1

BOMBAS DE LODO CON APLICACION A

MECANICA DE FLUIDOS.
María Fernanda Reyes, Ana Fernanda Stanford, Irene Montoya
ELITE- Escuela latinoamericana de Ingenieros tecnólogos y empresarios
Bogotá, Colombia.


optimización). A esto se le ha denominado Optimización de la
Resumen—El documento nos comenta acerca de las bombas hidráulica de perforación. Hay varios tipos de bombas para
de lodos las aplicaciones que se tienen en la mecánica de fluidos, lodo, unas de las más comunes son las bombas centrífugas y
las ecuaciones y las variedades de estas. Las bombas que las bombas de desplazamiento positivo.
dependen del tipo es un tipo de bomba que sirve para manejar
lodo, y están sujetas a desgastes, son robustas y muy resistentes. Las bombas centrífugas para lodo pueden suministrar alta
El informe nos ayuda a comprender esto mejor con los capacidad con cabeza limitada y se usan principalmente en el
conocimientos vistos en clase, la asistencia del profesor y la bombeo del lodo o suspensiones a través de tuberías con
investigación de esta. concentraciones inferiores 70% de sólidos por peso. Las
bombas centrífugas pueden ser verticales, horizontales o
Palabras claves-- Bombas, centrifuga, densidad, eje, sumergibles.
fluidos, fuerza, hidráulica, lodos, mecánica, presión,
rodamiento, solidos, temperatura, viscosidad. Las bombas de suspensión de desplazamiento positivo que
pueden suministrar altas cabeza con capacidad limitada se
Abstract-- The document tells us about the sludge pumps the usan en bombeo de lodos a través de tuberías con una
applications that have in the mechanics of fluids, the equations concentración muy alta de sólidos.
and the varieties of the same. Pumps depending on the type is a
type of pump used to handle mud, and are subject to wear, are La bomba de lodo es el componente principal de cualquier
robust and very resistant. The report helps us to understand this sistema de circulación de fluido. Casi todas las bombas de lodo
better with the knowledge seen in class, teacher assistance and actualmente están movidas por máquinas diésel o de gas o con
research. motores eléctricos. Las bombas de lodo para perforación
rotatoria tienen capacidades hasta de 1,750 caballos de fuerza
Keywords-- Pumps, centrifuge, density, shaft, fluids, force, (HP) de entrada. Son capaces de mover grandes volúmenes de
hydraulic, sludge, mechanics, pressure, bearing, solids, fluido a presiones tan altas como de 5,000 libras por pulgada
temperature, viscosity.
cuadrada (psi), dependiendo del tamaño de los pistones y de la
capacidad de fuerza de la bomba. [1]
I. INTRODUCCIÓN

E l proceso de perforación involucra para su realización dos II. VARIABLES

tipos de energía: Energía Mecánica y Energía
Hidráulica. Inicialmente la participación de los problemas La mayor parte del lodo que se utiliza en una perforación
de pozos ayuda a seleccionar un sistema de fluido de circula en un ciclo CONTINUO:
perforación específico para un pozo en particular, sin 1. El lodo se mezcla y se guarda en el foso de lodo.
embargo, otros factores pueden existir, exigiendo el uso de un 2. Una bomba extrae el lodo del foso y lo envía a través del
sistema diferente, el costo la disponibilidad de los productos y centro hueco de la Tubería de perforación directo hacia el
los factores ambientales siempre son consideraciones pozo.
importantes. Muchos pozos son perforados con éxito usando 3. El lodo sale a través de la TUBERÍA de perforación, desde
fluidos que no fueron seleccionados simplemente por razones el fondo del pozo donde el trépano de perforación tritura la
de rendimiento. El éxito de estos pozos se debe a los roca.
ingenieros de lodo experimentados que adaptan el sistema de 4. Entonces el lodo comienza el viaje de regreso a la
fluido de perforación para satisfacer las condiciones superficie, arrastrando los fragmentos de roca, denominados
detritos, que se han desprendido de la formación por acción
específicas encontradas en cada pozo. En este punto se
del trépano.
seleccionan el tipo de bombas, componentes, eficiencia. Con 5. El lodo sube a través del ánulo, el espacio que existe entre
respecto a la energía hidráulica empleada en el proceso de la TUBERÍA de perforación y las paredes del pozo. El
perforación de pozos petroleros, es común suponer que ésta se diámetro típico de una tubería de perforación es de
refiere únicamente a la determinación de la relación entre el aproximadamente 4 pulgadas (10 centímetros). En el fondo de
una excavación profunda, el pozo puede llegar a tener 8
Gasto volumétrico de flujo (gasto de circulación) y la presión pulgadas (20 centímetros) de diámetro.
de bombeo, así como a la selección de las toberas de la barrena
que satisfaga alguna función objetivo (criterio de 7. En la superficie, el lodo viaja a través de la línea de retorno
de lodo, una tubería que conduce a la zaranda vibratoria.

 2

8. Las zarandas vibratorias son una serie de rejillas de METAL

que vibran y se utilizan para separar el lodo de los detritos. El
lodo cae a través de las rejillas y regresa al foso de lodo.
9. Los detritos de las rocas se deslizan por la deslizadora de
detritos que se encarga de desecharlos. Según los FACTORES
medioambientales y otras consideraciones, los detritos deberán
lavarse antes de desecharse. Algunos de los detritos son
examinados por geólogos que buscan indicios sobre qué es lo
que está sucediendo en la profundidad del pozo. [1] Imagen 2. Sistema de Levantamiento
Artificial por Bombeo Electro sumergible
Extraída de: http://oil-
mail.blogspot.com/2011/05/sistema-de-
levantamiento-artificial-por_23.html

Están sujetas a desgaste. La calibración de sus holguras

maximiza la eficiencia de la bomba.
COLADOR: El filtro evita la entrada de partículas grandes
que podrían quedar atascadas dentro de la zona del impulsor,
causando daño a la bomba.
AGITADOR: Permite que la bomba recoja sedimentos,
colocando los sólidos en suspensión. La forma en que
Imagen1. Bomba centrìfuga. Tomada de: funciona, debida al diseño de las paletas, fuerza un flujo
https://como-funciona.co/una-bomba- continúo de alta presión de líquido hacia los sedimentos, este
centrifuga/ flujo sigue la forma de un cono; transporta los sólidos al ojo
del impulsor consiguiendo una alta concentración de sólido. El
agitador además evita que los sólidos bloqueen los huecos del
colador. [1]
MOTOR: este puede ser eléctrico o hidráulico. Si la bomba va
a trabajar semisumergida o en seco durante largos periodos de
tiempo se debe incluir una camisa de enfriamiento. En el caso
de las bombas para lodo sumergibles eléctricas de servicio III. ECUACIONES.
pesado se recomienda tener un motor con aislamiento Clase H.
(Temperatura máxima admisible de 180º C.) y si es posible IV. VISCOSIDAD
incluir sensores de alta temperatura y/ o humedad. La viscosidad se manifiesta en líquidos y gases en
movimiento. Se ha definido la viscosidad como la relación
IMPULSOR: El impulsor es el componente giratorio de la existente entre el esfuerzo cortante y el gradiente de velocidad.
bomba de lodo. Transfiere la fuerza centrífuga a la suspensión. Esta viscosidad recibe el nombre de viscosidad absoluta o
Por lo general, se hace de hierro fundido esferoidal de alto viscosidad dinámica. Generalmente se representa con la letra
cromo que es muy resistente a la abrasión. El impulsor puede griega μ.
estar cerrado, semiabierto, abierto o empotrado.
CARCASA: La forma de la carcasa es generalmente de semi-
voluta o concéntrica. Normalmente está hecha de hierro
fundido, pero dependiendo de la aplicación puede tener
recubrimiento protector anticorrosivo, o estar ser fabricada en
aleaciones especiales para aplicaciones abrasivas.
a. FLUIDOS NEWTONIANOS
CONJUNTO DE EJE Y RODAMIENTO: El eje se utiliza para En un fluido newtoniano la fuerza de resistencia
transmitir el movimiento rotatorio desde el motor al impulsor. experimentada por una placa que se mueve, a velocidad
El eje tiene rodamientos de rodillos resistentes que evitan su constante por la superficie de un fluido viene dada por:
desplazamiento en otras direcciones y reducen la vibración.
MANGA DEL EJE: Su función es proteger el eje. La camisa
del eje está hecha de material resistente a la corrosión y la
abrasión.
PLACAS DE DESGASTE SUPERIOR E INFERIOR: Estas
placas están situadas por encima y por debajo del impulsor. b. PRESION
La presión es la magnitud escalar que relaciona la fuerza con
la superficie sobre la cual actúa; es decir, equivale a la fuerza
que actúa sobre la superficie. Cuando sobre una superficie
plana de área se aplica una fuerza normal de manera
uniforme, la presión viene dada de la siguiente forma:
 3

VI. REFERENCIAS

[1] O. GIL, «ALTERNATIVAS PARA DISMINUIR LOS

c. TEMPERATURA PROBLEMAS QUE SE GENERAN DEBIDO A LAS
Es una magnitud referida a la noción de calor medible FALLAS DE LAS BOMBAS DE LODO EN LA
mediante un termómetro. En física, se define como OPERACION DE PERFORACION",» UNIVERSIDAD
una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un NACIONAL AUTÓNOMA DE MEXICO, 2005.
sistema termodinámico, definida por el principio cero de la
[2] D. L. America, dragflow ultimate efficiency.
termodinámica.
[3] R. F. Garrido, Perforación de pozos petroleros en tierra, La
habana Cuba: cientifico-tecnica, 2014.

d. DENSIDAD
Es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un
determinado volumen de una sustancia o un objeto sólido.
Usualmente se simboliza mediante la letra rho ρ del alfabeto
griego. La densidad media es la relación entre la masa de un
cuerpo y el volumen que ocupa en el espacio exterior.

V. UNIDADES

a. VISCOSIDAD
1 poise = 100 centipoise = 1 g/(cm·s) = 0,1 Pa·s
1 centipoise = 10-3 Pa·s

b. FLUIDOS NEWTONIANOS
La tensión tangencial ejercida en un punto del fluido o
sobre una superficie sólida en contacto con el mismo,
tiene unidades de tensión o presión ([Pa]).
La viscosidad del fluido, y para un fluido newtoniano
depende sólo de la temperatura, puede medirse en
[Pa·s] o [kp·s/cm2].
El gradiente de velocidad perpendicular a la dirección
al plano en el que estamos calculando la tensión
tangencial, [s−1].

c. PRESION

Un Pascal corresponde a la presión generada por una

fuerza de 1 newton que actúa sobre una superficie de
1 m2.
Se expresa también en newton por metro cuadrado
(N/m2).

d. TEMPERATURA
°C - °F – K - °R

e. DENSIDAD
Kilogramo por metro cúbico (kg/m³).
Gramo por centímetro cúbico (g/cm³).