Национальный горный университет — соответствие Времени

Основные школы

Начиная с 1932 года до настоящего времени на кафедре проводятся научно-исследовательские работы.

Основными сферами научной и практической деятельности сотрудников кафедры и ее выпускников геология, строительство, горнодобывающая и нефтегазодобывающая промышленности, водоснабжения.

Основные направления научной школы, созданной основателями кафедры - ведущими учеными профессорами А.Я.Гимельфарбом и Е.Ф.Епштейном были разнообразны и дальновидные и находят свое подтверждение в научных трудах учеников - продолжателей их дела на протяжении многих лет.

Профессором А.Я.Гимельфарбом были разработаны теоретические основы конструкции породоразрушающего инструмента с применением сверхтвердых материалов.

Под руководством доцента Е.Ф.Епштейна (1934-1937 гг), при участии доцента П.Г.Нестеренко, доцента П.М.Шилова, доцента Н.В.Пичахчи, инженера А.К.Сидоренко, инженера Лазарян и инженера Н.П.Гришковои в 1934-1938 гг впервые были проведены теоретические и экспериментальные исследования разрушения горных пород при ударном, ударно-вращательном бурении, которые получили широкое признание как основательные в области механических способов бурения. На кафедре был предложен метод изучения механических свойств горных пород путем погружения в них штампа, развитый в дальнейшем в работах профессора Л.А.Шрейнера и его учеников. Профессором Е.Ф.Епштейном установлена взаимосвязь между механическими характеристиками и анизотропией горных пород.

В этот же период профессором Е.Ф.Епштейном с участием к.т.н. В.Н.Бакуля, инженера М.Г.Кравцова и доцента Н.В.Пичахчи выполнены исследования процессов износа твердосплавных инструментов, результаты которых появились основой для широкого внедрения твердых сплавов в горную промышленность. На базе результатов этих исследований Е.Ф.Епштейн разработал основы теории вращательного и ударно-вращательного бурения горных пород твердосплавным породоразрушающего инструмента и предложил формулы для расчета механической скорости бурения. Для оценки целесообразного времени бурения за один рейс твердосплавным инструментом, тупится, профессором Е.Ф.Епштейном, доцентом Г.П.Поповим и ассистентом О.С.Филиповою предложено в качестве критерия оптимизации использовать рейсовую скорость бурения.

Начиная с середины 50-х годов по инициативе кафедры были рас-начаты работы по исследованию и разработке гидроударных машин для бурения ударно-вращательным способом глубоких разведочных скважин. Первые образцы гидроударных буровых машин демонстрировались в 1962 году на международных выставках в Югославии и Японии. В последующие годы к этим работам подключились ИГО им. А.А.Скочинського, ЦКБ Министерства геологии СССР, ВНДИБТ, Минх и ГП им .. Губкина и другие. В работах по исследованию технических средств и технологии ударно-вращательного бурения принимали участие профессора Е.Ф.Епштейн и В.Г.Ясов, д.т.н. Г.В.Арцимович, к.т.н. Ю.Д.Безсонов, В.Ф.Сирик, Л.С.Баханович, А.А.Кожевников и Ю.Г.Д 'Дьяченко. Теоретические и экспериментальные исследования в области ударно-вращательного бурения глубоких скважин и передачи энергии ударом были использованы в практических разработках ряда гидро ударных машин.

Созданные кафедрой совместно с СКБ ВПО "Союзгеотехника" отражатели гидравлических волн позволили расширить область применения гидроудар-ников до глубины 2000 метров.

Профессором Ф.И.Кучерявим и доцентом Д.И.Фишелевичем в 50-х годах проведены исследования процессов разрушения горных пород при бурении скважин твердосплавным породоразрушающего инструмента с применением скоростной съемки тензометрирования.

На кафедре выполнены теоретические и экспериментальные исследования вращательного силового бурения скважин и шпуров (проф. С.Я.Сологуб, к.т.н. В.М.Ткаченко, доц. А.О.Кожевников, инж. В.А . Попков). Разработаны и внедрены новые конструкции породоразрушающего инструмента для бурения скважин без отбора керна и с отбором его.

Ко второму важному направлению научной деятельности сотрудников кафедры следует отнести разработку и исследования комплексного воздействия жидкостей на процессы разрушения горных пород при бурении скважин. Использование поверхностно-активных добавок к промывочных жидкостей позволяет почти в 1,5 раза повысить эффективность вращательного и ударно-вращательного бурения. С начала 50-х годов до настоящего времени на кафедре проводятся исследования по разработке рецептур новых промывочных жидкостей и технологии бурения скважин в сложных геологических условиях с их применением, а также способов и средств изоляции зон поглощения с помощью ШСС и других тампонажных смесей (проф. В . Г.Ясов, Е.Ф.Епштейн, доц. А.М.Бражененко). Разработаны и внедрены силикатные и силикатно-гуминовые промывочные жидкости (проф. Е.Ф.Епштейн, доц .. Л.В.Корчагин). Исследовано влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ) на эффективность разрушения горных пород и разработана технология их применения при бурении скважин (проф. Е.Ф.Епштейн, М.А.Дудля, О.М.Давиденко, доц. Н.М.Гавриленко , А.В.Вареник и другие).

Третьим научным направлением деятельности сотрудников кафедры является технология и технические средства разрушения горных пород на забое скважины.

Выполненные ранее под руководством профессора Е.Ф.Епштейна теоретические и экспериментальные исследования процессов разрушения горных пород при вращательном и ударно-вращательном бурении стали основополагающими в нашей стране и за рубежом. В 60-х годах в большом объеме проводились исследования по разработке новых методов разрушения горных пород с применением электро-гидравлического эффекта и тока высокой частоты (проф. Е.Ф.Епштейн, инж. Е.И.Арш, Г.К.Виторт) .

Развитием этих работ стали исследования профессора С.Я.Сологуба по вращательно-силовом бурении горных пород при проведении скважин и шпуров цельным забоем. Эти же исследования положены А.О.Кожевниковим в основу разработки новых технических средств для колонкового бурения - коронок ТКД.

Начиная с конца 70-х годов на кафедре (проф. Е.Ф.Епштейн, доц. Ю.Д.Безсонов, к.т.н. А.И.Шепель, инж. Ю.В.Водолазький) совместно с Тульским отделением ЭД ЦНДГРИ и НПО "Тулачермет" развивалось научное направление по использованию новых демпфирующих материалов в корпусах алмазных коронок и расширителей. Работы были завершены созданием и передачей к серийному производству эффективной алмазной коронки 01А3-ЖМ.

На кафедре решена технико-экономическая задача выбора выгодного высоты буровой вышки (проф.. Е.Ф.Епштейн, ст. преп. О.С.Филипова).

На основе прямых измерений усилия на забое скважины, показаны практические пути повышения эффективности передачи осевой нагрузки на породоразрушающего инструмента (доц.. А.М.Бражененко).

Разработке основ технологии и технических средств термомеханического способа бурения скважин посвящены работы проф. Е.Ф.Епщтейна и доцента П.П.Вирвинського, а также проф. А.О.Кожевникова.

Оригинальная методика расчета бурильных труб была предложена на кафедре в 1978 году (проф. Е.Ф.Епштейн и другие). В те же 70-е годы на кафедре проведены исследования волновых процессов в бурильной колонне и их влияние на прочностные характеристики, а также разработаны технические средства виброгашения (к.т.н. А.И.Шепель).

Выполненные исследования в области бурения скважин и разработаны основы теории работы виброустановок для разрушения мягких горных пород бортов карьеров (доц. П.Ф.Пальянов, к.т.н. В.А.Остапенко).

На кафедре также выполнены теоретические исследования технологии алмазного бурения геологоразведочных скважин при условии рациональной передачи энергии породоразрушающего инструмента без нарушения целостности бурильной колонны (доценты И.М.Пахомов, Ю.Л.Кузин), а также теоретические и экспериментальные исследования закономерностей распределения напряжений при разрушении анизотропных горных пород на забое скважины с приме-нением поляризационно-оптического метода и метода моделирования (проф. С.Я.Сологуб, к.т.н. С.Г.Годяев).

Для контроля направления трассы скважины на кафедре разработаны телеинклинометр, который не уступает лучшим зарубежным образцам (доц. И.М.Пахомов, инж. В.А.Папиж). С 1991 года он выпускается государственным научно-производственным малым предприятием "БИСИП" (директор В.А.Папиж).

течение последних лет на кафедре проводились и проводятся теоретические и экспериментальные исследования под руководством доктора технических наук, профессора А.О.Кожевникова по следующим направлениям:

  • методы разрушения горных пород
  • рациональные компоновки бурильных колонн для геологоразведочного бурения
  • техника и технология бурения гидрогеологических скважин
  • импульсные технологии бурения скважин.

  • Отраслевая научно-исследовательская лаборатория

    конце 50-х начале 60-х годов XX века на кафедре техники разведки месторождений полезных ископаемых Днепропетровского горного института под руководством доктора технических наук, профессора Евгения Федоровича Эпштейна широкое развитие получили исследования связаны с разработкой эффективной технологии бурения глубоких разведочных скважин. Возникла острая необходимость в организации научного подразделения при кафедре техники разведки МПИ, результаты деятельности которого были бы направлены для оказания помощи при проведении геологоразведочных работ в одном из угледобывающих районов Украины - Донбассе.

    Подготовительная работа, проведенная кафедрой техники разведки МПИ привела к тому, что совместным приказом Министерства геологии и Министерства высшего и среднего специального образования Украины в составе научно-исследовательского сектора Днепропетровского горного института в июле 1965 года была учреждена отраслевая научно-исследовательская лаборатория технологии бурения глубоких разведочных скважин в условиях Донбасса.

    На лабораторию было возложено выполнение научно-исследовательских и экспериментальных работ в следуя основным направлениям:

  • исследование и разработка породоразрушающего инструмента для колонкового бурения разведочных скважин в условиях района треста "Луганскгеология" с целью повышения механической и рейсовой скорости бурения
  • разработка методов измерения усилий и способов их увеличения с целью повышения механических и рейсовых скоростей бурения.
  • Научное руководство лабораторией с 1965 по 1973 гг исполнял профессор Е.Ф.Епштейн. Обязанности заведующего лабораторией с 1965 по 1968 исполнял инженер Е.В.Белофастов.

    С 1983 года до 1990 года научным руководителем лаборатории был заведующий кафедрой ТРРКК, доктор технических наук, профессор Стефан Яковлевич Сологуб. В это время произошла смена заведующего лабораторией - вместо Виктора Федоровича Сирыка, кандидата технических наук, возглавлявший лабораторию с 1968 по 1980 год, на должность заведующего был избран Александр Николаевич Давиденко, кандидат технических наук.

    После развала Советского Союза и образования независимой Украины произошли существенные изменения в структуре геологической отрасли. Ликвидировали Министерство геологии Украины, а затем и Государственный комитет по геологии. Уменьшились объемы финансирования на проведение научно-исследовательских работ и поэтому в период 1994-2000 гг наметился определенный спад в работах лаборатории.

    В дальнейшем научно-исследовательские работы проводились на кафедре по тематике, которую преподаватели заключали по собственной инициативе.

    За период существования отраслевой лаборатории было достигнуто значительных результатов по следующим направлениям:

  • Разработаны различные конструкции утяжеленных бурильных труб, которые обеспечивали эффективную борьбу с искривлениями скважин (квадратного сечения, фигурного профиля). С целью повышения жесткости соединений утяжеленных бурильных труб с колонковым набором и снижение искривление скважин разработан буровой мера переходник (авт. свид. СССР № 589361). Авторами разработки является д.т.н. Е.Ф.Епштейн, к.т.н. А.М.Бражененко, В.Ф.Сирик и инж. Е.В.Белофастов.
  • Разработана технология и техника безкернового бурения разведочных скважин на повышенных осевых нагрузках. Разработан породоразрушающего инструмента вращательно-силового резания для бурения скважин диаметрами 76 и 93 мм на повышенных осевых нагрузках по глинистым и песчаным сланцам, малоабразивных песчаниками и известняками. Форма и геометрия режущих элементов, переривистисть лезвия долота обес-слышат передачу высоких удельных нагрузок на забой скважины. Предложено резцы из твердого сплава в состав которых входят кубический нитрид бора, кобальт и карбид вольфрама. Лабораторные исследования подтвердили, что износостойкость резцов из такого сплава в 2-3 раза выше, чем резцов из сплава ВК. Резцы и твердосплавные вставки могут быть изготовлены различной формы и размеров в соответствии с горно-геологическими условиями и техническими требованиями. Разработана конструкция твердосплавной коронки ТКД, которая предназначена для бурения вращательным и ударно-вращательным способами скважин в породах VI-VIII категорий. Авторами разработки является д.т.н. С.Я.Сологуб, д.т.н. А.О.Кожевников, к.т.н. В.В.Попков, С.Г.Годяев и инж. М.Д.Яценко.
  • Разработана технология и инструмент из композиционного материала для алмазного бурения скважин. Предложенный породоразрушающего ин-струмент, состоящий из изготовленного из виброгасячого материала Д30-МП и износостойких породоразрушающих элементов. В процессе бурения предложенным инструментом за счет рассеяния в его корпусе волновой энергии колебаний усиливается демпфирующий (виброгасячий) эффект, в при забойные зоне генерируется значительное количество тепла, в результате повышается устойчивость и породоразрушающего способность инструмента. Авторами разработки являются д.т.н. Е.Ф.Епштейн, к.т.н. Ю.Д.Безсонов, А.И.Шепель, О.М.Давиденко и А.О.Кожевников.
  • Разработаны и исследованы новые способы бурения скважин. Теоретические и экспериментальные исследования показали, что если до породоразрушающего инструмента подводится необходимая для разрушения горных пород мощность, то процесс виброударного бурения характеризуется высокой интенсивностью, повышением устойчивости породоразрушающего инструмента и снижением энергоемкости. Для реализации таких условиях в скважине разра-Блена забойный виброударных механизм, который использует резонанс стержневую систему, которая колеблется в режиме стоячей волны в диапазоне 200-2000 с-1, названный звуковым буром, который отличается от обычных ударных и виброударных механизмов способностью запасать в 3 -4 раза больше предельной энергии при одинаковых массах. Авторами разработки является д.т.н. Е.Ф.Епштейн, к.т.н. А.И.Шепель, О.М.Давиденко и Ю.Д.Безсонов.
  • Разработана технология бурения геологоразведочных скважин с использованием поверхностно-активных и антифрикционных добавок. В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований установлено, что ПААД, которые вводятся в состав промывочных жидкостей обеспечивают снижение энергоемкости процесса разрушения горных пород, затрат мощности на бурение, повышают износостойкость породоразрушающего инструмента. Авторами разработки является д.т.н. Е.Ф.Епштейн, к.т.н. О.М.Давиденко, М.А.Дудля, А.В.Вареник.
  • Большое внимание уделялось исследованиям процессов в скважинах. Установлено, что количество энергии, которая передается через бурильный вал в значительной степени зависит от взаимодействия со стенками скважины и сил гидравлического подпора. Доказано, что потери усилие подачи могут составлять 40-60% от величины усилия измеренного поверхностными приборами. Разработан метод определения непосредственными измерениями в скважине и путем подсчета величины потерь, которые позволяют оценить и выбрать рациональные компоновки нижней части бурильного вала для обеспечения высокой механической скорости. Авторами разработки является д.т.н. Е.Ф.Епштейн, к.т.н. А.М.Бражененко и В.Ф.Сирик.

    © 2006-2017 НГУ Інформація про сайт