INCREASING THE EFFICIENCY OF PNEUMATIC PERCUSSION DRILLING OF HORIZONTAL WELLS

Authors

  • Дмитрий Олегович Чещин
  • Boris B. Danilov
  • Vadim V. Plokhikh

Keywords:

pneumatic transport, particle, drilling, pneumatic hammer, slurry, well, blowing, slurry transport

Abstract

The construction of wells in rock masses using the rotary impact method using air hammers is quite common both in Russia and abroad. However, the removal of destroyed rock using the energy of an air jet imposes restrictions on the maximum length of the drilling well, caused by the physical nature of the movement of particles in the airflow. This issue arises especially acutely when constructing horizontal wells. The article considers a method for increasing the efficiency of air percussion drilling of horizontal wells. The features of pneumatic percussion drilling and the scope of its application are noted. The disadvantages of the classical method of drilling with air hammers, associated with pneumatic transportation of the destroyed rock through the annular channel, have been identified. A method has been proposed to increase the efficiency of air percussion drilling by using annular air percussion mechanisms and a double drill string – a drilling method with reverse circulation of a cleaning agent or RC drilling. Unlike the classical method of drilling with air hammers, the efficiency of particle transportation during RC drilling does not decrease as the diameter of the drilled hole increases. It has been shown that pneumatic transportation through a rotating channel makes it possible to remove destroyed rock at lower air flow rates. In addition, through simulation modeling, airflow rates were determined for two systems of transporting destroyed rock with a similar drilling diameter: classical air percussion drilling and reverse circulation drilling. As a result of a comparative analysis of air flow rates, it was found that the air flow speed in a double drill string is more than 2.5 times higher than in classical air percussion drilling, which allows increasing the efficiency and maximum possible length of transportation of destroyed rock.

References

Алексеев С.Е., Кубанычбек Б., 2023. Инструмент для проходки скважин прямоугольного сечения. Интерэкспо Гео-Сибирь, Т. 2, № 1, С. 49-55. DOI 10.33764/2618-981X-2023-2-1-49-55.

Алексеев С.Е., Данилов Б.Б., Чещин Д.О., Кубанычбек Б., 2024. Система воздухораспределения погружного пневмоударника с разрядным клапаном для использования в роботизированных буровых системах. Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук, Т.11, № 1, С. 42-47.

Чещин Д.О., 2023. Обоснование возможности применения способа интервальной продувки при бурении горизонтальных скважин пневмоударниками. Проблемы недропользования, № 2 (37), С. 66-76. DOI: 10.25635/2313-1586.2023.02.06622.06.2023

Урбан Я., 1967. Пневматический транспорт. Под ред. Л.М. Шведова. Москва: Машиностроение, 256 с.

Харламов Ю.П., 2023. Создание кольцевых пневмоударников для работы на высоком давлении энергоносителя. Интерэкспо Гео-Сибирь, Т. 2, № 1, С. 248-256. DOI 10.33764/2618-981X-2023-2-1-248-256; 08.08.2023

Нескромных В.В., Попова М.С., Петенев П.Г. и др., 2020. Современные тех-нологии бурения на твердые полезные ископаемые: учебник. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 340 с.

Алексеев С.Е., Харламов Ю.П., Примычкин А.Ю., Кубанычбек Б., 2021. Тех-ника ускоренного получения материала для идентификации горных пород. Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук, Т. 8, № 2. С. 172-177. DOI 10.15372/FPVGN2021080226

Данилов Б.Б., 2009. Теория и практика создания оборудования для бурения в грунте горизонтальных скважин с пневмотранспортом разрушенного материала по вращающемуся трубопроводу: дис. … докт. техн. наук. Новосибирск, 246 с.

Официальный сайт SimulationX. Загл. с экрана. URL: http://www.simulationx.com/ (дата обращения: 18.12.2023)

Кантаев А.С., Брус И.Д., Тураев Н.С., 2015. Расчет установок пневмотранспорта: методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Обо-рудование производств редких элементов» для студентов IV курса, обучающихся по специальности 240501 Химическая технология материалов современной энергетики. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 28 с.

ГОСТ 631-75 Трубы бурильные с высаженными концами и муфты к ним. Москва: Стандартинформ, 2010, 23 с.

ГОСТ 3262-75 Трубы стальные водогазопроводные. Москва: ИПК Издатель-ство стандартов, 1997, 12 с.

Published

2024-09-30

Issue

Section

ROCK DESTRUCTION