Зазначено, що процес нарізання різьб на обсадних трубах повинен забезпечувати відповідну точність власне різьби і бути достатньо продуктивним задля економічної його доцільності. Ці два аспекти значною мірою залежать від різьбонарізних інструментів, зокрема різьбових різців. Точність різьби функціонально залежить від профілю різальної кромки різця, а сам профіль - від значень геометричних параметрів як самої різьби, так і інструмента. Розрахунок профілю запропоновано проводити в середовищі спеціально розробленої прикладної програми, побудованої на основі новоствореного класу на алгоритмічній мові Делфі.

Шарошки бурових доліт та робочі органи гірничих комбайнів оснащуються суцільними зубками або сегментами з твердого сплаву на основі карбідів вольфраму шляхом запресування чи впаювання у гнізда. Вказані елементи мають високу твердість та зносостійкість за умов абразивного середовища, проте динамічні навантаження призводять до розхитування та випадання твердосплавних елементів з гнізд. Більш перспективними є композиційні матеріали системи сталь - твердий сплав, однак існують певні труднощі під час контролю їх якості. Запропоновано методику неруйнівного контролю та відбракування композиційних стальних виливків, армованих зернистими твердими сплавами на основі карбідів вольфраму та призначених для оснащення бурових доліт, із застосуванням удосконаленого електромагнітного індукційного дефектоскопа та мікроконтролерного блока.

Одним із важливих завдань нафтогазового машинобудування є створення інструментальної бази для реалізації технологічних процесів обробки поверхонь деталей. До останніх відносяться бурові, аварійні інструменти та деталі обладнання промислів. Суттєво знизити витрати на проектування і виробництво високоточних інструментів можна шляхом автоматизованого проектування. Основними етапами цього процесу є створення програм на мові Delphi з їх подальшим використанням для параметричного тривимірного моделювання необхідних інструментів у середовищі Autocad. Кінцевим результатом є робочі креслення останніх. Одержані проекти можна з високою продуктивністю реалізувати на сучасному обладнанні з числовим програмним керуванням. Перевагою такого проектування є висока точність геометричних параметрів інструментів, їх розмірів, а також гнучкість самої системи технологічної підготовки інструментального виробництва.

Запропоновано метод підвищення стійкості вибійних фрезерів шляхом використання для армування твердосплавних пластин інших розмірів та конфігурації, зміни схеми армування та підвищеня механічної міцності металозв'язки. Останнє досягається включенням спіралеподібних сталевих зміцнювальних елементів, розміщених в радіальному і тангенційному напрямках в торцьовому об'ємі фрезера. Введення таких каркасів знижує ступінь деформації металозв'язки під дією інтенсивних розподілених ударних навантажень і водночас зберігає її пластичність за локальної дії гострокутних частинок вибою та шламу. Тим самим знижується рівень пошкоджень твердосплавних різальних елементів і зростає загальна стійкість інструменту на вибої. Запропоновано заготовки фрезерів великих діаметрів виготовляти литвом, що економить якісну конструкційну сталь.

Розглянуто основи автоматизованого проектування (АПР) різальних інструментів, яке базується на тривимірному параметричному моделюванні й інтерфейсах прикладного програмування системи АПР. Подано приклади розробки системи АПР різальних інструментів в SolidWorks та AutoCAD.

Описано використання пакета MathCAD у навчальному процесі для розв'язання задачі оптимізації режимів різання під час свердління.

Розроблено конструкцію лабораторного стенда для дослідження процесів свердління, а вибір конструкції та оптимізацію розмірів пружного елемента стенда виконано за допомогою програм Solid Works та ANSYS.

На підставі аналізу поздовжніх і поперечних відхилень, що виникають під час формоутворення гвинтової різьби, запропоновано прикладну програму автоматизованого розрахунку форми різальної кромки різця залежно від значення величини переднього кута та діаметра різьби.

Виготовлення ортопедичних конструкцій є однією із головних складових стоматологічної допомоги. На сучасному етапі проблема заміщення часткових дефектів зубного ряду ефективно вирішується шляхом виготовлення мостоподібних протезів. Проте, їх використання вимагає проведення всебічних досліджень з метою усунення тих негативних явищ, якими може супроводжуватись використання жорстких суцільнолитих каркасів незнімних конструкцій. Багатогранне використання комп'ютерних технологій надає можливості для більш детального вивчення даної проблеми.

Висвітлено проблему перевірки противикидного обладнання устя свердловин на герметичність перед вводом в експлуатацію чи після капітального ремонту. Наразі вказані випробування проводяться з використанням пересувної насосної установки високого тиску, через що тривалість випробувань та їх вартість суттєво зростають. Відомий пристрій для проведення випробувань противикидного обладнання на герметичність без пересувної насосної установки, проте надійність і ефективність його невисока з причини ненадійної герметизації необхідного об'єму свердловини. Запропоновано конструкцію пристрою, новизною якого є вузол для забезпечення підвищеної герметичності випробуваного об'єму та внутрішній поршневий нагнітач тиску робочого середовища. В основі конструкції герметизуючого вузла закладено двобічну розтискну цангу з еластичними манжетами. Герметизацію здійснюють розтисканням кінців цанги, на яких змонтовані манжети, а високий тиск створюють силою тяги поршня. Конструювання пристрою та перевірку працездатності його елементів виконано із застосуванням комп'ютерних технологій, що базуються на методі скінченних елементів.

Зазначено, що різьби нафтогазового профілю отримують, як правило, шляхом точіння. При цьому якість різьбової поверхні (шорсткість, хвилястість) значною мірою залежать від рівня вібрацій, що виникають в системі верстату, інструменті та деталі (системі різання). Вивчено переважно причини появи вібрацій як наслідок процесу різання. Розглянуто можливість виникнення коливань елементів системи різання внаслідок появи резонансу. Останні можливі з наближенням частот збурюючих сил при різанні та власних частот коливань елементів системи різання (різець, різцетримач, супорт та інші вузли). З цією метою створено твердотільні моделі основних деталей та вузлів системи різання в середовищі SolidWorks та проведено комп'ютерні дослідження щодо визначення резонансних частот коливань елементів та системи загалом з використанням додатка Simulation. Отримані дані дозволять технологам уникнути призначення частот обертання шпинделя верстата, при яких різко зростає імовірність виникнення інтенсивних низькочастотних вібрацій великої амплітуди.

Проаналізовані конструкції опор шарошкових бурових доліт з підшипниками ковзання в аспекті векторів силової взаємодії шарошки з вибоєм та елементів опори між собою. В програмі SolidWorks створені 3D моделі шарошкових вузлів доліт. В додатку Simulation виконано дослідження силових взаємодій елементів опори між собою та між шарошкою і вибоєм. Проаналізовано напружено-деформований стан на контактних поверхнях підшипників ковзання і кочення. Запропоновано конструкцію опори долота з конічними твірними поверхонь ковзання і виконано аналогічні дослідження. Встановлено, що конфігурація елементів опори ковзання першочергово впливає на контактні напруження в елементах опор шарошкових доліт.

Робота присвячена проблемі перевірки противикидного обладнання устя свердловин на герметичність перед уведенням в експлуатацію. Вказане обладнання включає стволову частину, систему трубопроводів з арматурою та систему керування. Класична методика випробувань потребує мобільної насосної установки, що забезпечує створення тиску 35 МПа. Вартість таких випробувань досить висока. Для проведення випробувань без насосної установки розроблено конструкцію пристрою підвищеної герметичності, який включає в себе вузол герметизації устя від основної колони та поршневий вузол створення високого тиску у випробуваному об'ємі. Створення високого тиску відбувається шляхом підіймання поршня лебідкою, якою обладнана свердловина. Недоліки запропонованої раніше конструкції пристрою наступні. Між сталевими рухомими деталями вузла герметизації виникає значне тертя. Переважно це пари "пробка - чашка" та "цанга - конус". Елементами, які створюють герметичність, служать гумові кільцеві манжети. Переви- щення осьового навантаження на конуси призводить до руйнування манжет. Вдосконалено конструкцію вузла герметизації наступним чином. Між торцями натискної пробки і нижньої чашки введено кульковий опорний підшипник - замінено тертя ковзання тертям кочення. На зовнішні поверхні розтискних конусів, що контактують з пелюстками цанги, пропонується наклеїти тканинний антифрикційний матеріал типу Нафтлен або аналогічний. Коефіцієнт тертя у таких парах на порядок нижчий, ніж у парах сталь по сталі. Створено комп'ютерну модель пристрою в середовищі Solid Works. Виконані комп'ютерні дослідження процесу навантаження деталей вузла герметизації в програмі Simulation, що базується на методі скінченних елементів. В результаті досліджень визначено рекомендовані значення осьової сили, яку потрібно створити гвинтовою парою "шток - пробка" для достатньої радіально-осьової деформації еластичних манжет з одночасним недопусканням їхнього руйнування. Також оптимізовано конструктивні розміри натискних чашок пристрою, а саме взаємне осьове розміщення торця, що тисне на конус, та конічного пояска, який стискає манжету. Визначення вказаних параметрів дослідним шліхом є процесом тривалим і високовартісним.

Проаналізовані конструкції опор шарошкових бурових доліт з підшипниками ковзання в аспекті векторів силової взаємодії шарошки з вибоєм та елементів опори між собою. В програмі SolidWorks створені 3D моделі шарошкових вузлів доліт. В додатку Simulation виконано дослідження силових взаємодій елементів опори між собою та між шарошкою і вибоєм. Проаналізовано напружено-деформований стан на контактних поверхнях підшипників ковзання і кочення. Запропоновано конструкцію опори долота з конічними твірними поверхонь ковзання і виконано аналогічні дослідження. Встановлено, що конфігурація елементів опори ковзання першочергово впливає на контактні напруження в елементах опор шарошкових доліт.

Розглянуто проблему якісного охолодження пресформ для отримання виливків з термопластів, які характеризуються значними коефіцієнтами об'ємного і лінійного термічного розширення, здатністю ущільнюватися в розплавленому стані. Зміна об'єму розплаву термопластів і, відповідно, якісні характеристики виробу першочергово залежать від температурного режиму пресформи. Останній передбачає необхідні температуру, швидкість нагрівання та швидкість охолодження пресформи. В свою чергу, вказані параметри частково визначають і тиск термопласту в робочому об'ємі. Швидкість нагрівання та швидкість охолодження пресформи визначається насамперед розмірами і конфігурацією каналів системи охолодження пресформи. Вдосконалення конструкції каналів системи охолодження експериментальним шляхом вимагає значних витрат матеріалів, часу та коштів. Запропоновано методику оптимізації конструкції системи охолодження пресформ з використанням комп'ютерних технологій 3D-моделювання в середовищі Solid Works та термодинамічних досліджень з використання методу скінченних елементів у програмі ANSYS. В першій частині роботи створено декілька варіантів віртуальних моделей основних конструктивних частин пресформи для лиття тонкостінного реального виробу з термопласту: матриць, пуансонів та монтажних плит. При цьому витримано основні конструктивні розміри пресформи і зроблено необхідні спрощення конструкції (видалено надписи, клейма) з метою економії ресурсів при виконанні термодинамічних досліджень. Відмінності між моделями полягали в різній конфігурації каналів водяного охолодження - прямолінійних, V- та W-подібних. Вказані дослідження виконувались в пакеті Transient Thermal. Основним завданням цих досліджень було визначення характеру поширення теплових полів у об'ємі матриці. Вихідні дані для досліджень - температура пресформи, температура і об'ємна подача охолоджуючої рідини у всіх дослідах однакові. За результатами комп'ютерних досліджень встановлено, що у системі охолодження з W-подібними каналами охолодження виливка з термопласту відбувається найбільш рівномірно, про що свідчить конфігурація теплових полів у матриці та пуансоні. За матеріалами проведених досліджень була виготовлена пресформа. Результати випробувань підтвердили ефективність застосування комп'ютерних досліджень в технологіях литва пластмас.

Зростання об'ємів бурових робіт на нафту і газ тісно пов'язане з використанням високопродуктивних надійних і довговічних шарошкових бурових доліт, оснащених суцільними або вставними, армованими зносостійкими матеріалами зубками. Вирішальним фактором, що впливає на техніко-економічну ефективність процесу розбурювання гірських порід із залягаючими нафтовими і газовими покладами, є зносостійкість породоруйнівних елементів доліт, виконаних у вигляді зубків вставних та виготовлених у корпусі шарошки. За результатами конструкції бурових доліт і технологій їх виготовлення обрано для дослідження шарошки, оснащені вставними зубками, сформованими методом відцентрового армування твердими сплавами із обертанням навколо двох взаємноперпендикулярних осей, з метою оцінки впливу технологічних параметрів процесу виготовлення на величину зношування зубків під час буріння. Дослідження проведено на розробленому стенді. За результатами дослідів отримано математичну модель, що описує вплив технологічних факторів на параметр оптимізації - величину зносу зубків. Як фактори, що впливають на ефективність застосування армованих зубків, було прийнято: Х1 - температуру заливання сталі, oС; Х2 - кількість введеного твердого сплаву, г; Х3 - частоту обертання ливарної форми навколо вертикальної осі, хв-1; Х4 - частоту обертання ливарної форми навколо горизонтальної осі, хв-1. Встановлено їх основний рівень та межі варіювання - верхню та нижню. В роботі використовувався повний факторний експеримент 24. Було складено план експерименту. У відповідності із обраним планом було виконано 16 активних експериментів, причому кожний дослід повторювався тричі. Далі проведено побудову математичної моделі і рівняння регресії, що її описує. Встановлено ступінь впливу факторів процесу на величину абразивного зносу зубків та оптимальні їх значення.