Вплив віброзахисних амортизаторів на динамічний стан бурильної колони

The object of research is the drill string bottom structure using the correcting devices of drilling modes to control the dynamics of the drill string. The work is aimed at the study of longitudinal, torsional and transverse oscillations when adjusting the axial load on the bit by using a drilling shock absorber with a two-link characteristic. A dynamic model of the drill string during the drilling process is presented, which is a concentrated-continuous nonlinear system that interacts with the ball bit and the downhole engine as a source of energy. It is shown that elastic oscillations of all types affect the interaction of the bit with the outcrop rock. In order to evaluate drilling performance, it is necessary to take into account not only longitudinal, torsional and transverse oscillations, but also parametric oscillations, which are associated with the deformation of the weighted drill pipe under axial loads and during its rotation in the process of deepening the hole. It was found that transverse vibrations of weighted drill pipes, as a flexible element, during the drilling process are, as a rule, parametric in nature. They lead to the appearance of additional stresses in the elements of the column and, as a result, to the acceleration of their destruction and accelerated wear of the bit arms and rolling bearings. It is proved that in the future, for the development of dynamic models, it is necessary to take into account their hydrodynamics and the type, design and parameters of the applied punching elements. The obtained research results can be applied in practice in the process of designing the structure of the drill string bottom structure (DSBS) using correcting devices of drilling modes to control the dynamics of the drill string, by using a drilling shock absorber with a two-link characteristic in order to correct the axial load on the bit.Об'єктом дослідження є компоновки низу бурильної колони з використанням коректуючих пристроїв режимів буріння для управління динамікою бурильної колони. Робота направлена на дослідження подовжніх, крутних та поперечних коливань при коректуванні осьового навантаження на долото шляхом застосування бурового амортизатора з дволанковою характеристикою. Наведено динамічну модель бурильної колони в процесі буріння, яка являє собою зосереджено-континуальну нелінійну систему, котра взаємодіє з шарошковим долотом і вибійним двигуном, як джерелом енергії. Показано, що пружні коливання всіх типів, впливають на взаємодію долота з породою вибою. Для оцінки показників буріння необхідно враховувати, не тільки подовжні, крутні, поперечні коливання, але враховувати і параметричні коливання, які пов’язані з деформацією обважнених бурильних труб при осьових навантаженнях і при його обертанні в процесі заглиблення вибою. Виявлено, що поперечні коливання обважнених бурильних труб, як гнучкого елементу, в процесі буріння носять, як правило, параметричний характер. Вони призводять до появи додаткових напружень в елементах колони і, як результат, до прискорення їх руйнування та прискореного зносу озброєння долота та опор кочення. Доведено, що у подальшому, для розробки динамічних моделей, необхідно враховувати їх гідродинаміку та тип, конструкцію та параметри застосованих вибійних елементів. Отримані результати досліджень на практиці можуть бути застосовані в процесі проєктування конструкції низу бурильної колони (КНБК) з використанням коректуючих пристроїв режимів буріння для управління динамікою бурильної колони, шляхом застосування бурового амортизатора з дволанковою характеристикою з метою коректування осьового навантаження на долото