автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.07, диссертация на тему:Создание и внедрение в нефтегазодобывающей промышленности скважинной ремонтной техники

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ НЕФТИ И ГАЗА им. И. М. ГУБКИНА -') п ген ;---

¿-и tl.ll и» ■» <»

Ня правах рукописи

ГАСАНОВ АСИФ ПАНАХ оглы

УДК 622.276.76

СОЗДАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ В НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СКВАЖИННОЙ РЕМОНТНОЙ ТЕХНИКИ

(Специальность: 05.04.07 «Машины и агрегаты нефтяной и газовой промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва — 1993

Работа выполнена в Азербайджанском научно-исследовательском н проектно-конструкторском институте нефтяного машиностроения АзИН-МАШ.

Официальныг оппоненты:

доктор технических наук, профессор крылов к. А., доктор технических наук, профессор ЯСАШИН А. доктор технических наук, профессор ЧУБАНОВ о. В.

Ведущее предприятие ВНИИНефтемар^ _

Зашита состоится ¿^^¿¿^М^' [993 г. в часов

на заседании специализированного совета Д 053.27.03 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора технических наук при Государственной академии нефти и газа им. И. М. Губкина по адресу: 117296, Москва, ГСП—I, Ленинский проспект, 65.

С диссертацией можно да.

Автореферат разослан

Ученый секретарь

специализированного совета,

кандидат технических наук

Э. С. ГИНЗБУРГ

ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Л1ГГУЛЛЫ10СТЬ. К чг.слу srrarcíta'.x показателей качественных изменений в нефтегазодобывзстай промшлен- ' аости относятся увеличение объёмов буровых работ и фонда добывавших сквоят, повышенна »фиктивности нефтепромыслового обо рудо гения и инструмяну.та.

Интенсификация работ по буренкэ, добычи нефти и rasa, з так?.е рост числа добнееоших. евка-.кн сопряжены с увеличением объёмов ремонто-восстакосзтзльных работ. В сбпем сбъёпа затрат зрекени и материальных средств ка капитальная ремонт доля ргмонто-Еосстановктсльних работ «'аклвчая • слрэзки второго ствола) преБывает доли всех остальных ви~ доз работ.

На современном этапе развития нефтяной и газовой Гфс-лшghhoctü особенно актуальными язлявтея попроси уско-■ рения а снетонад стоимости ремонта or.Dp;:¡b:-jx добывающих з бурящихся сквазин. При этом главная ездзча состоит а перевооружении бригад капитального рзианта и бурзнкл комп-лстссгмн совргмегэтих контерутщий ремонтной техники, сао-собстзуаянх рззко»?у ускорении аг-зрийно-зосстанозитоль-1пп£ ргбо-г.

Объём рзбот по иопиталышгду ргиоэту сяесйс'.зд, а Ч'лхсгм ерзднкэ покасатэла ctorjocki и продояхительвма едггого ре-лета ежегодно Eonpscras?. Только з 155Ст. ч'него исаиязлысяЕ рзаентоа сягвявн по б.?,!йн!вфгопрому прога-сало 12тас., о опгденй:! ремонта находятся вЕ§ «гсячи проо-5зввйк2зг сквшаь переходявах из гадап год.

Однако восстопоплеигз м ввод а эксплуатация sa поротное время зеэго фоцда бегдейстГуГ^;!^ скййсвн практически ко-рзллыто в сйяян о тем, что сусвствоезгсая нокенклзяура ин-с*яук?нта и устроЗстз била посоЕгрзетшз, «яогга вхдц сернЯ-к» плескавшихся яоястр'г'-ч'Я кэ отеочзли соврекениш тробо-геяиг«, метли нкзкйэ п» ч>?атвла рзеурез райаты. Это приводило я пзпрэрнгноыу yEsj|rf4"HüD потребности в инструменте и

егтмлг.н, ожк^екакх ремонта. В указанной houohk-тупэ предусматривалась

■неоправданно большое количество типоразмеров, что-экономически' невыгодно.

Несмотря на такое обилие инструмента для многих видов ремонтно-восстановительных работ при бурении и эксплуатации скваяин на были созданы необ-• ходите комплексы технических соедств, не рассмат-■ ривались принципиальные ооновы создания комбинированной техники, основанной на новых научно-технических решениях и позволяющей совмещать вдутрисква-: гинные операции, а также сокращать число спуско-подъёмных операций.

'На протянении многих лет потребность в сква-жинной технике из-за ограниченных возможностей машиностроения удовлетворялась лишь на 50-60 процентов, а удовлетворение ее путем наращивания мощностей заводов-изготовителей потребовало бы больших капитальных затрат. Предварительная проработка вопросов показала актуальность решения задачи , удовлетворения потребности в скважинной ремонтной технике.без наравдвания заводских мощностей, цу-тем исследования а создания новых, в также модернизации серийно выпускаемых конструкций инструмента й устройств с высокими показателями ресурса эксплуатации, основанных на принципиально новых. научно-технических решениях.

Таким образом, разработка на баге "теоретв-. чертах и экспериментальных исследований принципиально новых научно-технических решений и создание на их основе новых и модернизированных конструкций скважинной ремонтной техники является актуальной и важной для народного хозяйства проблемой. ' Решению этой проблема и посвящена настоящая диссертационная работа.

Проведенный обзор теоретя''""ях и экспериментальных исследований позволь установить, что исследования ю проблеме проводились редко и непоследовательно, отсутствовала современная мето-' дология дои создания в исследования сквакипной ' ремонтной техники.

Диссертация выполнена в соответствии с про-

Траьтмой работ "Создание и освоение серийного приз-

БОДСТВа нового высокоэффективного !!5фтспрО:ШСЛОВОГО

и бурового оборудования и инструмента в 1981-85 гг," утверяденой бьшгнуи Министерством Нефтяной и газовой проиыпленности 8 киля 1931 г. и Министерством Химического и Нефтяного Чаииностроения 28 каля 1981 г. ■, координационный планом по прблеме "ШСКР на 1984-90 гг. в области создания инсрумента и устройств для ликвидации аварий и зарояки второго ствола в буреении и эксплуатации сккйкн", утвержденный бывшим Чинхимашем 25 мая 1985г., программой работ. Сшпдах Миннефгепрома и Минхиммаша на 1986-90гг., планами новой техники Мин-хкммаиа.

ЦЕйЬ РАБОТЫ - создание на современном уровне новых и модернизированных конатрукций сквакиной ремонтной техники с повышенным ресррсом эксплуатации, основанных на принципиально новых научно-технических решениях, разработка на базе результатов исследований новой номенклатуры инструмента и устройств, практическая реализация которой позволит существенно сократить число типоразмеров и охваеить все веды ромонто-воостаеовительных работ, поду-смотренных классификацией видов ремонта. "

ОСНОИКЕ ЗЩЖ ИССЛЕДОВАНИЯ. йбо.та содержит решение следуюшкх задач: ■

разработка обсей методологии и научно-прикладных положений по создании, усовершенствованию и повышении эффективности скважинкой техники для ремонто-восстановительных работ в добывающих к бурядахся скважинах!

разработка методики » построение схемы теоретического расчёта устойчивости в связувшей материале рабочих твордосплавных зерен, составляющих рабочий орган заборного Фрезера, определение закона контактных нагрузок на рабочей поверхности забойного фрезерного инструмента, прогнозирование закономерностей развития температурных напряжений кз контакте кнетумент-конрртело, установление пр"родч неравномерного изнаяивания забойных ^рстггггч у1,г;;о?стР*,

разработка методика аналитического решения и на базе полученных математических моделей развития тепловых процессов определение объёмного распространения тепловых потоков в приконтактной зоне по радиусу и оси;

разработка методики и комплекса технических средств для экспериментального обоснования достоверности теоретических решений по развитию нагруяения ' рабочего зерна и температурных полей на рабочей поверхности инструмента. Сопоставление данных теоретических решений, полученных по предложенным формулам, к результатов экспериментов, снятых с осциллограммы;

установление закономерностей изменения физико-механических свойств связующих маторизлов и характера механических разрушений рабочего .органа инструмента , взаимодействующего с контртелом, как с учетом, так в без учета вксояих температур;

экспериментальное определение зависимостей аз-менения напряжений, возникающих в зоне закрепления рекущего элемента, и твердости аркгаровка рабочей поверхности от высоких температур, при кот.орых режущий элемент теряет свою устойчивость в связувдем материале;

разработка' Методики физического моделирования основных процессов Ремонтно-Еосстановительных работ, определение физического подобия и масштабных коэффициентов исследуемых образцов модель-натура. Воспроизведение и исследование в лабораторных ус-, ловлях процессов взаимодействия инструмента с аварийными объектами;

аналитические и экспериментальные исследования взаимодействия многокритериальных систем факторов в процессе ремонта скважин с применением забойных устройств, формирование математических моделей и установление характера связи этих факторов с технологическими параметрами;

экспериментальное изучение механизма повышения интенсивности теплообмена е теле фрезерного

фа различите регулируемых вариантах конструкций сййемы- йромый® а: маршрута даи.?.егая охлэглэу^ей лпдкости;'

экспериментальное исследование процессов вскрытия "окна" в обс&дяой колонне, оценка на основании полученных, математических моделей рациональных конструктивных. параметров и технологических реглзмен- ■ тов работы новых видов фрезеров-райбзпон для восстановления сквэяш методом зарезки второго ствола;

экспериментальное определение, и обоснование наиболее рациональных составов компонентов рабочего органа скватнних фрезерных'устройств, рационального количественного соотношения материалов связка я твердого сплава;

разработка методики теоретического исследования а огсраделешш с по;,;о1дь» полученного аналитического ураЕПзшщ закономерности развитая иагру-

нагеля ешральш клановой спетеш КОЕИХ ■ ейй«» шшйй» уограйо?» с учетом'поперечной устой «згссти яахмотвмх яруб, Определение иахсъ-тлъпо!) грузогск^емцоста старзлыш ¡слипов:« окате;« $

разработка ковах принципов создания сквзгян-- ной ремонтной техника, бззлрупгихся в основном еэ предложенных методах комбинации конструкций, ямап-щия разное функциональное назначение, т.е. 1Ш методах создания принципиально новых ко.\:6г.йг.рспайных конструкций, позболяпцпх сошещзть ецутрпскез-канныэ операции;

разработка кз основашш обобцзнпя получепннх .результатов теоретических и экогарпкентальяых нсоладогадяЯ, а такзэ шучно-цриклэданх пологэиаЗ принципиально ковах технических рзпзплП а инструкций новых видов сгазкзнвой ремонтной техника, позволящ?^ совмещать внутрцокБЗэшшэ операции за один спуск, п сокращать в сиэдпем а 3-4 раза число спуско-подъёмов;

оштно-грсидаяенвш есслздовзеня эффективности 'разработавши конструкций' скеэяшшх инструмента а устройств для ремонта, организация

,их серийного производства в дальнейшего использова- . ния в нефтяной -и газовой промышленности.

МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ПОСТАВЛЕННЫХ ЗАДАЧ. Теоретические исследования процессов и выявление закономерностей распределения тепла выполнены методами теории теплопроводности при принятых краевых условиях.

Теоретические, расчеты устойчивости твердосплавных составляющих рабочего органа забойного фрезера выполнены по методике соискателя с использованием •методов, основанных' на теории резания металлов и» 'законах сопротивления материалов.'

'Моделирование процессов вскрытия "окна" в обсадной колонне проведено методом расчета масштабных коэффициентов, основанным на теории подобия ■ в сочетании с методами размерности. Полученные при этом системы уравнений при принятых краевых условиях решены на ЭШ.

Оценка температурного фактора в телах образцов-фрезер-контртело проводилась по разработанной методике исследования, на специально созданной экспериментальной установке с использованием метода полуискусственных термопар.

Оценка износа исследуемых на экспериментальной установке образцов фрезерного инструмента проводилась по методике Института машиноведения РАН.

Теоретические исследования параметров . сква-жинных захватных устройств проведены методами, основанными на общей теории упругости (оболочек), Линейной теории упругости е полярных координатах, на законах сопротивления материалов. . - • Предложенная автором методика экспериментальных исследований процессов вскрытия "окна" в обсадной колонне, фрезерования в стволе скваадны, а также рациональных составов компонентов композиционных материалов в параметров . звгватншс устройств, выполненных на специально созданных автором экспериментальных и стендовых установках, базировалась на математической теории эксперимента (методы рационального планирования экспе-

римента в сочетании с комбинационным квадратом, эволюционного планирования в сочетании с дисперсионным анализом, голнотзкторного планирования и др.) и на методах обработки результатов наблюдений-с помощью ЭШ. ' •

Определение технико-экономических показателей * использования разработанных рекомендаций и технических средств проводилось по РЛИ 'Методическое указание по определению экономической эффективности использования новой техники, изобретений и рационализаторских предложений в химическом и нефтяном машиностроении", утвержденной'14.07.78 г. зам. министра химического и нефтяного машиностроения.•

НАУЧНАЯ НОВИЗНА: I. Предлокена методология для: всего комплекса теоретических и экспериментальных исследований с физическим моделированием и воспроизведением в лабораторных условиях основных процессов ремонта скважин. Разработаны методика и руководящие документы, с параметрическими регламентам!, базирующиеся на предложенных в работе, принципиально новых научно-технических решениях.

2,.Предложены и экспериментально обоснованы теоретические решения, описанные формулами, позволившие изучить механизм разрушения рабочего органа забойных фрезерных устройств, выявить закон -изменения контактных нагрузок на рабочей поверхности инструмента, позволяющий прогнозировать развитие температурных напряжений вдоль радиуса взаимодействуицах контртел. Показано, что нагрузка на рабочей поверхности увеличивается с уменьшением радиуса" образца.

3. Определен. закон объемного распространения температуры в теле фрезерного инструмента. -в процессе взаимодействия его с аварийным,- объектом. Получены трехмерные математические модели, характеризующие закономерность развития.тепловых

а

процессов я толах торпомокаиачески связанных систем (инструиент-контробъект).

4. Установлено физическое подобие закономерностей изменений напряженного состояния и температуры, возникающих п прикоитактно* зоне взаимодействующие коитртел, шяялено, что температура фрезерования изменяется по радиусу пропорционально контактным нагру:хенаш и наибольшего значения достигает в зоне центра рабочей поверхности инструмента, т.е. в зоне максимального механического нагрукения рабочих зерен.

5. Установлена закономерность изменения напряжений, возникающие в зоне закрепления-нагруженного реяущего элемента, в зависимости от влияния температур. Определена предельная критическая температура, при которой начинается выпадание из'матрицы режущего элемента, взэшодейсгвушего с коптите лом.

6. Предложены методика и многокритериальные математические модели прогнозирования конструктивных параметров и технологических регламентов эксплуатации предаюзжнных устройств.

7. Предлогеш и экспериментально доказаны метод повышения интенсивности теплоотлода на рабочей . поверхности фрезерного инструмента и' схема маршрута движения охлаждающего раствора, основанные на конструктивных методах подкручивания и повшзешя энергии струи жидкости.,

8. Получеш основополагающие результаты теоретических исследований развития процессов на-груженая новых систем спиральных клиновых устройств. Предложены расчетная модель, методика теоретического расчета и аналитическое решение, позволивше получить достоверную информацию о параметрах нагруяения клиновой системы нового типа, не прибегая к сложному математическому аппарату, прогнозировать оптимальные параметры грузоподъемности и конструкции трубозахватного устройства. Получено уравнение, позволяющее

определять закон распределения удельных нагрузок в спиральной клиновой системе, положенный в основу. • принципиально новых научно-технических ресений по созданию трубозахватных устройств.

Перечисленные Еыше результаты, составляющие научную новизну диссертационной работы, получены автором впергые.

ОСНОВНЫЕ ЗАВДЩАЕМНЕ ПОЛОЖЕНИЯ. Автор зэвдаег теоретическое обобщение результатов комплексных исследований в области ремонта нефтяных и газовых скваяин, содержащее следующие основные научные положения:

I. Методология и принципиально новые технические средства для всего комплекса теоретических и экспериментальных исследований и физического моделирования, воспроизведение в лабораторных условиях основных процессов ремонта скважин, установление физического подобия природа взаимодействующих систем инструмент-контробъект в модельных и натурных величинах, прикладные положения.по созданию, модернизации и разработке технологического регламента эксплуатации сквашнной ремонтной техники.

3. Теоретические решения, позволившие з сочетании с данными экспериментов изучить механизм разрушения рабочего органа забойных фрезерных устройств, выявить закон изменения контактных нагрузок на рабочей поверхности инструмента, прогнозировать развитие температурных- напряжений вдоль его радиуса .и ich.

3. Методика и технические средства исследования, базирующиеся на. принципиально новых технических jwkskjudc, а текле обоснованный экепзриментом закон объемного распространения температура по ра-лиусу :л по высоте образца фрезерного инструмента. Установленная связь температурных изменений на нонтактпой поверхности с разштия кагру-

'~src\y. p"v04Hx зерен по родаусу образца. 1

"еоретическз и экспериментально устапсв-vsupco Тпзлческоо подобие закономерностей кимене-

ния контактных нагрузок и темпера тури на рабочей поверхности инструмента, зависимость изменения контактной температуры по рндаусу от характера-нагрукеная рабочей кромки, теоретическое и экспериментальное подтверждение положения, согласно которому температура достигает максимального значения п центре взаимодействуют« поверхностей, т.е. в зоне, где нягруленде последних имеет мякешлальнов значение.

5. Установленная закономерность изменения* нл-пряжзний, воаникагаих п зоне закрепления режущего элемента, от влияния том порч тур, п также экспериментально выявленные воли чини критических температур, при которых ре.т.ущ1й элемент, гаапмодсйстпукций с контртелом, выпадает из матрицы.

6. Предложенные метод» и о1ормиро:>анш1е многокритериальное математические модели прогнозирования конструктивных и технологических гпраметров эксплуатации скетжинннх устройств.

7. Предлояенние метод погашения интенсивности те плоотвода на поверхностях взаимодействующих контр-тел-ипструмент-контробъскг и схема маршрута дяишз-шш охлаздз иного раствора, основанные на ¡конструктивных мйт одах подкручивания и по лишения экер га и струи жидкости.

В. Предложешше методика, схематизация Расчетной модели а подгперяденнне экспериментально аналитические решения, позволившие определять параметры ногруления норнх типов спиральных клиновых систем; закон распределения уяаяыш нагрузок, цо длина поясков с трального захватного устройства.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РА БОШ. Нрактичоокая ценность результатов ¡раСоты сссггоэ? ус:.)., -п-о бзео.кошшкеа хсоратяедс.ах а &х»1идо«едом&кые Еосладогзиай ара йота ня тсооо?«чгсгс.о сскэзд са-асиоз ЗДфу&з&ЗЗ» а ргсгетделаш^ усп-

скиса грл хааодизматая ^«¡гэте:; „-¡зашлтасо зсэял-г.чг-лиукдг.:;; ркйкза обкзкг, акцйиз-шоз, еюгаль-иссг^о -

др.), а также оценки а{фиктивности работы предлокен-¡щх моделей устройств при регулируемых параметрах конструкций и технологического регламента ах эксплуатации.

Указанные результаты, в спою очередь, позволили :

1. Использовать рассчитанные на основе теорий подобия и анализа размерностей масштабные коэффици-ентц перехода симплексов основ?»« параметров при экспериментальном исследования процессов вскрытия "окна" в обсадной колонне и фрезеровании аварийных объектов в скважина и перенесении результатов теоретических расчетов и экспериментальных данных, полученных на моделях, на натурные образцы.

2. Экспериментальные данные, характеризуете закономерность объемного распределения тепловых потоков в системе фрезер-контртело, использовать при принятии технических решений, положенных в основу конструкции забойных фрезеров, выпускаемых серийно заводом ш.С.М.лирова.

3. Использовать математические модели процессов вскрытия "окна" в обсадной колонне и фрезерования для определения рациональйах параметров режима работы фрезеров-райберов и забойных фрезеров, их геометрических параметров с учетом обычных а осложненных условий эксплуатации. .

4. Результаты исследований принципиально новой схемы маршрута двягешя ПОЖ в процессе фрезерования эябойнши фрезера.»га использовать при разработке новых технических решений по конструкции фрезеров типа $3 а <КЗС.

5. Использовать результаты исследования образцов фрезеров, изготовленных из различных составов композиционных материалов, для выбора'наиболее эффективных компонентов композиционного твердосплавного составлявшего для оснащения фрезеров типа' >13, -Ш и гоХ.

6. Испо.тьзовзть результаты исследований и рекомендоюглше рационалыше величины контактной пхог.ю:г.! :;?чл>х угла наклон, при которых увеля-

чявается грузоподъёмность серийных захватных 1

устройств, для модернизации конструкции труболовок типа ®ВМ и ТВ, что заложено в техдокументацию завода км.С.М.Кирова, Хедьменского и Дрогобычсаого машзаводов.

7. Использовать результаты исследований спиральных захватных устройств и полученные аналитические зависимости для разработки и определения параметров конструкции сприральных труболовок типе ТНОС, что отражено в их документации.

8. Использовать и реализовать результаты исследований эффективности восстановленных фразеров'

при разработке РДИ, утвержденный, бывшим ШО "Союзнефтекаш?

9. Принять предложенную новую кла&фикаци» аварий (см.книгу автора "Восстановление аварийных скважин". Справочник. М. Недра, 1983).

10. Рекомендовать методику для определения параметров конструкции забойных фрезеров и использовать её в норматишо-технической документации (стандартах).

Перечисленные результаты позволили предложить принципиально новее технические решения, защищенные автоскими свидетельствами, использованные в конструкциях комплекса скважинных устройств, разработанных АзИНЧАЩем в соответствии с планами новой техники бывшего ЕП0 "Союзнефтемая'.

Годовой экономический эффект от внедрения разработок и рекомевдаций соствляет 12.06 млн. руб., а т.ч. по фактическому выпуску и внедрению в нефтяной и газавой промышленности 9,81 млн.руб.

РЕАЛИЗАЦИЯ ЖОТЬТАТОЕ РАЩШ. Создан на безе предложенных научно-техническех решений и принципиально новых разработок, защипанных авторскими свидетельствами, рекомендован к внедрению, освоен серийным производством, внедрен в нефтяной и газовой промышленности комплекс новых и модернизированных конструкций скважкнных устройств и инструмента - 57 типоразмеров, в т.ч.: фрезеры забойные типа ФЗ и ФЗС, комбиниоованнне фрезеры-

райбвры с захватным устройством тиш SPI, йрезерн-ловители комбинированные магнитные типа фрезеры кольцевые коибинкровашше с захватным устройством типа 33-73, фрезер-ловитель комбинированный для тикеров типа ЕШ, фрезеры кольцевые модернизированные ФК1, труболовка комбинированная типа TIÍ0C со спиральным захватным устройством.

Результаты исследований реализованы в следующих стандартах и утверзденпоЯ межотраслевой нормз-• тивно-технической документации заводоэ-изготОЕИте-лей:

1.- ОСТ 26-I6-I6IS-QI "Фрезеры забойные". Pea ли- ' зоваш: технические решения по конструкции в двух исполнения! - для обычных и слоашх условпй работ

( з т.ч. одно решение защищено авторским свидетельством), параметры режима работы, грануляционный состав композиционного материала, состав и соотношение связунцах и твердосплавных материалов, методика для определения количества и диаметров промывочных отверстий, показатели ресурса работы а . иоханической скорости проходки.

2. ОСТ 26-16-01-84 'Ч-рззеры-райбеоы" да Есяритая "окна" в обсадной колонне. Реализованы: тохначесксз реоэиив по -инструкции, загцтенное азгсссгкм свидетельстве:.!, яомпдзкс геометрических л ре.ч?йша о растров, псгаоаиедд аадеаасстя (ресурса работы) а глзхапапссяой еховоста яроходав.

Б. ОСТ 2G-I6-I6C3-73 "'5резбри-лозято.тд тя-ттит-о" .РоалззоЕаяо ?е:с:тссхсо рзкате, заод-.-.эяпсо агторскгл озхетояыукгс::!.

-';» СОТ 2S-I7"So23-2'l ».Тдавзра шамгао".

ггян7яапс2гй «зссгаэ зш-тоззадасзаого "-.ггп.тгп, -^сстад п яссл^.'гзшлз сздауг-;!;: л raen">. ССг ::S-Í3~IÚ0Í-Y3 '"i^rtio-cr;-"! :::72,':зап?е

сквагинных фрезеров, армированных дробленным твердым сплавом";

Основные разработки диссертационной работы удостоены 5 медалей ШНХ.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Научные выводы и основные ' положения диссертационной работы реализованы в научно-технических изданиях и докладах. Основные положения и результаты работы -докладывались на всесоюзных, республиканских, отраслевых и межотраслевых конференциях, совещаниях, семинарах, в т.ч. Всесоюзном НГ совещаний (г» Отрадный, 1974г.), Всесоюзном НГ совещании (г.Октябрьск, 1975г.),Всесоюзном выездном совещании НТО Ияягазпрома (г.Баку, 1975г.), Всесоюзном НТ совещании Ыингазпрома (г.Москва, Ш/7г.), Всесоюзном выездном НТС Шшхиммака (г.Баку, 1981г.), НГ совещании в производственных объединениях и НГЛУ "Главтшеннефгегаз" (1973, 1977, 1£86п\), республиканском совещании сбъоданзняя "Азпофть" и АзНГО (-г.Баку, 1981 г.), семакарах Ыаннеф,-,опро;га (г.Моск-' ва, ВДЩ СССР, 1975, 1976, 1979 гг.), Есзсоюзпсм совещании по дшамика, прочности п надежности (г.Баку, ЛэШШГЕШ, 1983г.) Всесоюзном коордана-. цаониоц совеаашш ко 1ГЛ01СР в области создания сква-клнних аиструмаат-ои а К-84-90гг.. (г.Баку, ДзИШ'ЛШ, 1984г.). рессуйга::;НЕС ДН АеССР, НО "Лзнзфп," ц ШО "Каопйвнофгааисщхкл" (г.Егшу, 1384г.) по . проблема?.? фреяая,'

ПУБЛИКАЦИЯ. Сеношшэ полшилы дйссертацза оцубяадоыш в 43 рзботах, а у.ч. г:спогра£за» справочиакз, азобрагеазях» созарзя. йзсго сслсха-тель алое? 7? оцубжкокшмс ?р?дсЗ

Кркгз того, кол гаучгша рухосодптсс;: ашь:а разрзбоуашгг СОТ 28-Х6-т9-ВХ, ШТ Я8-К-01-(М, ОСТ 26-16-1623-32,гш: 25~С3 а ::и-

кэдпопо 33. «чата»' 07Ч№- :>:

йод :и/</;:к:,; хщжо^-лаг

у. .■'СКй;;^! рлгргл;?; :.< "д:;г г;'. ¡/ус;;;:.::. у?:;;

¿а

кандидатских дпесортацпп.

ОБЪЁМ РАБОТЫ» Дисевртапйоиная работа состоит из введения, сести глав, основных выводов п рекомендаций. прпложлшЯ п содержит 472 страшщгшпино-писеого текста, 53 таблиц, 76 рисунков.и сшсок литературы.

ССДЕР2А1ШЕ Д'ССЕРТАЦИ. Во всздзнпя обоснована актуальность теги, изложены суть исследуемых вопросов по проблею п осиовнкэ вау^шо-техкическиз поло-гения, представляемые к защите. .

В ГЛАВЕ I рассмотрено состояние вопросов создания и повышения эф|ектавностп скважянной ремонтной техника, определены, сбссногзкн а сформулированы задачи исследования. ■ .

В иастояязе время ззеодэип ч.;. '

. ...... ... сзряйио выпускаются раз-

лйчннз епдн за бсйяих- устройств а инструмента дат ремонта и восстановления буряпяхея п добнвавжра скванин. В результата анализа осноепзх видоз конструкций ■ . • показано, что технический уровень значительной серийно выпускаемой техники не соответствует созремаяшм а- гврс-ПОПТИВНШЛ ТРебОЕЗНЯЕМ. В то яэ-врзмя ДЛЯ МНОГИХ ' еидов гюмонтно-БОсетанезЕТЭлышх работ не ооздапы соответствуйте тсхшгезскЕЭ сродства," что приводит к увеличении продолжительности н 'стоимости ремонта: скваянн. В связи с изложенным потробаость в инструменте егэгодяо возрастает, что вызывает необходимость пара писания заводсквх мопщостей.

Отсутствие • научно обоснованной технологической я номенклатурной 'классификации правело х. но о прав данного обилию применяоксс устройств а инструмента. ■ Многие гиды' их ке соответствовала' свое г.у функциональному назначению..

В связи с изло.~оиным, и база анализа промысловых материалов и создания новых и модернизированных конструкций инструмента и устройств, основанных на принципиально новых нзучно-техничес-

них решениях, гредкоаенэ новая номенклатура сквакин- ' ной ремонтной техники, внедрение которой позволило сократить- число типоразмеров с 218 до 127, охватить все вида авзрпГшо-восстановительшх работ по предложенной классификации ремонтов, удовлетворить потребность в-ремоитиоЛ технике за счет увеличения ресурса ее1 рабств.

Б основу допол номенклатуры полонена предложенная автором новая классификация аварий и технологических процессов, а такие разработка новых конструкции ко:.-.5:п!ироваим1о: устройств с целью совмещения за ' один спуск различных видов скважинннх работ.

Проведенные исследования работ отечественных авторов в области разрушения горных пород и обработки негаллов резанием показывают, что высокие температуры, возникащпо на рабочей кромке инструмента, являются валашм фактором, характеризующим показатели его работы. Это и обусловило необходимость решения ряда теплових задач с целью усовершенствования вооружения и повипопия ресурса эксплуатации скракшных забойных устройств.

Анализом оцублшеовашшх работ установлено, что закономерности образования и распространения теши при механической, обработке металлов (металлорежущим инструменте:.:), бурении (яородоразрушанщш инструментом) п фрезеровании в стволе скваяины (забойным , фрезером) в принципе поест идентичный характер. Поэтому признано целесообразным отдельные научные выводы, известные в области обработки металлов и бурения, принять во внимание ( о учетом отличзю-сщ. условий работы) при найлх исследованиях.

Б роботе рассмотрена характеристика условий эксплуатации инструмента и кзложш пранцаш оценки и обоснования конструктивных и технологических параметров скваяинной ремонтной техники. Прп этом основные параметры увязаны с современными и перс-поставными требованиями.

С учетом современна и ?згс«окт::гаш: требовании нгфтяпзЯ и гззоео"; про:":плси.чостх газрябэташ тюб о: гл::: а г. конструп-тп устра";то и :г;стр:"1ента.

Показано, что дольнйй:гье'~ооэдан1'.з и усоверяэнстсование скеяжинной ремонтной техники должно бить осу-сзствлено с уч'¿^0:: эту- треборянкй, определений которых делает необходимой постановку теоретических и экспериментальных исследований.

На базе обобпания результатов анализа теорг.ти-сзскта5 экспериментальных и опигно-кокструкторских ргбо? по проблеме предложены новио принципы создания ремонтной техники, базкруяейся э основном на методах . комбинации конструкций, позволпгаих сшолняаь за один спуск несколько гидов сксажинных работ (фрезерование, захьат, отворачивания труб и др.).

Это направление сбеспечмеет ускорение ремонта с::~ ез-г.н за счет совмещения операций а сушэственного сокресения числа спускс-псдъёмов.

Проссденнкк обзор теоретических и экспериментальных ксследоЕ£н5'.й и анализ отечсстсснных и зарубежных гсыстругсций сксгааддай ремонтной техники .показали, что '¡сследоЕПииэ по проблем проводилось недостаточно глубоко и кекэследосатвлыю. Нэ не— следовош процессы езакмодеЯсвЕ-зя инструмента с ко^рбгектпмл а сз&зэдтик услогкяз;» стсузстпупт сосрэазаа» «оседл иссяедогака к тееритгадзеккэ ревеняя прпигшгтолько к процесса» рзаяка сясгэяяи

/ц;злиз погезгал, ':?о прсЗло::а еапде:п:л сег'рз» КСШИЗС КОНСТРУКЦИЯ СПЗШХВПЯ рэ&СП£И38 ТЯЭГОЮ ПЭ

едким стгадартла и кюзп&оэдэ зрнзбрзхсз:- слса«' пай характер н рзсэккэ со ю гпзэвеи уроспз пробует еиюлнспг-я йгспигзясз ясзрзглззкйзт я сяслгрз»»

ксктольикх кссясдокякэ»

Пгргая гласа сЭЕзртазсз и £зр-

цуякроюккоа сэдзд «еорвкзйсот а ошврэдаяазь-

кпх ксслсдсс2к1й.

ШВ& 2 воссела» совряякоекпз а спевсро-кзяталыку псслодсесгп:ям и рапрзбегпэ кутглэ-иетг"«« чзсекх -¡тжжнй по сосда:»1ш а пзйеоигэ зффзэт'ш» поста рздояи устройств для восстановления сквазвн

фрЭ30р0,рЭ1П13!Л. '

С этой целью были разработаны методология и технические средства, основанные на принципиально новых технических решениях, для всего комплекса теоретических и экс не римента льшх исследований процессов взаимодействия инструмент-коатробъект, протекающих цри восстановлении аварийных бурящихся и добывающих скважин. Бил проведен комплекс теоретических и экспериментальных исследований основных процессов ремонтно-восстановительных работ и решен ряд задач с целью определзпия закономерностей влияния на эффективность работы инструментов и устройств конструктивных, технологических а др.так-. торов, предложен: комплекс принципиально новых научно-технических решений, на базе которых созданы новые и модернизированные конструкции скважинной ремонтной техники.

Многочисленность факторов и сложность их взаимодействия вызвало необходимость использовать для решения поставленных задач метод теорий подобия и физического моделирования основных процессов ремонта скважин фрезерованием, а такяа метод, основанный на базе, анализа размерностей.'Разработана методика моделирования основных процессов ремонта скважин. • . .

Процесс чскрытия "окна" в обсадной колонне при восстановлении, скважин методом зарезки является одним из основных и широко распространенных процессов в бурении и нефтедобыче.

Как следует из результатов приведенного в первой главе анализа, серийные фрезеры-рзйберы типа фрс е-рш имеют существенные конструктивные недостатки, а также низкие показатели -ресурса работы и механической скорости. На прорезание одного "окна" расходуется до 9 инструментов, т.е. операция осуществляется за 9 спуско-годъёмов, что повышает стоимость и продолжительность' ремонта -. ■

Для решения -задач по исследованию и созданию нового оборудования, ускорению и повышенг.-- эффективности ремонтно-восстановительных работ соискателем проведено физическое моделирование процесса вскрытия

"окна" в обсадной колонна.

Установлено, что основные показатели работы фрезера-райбера - механическая'скорость фрезерования V я длина вскрываемого "окна" С - являются функцией параметров:

У-,1 =Ф(Р, V, <ЧЛЗ, а, Ф.Ь.г? >

где Р - осевая нагрузка на фрезер-райбер; и) -частота вращения; Кр - комплекс геометрических размеров; О - расход промывочной яадкостя; у -динамическая вязкость; - мощность; о!ё>'. - кри-' терии угла отклонения оС ; Е - модуль упругости;

О' - предел прочности материалов обсадной колонны, райбера и отклонлтеля; Д - диаметр райбера и обсадной колонны; \Р - плотность; НВ - твердость;

I - время фрезерования; М - моменты в плоскости соприкосновения с отклонителем.

Получены безразмерные характеристики критериев подобия и на их основе выведено критериальное, уравнение, описывающее процесс вскрытия "окна" в обсадной колонне. При этом часлр.факторов - 16, ■ базисных' факторов - 3, число критериев - 13 г// Ф ¡,

т - Ял,*"} . «г _ НВ . ¡р. _ < , а _ М>4!?г,, -Г )ст ) р • (2)

В связи с тем, что язпэстпн геометрические размеры образцов, система уравнений была решена относительно Ср. После выполнения ряда операций, описанных в работе, с учзтем принятых крзевых условий были получены слэдузтаа коэффициенты перехода симплексов всех параметров, хасактерязукидах модолнровзше ггооцссса вскрытия "окна" в обсадной колонне:

- И) - Ф щ г/а

= СГ ;Са = Сг ; С„ = Сг ; се = / ; /; С,=: Сг ;С^=СГ ;

С* — 1 • г ~ Г~"" • с - • Г - г"г/3 • с - 1

сг = сг с г с ■

г <<т "-Го '-г,, (3)

При получении касатабшд коэффициентов численные расчеты для различных комбинаций базисных параметров и краевых условии били реализованы на ЭВ.1. •

Проверь достоверности полеченных масштабных коэффициентов проведена сопоставлением результатов испытаний модельных и натурных образцов.

С целью исследования процесса вскрытия "окна" в обсадной колонне разработаны методика, экспериментальная установка и конструкция модельных образцов. Исследование модельных образцов фрезера-райбера проводилось в два этапа: исследование геометрических параметров и исследование технологических параметров.

Исследования проводились при регулируемых параметрах методом пмпоЛакторного шанирования.

• В результате эксперимента била получены математические модели, представленные в виде уравнений регрессии и описывавдие процесс вскрытия "окна" в обсадной колонне.

Для механической скорости фрезерования инструмента :

12,78 со + О,26Р -725,14 о<. - 134,37 (4) Для длины вскрываемого "окна":

£ = 154,12 - 2,097ил- 0.07БР + 87,28«*. (5) где оС - угол отклонения.

Уравнения (4) и (5) позволяют определять механическую скорость фрезерования 1А и дл:шу вскрываемого "окна" / при комплексном регулировании ре^шних и геометрических параметров процесса.

¿ля анализа закономерностей ¡бита тоздчепн частные регрессионные зависимости скорости от кт:дого из шрамгтров в отдельности, . '

, По результатом вычисления построена графические зависимости, приведенные в работе.

На основании, полученных зависимостей определены рационально значения параметров рвкцма работы фрезе-рз-раПбера и угла отклонения: скорость врацения инструмента 8...10 рад/с (масштабный коэффициент равен единице), осевая нагрузка для модели -800 ...1000 Я, для натурного образца - 30...50 кН, угол отклокекв-т для модели 5...63, для натурного образца 1,5...2°.

Достоверность полученных ьаракетров подтверждена стендовыми i! с питаниям. Результата исследования использованы .в ОСТ 26-16-02-134, где отражены указанные ре:л1мш>о параметры.

Результаты анализа показели, что главной причиной снижения работоспособности фрезерного инструмента яплгется механическое разрушение его рабочей кромки, в основном рслодствип преждевременного вып?-данал из связки реяущих твердое плавных зерен. В случаях ухудпеаия рекама охлзгщеннл вследствии полного ила частичного прекращения охлаэдядей падкости на ускорение процесса разрукекзя оказывает влияние такие высокая темпьратура.

В связи с излогеншл, была поставлена задача проводить комплекс теоретических а экопэрЕШДталь-1шх исследований процессов чзаимодейсгвня л разру-Еения сястзм инструмент-аварийный объект с учетом температуры и без нее. В нача-га исолецовзпля проводились без учета температуры.

Обеспеченна устойчивости зерна в связупце:.', материала является важным условием повышения долговечности инструмента. Предтаюяа методика и .' схематизирована модель теоретического расчета уо-тойчиво^.ти т>-:"поаташ1огэ зерна в связупцрм .tare риале.

Получана формула для определеым максимального цапряжения, возникающего в зош> закрепления

зерна

nís

' (за* + о,6h3)n

где _.

р _ •-Ч-- • к =о,5(а-^сг- с1г );

.г

х,а - большая и малая осп эллипсоида (реющего элемента); С? - услоЕНпЗ предел текучести фрезеруемого объекта; - сила упругого восстановления; 'И -глубива задела зерна;' й - отпечаток после снятия нагрузок; Л - показатель 'политропы напрязгений;

НР- количество рабочего зерна на единицу площади; • К,- соотношение площадей рабочей поверхности и промывочных каналов;/* ,/*г -коэффициенты Пуассона для внедряемого зерна и фрезеруемого предмета; -

их модули упругости; 57 < — ) - площадь фрезеруемого объекта; <2 - осевая нагрузка от веса бурильной- колонны.По полученной формуле проведен численный . расчет и построены графики зависимости напряжений, возникающих: в зоне закрепления зерна, от радиуса -.образца и величины среза. Формула позволяет определять закон распределения контактных нагрузок на рабочей поверхности инструмента и прогнозировать зону развития температурных напряжений, возникающих на контакте взаимодействуицих контртел. Выявлено, что зерна, расположенные ближе к центру, больше подвержены выпаданию.

Результаты теоретических расчетов подгверкде-• ш стендовыми испытаниями натурных образцов. Ос-.циллограмма рельефа рабочей поверхности отрабо-■ тайных фрезеров наглядно показала, что наибольшее разрушение происходит Ь центре рабочей поверхности инструмента. Это объясняется в основном работой сквагшшшх фрезеров на принципе пяты, т.е. характером параболического распределения осевой нагрузки на рабочей поверхности инструмента. При этом существенную роль играет характер охлаждения- рабочей поверхности инструмента.

г

Выявленный закон распределения удельных нагрузок, а такте прогноз развития температурных 1:апряхсений на рабочей поверхности вызвали необходимость решения ряда тепловых задач. В связи с этим исследования процессов взаимодействия системы инструмент-контробъект проводились такте с учетом высоких температур.

Для исследования и решения задач по определению закономерностей объёмного распространения тепловых потоков в приконтактной зоне конгртел в зависимости от расположения источников тепла (ре-лсущих зерен), автором предложены и разработаны методика исследования, моделыша образцы и экспериментальная установка. Эксперименты проводились моделированием процесса фрезерования, оценкой параметров в натуршж величинах с использованием рассчитанных наситабшх коэффициентов подобий. Температура в процессе фрезерования измерялась с помощью термопар, встроенный в тела модельных образцов в заданных координатах по радиусу и вы- • соте, и фиксировалась осциллографом. По данным эксперимента построен график изменения темйера-туры по радиусу образца,- определен закон объёмного распространения тепла по радиусу и высоте образца, показано, что наибольшая температура возникает в центре рабочей поверхности, т.е. в зоне, где контактное нагруление достигает максимального значения.

Соискателем поставлена задача На базе исследуемой, на экспериментальной установке модели термомеханически связанных конгртел разработать теоретическую основу указанного закона. Им в соавторстве проведен аналитический расчет распространения температуры фрезерования и предложены математические модели развития тепла в приконтактной зоне. Результаты аналитического исследования совпадают с результатами приведенных

выше экспериментальных исследований.

Проведены теоретические и экспериментальные исследования зависимости контактной темпаратупы от напрязен.юго состоя!Шя нагруженной контактной поверхности и раддуса контртел. Сопоставление результатов исследования представлена а-; графиках, построенных теоретически по данным численного расчета температуры по форму-е (2.32), экспериментально по данным осдолограммы, теоретически по данным расчета на пряженного состояния по формуле (2.45). Сопоставление данных с учетов результатов стендовых испытаний экспериментального образца фрепер-ногэ инструмента показало, что расхождение ысвд теоретическими а экспарнмеитальныма данными составляет около 10$. Следовательно, правильность теоретических решений подаверздена эксперяменталь-но.

В результате исследования установлено физическое подобие закономерностей изменений напряденного состояния и температуры, возяшсаэдах в приконтакт-ной зоне взаимодействующих контртел; показано, что температура фрезерования изменяется по радиусу пропорционально контагл-йм нагруглкия;;! к наибольшего значения достигает в зоне центра рабочей поверхности, т.е. в зоне максимального механического аагружения рабочих зерен.

Проведенные исследования показывают, что устойчивость зерна в связущем юте риале зависит также- от физико-механичес ккх свойств СЕязунздих материалов и состава компонентов композиционного сплава.

С целью изучения этой зависимости был проведен комплекс экспернментяльнчх исследований на специально созданной экспериментальной установке' по методике, разработанной соискателем. Результаты эксперимента следугацие:

исследованы группы твердое главных и связующих материалов для оснащения фрезерного инструмента. Наиболее э&^'кяшшми оказались Тгирдай

сплав К'.б и прпноЛ '.?7, к от ори о рекомзндоз аны'к внед-р'.-ник. ¡i реализованы в ССТ 26-16-1619-81, ОСТ 2G-I6-I623-32 и техдокументации фрезеров тшп ТО, ííl, «ВК;

последом и граиулггшошг'К состав твепдос плавни зерен к предложи к внедрен;:!'' смогласостав зерен размером О,Б...5 ш, реаллзованпий в указанных стандартах я техдокументация грсэер^л типа TQ, IÜ, Í3K;

лсследогано рациональное соотьоаюпие твердого сплава и связующего материала ксспэзвадоиаого материала, направляемого ня рабочуто кропгу сквзгяшнт'Х фрезеров. Предложенное количественное (гесовоэ) соотношение: сщзу/идай :лч?евиал J5-40/Í и тгердгс! сплав СО-65% реализовано п техдокументация заводя им.С.М.Кирова, по которой шиускз:отся фрезеры типа С8, сп, :рл, так и др.

Результаты теороудчоских и экс глщискти льнах исследований и выявленный закон нагружегшя рабочей поверхности и распространения теплоэих потоков в зоне контакта рабочего органа сквазаяных фрезеров поставили задачу изыскания принципиально новых путей енлке.'шя темпез-отург на поверхности фрезерования инструмента. Эта задача за рубежом роиенз путем применения в композ-игаопноч сплаве специальных термостойких связугаих мятеряалов, что . обходится очень дорого к требует постановки но производство специальных материалов. В данно!» ib работе применен принципиально поныл подход, т.е. зядаод решена путем подиге^чя интенсивности теплообмена в ярпко'тактной зоне sa счет повышения качества охлаз-аения кочетруг жпыма методами регулирования маршрута деихуния промывочной ахдкости. Предложены принципиально новые схемы и методы регулирования маршрута и релила даиае-ния охлаэдащеЛ нидк-исти в фрезерном инструмзн-те. /1лл исследования процессов теплообмена и эффективности новой с г сто мы промывки преодолены модели фрезеров, специальная.¡экспериментальная

установка и стенд, оснащенный буровой установкой ЗИФ-1200.

Конструкция системы промывки исследуемых моделей выполнена в различных вариантах:

с учетом условий дая направления струи жидкости ближе к центру поверхностей фрезерования, т.е. в зону, где возникает высокая температура. Эти условия обеспечивались путем применения в конструкции новой схемы маршрута движения охлавдапцей жидкости. Пред-лоявнный вариант конструкции был выполнен'наплавочным л "печным" способами армирования с целью сопоставления я определения их эффективности;

со спиральными вставками в промывочные каналы для создания условий подкручивания и повышения энергии струи промывочной жидкости;

с обычным вариантом исладдения, таким не как у серийных фрезеров (дня сопоставления).

По результатам исследований, проведенных на экспериментальной установке и стенде, построены графики. Показано, что при выполнении конструкции системы промывки по первому варианту и установке в промывочные,каналы спиральных вставок качество охлаждения в приконтактной зоне резко улучшается за счет повышения интенсивности теплообмена в 1,5-2 раза, удельная производительность фрезерования повышается более чем в 2 раза.

Таким образом теоретически обосновано и экспериментально подтверждено повышение эффективности работы п интенсивности теплообмена в приконтактной зоне фрезерного инструмента при использования в конструкции предложенного метода регулирования маршрута движения охлаждающей жидкости.

На базе полученных данных и 'применения новой схемы маршрута движения охлаздай^ц падкости предложены защищенные авторскими свидетельствами ноше технические решения, использованные в конструкциях новых.и модернизированных сяважинных фрезеров типа Ш, ФЗС и ФЗ.Б-140.

ГЛАВА 3 посвящена теоретическим и зкспери-

ментальным исследованиям и разработке научно-технических решений по созданию и повышению эффективности скваглшинх захватных устройств.

С учетом современных и перспективных требований нефтяной и газовой промышленности, изложенных в первой главе, одной из вашейших задач исследования, является:

на первом этапз - исследование по модернизации конструкции и повышении грузоподъёмности (по трубе) серийно выпускаемых шишечных захватных устройств;

на втором этапе (перспективном) - исследование и разработка научно-технических решений по созданию новых типов захватных устройств с повышенной грузоподъёмностью и более широким диапазоном применения. Исследования в указанных направлениях проводились впервые. '

Соискателем разработаны экспериментальная установка, позволяющая проводить испытания натурных образцов захватных устройств при натурных параметрах, а методика исследования. Экспериментальные исследования проводились методом эволюционного планирования в сочетании с дисперсионным анализом.

Поиск максимальной грузоподъёмности (по трубе) серпйяих захватных устройств проводился путем регулирования и выбора рациональных значений угла наклона и контактной шюцади плашек» цри которых ■ исключается деформация трубы в зоне захвата.

По результатам эксперимента получены рациональные значения осевых нагрузок при различных регулируемых параметрах (площади контакта плашек, углах наклона скощенных поверхностей, толщины стенки трубы), при которых стенка трубы в зоне захвата,подвергается воздействию максимального гопзречного давления а наступает её деформация.

. Исследованием установлена явно выраженная связь между показателями грузоподъёмности и параметрами конструкции системы захвата. Показано, что увеличение контактной поверхности' шгаизк" оказывает существенное влияние ва поЕШпеняэ грузоподаём-

поста. 2 результате анализа экспериментальных данных принято, что наиболее ог.тшз ладой является величина угла 1!згло1ю, равная 6° (;■ серийных 707'). Принятое знлчогио угла улучтоет эксплуатационные показатели инструмелта (например, условие страгивапия в сква-;хиче) и обеспечивает увеличение плот.адп контакта. Была установлена конструктивная возмотаость увиличе-:шя пчозйда лоптакта явдшек у серийшзс труболовск. Рсзул!таты исследования подгвервдены испытаниями опытно-промысленных образцов, изготовленных с учетом новых пзрг.летров конструкции. Определено, что грузоподъемность труболовка гапа ТШ-1-?3 увеличилась (ло трубе) до раз .

Но результата!', исследования заводами-изготовителями (мапзэвод гм.С.Ц.Кирова, Хаднжнскип машзш>од и Лрогобичсгий завод Х13С0) в техдокументацию трубо-ловок типа ¿3.1 внесены рекомендуемые изменения пара-петроз конструкции. Серийное производство этих тру-болово'к освоено с учетом указанных изменения.

сторон этап исследования поспятой разработке принципиально новой схемы захватнох'о узла и созданию лового, перспективного устройства. В соответствии с трс-бовзнЕчии, Езлзженнгма в пар!.ой гллве, конструкция г го должна обестзчиват^ повышенную грузоподъёмность, освобовденло от г-?хвата, отворачиваний прихваченной колонны труб в ежвазшяо, иметь более широкий диапазон цркмеичния. В отечественной и зарубежной практике отсутствуя? кинструкцит, обеспечивайте указанны'? требования.

Базируясь на использовании результатов предыдущий у.лследозан^Й в работе изложены научнее I¡яправления и пршщпги создания новых оовазцов трубозах-вагчшх устройств. ^зреботапы и пре.^элвны моделг. принципиально новой клиново!! систпмы со сшралымм захватным устройством в натурных геометрических размерах и рпелтиая схема модели (рис.1;. При атом примэненне спирального узла в клиновой системе обеспечивает увеличение грузошльй!.-поста по трубе за счет увеличения контактной плотила захвата. На база

о) б)

Рис.1. Расчетная схема работы системы трубо-ошраль. I- переводник; 2- корпус; 3- уплотняющий элемент; 4- спираль; 5- труба; 6 - наконечник; з - олэ'.'ептярный участок насосно-кшпрессор-

ной трубу;

б - Функция напряжений.

этой модели соискателем впервые разработан метод теоретического расчета рациональных параметров конструкции и оптимальной грузоподъёмности; взаимодействие корпуса списала и стешсп трубы рассматривалось раздельно в парзх спираль - труба и спираль-корпус.

Как Еядно из рас.16, радиальная деформация трубы в зоне захвата-.аппроксимирована функцией, ■ аналогичной функции, олпеквзэдей кардиоиду порядка "улитки" Паскаля.

В результате теоретического исследования, при принятых краевых условиях, с учетом известных.исследований по плашечным клиновым • захватам,-предао-:кено уравнение

п __ О-АаеЬ-ехрС- Ут £)]

~ - (7)

.где. О. - сила растяжения трубы сшральнкм элементом. Максимальное зкзчзкне' 0. принимается больше силы прихвата колоши тр;.'б; ¿(¡о - сила захвата трубы, обоспечиваяцая номинальный контакт к сцепление спирала по её поверхности. Принимается' близкой величине •силы, необходимой дет преодоления Ееса. прихваченной колонны труб;

£ - коэффициент трения медду насечками спирали и трубой. Обозначение А определяется из известной работы,"выполненной для шишечных клиновых' систем.

Уравнение. (7) устанавливает закон распределения нагрузок на поверхности трубы по длине пояска спирального элемента. Используя закон Хулена-Амон-тона'мокно определять максимальные нагрузки на трубу.

Разработана методика теоретического расчета максимальной грузоподъёмности для пары спараль-корцус. При этом получено уравнение

о/л}-, , /Ц(н-г)

' 11 ' гяЦьПзНЫрн) ' ~Т& (8)

• где Ко - средний радиус, корпуса; П - число поясков; ' Н - высота спирали; £ - расстояние отсчитываемое от верхнего торца корпуса; 3 - коэффициент трения ыедцу внутренней наклонной поверхностью' корпуса и наружной по- ' " верхиостьа корпуса и наружной поверхностью пояска спирали;

2 - средний радиус внутренней наклонной■поверхности корпуса; ё - высота пояска спирали; Ц - наружный радиус корпуса.

По уравнения.! (7), (8) была произведены численные расчеты и построены графики, характеризуйте закон распределения удельных нагрузок, на стенка трубы . •по высоте пояска спирали корпуса. Результаты исследования подтверждай?, что пр:: максимальном иагружечия спирального захватного устройства исключается деформация в теле трубы в зоне её захвата. При этом конструкция обеспечивает надежность захвата и повышение грузоподъёмности (но труба) по сравнение с сернйнымЕ шишечными устройствами до 2 раз. На базе результатов исследований и разработанной модели предложено принципиально новое техническое решение, защищенное авторски,! свидетельством. На базе этого рзиапля а разработанного метода расчета предлоги па новая кон-. струкция труболовкя типа ТНОС со спаралшгм захватным устройством. Достоверность предложенного метода расчета и предложенного технического репаная подтверждена стендовшш а проьшшлевнкма асштапаями огагннх образцов труболовкя тапэ ТЁОС в ПО "Куй-бышввнефгь", ШО "Касгаорнефгагазпрсм", ПО "Нижне-Еартовскнефгегаз" а др.

В результате исследования сделаны осповопола- ' гавдие выводы теоретических исследования развития процессов нагружения спиральных трубозахватных систем нового типа. Предложено аналитическое реше-

tffle, -позволившее получать достоверную информацию о параметрах кагру.твшщ не прибегая к слогдому математическому "аппарату, прогнозировать оптимальные параметры конструкции к грузоподъёмности захватных устройств.

Предложенный ыегод расчета стиральных клиновых систем moícst быть использован такг.г при разработке различных видов конструкций зпхезтшк устройств для других областей нефтяной и rá30E0if промышленности.

В ГЛАВЕ 4 приведены принципиально новые технические решения по созданию и усовершенствованию скваяишшх устройств и инструмента для ремоптно-восстановительнцх работ, разработанные по результатам исследования.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований, теоретические обобщения и научные голодания, кзлолзшше в г ласах 2 и 3, позволили соискатели рзаработать принципиально новые тохни-_ ческие ресеизя, из баге которых создан и внедрен в производство комплекс сквагшшшй техники.-для ремонта 'и восстановления добываквдх и бурящихся скважин. Эти решения содержи? принципиальные элементы теоретических еыводов и научных шшихшШ. В них учтены изложенные в iva в о I современные в перспективные требования к конструкциям, и его- ' цифические условия эксплуатации.

.Результаты дальвейпей реализации разработанных реше!шй приведены в следупдой главе.

Ниже кратко изложены предложенные принципиально новые технические решзшя, рекомендации по их реализации в результаты внедрения.в производ-. ство. . .

I. Рекения.по созданию комплекса забойных фрезерных устройств {трах вариантов) с повышп-нш ресурсом вковяуагацпи для обычных и слоевых условий работ ера бурении -в эксплуатации скез-•кин. .•

В решениям го созданию новых и модернизированных конструкций фрезерных устройств учтены в реализованы оледуквде основные результаты

научных исследований, положений и рвкомэндоцай автора:

закон распространения тепла в прикоятактной зопз, метод повышения интенсивности теплообмена в зоне фрезерования путем введения в конструкция предяошшой схемы маршрута движения промывочной квдкостп:

рациональные конфигурация рабочей кромки фрезера з езличинэ удельного давлвнпя иа фрезеруемый объект;

грануляционный состав (смешанный) твердосплавного состявлящего с размерами зерен 0,5%.. 5 им;

рацаондлышз соогногеяпв твердого сплава п припоя - 60 ... 65 е -35... 40

связущий материал - ирппой к 7 кзряа ШЛц-60-9-5, твердоспнашого. глзтерпала - плп ВКв;

метод определения технологаческпх,кокегрук~ тивных параметров;

предложенные трз варианта {Ш, <533) . новых технических решений к конструкциям, разработанные с учетом результатов наследований и научных выводов. Варианты технических репет'1 со с тральной вставкой (ФЗС) п вставной конструкцией (ФЗВ) защищены авторокша свидетельствами.

Указанные решения (взриаптн £3 и ЯЗС) попользовали в новом ОСТ 26-16-1619-61. Опытные партии вариантов фрезеров типа 23 н ■ВВС, изготовленные с учетом указаниях решений, пропли прошилонные испытания в ПО "Азнефгь", "Башнефть", "Укрнефть", "Татнефть", в Якутнефтегэзразведкз Иппгео СССР и др. и приняты ЫШ к серийному производству. Серийный выпуск их начат в 1982 г. Реализация пер-счисленвдх втпяе результатов исследований в г.спс'грг/гдг.л грезеров 28 и -ЗЗС позволила повысить основной- показатель - проходку по металлу до 20 и ц? г инструмента (акт ПЕС).

Вариант вставной конструкции (53В) разработан в изготовлен в АзШШШе и продел испытания с голоха- ' тельныш результатами. Использование варианта фрезера ©В сокращает число сцуско-подъёьшых операций более 5-6 раз в основном за счет внедрения технического решения в .конструкции, позволившего производить смену кзнопенного инструмента без подъёма бурильных • труб. Дальнейшее внедрение устройства предусмотрено координационным атано;л, принятым Всесоюзным координационным соЕецзнием, проведенным в г.Баку 16-18 февраля 1984 г. - ..

2. Решения по создавай «наганного фрезерного инструмента с захватным устройством для вскрытия "окна" в обсадной колонне.

. В решениях по созданию инструманта реализованы следующие результата научных исследований,' вывода и рекомендации:

геометрические параметры конструкции - угол отклонения, равный 2...3? при котором длина вскрываемого "окра" составляет не менее 3 м;

колшевоЯ (фрезер на торцевой части инструмента принят смекни;.: и армирован композиционным кштериа-лом;

грануЛЯШ101-ШЦ2 состав армировка с размерами зёрон 0,5 ... 5.ш;

в качестве связующего материала - припой )Ь 7, а твердосплавного - Biig или Si8; '

рациональный рсльч работы,нового инструмента: скорость вращения 8...10 рад/с, осевая нагрузка . 30,. .50 кН; '

новый принцип вырезания участка колонны, за-клячаицийоя в том, что шест о .фрезерования и пре- ' вращения в стружу участок колоши вырезается "лентой" и при помоци захватного устройства извлекается на поверхность;

новое техническое решение конструкции, содер-/.ацее выводи проведенных -исследований и запиценное авторски;.! свидетельством.

Указанные рекеция вводаны в OCT 2G-I6-OI-84."

I i

Опытные образцы, изготовленные с учетом указанных решений, прошла лрожиленше испытания и приняты USÎ s сераПасзд производству, Зрезерн-райберн типа ФРЛ выпускаются серийно заводом им .С,!Д .Кирова с IS86 г. Внедрение нового инструмента - фрезера-рай-бера типа- ФРЛ гарантированно обеспечивает повышение механической скорости проходки з 2-3 раза при вскрытая "окна" а сокращение спуско-яодьёмннх операций около 5 раз, уменьшение энергозатрат, повышение срока службы инструмента. Прп примаяешп нового варианта ОДПИ1/1 инструментом вырезается 2...3 "окна", а серийным инструментом на вырезание одного "окна" затрачивалось около 5...6 райберов тана SPC и ГШ (акт LffiK). ,

3. Решение по усоверэеаствовагаго магнитных • захватных устройств.

Реализовано: новое решение по конструкция маг' нигноЗ системы с расположением, ее. s центре. Суть решения заключается в том, что наружная поверхность магнитной системы выполнена в виде усеченного конуса. При этом струя промывочной жидкости, проходящей через инструмент, разрушает, накопившийся над ава-риШшм объектом илам. Это решение защпдено авторским свидетельством п позволяет увеличить надегдость захвата а срок службы инструмента а 1,5 раза.'

Указанное решение "ало.топо э техдокументации •i .^зеров-ловителой калштшк тага &Д.' Оресери-ло-витедл г-агниткне а попом пэрпоита sûûcï'pyiaçin nu-rr/скапгся заводом пм.СДи'ярова о Х£32 года,

4. Решения по зесвергопотзогзпяэ серийшх пяэ-почиах сзхвмках устройств - трубоясвоа тяга ТЕД, пекклзпдовашаис по результатам есс-здег-глия (а.3,1). Рпзлизомзд п ."сна^ру.'гцг"! слэ.тпгглэ результата

мддеазльпзя •.о.-лгешсстсЗ u.:шш>а алоол 3d;

-)':од с^п^делошл siï-: ~у-'Л î^V"O'.i пспг-:5:;.:?.!! ..•'•/•зо.шдьЗмкссгл, ' '

'/'глспйечо "гг.о.'г.'л о с::; • ^ .. ; ; ' - í j i i' -s i т : i : л

Здцьгаенсхого «зщзавода и 'баз. завода им.С.Ч.Кирова.

Опытны®,образцы труболоеок типа ТЬ\!, йзготов-. .данные с учётом новых параметров конструкции9 были приняты к серийному производству ЧШ, назначенной быв. йаннофгепромоы и ШО "Согадафгемаа". Серийный выпуск указанных труболовок н&ч&з с 1983г. Внедрение труйолошк позволило повысить их грузоподъёмность до 1,5 раз .

5. Решения по создаю» захватного устройств» для устранения аварий с пакерами. Реализованы сле-дудае результаты исследования:

грануляционный сосотзв твердого сплава оркиро- . ванного слоя рабочей кроуки с размера«» зорен 0,5 ...5 ш, ,

соотноявцио твердого сплаш и припоя: 60...£5 и 35...4($,

с&нзусший материал « из пршоя 1? 7, усердий

СП&ВВ, - Дли ЕСбе

предлсисюгао иовез '¿еаншаскоо рзскниэ конструкции, аааааенно® асзюрекка свидетельство«.

' Соыодыгроншлешиз сбраецаэ азготовлеяные с учётом предясзонкцх росзаый вросши орошшетдо но-питания о полтшзлые^я |«зуямг»гома а щттаз к ссря&шцу нравовьдс-:^/,, ■ •

6. Рвашая о» создан»» едашшш сюфоаыад 'тг^бозахсесмкг £с?райогз. РЬалигосзш:

азядаса госркййаскога рссча'.-д, газ^ртскао л оксайуС5Сцао1Ш2э гзрзксэру« зз

кзтодЕка»

■ орздяезедого «зшхасшы -¿¿¿¿¡.^ 'сшярдоар;. езЕКгоша» агюрасяа ож&зхзхжжаи.

Сдцгш:.! е^звд г^е.-роСлс;; {«^згл-ии ТШЗ), гзяжжявивцэ с о?г

¡ёкюзрдаззд иийг.агл'^а ^ч^чечл-ч^

^чжч., ¡..¿о:^«.^ -> ч'.чиччч; чч .ччч"-нй с.-.:.;.;; кас.^щг.; ч^^^чхччч: _,чч; ч!ч-

стейг.1 имгт^гиг^ь .'.г с ч.ччч;^ „ччаччч ч;ч;!-

На базе разработанных новых и модернизированных устройств цредлолгна и реализована новая номенклатура скваяинной ремонтной техники, внедрение которой позволило сократить число типоразмеров с 218 до 127, упорядочить типаж, удовлетворить потребность в инструменте без наращивания заводских мощностей, охватив все виды ремонтно-восстановителькых рсбот.

ГЛАВА 5 посвящена разработке и научному обоснованию методов определения рациональных технологических параметров предложенных конструкций забойных устройств, обобщению результатов стендовых и про- ■ мысловнх исследований, внедрению в производство « комплекса предпокенных новых и модернизированных конструкций сквааинной ремонтной техники.

Режимные параметры работы инструмента определены на базе физического моделирования, экспериментального исследования модельных образцов и формирования математических описаний многокритериальных процессов фрезерования. При этом впервые был осуществлен комплексный научный подход к оценке влияния на процесс гак. в отдельности, так и в совокупности таких слолных факторов, как температура, фи- ' зико-механическпе свойства аварийных объектов, расход-промывочно-охлзвдавдей жидкости и'др.

В связи с указанным была разработана экспериментальная установка и проведено исследование влияния на эффективность фрезерования физико-механических свойств высокопрочных сталей(из которых изготовляются трубы, итангп, пакеры а др.). Исследования проводились методом РЦК плана эксперимента.

Данные эксперимента позволила получить уравнения регрессии, описывагацие изменения удельной производительности ■ а износа инструмента в зависимости от технологических параметров.

Использование этих уравнений позволило определить и рекомендовать рациональные регимы фрезерования, которые после их апробации внесены в ОСТ 26-16-1619-81.

Проведено исследование с целью определения рациона ль них технологических параметров работы инструмента в сложных условиях, с учетом совокупного влияния на процесс указанных выше факторов. При этом была исследована зависимость удельной производительности и температуры фрезерования от технологических параметров физико-механических свойств материалов и расхода промывочно-охля;гдаю~ щей гидкости. Исследования проводились с модельными образцам, в тела которих были вмонтированы полуиокусствешще термопары.

При исследовании использован метод рационального планирования эксперимента в сочетании с методом комбинационного квадрата. По данным эксперимента получены математические модели процесса фрезерования, позволившие определять удельную производительность в температуру фрезерования при комплексном регулировании параметров. Нз базе численных расчетов по указанным уравнениям построен график.

Полученные уравнения били использованы при выборе рационального сочетания технологических параметров. Полученные взрамвгрц после их апробации в стендовых и промышленных условиях были внесены в ОСТ 26-16-1619-61.

Для проведения стендовых испытаний опытных образцов разработок соискателем на базе буровой установки 2ИФ-1200 разработаны стендовая установка и устройства к ной, которые смонтированы в АзЮШЕе. .

В этой главе приведены описания и результаты стендовых и промышленных кештаний опытно-промышленных образцов комплекса новых и модернизированных конструкций инструмента и устройств для ps-монтно-восстановительнш: работ в бурядахся п добы-ваших сквагхпах, разработанных на базе предлолвк-ннх пвпнцигаально повкх техгс:чпскпх решзгаГ:, приведениях в глазе 4, результатов теоретически: л экстюр"мэп.тзлыйя: вселс.дотеашЯ, ярапедг.шкяс в главах 3.

Результаты стендом« испытаний образцов уко-ззлюд разработок по.цтпердяля работоспособность предлог® иных конструкций, достоверность результатов теоретических я экспериментальных исследований, шучшх положений, решений, ВЫВОДОВ и рекомендаций, цзлоганннх и главах 2, 3, 4.

Из всего комплекса предложенных я разработанных конструкций устройств и инструмента:

освоены серийным производством, внедрены на , буроиа и не ;/ге газ о добываниях предприятиях Мин-га зпрома, Мшшо Тгге прочла и Мингоо СССР - фрезеры забойные типа СО (22 типоразмера), кольцевые типа ■Ш (12 типоразмеров), фрезер-райбер типа ФРЛ (8 типоразмеров), фрезер-ловитель магнитный типа 3.! (7 типоразмеров), труболовки типа ТШ н ТНОС (8 типорпзмеров);

успшно прошли промыалешше испытания и приняты НЗС к серийному производству - фрезеры забой--ине типа ОЗС, фрезер-ловитель'тага ©-73, фрезеры-ловители гвкера типа С/Ж. Освоение их серийного производства предусмотрено та заводах Минхиммаша и Пппгозпрома в соответствии с упомянутым координационным аланом.

ГЛЛБ\ б псспядейл систематизация я опредолз-п;ш технпко-экопошчеекзх показателей внедрения разработок и рекомендаций.

По яаадому объекту ггрппэдеш (п. ярылоглппях) результаты расчетов эконогачсского эффекта, ?ас-чат'л годового ояопомачосгссго зффзкта от павдропая использовопзя разработок л рекомоаданлЯ пропадет« га ссповвазп зшсс: утсорядакнгяг актов сро-тазлзяшга п стендовых пеггумппй, 1'аечсм якопода-••■хзсксго эффекта о? ппздргшя разработсх ооглзоо» .паи о п -гзходгяэга ПО !'По!ззг"з5?о~

?ла.л 'Дзксаг^гл,

о;. "":л Л'г~ ^т/гогч." ., ):;схг7а- , --"ГЛ1 геяскфкяяяя тис-Й, ! ч

т.'.!дот< лп^т^пп-^ссп'гпно:"^^""зоэт,

основе которой разработана новая номенклатура тех- • нических средств, необходимых для восстановления бурядахся' и эксплуатационных сквакин.

2. В результате анализа отечественных и зарубежных конструкций, в т.ч. конструкций, выпускаемых серийно, выявлено несоответствие номенклатуры выпускаемых, средств выполняемым видам работ и их технического уровня - современным требованиям.

3. Предложены.и обоснованы методология и' необходимые технические средства для всего комплекса -теоретических и экспериментальных исследований процессов!, яротекащих при взаимодействии системы инструмент-аварийный объект, позволившие определить и сформулировать научно-прикладные положения по создавай'новых и.модернизированных конструкций сквашнной ремонтной техники.

4. Определены закономерности и расчетные зависимости, характеризующие взаимодействие забойных'устройств с аварийными объектами при раздельном и совокупном влиянии на процесс работы инструмента комплекса тепловых, силовых, конструктивных, .технологических, физико-механических и др. факторов. Установлена картина критериальных связей этих факторов с технологическими параметрами экс- . шуатации основных видов сквакинной ремонтной техники.

• 5. Предложены метод и технические, средства для физического моделирования основных процессов ремонта скваяин в слояных условиях аварийнс-вос-' ставователышх работ в глубоких скважинах с'вос-• произведением влияния на работу инструмента свойств разрушаемых объектов, температуры, скорости вращения и других факторов. Установлено физическое подобие природы систем модель-натура а оцраделокн масштабные коэффициенты подобия симплексов 'факторов...

З.Йзучеи шхашза неравномерного разрусеная рабочего инструмента забойных фрезерных устройств, получена формула, позволявшая определять закол распределения контактных нагрузок на рабочей по-

верхности инструмента и прогнозировать развитие температурных напряжений по радиусу взаимодействующих контртел. Теоретически определено и экспериментально подтверждено, что зерна расположенные ближе к центру, подвержены большему, нагружешт и выпаданию, т.е. наибольшее разрушение происходит в центре, рабочей поверхности инструмента.

7. Получены и, экспериментально обоснованы математические модели развития термомеханически свя- ■ зашшх тепловых процессов, учитываэдие двухсторонний теплообмен с окружающей средой и распределенными источниками тепловыделения.

8. Экспериментально определен закон объёмного распространения температуры по радиусу и Еысоте образца фрезерного инструмента. Установлено, что температура фрезерования наибольшее значение имеет в более нагруженной зоне, т.е. в центре рабочей поверхности, уменьшается с увеличением радиуса инструмента и зависит от степени охлавдэния рабочих поверхностей, режима, характеристики обрабатываемого материала, размеров инструмента и др. факторов.

9. Экспериментально установлено, что при ограничении л прекращении подачи охлаждавдей жидкости температура в теле образца фрезера в течение одной минуты резко возростает до 800... ООО0 С п приближается к температуре плавленая связущего материала (850...950° (J).

10. Теоретически а экспериментально изучен механизм повышения интенсивности теплообмена в прикон-тактной зоне фрезерного инструмента, предложены метод и схема регулирования подачи промывочной жидкости. Предложены, разработаны и практически реализованы принципиально новая схема маршрута движения промывочной жидкости и защищенные авторскими свидетельствами новые технические решения по созданию новой конструкции системы охлаждения фрезерного инструмента.

11. Теоретически и экспериментально установлено физическое подобие закономерностей изменения контактных нагрузок и температуры на рабочей поверхнос-

ти инструмента. С увеличением по радиусу контактных нагрузок увеличивается и контактная температура.

12. Экспериментально обоснованы и предложены наиболее эффективные компоненты и составы композиционного сплава для оснащения различных видов сква-жинных фрезерных устройств,, в частности:

12.1. Твердый сплав - BL<q, связупций материал-припой Ji 7 марки ЛНМЦ 60-9-5;

12.2. Грануляционный состав твердосплавного составляющего с размерами зерен 0,5...5 мм;

12.3. Рациональное соотношение компонентов . композиционного силава: твердый сплав 60...65 %, связующий материал 35... 40 % (в весовых долях). Предложенные компоненты и составы введены в техдокументацию шшзавода им.С.12.Кирова, 'ОСТ 26-16-Ш19-ОГ, ОСТ 26-16-01-84, ОСТ 26-16-1623-52, по которым серийно выпускается комплекс фрезерного.инструмента• • типа îo, SI, S3K й др.

13. На базе теоретических и' экспериментальных исследований скваялншх захватных устройств предложены рациональные значения величины угла наклона и контактной, площади плашек серийных труболовок типа ТШ , обеспечишие увеличение грузоподъёмности инструмента. Подучены и реализованы на практике основополагающие результаты теоретических исследований развития процесса нагру кения спиральной клиновой систеш ноеых видов захватных устройств. Разработаны модель и расчетная схема исследуемого процесса, позволяющие получать достоверную информацию о параметрах нагпузаеная не прибегая к сложному математическому аппарату- Предложены методика и аналитическая формула для прогно- . зирования оптимальных параметров конструкции и грузоподъёмности новых систем трубозахватиых устройств. Определен закон распределения удельных нагрузок в новой клиновой системе сшзраль-контр-объект.

Результаты исследования полокены в основу новой конструкции труболовок типа THGC, освоенных Дрогобычским Эй заводом.

14. На базе моделирования основных процессов ремонта сквакгш п эксперимента получены математические модели этих процессов и определены параметры рационального релама работы в скезнпне. С учетом высоких температур и физико-механических свойств обрабатываемых материалов подучены зависимости изменения температуры и удельной производительности фрззерова-ния от основных параметров процесса. Предложенные параметры введены в ОСТ 26-16-1619-81.

. 15. На основании предложенных принципиально новых научно-технических решений и разработок, защищенных авторскими свидетельствами, предаоаен; освоен серийным производством а внедрен комплекс принципиально новых п модернизированных ( в т.ч. комбинированных) конструкций скванинной ремонтной техники -57 типоразмеров:

15.1. Фрезеры типа 53, 5>РЛ, <2.1, ЗК1, труболовки типа ТШ и ТНОС, принятые МБК к серийному производству, выпускаемые серийно заводом им.С.М.Кирова", Ха-дыженским иашзаводом п Дрогобычским Ш заводом и внедренные на буровых а нефг ега зодобызащах предприятиях Мшшефте грома, Мявгазпрома а Мингео СССР.

15.2. фрезер-ловитель типа 53-73, фрезер забойный типа ®С, фрезер-ловитель пакера 5ЛП, прошеяшиз промышленные испытания и принятые ЦБК к серийному производству .'""■'.

16. На основе результатов исследований разработана п внедрены' ОСТ 26-16-1619-81,ОСТ 26-ЗБ-01-84. ОСТ 26-16-1623-52 и РЯ1 26...83 "Инструкция по восстановлении сквааншшх фрезеров, армированных дробленным твердым сплавом".

17. Предлонава новая номенклатура скваганной ремонтной техники, практическая реализация кЬторой позволяла сократить число типоразшров около 2 раз, упорядочить тиш2, охватить все вида аварайно-вос-становительных работ, удовлетворить потребность нефтяной и газовой промилленлостл в инструменте без наращивания заводских мощностей. • "

18. Годовой экономический эффект от внедрения разработок н рекомэядаций составляет 12.06 млв.руб..

®-*«Ч. т èbirtycky и бнеДренв'ю 6 т&цШ ..

•и гааовой ЯфШШёШШ $¿81 Шй.-руб.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. %рзоян Ю.Г., Гясаноп Й.П. Режущие инструменты для капитального ремонта скважин. - М., ЦИНТИХИМ-кефтемап, 1975. - 32 с.

2. Экспериментальная установка для исследования процесса фрезерования d нефтяных скважинах - Учение записки АэИНЕФТЕХИЧа, серая IX. - 1975. - В5, -С.27-29 (с соавторство с Чирзояном D.P., АлИзаде В.А., Аске-ровым К.Э.).

3. Гасонов А.П. Уапмгный уиисерсальный фрезер QW - 135 4 ЦИШ1гШ1Чнэф?®маш. Экспресс-информация о pis— Шв НИИ И КБ, серий W3, » II, 1975< 2с. -

4. ГЪсенов A,lit Элемента из'ханиш процесса вэрогания асарийных £ егшв скьожить Химическое и нефтяное меогийосгрэзн»«, » Î976. - »8, 27.

. 5. Гасйнов А.П.„. Чирзояи Ю.Г.„ Дкалилов Т.И. Экспериментально® исследосанш износостойкости г» рз-жузйй способности яеердыя сплавов применительно к скейянннье! фрезерам. ~ Учёные запкекм Аз11ШФТЕХ№а8 серия IX. - 197б0 - Ш. -С„31-34.

6. Ализзде В.Н., Гасанов А.П. ПоЕыаение долговечности скваяинкых фразеров. - Химическое и нефгя-К08 (¿ашиносурсснка. -I97Ô. - МО. -С.35-37.

7. Бабаез С.Г., Гасанои А.П., Алкэедв В.А. По-аданкэ долговечности фрозерного инструменте - М: ЦИНПШ'&афгвмаш, 1977. «42с. .

.8. БебавР С.Г., Гасакэв А.П., Алиэеде В.А. Исследование эй®ктиеиости рэзаиия. скбежкнного фрезерного инструменте по характеристике к-оегричных катериолои.. - За технический прогросс. - 1977. - F4 - С.14-17.

9. Ализаде В.А., Гцсанов А.П. Оптимизация режима фрэзаровання в стволе скважвнц. - Химическое и

нефтяное машиностроение,- 1977,- М2.-С.2'.-25.

10. Гасанов А .П., Андынов С..f. Труболовка освобождающаяся тига ТЕМ- 2-105.-РНТС Машины и нефтяное оборудование,- 1978..- В 9,- С.7-8.

11. Гасанов А.П. Исследование эффективности . скезейнных фрезеров, наплавляемых композиционным ■ материалом.- Химическое и нефтяное машиностроение.-1978.- Ii 4.- С.35-36.

12. Гасанов А.П. Эксхарпментальное исследование влияния физико-механических свойств обрабатываемых материалов на показатели фрезерования при восстановлении скваетн.- Ученые записки АзЩ5ФГЕХИМа.-1978.-й 4.- серия IX. С.61-68.

13. Амиров Р.Г., Гасанов А.П. Исследование напряженного состояния раздвижных опор разобщакщего устройства при испытании скважин. - Химическое и н&ф-тяное оборудование.- 1978.- .'5 8,- С.3-5.

14. A.c. 623955 (СССР), Магнитный фрезер. Опубл. в Б.И., -1981,J3 34 (в соавторстве с Гладковым Ю.А.).

15. A.c. 636373 (СССР), Магнитный фрезер. Опубл. в Б.И., 1978, !г 45 ( в-соавторстве с Гладковым Ю.АЛ.

16. A.c. 601389 (СССР), Вставной инструмент. Опубл. в Б.й.,1978, !Ъ 13 (в соавторстве о ДеффпнеЭЛ., Цехмистренко ПЛ., Глпдиоеш.1 Ю.А.).

17. Гасанов А.П. Состояние разработки и производства ловилыюго и ревущего инструмента. Тезиса докладов на Всесоюзной НГ конференции.- М.: ЦЙНШШ-нефгемаи, 1978.- С.32-33.

18. Армирование'лопастных долот композиционными материалами,- РНТС Машины и нефтяное оборудование. -1979.- & 10.-С.14-16 (в соавторстве с П&риновым Б.А.) Крейнером С.Е., Багдасаровим С.Г.). • . •

19. Гасанов A.II. Комплекс ревущего инструмента для восстановления сквааин.-РШС Машины и нефтяное оборудование.- 1979.- & 2, - C.8-I0.

20. Гасанов А.П. Состояние и перспективы дальнейшего рззвития работ по созданию легального и реющего инструмента.- Р1ГГС Ызейны и нефтяное оборудование.- 1979.- 3- С.3-6.

21. ГасановА.П. Повышение эффективности работы скваки иного режущего инструмента, оснащенного композиционными материалами.Обзор.- М.: ЩГГИШЛнефтешш; 1979,- 50с.

22. Гасанов А.П., Мамедов A.A. Исследование тепловых процессов, протекзкщих при фрезеровании аварийных предметов в скважине.- Химическое и нефтяное машиностроение.- 1930,- JS I,- С.17-18.

23. Гасанов А.П. Режущие инструменты для ремонта скважин.- РКТС Мапаны и нефтяное оборудование,- 1980. - Я 5. - С.18-30. ■

24. A.c. 717279 (СССР), Устройство^дом резки труб з скважине. Опубл. в Б.И., IS80, % 7 (в соавторстве с Гладковым Ю.А.).

. -25. Гасанов А.П. Работы АзйНМАШа в области создания лоеилыюго и режущего инструмента.-Азербайджанское нефтяное хозяйство.- 1980,- tö 12.- С.55-58.

25. A.c. 870671 (СССР), Фрезер.Опубл. в Б.И. 1981, J5 37 (в соавторстве с Гладковым Ю.А., Мамедо-вым A.A.). '

27. A.c.. .846714 (СССР), Магнитный ловитель. Оцубл. в Б.И., 1981, .'.'26 (в соавторстве с Ализаде В.А.).

28. Чурбанов P.C., Гасанов А.П., Мамедов A.A. Экспериментальное исследование по усовершенствованию системы охлаждения забойных фрезеров, применяемых при ремонте сквэхзш.-НТГС Машины а нефтяное оборудование.- 1982,- & 2.- С.7-8. •

. 29. A.c. 898041 (СССР), Сквазкинная труболовка. Опубл, в Б.И., 1982, № 2 (в соавторстве с Рзаешм НЛ, Айдыновым С.Л.).

30. A.c. 909X15 (СССР), Ловитель кабеля.Опубл. в Б.И., . 1982, № 8 (в соавторстве с Курбановым Н.Г., Рзаевым H.H., Айдановым СД.).

31. A.c. 956745 (СССР), Сквакпнная труболовка. Опубл. в Б.И., 1982, J,*> 33 ( в соавторстве с Курбановым Н.Г., Гладковым Г'.А., Мапг.довил A.A.).

32. A.c. 976022 (СССР), Сквя~нипая труболовка. Оцубл. в Е.П., 1902, 43 ( г- сог.глорстве с Амиро-в::п Р.Г.).

33. Гасавов А.П. Исследование условий работы и напряженного состояния узла захвата внутренних тру-боловок. Деп. ХЩГГОШе.Ттге.'лэи. Спр. й 1791, 1982 (в соавторстве с Амировым Р.Г.). '

34. Гасанов А.П., Мамедов A.A. Оптимизация температурного релзша при восстановлении скважин фрезе-рованиеиМ.гЩШИШМпе^даш. ЗИ; серия - 3,1981, С.4. ■

35. Гасанов А .П. Восстановление 'аварийных сква-яин. Справочник.-й.:Недра, 1983.-С. 126.

36. Гасанов А.П. Повышение грузоподъёмности ло-вильного инструмента, применяемого при капитальном ремонте скваяин.- РНГС Машипи и нефгяноэ оборудование. -1983.- й 3.- С.14-17.

37. А.с.Ю06708 (СССР), фрезер-райбер дая за-резки.яокна" в обсадной колонне.Опубл. в Б.И., 1983, J5 IX (в соавторстве с Гладковым Ю.А.).

38. Гасанов А.П. Методика определения оптимальной грузоподъёмности ловителей с'о спиральным захватным устройством. Дет.ЩНТЙХШнефтемаш. Спр.й 2082. 1983.

39. Гасанов А.П. Вопроса создания сквакинного • фрезерного инструмента для повышенных режимов работ. —: ЦШТИХШнефгемаи, 1985-47с. (в соавторстве с Мамедовнм A.A.).

40. Гасанов А .11. Повытанае долговечное та сква-яинннх фрезерных устройств дяя ремонтно-восстановн-тельвых работ.-Материалы И Всесоюзной конференция по динамике, прочности и надежности прошелового оборудования- Баку, АзШЕЗШШ, 1984 ( в соавторстве с Мамедовнм A.A.).

41. Гасанов А.П. Установка для намагничивания фрезеров-ловителей магнитных.- Азербайджанское нефтяное хозяйство.- 1984.- Л 4.- С.55-59 ( в соавторстве с Гладковым Ю.А., Дэшдамировнм O.A.).

42. Гасанов А.П. Определение оптимальных параметров ловителей со спиральным захватным устройством.- Химическое и нефтяное машиностроение. -1985,- Я 4.- C.30-3I. '

43. Виноградов В.Н., Гасанов А.П. и др. Опыт и перспективы применения, твердосплавных композици-

онках материалов о газонефтяной промышленности. - В ' кн.: Тренке и-изнашиваний композиционных ыатериалов. . - Кахорвалы конференция (Гомель, 1983) - Минск,' 1983. - С.27.

44. А.с 1294979 (СССР), Фрезар кольцевой. Опубл. в Б.И., 1987, & 9 ( в созагорстве со Скете-ношм Ю.Г.)

45. Гасанов А.П. Авркйнй-сосстановйтелъныо работы о нефтйнш: и. газовых скважинах. : Недра,

Л987. -с.183. _ • "

• 46. Гасанос &.П. Вопросы посылания зффэктиз-носги роботы лошшьного и ршушэго кнетрушгса.. ~ В сб.: ШОКР в области шфтепрошслоЕОго оборудования и инструконта. У., НШНШЕЧйа, 1984, С.48.

47. Гасяноа А.П. Осаашыз направления исследований по предупреждено износа и повьеониэ износостойкости НефТбПрОЕШСЛОЕОГО ремонтного оборудования. - Тезисы докладов НТ кекференцаи "Тркбо-^ехкичоскко проблемы Нефтяного оборудована". I0-II ноября 19Э2г.~ Бону ЛШ, "1992, С.<24. ' .

48. Палоаадвньисэ рогенко £ 4854417 (03) 081724 'от 26.II.9Ir. " Усзройегсо дня отворачивания труб в ск-e&skks" (е СООБТОрСТГЭ о /басосыа QJL).

Соискатель

Л

3a'*.¿"0g Тир. (00 Печ. лЛ-ОГт. ЛГНА Баау-ГСП, пр. Азадлыг, 20