Мета дисертаційної роботи полягає у розробці працездатних і ефективних в умовах свердловини бурових амортизаторів з розширеним діапазоном робочих навантажень. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі задачі: 1. Розробити нові та розширити функціональні можливості існуючих пружних елементів, адаптувати їх до роботи в умовах свердловини. 2. Запропонувати інженерну методику розрахунку оболонкового пружного елемента бурового амортизатора. 3. Розробити нові конструкції бурових амортизаторів різного призначення з розширеним діапазоном експлуатаційних характеристик. 4. Апробувати результати досліджень в лабораторних та промислових умовах. ЗМІСТ ВСТУП 4 РОЗДІЛ 1 СТАН ПРОБЛЕМИ ВІБРОЗАХИСТУ БУРИЛЬНОЇ КОЛОНИ ТА ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ДОСЛІДЖЕННЯ 9 1.1. Аналіз сучасних поглядів щодо динамічного режиму роботи бурильної колони 9 1.2. Відомі заходи, способи і пристрої віброзахисту бурильної колони та оцінка їх ефективності 15 1.3. Постановка задач дослідження 21 РОЗДІЛ 2 СПОСОБИ РОЗШИРЕННЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МОЖЛИВОСТЕЙ ОБОЛОНКОВИХ ПРУЖНИХ ЕЛЕМЕНТІВ, ЇХ КОНСТРУКТИВНА АДАПТАЦІЯ ДО РОБОТИ В УМОВАХ СВЕРДЛОВИНИ 23 2.1. Пружні елементи на базі суцільних оболонок обертання 24 2.2. Пружні елементи на базі циліндричних оболонок з розрізом вздовж твірної 29 2.3. Оболонкові пружні елементи з жорсткими вузлами трансформації переміщень 39 2.4. Вибір пружного елемента для бурових амортизаторів 45 Висновки до розділу 2 47 РОЗДІЛ З РОЗРАХУНОК ПРУЖНОГО ЕЛЕМЕНТА БУРОВОГО АМОРТИЗАТОРА 48 3.1. Контактна взаємодія ортотропної циліндричної оболонки з деформівним заповнювачем 48 3.2. Механіко-математичне моделювання пружного елемента з розрізаною вздовж твірної циліндричною оболонкою 58 3.3. Конструкційне демпфування в пружному елементі з розрізаною вздовж твірної циліндричною оболонкою 67 3.4. Розрахунок пружного елемента з несучою ланкою у вигляді циліндричної оболонки з розрізом вздовж твірної, обладнаного стволом 81 Висновки до розділу 3 90 РОЗДІЛ 4 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРУЖНИХ ЕЛЕМЕНТІВ БУРОВИХ АМОРТИЗАТОРІВ 91 4.1. Мета і методика проведення експерименту 91 4.2. Об'єкт дослідження 92 4.3. Результати експериментальних досліджень та їх аналіз 94 Висновки до розділу 4 101 РОЗДІЛ 5 КОНСТРУКЦІЇ БУРОВИХ АМОРТИЗАТОРІВ РІЗНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ З РОЗШИРЕНИМ ДІАПАЗОНОМ ЕКСПЛУАТА ЦІЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК 102 5.1. Загальні відомості 102 5.2. Бурові амортизатори поздовжніх коливань 103 5.2.1. Бурові амортизатори поздовжніх коливань односторонньої дії 103 5.2.2. Бурові амортизатори поздовжніх коливань подвійної дії 110 5.3. Бурові амортизатори поздовжніх і крутних коливань 118 5.3.1. Розрахунок вузла передачі крутного моменту бурового амортизатора поздовжніх і крутних коливань 122 5.4. Виробництво та використання бурових амортизаторів 123 Висновки до розділу 5 126 ВИСНОВКИ 127 ЛІТЕРАТУРА 130 ДОДАТКИ 139