Cap 6 Equipos de Control de Sólido

MANUAL PARA ESPECIALISTA EN FLUIDOS DE CONTROL

CAPITULO 6. CONTROL DE SÓLIDOS.

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CAPITULO 6. CONTROL DE SÓLIDOS EN LOS FLUIDOS DE PERFORACIÓN

Los sólidos que encontramos en un fluido de perforación tienen dos orígenes: uno es el de las formaciones que se perforan (recortes, ripios etc.) y son los denominados sólidos perforados o sólidos indeseables. El otro origen son los sólidos adicionados en superficie como la bentonita (o cualquier otro tipo de arcilla) y la barita, que también se conocen como sólidos deseables. Los sólidos se clasifican también como:

Sólidos de baja gravedad específica. La gravedad es de 1.6 a 2 9 g/cc

Sólidos de mediana gravedad específica es de 2.9 a 4.2 g/cc

Sólidos de alta gravedad específica. La gravedad es de 4.2 g/cc

6.1. Gravedad específica y clasificación API de las partículas (Tablas 6.1, 6.2 y 6.3).

Sólidos de alta gravedad (material densificante)

Sólidos de baja gravedad (sólidos comerciales y recortes o sólidos perforados)

No se tiene en cuenta su composición

Recortes (partículas descargadas por zarandas o vibradores)

Arena API ( partículas > 74 micrones)

Limo (partículas de 2 a 74 micrones)

Coloidales (partículas < 2micrones)

6.2. Actividad eléctrica

Sólidos inertes: arena, barita

Sólidos reactivos: arcilla, bentonita, atapulgita

Tabla 6.1

Clasificación API en base al tamaño de las partículas

Tamaño de las partículas (micrones).

Clasificación de las partículas.

Tamaño del tamiz.

Mayor que 2000 Grueso 10

2000 – 250 Intermedio 60

250 -74 Media 200

74 – 44 Fino 325

44 – 2 Ultra fino -

2 - 0 Coloidal -



125

Material Diámetro, micrones

Malla de tamiz requerida para remover

Diámetro, pulgadas

Arcilla Coloides Bentonita

1 - 0.00004

5 - 0.0002

Silt (limo) Baritas Polvo de cemento fino

44-46 1,470 - 400 0.0004 – 0.0015

Arena fina

44 325 0.0015

53 270 0.002

74 200 0.003

Arena Mediana 105 140 0.004

149 100 0.006

Arena gruesa 500 35 0.020

1,000 18 0.040

Tabla 6.2 Tamaños de los sólidos. Los sólidos comunes que se encuentran en los fluidos de perforación abarcan tamaños que varían entre 1 y 1,000micrones.

Clasificación API Rango Nombre Común

Grueso > 2000 Gravilla

Intermedio 250 – 2000 Arena

Medio 74 – 250 Arena

Fino 44- 74 Limo

Ultra Fino 2 – 44 Limo/Arcilla

Coloidales 0 –2 Arcilla

Tabla 6.3 Clasificación de los sólidos por tamaño de la partícula.

Los sólidos se clasifican de acuerdo con su gravedad específica en:

De alta gravedad (hgs) > 4.2

De gravedad media 2.9 – 4.2

De baja gravedad (lgs) 1.6 – 2.9

Gravedad específica de algunos materiales:

Barita 4.0 – 4.5

Arena 2.6 – 2.7

Bentonita 2.3 – 2.7

Diesel 0.85

Caliza 2.7 – 2.9

Galena 6.5

Hematita 5.1

Agua 1.0



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Figura. 6.1 Degradación de los sólidos.

Los sólidos también se pueden dividir en: a. Sólidos activos.- estos son las arcillas

que tienen actividad eléctrica. A estos sólidos se les neutraliza con dispersantes químicos. Dentro de los sólidos reactivos debemos diferenciar entre la bentonita que agregamos al lodo para tener características de viscosidad y filtrado deseables y las arcillas que aportan las formaciones perforadas.

b. Sólidos inertes.- son aquellos que no

tienen actividad físico-química. Aquí se incluyen la barita y los sólidos perforados como arenas, calizas y lutitas no hidratables. Estos sólidos se controlan mediante el uso racional del sistema control de sólidos (eliminación mecánica). Si este equipo no funciona se deberá recurrir a la dilución para neutralizar el efecto de los sólidos indeseables.

Una de las principales funciones del fluido de perforación es transportar los sólidos perforados del fondo a la superficie. Los sólidos es uno de los mayores problemas que presentan los fluidos de perforación cuando no son controlados. La acumulación de sólidos de perforación o indeseables en el sistema, causa la mayor parte de los gastos de mantenimiento del fluido (un incremento del 1% del contenido de sólidos en un fluido va a resultar en un incremento del 10 % del costo diario de tratamiento al sistema). Un programa adecuado de control de sólidos ayuda enormemente a mantener un fluido de perforación en óptimas condiciones de manera que sea posible obtener velocidades de penetración adecuadas con un mínimo de deterioro para las bombas y de más equipo encargado de circular el fluido.

………………………………………………………………………………………………………………………..

MAYOR A 500

GRAVA

250 - 500 ARENA

GRUESA

74 - 250 ARENA

FINA

44 - 74 SOLIDOS

FINOS

2 - 44 SOLIDOS

ULTRAFINOS

MENOR DE 2

COLOIDES



127

6.3. Efectos de un incremento de los sólidos de perforación

Incremento del peso del fluido

Alteraciones de las propiedades reológicas, aumento en el filtrado y formación de un revoque insuficiente.

Posibles problemas de pegadura por presión diferencial

Reducción de la vida útil de la barrena y un incremento en el desgaste de las bombas de lodo

Mayor pérdida de presión debido a la fricción

Aumento de las presiones de pistoneo.

Mayores costos de mantenimiento del fluido

Mayor impacto ambiental. Aunque es imposible remover todos los sólidos perforados con el equipo y las practicas adecuadas, es posible controlar el tipo y la cantidad de los mismos en un nivel que permita una perforación eficiente.

6.4. Los beneficios de retirar el exceso de sólidos perforados en el sistema son:

Menor costo del tratamiento del fluido

Menor torque y arrastre

Mayores tasas de penetración

Menor pérdida de presión en el sistema, lo que genera una menor densidad equivalente de circulación (DEC) y menos casos de perdidas de circulación.

Se requiere menos agua

Mejores trabajos de cementación

Menos pegaduras por presión diferencial

Menos daños a las bombas

Menos daños a la formación

Menor daño ambiental

Mayores volúmenes recuperables. Los sólidos de perforación se pueden controlar utilizando los siguientes métodos:

Dilución

Asentamiento

Equipos mecánicos de control de sólidos

La dilución consiste en agregar agua al fluido de perforación para reducir los sólidos en un volumen considerado. Este método es el más costoso. La adición de agua dependerá de:

Las especificaciones del peso del fluido de perforación

El diámetro del agujero perforado

El tipo de formación perforada

El tipo de fluido utilizado

La tasa de penetración

La eficiencia del equipo de control de sólidos

Cada m3 de dilución requerirá de aditivos químicos para mantener las propiedades del fluido. La dilución crea exceso de fluido que finalmente tiene que ser desechado. El asentamiento consiste en pasar el fluido de perforación por una tanque o presa de asentamiento en donde los sólidos puedan decantar. La eliminación por asentamiento se aplica esencialmente a los fluidos de baja viscosidad y peso, requiere de una área esencialmente grande para darle tiempo a las partículas a asentarse (presa de asentamiento y trampa de arena). Remoción mecánica, es el tercer método de control de sólidos y es través de equipos mecánicos, estos utilizan cuatro técnicas: (1) tamizado, (2) fuerza centrifuga (3) una combinación de las dos primeras (4) decantación. El tamizado que se utiliza en las zarandas o vibradores constituyen el medio primario para controlar los sólidos y consiste en hacer



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pasar el fluido por una malla o tamiz que filtra solamente las partículas que tengan un diámetro menor que los orificios de la malla. El tamizado es la única técnica que realiza la separación basándose en el tamaño físico de la partícula. El equipo que utiliza la fuerza centrífuga separa los sólidos basándose en las diferencias de la masa relativa. El éxito de la remoción mecánica es utilizar el equipo disponible en una configuración y secuencia adecuada, una falla en el primer frente puede generar una sobrecarga y deficiencia del equipo que continua. “Un buen sistema de control de sólidos debe ser”:

Secuencial

Separado

Ajustado a las condiciones del fluido

Flexible

Efectivo

Todos los componentes deben ser compatibles

El equipo es solamente tan bueno como se opere

6.5. Zarandas o vibradores: Los vibradores son la primera línea de defensa en un sistema de remoción de sólidos, además de considerarse el equipo más importante. Se ha comprobado que son un método sencillo y confiable para remover grandes cantidades de recortes gruesos del fluido de perforación (grava, arena gruesa y fina). Utiliza mallas desde 10 mesh a 325 mesh (espacios abiertos

por pulgada lineal). Su eficiencia de remoción puede ser observada fácilmente y los recortes eliminados suelen ser relativamente secos. Las zarandas o vibradores usan mallas para:

Remover los sólidos de perforación

Dejar pasar la fase liquida a través de la malla

Su funcionamiento y rendimiento depende de:

Tipo o patrón de vibración

Dinámica de vibración (fuerza g)

Configuración y área de la canasta

Características de las mallas

Tipo y propiedades del fluido (reología)

Carga de sólidos (velocidad de penetración, diámetro del agujero)

Gasto de circulación del lodo La zaranda debe proveer un movimiento rotatorio para producir una fuerza de aceleración llamada “g” de suficiente magnitud como para separar eficientemente el fluido de los sólidos. Una zaranda estándar debe desarrollar una fuerza “g” mínima de 5. La fuerza “g” matemáticamente es una relación de una fuerza de aceleración debido a un cuerpo que se mueve respecto a la aceleración de la gravedad. Físicamente para un equipo de control de sólidos, la podemos definir como una medida de la capacidad que tiene el equipo para transportar y separar los sólidos suspendidos en un medio liquido.

70.414

(STROKES)RPM G"" FUERZA

2



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Figura 6.2 Partes principales de un vibrador

Las zarandas o vibradores pueden clasificarse por el patrón de la canasta durante un ciclo de vibración. Existen en el mercado tres patrones de vibración:

Circular

Elíptico desbalanceado

Lineal

Se recomienda utilizar unidades elípticas desbalanceadas y circulares para la arcilla pegajosa (gumbo) o sólidos pegajosos y suaves y como vibradores de primera separación. Las unidades con movimiento

lineal se emplean para todas las aplicaciones donde se necesite un tamiz fino. Regularmente se utilizan arreglos en cascada para reducir la carga de sólidos y poder utilizar en las unidades subsecuentes tamices más finos.

6.5.1 Patrones o tipos de vibración

Canasta

Mallas

Skid

Ajuste o Tensión

Resortes

Bolsillo o Tanque de

Alimentación

Sistema Elevación

Motores

Compuerta By-pass Sistema de Vibración

• Angulo de inclinación cero

•Contra pesas excéntricas producen un Movimiento circular

Dirección del flujo & Transporte



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Figura 6.3 Dirección del flujo y transporte

Recomendado para sólidos pegajosos y sólidos grandes. Se utiliza generalmente como zaranda primaria (scalping) Patrón o tipo de vibración elíptico desbalanceado

Angulo de inclinación

El patrón de movimiento cambia a lo largo del vibrador como se observa en la siguiente figura.

Figura 6.4 Patrón de movimiento del

vibrador.

Recomendado para sólidos pegajosos y sólidos grandes.

Se utiliza generalmente como zaranda primaria (scalping)

Patrón o tipo de vibración lineal

Todas las áreas del vibrador se mueven sincronizadamente en este patrón de movimiento como se observa en la sig. Figura. 8

Figura 6.5 Patrón de movimiento.

Los motores se localizan de tal forma que si se traza una línea desde el centro de

Direcciones de flujo y transporte de recortes

Elevadas capacidades de flujo. Moderado desempeño en arcilla pegajosa.



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gravedad del vibrador esta se debe cruzar a 90 grados con otra línea trazada entre los dos ejes de rotación de los vibra motores.

Figura 6.6. Punto de corte de diferentes mallas.

6.5.2 Problemas comunes Gumbo

Use malla mas fina para evitar la pegajosidad

Use la malla con cero de inclinación o inclinación negativa

Barra con huecos para agua

Use equipo removedor de arcilla (gumbo chain)

Lave constantemente la malla

Taponamiento

Lava malla desde abajo

Use malla mas fina

Use malla de varias capas

Use mesh rectangular

10 %

50 %

100

200

300

500

100 %

400

325

200

150

120

100

80 6

0 50 4

0 30



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Figura 6.7. Ejemplo de taponamiento de

mallas.

Inundación, perdida de lodo

Eleve la canasta un poco

Use mallas corrugadas

Instale mallas mas gruesas

Cambie velocidad de flujo o de penetración rop

Instale otra zaranda Limpieza pobre de fluido

By pass

Malla con huecos

|Instalación de malla no apropiada Vida corta de malla

Revise por tensión adecuada

Revise gomas de soporte y contactos

Revise tornillos tensores

Revise movimiento zaranda

6.5.3 Mantenimiento de mallas

Lave mallas constantemente

Revise tensión y condiciones de la malla

Taponamiento

Recubrimiento

Desgaste y huecos

Revise soporte de mallas

Mantenga piscina de lodo a un razonable nivel. No permita la acumulación de sólidos encima de la malla.

Limpie y lubrique mecanismos de tensión y barra tensora

6.5.4 Selección y rendimiento de mallas

Los factores que afectan el rendimiento del tamiz pueden ayudar a seleccionar los mismos. Este rendimiento se mide por:

La separación (tamaño de los sólidos removidos)

El volumen del liquido (cantidad de liquido transmitido)

La vida útil La capacidad de flujo del tamiz se determina a partir de su conductancia y del área total no taponada. Este resultado se le llama transmisibilidad y es igual a: conductancia x área no bloqueada. Conductancia: es la facilidad de flujo a través de un área. Se mide en kilodarcies por milímetro Área no taponada: excluye el espacio perdido por el soporte, plato de agarre y marco, incluye solamente el área de tela. Transmisibilidad: capacidad neta del flujo de la malla es = conductancia x área no taponada Las medidas reales de separación, las determinan factores tales como: las formas de las partículas, viscosidad del fluido, índices de paso y cohesión de las partículas, algunos fluidos pueden formar una película de alta tensión superficial sobre los alambres de la malla y reducir el tamaño efectivo de las mallas.



133

6.5.5 Algunas consideraciones para la selección de mallas

Instalar las mallas mas finas posibles, considerando los aspectos económicos.

Remplace o repare las mallas dañadas inmediatamente.

Cuando utilice cascada, instale mallas gruesas en la parte superior, al menos dos tamaños de mallas mas gruesas

Cubra el 80 % de la las mallas con el fluido

6.5.6 Diseño de mallas Las mallas están disponibles en diseños bi- y tri-dimensionales. Las mallas bidimensionales se pueden clasificar en:

Mallas de paneles, con dos o tres capas unidas en cada lado por una tira de una pieza en gancho doblada en dos.

Mallas de chapas perforadas, con dos o tres capas unidas a una chapa metálica perforada que proporciona sostén y es fácil de reparar.

Las mallas tridimensionales son mallas de chapa perforada con una superficie corrugada que corre paralelamente al flujo del fluido. Esta configuración proporciona mayor área de separación que la configuración de la malla bidimensional. Los diferentes tipos de mallas tridimensionales son:

Pirámide

Meseta

Malla Diámetro del alambre

Ancho de la abertura

Porcentaje de superficie abierta

20 x 20 0.016 0.0340 863 46.2

30 x 30 0.013 0.0203 515 37.1

40 x 40 0.010 0.0150 381 36.0

50 x 50 0.009 0.0110 279 30.3

60 x 60 0.0075 0.0092 234 30.5

80 x 80 0.0055 0.0070 1778 31.4

100 x 100 0.0045 0.0055 140 30.3

120 x 120 0.0037 0.0046 117 30.5

150 x150 0.0026 0.0041 104 37.4

170 x 170 0.0024 0.0035 89 35.1

200 x 200 0.0021 0.0029 74 33.6

250 x 250 0.0016 0.0024 61 36

Tabla 6.4. Especificaciones para tamices de mallas cuadradas.



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Cribas de malla obloga

Malla Diámetro del alambre

Ancho/largo de la abertura Porcentaje de superficie

abierta Pulgadas Pulgadas Micrones

20 x 30 0.014 0.036/0.0193 914/490 41.8

20 x 40 0.013 0.037/0.012 940/305 35.6

20 x 60 0.009 0.04/0.0076 1.041/193 34.0

40 x 60 0.009 0.016/0.0076 406/193 29.4

40 x 60 0.0075 0.0181/0.0055 457/140 35.6

Tabla 6.5. Especificaciones para cribas comunes de malla oblonga. Esta tabla de las especificaciones para cribas comunes de malla obloga de diferentes tamaños

Figura 6.8 Mallas bi y tri-dimensionales. Una malla tridimensional provee áreas donde reunir

los sólidos removidos y descartarlos sin boquear el área de cribado

Nombre de malla

Tamiz U.S. No

Potencial de separación, micrones

Capacidad de flujo

Relaciones entre dimensiones

Transmitancia

d50 d16 d84 Cond. Área

Pirámide PMD DX

50

48 318 321 389 6.10 7.42 1.45 45.3

Plana PI 47 327 231 349 8.85 7.28 1.43 64.4

Tabla 6.6. Método de rotulación de mallas recomendado en la industria. El método de la industria ofrece una forma de comparar mallas.



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Potencial de separación. Es el porcentaje de partículas de tamaño específico en micrones que se pueden remover. Ejemplos:

D50 tamaño de partículas en micrones en que se remueve el 50 % de las partículas



Nota: d50 es el tamaño más común

6.6. Dispositivos centrífugos (desarenadores y desarcilladores):

Teniendo en cuenta el tamaño de remoción de las partículas de sólidos, estos equipos deben seguir en la secuencia después de los vibradores o zarandas. El equipo trabaja basado en la conversión de la energía hidráulica en fuerza centrifuga (esta se genera cuando el fluido de perforación es inyectado tangencialmente a los conos o hidrociclones bajo presión), esto a través de una bomba centrifuga. El fluido es alimentado al hidrociclón por la parte superior del mismo, las fuerzas centrifugas así desarrolladas multiplican la velocidad de decantación del material de fase mas pesado, forzándolo hacia la pared del cono (hidrociclón) saliendo por la parte inferior del cono. Las partículas más livianas se desplazan hacia adentro y arriba en un remolino espiral hacia la abertura de rebosamiento de la parte superior retornando al sistema activo. Esta técnica funciona correctamente con fluidos de baja densidad/bajo porcentaje de sólidos. En caso de estarse utilizando

zarandas de mallas muy abiertas, los hidrociclones se tapará con frecuencia en especial si se perforan lutitas plásticas tipo gumbo. 6.6.1. Desarenadores. Los

desarenadores comunes son hidrociclones de un diámetro de 10” a 16”. Procesan el fluido que se encuentra inmediatamente por debajo de la trampa de arena. Un juego de desarenador típico debe constar de suficientes hidrociclones para procesar de 125 % a 150 % del gasto utilizado.

6.6.2. Desarcilladores. La mayoría de

los desarcilladores que actualmente se utilizan, constan de bancos de hidrociclones de 4” de diámetro. Dicho equipo procesará el fluido descargado por el desarenador. Se deben utilizar suficiente número de hidrociclones para procesar 150 % de la tasa circulante.

La mayoría de los hidrociclones están diseñados para funcionar a una presión de múltiple equivalente a aproximadamente 75 pies (35 a 45 psi) de altura. La descarga apropiada de los conos es un rociado cónico. La descarga de los conos puede ajustarse girando el mecanismo de ajuste en el ápice de estos. Es posible que se formen filamentos fibrosos y viscosos cuando el fluido que se está procesando tiene una cantidad excesiva de sólidos. Los hidrociclones pueden taponarse y entonces deben limpiarse abriendo el ajustador e insertando una varilla de soldadura o algo semejante desde el fondo para remover los sólidos que estén bloqueando la descarga. La obturación constante de los hidrociclones puede deberse a una falla en el proceso secuencial o como señalamos párrafos arriba, a una abertura demasiada en las mallas de los vibradores.



136

Figura 6.9. Partes de un hidrociclón.

Figura 6.10. Hidrociclones-operación.

CUERPO

BOQUILLA DE ALIMENTACIÓN

VORTEX FINDER

BOQUILLA AJUSTABLE DE

DESCARGA

CABEZA O MANIFOLD

BOMBA Y TUBERÍA



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Tamaño cono (LD)

4” 5” 6” 8” 10” 12”

Capacidad (GPM)

50-75 70-80 100-150 150-250 400-500 400-500

Presión alimentación (PSI)

30-40 30-40 30-40 25-35 20-30 0-30

Cut Point (Microns)

15-20 20-25 25-30 30-40 30-40 40-60

Tabla 6.7. Hidrociclones-capacidad.

Figura 6.11. Principios de operación.

6.6.3. Parámetros de rendimiento Del equipo

Diámetro cono

Longitud y ángulo del cono

Tamaño y forma de boquilla alimentación

Vortex finder

Diámetro de boquilla descarga

De la aplicación

Forma de sólidos

Viscosidad plástica

Distribución de sólidos en la alimentación

Mecanismo de sedimentación

Depende de la ley de stokes

Aceleración centrífuga

Hace sólidos artificialmente mas pesados

Hasta 600 g’s de fuerza en el interior

Conservación de energía

Presión de fluido a velocidad



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Cabeza de presión

Instalación. 6.6.4. Parámetros de rendimiento –

efecto Mayor efecto

Diámetro del cono

Viscosidad plástica

Angulo del cono

Diámetro de boquilla de descarga

Distribución de sólidos

Cabeza de presión Menor efecto

Concentración de sólidos

Yield point

Tipo de boquilla de entrada

Longitud del cilindro

Longitud del vortex Zinder

Figura 6.12. Características del

desarenador.

10”-12” diámetro

400-500 gpm c/u

Punto de corte d50 40-60 micrones (remueve sólidos de tamaño de arena)

75-90 pies de cabeza.

Generalmente 2 o 3 por cabeza o manifold



139

Figura 6.13. Características del desarcillador

Figura 6.14. Presión de fluido para una cabeza constante

75 '

32

8.33

75 '

63

16.0

75 '

39

10.0

75 '

47

12.0

EFECTOS DEL PESO DE LODO EN LA PRESIÓN A UNA CABEZA DE 75 PIES.

LA PRESIÓN REQUERIDA PARA CADA APLICACIÓN PUEDE SER CONSEGUIDA COLOCANDO UN MOTOR CON SUFICIENTE HP.

3”-6” diámetro

20-100 gpm c/u (estándar industrial 50gpm para el cono de 4”)

Punto de corte d50 15-60 (estándar en la industria 44 micrones para 4”)

75-90 pies de cabeza.

Remueve limo y arena fina

8 a 24 conos por cabeza o manifold

PPrreessiióónn ((ppssii)) == 3333 xx ppeessoo llooddoo

((gg//cccc))



140

Figura .6.15. Funcionamiento apropiado de los

conos del limpia lodos

Figuras 6.16 y 6.17. Descarga de los conos tipo sombrilla, tipo chorro y taponamiento.

Presión correcta

75 pies de cabeza de presión o

33 veces el peso de lodo

Presión de succión en la salida de los conos

Indica vortex interno

Asegura conos limpios

Descarga tipo sombrilla

Conos sobrecargados

Exceso de liquido perdido

Alimentación o descarga taponada

Fugas o desgaste interno



141

6.6.5. Recomendaciones: Ventajas y desventajas

Cuando se debe usar

Agujeros superficiales

En lodos no densificados

Cuando exceso de fluido se necesita remover del sistema

Formaciones arenosas

Cuando no se debe usar

Lodos densificados (use limpia lodos (mud cleaner)

Limitaciones económicas y ambientales (sintético)

Ventajas

Simple diseño

Económico

Menor separación que las zarandas

Efectivo en sólidos inertes

Alivia carga de sólidos en las centrifugas

Espacio reducido

Procesa +100% del gasto de circulación

Desventajas

Posibilidad de degradación de sólidos en las bombas

Descarga puede ser muy húmeda

Alto requerimientos de energía para las bombas

No diferencia la barita de los sólidos de perforación.

Mal entendido

Mayor problema debido a errores de instalación (secuenciales)

Taponamiento fácil por basura en el fluido de perforación

6.7. Limpia lodos o mud cleaner.

El limpiador de lodo es un dispositivo de separación de sólidos que reúne un desarcillador y una zaranda, el limpia lodos remueve los sólidos por medio de un proceso de dos etapas, primero, el fluido de perforación es procesado por el desarcillador. Segundo, la descarga del desarcillador es procesada por una zaranda de alta vibración y de malla fina. Las partículas removidas por el tamiz se descargan y el fluido procesado regresa al sistema activo, el fluido procesado por el hidrociclón también se incorpora al sistema activo. Este método de remoción de sólidos es recomendado para lodos densificados o que tengan costosas fases de fluidos.

6.7.1 Ventajas y desventajas al emplear este dispositivo son:

Reduce el contenido de humedad de la descarga de los sólidos

Recupera barita de la descarga de los hidrociclones

Puede usar mallas hasta 325 (200 mesh es la mas típica que se utiliza.

Remover partículas que se encuentran en el intervalo de 74 a 178 micrones con un limpia lodos produce también los siguientes beneficios:

Una mejor calidad del revoque, menos permeable, menos poroso, mas delgado y mas rígido.

Se minimizan las pegaduras por presión diferencial

Reduce las fuerzas de fricción entre la sarta de perforación y las paredes del pozo

Una menor concentración de sólidos perforados contribuye a obtener mejores propiedades reológicas y a reducir los costos de mantenimiento del fluido.



142

6.7.2 Recomendaciones al emplear este equipo

Cuando se usa

Lodo base aceite no densificado o de fase liquida costosa (mallas finas/140-325 mesh)

Área ambientales restringidas donde los costos de disposición son elevados

Lodo densificado (mallas/110-200 mesh)

Formaciones de arena y lutitas

Cuando no se usa

No hay sólidos separables (no hay sólidos inertes)

Lodos con hematita

Exceso de material de perdida de circulación

6.8. Procesamiento del fluido

recuperado por el limpia lodo o mud cleaner

Figura 6.18. Limpia lodos.

Fluido recobrado por el limpia lodo con alto contenido de sólidos finos, fluye hacia un tanque recolector pequeño (37 bbl.)

Este tanque recolector esta ecualizado con el sistema activo

La bomba de alimentación de la centrifuga succiona del tanque y procesa el fluido recobrado por el limpia lodo, e inicia otro proceso de

eliminación.



143

Figura 6.19. Instalación del limpia lodo (mud cleaner).

a. Ventajas y desventajas al

emplear este equipo Ventajas

Recobro de fluido

Recobro de barita

Descarga sólida seca

Diseño compacto

Procesa 105 –125% del volumen de circulación

Desventajas

Posible degradación de sólidos por efecto de bombas

Arrastre de material densificado por sólidos finos

Extra inventario de mallas

Puede requerir diferente tipo de mallas de las zarandas

6.9. Centrífugas Las centrifugas de decantación se utilizan para recuperar barita y remover los sólidos finos del fluido de perforación. Estas centrifugas decantadoras se componen de una vasija cónica horizontal de acero que gira a alta velocidad (creando una fuerza centrifuga alta) con el fin de separar las partículas finas y gruesas. Usando un transportador tipo doble tornillo sinfín. El transportador gira en el mismo sentido que la vasija, pero a velocidad un poco menor para remover los sólidos gruesos hacia la salida del flujo interior. Comúnmente se tiene la idea errónea de que las centrifugas separan de la barita los sólidos de baja gravedad. Los sólidos removidos con una centrifuga son partículas muy finas (por debajo de 4.5 a 6 micrones), son los sólidos que tienen un mayor efecto dañino en la reología que las partículas mas gruesas. Debido a que esta máquinas llevan a cabo la separación basándose en la masa de la partícula, no se discrimina entre partículas de alta gravedad y baja gravedad.



144

Un aspecto importante del funcionamiento de la centrifuga es la dilución del volumen del fluido con que se alimenta al interior de la unidad. La dilución de ese volumen reduce la viscosidad del caudal alimentado y mantiene la eficiencia separadora de la máquina.. Cuanto mayor sea la viscosidad del lodo base, mayor será la dilución necesaria (lo común son de 2 a 4 galones de agua por minuto). La viscosidad del efluente (liquido saliente de la centrifuga) debe ser de 35 a 37 segundos por cuarto de galón para una separación eficiente. Si la viscosidad baja de 35 segundos, quiere decir que se está agregando demasiada agua. Esto causará turbulencia dentro de la vasija y reducirá la eficiencia. En la eficiencia de una centrifuga influyen la densidad y la viscosidad del fluido de perforación. Durante el funcionamiento de la centrifuga, el flujo inferior debe ser analizado regularmente para determinar la cantidad de sólidos de bajo peso específico y barita que son removidos y retenidos.

6.9.1 Centrifuga recuperadora de barita (de baja)

Estas centrifugas funcionan dentro de un intervalo de 1600 a 1800 rpm y generan una fuerza “g” de 500 a 700. El punto de corte será entre 6 y 10 micrones para sólidos de baja gravedad y de 4 a 7 micrones para sólidos de alta gravedad. Las tasas de alimentación normalmente están entre 10 a 40 gpm dependiendo de la densidad del fluido completo. Esta centrifuga separará la barita por encima del punto de corte y descartará la fase líquida con los sólidos finos restantes.

6.9.2 Centrifuga de alta Se utiliza para remover los sólidos de baja gravedad (ultra finos) del sistema de fluidos no densificados y como una segunda centrifuga cuando se emplea un

centrifugado dual (en serie). Este grupo de centrifugas giran entre 2500 y 3300 rpm. Las fuerza “g” creadas por dichas unidades varían entre 1200 a 2100 “g”. El punto de corte puede ser tan bajo como 2 a 5 micrones. Las tasas de alimentación varían de 40 a 120 gpm dependiendo de la aplicación y el fluido a procesar.

6.9.3 Centrifugas de alto volumen Se utiliza principalmente para descartar sólidos de baja gravedad del fluido. Su nombre se debe a las tasas de procesamiento que varían de 100 a 200 gpm. El intervalo normal de rpm es de 1900 a 2200 rpm. Las fuerzas “g” representan un promedio de aproximadamente 800 “g”. El punto de corte obtenido es de 5 a 7 micrones cuando se utilizan productos no densificados.

6.9.4 Centrifugas variables Su nombre lo indica, son maquinas que pueden variar su velocidad de 0 hasta 4000 rpm, haciendo funciones alternas de baja y alta velocidad, lo cual produce una aceleración interna arriba de los 3000 “gs”, obteniendo los puntos de corte variables correspondientes.

6.9.5 Centrifugas Decantadoras De la aplicación:

Se instala al final del sistema de control de sólidos

Versátil

Remueve sólidos finos /sólidos ultra-finos (hasta 2 micrones)

Recupera barita

Recupera fase líquida costosa

Separación mejorada (dewatering)



145

Equipo mas complicado del equipo de control de sólidos

Equipo mas costoso del equipo de control de sólidos

Operación efectiva es la clave para un buen desempeño

Varios modelos y estilos

Diámetros grandes de cilindro/máquinas de baja velocidad

Diámetros pequeños de cilindro/máquinas de alta velocidad y fuerza g

Velocidad fija o variable “cilindro ”

Velocidad fija o variable “tornillo transportador”

Hidráulicos o eléctricos

Teoría de operación

Incremento de la velocidad de sedimentación por incremento de la fuerza gravitacional g.

Remueva sólidos de la fase líquida

Líquido, centrado o efluente

Sólidos, costra, revoque ( cake)

Extracción mecánica de los sólidos por medio del tornillo transportador

Desplazamiento hidráulico del líquido por las boquillas de descarga

Figura 6.20. Centrífuga de decantación con tazón de sólidos.



146

Figura 6.21. Sección transversal de una centrífuga de decantación.

Este diagrama, las flechas vacías indican la trayectoria de líquidos; las flechas llenas indican la trayectoria de sólido

Figura 6.22. Visualización de centrífugas.

DIFERENCIAS ENTRE SEPARAR POR GRAVEDAD Y SEPARAR POR

CENTRIFUGACION

¿Que es separación centrífuga?



147

6.9.6 Separación contínua por gravedad

Figura 6.23. Capacidad directamente proporcional al área y a la velocidad de sedimentación.

(Diámetro equivalente en micrones)

Tamaño de partículas

Arcillas Comerciales

Bentonita,

,

etc. Barit

a Sólidos

Perforados

(Diámetro equivalente en micrones)

Tamaño de partículas

Arcillas Comerciales

Bentonita,

,

etc. Barit

a Sólidos

Perforados

% Concentración Sólidos

LIMPIA LODOS

ALTO IMPACTO

CENTRIFUGAS

PRIMER FRENTE – DUAL TANDEM

Figura 6.24. Componentes del fluido a separar.



148

6.9.7 Ley de stokes

Figura 6.25 Ejemplo de la ley de stokes. en relación a la velocidad de asentamiento.

6.9.8 Velocidad de sedimentación

sustentada por la ley de stokes

Figura 6.26. Ejemplo de la ley de stokes.en relación a la velocidad de decantación

Separación centrífuga : r. Separación por gravedad :1g

2

Sedimentación = V

c

Sedimentación = V

g

p -

I -

-

Vg = Velocidad de asentamiento (m/s) d = Diámetro de la partícula (m) ρp = ensidad de la partícula (kg/m3) ρl = Densidad de la fase líquida (kg/m3) = Viscocidadd e la fase líquida (kg/ms)

g = Aceleración de la gravedad (m/s2)

g18

)(dV lp

2

gη

ρρ

LEY DE STOKES

18 V = c

r 2



149

6.9.9 Ley de stokes aplicada a la separación centrífuga

Figura 6.27. Ejemplos de la ley de stokes.

6.9.10 Ley de stokes relacionada con

la eficiencia de separación

Figura 6.28. Ejemplos de la ley de stokes, en referencia a la eficiencia de separación.

d ( - ) V = g g p l

Tamaño de partícula

Diferencia de densidad

Viscosidad

Eficiencia de Separación

100

50

0

+

18

2

Velocidad de decantación (m/s)

Tamaño de partícula (mm Ø)

Densidad fase Pesada (kg/m )

Densidad fase ligera (kg/m )

Viscocidad interface (kg/ms)

Aceleración centrífuga (m/s ) 3 2 3

d



150

Figura 6.29. Efectos de la fuerza G’s en la separación

Nota: Altos valores de fuerza G’s mejoran la eficiencia de separación en las centrifugas Fuerza g. = 0.0000142 x rpm2 x diámetro bowl (pulgadas)

G incrementa = remoción sólidos mas finos

G incrementa = descarga mas seca

G incrementa = efluente mas limpio

G incrementa = mayor esfuerzo en el equipo

G incrementa = incrementa torque

Figura 6.30 Efectos de la viscosidad en la eficiencia de separación

Nota: Altos valores de viscosidad disminuyen la eficiencia de separación en la centrifugas



151

A mayor viscosidad disminuye la velocidad de sedimentación

El incremento de material fino y ultra fino en el lodo disminuye la capacidad de sedimentación.

Valores altos de viscosidad disminuyen la velocidad de separación en las centrifugas.

Efecto de la Fuerza G’s sobre el secado de los sólidos

Figura 6.31. Humectación de los sólidos

Nota. Arriba de los ciertos valores límites de fuerzas G’S el secado de los sólidos no mejora

Figura 6.32. Efecto de la profundidad de piscina en la remoción de sólidos finos

Nota: una piscina profunda es más eficiente en la separación cuando los sólidos son muy finos.

6.9.11 Tiempo de residencia, humedad y punto de corte

Tiempo de residencia: intervalo de

tiempo que una partícula permanece en la centrifuga

Mayor tiempo de residencia, descarga mas seca y corte mas fino de sólidos

Menor tiempo de residencia, sólidos mas húmedos y corte mas grueso

El tiempo de retención depende del gasto de alimentación, diferencia de velocidad, separación de las aletas del tornillo transportador (scroll pitch), y finalmente en menor proporción de la profundidad de piscina.

Velocidad Bowl =2600 rpm & Gear ratio = 52:1

Diferencial = 50

Pitch = 4.5 pulgadas

Velocidad = 225 pulg/min

225/60 = 3.75 pulg/sec



152

Figura 6.33. Diferencia de velocidad

Principales características de aplicación

Bowl pequeños

Menor que 18” diámetro

Velocidad alta

(1750-4000 rpm)

Fuerza g. Alta

(600-3200 g’s)

Corte de sólidos mas fino

Típico 14” x 48”

150 gpm máx. Lodo no densificado

Bowl grandes

Mayor de 18” diámetro

Velocidad baja

(1400-1800 rpm)

Fuerza g. Baja a moderada

(600-1200 g’s)

Típico 18” x 28” o 24” x 38” 80-250 gpm máx. Lodo no densificado



153

Figura 6.34. Rangos de remoción

Gumbo Boxes

Micron

s

5205

2487

1923

1307

1000

840

710

590

500

420

350

297

250

210

177

149

125

105

88

74

62

53

44

37

25

15

10

5

2

Mesh

4

8

10

15

18

20

25

30

35

40

45

50

60

70

80

100

120

140

170

200

230

270

325

400

500

800

1250

-

-

Scalping

Shakers

Linear Motion

Shakers

Desander 10 or 12”

Desilter 3”-5”

Cone 2”

Decanter Centrifuge

8800

mmeesshh

117777 µµ

4444 µµ

225500

mmeesshh

5566 µµ

2255 µµ

1155 µµ

22 µµ



154

Aplicación lodo base agua densificado

Figura 6.35. Diagrama de flujo del equipo de control de sólidos.

Desarcillador

Limpia Lodos

Revoque al

sistema

Centrífuga

Desarenador

Bomba Alimentación

Efluente a

desechar

Recuperación de barita/control de viscosidad Proceso continuamente mientras se esta perforando y circulando. Diluya alimentación con fluido fresco en caso de ser necesario.



155

Aplicación lodo no densificado

Figura 6.36. Diagrama de flujo del equipo de control de sólidos.

Desarcillador o

Limpia Lodos Desarenador

Bomba

Efluente al

sistema

Revoque a desechar Procese a la máxima capacidad de la

maquina. Efluente debe ser menor de

9.5 lb/gal de lodo base agua.



156

Aplicación varias centrifugas

Figura 6.37. Diagrama de flujo del equipo de control de sólidos con centrífugas.

Recuperación de barita

Figura 6.38. Diagrama de flujo del equipo de control de sólidos, con recuperador de barita.

2 Remoción LGS

Recobro de Barita Lodo

Limpio

Bomba 2

1 Barite Rec.

Descarga de Sólidos

Bomba 1

Revoque al Sistema #1

Bomba

#2

Bomba Tanque colector

Efluente al Sistema

Cent #1: bajo g, baja velocidad (puede ser una o dos unidades) recobra barita al sistema. Cent #2: alta g, alta velocidad. Remueve sólidos ultra finos; también puede procesar descarga de otros

equipos.

Revoque a desechar



157

Figura 6.39. Diagrama de flujo del equipo de control de sólidos, con diversas centrífugas

(economía).

Que revisar para una buena operación

Vibración

Calidad del efluente liquido

Calidad descarga sólida

Línea de agua fresca conectada al tubo de alimentación

Siga procedimientos de arranque y apagado

Nunca apague el equipo sin hacer un lavado

Mecanismo de torque de sobrecarga operativo

Ventajas

Remoción de sólidos finos

Descarga sólida con baja humectabilidad

Versatilidad

Recobro efectivo de barita

Recobra fase liquida costosa

Reducción de requerimientos de diluciones

Desventajas

Procesa una fracción del gasto de circulación

Parece complicada y costosa cuando se desconoce sus beneficios

6.10. Sistemas en circuito cerrado

Los sistemas de circuito cerrado describen cualquier operación donde no se utiliza una fosa de reserva. Esto se debe comúnmente a restricciones ambientales, pero puede también deberse a limitaciones de espacio, al costo de construir y cerrar una fosa o al costo de la fase líquida. Dependiendo del costo que represente la operación de desechar el exceso de fluido y los ripios, el sistema puede no incluir ningún tipo de equipo adicional o quizás sea un sistema

Lodo=100bbls @ 13.09 ppg (1.66 gr/cc) Volumen Liquido = 72 bbls

Volumen Sólido = 28 bbls s.g. (3.35)

Retorno de Barita= 31 bbls @ 22.8 ppg Volumen Liquido = 11 bbls Volumen Sólido = 20 bbls s.g. (3.89)

Efluente =69 bbls @ 9.8 ppg Volumen Liquido= 61 bbls Volumen Sólido = 8 bbls s.g. (2.56)

Efluente=65 bbls @ 9.0 ppg Volumen Liquido =58 bbls Volumen Sólido = 7 bbls s.g. (2.52)

Sólidos Removidos = 4 bbls @ 13.5 ppg Volumen Liquido = 2 bbls Volumen Sólido = 2 bbls s.g. (2.52)



158

completo que contenga todos los equipos mecánicos necesarios para lograr una remoción máxima de sólidos y una operación de deshidratación, para completar la remoción del exceso de sólidos. Con frecuencia el término sistema de circuito cerrado se utiliza equivocadamente para hacer referencia solamente al equipo mecánico de remoción de sólidos. Existe un límite en relación a cuánto se puede utilizar un sistema líquido antes que se tenga que reemplazar debido a la acumulación de sólidos finos. El equipo que existe actualmente para controlar sólidos no puede remover aquéllos que están dentro del intervalo de tamaños coloidales. El agregar un sistema de deshidratación al procesamiento de sólidos permitirá que el sistema refleje mejor el significado del término sistema de circuito cerrado. Esto se logra removiendo los sólidos que permanecen en cualquier fluido recuperado. La figura 6.40 y la figura 6.41 representan la disposición del equipo de remoción mecánica de sólidos en un sistema de circuito cerrado para sistemas de fluidos no densificados y densificados, respectivamente. El sistema de

deshidratación funciona desestabilizando el fluido químicamente, produciendo una coagulación de los sólidos y posteriormente floculando químicamente los sólidos. Luego, los líquidos y sólidos “floculados” se separan con el uso de una centrífuga o una prensa de tornillo para lograr la máxima concentración de sólidos en el desecho y la tasa máxima de retorno de líquido sin sólidos al sistema de fluidos. Las ventajas de utilizar un sistema de deshidratación varían dependiendo del tipo de fluido. Además del beneficio principal de reducir el desecho de desperdicios, también se reduce el mantenimiento de fluido debido a dos razones:

La cantidad de sólidos transportados puede controlarse sin depender totalmente de los diluyentes químicos.

Cualquier material soluble en la fase líquida regresará al sistema después del proceso de floculación.

Esto reducirá el costo del fluido preparado para reemplazar el fluido que se ha perdido con los sólidos.



159

Figura 6.40. Sistema de sólidos de circuito cerrado: fluido no densificado.

Figura 6.41. Circuito cerrado de un sistema de control de sólidos.



160

ANEXO F

Ejemplo1.

Optimización de sistemas

Número de vibradores

Los vibradores deben procesar el 100% del máximo gasto de circulación planeada

Ningún lodo u otro fluido reciclado puede entrar el sistema activo sin

antes pasar a través de los vibradores

Figura 6.42. Distribución de zarandas de alto impacto.

Selección del número de zarandas

Depende de

Pies cuadrados de la plataforma

Cantidad, tipo y tamaño de sólidos

Tipo de lodo, densidad, viscosidad y temperatura

Angulo de canasta, movimiento y fuerza g

Reglas básicas

Maquinas de movimiento lineal para remoción de finos y arenas (175-350 gpm cada uno)

Nunca utilice el by-pass cuando estén perforando, circulando o viajando



161

Figura 6.43. Tabla para la selección de mallas.



162

Selección de mallas

Instale las mallas mas finas posibles, considerando los aspectos económicos.

Remplace o repare mallas dañadas inmediatamente.

Figura 6.44. Distribución de 3 vibradores de alto impacto (Triple-Tandem).

Selección de mallas – doble frente Para zarandas cascadas instale

mallas gruesas en la parte superior, al menos dos tamaños de mallas más gruesos.

Cubra el 80 % de la mallas con lodo



163

Figura 6.45. Distribución de 2 vibradores de alto impacto (Doble-Tandem).

Selección de mallas – único frente

Instale mallas del mismo mesh

Si se necesita mallas mas gruesa para evitar perdidas de fluido

Instale mallas gruesas en el ultimo panel, en la descarga sólida

Use mallas gruesas lo mas cercano a las mallas finas (100 a 80 mesh)

Cubra el 80% del área de malla con lodo.

Figura 6.46. Malla cubierta por lodo en un 30%.



164

Vibradores y soporte de mallas

Asegúrese que las gomas, tuercas, tornillos, resortes etc. Están en su lugar, limpios y en buenas condiciones

Periódicamente las gomas deben ser removidas, inspeccionadas y limpiadas

Tensione las mallas correctamente y revise la tensión 15-30 y 60 minutos después de la instalación

Figura 6.47. Tensores del riel para sujetar la malla de la zaranda vibratoria.

Vibradores y tanque de alimentación

Línea de retorno debe estar conectada en la parte del fondo del tanque de alimentación para evitar sedimentación de sólidos



165

. Figura 6.48. Línea de alimentación de flujo a las zarandas vibratorias.

Angulo de inclinación

Minimice ángulo de inclinación para evitar degradación de sólidos.

Si existe acumulación de sólidos en la piscina, disminuya el ángulo de inclinación.

Figura 6.49. Angulo de inclinación de las mallas de la zaranda vibratoria.



166

Ejemplo 2. Bombas centrífugas

Seleccione las bombas que manejen

el mayor gasto de flujo a esperar

Seleccione el motor que maneje la mayor densidad del lodo a esperar al mayor gasto de flujo.

Seleccione el impulsor que proporcione la suficiente cabeza de presión.

Cabeza en el equipo = cabeza bomba – perdidas por fricción (tubería y accesorios) – altura del equipo.

Instale con cabeza de presión positiva

Para evitar problemas de taponamiento de hidrociclones instale una malla en la succión con metal expandido de ½”

Líneas de succión y descarga deben ser de tamaño apropiado y lo mas corto posible

La velocidad de flujo debe ser de 5 a 10 pies/sec.

Velocidad baja causa sedimentación y alta velocidad causa erosión velocidad pies/sec =gpm 3.48 x (i.d. pulg.)2

La línea de succión no debe tener codos, reducciones cerca de tres veces el diámetro del tubo de succión de la bomba.

Elimine tubos de distribución (manifold), una succión y una descarga por bomba.

Este seguro de la correcta rotación de la bomba.

Elimine los problemas de aire

Desgasifique el lodo

Tenga la línea de succión adecuada

Instale platos internos de desvío (baffles) para romper el patrón de movimiento vortex

No restrinja el flujo en la succión, causa cavitación y daño de la bomba.

Instale medidor de presión entre la descarga de la bomba y la primera válvula. Valor de presión se puede usar para determinar cabeza de presión

head, (ppg) weight mud x 0.052

psi pressure,ft

No cierre completamente la descarga por mas de 3 minutos, calentamiento y danos de sellos puede ocurrir.

Procedimiento de arranque

Prenda la bomba con la válvula de descarga ligeramente abierta

Una vez la bomba arranca, abra la válvula despacio

Se reduce carga de arranque en el motor

Se reduce carga de choque en el equipo



167

Figura 6.50. Instalación de una bomba centrífuga.

Ejemplo 3 Número de hidrociclones

Instale suficientes conos para procesar 110 a 125% del máximo volumen de circulación anticipado

Descarga liviana debe de ser retornada al próximo compartimiento

El compartimiento de succión y descarga deben estar conectados en el fondo del tanque

No debe de existir la posibilidad de aislar el compartimiento de succión y descarga



168

Figura 6.51. Diagrama de distribución de presión en el sistema.

Hidrociclones y su operación

No debe de existir la posibilidad de aislar el compartimiento de succión y descarga

Los compartimientos de succión y descarga de los hidrociclones deben de ser agitados mecánicamente.

Opere los hidrociclones en descarga tipo sombrilla, no en tipo chorro.

Si la descarga es tipo chorro

Adicione mas conos

Instale malla mas fina en el acondicionador de lodo

Limpie entradas taponadas inmediatamente.

Use abrazaderas de conexión rápida.

Instale un medidor de presión en el cabezal con una válvula de bola.

Instale un rompedor de vació en el cabezal del hidrociclón

Entrada Salida

800 gpm 800 gpm

1000 gpm

112255%% eficiente

200 gpm



169

Figura 6.52. Visualización de distribución de flujo de un hidrociclón.

Acondicionamiento para lodos pesados

Si la zaranda del acondicionador de lodo es utilizada, utilice la malla mas fina posible (al menos un tamaño mas fino que el de los vibradores.

El lodo recuperado por el vibrador del acondicionador debe de ser procesado por las centrifugas.

Use solo cuando los vibradores no reducen el contenido API, de arena al 1.5% o menos.

Revise perdidas de material densificante.

Perdida de material densificado puede reducirse, agregando lodo a las mallas.

Adición de material densificarte debe de hacerse después de la sección de los equipos de remoción de sólidos.

Cuando el peso del lodo es incrementado por 1 lpg o más durante una o dos circulaciones, debe ser necesario apagar el acondicionador de lodo temporalmente.



170

Figura 6.53. Visualización del acondicionamiento para lodos pesados.

Centrifugas para lodo pesado

Usadas para

Controlar la viscosidad reduciendo el contenido de finos.

Recuperar material densificante

Figura 6.54. Visualización de bombas centrifugas en serie.



171

Tenga suficiente capacidad de centrifugas para procesar 5 % a 15% del máximo gasto de circulación esperado.

Reduzca el gasto de alimentación cuando se este perforando formaciones duras que requiere de menor preparación de lodo.

Opere las centrifugas constantemente en el sistema activo para controlar viscosidad.

Mejor operar a bajos gastos de alimentación por largos periodos de tiempo, que operar a altos gastos de alimentación en periodos cortos.

Ejemplo: opere por 24 horas a 4 gpm en vez de 8 horas a 12gpm.

Si la centrifuga opera todo el tiempo, apague la bomba de alimentación mientras hacen viajes.

Si fluido base (agua/oil) esta siendo agregado al lodo, adicione al menos una parte de este en el tubo de alimentación de la centrifuga.

Esto reduce la viscosidad en la centrifuga e incrementa la eficiencia.

Utilice un pequeño medidor de flujo para mantener record del fluido agregado.

Mantenga tanque de succión bien agitado y descargue al próximo compartimiento.

Retorne la barita recuperada al sistema activo en un sitio bien agitado del próximo compartimiento.

Siempre lave el equipo con fluido base antes de ser apagado.

Centrifugas para lodo no pesado

Procese el fluido recobrado del acondicionador de lodo y lodo del sistema activo, tomando succión del tanque de recobro que esta ecualizado con el sistema activo y recibe fluido del acondicionador de lodo.

Figura 6.55. Diagrama de distribución de presas y equipo auxiliar de control de sólidos

LINEA DE FLOTE

BYPASS

A DESARENADOR

DESCARGA DE

SOLIDOS VIBRADORES

DESCARGA DE

LODO VIBRADORES

COMUNICACION

POR ARRIBA

COMUNICACION

POR ARRIBA

COMUNICACION

POR ABAJOCOMUNICACION


POR ABAJO

BARITA

RECUPERADARETORNO LODO

LODOS LIVIANOSRETORNO LODO

LODOS PESADOS

RETORNO DE LODO LIMPIO AL POZO

CENTRIFUGAS

DESCARGA SOLIDOS

GONDOLA

SOLIDOS

LODOS LIVIANOS

FLUIDO

LODOS PESADOS

DESCARGA

LIQUIDA

MALLA DEL

LIMPIA LODOS

DESARCILLADOR

DESCARGA

SOLIDOS A

GONDOLA

DESARENADOR

DESGASIFICADORLINEA DE FLOTE

BYPASS

A DESARENADOR

DESCARGA DE

SOLIDOS VIBRADORES

DESCARGA DE

LODO VIBRADORES

COMUNICACION

POR ARRIBA

COMUNICACION

POR ARRIBA

COMUNICACION



POR ABAJO

BARITA

RECUPERADARETORNO LODO

LODOS LIVIANOSRETORNO LODO

LODOS PESADOS

RETORNO DE LODO LIMPIO AL POZO

CENTRIFUGAS

DESCARGA SOLIDOS

GONDOLA

SOLIDOS

LODOS LIVIANOS

FLUIDO

LODOS PESADOS

DESCARGA

LIQUIDA

MALLA DEL

LIMPIA LODOS

DESARCILLADOR

DESCARGA

SOLIDOS A

GONDOLA

DESARENADOR

DESGASIFICADOR



172

La extracción eficiente de sólidos por medio mecánico tiene un alto impacto en el costo de los mismos. Cuando optamos por la dilución (agua agregada al sistema), tres costos se incurren simultáneamente:

Costo de la dilución del agua.

Costo de aditivos para mantener las propiedades del lodo estable.

Costos de desecho.

Además del impacto que tiene el control de sólidos en las velocidades de penetración. Los beneficios del contenido de sólidos de baja gravedad son muy notorios en menos del 5%.

Cap 6 Equipos de Control de Sólido

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