоте достигаются при малых, а в опоре шпинделя - при больших осевых нагрузках, На основе изучения передаточных функций бурильных колонн, динамики работы долота и опоры шпинделя определены режимы работы турбобура при которых возникают интенсивные колебания верхней части колонны, обоснована возможность изменения динамики турбобура и компоновки бурильной колонны при использовании над долотом виброзащитных инструментов. Эти зависимости качественно согласуются с данными промысловых замеров, полученными Бикчуриным Г..Н.

В работе показано, что при бурении скважин на море и росте длины и амплитуда волн морской поверхности динамическое усилие на долоте увеличивается по линейным зависимостям. При постоянных параметрах волн и росте курсового угла бурового судна ст 0 до ¿5° динамическое усилие достигает наибольшего значения, причем ее пряраше-

ния уменьшаются до нуля. Включение в сжатую или растянутую части колонны виброзащятных инструментов, иаменение длин утяжеленных бурильных труб и других параметров компоновки, а также режима ее работы приводят к изменению передачных функций бурильного инструмента. На этой основе предложено подбирать параметры компоновки, обеспечивающие уменьшение влияния параметров бурового судна и волнения моря на динамичность долота, т.е. стабилизировать его работу.

Выявление закономерности изменения динамичности работы бу -рильной колонны и долота использованы для разработки путей подбора параметров компоновки, обеспечивающих эффективное углубление скаа-жины. В прогнозные зависимости показателей бурения введен коэффи -циент динамичности работы долота. Обоснована возможность определения длины утяжеленных труб, жесткости и вязкого сопротивления виброзащитного инструмента, а также места его установи! в колонне,обеспечивающих минимальную себестоимость метра проходки скважины.

В девятой главе приведены результаты создания технических средств и технологии для изменения динамики и эффективности процесса бурения.

В процессе выполнения работы создан нормальный ряд регуляторов динамического режима работы бурильной колонны РДБК-146, 172, 195, 215 и 240, содержащих упругий элемент оболочечного типа с защитной втулкой (а.с. СССР JS I2II406). Проведены их приемочные испытания и организовано серийное изготовление опытным производством ПО "Главукргеология" (г. Ромны Сумской Обл.).

В работе приводится также описание новых созданных виброзащитных инструментов для установки в сжатой части колонны-накопитель энергии буровой НЭБ-240 о последовательно соединенными упругим элементом накопителем и элементом оболоченного типа, а также амортизатора бурового АБ-212 для установки в растянутую часть колонны при бурении скважин с плавучих средств, содержащий упруго-вязкие резиновые элементы.

Созданные перспективные новые виброзащитные инструменты регуляторы РДЕК-240 М (а.с. СССР й 1151658), амортизатор гидравлический содержат увлы для изменения жесткости и вязкого сопротивления упругих элементов и допускают их изменение непосредственно на буровой при смене долота в соответствии с изменившимися условиями без отправки их на базу производственного обслуживания, разборки, замены упругого элемента, сборки и отправки на буровую. Такие инструменты позволяют оперативно изменять виброзащиту колонны и снижать себестоимость процесса бурения.

При турбинном способе бурения высокие контактные давления в опорах шпинделя и долота при резонансных явлениях приводят к существенному снижении их долговечности. Для улучшения показателей их работы разработанные виброзащитные инструменты,.устанавливаемые непосредственно между долотом и забойным двигателем на вращающемся валу.

Созданные амортизаторы шпинделя турбобура АШТ-195, 240 (а.с. СССР № 1211406) для гашедия продольных колебаний, а также амортизаторы шпинделя АШТ-240 М (положит.решения БНИ1Ш1Э по заявкам 4650650/31-03/171701 и 698760/31-03/075459) для одновременного гашения продольных и крутильных колебаний с регулируемым изменением деформационных характеристик при научном обосновании их параметров могут обеспечить заданную динамичность работы долота, снизить динамические нагрузки на опоры шпинделя и в сечениях бурильной колонны.

В работе приведены результаты изучения деформационных характеристик упругих элементов разработанных виброзащитных инструментов при изменении их конструктивных параметров, свойств резинового наполнителя, температуры окружающей среды и оценены диапазоны возможного регулирования показателей жесткости и коэффициента потерь работы при нагружении и разгрузке.

Результатами теоретических исследований созданы необходимые предпосылки для совершенствования технологии бурения путем изменения динамики бурильного инструмента. На их основе разработаны "Ин-

струкция по применению виброзащитных инструментов в компоновке бурильной колонны при бурении вертикальных скважин" (Ивано-Франковск,

1988) и "Инструкция по подбору параметров виброзащиткых инструментов для бурения скважин на море с плавучих средств" (Ивано-Франковск,

1989), предназначенные для подбора параметров компоновок и режима их работы, обеспечивающих виброзащиту сечений и улучшение эффективности процесса бурения.

Подбор параметров компоновки и виброзащитных инструментов, обеспечивающих усиление или ослабление взаимодействия долота с забоем, проводится на основе анализа показателей процесса бурения, вибраций бурильного инструмента и изучения износа вооружения и опор шарошечного долота.

В десятой главе приведены результаты промысловой проверки исследований по влиянию параметров бурильного инструмента на процесс бурения.

Промысловая проверка результатов теоретических исследований и работоспособности созданных виброзащитных инструментов проводилась при бурении скважин в производственных объединениях Полтавнефтегаз-. геология. Укрнефть, Краснодарнефтегаз, Запукргеология, тресте Укр-бургаз, а. также Енисейн'ефтегазгеология, Арктикморнефтегазразведка и др. б 30 управлениях по бурению скважин. С использованием более 200 виброзащитных инструментов пробурено 250 тыс.м.п. скважины, проведена оценка влияния компоновки и ее характеристик на механическую скорость бурения, износ вооружения и опор шарошечного долота, изменение колебаний верхней части колонны при роторном, турбинном способах бурения и с применением электробуров. .При использовании разных компоновок з тресте "Укрбургаз" установлено, что при изменении длины секции утяжеленных труб изменяются колебания верхней части колонны, проходка на долото может увеличиваться до 20...25 % при сохранении или росте механической скорости.

По данным чередования более 300 долблений с применением вибро-

защитных инструментов и без них, замера лкфгов шарошек, износа их вооружения в ПГО "Полтавнефтегазгеология" установлено, что с применением регуляторов РДЕК-240, 215, 195 уменьшаются в 2...3 раза амплитуды ускорений верхней части колонны, увеличивается проходка на долото, уменьшается в 2,5 раза процент скола твердосплавного вооружения. При изменении места установки регуляторов в сечениях колонны проходка на долото увеличилась до 15 %, а скорость бурения - 18 %, По минимальной себестоимости метра проходка определены наиболее эффективные места установки регуляторов в бурильной колонне.

Сравнительный анализ аналоговых зависимостей изменения ускорений колебаний верхней части бурильного инструмента при изменении осевых нагрузок от 50 до 200 кН показал, что в процессе углубления скважпны И 2 Кудрявская ПО Укрнефть в интервале 2085-2373 и наименьший размах амплитуд ускорений тлел место при включении в компоновку амортизатора НАБ-240, затем РДБК-240 и АН-240.

Промысловыми испытаниями виброзащитных инструментов при турбинном способе бурения установлено, что включение компоновку между долотом и опорой шпинделя амортизатора АПГГ—240, 195 обеспечивает уменьшение износа тел качения опор шпинделя, способствует увеличению проходки на долото до 20 %.

Экспериментальные данные испытаний регуляторов РДБК-240 Э с кабельной вставкой токоподвода, установленных над электробуром 3240/8 • при бурении скважин № 102, 101, 55, 52, 35 Сходница в ПО Укрнефть, позволили установить, что их использование уменьшает число пробоев токоподводов в 2,5...4 раза, оказывает положительное влияние на работу электробура и процесс бурения. При установке регуляторов под электробуром их средний ресурс уменьшается в 2,4 раза и составляет 383 час.

В работе приведены данные подтверждающие эффективность использования разработанных виброзащитных инструментов при бурении скв. Я I Лудловская (ИБС В.Шашин) и № 82 С.Кильдинская (ПБС В.Муравленко),

в ПО "Арктикморнефтегазразведка", сведения об изменении амплитуд ускорений верхней части колонны при разных режимах бурения и амплитудах колебаний плавучего судна.

Также приведены сведения об отрицательных результатах использования виброзащитных инструментов при бурении скважин в ПГО Полтав-нефтегазге ология.

Общий экономический эффект от внедрения разработанных виброзащитных инструментов и рекомендаций по их эффективному использованию при бурении 194,415 тыс.м.п. скважин составил I млн.429 тыс.руб., т.е. 7,35 руб. на метр проходки.

В результате выполненного научного обобщения и развития исследований в области изучения влияния динамики буровой механической системы на показатели процесса бурения решена научно-техническая проблема улучшения эффективности процесса углубления скважин роторным и турбинным способами, а также с использованием электробуров при бурении на суше и море с плавучих средств, разработаны и внедрены новые виброзащитные инструменты и обоснованы пути их эффективного использования при бурении.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Развиты представления о кинематике и динамике взаимодействия элементов вооружения шарошечного долота с породой, обоснована кинетическая схема процесса разрушения, изучены особенности деформирования , разрушения и отделения частиц от массива и на' их основе уста -новлены обобщенные зависимости Рк-ДЕие„_$хйя использования в расчетных моделях углубления шарошечного долота.

2. Получены ноше аналитические взаимосвязи и экспериментальные данные изменения динамики и эффективности работы буровых долот при . бурении на стенде. Установлено, что динамические нагрузки на шарошечное долото достигают экспериментальных величин при изменении упруго-

-вязких характеристик породы и виброзащитного инструмента, масса стенда и условий его закрепления. При увеличении жесткости виброзащитного инструмента наблюдается тенденция уменьшения механической скорости бурения при достижении ее максимальных и минимальных величин, а также изменение скоростей изнашивания опор и вооружения долота.

3. На основе изучения кинематики и динамики движения шарошек и корпуса долота при бурении получены:

аналитические взаимосвязи, учитывающие деформации породы,опор долота и смещения нижнего сечения бурильной колонны при взаимодействии долота с упруго-вязким забоем;

новая система дифференциальных уравнений, описываемая взаимосвязанные осевые и крутильные колебания шарошек и корпуса при взаимодействии с разрушаемой поверхностью забоя.

Установленные аналитические взаимосвязи при использовании экспериментальных кривых разрушаемости позволяют определять динамические силы и моменты, осевые и утловые смещения шарошек и корпуса долота, а также механическую скорость и энергоемкость разрушения породы при изменении параметров режима бурения.

4. Установлены взаимосвязи, описывающие включение в сечения компоновки виброзащитных инструментов и опорно-центрирующих элементов, содержащих упруго-вязкие связи с бурильными трубами и стенками скважины при буреши. скважин разными способами:

разработана модель динамического режима работы низа компоновки бурильной колонны при углублении скважины шарошечными долотом и расширителем, взаимодействующими с упруго-вязкими центральным и ступенчатым забоями;

уточнены расчетные зависимости для изучения динамики забойного двигателя при применении упруго-вязких свойств опорного узла шпинделя и включении над долотом виброзащнтного инструмента;

создана новая модель работы бурильного инструмента для бурения

скважин с применением электробуров, учитывающая конструктивные особенности опорного узла шпинделя электробура, крепления и соединения кабельных секций токоподвода.

Расчетные зависимости позволяют определять динамические силы и смещения на долоте и расширителе, в опорных узлах шпинелей забойных двигателей и сечениях компоновки бурильного инструмента.

5. Составлена система дифференциальных уравнений, описывающих движение и малые колебания спиральноизогнутого участка низа бурильной колонны, взаимодействующего со стенками наклонной скважины при его переносном поступательном перемещении и вращении вокруг собственной оси и оси скважины, движении жидкости внутри труб и затрубиом пространстве. Получение уравнения, граничные условия и предложенный метод решения позволяют определять в сечениях компоновки динамические внутренние силы и моменты, силы нормального давления на стенку скважины, угловые и линейние смещения.

6. Обоснована возможность составления расчетной модели буровой вышки и привода'буровой установки дня изучения влияния бурильного инструмента на динамический решал работы долота в процессе бурения. Составленные новые системы дифференциальных уравнений учитывают эквивалентные параметры буровой вышки и'основания, параметры талевого блока, кронблока, их шкивов и талевнх канатов, а также упруго-вязкие и инерционные характеристики привода, состоящего из шестерен, трансмиссий, пневматических муфт.и клиноремешшх передач.

Установлены аналитические зависимости для определения динамических сил и моментов, осевых и угловых смещений любого элемента системы.

7. Составлена новая многофакторная расчетная модель изучения динамики буровой механической системы для бурения скважин на море, учитывающая вертикальное смещение центра тяжести бурового'.судна, его продольную,килевую и боковую качку при разных параметрах ориентировки судна и волнения моря, конструктивных особенностях бурильной

колонны I* долота. Установлены зависимости для оценки динамических сил в сечениях компоновки и обоснована целесообразность использования виброзащитных инструментов в растянутой и сжатой частях колонны для стабилизации динамического- режима работы долота.

8. Установлено, что при изменении параметров буровой механической системы и режима бурения модно усилить или ослабить динамическое влияние компоновки на работу долота:

в любом сечении спиральноизогнутого сжатого низа компоновки при росте осевой нагрузки и скорости вращения силы нормального прижатия труб к стенке скважины возрастают по степенным зависимостям, шаг спирали низа компоновки при росте расстояния от нейтрального сечения к забою уменьшается в 3...4 раза;

экстремальные величины динамического усилия на долоте и в сечениях компоновки при использовании виброзащитных инструментов достигаются путем изменения их жесткости, вязкого сопротивления и места установки в колонне;

динамические нагрузки на долоте и расширителе с ростом жесткос-

/ •

ти породы достигают максимальных и минимальных значений при разных длинах"утяжеленных труб, параметрах и месте-установки виброзащитных инструментов в сечениях компоновки;

максимальные амплитуды динамических сил на'опору шпинделя турбобура и долото достигаются при разных осевых нагрузках, использование виброзащитных инструментов позволяет их усилить или ослабить путем изменения жесткости и вязкого сопротивления;

при бурении с плавучего бурового судна с ростом длин набегающих волн до 50 м динамические нагрузки на долото возрастают до 10...15 кН и более, достигая наибольшей величины при курсовом угле 45°, включение в компоновку виброзащитного инструмента позволяет стабилизировать динамический режим работы долота;

использование передаточных функций бурильных колонн от скорости вращения долота при использований виброзащитных инструментов в

растянутой или сжатой частях компоновки и изменении ее параметров позволяет обоснованно подбирать режимы усиления или ослабления работы долота по данным измерений колебаний верхней части колонны.

Принятые решения о необходимости изменения динамического режима работы долота и компоновки низа бурильной колонны рекомендуется принимать на основе анализа данных об износе опор с вооружения долота, а также результатов измерений колебаний верхней части колонны.

9. Разработаны новые виброзащитные инструменты (РДБК, АШТ) для гашения продольных колебаний, организован их серийный выпуск и внедрение при бурении скважин, предложены .перспективные инструменты для гашешш продольных и крутильных колебаний с регулируемым изменением жесткости и вязкого сопротивления упругих элементов непосредственно на буровой при смене долота. Для эффективного использования виброзащитных инструментов и подбора параметров компоновок бурильных колонн разработан руководящий документ, позволяющий обосновывать решения для изменения динамичности работы долота и виброзащитн бурильной колонны.

10. Промысловыми исследованиями установлено, что для каждой компоновки бурильной колонны существуют сочетания ее параметров, при которых обеспечиваются наиболее эффективные показатели работы шарошечных долото:

использование ре1уляторов РЛБК-240, 195 и амортизаторов АШТ-240, 195 с разными жесткостью и вязким сопротивлением в сечениях компоновки, а также иаченение длины утяжеленных труб, позволяют увеличить проходку на долото на 13,8...30,8 % при сохранении или росте механической скорости бурения на 18,6...29,6 % вследствие изменения интенсивности износа вооружения и опор долота;

при неправильном использовании виброзащитннх инструментов усиливаются вибрации бурильного инструмента или снижаются показатели процесса бурешш, что в ряде случаев приводит к отрицательной эффективности. '

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Яремийчук P.C., Стетюха Е.И., Бекерик В.И., Коломиец Я.И. О продолжительности контакта зубцов с породой//Респ.межвуз.науч.-техн.сборник. Разведка и разработка нефтяных и газовых месторождений. Львов. 1972. Вып. 9. С. 102-105. •

2. Байдюк Б.В., Векерик В.И. К экспериментальной оценке эффективности воздействия зубьев шарошечных долот на породу//РНТС Бурение. 1973. № 4. С. 24.

3. Байдюк Б.В., Векерик В.И. Исследование кинетики разрушения горных пород при бурении шарошечными долотами//РНТС Бурение. 1973. №5. С. 12-15.

4. Байдюк Б.В., Векерик В.И. Исследование кинетики разрушения горных пород при вдавливании//Всесоюзн.конф. Разрушение горных пород при бурении скважин: Тез.докл. Уфа. 1.973. С. I09-II5.

5. Байдюк Б.В., Ефименко Б.П., Векерик В.И. Изучение механических свойств горных пород при различной длительности простого и сложного вдавливания//Всесоюзн.кон,ф, Разрушение горных пород при бурении скважин: Тез.докл. Уфа. 1973. С. 42-48.

6. Векерик В.И. Исследование особенностей разрушения горных пород в условиях свободного удара//Тектоника и полезные ископаемые запада Украинской ССР. Киев. 1973. С. 284-285.

7. Байдюк Б.В., Векерик В.И., Банатов В.П. Исследование закономерностей разрушения горных пород при жестко-упругом ударном вдавли-вании//Тектоника и полезные искапаемые запада Украинской ССР. Киев. 1973. С. 203-204.

8. Байдюк Б.В., Банатов В.П., Векерик В.И. Исследование влияния твердости и пластичности известняков на процесс отлета разрушенных частиц от массива при динамическом вдавливании^Изв.вузов. Нефть и газ. 1974. J5 7. С. 39-42.

9. Векерик В.И. Экспериментальное исследование особенностей

разрушения упруго-пластичных пород применительно к бурению скважин

шарошечными долотами:Автореф.дис____ канд.техн.наук. Куйбышев.1975.

С. 24.

10. ГирныкЯ.И., Яремийчук P.C., Векерик В.И. Исследование влияния компоновки низа бурильной колонны на эффективность бурения скважин шарошечными микродолотами//Респ.межввд.науч.-техн.сборник. Разведка и разработка нефтяных и газовых месторождений. Львов.1978. Вып. 15. С. 51-54.

11. A.c. 597804 СССР. М.Кл.2 E2IB 9/02 (9/08) И&рошечно-лопаст-ное долото/В.Г.Ясов, Б.В.Байдюк, В.И.Векерик (СССР)- 4 е.: ил.

12. A.c. 626199 СССР, М.Кл2 E2IC 13/02 Режущий элемент/В.И.Векерик, Я.В.Кунцяк (СССР). - 2 е.: ил".

13. Векерик В.И., Кунцяк Я.В., Терентяк Р.Д. Математическая модель износостойкого вооружения долот режущего типа//Респ.межвед. науч.-техн.сборник. Разведка и разработка нефтяных и газовых месторождений. Львов. 1979. Вып. 16. С. 79-84.

14. Кунцяк Я.В., Векерик В.И., Терентяк Р.Д. Исследование износостойкости и эффективности работы режущих кромок долота, имеющих различную форму//ШТС Бурение. 1979. № 9. С. 14-16.

15. A.c. 8I7I92 СССР. М.Кл2. E2IB 9/02 Буровое долото режущего действия/И.И.Барабашкин, Я.В.Кунцяк, В.И.Векерик, А.В.Михальчук, Л.Сианка-Ибарра, Р.Д.Терентяк (СССР). 4 е.: ил.

16. A.c. 857426 СССР, М.Кл3.'Е21В 17/06 Амортизатор бурильной колонныЛ1.И.Огородников, И.Ю.Вронский, М.В.Лисканич, Б.Д.Борисевич,

B.И.Векерик, Н.Ф.Пекарский (СССР). 4 с.:ил.'

17. Векерик В.И., Аниськовцев A.B. Исследование, зависимостей изменения колебаний бурильной колонны при бурении//Проблемы освоения Западно-Сибирского топливно-энергетического комплекса:Тез.докл. первой Республ.науч.-техн.конф. Уфа, 1982. С. 108.

18. A.c. II5I658 СССР, М.Кл. E2IB 17/07 Регулятор динамического режима работы долота и бурильной колонны/В.И.Векерик,Л.А.Райхерт,

C.В.Ненашев, Б.Д.БорисеЕич, Я.В.Стрипчук (СССР}. 4 с.:ил.

19. Ïсгулятор динамического режима работы бурильной колонны/ Еекерик В.И., Ненашев C.B., Борисевич Б.Д., Романчук Б.М.//0блполи-графиздат. Ивано-Франковск. 1985. С.1-4.

20.Вэкерик В.И., Мойсишин В.М. Исследование динамического режима работы бурильной колонны с учетом влияния конструктивных параметров буровой установки. Ивано-Франковск.ин-т нефти и газа, 1985. 13с. - Деп. УКРНИИНТИ 02.01.85. й 5.

21. Еекерик В.И., Мойсишин В.М. Исследование закономерностей изменения динамической нагрузки на шарошечное долото при бурении на стенде. Ивано-Франковск.ин-т нефти и газа, 1985. 13 с. Деп. в УкрНИИНТИ 02.01.85. й 6.

22. Яремийчук P.C., Борисевич Б.Д., Векерик В.И., Романчук Б.М. Исследование динамической работы шарошечного долота при углублении забоя скважины на стенде. Ивано-Франковский ин-т нефти и газа, 1985. 12 с. Деп. в УкрНИИНТИ 12.08.85. й 1793. '

23. Борецкий В.Г., Векерик В.И., Ненашев C.B., Борисевич Б.Д., Романчук Б.М. Опыт применения устройств для изменения динамического" режима работы бурильной колонны//ИТИС Нефтегаз.геология, геофизика и бурение. 1985. S 2. С. 31-33.

24. Векерик В.И., Мойсишин В.М. Определение динамической составляющей осевой нагрузки на долото по данным колебаний верхней части бурильной колонны//Изв.вузов.Нефть и газ. 1986. И 4. С. 22-26.

25. A.c. I2II405 СССР, М.Кл. E2I 17/07, 16 15/20 Дуровой амортизатор/В. И.Векерик, И.В.Дияк, Б.Д.Борисевич, С.В.Ненашев, Б.Т.Еуняк, H.H.Мельник, С.М.Мазурик (СССР). 4 е.: илл.

26. Векерик В.И., Чигур Р.И. Исследование закономерностей изменения динамической нагрузки на опорные элементы шпинделя турбобура при бурении вертикальных скважин. Ивано-Франковский ин-т нефти и газа, 1986. 9 с. Деп. в УкрНИИНТИ 06.11.86. й 2512.

27. Векерик В.И., Свирина Б.В., Чигур Р.И. Исследование влияния конструктивных размеров упругого элемента амортизатора на его дефр-

мационные характеристики. Ивано-Франковский ин-т нефти и газа. 1986. 12 с. Деп. в УкрНИИНТИ 06.11.86. J6 2518.

28. Векерик В.И., Мойсишин В.М. Аналитическое исследование колебаний бурильной колонны при включении в ее компоновку амортизаторов. Ивано-Франковский ин-т нефти и газа. 1987. 7 с. Деп. в УкрНИИНТИ 06.03.87. № 912.

29. Мойсишин В.М., Векерик В.И. Исследование закономерностей взаимодействия бурильной колонны со скважиной. Ивано-Франковский ин-т нефти и газа. 1987. 12 с.Деп. в УкрНИИНТИ 06.03.87. № 914.

30. Векерик В.И., Мойсишин В.М., Варенник В.А., Фриз И.М. Исследование влияния характеристик ^бурового амортизатора и места его установки на колебания элементов бурильной колонны. Ивано-Франковский ин-т нефти и газа. 1987. 8 с. Деп. в УкрНИИНТИ 09.03.87. № 915.

31. Векерик В.И., Мойсишин В.М. Математическая модель экспериментального стенда для исследования динамического режима работы шарошечного долота. Ивано-Франковский ин-т нефти и газа. 1987. 13 с. Деп. в УкрНИИНТИ 09.03.87. № 1377.

32. Векерик В.И., Мойсишин В.М., Ненашев C.B. Влияние места установки амортизатора в бурильной колонне на показатели бурения скважин/ЭИ Дурение. 1987. Вып. 5. С.-12-14.

33. Векерик В.И., Мойсишин В.М. Уравнения равновесия участков бурильной колонны.в скважине произвольно ориентированной в пространстве. Ивано-Франковский ин-т нефти и газа. 1987. 125 с. Деп. в УкрНИИНТИ 18.09.87.' Л 2602.

34. Варенник В.А., Фриз И.М., Мойсишин В.М., Векерик В.И., Прокопед В.Н. Опыт применения амортизаторов для бурения скважин// ЗИ Дурение. 1987. Вып. 9, С. 3-5.

• 35. Векерик В.И., Пицык Р.Л., Мойсишин В.М. Влияние износа вооружения на продольные колебания, возбуждаемые шарошечным долотом. Ивано-Франковский ин-т нефти и газа, 1988. 9.с. Деп. в УкрНИИНТИ 29.02,88. Л 591.

36. Тйкерик В.И., Пицык Р.Л., Мойсишин В.М. Влияние компоновки бурильной колонны на эффективность углубления скважин шарошечными долотами//Всесоюзн.конф.Механика горных пород при бурении:Тез. докл. Грозный. IS88. С. 35-36.

37. Векерик В.И., Молдавцев С.А., Пицык Р.Л. Математическая модель колебаний сечений бурильной колонны с упруто-вязкими связями. Ивано-Франковский ин-т нефти и газа. 1988. II с. Деп. в УкрШИНТИ 15.СВ.88. ß 1988.

38. Векерик В.И., Пицык Р.Л., Борисевич Б.Д. Моделирование вибраций, генерируемых шарошечным долотом при износе вооружения//Все-соизн.научн.практ.конф. Методы и средства виброакустической диагностики машин: Тез.докл. Ивано-Франковск. 1988. С. 9-10.

39. Пицык Р.Л., Борисевич В.Д., Векерик В.И. Экспериментальное исследование особенностей работы шарошечного долота при износе его сооружения//Изв.вузов.Нефть и газ. 1988. Js 8. С. 21-24.

40. Векерик В.И., Ненашев C.B., Мойсишин В.М. Моделирование колебаний бурильной колонны при работе долота и расширителя шарошечного типа на упруго-вязком забое. Ивано-Франковский ин-т нефти и газа. 1989. 27 с. Деп. в УкрНИИНТИ 13.04.89. № 1058.

41. Векерик В.И.Модцавцев С.А. Пицык Р.Л. Математическая модель взаимодействия элементов вооружения шарошечного долота с упругим забоем.Ивано-Франковский ин-т нефти и газа, 1989. 18 с. Деп. в УкрНИИНТИ 08.06.89. » 1565.

42. Векерик В.И. Регулятор динамического режима работы бурильной колонны: Каталог/Новые виды продукция,- намеченные к серийному выпуску в 1990 г. Киев. 1989.

43. Векерик В.И., Дроздов Н.П., Мойсишин В.М., Генералов В.И. Определение усилий в сечениях бурильной колонны при бурении с плаву-вих средств. Ивано-Франковский ин-т нефти и газа. 1989. 14 с. Деп. в УкрНИИНТИ 12.07.89. JS 1799.'

44. Векерик В.И., Пицык Р.Л. Влияние упруго-вязких свойств по-

роды на динамику работу шарошечного долота//Всесоюзн.конф.Разрушение горных пород при бурении скважин: Тез.докл. Уфа. I990.C.II-I3.

45. Векерик В.И., Молдавцев С.А. Исследование закономерностей взаимодействия вооружения шарошечного долота с забоем при изменении свойств пород и параметров компоновки бурильной колонны/Всесоюзн. конф. Разрушение горных пород при бурений скважин: Тез.докл. Уфа. 1990. С. 130-133.

46. Векерик В.И., Мойсишин В.М., Червак З.Д. Установление взаимосвязей между показателями динамического взаимодействия долота с забоем скважины и вибрациями верхней части бурильной колонны//Все-союзн.конф.Разрушение горных пород при бурении скважин: Тез.докл. Уфа. 1990. С. 39-40.

47. Векерик В.И., Пицык P.JI. Влияние упруго-вязких свойств горной породы на динамику шарошечного долота. Ивано-Франковский ин-т нефти и газа. 1990. 17 с. Деп. в УкрНИИНТИ 30.10.90. № 1771.

48. Векерик В.И. Молдавцев O.A. Дифференциальные уравнения движения шарошечного долота при углублении забоя. Ивано-Франковский ин-т нефти и газа. 1991. 23 с. Деп. в УкрНИИНТИ 12.06.91. № 857.

49. Векерик В.И., Ненашев C.B. Влияние параметров компоновки низа бурильной колонны на динамичность работы долота и расширителя на упруго-вязком забое. Ивано-Франковский ин-т нефти и газа. 1991. 15 с. Деп. в УкрНИИНТИ 23.08.91, № 1242.

Подписано, к печати г с. с-/.

Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага писчая. Печать офсетная. Иеч. листов-?,с . Тираж /ос экз. Заказ

Уфимский нефтяной институт

Ротапринт Уфимского нефтяного института

Адрес института и полиграфпредпрнятия: 450062, У За, Космонавтов, I

Соискатель

В.И.Векерик