Удосконалено спуско-підіймальні операції шляхом автоматизації процесів гальмування на основі широкого впровадження електричних, електронних систем та комп'ютерних технологій для забезпечення мінімізації витрат часу у процесі керування. Запропоновано та розроблено систему автоматизації процесу гальмування для стрічково-колодкових гальм бурової лебідки. Обгрунтовано актуальність досліджень у разі використання під час третього етапу циклу опускання, як комплексного показника різних чинників, гальмівного шляху колони бурильних труб. Проаналізовано результати експериментальних досліджень на лабораторній моделі бурової лебідки з електричним гальмівним приводом та електронною системою керування.

Исследована периодичность диагностирования технических объектов силового привода (СП) буровых установок. Доказана актуальность вопроса и проанализированы недостатки существующей в данный момент системы диагностирования. Предложен новый метод определения более рациональной периодичности диагностирования элементов СП. Проведено теоретическое исследование зависимости периодичности диагностирования технических объектов СП от степени погруженности объектов во время их эксплуатации, а также качества и своевременности проведения технических обслуживаний и ремонтов. Сформулированы выводы и указаны направления последующих исследований.

Наведено результати експериментальних досліджень стану дизельних двигунів силового приводу бурових установок шляхом аналізу пульсацій тиску вихлопних газів (ТВГ) у випускних трубопроводах за постійних режимів роботи. Експериментально встановлено залежності між нерівномірностями пульсацій ТВГ у випускних трубопроводах за постійних режимів роботи двигунів і дефектами систем подачі палива, циліндропоршневої групи та газорозподільного механізму.

Розглянуто застосування рядів Фур'є в комп'ютерній графіці, що застосовано у нафтогазовій промисловості, оскільки двовимірні зображення можна представляти як двовимірний сигнал, не зважаючи на те, що в аналоговій формі цей сигнал нескінченний, у дискретній він позначений тільки в точках растрового зображення. Запропоновано і розроблено алгоритм ущільнення, що використовується у форматі збереження зображення JPEG, побудований на підставі дискретного косинус перетворення з метою уникнення явища Гіббса. Обгрунтовано актуальність досліджень періодичних функцій, розкладених на спектр, що є фізичним аналогом математичних викладів.

Розглянуто перспективи вживання формул гармонійного аналізу в нафтогазовій промисловості. Запропоновано і розроблено математичну модель з використанням рядів Фур'є (для періодичних процесів) і інтегралів Фур'є (для неперіодичних процесів) для створення програмного забезпечення для діагностичної апаратури. Обгрунтовано актуальність досліджень щодо використовування перетворень Фур'є у процесі ремонту нафтогазового устаткування під час виникнення аварійних ситуацій на бурових.

Наведено дослідження перспективного напрямку підвищення експлуатаційної надійності та забезпечення паливної економічності дизельних двигунів силового приводу бурових установок за допомогою методу оцінки миттєвої частоти обертання і миттєвого прискорення колінчастого вала двигуна. Проведено теоретичні і експериментальні дослідження та встановлено залежність між нерівномірністю миттєвих частот обертання і миттєвих прискорень колінчастого вала і дефектами в системах та механізмах двигуна.

Показано можливість зниження динамічної та теплової навантаженості стрічково-колодкових гальм лебідок бурових установок за рахунок використання нового типу фрикційного вузла стрічково-колодкового гальма. Виконано математчний опис динамічних процесів на першій та другій стадіях гальмування нового типу фрикційного вузла та одержано аналітичні залежності для визначення його основних експлуатаційних і конструктивних параметрів сил тертя, зусиль натягів набігаючої та збігаючої гілок стрічки, гальмівних моментів, радіуса та ширини ободу гальмівного шківа. Розроблено метод для визначення теплових втрат від поверхонь гальмівних шківів. На підставі результатів проведених експериментальних досліджень нового багатопарного фрикційного вузла гальма встановлено закономірності зміни питомих навантажень, поверхневих температур, коефіцієнтів тертя, зношування зовнішніх і внутрішніх поверхонь фрикційних вузлів гальма. Визначено закономірності впливу статичного та динамічного коефіцієнтів взаємного перекриття зовнішніх і внутрішніх пар тертя на величини сил тертя, його коефіцієнти, поверхневі температури та тривалість гальмування на різних стадіях. Для зниження теплової навантаженості фрикційних вузлів стрічково-колодкових гальм бурових лебідок розроблено конструкцію охолодження гальмівного шківа за рахунок використання термоелектричного ефекту.

Висвітлено основні поняття математичної фізики, розглянуто диференціальні рівняння з частинними похідними. Розглянуто та розв'язано задачу про поздовжені коливання стрижня. Досліджено поперечні коливання струни та запропоновано методи розв'язування задач про такі коливання. Розглянуто задачу про розповсюдження тепла в нерівномірно нагрітому тілі, обмеженому поверхнею. Враховано специфіку методу Фур'є для розв'язування задачі теплопровідності. Показано застосування операційного числення у разі розв'язування диференціальних рівнянь з частинними похідними.

Освещены основные понятия математической физики, рассмотрены дифференциальные уравнения с частными производными. Рассмотрена и решена задача о продольных колебаниях стержня. Исследованы поперечные колебания струны и предложены методы решения задач о таких колебаниях. Рассмотрена задача о распространении тепла в неравномерно нагретом теле, ограниченном плоскостью. Учтены специфика метода Фурье для решения задачи теплопроводности. Показано применение операционного исчисления при решении дифференциальных уравнений с частными производными.

Розглянуто теоретичне та експериментальне дослідження експлуатаційних режимів роботи дизельних двигунів з турбокомпресорами нафтогазового технологічного транспорту і бурових установок. Доведено актуальність питання та проаналізовано недоліки, існуючої на даний момент нормативно-технічної документації провідних виробників дизельних двигунів з турбокомпресорами нафтогазового технологічного транспорту і бурових установок. Проаналізовано експлуатаційні режими роботи дизельних двигунів з турбокомпресорами нафтогазового технологічного транспорту і бурових установок за низьких температур навколишнього середовища. Проведено експериментальні та теоретичні дослідження величини тиску моторного масла перед турбокомпресором і витрати моторного масла через підшипники турбокомпресора. Запропоновано заходи, які дозволяють запобігти передчасному виходу з ладу дизельних двигунів з турбокомпресорами нафтогазового технологічного транспорту і бурових установок за низьких температур навколишнього середовища.

Розглянуто застосування рядів Фур'є в комп'ютерній графіці, оскільки двовимірні зображення можна представляти як двовимірний сигнал, незважаючи на те, що в аналоговій формі цей сигнал є нескінченним, у дискретній він позначений тільки в точках растрового зображення. Запропоновано та розроблено алгоритм ущільнення, що використовується у форматі збереження зображення JPEG, побудований на основі дискретного косинус перетворення з метою уникнення явища Гіббса. Обгрунтовано актуальність досліджень періодичних функцій, розкладених на спектр, що є фізичним аналогом математичних викладів.

Досліджено експлуатаційні режими роботи дизельних двигунів (ДД) із турбокомпресорами нафтогазового технологічного транспорту та бурових установок за низьких температур навколишнього середовища. Доведено актуальність питання та проаналізовано недоліки існуючої на даний час технічної документації з експлуатації ДД. Проведено експериментальні дослідження величини тиску моторної оливи перед турбокомпресором і витрати моторної оливи через підшипники турбокомпресора. Запропоновано заходи, які надають можливість запобігти передчасному виходу з ладу ДД із турбокомпресорами нафтогазового технологічного транспорту та бурових установок за низьких температур навколишнього середовища.

Надано перспективний напрям підвищення ефективності бурових установок за рахунок автоматизації процесів гальмування бурових лебідок на підставі широкого впровадження електронних і комп'ютерних технологій. Виконано постановку завдання та сформульовано основні принципи побудови автоматизованих тормозних систем. Основою запропонованого підходу є комплексне застосування електронних пристроїв для оптимізації процесу гальмування під час виконання спуско-піднімальних операцій.

Для моделювання фізико-хімічної та математичної моделі механізму міграції оточувального середовища на фрикційний контакт розглянуто: адсорбційний, перекачувальний, щілинний ефекти та процес розкладу фенолформальдегідного матеріалу під дією повітря та без його доступу.

Зазначено, що деструкція зв'язувальної речовини азбополімерних матеріалів у міжконтактному просторі (МКП) відіграє важливу роль та, залежно від видів тертя, механічних і фізико-хімічних властивостей поверхонь тертя, може набувати як додатних, так і від'ємних значень. Надлишковий тиск перешкоджає міграції газу від МКП до навколишнього середовища та створює умови для утворення областей зі зменшеним коефіцієнтом тертя. На підставі проведених лабораторних і стендових досліджень вивчено газодинамічні ефекти, що мають місце в МКП фрикційних пар стрічково-колодкових гальм бурових лебідок. Встановлено, що за тяжконавантажених режимів тертя, за яких працюють гальма бурових установок, в МКП створюється надлишковий тиск. Аналіз результатів досліджень показав необхідність примусового введення газового середовища в МКП з надлишковим тиском, який повинен перевищувати тиск газоподібних продуктів деструкції зв'язувальної речовини азбополімерних матеріалів. Розроблено систему та методику підведення газового середовища, наприклад, вихлопних газі двигунів внутрішнього згорання на фрикційний контакт з метою підвищення довговічності гальма.

Розглянуто актуальність та перспективи застосування формул гармонічного аналізу в нафтогазовій промисловості у зв'язку зі складністю геологічних умов сучасного буріння на нафту та газ, збільшенням глибини буріння свердловин, наявністю у розрізі проникних пластів з аномально високим або низьким пластовим тиском. Проаналізовано переваги застосування многочленів Михайла Пилиповича Кравчука у прикладній математиці та комп'ютерних науках при обробці та реконструкції зображень, а також перспективи створення штучного інтелекту для підвищення надійності силового приводи бурових установок. Описано загальну схему одержання аналітичних співвідношень особливого вигляду з використанням ортогональних базисів. Аналітичні співвідношення одержані для множини основних класичних ортогональних поліномів. Показано актуальність методу аналітичного опису інформаційних даних та наведено докладні відомості про апроксимаційні властивості класичних ортогональних поліномів та функцій неперервного та дискретного аргументів, які надають змогу описувати результати випробувань, числових розрахунків, даних експериментів тощо. Вивчення порівняльних апроксимаційних властивостей ортогональних базисів з числа класичних викликано необхідністю отримання наперед заданої точності аналітичного опису цифрових сигналів. Це надає змогу ефективно вирішувати задачі розпізнавання об'єктів, а також сприяє успішному розв'язанню обернених задач. Теорія класичних ортогональних базисів є узагальненням теорії рядів Фур'є на поліноми алгебри. Їхня головна особливість полягає у тому, що в більшості формул, що задають конкретні базиси, існують параметри, зміна яких може суттєво змінювати властивості ортогональних поліномів і вагових функцій, що утворюють конкретний ортогональний базис. Остання обставина є особливо важливою в задачах оптимальної аналітичної апроксимації, коли задана точність повинна бути забезпечена найкоротшим відрізком ортогонального ряду.

Мета роботи - підвищення довговічності фрикційних вузлів бурової лебідки за рахунок використання нового виду гальма з багатопарними вузлами тертя. Зроблено математичний опис динамічних процесів на першій і другій стадії гальмування нової конструкції гальма; встановлено аналітичні залежності для визначення його головних параметрів: сили тертя, сил натягу набігаючої та збігаючої гілок гальмівної стрічки, гальмівних моментів. Одержано закономірності зміни зовнішньої температури, коефіцієнтів тертя, зношування зовнішніх і внутрішніх фрикційних поверхонь гальма, статичних і динамічних коефіцієнтів взаємного перекриття внутрішніх і зовнішніх пар тертя та час гальмування на різних стадіях.

Мета роботи - підвищення довговічності фрикційних вузлів бурової лебідки за рахунок удосконалення спуско-підіймального агрегату, що вагомо впливає на техніко-економічні показники буріння. Перспективним напрямком удосконалення спуско-підіймальних операцій є автоматизація процесів гальмування на основі широкого впровадження електричних, електронних систем і комп'ютерних технологій для забезпечення оптимальності цього процесу залежно від дії різних чинників. Зроблено математичний опис початкової кутової швидкість гальмівного шківа на початку першої стадії гальмування та закономірності зміни його кутової швидкості за весь період гальмування; визначено кількість свічок, яку можливо спустити у свердловину за умови досягнення внутрішніми парами гальма допустимої температури для матеріалу фрикційної накладки.

Проведено теоретичні та експериментальні дослідження навантаженості нових багатопарних фрикційних вузлів стрічково-колодкових гальм бурових лебідок за стендових умов. Знайдено математичниі залежності для визначення сил тертя, зусиль натягів набігаючої та збігаючої гілок стрічки та гальмівних моментів, які розвиваються внутрішніми і зовнішніми парами тертя. На основі динамічної та теплової навантаженості останніх визначено раціональні конструктивні параметри гальмівного шківа.

Виконано дослідження доцільності використання біометанолу як палива порівняно з використанням дизельного палива нафтового походження в дизельних двигунах, переобладнаних на роботу на спиртах. Досліджено експериментальні залежності ефективної потужності та питомої витрати палива від частоти обертання колінчастого вала для базового дизельного й конвертованого на метанол двигуна. Установлено, що в разі переведення дизельного двигуна на роботу на метанолі не відбувається зниження потужнісних показників двигуна. Аналіз відпрацьованих газів у випадку переведення дизельного двигуна на роботу на метанолі показує, що на всіх режимах роботи двигуна відбувається зниження викидів оксидів азоту та оксиду вуглецю.

Виконано дослідження доцільності використання біометанолу як палива порівняно з використанням дизельного палива нафтового походження в дизельних двигунах, переобладнаних на роботу на спиртах. Досліджено експериментальні залежності ефективної потужності та питомої витрати палива від частоти обертання колінчастого вала для базового дизельного й конвертованого на метанол двигуна. Установлено, що в разі переведення дизельного двигуна на роботу на метанолі не відбувається зниження потужнісних показників двигуна. Аналіз відпрацьованих газів у випадку переведення дизельного двигуна на роботу на метанолі показує, що на всіх режимах роботи двигуна відбувається зниження викидів оксидів азоту та оксиду вуглецю.