Анотація до роботи:

Зибінський П.В. Обґрунтування параметрів заглибного гідрообертального бурового снаряда для однорейсового буріння свердловин на морських акваторіях. – рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.10 – буріння свердловин. Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2006.

У дисертаційній роботі отримані нові експериментальні результати, що дозволили науково обґрунтувати параметри гідрообертального бурового снаряда для однорейсового буріння свердловин на морських акваторіях. Це дозволило створити нові гідробури з клапанним розподілом рідини і гвинтовим перетворювачем зворотно-поступального руху поршня в обертальний рух бурового снаряда, які ефективно використовуються в складі легких технічних засобів при їхній експлуатації з економічних неспеціалізованих плавзасобів.

Встановлено умови запуску гідробура, а також закономірності формування характеристик гідробура при обмеженій потужності на привод насосу, що підтверджені експериментом.

На підставі теоретичних і експериментальних досліджень запропоноване раціональне сполучення конструктивних параметрів гідробура, які використані при розробці гідрообертального бурового снаряда, що успішно апробований в умовах морського бурового виробництва.

Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, в якій на основі встановлених закономірностей формування характеристик поршневого гідродвигуна обгрунтувано параметри гідрообертального бурового снаряда які забезпечують значне розширення області застосування легких технічних засобів, що є істотним для підвищення ефективності однорейсового буріння свердловин на морських акваторіях.

Основні наукові й практичні результати полягають у наступному:

1. Уперше запропонована структура нового поршневого гідродвигуна із клапанним розподілом рідини й гвинтовим перетворювачем зворотно-поступального руху поршня в обертовий рух бурового снаряда.

2. Аналітично обґрунтовані й експериментально підтверджені граничні області експлуатації й запуску гідробура при твердих обмеженнях на параметри привода насоса в умовах морського бурового виробництва:

- при та незмінній величині ходу клапана запуск ГБ забезпечується при дотриманні умови, при якій сила на впускний клапан до моменту його відкриття дорівнює або перевищує зусилля, що формується пружиною на ході її стискання. При цьому значення тиску запуску, що забезпечує необхідну силу притиснення клапана, пропорційно осьовому навантаженню й витраті рідини

- при підвищенні та величина , при якій забезпечується запуск гідробура із клапанним розподілом рідини (межа запуску) зміщується у бік меншого значення витрати рідини при збільшенні площі прилягання клапанів незалежно від ходу стискання пружини

- для фіксованих і , значення , що забезпечує запуск гідробура, змінюється за квадратичним законом: від максимальної величини, що відповідає режиму холостого ходу, до певного граничного значення осьового навантаження, при перевищенні якого, межа запуску гідробура залишається постійною;

- при збільшенні твердості () і величини ходу стиску клапанної пружини ( ), гранична величина осьового навантаження підвищується, при цьому межа запуску гідробура зростає прямопропорційно твердості, але не залежить від ходу стискання клапанної пружини

- при для заданої номінальної потужності привода підвищення жорсткості пружини призводить до зсуву межі одержання робочої характеристики ГБ у бік меншого обертального моменту, а запуск машини забезпечується при більш високих рівнях .

3. Розроблена методика визначення параметрів гідробура, яка перевірена в умовах експерименту при наявності тісного статистичного зв'язку розрахункових і вимірюваних параметрів ( =0, 94-0,99), є основою вибору раціонального сполучення конструктивних елементів і робочих параметрів гідробура, що забезпечують стійку роботу й стабільні характеристики, з можливістю оперативної зміни останніх у процесі буріння свердловини за рахунок варіювання витрати рідини:

хід клапана – 8 – 9 мм; хід стиску клапанної пружини – 15-17 мм; площа прилягання клапана – 20,5 см ²; твердість клапанної пружини – 30- 35 кН/м; хід поршня гідродвигуна – 300 мм; робоча площа поршня – 38-40 см²; параметри привода: привод від стандартних бурових насосів геологорозвідувального сортаменту; витрата робочої рідини – 220-300 л/хв; робочий тиск - 4 - 5 МПа.

4. Виробничими випробуваннями заглибної гідрообертальної установки, якій присвоєно індекс ПГВУ-150, доведена можливість ефективного застосування гідробура при проходці свердловин у породах I-VII категорії за бурінням на основі раціонального сполучення взаємозалежних конструктивних елементів ГБ, параметрів привода й характеру середовища, яке руйнується, що розширює області застосування легких технічних засобів при однорейсовому бурінні підводних свердловин з мало- і середньотонажних неспеціалізованих плавзасобів і бурових суден. Рішенням Координаційного центра Інтерморгео гідрообертальна установка ПГВУ-150 внесена в перелік штатних морських пробовідбірників для морських інженерно-геологічних вишукувань.

5. Для розглянутої галузі морського бурового виробництва, застосування заглибних гідрообертальних установок дозволяє більш, ніж у чотири рази знизити вартість одного погонного метра свердловини в порівнянні із традиційним використанням стаціонарних бурових верстатів, що розташовуються на спеціалізованих бурових суднах.

Публікації автора:

1. Неудачин Г.И., Коломоец А.В., Зыбинский П.В. Предварительные результаты применения погружных установок для бурения морских скважин в крепких породах. //ЭИ ВИЭМС. Техн. и технолог. Геол.развед. работ; организация производства, 1980. Вып. 13. - С. 1-8.

2. Зыбинский П.В., Батуринцев Г.А. Некоторые результаты исследований рабочих характеристик забойного механизма с поршневым гидроприводом для бурения скважин. // Совершенствование техники и технологии бурения скважин на твердые полезные ископаемые. – Свердловск, 1981, № 4. – С. 30-35.

3. Зыбинский П.В., Калиниченко О.И. Новый поршневой гидробур для однорейсовой проходки подводных скважин. // Збірник наукових праць ДонДТУ. Серія гірничо-геологічна. - Донецьк (ДонДТУ), 2002. – № 54 . – С. 80-85.

4. Калиниченко О.И., Зыбинский П.В. Перспективы создания пробоотборников с гидровращательным приводом для бурения мелких подводных скважин. // Збірник наукових праць ДонДТУ. Серія гірничо-геологічна. - Донецьк (ДонДТУ), 2002. -№ 45.- С. 155-159.

5. Зыбинский П.В. Калиниченко О.И. Результаты предварительных производственных испытаний погружной гидровращательной установки для бурения скважин на шельфе. // Известия Донецкого горного института. Донецк (ДонДТУ), 2002. – № 2 . – С. 87-89.

6. Зыбинский П.В. Калиниченко О.И. Методика инженерного расчета параметров пробоотборников с гидровращательным приводом. // Збірник наукових праць ДонДТУ. Серія гірничо-геологічна. – Донецьк (ДонДТУ), 2003- № 63. – С. 67-73.

7. Зыбинский П.В. Калиниченко О.И. К вопросу определения условий запуска и области получения эффективных характеристик вращательного гидробура при ограничениях на параметры привода. // Науковий вісник НГУ. Дніпропетровськ, 2004. – Вип. 5. – С. 71-75.

8. Зыбинский П.В., Глушич В.Г. Опыт применения погружной гидровращательной установки УГВП-150 при отборе проб на шельфе Азовского моря. // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления. Сборник научных трудов. – Выпуск 7. –Киев 2004. – С. 22-24.

9. Гидробур: А.с. №788870, СССР, МКИ Е21в 49/02/ Неудачин Г.И., Зыбинский П.В.- №2801496/22-03; Заявл.25.07.79. Регистрация в ГРИ СССР 14.08.80 г.

10. Поршневой гидравлический двигатель. А.с. №802656,СССР, МКИ F15 в 9/02. /Пилипец В.И., Зыбинский П.В., Фоменко В.С– 2183047/25-06; Заявл.20.10.75; Опубл.07.02.81. Бюл. №5.

11. Реверсивный гидробур: А.с. №855171, СССР, МКИ Е21в 49/02. /Неудачин Г.И., Зыбинский П.В., Пилипец В.И. - №2906317/22-03; Заявл.7.05.76; Опубл. 15.08.81, Бюл. №30.

12. Реверсивный гидроцилиндр: А.с. №931990 СССР, МКИ F15 в 9/02. /Неудачин Г.И., Пилипец В.И., Зыбинский П.В. – 2949439/25-06; Заявл.2.07.82; Опубл.30.05.82. Бюл. №20.

13. Гидробур: А.с. №926210 СССР, МКИ Е21в 49/02 / Зыбинский П.В., Фоменко В.С. - №2906317/22-03; Заявл.7.04.80; Опубл. 7.05.82. Бюл.№17.

14. Результаты разработки и внедрения погружной гидровращательной установки для отбора донных проб в крепких породах. /Неудачин Г.И., Зыбинский П.В., Коломоец А.В. и др. //Проблемы научных исследований в области изучения и освоения Мирового Океана: Тез. докл. Всесоюзной науч.-техн. конф. – Владивосток, 1983. – С.81.

15. Неудачин Г.И., Зыбинский П.В., Фоменко В.С., Пилипец В.И. Опыт разработки забойного механизма для реверсивного вращательного бурения. //Технология и техника бурения скважин при эксплутационной разведке на карьерах и шахтах КМА: : Тез. докл. Всесоюзной науч.-техн. конф. – Белгород, 1976. – С. 70-71.

Особистий внесок автора в роботах, опублікованих у співавторстві:

[1,3,4,5,7] – обґрунтування й практична реалізація нових схем гідрообертальних бурових снарядів і установок, що розширюють область застосування легких технічних засобів буріння дрібних підводних свердловин. Проведення й обробка даних лабораторних і промислових випробувань гідробурів; [2] - аналіз, теоретичне й експериментальне обґрунтування робочих характеристик гідробура; [6] – нове вирішення в розробці математичної моделі й методу розрахунку робочих і конструктивних параметрів гідробура; [8] – теоретичне обґрунтування й наукова інтерпретація експериментальних даних для умов запуску й одержання стабільних характеристик гідробура при обмеженнях на параметри привода; [ 9-13] – запропоновані основні ознаки винаходів, які є істотними, і мають безпосереднє відношення до наукових результатів дисертації.