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PROYECTO Sistema de Circulación Del Lodo de Perforación
PROYECTO Sistema de Circulación Del Lodo de Perforación
PROYECTO Sistema de Circulación Del Lodo de Perforación
de
perforacin
hasta
la
La circulacin del lodo empieza en el tanque de succin. La bomba succiona al lodo del
tanque y lo desplaza hacia la lnea del manifold hasta la tubera vertical que est conectada
a la cabeza de inyeccin, el lodo entra por la cabeza de inyeccin, baja por el cuadrante o
kelly, tubera de perforacin, porta mechas, estabilizadores y sale por las boquillas del
trepano para retornar a la superficie por el espacio anular, finalmente el lodo sale a la
superficie, a travs de la lnea de descarga y cae sobre un tamiz vibratorio llamado zaranda,
esta zaranda separa los recortes ms grandes y los deposita en la fosa y el lodo pasa a los
tanques de control de slidos para luego finalmente llegar a los tanques de succin porque
el lodo ya est en condiciones de ser nuevamente bombeado al pozo.
El sistema de circulacin esencialmente es un sistema cerrado donde el mismo lodo
circula una y otra vez durante la perforacin (ciclo de perforacin). Al fluido de perforacin
de vez en cuando se le aade agua, bentonita, baritina y otros agentes que con la finalidad
de reemplazar lodo perdido o para ajustar las propiedades del lodo a las necesidades de las
formaciones que estn siendo perforadas.
El sistema de circulacin est formado por una serie de equipos y accesorios que
permiten el movimiento continuo del eje principal de la perforacin como lo es el fluido de
perforacin.
EL SISTEMA DE CIRCULACION SE DIVIDE EN LAS SIGUIENTES PARTES
FUNDAMENTALES:
AREA DE PREPARACION DEL FLUIDO DE PERFORACION
Esta rea se encuentra al principio del sistema de circulacin. En esta rea es donde los
fluidos son inicialmente preparados, mantenidos, o posteriormente alterado, dependiendo
de las condiciones existentes en el pozo.
Las alteraciones son necesarias para mantener la estabilidad del pozo, para proveer al
fluido la capacidad de tolerar fluidos de densidad y pesos mayores, Proveer la proteccin a
las zonas productoras.
Preparacin inicial.
Reduccin de la densidad.
CAJONES DE LODO
Los cajones de lodo son contenedores grandes de forma rectangular usados para
contener y controlar el fluido de perforacin cuando este se encuentra fuera del pozo
perforado. Los cajones de lodo son llamados cajones de agitacin o tanques de almacenaje
cuando estn en el rea de acondicionamiento. Los cajones de lodo del rea de preparacin
son llamados de reserva o de succin. Son usados debido a que pueden ser rpidamente
instalados, fcilmente mantenidos y tienen un volumen conocido que facilita el tratamiento.
TOLVA MEZCLADORA
Es un artculo o dispositivo en forma de embudo usado en la adicin de materiales
slidos durante el tratamiento del fluido de perforacin en los cajones de lodo. La tolva
trabaja con un principio de vaco.
Esta tolva mezcladora puede manejar de 5 a 10 sacos de ms de 800 lb. De material por
minuto.
TANQUE DE AGUA
Contenedor para el almacenamiento de agua en forma de barril esta al lado del cajn de
lodo. El agua puede ser suministrada desde varias fuentes: de los pozos de agua, lagos y
ros, en algunos casos es necesario traer agua de un lugar alejado.
FOSA DE RESERVA
Es una pileta grande hecha de arena situada lejos del arreglo. Es usada para almacenar
los recortes residuales procedentes del pozo y a veces los excesos de lodo para emergencia.
la fosa tambin se utiliza para desechar algunos fluidos que puedan ser producidos durante
alguna prueba de formacin.
La fosa frecuentemente est dividida en dos partes:
El slush pit (pileta de inyeccin) donde se encuentran los recortes de roca, material
indeseado, etc.
El duck nest donde se almacena el exceso de lodo para emergencias.
En general, la fosa se utiliza para evitar la contaminacin de terrenos circundantes al pozo
por medio de fluidos contaminantes utilizados en el pozo.
EQUIPO DE CIRCULACION
Es uno de los mayores componentes en el sistema. El equipo mueve fsicamente el lodo.
El lodo es movido desde el rea de preparacin, baja por el vstago y sube por el espacio
anular, luego es limpiado en el rea de acondicionamiento y es transportado nuevamente a
los cajones de lodo para recirculacin.
Bombas de lodo.
Tubera vertical
Manguera de inyeccin
2.
BOMBAS DUPLEX
Son de doble accin se caracterizan por que llevan dos pistones y desplazan al lodo en
dos sentidos o sea el movimiento del fluido se lleva a cabo en ambos lados del pistn de la
bomba. A medida que el fluido es succionado en un lado es descargado al otro lado.
TUBERIA VERTICAL.
Es una tubera de acero que se encuentra parada al lado del mstil o torre de
perforacin, y esta conecta al lodo entre las lneas de descarga y la manguera de inyeccin.
La manguera de inyeccin descarga en el cuello de cisne que se ajusta en la parte final y
ms alta de esta tubera vertical y transporta al lodo a la unin giratoria donde es forzado a
bajar por el vstago.
Esta tubera vertical permite que la unin giratoria y la manguera de inyeccin se
muevan verticalmente hacia arriba o hacia abajo segn sea necesario.
MANGUERA DE INYECCION
Es una manguera de goma reforzada, flexible y extremadamente fuerte que conecta la
tubera vertical con la unin giratoria. Es flexible porque permite a la unin giratoria
moverse libremente en un sentido vertical.
Debe ser tambin extremadamente durable, ya que esta sujeta aun trabajo fsico severo,
transportando fluido de perforacin extremadamente abrasivo bajo presin. La
caracterstica de flexibilidad permite bajar y elevar la tubera de perforacin durante las
operaciones de perforacin.
Las mangueras de inyeccin son por lo general de 7.62mm o mas de dimetro interior
para que no se tengan en ella cada de presin apreciable, y estn disponibles en largos
mayores de 75 pies.
CUELLO DE GANSO.- Es un extremo de la manguera de inyeccin que tiene forma de (S)
como el cuello de un ganso est conectado a la unin giratoria.
AREA DE ACONDICIONAMIENTO DEL FLUIDO DE PERFORACION
Esta se encuentra cercana a la torre. Esta rea incluye equipo especializado para dejar
limpio el fluido de perforacin despus que este es devuelto del pozo. El equipo
especializado incluye:
Maquinas Centrifugas
Desgasificador
Desarenador
Desarcillador
Hidrociclones
Limpiador de lodo
La funcin primaria de esta rea es remover los recortes indeseables y cualquier gas que
haya ingresado al lodo.
Existen dos mtodos bsicos para remover los recortes y gases: el primero utiliza la
gravedad para evadir los fluidos a travs de la zaranda a la fosa del lodo, el segundo es
mecnico donde los equipos especializados de remocin, montados en las partes superiores
de los cajones de lodo mueven los recortes indeseables y los gases.
Las ventajas de la eliminacin de los slidos del lodo son:
a)
Menor desgaste de los elementos que entran en contacto con el lodo: Camisas,
c)
ZARANDA VIBRATORIA
La zaranda vibratoria es usualmente montada al final del primer tanque de lodo, su
funcin primaria es eliminar la fraccin ms gruesa de los recortes con la finalidad de
optimizar el uso de los restantes equipos de control de slidos.
Una zaranda se compone de una o varias mallas separadoras que estn montadas sobre
una caja vibradora que es movida por un motor elctrico, el cual a travs de poleas y un eje
excntrico(zarandas convencionales) le imprime la vibracin necesaria para el proceso de
separacin de una parte fluida y de los recortes de formacin. En el caso de zarandas de alta
vibracin esta es dada por dos motores en giros opuestos.
Las centrifugas de decantacin, estn compuestas de dos conos, uno externo que gira a
baja velocidad y el otro que gira a muy alta velocidad de revolucin.
Las centrifugas rotan el lodo a altas velocidades separando partculas de acuerdo a su
peso, estas unidades pueden extraer partculas de hasta 2 micrones. Tiene una capacidad
mxima de 20 35 rpm y puede ser utilizado con lodo de peso mayor de 13 lb/gal.
DESGASIFICADOR
El desgasificador es usualmente montado sobre los cajones del lodo. Su funcin
primaria es continuar removiendo las entradas de gas que an existen en el fluido de
perforacin.
Los gases son removidos porque ellos:
a)
b)
c)
d)
Figura: Desgasificador
Fuente:
HIDROCICLONES
Los hidrociclones son recipientes de forma cnica en los cuales la energa de presin es
transformada en fuerza centrfuga. El lodo se alimenta por medio de una bomba centrifuga,
a travs de una entrada que la enva tangencialmente en la cmara de alimentacin.
Una corta tubera llamada tubo de vrtice (vortex finder) se extiende hacia abajo en el
cuerpo del cono y fuerza a la corriente en forma de remolino a dirigirse hacia abajo en
direccin al vrtice, es decir hacia el extremo delgado del cono.
Figura: Hidrociclon
Fuente:
DESARENADOR (DESANDER)
El desarenador consiste de un numero de conos superpuestos cilndricos estos remueven
pequeas partculas slidas que pasaron por las mallas de la zaranda vibratoria.
El fluido es forzado a pasar por el cilindro bajo presin con las partculas, despus es
removido y descargado por las fuerzas centrifugas.
La posicin correcta de estas unidades es colocarlas despus de la zaranda y su funcin
principal es eliminar las arenas.
Figura: Desarenador
Fuente:
DESARCILLADOR (DESILTER)
El desarcillador es similar al desarenador en operacin y funcin excepto que el
desarcillador puede remover muy diminutas partculas de la formacin que varan desde 10
a 30 micrones dependiendo del tamao del cono. Su uso es efectivo tanto del desarenador
como el desarcillador, porque esto reduce significativamente el desgaste de la bomba de
lodo.
El desarcillador est diseado para remover los slidos que no han sido descartados por
el desarenador (partculas mayores de 60 micrones). Los conos son por lo general de 4
pulgadas de dimetro y cada uno procesa ms o menos 50 gal/min. A una presin de 40 a
50 psi.
Figura: Desarcillador
Fuente:
Eliminar las grandes cantidades de gas que vienen junto al fluido de perforacin
b)
c)
Conducir cualquier gas inflamable y/o venenoso hasta una distancia segura del
arreglo.