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.

Проаналізовано теплопотоки шківа та оцінено значення основного гальма лебідки бурової установки під час виконання основних технологічних операцій. Відзначено негативний вплив високої температури гальмівного шківа (ГШ) на його довговічність та якісні показники гальмування в процесі опускання колони труб. Теоретично проаналізовано теплопотоки шківа основного стрічково-колодкового гальма бурової лебідки. Представлено схему ГШ зі всіма його ділянками відведення тепла та графіки теплових потоків. На підставі аналізу існуючих технічних рішень відведення тепла від шківів і результатів аналізу теплопотоків спрогнозовано основні напрямки вдосконалення конструкції гальм бурових лебідок, які дозволяють збільшити термін їх експлуатації і покращити інші якісні показники гальмування.

Рассмотрены особенности взаимодействия пар трения фрикционных узлов ленточно-колодочных тормозов буровых лебедок в серийном и нетрадиционном вариантах их исполнения.

Розглянуто вирівнювання динамічної навантаженості у серійних і багатопарних фрикційних вузлах стрічково-колодкових гальм бурових лебідок.

Проведено експериментальні і теоретичні дослідження деформації гальмівної стрічки на ділянках над фрикційною накладкою та між сусідніми накладками і розподіл сил у контакті "стрічка - фрикційна накладка в широкому діапазоні навантажень і параметрів конструкції стрічково-колодкових гальм бурових лебідок". Установлено закономірності впливу відстані між сусідніми фрикційними накладками і товщиною гальмівної стрічки на її деформацію та нерівномірність розподілу сил у її контакті з накладкою. Встановлено зв'язок між коефіцієнтом нерівномірності розподілу контактного зусилля та деформацією гальмівної стрічки.

Наведено конструктивні принципи динамічного перерозподілу питомих навантажень в парах тертя стрічково-колодкового гальма під час компоновки секціями рухомих фрикційних накладок на дузі охоплення гальмівною стрічкою шківа.

Наведено визначення напружено-деформівного стану ділянок різних типів гальмівних стрічок, яке безпосередньо пов'язане з ефективністю та з закономірностями розподілу питомих навантажень в парах тертя стрічково-колодкового гальма бурової лебідки.

Наведено аналітичні дослідження визначення точки початкової взаємодії робочої поверхні фрикційної накладки гальмівної стрічки з робочою поверхнею гальмівного шківа, а також точки прикладання сумарного питомого навантаження на робочій поверхні накладки. Наведено особливості конструкції незалежного канатного кріплення фрикційних накладок до гальмівної стрічки.

Розглянуто динамічні процеси, що відбуваються під час використання пристроїв з автоматичним регулюванням швидкості опускання вантажу. Запропоновано конструктивну схему пристрою, проаналізовано її переваги та недоліки, вказані перспективні напрями розвитку.

Розглянуто результати експериментальних досліджень багаторядних (два бандажі з накладками на шківі і над ними - гальмівна стрічка) стрічково-колодкових гальм бурових лебідок.

Наведено результати експериментальних досліджень ефективності електромагнітного індукторного гальма у разі сумісної роботи зі стрічково-колодковим гальмом за стендових умов.

Розглянуто завдання зниження енергонавантаженості металополімерних пар тертя стрічково-колодкових гальм (СКГ) лебідок бурових установок. Детально проаналізовано явище і процеси нанотрибологічного характеру в парах тертя СКГ на основі використання біполярних фрикційних елементів, які вмонтовані у гальмівні шківи бурових лебідок. Здійснено аналіз процесів, що відбуваються з компонентами полімерних матеріалів за змінення електричних полів та у разі взаємодії ділянок металополімерних пар тертя СКГ. Запропоновано пристрій електротермостимульованої деполяризації взаємодіючих ділянок металополімерних пар тертя СКГ лебідок бурових установок, який в порівнянні з традиційними конструкціями СКГ лебідок бурових установок має ряд переваг. Досягнуто зниження енергонавантаженості металополімерних пар тертя запропонованої конструкції СКГ на різних режимах їх навантаження, що дозволило експлуатувати фрикційні накладки гальма за поверхневих температур, нижче допустимих для їх матеріалів. Це дозволило не тільки зменшити сили тертя, але і стабілізувати знософрикційні характеристики фрикційних вузлів СКГ. В цьому разі відбувається зменшення зносу робочих поверхонь фрикційних накладок СКГ лебідок бурових установок.

За допомогою методів скінченноелементного і кореляційно-регресійного аналізу досліджено вплив навантаження і конструктивних параметрів фрикційного вузла стрічково-колодкового гальма на розподіл напружень у робочому і неробочому контактах фрикційної накладки. Виявлено, що підвищення рівномірності розподілу контактних напружень і зношування фрикційної накладки по її довжині можна досягти шляхом зменшення відстані між накладками і вибором оптимальної товщини гальмівної стрічки.

Изложены результаты многолетних теоретических и экспериментальных исследований высокоэффективных усовершенствованных и новых функциональных узлов ленточно-колодочных тормозов (ЛКТ) буровых лебедок. Рассмотрена работа пар трения ЛКТ с усовершенствованными тормозными лентами и шкивами или фрикционными узлами. Проанализированы электротермические процессы и явления при взаимодействии металлополимерных пар трения тормозов. Внимание уделено расчету конструктивных и эксплуатационных параметров различных типов фрикционных узлов ЛКТ. Рассмотрены конструкция и особенности работы дополнительных индукторных систем ЛКТ. Приведены методы и средства выравнивания удельных нагрузок во фрикционных узлах ЛКТ. Даны сведения о перспективных высокоэффективных фрикционных узлах тормозных устройств.

Проведено теоретичні дослідження деформації гальмівної стрічки (на ділянці над фрикційною накладкою та між сусідніми накладками) і розподілу сил в контакті "стрічка - фрикційна накладка" у широкому діапазоні навантажень і параметрів конструкції стрічково-колодкового гальма бурових лебідок. Одержано поліноміальні моделі другого порядку, які пов'язують вказані параметри.

Представлено математичні моделі теплових процесів, що відбуваються в деталях механізмів, що працюють за умови підвищених робочих навантажень (шків стрічково-колодкового гальма бурової лебідки і барабан барабанно-колодкового гальма автомобіля), розроблені шляхом дискретизації параметрів рівняння теплового балансу. Створені моделі дозволяють комплексно дослідити вплив різноманітних чинників на тепловий стан механізмів.

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.

Уперше запропоновано методики розрахунку основних експлуатаційних параметрів (зусиль натягів і деформацій гальмівної стрічки, загальної деформації елементів гальмівної системи, відстані між накладками, охопленими і неохопленими гальмівною стрічкою під час завершення процесу гальмування) гальма з рухомими фрикційними накладками. Установлено закономірності зміни експлуатаційних параметрів гальма з рухомими фрикційними накладками залежно від їх ширини. Розвинуто елементи теорії перерозподілу питомих навантажень та вирівнювання теплонавантаженості в парах тертя набігаючої та збіжної гілки стрічки серійного гальма. Удосконалено та запропоновано пристрої для підвищення ефективності затягування гальмівної стрічки, а також збільшення коефіцієнта взаємного перекриття пар тертя та високоефективного їх охолодження.

Розглянуто багатокритеріальну задачу оптимального проектування фрикційних вузлів стрічково-колодкового гальма бурової лебідки повторно-короткочасного режиму роботи.

Розглянуто конструкції та режими роботи стрічково-колодкових гальм бурових лебідок, першою степінню яких є пари "внутрішня поверхня гальмівної стрічки - випуклі поверхні фрикційних елементів", а другою - "ввігнуті поверхні фрикційного елемента - металічний або фрикційний елемент, розміщений на поверхні пневмокамери".