Висвітлено результати розробки та впровадження вітчизняних малогабаритних перфораторних зарядів і систем. Наведено їх технічні характеристики, проведено аналіз ефективності під час розкриття продуктивних пластів і допоміжних технологічних процесах.

Представлены результаты разработки и внедрения отечественных малогабаритных перфораторных зарядов и систем. Приведены их технические характеристики, проведен анализ эффективности при вскрытии продуктивных пластов и вспомогательных технологических процессах.

The results of development and introduction domestic small-sized shaped charges and perforating systems are submitted. Their characteristics are given; the analysis of efficiency at opening productive layers and auxiliary technological processes is carried out.

Рассмотрены особенности технологии вскрытия нефтегазовых месторождений с помощью кумулятивных перфораторов на разных стадиях обустройства буровых скважин. Показаны дополнительные возможности выполнения ремонтов и увеличения дебита скважин при использовании перфораторов, спускаемых в скважину через насосно-компрессорные трубы. Приведены основные технические характеристики и конструктивные особенности кумулятивного перфоратора нового поколения, созданного в Украине. Представлены усовершенствованные технологии проведения работ в скважинах, осуществляемые с его помощью. Изложены отдельные детали конструкции, являющиеся новыми техническими решениями, обеспечивающими конкурентоспособность этого перфоратора на мировом рынке.

На підставі досліджень, конструктивного аналізу та стендових іспитів кращих зразків перфораторів встановлено оптимальні напрямки вдосконалення бурової техніки з метою підвищення її економічності, надійності та ергономічних показників. Запропоновано та досліджено конструктивні рішення що реалізують означені напрямки. Розроблено методики розрахунку ударних імпульсів у буровому ставі, частоти та енергії удару перфораторів, що враховують миттєву швидкість поршню, умови сполучення пари циліндр-поршень та в'язкість робочого середовища. Досліджено напружений стан бурових ставів та їх з'єднань, визначено напрямки оптимізації їх конструкцій.

На підставі досліджень, конструктивного аналізу та стендових іспитів кращих зразків перфораторів встановлено оптимальні напрямки вдосконалення бурової техніки з метою підвищення її економічності, надійності та ергономічних показників. Запропоновано та досліджено конструктивні рішення, що реалізують означені напрямки. Розроблено методики розрахунку ударних імпульсів у буровому поставі, частоти та енергії удару перфораторів, що враховують миттєву швидкість поршню, умови сполучення пари циліндр - поршень та в'язкість робочого середовища. Досліджено напружений стан бурових ставів та їх з'єднань, визначено напрямки оптимізації їх конструкцій.

Обгрунтовано раціональні параметри малогабаритних кумулятивних зарядів (КЗ) для свердловинних перфораторів, за яких забезпечується ефективне кумулятивне пробиття з утворенням перфораційних отворів необхідної геометричної конфігурації без зміни інших параметрів конструкції КЗ. Доведено можливість застосування інженерного методу Л. П. Орленка для розрахунку швидкості головної частини кумулятивних струменів, сформованих з порошкових кумулятивного облицювання (КО). Розроблено та впроваджено методичні рекомендації з проектування та виготовлення конструкцій малогабаритних КЗ для свердловинних перфораторів. Вдосконалено та впроваджено у виробництво малогабаритні КЗ, а також споряджені ними свердловинні кумулятивні перфоратори.

Проведено порівняльний аналіз повітророзподільних систем пневмоударних машин щодо впливу різних конструктивних рішень цих систем на робочі характеристики пневмоударних машин.

Эффективность бурения горных пород пневматическими перфораторами зависит от их физико-механических свойств: прочности, пористости, твердости, абразивности. Проблеме исследования физико-механических свойств горных пород посвящены работы Ржевского B. B., Hовика Г. Я., Барона Л. И., Глатмана Л. Б. и других ученых. В их работах рассмотрен комплекс вопросов о физических свойствах горных пород и физических явлениях, происходящих в них при воздействии различных полей. Однако в этих работах не ставилась задача определения физико-механических свойств горных пород на основе предыдущих теоретических исследований. В работе авторов поставлена задача разработать метод определения физико-механических свойств горных пород на основе модели кристаллического строения вещества. Определены постоянные упругой жесткости, объемного модуля упругости и сжимаемости кристаллов. Принято во внимание, что реальные кристаллы горной породы состоят из дискретных частиц - атомов. Для случая исследования упругих свойств кристаллов породы их можно считать однородной непрерывной средой. Данное приближение в физике твердого тела называют континуальным приближением. В таком приближении используется закон Гука и второй закон Ньютона. Вычисление предела прочности кристалла. Определена величина сил связи в ионных кристаллах. Порядок величины сил связи можно найти, исходя из предположения, что ионы взаимодействуют согласно закону Кулона. Выводы: использование математической модели кристаллического строения вещества горных пород позволило авторам разработать метод определения их физико-механические свойства на основе изложенных выше теоретических исследований. Найденные параметры физико-механических свойств пород позволяют прогнозировать основные процессы горного производства в т.ч. разрушение и транспортирование горных пород, управление состоянием массива, обогащение и др.

В гірничий промисловості, зазвичай використовують систему підготовки стисненого повітря, яке являється основним видом енергії для механізації елементів пневмозабезпечення, таких як пневматичні бурильні машини, відбійні молотки і т.д. Існує проблема постійного забруднення при транспортуванні стисненого повітря від турбокомпресора до споживача. Для забезпечення необхідної надійності та збільшення періоду експлуатації система пневмозабезпечення потребує використання додаткового устаткування для підготовки стисненого повітря. Доцільно в даному випадку використовувати контактну схему охолодження повітря. У науковій праці розглянуто основні принципи 3D-моделювання об'єкту дослідження. В якості об'єкта візуалізації була обрана модель відцентрового сепаратора краплинної вологи. Даний апарат проектується та виготовляється в складальному виконанні. Дослідження моделі проводилось з використанням методу кінцевих елементів та методами математичної статистики для обробки даних. Використання імітаційного моделювання як бази для дослідження сепараційних об'єктів дозволяє значно скоротити час та ресурси на виготовлення об'єкта досліджень. Обгрунтованість та достовірність роботи обумовлена аналітичними та експериментальними методами досліджень, які були проведені на віртуальних моделях. Наукова новизна полягає у встановленні закономірностей раціональних конструктивних та технологічних параметрів сепаратора. Завдяки створенню зменшеної моделі відцентрового сепаратора краплинної вологи, який є частиною апарату контактної системи охолодження стисненого повітря та на її основі виготовлено макетну модель, що дозволить встановити раціональні параметри відцентрових краплевловлювачів системи пневмозабезпечення гірничого устаткування. Результати цієї роботи мають практичне значення, так як одержані в ній данні дають змогу збільшити ефективність стандартного обладнання, яке використовується на гірничих виробництвах нашого регіону. Робота супроводжується віртуальною моделлю апарату, з допомогою якої є можливим виготовлення прототипу для лабораторного дослідження сепарації. Дана модель відповідає характеристикам реальних об'єктів та процесів.