Проаналізовано науково-технічні досягнення лабораторії за обраними напрямами діяльності, які відповідають, а в деяких випадках перевищують світовий рівень.Зокрема,лабораторією розроблено нову теорію фізико-хімічного руйнування стінок свердловини внаслідок дії ентропоосмотичного потоку води з середовища бурового розчину у пори і тріщини гірських порід та накопичення в них механічної енергії. Розглянуто теоретичні уявлення, які є надійною основою для оптимізації технології бурових розчинів.

Розглядаються стан та перспективи розвитку буріння нафтових і газових свердловин в Україні. Зроблено аналітичну оцінку радіальних зміщень в прихопленій бурильній колоні під дією вибухової хвилі, наведено результати дослідження характеристик струминного свердловинного насоса, розробки оптимального способу встановлення вибухових апаратів у заданому інтервалі свердловин. Запропоновано методику вибору параметрів буферної рідини для глушіння свердловин, коефіцієнт динамічності підіймального комплексу бурових установок та універсальний метод одержання рідких дисперсних систем з високим ступенем стабільності. Висвітлюються питання використання багатокритеріального управління для зменшення затрат на будівництво свердловин, а також залежність токсичності вихлопних газів газотурбінної установки від зміни режимів роботи та ін.

Проведено аналітичні розрахунки щодо визначення параметрів і характеристик процесу шарошкового буріння свердловин у скельних породах. Встановлено залежності дисипативних втрат потужності від кутової швидкості обертача для різних типів верстатів шарошкового буріння, а також залежності потужності бурового верстата й екстремальної енергоємності процесу буріння від його продуктивності для різних гірських порід.

Наведено аналітичні залежності для енергоємності буріння гірських порід і запропоновано методику розрахунку параметрів їх міцності, які використовуються у кінетичній теорії руйнування. Ця методика дозволяє визначити параметри міцності порід із достатньою для практики точністю та без експериментальних досліджень.

Розглянуто принципову можливість та теоретичні основи використання ежекційно-хвильових процесів з метою ліквідації ускладнень у бурінні. Розроблено схему протиаварійного комплексу та конструкції окремих складових елементів обладнання для реалізації ежекційно-хвильових технологій у процесах ліквідації прихоплень бурильної колони та очищення вибою свердловин.

Розглянуто питання впливу промивальних рідин на тертя та знос бурового інструмента. На базі отриманих результатів розроблено склад промивальних рідин, які забезпечують підвищення ефективності процесу буріння свердловин за рахунок високих мастильних властивостей.

Описано динаміку циліндричної оболонки під дією вісесиметричного навантаження як модель впливу рухомого поля тиску в заповнюючій свердловину рідині на колону обсадних труб під час внутрішньосвердловинного вибуху. Постановка задачі грунтується на застосуванні теорії оболонок за С. П. Тимошенком. Наведено рівняння руху власних поздовжніх хвиль у циліндричній оболонці.

Исследовано влияние химического состава металлокерамики системы WC-Co на уровень эксплуатационных характеристик изготовленных из нее твердосплавных зубков буровых долот. Установлено, что циклическая контактная прочность зубков на воздухе при комнатной температуре, как и пороговый размах коэффициента интенсивности напряжений в материале зубков, возрастает с увеличением содержания кобальта. В результате исследований материалов на циклическую трещиностойкость, а также кавитационно-эрозионных и электрохимических испытаний в 3 %-м водном растворе NaCl выявлены оптимальные коррозионные и механические характеристики в композиции, содержащей 8 mass % кобальта. Отмечен существенный вклад анодного растворения Со-фазы, а также ее охрупчивания водородом в процесс коррозионно-механического повреждения твердых сплавов. Обнаружена удовлетворительная корреляция параметров циклической контактной прочности, порогового размаха коэффициента интенсивности напряжений и установившейся скорости кавитационно-эрозионного разрушения твердых сплавов WC-Co, что свидетельствует о возможности использования этих параметров как достоверных и взаимозаменяемых показателей эксплуатационной надежности твердосплавных изделий.

У контексті відомих фізичних процесів, що протікають під час проведення прострільно-вибухових робіт у свердловинах, наведено результати сучасних теоретичних та дослідно-промислових досліджень. Показано механізм деформування перепон різної конструкції та властивостей під дією фугасного вибуху та кумулятивного струменя. Описано конструкцію новітніх прострільно-вибухових апаратів (ПВА). Значну увагу приділено основним конструктивним особливостям технічних засобів для підвищення безпеки робіт із ПВА та зручності в їх застосуванні.

Дан анализ реакции обсадных колонн скважин на внешнее или внутреннее нестационарное нагружение взрывного происхождения, приведены особенности формирования их напряженно-деформированного состояния, зарождения очагов разрушения. Особое внимание уделено методам и средствам защиты скважин, условиям их применения, оценке эффективности. Разработаны рекомендации по применению средств защиты при проведении взрывно-прострелочных работ в промышленных условиях на нефтегазовых, нагнетательных, геотехнологических и т.п. скважинах.

На основе анализа горно-геологических условий бурения и строения природных водонапорных систем разработана зональность поглощений, возникающих при проводке скважин на месторождениях и площадях Днепровско-Донецкой впадины. В свободном разрезе региона выделены три основные зоны залегания отложений, склонных к поглощениям. Изложены сведения об их основных геологических особенностях, коллекторских свойствах и градиенте давления гидроразрыва. Предложенная зональность позволит заранее (на стадии проектирования) прогнозировать ослабленные интервалы разреза и разрабатывать мероприятия по предупреждению поглощений.

Запропоновано метод розрахунку комплексних власних значень крайової задачі, якою описується обертання довгого вертикально частково стиснутого стрижня, що піддається дії власної ваги і крутильного моменту. Розв'язок задачі шукається для двох ділянок стрижня у формі асимптотичних розкладів за малим параметром, які потім стикуються в певній точці. Проаналізовано одержані результати у порівнянні з показниками їх робіт. Метод може бути використано для дослідження стійкості форми обертання довгого вертикального стрижня під час буріння глибоких свердловин.

Наведено результати дослідно-конструкторських робіт щодо створення комплексу засобів віброзахисту та регулювання динамічного режиму бурильної колони. Описано будову та принцип роботи амортизаторів коливань бурильної колони різного призначення, пружних шпинделів вибійних двигунів та інерційних пристроїв.

Розглянуто проблему контролю зусилля затяжки різьбового з'єднання обважнених бурильних труб (ОБТ). Запропоновано дві схеми контролю за допомогою ультразвукового луно-методу. Показано, що найбільш прийнятною є схема контролю з застосуванням головних хвиль.

Исследована кинетика повреждения материала твердосплавных зубков (карбид вольфрама - кобальт) буровых долот при циклическом сжимающем нагружении. Отмечены три этапа повреждения структуры до критического разрушения зубка. Установлена зависимость относительной длительности каждого этапа от амплитуды нагрузки и состава сплава.

Розглянуто основні методи моделювання явищ та процесів буріння нафтових і газових свердловин, розробки та експлуатації нафтових і газових родовищ. Викладено основи фізичного моделювання, методи статистичного моделювання, моделювання на основі механіки суцільних середовищ, принципи планування експериментів. Висвітлено моделювання пластових систем, головні числові методи, принципи формалізації та розв'язку оптимізаційних задач, а також особливості моделювання в інженерній творчості, вибору та прийняття рішень. Методи моделювання супроводжено ілюстративними прикладами,реалізованими на ЕОМ в пакеті Mathcad.

Изложены результаты исследований контактного взаимодействия буровой алмазной коронки с горной породой, что позволяет выявить новые направления оптимизации конструктивных параметров данных коронок с целью интенсификации процесса разрушения горной породы. Изучено влияние водо-твердого отношения и степени аэрации на теплофизические свойства газожидкостных тампонажных смесей. Приведена минералого-геохимическая характеристика докембрийских комплексов Приазовского блока Украинского щита. Исследованы закономерности формирования кавитационного поля для создания экологически чистых технологий бурения скважин и освоения продуктивных горизонтов. Детально проанализирована научная деятельность известного ученого и педагога Г.И.Неудачина.

Висвітлюються передумови втомного руйнування морських нафтогазових трубопроводів, енергетичні співвідношення при коливаннях долота з віброізолятором опори. Розглядаються питання використання полімерних насосних штанг для уникнення згинаючих напружень у сталевій колоні штанг, накопичення втомних пошкоджень в елементах бурильної колони при ймовірнісних розрахунках довговічності, а також застосування струминного насосу для підвищення ефективності буріння свердловин. Зроблено оцінку внутрішнього тиску метану в мікропорах хромомолібденової сталі в умовах водневої корозії. Досліджено вплив абсорбованого металом водню на порогові характеристики втоми корпусної сталі для реакторів гідрокрекінгу нафти та ін.

Приведені результати досліджень по розробці та впровадженню нових технологій торпедування газових та нафтових свердловин для підвищення їх продуктивності.

Наведено математичну модель та методику оцінки теплофізичних параметрів процесу термоконтактного плавлення для сталого режиму. Описано установку "Термобат-4.5" для одержання розплаву пластичних матеріалів з низькою теплопровідністю. Зроблено зіставлення експериментальних даних з теоретичним розрахунком. Сформульовано рекомендації з ефективного використання установки "Термобат-4.5".