Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Пути повышения эффективности работы буровых шарошечных долот

ВАК РФ 25.00.15, Технология бурения и освоения скважин

Автореферат диссертации по теме "Пути повышения эффективности работы буровых шарошечных долот"

На правах рукописи

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ БУРОВЫХ ШАРОШЕЧНЫХ ДОЛОГ

Специальность 25.00.15 Технология бурения и освоения скважин

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических паук

Москва 2007

003065726

Работа выполнена в ОАО НПО «БУРОВАЯ ТЕХНИКА» - ВНИИБТ к ОАО «Уралбурмаш»

Научный консультант - доктор технических наук, профессор

Гусман Александр Михайлович

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

Белоруссов Владимир Олегович

- доктор технических наук. Гноевых Александр Николаевич

- доктор технических наук. Аветов Рафаэль Владимирович

Ведущая организация - ОАО «Самаранефтегаз»

Защита диссертации состоится «4» ок тября 2007 в 12.00 часов на заседании диссертационного Совета Д 520.027.01 в ОАО НПО «БУРОВАЯ ТЕХНИКА» - ВНИИБТ по адресу: 1 15114, г, Москва, Летниковская ул. 9

Автореферат разослан «3» сентября 2007г.

С диссертационной работой можно познакомиться в библиотеке ОАО НПО «БУРОВАЯ ТЕХНИКА» - ВНИИБТ

Ученый секретарь диссертационного

совета, к.т.н. Г.П,

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Повышение эксплуатационных показателей работы буровых шарошечных долот является одним из решающих факторов снижения затрат на строительство скважин и существенного роста показателей бурения в целом

За последние годы в России и СНГ возросли объемы роторного бурения Широко применяется способ среднеоборотного бурения винтовыми забойными двигателями и редукторными турбобурами Соответственно увеличился, и по объему, и особенно по номенклатуре, выпуск долот с герметизированными опорами, предназначенными, в основном, для частот вращения долот в диапазоне 30-300 об/мин Вместе с тем, объем турбинного бурения в нашей стране по-прежнему превышает объем бурения с другими видами привода В связи с этим весьма важное значение приобретает проблема создания новых типов буровых шарошечных долот с герметизированными опорами для высокооборотного турбинного бурения

Сложнейшая кинематика и кинетика работы долота при проводке скважин на нефть и газ, высокие динамические нагрузки, которые воздействуют на долото при разрушении пород с самыми различными свойствами по твердости, вязкости, пластичности и абразивности, делают буровой инструмент одним из самых сложных и высоконагруженных механизмов, работающих в условиях вибрации, стесненности скважинного пространства, в среде абразивной промывочной жидкости Весьма сложные условия бурения имеют место и при использовании горнорудных буровых шарошечных долот с удалением выбуренного шлама и охлаждением узлов и элементов долота путем подачи на забой сжатого воздуха

Острая конкуренция между буровыми и машиностроительными компаниями, которая явилась в настоящее время важным фактором, инициирующим решение большого числа новых задач, предъявляет чрезвычайно высокие требования как к эффективности и качеству современного породоразру-

шающего инструмента, так и к определению областей его эффективного применения Возможность использования ранее недоступных для гражданского производства технологических процессов и материалов и всеобщая компьютеризация создают новые возможности для совершенствования буровых шарошечных долот В условиях рыночного хозяйствования для увеличения рентабельности применения и производства бурового инструмента и повышения его конкурентоспособности в сравнении с ведущими западными фирмами, а также эффективности буровых работ в целом, необходимо преобразование всей технологической цепочки от маркетинга, научно-исследовательских работ и проектирования породоразрушающего бурового инструмента до его использования в бурении

Цель исследования.

Повышение показателей буровых работ за счет создания новых высокоэффективных шарошечных долот для проводки скважин в различных горногеологических условиях, в т ч для высокооборотного бурения

Основные задачи исследования.

• исследование кинематики, кинетики работы буровых шарошечных долот и отдельных их узлов и элементов с использованием аналитических и экспериментальных методов,

• теоретические исследования факторов, влияющих на эффективность разрушения горной породы на забое скважины, и создание математической модели работы буровых шарошечных долот на забое,

• разработка методов оценки кинетических характеристик и работоспособности буровых шарошечных долот,

• разработка нового вооружения буровых шарошечных долот, обеспечивающего эффективное разрушение горных пород без трекинга (рейкообразо-вания) на забое,

• разработка новых герметизирующих и опорных узлов буровых шаро-

шечных долот, в т ч. для высокооборотного бурения,

• разработка новых схем промывки долота и забоя с целью повышения эффективности процесса очистки призабойной зоны скважины и вооружения долота от шлама;

• создание новых методов проектирования и разработка новых производственных процессов, обеспечивающих повышение надежности и эффективности работы буровых шарошечных долот с использованием современных технологий и методов математической статистики,

• проведение широких промысловых испытаний и внедрение разработанных технических решений и мероприятий в различных горно-геологических условиях проводки скважин, их технико-экономическая оценка

Методы исследования.

В работе использован комплекс методов, включающих аналитические, экспериментальные исследования, численные и статистические методы, стендовые и промысловые испытания, технико-экономические методы оценки результатов работы

Научная новизна.

• разработана и апробирована методология создания бурового породо-разрушающего инструмента повышенной эффективности, основанная на комплексном изучении кинематики и кинетики его работы и условий взаимодействия вооружения долота с забоем,

• создана универсальная математическая модель работы бурового шарошечного долота с использованием методов математической статистики для оценки качества и технического уровня бурового породоразрушающего шарошечного инструмента,

• разработана и апробирована методика определения критериев оценки работоспособности буровых долот на забое скважины в форме кинетических характеристик,

• разработаны аналитическая модель и расчетная схема, позволяющие получить достоверную информацию о параметрах и условиях работы отдельных шарошек долот и их венцов на забое,

• получены аналитические выражения, связывающие параметры вооружения шарошек и забоя скважины,

• разработана и апробирована аналитическая модель создания условий равностойкости опор шарошек буровых долот,

• научно обоснованы новые геометрические характеристики поражающих вершин зубков, обеспечивающих эффективное разрушение конкретного типа горной породы

Практическое значение н реализация работы.

• на основе комплексного изучения кинематики и кинетики работы долота разработано и внедрено высокоэффективное твердосплавное вооружение шарошек бурового долота,

• выявлены основные причины и закономерности возникновения тре-кинга на забое скважины, снижающего эффективность разрушения горных пород, и разработаны методы его предотвращения или минимизации,

• созданы новые типы и конструкции опорных узлов буровых шарошечных долот, позволяющие выдерживать высокие статические, динамические и вибрационные нагрузки при взаимодействии долота с породой забоя,

• разработаны новые гидравлические устройства буровых шарошечных долот, повышающие эффективность процесса очистки призабойной зоны скважины и вооружения долота от шлама,

• предложен и реализован в производстве метод повышения стойкости и других характеристик буровых шарошечных долот за счет использования новых материалов и сплавов с применением лазерных и плазменных технологий,

• разработана и внедрена методика автоматизированного проектирования и подготовки производства (САПР - САТПП) на основе концепции еди-

ной конструкторско-технологической документации, разделенной по операционному признаку, что позволило объединить исследование, проектирование и технологическую подготовку в единую систему, использующую статистические методы управления качеством,

• выполненные теоретические, стендовые и промысловые исследования позволили создать в ОАО «Уралбурмаш» 43 новые и усовершенствованные конструкции долот основного применения для бурения нефтяных, газовых и взрывных скважин (III 215,9 - М, МЗ, МП, С, СТ, СЗ, Т, ТЗ, ТКЗ, КП, ОКП -ГВ, III 244,5 - Т, ТЗ, ТКЗ, К- ПВ, III 250,8 - Т, ТЗ, ТКЗ, К, ОК - ПВ, III 269,9 -СЗ, К, ОК — ПВ), а проведенные массовые промысловые испытания показали эффективность разработанных конструкций и технических решений.

Апробация работы.

Основные результаты работы были доложены и получили одобрение на ежегодных межотраслевых координационных совещаниях по породоразру-шающему инструменту в период с 1988 по 2002 гг, на Республиканской конференции "Региональное природопользование и экологический мониторинг", Барнаул, 1996г, на научно-технических советах ОАО "Уралбурмаш", на заседаниях Лаборатории повышения износостойкости породоразрушающего инструмента РГУ нефти и газа им ИМ Губкина, г Москва, на научно-технических конференциях, г Уфа, на научно-технических заседаниях Самарского аэрокосмического университета имени С П Королева

Публикации.

Основное содержание и результаты выполнения работ изложены в 52 опубликованных научных работах, в тч. 3 монографии, 16 опубликованы в ведущих рецензируемых изданиях

Объем и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, выводов, списка

использованной литературы, включающего в себя 223 наименования работ российских и зарубежных авторов и приложений Работа изложена на 238 страницах учитываемого машинописного текста, включает 106 рисунков и 67 таблиц

За помощь, оказанную при обсуждении результатов работы и проблем, освещенных в диссертации, автор выражает благодарность Торгашову А В , Агошашвили Т Г, Анохину К П, Барвинку В А, Бикбулатову И К , Гинзбургу Э.С , Кершенбауму В.Я, Кораблеву Г А, Матвееву Ю Г, Оганову Г С , Стеклянову Б Л, Сухову Р И и другим ученым и специалистам Особую признательность автор выражает своему научному консультанту доктору технических наук, профессору А.М Гусману

Содержание работы.

Во введении обоснована актуальность научно-технической проблемы, рассмотренной и решенной в диссертации Определены цель, основные задачи и методы исследования Представлены основные научные и практические результаты диссертационной работы

Первая глава посвящена анализу состояния разработок и проблем в области повышения качества и эффективности работы буровых шарошечных долот.

Вопросам, связанным с исследованием механизма разрушения и очистки забоя бурящейся скважины, созданием породоразрушающего бурового инструмента, методам повышения его надежности и технологическим процессам его отработки в различных горно-геологических условиях посвящено значительное количество работ, которые выполнили Абрамсон М Г., Агошашвили Т Г., Акчурин X И, Баталов С П, большая группа ученых Самарского аэрокосмического университета им академика С П Королева под руководством Барвинка В А, Бикбулатов И К., Бирман В А, Богомолов Р М, Браженцев

В П, Буяновский И Н., Виноградов В Н, Владиславлев Ю Е , Гинзбург Э С,

Гусман А М., Жидовцев Н А., Кершенбаум В Я, Константинов Л П, Кораб-лев Г. А, Мавлютов М Р, Матвеев Ю Г, Матюшин П Н, Мессер А Г, Ми-хайлин Ю Г., Неупокоев В.Г., Палий П А, Перегудов А А, Пестров А П, По-ланский Г А, Попов А Н, Порунов Н.П, Свинкина Н.М, Сорокин Г М, Спи-вак А И., Стеклянов Б Л, Сухов Р И, Торгашов А.В, Трушкин Б Н, Чайковский Г П, Щербаков Л Я., Цветков Ю Н, Эйгелес Р М, Ясашин В.А, М Бингхем, Р Броммел, П Гнирк, Р Каннингем, Р Маклин, Н Схоллет, Р Тиль, Д Чиатем, Г Шоль, В Эванс, Д Эккел, Г Финстар, Н Ван-Линген, В Маурер, X Аутманс, Р.Бобо, Д Видрайн, А Гардинер, К Лоухон, Д Маейрс и большой ряд других авторов Ими разработаны основы теории разрушения горной породы и очистки забоя скважины и создания породоразрушающего бурового инструмента и его эффективного использования в бурении

Буровое шарошечное долото является тем компонентом буровой системы, который способен кардинально повысить эффективность всего процесса бурения Детальный анализ процесса разрушения долотом конкретной горной породы с использованием статистических методов анализа помогает приблизиться к оптимальному сочетанию механической скорости бурения и времени работы долота на забое скважины, что необходимо при разработке оптимальной долотной программы.

Проведенные исследования позволили определить, что для повышения эффективности работы буровых шарошечных долот необходимо обеспечить проведение комплекса НИОКР по следующим основным направлениям.

• разработка оптимизированных конструкций вооружения шарошек с точки зрения их воздействия на породу забоя на основе широких аналитических и экспериментальных исследований,

• создание новых типов и конструкций опор шарошек, позволяющих выдерживать высокие статические и динамические нагрузки при работе на забое с применением новейших технологий и достижений материаловедения,

• разработка рациональных конструкций гидравлических устройств буровых шарошечных долот, обеспечивающих эффективную очистку забоя,

• разработка технологических методов повышения качества изготовления бурового инструмента, позволяющих создавать высокопрочные узлы долот с использованием новейших технологий,

• внедрение в производство статистических методов управления, и в первую очередь, статистического анализа точности и стабильности технологических процессов, статистического регулирования технологических процессов,

• обеспечение маркетинговых исследований, эффективного супервайзинга и сервисного обслуживания в промысловых условиях

Вторая глава посвящена исследованию работы вооружения долот на забое и разработке методов повышения эффективности разрушения горных пород

Важным аспектом изучения эффективности разрушения горных пород буровыми шарошечными долотами является исследование, анализ и выявление причин снижения работоспособности долот при условии возникновения такого распространенного и нежелательного явления, как трекинг (рейкооб-разование) на забое Проблема состоит в том, что при перекатывании шарошек на забое образуются лунки разрушения, и, если при последующих проходах венцов их зубья снова попадают в эти же лунки, то будет иметь место трекинг (рейкообразование), заключающийся в образовании выступов и впадин на забое, повторяющих контур венца шарошки Серьезность этой проблемы определяется тем, что после этого эффективность процесса разрушения горной породы резко падает и требуется увеличивать нагрузку на долото, что приводит к преждевременному износу долота

В начале исследований было сделано и проверено предположение, что рейкообразование неизбежно, если

=КТ (1)

где X- число зубьев той шарошки к-того венца, 2]п - число зубьев в периферийном венце шарошки, число зубьев рейки на периферии сква-

жины, Кт - коэффициент трекинга (целое число). Из этого предположения вытекают следующие рекомендации

• число зубьев на венцах должно быть нечетным,

• число зубьев на венцах шарошки не должно быть кратным друг другу,

• числа зубьев в венцах не должны делиться на три

Для оценки коэффициента трекинга было разработано и изготовлено разборное долото III 215,9 С-ГВ, которое было оснащено датчиками, позволяющими записывать на осциллографе время поворота шарошки на каждые три градуса Исследования показали, что одинаковые шаг и ориентирование зубьев в венцах относительно образующей шарошки способствуют трекингу и понижают их скалывающую способность После обобщения полученных данных предложено техническое решение, согласно которому зубья в каждом венце образуют группы с разным шагом, причем группа с увеличенным шагом в одном венце соответствует группе с уменьшенным шагом в другом венце При этом зубья каждой группы противоположно ориентированы относительно образующей шарошки на 15 град. По этой модели разработано долото III 269,9 М-ГВ-1, обеспечившее рост проходки на 35%, стойкости на 18% и механической скорости бурения на 15% относительно базового долота III 269,9 М-ГВ

Значительное внимание в работе уделено аналитическим исследованиям кинематики и кинетики зубчатого венца шарошки на забое скважины В результате были вычислены кинематические характеристики шарошечных долот (передаточные отношения шарошек) и определены кинетические показатели оценки их работоспособности Передаточное отношение шарошки определяется из условий равномерного вращения ее вокруг своей оси и равенства контактных работ, совершаемых относительно венца чистого качения Условие, при котором вычисляется передаточное отношение шарошки, является, с одной стороны, критерием достоверности определения контактных работ, с другой - упрощает получение действительных путей контакта, служащих основными исходными параметрами для расчета критериев оценки работы до-

лота на забое скважины. Такими критериями являются

• относительные скорости движения зубьев соответствующих венцов в контакте с породой (У,^)

• контактные работы разрушения (А])

(3)

• относительные удельные объемные работы разрушения (Ау)

(4)

где V,. = ; § . глубина внедрения зуба в породу, г - передаточное

I

отношение шарошки, й - ширина венца, <5^ - путь контакта зуба с породой, Р -сила сопротивления движению зуба в контакте с породой, Л - радиус скважины, образованной серединой венца] шарошки, мм, г - радиус венца шарошки, мм Здесь V* - вычисленный объем горной породы при заданном углублении забоя скважины и приходящийся на разрушение соответствующими венцами, а не разрушенный при той сумме контактных работ, которая представлена числителем этого критерия

Первый критерий определяет режим вращения шарошек Второй критерий является относительной оценкой абразивного износа вооружения по венцам Чем больше величина контактной работы, тем интенсивнее изнашивается соответствующий венец шарошки Третий критерий является величиной пропорциональной интенсивности разрушения породы на соответствующих участках забоя скважины Совокупность этих критериев дает картину относительной эффективности работы долота на модели забоя скважины

Для сравнительного анализа кинегических характеристик долот различных конструкций разработаны следующие показатели 1 Показатель объемного разрушения породы

— , при/= 1,2,3,. ,Л- (5)

который представляет собой среднее значение совокупности N усредненных величин удельной объемной работы основных венцов шарошек А, при заданном внедрении зубьев в породу 8

2 Показатель неравномерности поражения забоя венцами шарошек в(8) при заданном значении д

.1

£4

(6)

N М2

представляет собой нормированную величину стандартного отклонения совокупности значений усредненных величин удельной объемной работы основных венцов шарошек при заданном 5.

3 Показатель механической скорости бурения кт учитывающий как кинетические характеристики, так и конструктивные особенности вооружения долот (вылет, размеры и др ), разработан для комплексного сравнения кинетических характеристик с учетом конструктивных параметров вооружения долот и определяется по формуле

^ = 0,01 ¿Шфк (7)

где ¡л(§) - показатель объемного разрушения породы, 5опт - оптимальная величина внедрения зуба в породу, в % от вылета зуба, кп - коэффициент перекрытия забоя скважины, С(6) - показатель неравномерности поражения забоя, кф - коэффициент формы зуба

4 Коэффициент формы зуба кф характеризует его способность к разрушению породы в зависимости от размеров и формы головки зуба и определяется по формуле =— [собС— -у)— | (8)

а\ 2 Ь)

где И - вылет зуба, й - диаметр зуба, а - угол заострения зуба, у - угол наклона оси зубка, а - длина сечения зуба, соответствующего его внедрению в породу

на 1 мм, Ъ - ширина сечения зуба, соответствующего его внедрению на 1 мм

В главе также представлены исследования по определению динамических нагрузок на зубья шарошек, т.к совершенствование вооружения долота невозможно без тщательного изучения работы зубьев на различных венцах каждой шарошки, поскольку все три шарошки каждого долота существенно отличаются друг от друга Измерялись реальные нагрузки, действующие на зубья, и изменения величин и направлений вектора силы при перекатывании шарошек по забою

В работе описывается созданная нами установка, на которой одновременно можно измерять нагрузки на зубьях каждой из трех шарошек Установка представляет собой металлическую модель забоя, профиль сечения которой — это истинный профиль забоя, полученный путем выбуривания металлического блока испытуемым долотом В точках контакта зубьев каждого венца всех шарошек на поверхность забоя выведены измерительные элементы, представляющие собой жестко закрепленные своими основаниями консольные стержни с наконечниками На консольные стержни были наклеены тензодатчики, позволяющие определять деформации стержней практически любого направления и величины. Такая установка и применяемые приборы обеспечивают возможность определения взаимодействия зубьев с измерительными точками в определенный отрезок времени Динамические действия элемента вооружения долота с забоем характеризовались силой, действующей на измерительные элементы В процессе взаимодействия зубьев с забоем осциллографировались три взаимно перпендикулярные составляющие нагрузки на забое Рх, Ру, Р2 Составляющая Р2 (нормальная сила) направлена перпендикулярно плоскости забоя скважины, составляющая Ру (касательная сила) направлена перпендикулярно радиусу кольцевого следа, составляющая Рх (радиальная сила) направлена по радиусу забоя

При проведении эксперимента сравнивались осевая нагрузка, действующая на долото, с фактически замеренными значениями Р по каждой шарошке и каждому венцу В результате было установлено, что в различные моменты

работы долота распределение нормальной нагрузки весьма неравномерно на зубьях венцов каждой из шарошек В ряде случаев имеет место такое состояние, при котором одна из шарошек совсем не вступает в контакт с забоем и при этом не вращается. Число зубьев, находящихся в контакте с забоем в разные периоды времени различно Иногда осевые нагрузки распределяются на все зубья, иногда - только на два-три зуба При этом мгновенная максимальная нагрузка на зубьях ведущего венца может достигать 85% всей осевой нагрузки Исследование показало, что возникает это вследствие того, что контакт зубьев с забоем при перекатывании шарошек происходит поочередно и зубья, расположенные на одной образующей, нагружаются не одновременно В виду неравномерного распределения осевой нагрузки на всех венцах, мгновенная равнодействующая на каждый зуб в вертикальном направлении часто не совпадает с осью долота Такова одна из важных особенностей работы трехшарошечного долота, впервые установленная нами экспериментально

Повышение эффективности разрушения горных пород может быть осуществлено путем выбора оптимального радиуса скругления рабочей кромки твердосплавных зубков, что обеспечит повышение стойкости вооружения шарошек В результате нами решена задача согласования форм и размеров скругления вершин твердосплавных зубков с механическими свойствами горных пород на примере вооружения долот диаметром 190,5 мм Исследования деформирования и разрушения горных пород твердосплавными зубками показали, что границы областей (скачков) разрушения горных пород можно охарактеризовать безразмерным параметром

где - Р1К - интенсивность нагрузки на элемент вооружения в момент достижения к-ого скачка разрушения горной породы, Р,о - расчетная интенсивность нагрузки, необходимая для достижения предела текучести в горной породе, I)- модуль деформации горных пород при вдавливании штампа; рп - предел текучести горной породы по штампу

С увеличением скалывающей способности вооружения наблюдалось уменьшение аю причем самое значительное уменьшение при первом скачке разрушения. Эксперименты показали, что по мере увеличения ак относительная энергоемкость разрушения сначала быстро снижалась, а затем стабилизировалась При этом для небольшого скольжения, характерного для долот с малой скалывающей способностью, стабилизация наступала во второй области разрушения, а для долот со средней скалывающей способностью в третьей области разрушения Можно считать, что буровые шарошечные долота работают эффективно, если они обеспечивают не ниже второго скачка разрушения горной породы Устойчивость величин ак позволила определить радиусы скругле-ния рабочих поверхностей зубков, обеспечивающих заданный скачок разрушения горных пород Решение задачи привело к следующим расчетным формулам

где Яцк и Иск - радиусы скругления цилиндрической и сферической рабочих поверхностей, обеспечивающие к-ый скачок разрушения горной породы, Р,тш- максимальная интенсивность нагрузки на элемент вооружения, аЦК и аСк - относительные нагрузки к-го скачка разрушения для зубков с цилиндрической и сферической рабочими поверхностями, а - длина сечения вершины зубка, кф - коэффициент формы зуба

В результате этих исследований разработаны, изготовлены и испытаны зубки с оптимизированной геометрией поражающей головки, повышенной прочности и эффективности Форма предложенной модели зубка может быть описана как двухконусная со смещенной осью вершины зубка Промысловые испытания такой конструкции зубка показали значительное увеличение показателей бурения

чщ — г '

яитакфРо

(10)

(Н)

В третьей главе рассмотрены условия взаимодействия вооружения долота с породой забоя и методы повышения стойкости опор буровых шарошечных долот в зависимости от типа вооружения, свойств горных пород и режима бурения

Одним из самых важных узлов бурового шарошечного долота, в значительной степени определяющим его долговечность в целом, является опора шарошки, которая работает при исключительно высоких статических и динамических нагрузках циклического характера, в особенности в твердых и крепких породах Одной из причин снижения стойкости буровых шарошечных долот является именно неравномерный износ опор шарошек Это предопределило необходимость проведения исследований по изучению проблемы неравностойкости опор разных шарошек долота и определению необходимых условий, позволяющих в каждом случае решать данную проблему с наибольшим эффектом

Первым условием является то, что сопротивляемость горной породы разрушению на кольцевых канавках забоя скважины, которые перекрываются венцами смежных шарошек с минимальными величинами удельных объемных работ разрушения, должна быть идентична Второе условие заключается в том, что механизм взаимодействия вооружения венцов шарошек и горной породы с минимальными величинами удельных объемных работ разрушения также должен быть идентичен Другими словами, венцы шарошек должны иметь одинаковое или положительное, или отрицательное проскальзывание, или же должны быть венцами чистого качения Третье условие определяет то, что количество актов взаимодействия с породой зубьев венцов смежных шарошек с минимальными значениями удельных объемных работ разрушения в единицу времени должно быть равным и может быть выражено в аналитической форме

Z] * i] = Zu * in = ZIH * 1ш (12)

где Z], Zu , Ziu - количество зубьев на венцах с минимальными удельными объемными рабогами разрушения, соответственно 1, II, III шарошек,

шт., ii , 1ц , 1ш - передаточные отношения шарошек Величины Z * i можно рассматривать как количество импульсов, сообщаемых на опоры

В работе определены основные условия, обеспечивающие равнонагру-женность опор шарошек, когда на одинаково расположенных венцах шарошек имеет место равная минимальная интенсивность разрушения горной породы Это исследование позволяет в процессе проектирования нового трех-шарошечного долота с наибольшим приближением осуществлять равнонаг-руженность опор и, следовательно, повышать их долговечность

Большое значение на стадии проектирования имеет учет особенности взаимодействия вооружения шарошек с забоем в процессе бурения. В диссертационной работе приведены результаты исследования взаимодействия вооружения шарошек с забоем и кинематики буровых шарошечных долот с целью получения базовых зависимостей основных характеристик от определяющих их факторов для решения задачи повышения равномерности нагру-жения вооружения шарошек по венцам и опор по подшипникам на стадии проектирования долот

Современные буровые шарошечные долота имеют повенцовое размещение элементов вооружения на шарошках Элементы вооружения на разных венцах располагаются не по образующим конусов шарошек, а в "свету" друг друга. Элементы вооружения четырехвенцовой шарошки при внедрении в горную породу испытывают нагрузки Рь Р2, Рз и Р4 на каждый венец соответственно При этом

Р,+Р2+Рз^Р4 = Gc (13)

где Gc - осевая нагрузка, приходящаяся на одну секцию (шарошку) Размещение элементов вооружения в "свету" приводит к неравенству нагрузок по венцам В пределе до 85% нагрузки на секцию может передаваться только на один элемент вооружения одного из венцов, что вызывает его перегрузку Если такой элемент вооружения находится на одном из крайних венцов, то имеет место максимальная неравномерность нагружения радиальных подшипников В рассматриваемой задаче участие замкового подшипника в

передаче радиальной нагрузки не принимается во внимание Для снижения неравномерности нагружения необходимо распределить вооружение в венцах так, чтобы исключить работу крайних венцов по одному в фазах максимального нагружения их элементов вооружения и сузить интервал перемещения точки приложения равнодействующей всех сил Р вдоль радиуса долота Для решения этой задачи была экспериментально определена зависимость положения элементов вооружения относительно разрушаемого забоя, в котором они воспринимают максимальную нагрузку, от определяющих его факторов

Для выполнения проектировочных расчетов предложен статистический метод определения ожидаемых значений передаточного отношения г, В основу метода положены результаты анализа стендовых определений передаточных отношений, выполненных во ВНИИБТ, РГУ нефти и газа им И М Губкина и УГНТУ г Уфа В качестве основных факторов приняты

1) геометрическое передаточное отношение 1

» = - (14)

где г и Я - радиусы шарошки и долота соответственно,

2) относительное смещение осей шарошек в плане к0

*0=| (15)

где к - смещение оси шарошки в плане

3) угол наклона оси шарошки к оси долота а ,

4) относительные количества элементов вооружения г0] в периферийных венцах шарошек

г,

(16)

г, + z, + г3

где z - числа зубьев в периферийных венцах шарошек По результатам анализа получено расчетное уравнение в виде г, = i ехр(Л0 + Ахк0 + А2а + A}zm + A4z02 + A5z03) где А - коэффициент регрессии (17)

Определение числа зубцов рейки позволяет уточнить ожидаемые переда-

точные отношения шарошек по формуле

При аппроксимации экспериментальных данных были проверены линейная и квадратичная зависимости анализируемого признака от статистически значимых факторов Установлено, что квадратичная зависимость полнее соответствует экспериментальным данным

Были исследованы процессы разрушения подшипников скольжения в опоре буровых шарошечных долот при проводке скважин Раздельно исследовалось разрушение радиальных и упорных подшипников скольжения

Шарошечные долота с герметизированными опорами имели значительную неустойчивость показателей работы, которая проявлялась в виде высокой дисперсии их стойкости Прежде всего, это касается долот с опорами типа АУ В связи с этим нами проведено выявление причин, которые могут обусловить снижение стойкости опор Для этого были проанализированы данные исследований износа долот с опорами типа АУ, отработанных в промысловых условиях в ОАО «Башнефть» и ОАО «Самаранефтегаз».

Анализ распределения шарошек долот по величинам износа радиальных подшипников скольжения опор показал, что при ненарушенной герметизации опор около 85% больших подшипников скольжения (БПС) и 97% малых подшипников скольжения (МПС) имеют суммарный износ, не превышающий 0,30 мм Подшипников с сохраненной герметизацией и износом более 0,50 мм не оказалось Если принять в качестве предельного износа величину, соответствующую износу 97,5% шарошек, тогда величина предельного износа равна 0,36 мм При нарушенной герметизации около 75% опор имеют кратно больший износ, чем максимальный при ненарушенных уплотнениях Логично предположить, что стойкость долот Тд коррелируется со скоростью изнашивания опор Для определения коэффициента корреляции в качестве аргумента принята наибольшая скорость изнашивания атах одного из радиальных подшипников скольжения Данные о работе долот с ненарушенной герметизаци-

ей были сгруппированы по виду привода и по объединениям Регрессионный анализ данных роторного бурения позволил определить коэффициент корреляции Я = 0,90, а для турбинного бурения - Я = 0,94 Более высокий коэффициент корреляции позволяет утверждать, что влияние атах на Тд не зависит от вида привода при многократном изменении частоты вращения

Выполненный анализ износа долот показал, что 2) скорость изнашивания малых радиальных подшипников скольжения опор типа АУ превышает скорость изнашивания больших радиальных подшипников скольжения,

2) высокий коэффициент корреляции между Тд и атах свидетельствует о решающем влиянии износостойкости малых радиальных подшипников скольжения опор типа АУ на стойкость долот в целом,

3) отказ герметизации и повышенный износ вооружения обусловлены нарушением расчетного изнашивания одного и более подшипников скольжения на ранней стадии работы долота,

4) для предотвращения разгерметизации опор необходимо применять уплотнения, работоспособность которых не зависит от радиальных и осевых перемещений шарошки и ее перекосов, обусловленных износом подшипников

При таких постоянных факторах, как режим отработки долот, не выходящий за пределы регламентируемого, и качество смазочных материалов, причинами раннего схватывания в подшипниках скольжения могут быть

1) недозаправка опор смазочным материалом,

2) недостаточный зазор между цапфой и втулкой шарошки;

3) перекос оси шарошки относительно оси цапфы и неравномерное прилегание поверхностей трения цапфы и втулки

Первая причина чисто субъективная. Ее решение находится в области организации контроля за выполнением технологических операций

Вторая причина требует изучения Ее актуальность повышается в связи с тенденцией к увеличению частоты вращения долот Недостаточный зазор в подшипниках может проявиться косвенно при нагреве цапфы и шарошки

Третья причина - перекос оси шарошки относительно оси цапфы при на-гружении долота непосредственно влияет на распределение интенсивности нагрузки на поверхностях трения в подшипниках Она проявляется в начальный период работы долота и может привести не только к существенному снижению его стойкости, но и к внезапному отказу долота Неравномерность нагрузки по длине подшипников может быть обусловлена непараллельностью осей шарошки и цапфы во время работы подшипников опоры, которые определяются разностью зазоров в БПС и МПС, а также величиной и направлением эксцентриситета поверхностей БПС и МПС на цапфе, что возникает вследствие дефектов изготовления

Было также проведено исследование процессов разрушения упорных подшипников скольжения в опоре буровых шарошечных долот В экспериментах испытывались образцы из разных материалов в разной смазочной среде Для обеспечения плоскостности и параллельности контактирующихся поверхностей они шлифовались, полировались, в отдельных случаях даже притирались между собой Кольца изготавливались разной толщины Несмотря на разные способы обработки поверхностей, во всех экспериментах прихваты и задиры начинались с внутренних кромок и прилегающих к ним зон колец Это явление доказывает, что несмотря на точное прилегание трущихся поверхностей в исходном состоянии, при начале трения происходит перераспределение удельной нагрузки с уменьшением от внутреннего к внешнему диаметру кольца Перераспределение удельной нагрузки на контактной поверхности пар трения, очевидно, связано с износом элементов

Если обозначить общее осевое усилие, действующее на пару через Р, то

Из (20) следует, что при вращающейся паре трения (когда один элемент пары относительно другого элемента этой же пары совершает только вращательное движение) удельное давление q - величена переменная, которая меня-

Р=2ж р д(К - г) Р

д~2я(К-г) р

(19)

(20)

ется от центра вращения к периферии обратно пропорционально текущему радиусу на поверхности пары трения - р (г<р<К), что подтверждает данные экспериментов об опережающем разрушении внутренних кромок кольца

Из (20) определяются минимальное и максимальное значения удельного давления в кольцеобразной паре трения

9ти к(к-г) (21)

(22)

где q - текущее значение удельного давления на контактной поверхности пары трения, Р - общее осевое усилие, действующее на пару

Величины удельного давления, выраженные в формулах (21) и (22) являются теоретическим объяснением характера разрушения подшипников скольжения кольцеобразной формы при постепенном наращивании осевой нагрузки на них. При расчетах момента трения в осевых подшипниках скольжения, как и величины тепловыделения, во избежание ошибки, следует также исходить из эффекта перераспределения удельного давления. Из проведенных расчетов следует, что концевой упорный подшипник работает в самых тяжелых условиях, так как через его центр проходит ось цапфы Это приводит к его преждевременному разрушению Поэтому предпочтительнее размещать упорный подшипник на среднем торце цапфы

Опыт разработки и эксплуатации долот с герметизированными опорами показал, что положительных результатов в решении этой проблемы можно достичь только путем комплексного рассмотрения всей системы герметизации долота, включающей конструкцию уплотнения зазора между шарошкой и цапфой, устройство по обновлению смазки в опоре и компенсации давления в ней Нами разработано долото III 215,9 С-ЦАУ с новой системой принудительной смазки подшипников опор. Разработка направлена на повышение долговечности опоры долота путем обеспечения принудительной ее смазки Долото разработано применительно к существующей - центровой - технологии ОАО «Уралбурмаш» Традиционно подобные долота изготавливаются по

бесцентровой технологии Термины центровая и бесцентровая технология относятся к технологии изготовления лапы долота При центровой технологии лапу обрабатывают в центрах, а при бесцентровой - в специальном приспособлении, что значительно усложняет и удорожает производство

Внутри ниппельной части долота имеется герметизированная камера, которая образована внутренними стенками ниппеля и корпусом центральной промывочной насадки, установленной в осевом отверстии долота с уплотнением Трубчатая мембрана охватывает наружную поверхность корпуса насадки, а по концам обжимается хомутами. С помощью подводящих каналов герметизированная камера сообщена с подшипниками опоры Заправка смазкой камеры опор осуществляется через отверстие и систему каналов При работе долота имеющийся запас смазки в опорах пополняется через систему каналов из камеры Подача смазки осуществляется под давлением путем ее вытеснения из герметизированной камеры мембраной Привод трубчатой мембраны осуществляется за счет подачи через каналы насадки в кольцевой зазор между мембраной и корпусом насадки очистного агента Мембрана выполнена из эластичного материала и позволяет при расширении вытеснить весь объем смазки из камеры, а при работе служит и компенсатором давления в опоре Сопоставительный анализ с долотами серии ГАУ позволяет сделать вывод, что буровое долото III 215,9 С-ЦАУ более технологично в изготовлении, чем III 215,9 С-ГАУ и при этом обладает высокой надежностью принудительной смазки при гораздо большем ее объеме

Одной из основных проблем в современном долотостроении является создание эффективных герметизированных опор шарошек долот для высокооборотного бурения, требующих новых работоспособных уплотнений опор Возможным решением этой важнейшей проблемы являются конструкции разработанных нами уплотнительных устройств долот, в которых основным уплотнительным элементом является О - образное кольцо В отечественных и зарубежных конструкциях торцовых уплотнений в качестве уплотнительных элементов используются кольца либо из высоколегированной стали с покры-

тиями различного типа, либо изготовленные из твердосплавных материалов, либо тарельчатые манжеты

В разработанной нами конструкции уплотнительного устройства опоры долота для обеспечения работоспособности элементов уплотнения применен новый технологический прием - нанесение на контактные поверхности износостойкого керамического слоя Конструкция уплотнения включает в себя подвижное (вращающееся) кольцо, зафиксированное при помощи эластичного О-образного кольца во вращающейся шарошке и неподвижное кольцо, закрепленное через эластичное плоское кольцо в проточке цапфы Контактирующие поверхности колец имеют керамический слой микродугового оксидирования (МДО) толщиной 0,2 - 0,3 мм Более толстые слои керамики подвержены трещинообразованию при некоторых изгибах колец, которые могут возникать при работе долота Установка колец, контактирующих друг с другом через эластичные элементы, позволяет компенсировать осевые перемещения шарошки относительно цапфы, возникающие во время работы долота Следует указать, что контакт двух колец происходит по пояску, расположенному на периферийной части колец Обращенные друг к другу поверхности образуют острый угол, что позволяет находящейся в опоре смазке свободно проникать к зоне трения Испытания уплотнения с керамическим слоем показали высокую долговечность контактирующих поверхностей, в некоторых случаях превышающую долговечность колец с твердосплавными покрытиями Было разработано, изготовлено и испытано в стендовых условиях долото III 215,9 СЗ-ГВУ-МДО Испытания опытного образца долота проводились на буровом стенде ОАО "Уралбурмаш" Стойкость опоры долота составила 38,5 часа, что в 1,4 раза превышает стойкость однотипных долот III 215,9 СЗ-ГВ с негерметизированной опорой Износ опоры характеризуется усталостным износом беговых дорожек цапфы лапы и тел качения Уплотнения на двух секциях из трех сохранились в работоспособном состоянии, разрушений износостойкого МДО-слоя не отмечено Результаты стендовых испытаний свидетельствуют о перспективности данной конструкции уплотнения

Разработано герметизирующее устройство опор шарошечных долот для повышенных частот вращения с применением фторопласта В полости, образованной расточкой в шарошке и цапфой, установлено фторопластовое кольцо, имеющее внешнюю коническую поверхность, и резиновый силовой элемент, прижимающий фторопластовое кольцо в радиальном направлении к поверхности цапфы и в осевом направлении к торцу расточки шарошки При полном износе фторопластового кольца резиновый силовой элемент полностью вступает во взаимодействие с цапфой и работает как обычное резиновое уплотнительное кольцо С этой целью в конструкции комбинированного радиального уплотнения предусмотрен минимально необходимый радиальный натяг между цапфой и резиновым силовым элементом не менее 15%, как и в серийных долотах Работоспособность уплотнения в стендовых условиях оценивалась величиной момента трения, скоростью изнашивания фторопластовых колец и цапфы, а также визуальным осмотром элементов уплотнения Стендовые испытания показали, что имеется техническая возможность создания комбинированного радиального уплотнения для долот, работающих при повышенных частотах вращения

Нами проведены также исследовательские и опытно - конструкторские работы по совершенствованию открытых опор долот. В результате была разработана коническая опора с замковым сферическим роликом на базе долота III 190,5 С-ЦВ, в котором оптимальное использование линии контакта рабочей поверхности осуществляется за счет конусности, а также сферичности Развитием направления явились разработанные нами коническая опора с бочкообразным роликом и шариковым замком и коническая опора с седлообразным роликом и шариковым замком на базе долота III 190,5 С-ЦВ Долота с данными опорами были изготовлены и испытаны в условиях стенда Результаты отработки превышали соответствующие показатели серийных долот

В четвертой главе приводятся результаты создания новых промывочных устройств буровых шарошечных долот и исследование их влияния на

эффективность процесса выноса шлама из призабойной зоны в затрубное пространство и очистки вооружения долота.

В настоящее время при постановке и решении задачи повышения показателей бурения шарошечными долотами, а именно - проходки и механической скорости бурения, большое внимание уделяется совершенствованию гидравлических систем долот За последние годы большой цикл исследований по данному вопросу проведен во ВНИИБТ, УГНТУ г Уфа, РГУ нефти и газа им И. М Губкина, а также за рубежом Процесс очистки забоя бурящейся скважины представляет собой совокупность трех частных процессов очистки очистки поверхности забоя, представляющей собой процесс отделения частиц разрушенной породы, прижатых дифференциальным давлением, от поверхности забоя и перевод их во взвешенное состояние, очистки призабойной зоны, представляющей собой процесс выноса отделенных от поверхности забоя частиц шлама в затрубное пространство над долотом и очистки вооружения долота, представляющей собой процесс предотвращения сальника на меж-венцовых и межзубцовых пространствах шарошек долот

Основные исследования в этой области посвящены пространственному размещению насадок, позволяющему простыми средствами получать эффективные схемы промывки забоя, рационально обрабатывать струями площадь забоя скважины, интенсифицируя процесс бурения Анализ конструктивных решений схем промывки долот показал, что наиболее разнообразными функциональными характеристиками обладают схемы с боковыми гидромониторными, приближенными к забою насадками и комбинированными схемами промывки, сочетающими центральную и периферийную системы промывки

Асимметричная конструкция системы промывки существенно улучшает качество очистки призабойной зоны и способствует повышению проходки, о чем свидетельствует мировой опыт бурения долотами с ассиметричной системой промывки и приближением насадок к забою Удлинение насадок улучшает условия выноса шлама из призабойной зоны как с тремя боковыми насадками, так и в случае применения асимметричных схем промывки

На основании проведенных исследований нами разработано долото типа III 190,5 С-ГВ-2 с комбинированной щелевой схемой промывки с удлиненными насадками Для этого в каждой лапе от вершины двугранного угла к боковому отверстию выполняется дополнительный промывочный канал в виде щели. При сборке долота в его центральной части образуется система каналов в виде лучей, исходящих из центра, с боковыми каналами на концах При такой схеме промывки исключается наличие застойных зон как в центре, так и на периферийной части забоя При этом, кроме струйного воздействия на поверхность забоя, улучшается очистка вооружения шарошек, т е предотвращается сальникообразование. Долота III 190,5 С-ГВ-2 с комбинированной схемой промывки были испытаны в ПГО Обьнефтегазгеология Испытания показали превышение результатов бурения по проходке на 15% и по механической скорости бурения на 22% по сравнению с базовым долотом III 190,5 С-ГВ Основное преимущество разработанной конструкции промывочной системы состоит в том, что эта система является комбинированной, при которой отделенный от породы шлам направляется к периферии забоя практически по радиусам и поднимается в затрубное пространство в восходящем потоке через проемы между лапами. При этом практическое отсутствие отражающего воздействия восходящих струй существенно уменьшает вторичное измельчение шлама между спинкой лапы и стенкой скважины

Кроме того, удлиненные насадки усиливают гидродинамическое воздействие струй на поверхность забоя и отделение от него шлама, снижая при этом отражающее действие струй на шлам, что в значительной степени увеличивает эффективность выноса шлама в затрубное пространство, особенно при использовании долота в мягких и средних породах При использовании разработанной схемы промывки практически исключается сальникообразование на долоте

Разработана также удлиненная насадка с более совершенной формой внутреннего канала, содержащего два последовательно расположенных кон-фузорных участка, успокоитель и выходное отверстие При этом максималь-

ную скорость струя приобретает не в канале насадки, а при выходе из нее, что усиливает струйное воздействие на забой и уменьшает износ внутреннего канала

В качестве эксперимента была изготовлена и испытана в промысловых условиях пластмассовая насадка для долота III 190,5 С-ЦВ Результат испытаний свидетельствует о полной надежности насадки, внутренняя поверхность которой после применения на 6 долотах в течение 22 ч имела лишь незначительный эрозионный износ Основное преимущество пластмассовой насадки - это гладкая внутренняя поверхность, что снижает потери давления в насадке и повышает компактность струи за счет снижения ее турбулизации и низкая цена

Разработана также усовершенствованная система гидравлической очистки забоя за счет применения лапы со смещенным ребром жесткости спинки При этом спинка выполнена наклонной по винтовой линии, что при вращении долота создает дополнительную подъемную силу жидкости со шламом, способствуя более эффективной очистке призабойной зоны и снижению вторичного измельчения шлама между спинкой лапы и стенкой скважины

В пятой главе представлены выполненные нами работы по исследованию, разработке и внедрению интегрированных плазменных и лазерных технологий при производстве бурового породоразрушающего инструмента, обеспечивающих повышение эффективности работы и стойкости долот

Нами проведены исследования по улучшению свойств покрытий лазер-но-плазменным воздействием. Повышение ресурса эксплуатации ответственных деталей обеспечивается нанесением на их рабочую поверхность покрытий специального назначения (износо-, коррозионно-, жаро-, химически стойких, тепло-, электроизоляционных и др )

Сущность лазерного упрочнения заключается в том, что поглощенное металлом лазерное излучение нагревает приповерхностный слой до температуры выше Асз, Для чего интенсивность лазерного пучка в пятне фокусировки

превышает критическую, оцениваемую по формуле

где 1 - коэффициент теплопроводности, Асз - критическая точка, при которой заканчивается образование аустенита, А - коэффициент поглощения лазерного излучения; V - скорость обработки; ту- радиус фокального пятна

Представленные в работе исследования показали, что для осуществления процесса упрочнения элементов шарошечного долота эффективен вакуумный, ионно-плазменный метод, основным преимуществом которого является то, что в компактном и несложном по исполнению устройстве удается получить плазменную струю металла с высокой степенью ионизации (до 90 %) и высокой средней кинетической энергией ионов (30000 эВ)

Еще одним достоинством этой технологии является возможность получения мелкозернистых покрытий с высокими механическими свойствами, что в ряде случаев недостижимо для традиционных металлургических и химико-гальванических процессов получения покрытий.

Объектами обработки являлись наружная поверхность долота в сборе с целью нанесения консервирующего коррозионно-стойкого, износостойкого и декоративного покрытия, наружная поверхность шарошки, вершины зубьев шарошки с фрезерованным вооружением, беговые дорожки подшипников шарошки, беговые дорожки подшипников цапфы лапы, внутренняя поверхность насадки Изготовлена опытная партия шарошечных долот с плазменными покрытиями Результат стендовых испытаний свидетельствует о повышении работоспособности подшипников опор Стойкость беговых дорожек подшипников увеличилась на 12% Упрочнение вершин зубьев шарошки с фрезерованным вооружением увеличило стойкость зубьев на 15% при бурении твердых пород. Упрочнение внутренней поверхности насадки значительно повысило ее износостойкость.

Разработаны и изготовлены опытные партии материалов на основе металлов, карбидов, оксидов Спроектировано и изготовлено нестандартное

плазменное оборудование для напыления на поверхности шарошек, насадок, цапфы лапы и долота в сборе Отработана плазменная технология по напылению покрытий на основе металлов, оксидов, карбидов Произведены металлографические исследования качества плазменных покрытий

Шестая глава отражает результаты оценки качества буровых шарошечных долот статистическими методами и применение статистических методов управления качеством на стадии производства

В работе осуществляется идея технологического единства в разработке и производстве долот путем реализации «сквозного» применения статистических методов Применительно к долотам в работе использованы статистический анализ состояния технологического процесса, статистическое регулирование технологического процесса и статистический приемочный контроль

Так как погрешности производства вызывают разброс показателей качества, то для отражения изменений показателей качества во времени использован метод контрольных карт Этот метод позволяет отслеживать ход протекания процесса и воздействовать на него, предупреждая его отклонения от предъявляемых к процессу требований Используя гистограммы, можно найти коэффициент годности Ср технологического процесса изготовления шарошки на любой стадии по контролируемым параметрам •

Ср (24)

оо

где Эу, - значения верхней и нижней границ поля допуска по ТУ,

Б — среднее стандартное отклонение, характеризующее реальный процесс

_ ¿7,, -X X-Б,

у " 35 ' " " 35 1 ;

где X - выборочное среднее арифметическое значение допуска

Производственный процесс оценивается как*

- точный, при 1,33 < СР < 1,67,

- удовлетворительный, при 1,0 < С? < 1,33,

- неудовлетворительный, при Ср < 1,0

Основная задача статистического регулирования технологического процесса (ТП) состоит в том, чтобы на основании результатов выборочного контроля малого объема принимать решения «ТП налажен» или «ТП разлажен» Разладки техпроцесса происходят в случайные моменты времени, причем эти события подчиняются определенным статистическим закономерностям При решении задач статистического регулирования технологического процесса в работе использовано наиболее часто применяемое нормальное распределение, определяющееся математическим ожиданием и дисперсией В результате решены следующие задачи

• определено положение эмпирической функции распределения относительно поля допуска на контролируемый показатель качества,

• определена вероятная доля брака для исследуемой операции,

• вычислены показатели стабильности технологического процесса,

• проверена согласованность опытного распределения с теоретическим,

• установлено, каким фактором определяется разладка процесса

В главе приведены также результаты разработки и внедрения комплексной системы автоматизации проектирования и подготовки производства (САПР-САТПП) буровых долот и бурильных головок в ОАО "Уралбурмаш" на основе концепции единой конструкторско-технологической документации, разделенной по операционному признаку, что позволило объединить исследование, проектирование и технологическую подготовку в единую систему, использующую статистические методы управления качеством Показана эффективность внедрения статистических методов управления качеством долот на стадии производства и актуальность проведения статистического анализа технологического процесса с использованием матрицы связей, гистограмм, коэффициента годности с целью повышения качества долота и выявления резервов производства Разработана методика статистического регулирования изготовления долота по наиболее ответственным параметрам с использованием гистограмм и контрольных карт, что позволяет выявлять несоответствия на разных этапах изготовления и ввести выборочный приемочный контроль

по этим параметрам. Разработана методика внедрения статистического приемочного контроля, позволяющая сократить объём контрольных операций Внедрение результатов настоящей работы на ОАО «Уралбурмаш» позволило снизить уровень дефектности производства и объем контрольных операций

В седьмой главе представлены результаты практической апробации и внедрения технических решений, изложенных в работе, результаты промысловых испытаний новых долот при бурении нефтяных и газовых, геологоразведочных и взрывных скважин

Созданные на базе результатов наших исследований в ОАО «Уралбурмаш» 43 новые и усовершенствованные конструкции буровых долот основного применения для бурения нефтяных, газовых и взрывных скважин (III 215,9 - М, МЗ, МП, С, СТ, СЗ, Т, ТЗ, ТКЗ, КП, ОКП - ГВ; III 244,5 - Т, ТЗ, ТКЗ, К-ПВ, III 250,8 - Т, ТЗ, ТКЗ, К, ОК - ПВ, III 269,9 - СЗ, К, ОК - ПВ), а также долота диаметром 190,5 мм и менее, испытывались и внедрялись в различных регионах России и СНГ Сравнение при этом велось как с отечественными, так и с зарубежными аналогами Проведенные массовые промысловые испытания показали эффективность разработанных конструкций и технических решений Причем, при внедрении новых долот обеспечивался прирост проходки не менее 10% по сравнению с отечественными аналогами

В качестве примера могут служить данные о проходке и параметрах строительства скважин на Пиненковской площади месторождения ОАО «Са-маранефтегаз» на буровых №38, №34, №33 и №50 Сопоставительный анализ долот фирмы «Смит» (США) с долотами ОАО «Уралбурмаш» и «Волгабур-маш» осуществлялся по скважине №50 со всеми предыдущими скважинами Необходимо заметить, что при сравнении показателей долот типа СЗ с долотами типа ТЗ нужно учитывать принципиальные конструктивные отличия долот, напрямую влияющие на механическую скорость бурения Геометрические параметры долот типа СЗ заранее предопределяют большую механическую скорость бурения по сравнению с долотами типа ТЗ. Однако, все меры,

предпринятые для обеспечения на скв №38, №34, №33 повышения механической скорости бурения, включая применение импортных долот, не дали результата по сравнению со скв №50, где применились только отечественные долота ОАО «Волгабурмаш» и «Уралбурмаш» в размере 190, 5 и 215,9 мм Из этого следует, что средняя механическая скорость по всем четырем скважинам находится практически на одном уровне При этом прямое сравнение механической скорости долот фирмы «Смит» (США) с долотами ОАО «Уралбурмаш» и «Волгабурмаш», несмотря на конструктивные отличия, дает сопоставимый результат, что и показывают данные таблицы 1 При прочих равных условиях применение долот новых типов может обеспечить повышение механической скорости бурения и, как следствие, возможность сократить срок строительства скважины

Сводная таблица показателей бурения по скважинам. Таблица 1,

№ п/п Скважина №38 Скважина №34 Скважина №33 Скважина №50

1 Типы долот 9 долот С и СЗ, в т ч 3 долота фирмы «Смит», 6 долот СЗ, в т ч 1 долото фирмы «Смит», 13 долот, 1 долото ф «Смит» 15типов долот С, СЗ, ТЗ ДДЗ,СДЗ, «Уралбурмаш» «Волгабурмаш»

2 Скорость механическая средняя по скважине 9,8 м/ч 8,4 м/ч 5,0 м/ч 6,7 м/ч

3 Скорость механическая средняя без учета импортных долот 7,3 м/ч 6,5 м/ч 4,5 м/ч 6,7 м/ч

Долота типа СЗ СЗ и ТЗ

4 Проходка средняя по скважине 224 м 338 м 147 м 144 м

5 Проходка средняя без учета импортных долот 92 м 191 м 75 м 144 м

6 Общее время бурения 288 часов или 12 суток 355 часов или 15 суток 406 часов или 17 суток 596 часов или 25 суток

7. Срок строительства скважины 32 суток 35 суток 45 суток 80 суток

Комплексный сопоставительный анализ качественных характеристик применительно к результатам бурения на Пиненковской площади скважин №38, №34, №33, №50 приводит к выводу, что важнейшим показателем является проходка на долото Из таблицы 1 видно влияние качества импортных долот на среднюю проходку Если средняя проходка на скважинах №33 и №50 практически идентична, то на скважине №38 - в 1,5 раза больше, чем на скважине №50, а на скважине №34 средняя проходка- в 2,3 раза, чем на скважине №50 При этом стабильность показателей у импортных и отечественных долот отличается незначительно

Применение импортных долот диаметром 215,9 мм в основном интервале бурения при глубине скважин 2000 м, 2500 м, 3000 м сокращает их количество на 5 - 10 штук Соответственно, экономится время строительства скважин за счет сокращения СПО от 40 до 100 часов При этом разброс по времени механического бурения на этих скважинах составил значительную величину

Общие выводы по результатам представленных данных таковы

1 Прирост проходки на долото за счет смешанного, наиболее рационального, применения импортных и отечественных долот на скважинах №38, №34, №33, в сравнении с применением на скважине №50 только отечественных долот составляет до 135%

2 При проектировании строительства скважин, особенно при увеличении объемов бурения, наиболее целесообразно применение в верхних интервалах наиболее простых и дешевых долот с открытой опорой - отечественных, таких типов, как III 490 С-ЦВ, III 393,7 С-ЦВ, III 393,7 С-ЦГВУ, III 295,3 С-ГВ, III 295,3 СЗ-ГНУ, III 215,9 СЗ-ГВ, III 190,5 С-ГВ и бурильных головок 212,7/80ТЗ В интервале с 1000-1100 метров и до проекта целесообразно применение импортных долот разных фирм типа ГАУ

Хороший результат в решении проблемы сокращения сроков строительства скважин дает и применение одно- и двухшарошечных долот Однако, их эффективно применять только в породах средней твердости - несце-

ментированных известняках при бурении глубоких скважин - от 3500 м и ниже Это происходит за счет применения черпакообразных зубков режущего типа на одношарошечных долотах и достаточно острых черпакообразных зубков на двухшарошечных долотах и мощных, практически безаварийных опор В то же время на месторождениях ОАО «Самаранефтегаз», где высок разброс по характеристикам пород - от мягких до твердых и твердо-крепких -наличие больших пропластков вязких сцементированных глин с вкраплением скварцованной гальки, диктует необходимость применения, в основном, трехщарошечных долот типов СЗ, ТЗ, ТКЗ, а применение долот РБС и одношарошечных нецелесообразно Это подтверждено неоднократными промысловыми экспериментами в разные годы

С целью определения возможности работы опор скольжения при высокооборотном бурении проведены промысловые исследования долот диаметром 190,5 мм серии ГАУ в ПГО Мегионнефтегазгеология и Обьнефтегазгео-логия Использовались турбобуры ТПС-172 и ЗТСШ1-172, имеющие частоту вращения вала в режиме максимальной мощности соответственно 300 - 350 и 475 - 525 мин-1 Таблицы 2-3 Для всех типов долот, где наблюдается износ опоры П 2 и более, характерно нарушение герметизации опоры

Износ элементов III 190,5 М-ГАУ при турбинном бурении. Таблица 2.

Наименование I шарошка П шарошка Ш шарошка

К-во износ К-во износ К-во износ

1 Состояние опоры Осевой люфт, мм 5 0 6 0 6 0

Радиальный люфт, мм 5 0 6 0 6 0

2 Вращение шарошек (заклинивание) Нет Нет Нет

3 Состояние уплотнительных манжет (Нарушение герметизации, разрушение) 5 1 нет да 6 Нет 6 Нет

4 Состояние козырьков лап (износ), мм 2 1 0 4 2 1 0 3 2 1 0 3

1 2 1 2 1 2

2 1 2 1 2 1

5 Износ зубьев по высоте 2 4/4 2 4/4 2 4/4

2 3/4 2 3/4 2 3/4

2 2/4 2 2/4 2 2/4

Износ элементов Ш 190,5 СЗ-ГАУ при турбинном бурении. Таблица 3.

Наименование I шарошка II шарошка III шарошка

К-во износ К-во износ К-во износ

1 Состояние опоры Осевой люфт, мм Радиальный люфт, мм 2 2 0 0 2 2 0 0 2 2 2 5

2 Вращение шарошек (заклини- 2 заклинива- 2 заклини- Нет

вание) ние вание

3 Состояние уплотнительных манжет (Нарушение герметизации, разрушение) 2 да 2 да 2 да

4 Состояние козырьков лап (износ), мм 2 1,5 2 1,5 2 1,5

5 Количество сколотых выпав- 1 18 1 29 1 24

ших зубьев, % 1 12 1 4 1 13

По нашему мнению, это связано в первую очередь с износом козырьков лап Наблюдения показывают, что козырьки лапы истираются преимущественно с набегающей стороны, что вызвано дроблением выносимого с забоя шлама между спинкой лапы и стенкой скважины При этом мелкий шлам служит причиной интенсивного разрушения манжеты и затем опоры Таким образом, можно сделать вывод о том, что долота серии ГАУ при турбинном бурении работоспособны, а их стойкость лимитируется долговечностью вооружения, которая составляет 8—12 часов Время работы долота в зависимости от литологических особенностей пород составляет 4,5 - 25часов

Показатели работы опытных и серийных долот. Таблица 4.

Типоразмер долота ПГО Интервал бурения, м К-во ДОЛОТ, шт Показатели работы на долото Отношение показателей опытных долот к серийным, %

h, м t,4 V, м/ч h t V

Ш 190,5 МЗ-ГВ мнгг 1000 -2100 28 141,0 7,84 18,0 155,4 146,2 106,5

Ш 190,5 СЗ-ГВ 152 90,7 5,36 16,9 100,0 100,0 100,0

Ш 190,5 МЗ-ГВ онгг 1050 -2000 29 187,4 7,29 25,7 144,2 145,2 99,2

Ш 190,5 СЗ-ГВ 54 130,0 5,02 25,9 100,0 100,0 100,0

Проведены испытания опытно-промышленной партии долот III 190,5 МЗ-ГВ (Табл 4) В ПГО Мегионнефтегазгеология в интервале 1000 -2100 м

было отработано 28, а в ПГО Обьнефтегазгеология в интервале 1050-2000 м-29 долот Они имели вооружение в виде зубков типа М (новой формы, разработанной нами) диаметром 11 и 13 мм на вершинных и основных венцах с вылетом 6 и 7 мм соответственно. Смещение осей шарошек в плане составляло 7 мм Опора имела рациональное соотношение размеров тел качения подшипников. Параметры режима бурения изменялись в следующих пределах осевая нагрузка на долото 80-160 кН, расход бурового раствора — 18-25 л/с, давление на стоянке 8-15 МПа Буровой раствор имел плотность 1,04-1,20 г/см3, условную вязкость 18-32 с, водоотдачу 6 -10 см3/30 мин Опытные долота и базовые серийные были отработаны в сочетании с турбобурами ТПС-172 и ЗТСШ-172. Сравнительные результаты испытаний приведены в таблице 5, из которой видно, что долота III 190,5 МЗ-ГВ превосходят III 190,5 СЗ-ГВ по проходке на 44,2 - 55,4%, по стойкости на 45,2 - 46,2 % при примерно равной механической скорости. Главным фактором выхода из строя опоры долота было увеличение радиального люфта подшипников из-за абразивного износа Заклинка шарошек отмечалась не ранее, чем после 7 часов бурения

Применение зубков новой формы и разработка новых эффективных уплотнений позволили создать гамму долот для высокооборотного турбинного бурения с опорой типа ЦАУ диаметром 190,5 и 215,9 мм Сводная таблица результатов работы долот, используемых при буре-

нии нефтяных и газовых скважин. Таблица 5.

Год Интервал бурения, м Кол - во долот, шт Показатели на одно долото

Проходка, м Скорость, м/час Стойкость, час

1 2 3 4 5 6

III 215,9 М — ГВ - 7

2000 350- 1570 12 114,5 2,6 43,8

III 215,9 С -ГВ

1997 500 - 3000 84 63,5 11,2 5,7

1999 2155-2310 2 77,5 19,9 6,0

1П 215,9 С-TBW 41

2004 1888-2180 3 81 14,0 5,8

III215,9МЗ-ГВ - 7А

1997 724- 1904 6 369,2 32,0 11,5

1998 450 - 2500 83 188,8 23,2 8,1

1 2 3 4 5 6

1999 411 -2840 116 298,2 30,4 9,8

2000 943-2684 67 167,7 14,5 11,6

III 215,9 МЗ-ГВ- М

1999 1493-2351 8 214,5 29,24 7,3

2000 910 - 2270 40 285,3 21,8 13,1

2001 450 - 2260 94 439,2 32,1 13,7

2005 390 - 2260 36 399,8 31,5 12,7

III 215,9 МСЗ — ГВ W 4

2000 910-3000 119 248,04 20,6 12,04

2001 330-2310 17 359,3 25,1 14,3

111215,9 СЗ-ГВ

1997 250 - 1453 525 108,9 10,5 10,4

1999 315 -1472 186 33,9 4,6 7,3

2000 290 - 1430 54 156,2 16,4 9,7

III215,9СЗ-ГВ - М

1998 450- 1573 28 54,0 6,6 8,2

1999 368- 1578 39 47,9 7,3 6,6

2000 999,7 - 2000 18 385,1 27,1 14,2

2001 571 - 3000 33 111,5 11,1 10,02

2005 147-1125 15 158,5 14,8 10,7

III215,9СЗ-ГВ - У2

1998 901 - 1149 4 58,0 5,2 11,2

1999 798-1472 16 38,8 5,37 7,23

111215,9 СЗ-ГВ Ж8

1999 436- 1888 1 15 64,6 8,8 7,3

111215,9 СЗ-ГАУ 163

2004 301 - 2442 12 229,1 7,8 29,3

III 215,9 ТЗ-ГВУ XV 91

2005 289 - 1256 15 194 12,7 15,3

III 215,9 ТЗ-ГНУ

2005 1078 - 1634 5 122,0 9,5 12,8

Успешно проведены промысловые испытания новых, разработанных нами буровых шарошечных долот при бурении нефтяных и газовых скважин в ОАО «Самаранефтегаз», ПГО «Тюменьгеология», «Мегионнефтегазгеоло-гия» и многих других (Табл. 5 )

Проведенные промысловые испытания горнорудных долот типа III 244,5 Т-ПВ в условиях ОАО «Ураласбест» показали, что для повышения эффективности ведения буровых работ на горнодобывающих предприятиях необходи-

мо производить сейсмическое просвечивание массива перед началом бурения Это дает возможность прогнозировать горнотехнические условия с точки зренш применения более рациональных типоразмеров бурового инструмента Указгнные выше долота показали высокие результаты при эксплуатации и обеспечили снижение себестоимости ведения буровых работ

В диссертации представлен расчет экономической эффективности внедрения в практику бурения высокоэффективных шарошечных долот новых типов и конструкций, разработанных автором При определении точной величины экономического эффекта необходимо учитывать, что практически все потребители буровых долот и организации-производители машиностроительного комплекса в переходный период становления рыночной экономики оказались в положении, когда практически невозможно точно оценить экономический эффект от применения отдельно взятого объекта техники

В связи с этим расчет экономической эффективности от разработки и внедрения производится либо по методикам до 1990 года, в частности по действующей отраслевой методике РД 39-07/01 -0002-89, Москва, ВНИИБТ, либо на основании экспертных оценок

Использование результатов диссертационной работы позволило получить экономический эффект за 1996-2000 г г по следующим направлениям 1 Внедрение в практику бурения высокоэффективных буровых шарошечных долот новых типов и конструкций, разработанных автором, привело к снижению эксплуатационных затрат на бурение и строительство скважин за счет увеличения проходки на долото и механической скорости бурения. Суммарный экономический эффект эксплуатирующих организаций в ценах 2000 года составил не менее 53,0 млн. руб

2 Внедрение в производство предложенных автором технических решений, новейших технологий упрочнения элементов долот и статистических методов регулирования технологических процессов, снижение уровня дефектности прокзводства обеспечило экономический эффект на ОАО «Уралбурмаш» в цена! 2000 года в сумме 70,4 млн. руб

Выводы.

1 Решена задача построения аналитической модели работы долота на основе объективно существующих функциональных связей- долото - порода -подводимая энергия, и определен механизм взаимодействия вооружения долота с породой, а также получено аналитическое выражение для определения закономерностей нагружения элементов вооружения и подшипников в опорах шарошек в процессе взаимодействия долота с поверхностью забоя

2 Разработаны критерии оценки работы долота на забое скважины и определены показатели для сравнительного анализа кинетических характеристик различных конструкций буровых шарошечных долот

3 На базе исследований расчетной схемы и особенностей процесса разрушения забоя разработана аналитическая модель, позволяющая получить информацию о параметрах работы вооружения на каждом венце шарошки в отдельности, и выявлены основные причины и закономерности возникновения трекинга (рейкообразования), снижающего производительность работы долота на забое, предложены методы предотвращения трекинга в новых конструкциях долот

4. Определены эффективные геометрические параметры твердосплавного вооружения в зависимости от физико - механических свойств горных пород, разработаны и внедрены в производство зубки с оптимизированной геометрией поражающей головки

5 В результате исследования нагрузок на твердосплавные зубки шарошечных долот установлено, что каждая шарошка имеет свой ведущий венец, которым задается движение данной шарошки, причем при работе бурового шарошечного долота существует момент времени, в который одна из шарошек не движется и не нагружается, а нормальная нагрузка на отдельном зубе ведущего венца может достигать 85% всей осевой нагрузки, при этом время эффективного воздействия зуба на забой является только частью всего времени контакта зубьев с забоем

6 Проведенные экспериментальные и аналитические исследования процессов разрушения подшипников скольжения в опоре буровых шарошечных долот выявили, что процесс разрушения начинается у радиальных подшипников с малого подшипника, а у упорных подшипников - с внутренних кромок, так как на них приходится наибольшая удельная нагрузка, вследствие чего малый осевой упорный подшипник скольжения воспринимает основную нагрузку и разрушается раньше большого упорного подшипника, ограничивая стойкость долота в целом На основе аналитических и экспериментальных исследований выявлено, что решающую роль в стойкости долот с опорами типа АУ играет износостойкость концевых подшипников скольжения, при этом отказ от малого осевого упорного подшипника скольжения приводит к увеличению стойкости долот

7 На основании проведенных исследований доказана возможность применения буровых шарошечных долот с герметизированной опорой при высокооборотном турбинном бурении, для чего разработаны конструкции специальных уплотнительных устройств, в которых реализована схема, позволяющая при турбинном бурении сохранять герметичность опоры.

8 Разработаны и экспериментально обоснованы комбинированные схемы промывки буровых шарошечных долот, повышающие эффективность очистки забоя от шлама, и специальные центральные и боковые удлиненные гидромониторные насадки, геометрия внутреннего канала которых сочетает в себе высокую эффективность воздействия струй на забой и наибольшую износостойкость насадок Разработана усовершенствованная система очистки призабойной зоны за счет применения лапы со смещенным ребром жесткости спинки, которая выполнена наклонной по винтовой линии

9 Проведенными экспериментальными и теоретическими исследованиями доказана возможность создания и эффективного применения шарошечных долот с центральной системой промывки и герметизированной опорой

10 Разработаны лазерная и плазменная технологии для нанесения покрытий различных типов на долота с использованием предложенных металлов,

42

оксидов и карбидов, обеспечивающие повышение стойкости буровых шарошечных долот Проведены металлографические исследования качества плазменных покрытий

11 Разработана и внедрена в производство методика автоматизированного проектирования и подготовки производства буровых долот (САПР-САТПП) на основе концепции единой конструкгорско-технологической документации, разделенной по операционному признаку, что позволило объединить исследование, проектирование и технологическую подготовку в единую систему, использующую статистические методы управления качеством соответствующих процессов

12 На основе полученных автором результатов исследований и инженерных решений созданы и внедрены в производство 43 типоразмера буровых шарошечных долот, обеспечивающих повышение показателей бурения в различных нефтегазодобывающих регионах страны Экономический эффект только за 1996-2000 гг составил 123 млн 400 тыс руб в ценах 2000 г

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1 Блинков О Г, Мосеев Д А Современные шарошечные долота Монография Самара Изд-во Самарского научного центра РАН, 2000 г - 66 с

2 Блинков О Г, Торгашов А В Разработки в области управления качеством изготовления шарошечных долот повышенной работоспособности Монография Самара Изд-во Самарского научного центра РАН, 2000 г -69с

3 Барвинок В.А, Бикбулатов И К, Блинков О Г, Ищук А Г, Торгашов А В Современные шарошечные долота, проблемы их совершенствования и повышения надежности. Монография Самара. Изд-во Самарского научного центра РАН, 2000 г. - 190 с

4 Блинков О Г Гибкая технология и маркетинг - две грани одной проблемы. Надежность и сертификация оборудования для нефти и газа, №3, 1997г

5 Блинков О Г. Разработка и внедрение комплексной системы автоматизации проектирования и подготовки производства долот и бурильных головок -Проблемы машиностроения и автоматизации, №1, 1999г

6. Блинков ОГК вопросу унификации сталей и других материалов для производства шарошечных долот и бурильных головок - Проблемы машиностроения и автоматизации, №1, 1999г

7 Блинков О Г Долота, как определяющий фактор повышения эффективности буровых работ - Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции по проблемам бурового инструмента - Самара СГТУ, 1999 г

8 Блинков О Г Новые материалы ускоряют совершенствование буровых долот - Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции по проблемам породоразрушающего бурового инструмента- С СГТУ 1999 г

9 Блинков ОГК вопросу повышения качества породоразрушающего инструмента- Тезисы докладов Международной конференции «Проблемы безопасности и совершенствования горных работ» - Пермь, 1999 г

10 Блинков О Г Повышение эффективности буровых работ на примере применения буровых шарошечных долот с фрезерованным вооружением -Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, №4, 2007г

11 Блинков О Г Совершенствованию долот помогают новые материалы -Строительство нефтяных и газовых скважин на суше на море №4 2007 г

12. Блинков О Г. Математическое моделирование процессов разрушения подшипников скольжения в опоре буровых шарошечных долот - Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, № 8,2007 г

13. Блинков О Г., Матвеев Ю Г Попов А Н. Исмаков Р А Баталов С П Пути повышения стойкости опор типа АУ шарошечных долот Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции по проблемам породоразрушающего бурового инструмента - Самара СГТУ, 1999 г

14 Блинков ОГ, Костенко В В, Рыбникова В А, Рыжова В.В Анализ финансового состояния ОАО «Уралбурмаш» - Е Изд-во УГТУ, 1999 г

15 Блинков ОГ, Сухов Р И, Андреев А С. Повышение качества эксплуатации долот на карьерах Урала - Доклады Международной конференции «Проблемы безопасности и совершенствования горных работ»- Пермь, 1999 г

16 Блинков ОГ, Сухов РИ, Ярушин ВП Результаты экспериментально-промышленных исследований по бурению скважин долотами с увеличенным шагом и вылетом породоразрушающих элементов - Сборник докладов IV Международной конференции по буровзрывным работам -М, 1999 г

17 Блинков О.Г, Сухов Р.И К вопросу создания шарошечных долот для конкретных условий бурения - Сборник докладов IV Международной конференции по буровзрывным работам -М, 1999 г.

18 Блинков О Г, Сухов Р И, Ярушин В П Направления интенсификации бурения взрывных скважин - Сборник докладов IV Международной конференции по буровзрывным работам -М 1999 г.

19 Блинков О Г., Мосеев ДЮ. Статистические методы контроля качества долот и бурильных головок. Э И «Бурение нефтяных, газовых и газоконден-сатных скважин» - Москва, Изд «Нефть и газ», 2000 г

20 Блинков О Г, Мосеев Д Ю. Промывочные устройства и их влияние на качество шарошечных долот - Надежность и сертификация оборудования для нефти и газа, №3, 2000 г

21 Блинков О Г , Мосеев Д Ю Повышение износостойкости гидромониторных насадок методом ионно-плазменного сжатия в вакууме - Надежность и сертификация оборудования для нефти и газа, №3, 2000 г

22 Блинков О Г , Мосеев Д.Ю., Анохин А К Производство и испытания долот с усовершенствованной конструкцией вооружения - Надежность и сертификация оборудования для нефти и газа, №2,2001 г

23 Блинков О Г., Исмаков Р А., Матвеев Ю Г , Могучев И А Создание уплотнений опор буровых шарошечных долот для высоких частот вращения -Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, № 5, 2007 г

24 Блинков О Г, Чекмарев А Н., Блинков М О Построение математической модели статистического контроля качества буровых шарошечных долот -Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, №6, 2007г

25 Блинков О Г , Бикбулатов И К Влияние конструктивных особенностей промывочных устройств на эффективность работы буровых шарошечных долот - Строительство нефтяных и газовых скважин на суше на море, №7,2007

26 Блинков О Г, Бикбулатов И К, Попов А Н, Трушкин Б Н Экспериментальное обеспечение математических методов определения равномерности нагружения вооружения и опор буровых шарошечных долот - Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, № 7,2007 г

27 Блинков О Г, Самородов Д В., Торгашов А В , Туманов Ю А Разработка современных технологий упрочнения рабочих элементов буровых породо-разрушающих инструментов Отчет по НИР и ОКР - Самара Поволжское отделение Российской академии проблем качества - 1997г

28 Блинков О Г , Рыбаков Ю С Защита водных объектов от загрязнения техногенными образованиями - Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Бассейн реки- Эколого-водохозяйственные проблемы рационального водопользования" - Екатеринбург РосНИИВХ, 1997 г

29 Блинков О Г, Рыбаков Ю С Защита подземных вод от загрязнения отвалами руд и минерализованных пород Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Бассейн реки Эколого-водохозяйственные проблемы рационального водопользования" - Екатеринбург. РосНИИВХ, 1997г

30 Шамарина Г Г, Ивашин А С, Блинков О Г Туманов Ю А Разработка технологии диффузионной сварки в вакууме биметаллических деталей для бурового инструмента - Отчет по НИОКР НИИ «Технологии», Самара 1997 г

31 Барвинок В А, Торгашов А В , Блинков О Г, Самородов Д В Разработка техники и технологии нанесения плазменных, ионно-плазменных покрытий на детали буровых шарошечных долот в целях повышения их износостойкости и долговечности - Отчет по НИОКР НИИ «Технологии», Самара 1998 г

32 Ганиев Р Ф Блинков О Г, Украинский Л Е Научные основы использования волновых процессов в породоразрушающем инструменте для повышения эффективности разрушения горных пород, а также для повышения качества вскрытия пластов скважин Отчет по НИОКР, М ,НЦ НВМТ РАН- 1999г

33 Барвинок В А , Блинков О.Г, Самородов Д В Разработка методики вакуумного ионно-плазменного и плазменного напыления покрытий на детали и узлы бурового инструмента, работающего в агрессивных средах Отчет по НИР и ОКР - Самара ИНПЦ "Технология" - 1999 г

34 Стеклянов Б Л., Торгашов А.В , Блинков О Г Развитие конструкций од-ношарошечных долот и перспективы их совершенствования - Проблемы машиностроения и автоматизации, №2,1999 г

35 Ганиев Р Ф , Ищук А Г, Блинков О Г Перспективы применения волновых генераторов для повышения скорости проходки при бурении скважин Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции по проблемам породоразрушающего бурового инструмента - Самара СГТУ 1999г

36 Барвинок В.А, Бакиров Б А, Агошашвили ТГ, Торгашов А.В, Блинков О Г Поверхностное упрочение гидромониторных насадок методом ионного осаждения в вакууме - Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции по проблемам породоразрушающего бурового инструмента - Самара СГТУ, 1999 г

37 Барвинок В А., Бакиров Б А, Торгашов А В, Ищук А Г, Блинков О Г, Гладких В Н Повышение износостойкости фрезерованного вооружения долот методом плазменного напыления Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции по проблемам породоразрушающего бурового инструмента - Самара СГТУ, 1999 г

38 Бикбулатов И К, Гинзбург Э С , Торгашов А В , Блинков О Г. Уплотнение опоры бурового долота с керамическим МДО-покрытием рабочих поверхностей - Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции по проблемам бурового инструмента. - Самара СГТУ, 1999 г

39 Матвеев Ю Г , Попов А Н, Торгашов А В , Блинков О Г, Баталов С П Разработка герметизирующих устройств опор шарошечных долот для повышенных частот вращения Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции по проблемам породоразрушающего бурового инструмента - Самара СГТУ, 1999 г.

40 Бикбулатов И К, Хуан Ваньчжи, Блинков О Г., Анисимов П.А, Анохин К П Исследование динамических нагрузок вооружения шарошечных долот в процессе бурения скважин - Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции по проблемам породоразрушающего бурового инструмента - Самара СГТУ, 1999 г

41 Барвинок В А , Торгашов А В , Блинков О Г, Чекмарев А К Контроль качества шарошечных долот - Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции по проблемам породоразрушающего бурового инструмента. - Самара, СГТУ, 1999 г

42 Бикбулатов И К, Блинков О Г, Торгашов А В Определение динамических нагрузок на твердосплавные зубки шарошек буровых долот Проблемы машиностроения и автоматизации, №2, 2000 г

43 Матвеев Ю Г, Блинков О Г, Попов А Н Разработка конструкции наддо-лотного лубрикатора для принудительной смазки опор долот серии ГНУ (ГВУ) и создание уплотнения, обеспечивающего их работу в компоновке с лубрикатором - Отчет НИР, Уфа, ООО «Бурнефтемаш», 2000г

44 Матвеев Ю Г, Блинков О Г., Попов А Н. Герметизирующие устройства опор шарошечных долот и их совершенствование для повышенных частот вращения Проблемы машиностроения и автоматизации, № 2, 2000 г

45. Бикбулатов И. К., Блинков О.Г., Полаискии Г.А. Патент «Шарошка бурового долота» - Решение ФИПС о выдаче патента по заявке № 2000101 1997/03(002232) ot0I.03.2001 г.

46. Бикбулатов И. К., Блинков О.Г., Полянский Г.А Патент «Опора долота для бурения с продувкой воздухом» Решение ФИПС о выдаче патента по заявке №2000101 1996/03 (002233)от01.03.2001 г.

47. Павлов Ю.А. Соломахин А. В., Блинков О.Г., Воробьев В.Н, Поланский Г.А. Козлов O.A. Патент «Буровая коронка» №2164283 - Решение РА1ГГЗ о выдаче патента по заявке № 99103571 от 24.02.1999 г.

48. Матвеев Ю.Г., Исмаков P.A., Могучев А.И., Блинков О.Г. Об одном из возможных направлений совершенствования уплотнений опор шарошечных долот для высоких частот вращения. — Научно-технические достижения в га-зоной промышленности. Сборник научных трудов. Уфа, УГНТУ. 2001 г.

49. Барвинок В,А., Блинков О.Г., Чекмарев А,Н, Использование методов ионно-плазменного осаждения в вакууме с целью повышения износостойкости гидромониторных насадок буровых шарошечных долот. - Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, №5, 2007 г.

50. Барвинок В.А., Блинков О.Г Применение плазменного напыления для повышения износостойкости фрезерованного вооружения буровых шарошечных долот - Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, №5, 2007 г.

51. Анохин К.П., Блинков О.Г., Ганиев Р.Ф., Ищук А.Г. Применение волновых генераторов для повышения скорости проходки при бурении скважин. -Строительство нефтяных и газовых скважин па суше и на море, №6,2007 г.

52. Бикбулатов И.К., Блинков О,Г.. Гинзбург Э.С. Использование уплотнений в опоре бурового шарошечного долота с керамическим МДО-покрытием рабочих поверхностей. - Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, №8, 2007 г.

Ризография НИЧУГТУ-УПИ

Адрес: 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19.

Тираж 100 шт. 2007 г.

Содержание диссертации, доктора технических наук, Блинков, Олег Геннадьевич

работы буровых шарошечных долот 1.1 .Состояние качества и надежности буровых шарошечных долот 1.2. Некоторые показатели качества буровых шарошечных долот

ГЛАВА 2. Исследование работы вооружения буровых шарошечных долот на забое и разработка аналитических, экспериментальных и конструктивных методов повышения эффективности разрушения горных пород

2.1. Исследование трекинга (рейкообразования) на забое

2.2. Исследование кинематики зубчатого венца шарошки

2.3. Вычисление кинетических характеристик рабочих узлов и элементов буровых шарошечных долот

2.4. Кинетические критерии оценки работоспособности буровых долот шарошечного типа

2.5. Исследование динамических нагрузок на вооружение шарошек буровых долот

2.6. Развитие конструкций одношарошечных долот и перспективы их совершенствования

2.7. Определение эффективных геометрических параметров твердосплавного вооружения буровых шарошечных долот в зависимости от механических свойств горных пород

ГЛАВА 3. Повышение надежности и качества опор буровых шарошечных долот

3.1. Исследование объемно-напряженного состояния опорных элементов долота

3.2. Исследование равномерности нагружения опор и вооружения буровых шарошечных долот

3.3. Исследование процессов разрушения подшипников скольжения в опоре буровых шарошечных долот с использованием методов математического моделирования

3.4. Исследование смазочных и уплотнительных устройств опор шарошек

3.5. Герметизирующие устройства опор буровых шарошечных долот и их совершенствование для повышенных частот вращения

3.6. Некоторые разработки в области совершенствования опор буровых шарошечных долот

ГЛАВА 4. Промывочные устройства и их влияние на работу буровых шарошечных долот

4.1. Влияние конструктивных особенностей промывочных устройств на эффективность работы долота

4.2. Разработка рациональных конструкций удлиненных насадок и асимметричных схем промывки забоя

4.3. Разработка гидравлически оптимизированной центральной насадки

4.4. Исследование насадки из пластмассы

4.5. Исследование комбинированной щелевой схемы промывки

4.6. Исследование струйной обработки стенок скважины

4.7. Разработка усовершенствованной системы гидравлической очистки забоя за счет новой формы лапы

4.8. Исследование использования волновых процессов для повышения эффективности разрушения горных пород

ГЛАВА 5. Исследование и разработка интегрированных плазменных и лазерных технологий при производстве бурового породоразрушающего инструмента

5.1. Модификация поверхности при диффузионной сварке в вакууме

5.2. Улучшение свойств покрытий лазерно-плазменным воздействием

5.3. Исследование и разработка плазменной технологии, оборудования, материалов с целью упрочнения элементов буровых долот 5.4. Выбор материалов. Унификация сталей и других материалов для производства буровых шарошечных долот

ГЛАВА 6. Статистические методы управления качеством буровых шарошечных долот на стадии производства

6.1. Конструктивно-технологические методы повышения качества буровых шарошечных долот

6.2. Статистический анализ технологических процессов при изготовлении буровых шарошечных долот

6.3. Статистическое регулирование технологических процессов при изготовлении буровых шарошечных долот

6.4. Статистический приёмочный контроль при изготовлении буровых шарошечных долот

6.5. Разработка и внедрение комплексной системы автоматизации проектирования и подготовки производства в ОАО "Уралбурмаш"

ГЛАВА 7. Промысловые испытания новых конструкций буровых шарошечных долот

7.1. Влияние технического уровня и качества бурового породоразрушающего инструмента на сроки строительства скважин

7.2. Испытания опытных партий буровых шарошечных долот при турбинном бурении нефтяных и газовых скважин

7.3. Промысловые испытания горнорудных долот с увеличенным шагом и вылетом породоразрушающих элементов

7.4. Расчет экономической эффективности внедрения в практику бур шарошечных долот новых типов и конструкций

ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Пути повышения эффективности работы буровых шарошечных долот"

Работа обобщает результаты исследований и разработок, организованных и выполненных под руководством и при непосредственном участии автора в период с 1983 по 2007 г.г. в ОАО НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ «БУРОВАЯ ТЕХНИКА» - ВНИИБТ и ОАО "УРАЛБУРМАШ", а также при тесном взаимодействии с отраслевыми министерствами СССР, НИИ и университетами, работающими над созданием бурового инструмента. В работе представлены результаты разработки новых научно-технических основ создания бурового инструмента с применением интегрированных технологий и конструкторских решений, позволяющих в значительной степени повысить производительность работы долот и бурения в различных горногеологических условиях.

Актуальность темы.

Геологи считают бурение главным в поиске и разведке месторождений. И поэтому буровое долото называют «Его Величество Долото», ибо только с его помощью можно неопровержимо доказать присутствие нефти или газа в недрах.

Повышение эксплуатационных показателей работы буровых шарошечных долот является одним из решающих факторов снижения затрат на строительство скважин и существенного роста показателей бурения в целом.

За последние годы в России и СНГ возросли объемы роторного бурения. Широко применяется способ среднеоборотного бурения винтовыми забойными двигателями и редукторными турбобурами. Соответственно увеличился, и по объему, и особенно по номенклатуре, выпуск долот с герметизированными опорами, предназначенными, в основном, для частот вращения долот в диапазоне 30-300 об/мин. Вместе с тем, объем турбинного бурения в нашей стране по-прежнему превышает объем бурения с другими видами привода. В связи с этим весьма важное значение приобретает проблема создания новых типов буровых шарошечных долот с герметизированными опорами для высокооборотного турбинного бурения и удешевление технологии производства долот такого типа.

Сложнейшая кинетика и кинематика работы долота при проводке скважин на нефть и газ, высокие динамические нагрузки, которые воздействуют на долото при разрушении пород с самыми различными свойствами по твердости, вязкости, пластичности и абразивности, делают буровой инструмент одним из самых сложных высоконагруженных механизмов, работающих в условиях вибрации, стесненности скважинного пространства, в среде абразивной промывочной жидкости. Весьма сложные условия бурения имеют место и при использовании горнорудных долот с удалением выбуренного шлама и охлаждением узлов и элементов инструмента путем подачи на забой сжатого воздуха.

Современные требования к буровому породоразрушающему инструменту и буровым процессам предопределяют новые требования к разработке конструкций и технологии производства буровых долот. Для увеличения рентабельности производства породоразрушающего бурового инструмента и повышения его конкурентоспособности в сравнении с ведущими западными фирмами, а также эффективности буровых работ в целом, необходимо преобразование всей технологической цепочки от маркетинга, научно-исследовательских работ и проектирования породоразрушающего бурового инструмента до его использования в бурении.

Острая конкуренция между компаниями по бурению и производству долот, которая явилась в настоящее время важным фактором, инициирующим решение многих новых задач, предъявляет чрезвычайно высокие требования к качеству и эффективности современного породоразрушающего инструмента и технологии его производства. Возможность использования ранее недоступных для гражданского производства технологических процессов и материалов и всеобщая компьютеризация создают новые возможности для совершенствования буровых шарошечных долот.

Рис. 1.1. Блок-схема алгоритма разработки научно-технических основ обеспечения качества изготовления буровых шарошечных долот.

На рис. 1.1. представлена блок-схема алгоритма разработки научно-технических основ обеспечения качества изготовления буровых шарошечных долот, которая раскрывает цель исследований и основные задачи настоящей работы.

Цель исследований.

Совершенствование технологии бурения и повышение показателей буровых работ за счет создания новых высокоэффективных шарошечных долот для проводки скважин в различных горно-геологических условиях, в т. ч. для высокооборотного бурения.

Основные задачи исследований.

• исследование кинематики, кинетики работы буровых шарошечных долот и отдельных их узлов и элементов с использованием аналитических и экспериментальных методов;

• теоретические исследования факторов, влияющих на эффективность разрушения горной породы на забое скважины, и создание математической модели работы буровых шарошечных долот на забое;

• разработка методов оценки кинетических характеристик и работоспособности буровых шарошечных долот;

• разработка нового вооружения буровых шарошечных долот, обеспечивающего эффективное разрушение горных пород без трекинга на забое;

• разработка новых герметизирующих и опорных узлов буровых шарошечных долот, в т. ч. для высокооборотного бурения;

• разработка новых схем промывки долота и забоя с целью повышения эффективности процесса очистки призабойной зоны скважины и вооружения долота от шлама;

• создание новых методов проектирования и разработка новых производственных процессов, обеспечивающих повышение надежности и эффективности работы буровых шарошечных долот с использованием современных технологий и методов математической статистики;

• проведение широких промысловых испытаний и внедрение разработанных технических решений и мероприятий в различных горно-геологических условиях проводки скважин, их технико-экономическая оценка.

Создание новых и модернизация серийных долот на стадиях проектирования, изготовления и использования производились по следующим основным направлениям:

• разработка высокоэффективного твердосплавного вооружения шарошек бурового долота на основе комплексного изучения кинематики и кинетики его работы на деформируемом забое;

• создание новых типов и конструкций опорных узлов буровых шарошечных долот, позволяющих выдерживать высокие статические, динамические и вибрационные нагрузки при взаимодействии долота с породой забоя, а также гидравлических устройств, в большой степени влияющих на эффективность разрушения горных пород на забое и его очистку от шлама;

• использование новых материалов и сплавов с внедрением в технологию производства долот ранее закрытых технологических решений с целью повышения износостойкости и прочности узлов и элементов буровых шарошечных долот, повышающих производительность бурения, за счет использования новых материалов и сплавов с применением лазерных и плазменных технологий.

В результате проведенных исследований:

• разработана и апробирована методология создания бурового породоразрушающего инструмента повышенной эффективности, основанная на комплексном изучении кинематики и кинетики его работы и условий взаимодействия вооружения долота с забоем;

• создана универсальная математическая модель работы бурового шарошечного долота с использованием методов математической статистики для оценки качества и технического уровня бурового породоразрушающего шарошечного инструмента;

• разработана и апробирована методика определения критериев оценки работоспособности буровых долот на забое скважины в форме кинетических характеристик;

• разработаны аналитическая модель и расчетная схема, позволяющие получить достоверную информацию о параметрах и условиях работы отдельных шарошек долот и их венцов на забое;

• получены аналитические выражения, связывающие параметры вооружения шарошек и забоя скважины;

• разработана и апробирована аналитическая модель создания условий равностойкости опор шарошек буровых долот;

• на основании комплексных теоретических и экспериментальных исследований поставлена и решена задача оптимизации вооружения шарошек буровых долот с твердосплавными зубками, что позволило научно обосновать новые эффективные геометрические характеристики поражающих вершин зубков, обеспечивающих эффективное разрушение конкретного типа горной породы;

• выявлены основные причины и закономерности возникновения тре-кинга на забое скважины, снижающего эффективность разрушения горных пород, и разработаны методы его предотвращения или минимизации;

• созданы новые типы и конструкции опорных узлов буровых шарошечных долот, позволяющие выдерживать высокие статические, динамические и вибрационные нагрузки при взаимодействии долота с породой забоя;

• разработаны новые гидравлические устройства буровых шарошечных долот, повышающие эффективность процесса очистки призабойной зоны скважины и вооружения долота от шлама;

• предложен и реализован в производстве метод повышения стойкости и других характеристик буровых шарошечных долот за счет использования новых материалов и сплавов с применением лазерных и плазменных технологий;

• разработана и внедрена методика автоматизированного проектирования и подготовки производства (САПР - САТПП) на основе концепции единой конструкторско-технологической документации, разделенной по операционному признаку, что позволило объединить исследование, проектирование и технологическую подготовку в единую систему, использующую статистические методы управления качеством;

• выполненные теоретические, стендовые и промысловые исследования позволили создать в ОАО «Уралбурмаш» 43 новые и усовершенствованные конструкции долот основного применения для бурения нефтяных, газовых и взрывных скважин (III 215,9 - М, МЗ, МП, С, СТ, СЗ, Т, ТЗ, ТКЗ, КП, ОКП - ГВ; III 244,5 - Т, ТЗ, ТКЗ, К- ПВ; III 250,8 - Т, ТЗ, ТКЗ, К, ОК - ПВ; III 269,9 - СЗ, К, ОК - ПВ), а проведенные массовые промысловые испытания показали эффективность разработанных конструкций и технических решений.

Методы исследования.

В работе использован комплекс методов, включающих аналитические, экспериментальные исследования, численные и статистические методы, стендовые и промысловые испытания, технико-экономические методы оценки результатов работы.

Заключение Диссертация по теме "Технология бурения и освоения скважин", Блинков, Олег Геннадьевич

выводы.

1. Решена задача построения аналитической модели работы долота на основе объективно существующих функциональных связей: долото - порода - подводимая энергия, и определен механизм взаимодействия вооружения долота с породой, а также получено аналитическое выражение для определения закономерностей нагружения элементов вооружения и подшипников в опорах шарошек в процессе взаимодействия долота с поверхностью забоя.

2. Разработаны критерии оценки работы долота на забое скважины и определены показатели для сравнительного анализа кинетических характеристик различных конструкций буровых шарошечных долот.

3. На базе исследований расчетной схемы и особенностей процесса разрушения забоя разработана аналитическая модель, позволяющая получить информацию о параметрах работы вооружения на каждом венце шарошки в отдельности, и выявлены основные причины и закономерности возникновения трекинга (рейкообразования), снижающего производительность работы долота на забое, предложены методы предотвращения трекинга в новых конструкциях долот.

4. Определены эффективные геометрические параметры твердосплавного вооружения в зависимости от физико - механических свойств горных пород, разработаны и внедрены в производство зубки с оптимизированной геометрией поражающей головки.

5. В результате исследования нагрузок на твердосплавные зубки шарошечных долот установлено, что каждая шарошка имеет свой ведущий венец, которым задается движение данной шарошки, причём при работе бурового шарошечного долота существует момент времени, в который одна из шарошек не движется и не нагружается, а нормальная нагрузка на отдельном зубе ведущего венца может достигать 85% всей осевой нагрузки; при этом время эффективного воздействия зуба на забой является только частью всего времени контакта зубьев с забоем.

6. Проведенные экспериментальные и аналитические исследования процессов разрушения подшипников скольжения в опоре буровых шарошечных долот выявили, что процесс разрушения начинается у радиальных подшипников с малого подшипника, а у упорных подшипников - с внутренних кромок, так как на них приходится наибольшая удельная нагрузка, вследствие чего малый осевой упорный подшипник скольжения воспринимает основную нагрузку и разрушается раньше большого упорного подшипника, ограничивая стойкость долота в целом. На основе аналитических и экспериментальных исследований выявлено, что решающую роль в стойкости долот с опорами типа АУ играет износостойкость концевых подшипников скольжения, при этом отказ от малого осевого упорного подшипника скольжения приводит к увеличению стойкости долот.

7. На основании проведенных исследований доказана возможность применения буровых шарошечных долот с герметизированной опорой при высокооборотном турбинном бурении, для чего разработаны конструкции специальных уплотнительных устройств, в которых реализована схема, позволяющая при турбинном бурении сохранять герметичность опоры.

8. Разработаны и экспериментально обоснованы комбинированные схемы промывки буровых шарошечных долот, повышающие эффективность очистки забоя от шлама, и специальные центральные и боковые удлиненные гидромониторные насадки, геометрия внутреннего канала которых сочетает в себе высокую эффективность воздействия струй на забой и наибольшую износостойкость насадок. Разработана усовершенствованная система очистки призабойной зоны за счет применения лапы со смещенным ребром жесткости спинки, которая выполнена наклонной по винтовой линии.

9. Проведенными экспериментальными и теоретическими исследованиями доказана возможность создания и эффективного применения шарошечных долот с центральной системой промывки и герметизированной опорой.

10. Разработаны лазерная и плазменная технологии для нанесения покрытий различных типов на долота с использованием предложенных металлов, оксидов и карбидов, обеспечивающие повышение стойкости буровых шарошечных долот. Проведены металлографические исследования качества плазменных покрытий.

11. Разработана и внедрена в производство методика автоматизированного проектирования и подготовки производства буровых долот (САПР-С ATI 111) на основе концепции единой конструкторско-технологической документации, разделенной по операционному признаку, что позволило объединить исследование, проектирование и технологическую подготовку в единую систему, использующую статистические методы управления качеством соответствующих процессов.

12. На основе полученных автором результатов исследований и инженерных решений созданы и внедрены в производство 43 типоразмера буровых шарошечных долот, обеспечивающих повышение показателей бурения в различных нефтегазодобывающих регионах страны. Экономический эффект только за 1996-2000 гг. составил 123 млн. 400 тыс. руб. в ценах 2000 г.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Блинков, Олег Геннадьевич, Москва

1. Абдуллин М.М., Трушкин Б.Н., Спивак А.И. Кинематика шарошечного долота со смещенными осями шарошек. Нефть и газ, 1981 г. № II, С. 15-18.

2. Аппаратура плазменной технологии высоких энергий «холодные системы» для генерации плазм проводящих твердых веществ. Б.Н. Баранов, И.Г. Блинов, A.M. Дородное. Физика и химия обработки материалов. 1978 г. №1.

3. Анохин К.П., Блинков О.Г., Ганиев Р.Ф., Ищук А.Г. Применение волновых генераторов для повышения скорости проходки при бурении скважин. -Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, №6, 2007 г. С.15-16.

4. Адлер Ю.П. Японский подход к обеспечению качества: взгляд извне. Надежность и контроль качества (сер, «Статистические методы»). 1995, №4. 25с

5. Ахтырский В.В., Торгашов А.В. и др. Совершенствование конструкции одношарошечных долог для бурения нефтяных и газовых скважин //Химическое и нефтяное машиностроение. Научно-технический реферат, сборник, М., ЦИНТИХИМНефтемаш, №5, 1980 г. С. 17-25.

6. Балабашин Б.П. Торгашов А.В„ Бикбулатов И.К и др. Зубок шарошки трехшарошечного долота "Самара". Патент №2006566 Бюл.№2, С. 7-5.

7. Бакиров БА, Мосеев Д.Ю., Торгашов А.В. и др. Повышение износостойкости гидромониторных насадок методом ионно-плазменного осаждения в вакууме// Надёжность и сертификация оборудования для нефти и газа, 2000 г. №3,С.30-32.

8. Барвинок В.А., Блинков О.Г Применение плазменного напыления для повышения износостойкости фрезерованного вооружения буровых шарошечных долот -Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, №5, 2007 г. С.28-29.

9. Барвинок В.А., Торгашов А. В., Блинков О.Г., Чекмарев А. К. Контроль качества шарошечных долот Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции по проблемам породоразрушающего буровогоинструмента. Самара, СГТУ, 1999 г. С. 10-17.

10. Барвинок ВА, Торгашов А.В., Чекмарёв А.Н., Мосеев Д.Ю., Вышегород-цева Г.И. Управление качеством изготовления буровых шарошечных долот статистическими методами.// Надёжность и сертификация оборудования для нефти и газа, 2002 г. № 2, С.23-26.

11. Барвинок В. А., Кулаков Г.А. Технологические методы повышения качества основных деталей и узлов буровых шарошечных долот. // Проблемы машиностроения и автоматизации, 1997 г. №№ 3-4, С. 11-17.

12. Белевский JI.C., Кадошников В.И., Плотников Г.В. "Поверхностное упрочнение металлическими щетками", " Вестник машиностроения", 1987 г. № 10, С. 24-26.

13. Бикбулатов И.К., Гинзбург Э.С., Торгашов А.В. и др, Буровое долото. Патент No2004762 КЛ.Е21В 10/50 от 15.12.93 'Бюл.№№45-46,

14. Бикбулатов И.К., Блинков О.Г., Торгашов А.В. и др. Определение динамических нагрузок на твердосплавные зубки шарошек буровых долог. // Проблемы машиностроения и автоматизации; 2000 г. №2, С.51-54.

15. Бикбулатов И.К., Блинков О.Г., Гинзбург Э.С. Использование уплотнений в опоре бурового шарошечного долота с керамическим МДО-покрытием рабочих поверхностей. Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, №8, 2007 г. С.24-27.

16. Бикбулатов И. К., Блинков О.Г., Поланский Г.А. Патент «Шарошка бурового долота» Решение ФИПС о выдаче патента по заявке № 20001011997/03(002232) от 01.03.2001 г.

17. Бикбулатов И. К., Блинков О.Г., Поланский Г.А. Патент «Опора долота для бурения с продувкой воздухом» Решение ФИПС о выдаче патента по заявке № 2000101 1996/03 (002233) от 01.03.2001 г.

18. Бикбулатов И. К., Гинзбург Э.С., Торгашов А.В. Новые конструктивные и технологические решения в области вооружения породоразрушающего инструмента // ВНИИОЭНГ Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, №11, м., 1993 г. с.2-4.

19. Бикбулатов И.К., Гинзбург Э.С., Торгашов А.В. Буровые шарошечные долота с новой геометрией зубков. Каталог научно-технических разработок., М., ГАНГ им. Губкина, 1994 г. С.58-62.

20. Бирюков И.М. Шарошечное бурение в горном деле. М. Госгортехиздат, 1962 г. 163 с.

21. Блинков О.Г., Мосеев Д.А. Современные шарошечные долота. Монография. Самара: Изд-во Самарского научного центра РАН, 2000 г. 66 с.

22. Блинков О.Г., Мосеев Д.А., Торгашов А.В. Разработки в области управления качеством изготовления шарошечных долот повышенной работоспособности Монография. Самара: Изд-во Самарского научного центра РАН, 2000 г. - 69 с.

23. Блинков О.Г. Гибкая технология и маркетинг две грани одной проблемы Надежность и сертификация оборудования для нефти и газа; №3, 1997 г. С.22-23.

24. Блинков О.Г. К вопросу унификации сталей и других материалов для производства шарошечных долот и бурильных головок Проблемы машиностроения и автоматизации, №1, 1999 г. С.47-51.

25. Блинков О.Г. Разработка и внедрение комплексной системы автоматизации проектирования и подготовки производства долот и бурильных головок -Проблемы машиностроения и автоматизации, №1, 1999 г. С.82-84.

26. Блинков О.Г. Долота, как определяющий фактор повышения эффективности буровых работ Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции по проблемам бурового инструмента. - Самара. СГТУ, 1999 г. С.21-23.

27. Блинков О.Г. Новые материалы ускоряют совершенствование буровых долот Сборник докладов Всероссийской научно-практической конференции по проблемам породоразрушающего бурового инструмента - Самара СГТУ, 1999 г. С.23-26.

28. Блинков О.Г., Бикбулатов И.К. Влияние конструктивных особенностей промывочных устройств на эффективность работы буровых шарошечных долот Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, №7, 2007 г. С.9-11.

29. Блинков О.Г., Костенко В.В., Рыбникова В.А., Рыжова В.В. Анализ финансового состояния ОАО «Уралбурмаш»Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 1999 г. 12.

30. Блинков О.Г., Сухов Р.И., Андреев А.С. Повышение качества эксплуатации долот на карьерах Урала Тезисы докладов Международной конференции «Проблемы безопасности и совершенствования горных работ»- Пермь, 1999 г. С.43-44.

31. Блинков О.Г., Сухов Р.И. К вопросу создания шарошечных долот для конкретных условий бурения Сборник докладов IV Международной конференции по буровзрывным работам. -М., 1999 г. С. 14-15.

32. Блинков О.Г., Сухов Р.И., Ярушин В.П. Направления интенсификации бурения взрывных скважин Сборник докладов IV Международной конференции по буровзрывным работам. М. 1999 г. С.31-32.

33. Блинков О.Г. К вопросу повышения качества породоразрушающего инструмента- Тезисы докладов Международной конференции «Проблемы безопасности и совершенствования горных работ». Пермь, 1999 г. С.21-22.

34. Блинков О.Г., Мосеев Д.Ю. Статистические методы контроля качества долот и бурильных головок. Э.И. «Бурение нефтяных, газовых и газоконден-сатных скважин». Москва, Изд. «Нефть и газ», 2000 г. С62-64.

35. Блинков О.Г., Мосеев Д.Ю. Промывочные устройства и их влияние на качество шарошечных долот. Надежность и сертификация оборудования для нефти и газа, №3, 2000 г. С.23-24.

36. Блинков О.Г., Мосеев Д.Ю. Повышение износостойкости гидромониторных насадок методом ионно-плазменного сжатия в вакууме. Надежность и сертификация оборудования для нефти и газа, №3, 2000 г. С.30-32.

37. Блинков О.Г., Мосеев Д.Ю., Анохин А.К. Производство и испытания долот с усовершенствованной конструкцией вооружения. Надежность и сертификация оборудования для нефти и газа, №2, 2001 г. С.54-55.

38. Блинков О.Г. Повышение эффективности буровых работ на примере применения буровых шарошечных долот с фрезерованным вооружением. Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, №4, 2007г.С.26-27.

39. Блинков О.Г. Совершенствованию буровых долот помогают новые материалы Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море №4 2007. С.34-35.

40. Блинков О.Г., Исмаков Р.А., Матвеев Ю.Г., Могучее И.А. Создание уплотнений опор буровых шарошечных долот для высоких частот вращения. -Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, № 5, 2007 г.С.22-25.

41. Блинков О.Г. Математическое моделирование процессов разрушения подшипников скольжения в опоре буровых шарошечных долот. Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, № 8, 2007 г. С.31-34.

42. Блинков О.Г., Чекмарев А.Н., Блинков М.О. Построение математическоймодели статистического контроля качества буровых шарошечных долот. -Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море, №6, 2007г. С.16-19.

43. Блинов Н.Г., Дороднов A.M., Минайчев В.Е. и др. Вакуумные сильноточные плазменные устройства и их применение в технологическом оборудовании. М.: ЦНИИ «Электроника», 1974. 48 с.

44. Богомолов P.M., Иванов Н.Ф. Шарошечные долота для высокооборотного бурения конструкции СКБД. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, М., 1969. 24 с.

45. Богомолов P.M. Пути повышения качества буровых шарошечных долот и их эксплуатационных показателей. Научно-технический обзор. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, М., 1969. 12 с.

46. Богомолов P.M. Выбор основных конструктивных параметров вооружения шарошечных долот для бурения в твердых и крепких породах. Сб. "Совершенствование конструкций и технологии буровых шарошечных долот". Изд. им. Мяги, Самара, 1972. 36 с.

47. Богомолов P.M., Старцев А.А. Промысловые испытания долот с зубьями в форме усеченного конуса. Сб. "Совершенствование конструкций и технологии буровых шарошечных долот". Изд. им. Мяги, Самара, 1972. 18 с.

48. Богомолов P.M. Опыт использования металлокерамических материалов в создании породоразрушающего инструмента. Научно-технический обзор. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, М., 1973. 12 с.

49. Богомолов P.M. Современное состояние и тенденции развития шарошечных долот. Научно-технический обзор. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, М., 1973. 12 с.

50. Богомолов P.M., Палащенко Ю.А. Результаты испытаний шарошечных долот с новой формой зубков. ВНИИОЭНГ. Журнал "Нефтегазовая геология, геофизика и бурение", М. 1984. С.14-16.

51. Богомолов P.M., Палащенко Ю.А. Буровое 3-х шарошечное долото III 215,9ТЗ-ЦВ-1 с поперечным расположением вставных клиновидных зубков. Изд. ТЦ НТИ и пропаганды, М. 1986. 16 с.

52. Богомолов P.M., Палащенко Ю.А. Исследование работы шарошечных долот со вставными дисковыми венцами. Журнал "Нефтяное хозяйство" № И, М.,1987. С.25-27.

53. Богомолов P.M., Палащенко Ю.А. Буровые шарошечные долота новой конструкции для твердых и крепких абразивных пород. Московский городской ЦНТИ, вып. 91-77, М. 1991.

54. Богомолов P.M., Варламов Е.П. Экспериментальная установка для исследования гидромониторных насадок шарошечных долот. Сб. трудов УГНТУ, Уфа, 1992 г. С.34-37.

55. Богомолов P.M., Ищук А.Г., Гавриленко М.В. Высокоэффективные буровые долота ОАО "Волгабурмаш" с фрезерованным вооружением для строительства скважин в нефтегазодобывающей промышленности. Изд. Стамбул, Турция, 1999 г. 48 с.

56. Богомолов P.M., Ищук А.Г., Гавриленко М.В. Новые разработки ОАО "Волгабурмаш". Вестник Ассоциации буровых подрядчиков, № 1, М.,2000 г.

57. Богомолов P.M., Неупокоев В.Г., Торгашов А.В. Буровые шарошечные долота и продукция нефтепромыслового машиностроения, выпускаемая ОАО "Волгабурмаш". Журнал "Проблемы машиностроения и автоматизации", № 4, М., 2000 г. С. 18-22.

58. Богомолов P.M. Об освоении новых конструкций буровых долот ОАО "Волгабурмаш". Вестник Ассоциации буровых подрядчиков, № 1, М. 2001.

59. Бородачев Н.А, Основные вопросы теории точности производства. М., Изд-во АН СССР, 1950. 416 с.

60. Бородулин А.Б., Торгашов А.В. и др. Одношарошечное долото А.с. №1583582 кл.Е21В 10/08 от 7.08.90 Бюл.№29, С. 1-4.

61. Бронштейн И.Н,, Семендяев К.А. Справочник по математике. -М.:Наука, 1964, 608 с.

62. Варламов Е.П., Торгашов А.В. и др. Экспериментальные и промысловые исследования долот с различными видами систем гидромониторной промывки забоя скважин //ВНИИОЭНГ Строительство нефтяных и газовых скважинна суше и на море. № 6, М. 1995, С.9-11

63. Версан В.Г, Сиськов В.И., Дубицкий Л.Г. и др. Интеграция производства и управления качеством продукции. М: Изд-во стандартов, 1995. - 320 с.

64. Воронков Б.Д. Подшипники сухого трения Л.: Машиностроение, 1968. -140 с.

65. Гантемиров Б.М. Трение и износ наполненных фторопластов в условиях динамического нагружения: Автореф. дис.канд. техн. наук. М., 1983 -21с.

66. Гиря И.Я., Старцев А.А., Сехниашвили В.А., Ермаков В.П. "Временная инструкция по эксплуатации трехшарошечшх долог Ш190.5С-ЦВ-2. Ротапринт ЗапСибНИГНИ, Тюмень, 1987,- 14 с.

67. Глудкин О.П., Горбунов Н.М., Гуров А.И., Зорин Ю.В. Всеобщее управление качеством. М.: Радио и связь. - 1999. - 600 с.

68. ГОСТ 15895-77. Статистические методы управления качеством продукции. Термины и определения.

69. ГОСТ 20692 80 или 96. Долота шарошечные. Типы и основные размеры. Технические требования.

70. ГОСТ Р 50779,0-95, Статистические методы. Основные положения.

71. ГОСТ Р 50779.51-95. Статистические методы. Непрерывный приемочный контроль качества по альтернативному признаку.

72. ГОСТ Р 50779.30-95. Статистические методы, Приемочный контроль качества, Общие требования.

73. Губарев А,С., Бутовец В.В., Торгашов А.В. и др. Смазка опор шарошечных долот Ас.№ 159497, Кл.СЮМ ДСП 163/00 от 9.01.89 (неопублик. ),С. 1-4

74. Гусман A.M., Мительман В.И., Малкин И.Б. Влияние свойств промывочной жидкости на показатели работы шарошечных долот. Труды ВНИ-ИБТ, вып. 24, М., 1970. 12 с.

75. Гусман М.Т., Мительман Б.И., Гусман A.M. Гидромониторная насадка для буровых долот. А.с. № 309111, бюл. № 29, 1971.

76. Гусман A.M. Исследование процесса выноса шлама из призабойной зоны при различных схемах промывочных устройств шарошечных долот. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. ВНИИБТ, М, 1973.

77. Гусман A.M., Пестров А.П. Исследование и разработка мер по ликвидации сальника с вооружения долота при бурении в условиях Западной Сибири. Проблемы нефти и газа Тюмени, вып. 61, М., 1984. С.44-48.

78. Гусман A.M. Управление процессом очистки забоя бурящейся скважины. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. ВНИИБТ, М., 2000 г.

79. Жидовцев Н.А., Кершенбаум В .Я. Долговечность шарошечных долот. — М: Недра. 1992. 56 с.

80. Каталог буровых долот ОАО «Волгабурмаш», 1998- 2006 г.

81. Кендалл М., Стьюарт А. Статистические выводы и связи. Том 2, М.: Наука. 1973. 899 с.

82. Кершенбаум В.Я. "Износостойкие покрытия", М.,"Знание", 1988, № I, С. 33-34.

83. Классификация, стандартизация и конструктивные особенности в производстве современных шарошечных долот. Учебное пособие. Торгашов А.В., Неупокоев В.Г., Мосеев Д.Ю. Самарский гос. аэрокосмический университет, Самара. 2000 г.-104с.

84. Кулаков А.Г., Барвинок В.А. Технологические методы повышения качества основных деталей и узлов буровых шарошечных долот // Проблемы машиностроения и автоматизации, 1997, №3—4.

85. Куме Хитоси. Статистические методы повышения качества. М.: Финансы и статистика. 1990 г.-310 с.

86. Курош А.Г. Высшая алгебра. Изд.8. М.:Физматгиз, 1963 г. -431 с.

87. Курумов JI.C., Мокшин А.С., Симонянц JI.E. и др. Экспериментальное определение температуры подшипников скольжения в опоре долота серии ГАУ, Известия вузов, сер. Нефть и газ, 1982 г.,№ 4, С. 25-28.

88. Курумов Л.С., Гераськин Г.Г., Мокшин А.С. и др. О выборе режима бурения долотами серии ГАУ. Нефтяное хозяйство, 1984 г., № 8, С. 15-17.

89. Лапидус В.А. Статистический приемочный контроль качества продукции и международные стандарты ИСО. /./ Надежность и контроль качества (сер. «Статистические методы»), 1994 г., № 2,4,8,10,12

90. Левина А.Б., Торгашов А.В. и др. Способ определения эффективности от формы породоразрушающих элементов бурового долота со скругленной вершиной. А.с.№ 1663172 Кл. Е21В 10/16 от 15.07.91 Бюл.№26.

91. Мавлютов М.Р., Алексеев Л.А., и др. А. С. №1779738, 19.04.93.

92. Максаков А.Б., Кекутия И.П., Михейкин В.Б. Методика статистического анализа качества продукции в стабильности технологических процессов. // Надежность и контроль качества -1993 г., №10. С.31-38.

93. Малышев В.Н., Сорокин Г.М. Критерии изнашивания покрытий, сформированных микродуговым методом М.: Трение и износ, 1996 г.-т.17, №5, С. 635-657.

94. Малышев В.Н. Упрочнение поверхностей трения методом микродугового оксидирования. Автореферат докторской диссертации, М, Университет нефти и газа им. И.М. Губкина, 1999 г.

95. Марков А.В. К определению геометрии калибрующего венца шарошки. Изв.АН УзССР, сер .техн.наук, I960 г., № I, С.84-86.

96. Матвеев Ю.Г. Улучшение показателей бурения долотами серии ГНУ путем принудительной смазки их опор: Дис.канд. техн. наук. Уфа, 1987 г.

97. Матвеев Ю.Г., Торгашов А.В. и др. Стендовые исследования работы уплотнений долот серии ГАУ при изнашивании их опор. Минвуз РСФСР Уфимский нефтяной институт. Технология бурения нефтяных и газовых скважин, межвузовский сборник. Уфа, 1989 г., С.165-169.

98. Матвеев Ю.Г. , Торгашов А.В., Баталов С.П. Стендовые исследования работы уплотнений долот серии ГАУ при изнашивании их опор // Межвуз. науч. тем. сб.: Технология бурения нефтяных и газовых скважин. - Уфа, 1989 г.-С. 165-169.

99. Матвеев Ю.Г. Исследование работы уплотнений долот серии ГНУ в составе принудительной системы смазки // Современные проблемы буровой и нефтепромысловой механики: Межвуз. тем. сб. науч. тр. Уфа, 1996 г. -С.139-144.

100. Матвеев Ю.Г., Блинков О.Г., Мосеев Д.Ю., Попов А.Н. Герметизирующие устройства опор шарошечных долот и их совершенствование для повышенных частот вращения Проблемы машиностроения и автоматизации, № 2, 2000 г. С.55-58.

101. Международный транслятор-справочник. Шарошечные долота. Под ред. В .Я. Кершенбаума и А.В. Торгашова. М.: Международная инженерная академия, 2000 г. 245 с.

102. Методика расчета тыльной части шарошек. М.гВНИИБТ, 1973 г.

103. Методы плазменной технологии высоких энергий / В.Г. Падалко, В.Т. Толок // Атомная энергетика. 1978 г. - т.48.

104. Методы Тагути и структурирование функции качества. Методическое пособие. -JI: 1991 г.-57с.

105. Мерзляков В.Г., Кузьмич И.А., Захаров Ю.Н., Кузнецов Г.И. Комбинированные способы и устройства разрушения горных пород, М.: Недра, 1995 г. 96 с.

106. Миттаг Х.-Й. Ринне X. Статистические методы обеспечения качества, Пер. с нем.-М,: Машиностроение. 1995 г. 616 с.

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

108. Мюллер К. Некоторые аспекты внедрения систем качества в промышленности. // Стандарты и качество, 1998 г. - №3. - С.58-64.

109. Норден А.П. Краткий курс дифференциальной геометрии. Изд. 2-е. Физматгиз, 1958 г. 244 с.

110. Окунев Л.Я. Высшая алгебра. Изд. 4, Гостехиздат, 1949 г. 432 с.

111. Отчет по этапу Ш темы 1-НБ-77, Фонды СредАзНИИгаза, Ташкент, 1977 г. 115 с.

112. Отчет по теме 2-НБ-78. Фонды СредАзНИИгаза, Ташкент, 1978.

113. ОСТ 26-02-1315-84 Долота шарошечные Технические требования.

114. Павлов Ю.А. Соломахин А. В., Блинков О.Г., Воробьев В.Н. Поланский Г.А. Козлов О.А. Патент «Буровая коронка» №2164283 Решение РАПТЗ о выдаче патента по заявке № 99103571 от 24.02.1999 г.

115. Парк С. Система статистического управления процессами и ее практическое применение в промышленности. .// Надежность и контроль качества (сер. «Статистические методы»). 1996 г. №4.

116. Пат. 1808969 СССР, МКИ Е21 В 10/24. Уплотнение опоры шарошечного долота /А.Н. Попов Ю.Г. Матвеев, Б.Н. Трушкин и др. // Открытия Изобретения. -1993. Бюл. №14.

117. Пат. 1810468 РФ, МКИ Е21 В 10/22. Опора шарошечного долота А.Н. Попов, Ю.Г. Матвеев, С.П. Баталов и др. // Изобретения. -1993. Бюл. №15.

118. Пат. 2096579 РФ, МКИ Е21 В 10/24. Уплотнение опоры шарошечного долота /Ю.Г. Матвеев, А.Н. Попов, А.В. Торгашов, С.П. Баталов // Изобретения. 1997.-Бюл. №32.

119. Паустовский А.В., Куринная Г.В., Руденко И.А. "Повышение износостойкости инструментальных сталей электроискровым легированием". "Станки и инструмент", 1988 г. № 2, С. 29-30.

120. Плущевский М.Б. Практическая методика количественной оценки совокупности данных, формируемых экспертами. // Стандарты и качество, -1994с. №4.

121. Полевой С.Н., Евдокимов В.Д. Упрочнение металлов. М. "Машиностроение", 1966 г. 68 с.

122. Попов А.Н., Баталов С.П., Торгашов А.В, и др. Опора шарошечного долота. А.с.№ 1810468 КЛ.Е21В 10/22 от 23.04.93 Бюл.№15, С1-3.

123. Прочность тугоплавких соединений. Справ, изд. / Андриевский Р.А., Спивак И.И. Челябинск: Металлургия, 1989 г. 206 с.

124. Р 50-601-32-92. Рекомендации, Организация внедрения статистических методов управления качеством продукции на предприятиях.

125. Р 50-601-19-91. Рекомендации. Применение статистических методов регулирования технологических процессов.

126. РД 39-07/01-0002-89. Типовая методика Государственных испытаний шарошечных долот Миннефтегазпром СССР. ВНИИБТ. М., 1989 г. С. 1-62.

127. Семенова JI.M., Пожарский А.В., Мешков A.M. "Современное состояние и опыт внедрения процессов химико-термической обработки» "Металловедение и термическая обработка металлов", 1987 г. №5,с. 5-11.

128. Симкин Б.А., Кутузов Б.Н., Буткин В.Д. Справочник по бурению на карьерах. М.:Недра, 1990 г. - 224 с.

129. Симонов В.В., Выскребцов В.Г. Работа шарошечных долот и их совершенствование. М., Недра, 1975 г. 239 с.

130. Симонов В.В., Юнин Е.К. Влияние колебательных процессов на работу бурильного инструмента. -М.гНедра, 1977 г.-217 с.

131. Современные шарошечные долота, проблемы их совершенствования и повышения надежности./ А.В. Торгашов, В.А. Барвинок, И.К. Бикбулатов и др. Самара: Самарский научный центр РАН, 2000 г. - 190 с.

132. Справочник инженера по бурению. Т. 1 Под редакцией В.И. Мицевича-М.:Недра, 1973 г.-520 с.

133. Статистическое управление процессами. SPC. Пер, с англ, -Н.Новгород: АЛ НИЦ КД , СМЦ «Приоритет», 1997 г.

134. Статистические методы повышения качества: пер. с англ, / Под ред Х.Кумэ. М.: Финансы и статистика, 1991 г. - 168 с.

135. Стеклянов Б.Л., Шульженко Т.П., Ильковский А.И. Кинематика конической шарошки. Изв.АН УзССР, серия техн.наук, 1985 г.

136. Стеклянов Б.Л. Буровое долото и другие динамические системы. М.: Машиностроение, 1992 г.

137. Стеклянов Б.Л., Торгашов А.В. и др. Испытание опытной партии долот, созданных с использованием аналитической модели//ВНИИОЭНГ "Бурение", №5, 1983 г. С.5-6.

138. Стеклянов Б.Л., Торгашов А.В. и др. Создание и отработка опытных одношарошечных долот с улучшенными кинетическими характеристиками. //ВНИИОЭНГ Бурение ,№3, 1981 г. С.4-5.

139. Стеклянов Б. Л., Торгашов А.В., Блинков О.Г. Развитие конструкций од-ношарошечных долот и перспективы их совершенствования Проблемы машиностроения и автоматизации, №2, 1999 г. С.30-33.

140. Стеклянов Б. Л., Торгашов А.В. и др. Бурильная головка. А.с.№1765348 Кл. E2IB 10/ 08 от 30.09.92 Бюл. №36, С. 1-4.

141. СТП 3.4.65-98. Стандарт предприятия. Система качества. Статистический приёмочный контроль технических параметров продукции при её изготовлении. ОАО «Уралбурмаш», Верхние Серги, 1998 г.-11 с.

142. СТП 2.4.45-98. Стандарт предприятия. Система качества. Испытания продукции у потребителя. ОАО «Уралбурмаш», Верхние Серги, 1998 г.-24 с.

143. Сухов Р.И. Перспективы оснащения открытых горных работ буровыми станками большого диаметра /Горный журнал 1995 г. №8, 25 с.

144. Сухов Р.И. Результаты испытаний отечественных и зарубежных шарошечных долот и перспективы создания высокостойкого бурового инструмента. Международная конференции по открытым горным работам. М., Сб.докл. 1996 г. С. 196

145. Сухов Р.И. Результаты исследований структурно-механических свойств бурового шлама с целью интенсификации процесса бурения и очистки взрывных скважин. Международная конференция по открытым и подземным горным работам, Москва, 1998 г. С. 72-75.

146. Технический контроль в машиностроении. Справочник проектировщика. Под ред. Б.Н. Чухарина, М.: Машиностроение, 1987 г. -512с.

147. Типовая методика испытаний шарошечных долот при бурении нефтяных и газовых скважин. Абрамсон М.Г., Гянд-Жукцов П.А., Кистлеров И.Д. и др. РД-39-2-754-82. М., ВНИИБТ, 1982 г. 126 с.

148. Торгашов А.В. Повышение надежности и эффективности бурового по-родоразрушающего инструмента конструкторско-технологическими методами // Проблемы машиностроения и автоматизации, 1997 г. №3-4.

149. Торгашов А.В. Анализ отличительных особенностей и практика создания высокоэффективных долот для низкооборотного бурения нефтяныхи газовых скважин (обзор). М.: Цинтихимнефтемаш, 1989 г. 48 с.

150. Торгашов А.В., Блинков О.Г., Мосеев Д.Ю. Разработки в области управления качеством изготовления шарошечных долот повышенной работоспособности, Самара: Самарский научный центр РАН, 2000 г.- 69 с.

151. Торгашов А.В., Стеклянов Б.Л. и др. Одношарошечное долото. А.с.№1675540 кл.Е21В 10/18 от 7.09.91 Бюл.№33,С.1-2.

152. Торгашов А.В., Стеклянов Б.Л. Автоматизация проектирования и подготовки производства буровых шарошечных долот. "Проблемы машиностроения и автоматизации". №3, М., 1997 г. С.48-61.

153. Торгашов А.В., Мигницкий С.Н. и др. Породоразрушающая ступенчатая вставка А.С.898034 М. кл.З Е21В 10/16. 15.01.82. Бюл.№2. С. 1-4

154. Торгашов А.В. Повышение надежности бурового породоразрушающего инструмента конструкторско-технологическими методами //Проблемы машиностроения и автоматизации. №3, М., 1997 г. С.83-88.

155. Торгашов А.В. Барвинок В.А., Гладких В.Н. Проблемы качества бурового породоразрушающего инструмента в условиях рыночной экономики //Надежность и сертификация оборудования для нефти и газа. №3, М., 1997 г.

156. Торгашов А.В. Анализ отличительных особенностей и практика создания высокоэффективных долот. ЦИНТИХИМНефтемаш. Нефтепромысловое машиностроение, серия-ХН-3, обзорная информация. 1989 г. 40 с.

157. Торгашов А.В., Михайлин Ю.Г. и др. Об исключении рейкообразова-ния ВНИИОЭНГ, «Нефтяная промышленность» серия «Нефтегазовая геология, геофизика и бурение» № 9 , 1984 г. С.42-44.

158. Торгашов А.В. Пути совершенствованию, конструкций одношарошеч-ных долот. ЦИНТИХИМНефтемаш Нефтепромысловое машиностроение, серия ХМ-3 обзорная информация, ДСП, 1989 г. С. 1-20.

159. ТУ 48-19-359-82. Зубки твердосплавные типов "Т" и "Т-2" для армирования шарошечных. Технические условия. С изменениями №№1, 2, 3, 4, 5. Торгашов А. В. соавтор разработки изменения №5.С. 1-8

160. ТУ 39-016285-004-89. Насадки удлиненные типа НГУ из модифицированного высокохромистого чугуна. ТУ. №1. С. 1-15

161. ТУ 48-19-281-88. Зубки шлифованные форм Г23, Г25, Г26, Г54 из спеченных твердых сплавов для шарошек буровых долот. Технические условия. Скрыпник А.И., Чувилин A.M., Абрамов Ю.А., Чепов В.К., Торгашов А.В,. Авилов В.И. и др. С. 1-19

162. ТУ 48-19-306-79. Зубки твердосплавные типа "С" и "К" для армирования шарошечных долот. Формы и размеры. Технические условия. С изменениями №№1,2,3,4,5 и 6. С. 1-10

163. Уплотнения и уплотнительная техника Справочник / Под общ. ред. А.И. Голубева и JI.A Кондакова. М.: Машиностроение, 1986 г. - с. 112-115.

164. Фихтенгольц Г.М. Курс дифференциального и интегрального исчисления. М.:Физматгиз, 1959 г. Т.П. - 807 с.

165. Харрингтон Дж.Х, Управление качеством в американских корпорациях: Сокр. пер. с англ. // Авт. вступ. статьи и научи; ред. Л.А.Конарева. М.: Экономика, 1990 г.-272с.

166. Чекмарёв А.Н., Торгашов А.В., Мосеев Д.Ю. и др. Статистический контроль и качество породоразрушающего инструментам/Надёжность и сертификация оборудования для нефти и газа, 2001 г. № 1, С. 7-9.

167. Чекмарев А.Н., Барвинок В.А., Шалавин В.В. Статистические методы управления качеством. М.: Машиностроение, 1999 г. 320 с

168. Шамансуров А.И., Стеклянов Б.Л., Пулатов А.К. Исследование механизма взаимодействия рабочих элементов комбинированного долота- Ташкент: УзССР, 1981 г. 168 с.

169. Шамарина Г.Г., Ивашин А.С., Блинков О.Г., Туманов Ю.А. Разработка технологии диффузионной сварки в вакууме биметаллических деталей для бурового инструмента Отчет по НИОКР НИИ «Технологии», Самара 1997 г.

170. Шиндовский Э., Шюрц О. Статистические методы управления качеством, Контрольные карты и планы контроля, / Пер, с нем. В.М. Ивановой. -М.,МИР, 1976 г.-597с.

171. Шонберг Р. Японские методы управления производством (девять простых уроков): Сокр. пер. с англ, -М: Экономика, -1990 г. -350 с.

172. Шрейнер Л.А., Павлова Н.Н. Разрушение горных пород при динамическом нагружении. М.:Недра, 1984 г. - 160 с.

173. Эрто II Качество в которое я верю: Пер. с англ, -Н.Новгород: СМЦ «Приоритет» . -1998 г. -5с.

174. Юданов А.Ю. Конкуренция: теория и практика. — М.: Изд-во «Ака-лис». 1996 г.-272с.

175. BS 6143-1:1992 «Руководство по экономике качества». Часть 1. «Модель затрат на процесс».

176. BS 6143-2:1990 «Руководство но экономике качества». Часть 2. «Модель предупреждения, оценки и отказов».

177. David L.Goetsch, Stanley Davis. Introduction, to total quality. Quality, productivity, competitiveness. Prentice hall international, Inc., 1997, 452 p.

178. Design Control and Design Review/J.H.Rogerson. Quality Assurance in Process Plant Manufacture. Elsevier Applied Science Publishers, London and New York. 1988, p.61-76.

179. Henshaw T. L. US Patent № 5086974, 11.02.1992.

180. Johnson V. E., Sundaram T. R., US Patent №4391339, 5.06.1983.

181. Petroleum Engineer International, 2003 r.

182. Brommel R.J. Oil and Gas J., No. 7, May 1956, p. 32-39.

183. Canningham R.A. and Eanick J.G. Laboratory Study of Effect of Overburden Formation and Mud Column Pressure on Drilling Rate of Permeable Formations. Trans. AIME, vol. 216, 1959,p.7-9.

184. Canningham R.A. An Empirical Approach for Relating Drilling Parameters. J. Petr. Tech., July, 1978, p. 987-991.

185. Eckel J.E. Microbit Studies of Effect of Fluid Properties Mud Hydraulics on Drilling Rate. J. Petr. Tech., Apr, 1967 , p. 541-546.

186. Evans B. and Gray K.E. Effect of Bentonitic Fluid Properties on Drilling Rate. J. Petr. Tech., June, 1972 , p. 657-662.

187. Feenstra R. and Leewen J.M. Van. Full-Scale Experiments on Jets Impermeable Rock Drilling. J. Petr. Tech., March, 1964 , p. 329-336.

188. Gamier A.J. and Van Linden N.H. Phenomena Affecting Drilling Rates at Depth. Trans. AIME, vol. 216, 1959, p. 232-239.

189. Gnirk P., Cheatham J. Indentation experiments on dry rocks under pressure. J. Petr. Tech., vol. XV, № 9, 1963.

190. Hartman H. Basis studies of percussion drilling. Mining Ing. January, 1959.

191. Linden Van N.H. Bottom Scavening a Major Factor Governing Penetration Rate at Depth. J. Petr. Tech., Febr. 1962 , p. 187-196.

192. Lummus J.L. Drilling Optimization. J. Petr. Tech., Nov, 1970, p. 1379-1388.

193. Maurer W.C. The Perfect Cleaning. Theory of Rotary drilling. J. Petr. Tech., Nov. 1962 , p. 1270-1427.

194. McLean R.H. Crossflow and Impact under Jet Bits. J. Petr. Tech., Nov. 1964, p. 1299-1306.

195. McLean R.H. Velocities, Kinetic Energy on Shear in Crossflow under Three-Cone Bits. J. Petr. Tech., Dec. 1965 , p. 1443-1448.

196. Maurer W.C. Bit Tooth Penetration under Simulating Borehole Conditions. J. Petr. Tech., Dec. 1965, p. 1433-1442.