У монографії сформульовано і розв'язано загальну задачу стійкості бурильної колони при натуральних граничних умовах на долоті, розроблено науково-методичні засади вивчення взаємодії колони бурильних труб зі стінкою свердловини довільного профілю. Узагальнено математичні моделі поздовжніх, крутильних та поперечних коливань бурильного інструменту, розв'язано задачу про динамічну стійкість обважненого низу компонування з амортизатором і без нього. Вперше за результатами експериментальних стендових досліджень встановлено емпіричні кореляційні залежності між характеристиками бурильного інструменту та інтегральними показниками поглиблення свердловин. На основі результатів планованого експерименту одержано багатофакторні емпіричні моделі механічної швидкості й енергоємності буріння свердловин, які адаптовано до промислових умов. Для інженерно-технічних і наукових працівників нафтової і газової та вугільної галузей промисловості, а також студентів і аспірантів гірничих спеціальностей вищих навчальних закладів. ЗМІСТ ВСТУП……………………………………………………………………...9 1. СУЧАСНИЙ СТАН ВИВЧЕННЯ СТІЙКОСТІ ТА КОЛИВАНЬ БУРИЛЬНОЇ КОЛОНИ…………………………………………………..........................11 1.1.Огляд робіт, присвячених стійкості бурильної колони…………….11 1.1.1. Оцінка впливу осьових сил, крутних моментів і швидкості обертання ротора на стійкість бурильної колони…………..11 1.1.2. Врахування взаємодії труб з промивальною рідиною та стінками вертикальної і горизонтальної свердловин……... 14 1.1.3. Умови закріплення кінців компонування. Загальна задача стійкості бурильної колони…………………………………...18 1.1.4. Аналіз експериментальних і промислових досліджень…….20 1.2 Аналіз досліджень динаміки та динамічної стійкості бурильної колони в процесі роторного буріння…………………………….......22 1.2.1. Поздовжні коливання……………………………………………...23 1.2.2. Крутильні коливання………………………………………….28 1.2.3. Поперечні коливання……………………………………………….30 1.2.4. Динамічна стійкість низу бурильної колони………………..32 1.2.5. Стендові та промислові дослідження коливних процесів…33 1.3.Огляд досліджень впливу динамічних процесів на поглиблення свердловини…………………………………………………………...46 1.3.1. Аналіз моделей поглиблення свердловин…………………………..46 1.3.2. Вибір конструкцій компонувань низу бурильної колони……49 1.3.3. Аналіз конструкцій віброзахисних пристроїв бурильної колони ………………………………………………………………..51 1.3.4. Експериментальні дослідження впливу віброзахисних пристроїв на динаміку роботи бурильної колони……………………80 1.3.5. Вплив віброзахисних пристроїв на проходку на долото і механічну швидкість буріння………………………………..84 1.4.Огляд досліджень моментоємності процесу буріння гірських Порід……………………………………………………………94 1.4.1. Визначення обертового моменту на долоті при поглибленні свердловини…………………………………………………….94 1.4.2. Стендові та промислові дослідження моментоємності буріння гірських порід…………………………………………97 1.5. Огляд досліджень енергоємності процесу руйнування гірської породи…………………………………………………………….100 1.5.1. Визначення енергоємності процесу руйнування гірської Породи………………………………………………………………..100 1.5.2.Лабораторні, стендові та промислові дослідження енергоємності процесу руйнування гірських порід………...102 1.6. Критерії та методи оптимізації відробки бурових доліт………109 Основні завдання досліджень………………………………………...110