Cap 10 Manejo Fluidos-Rotacion-Bombas
Cap 10 Manejo Fluidos-Rotacion-Bombas
Cap 10 Manejo Fluidos-Rotacion-Bombas
10
- Conceptos Básicos.
- Separadores de gumbo
- Zarandas y telas para zarandas.
- D’Sanders.
- D’Silters.
- Limpiadores de Lodo (Mud Cleaners).
- Centrífugas.
- Centrífugas Secadoras ( Verti G & Duster ).
- Sistemas de recolección de vacío.
- Circuitos
Sólidos agregados
- Inertes (baritina, CO3Ca)
- Reactivos (bentonita comercial)
- Aditivos
- Solubles (sales)
Sólidos de formación
1) Sólidos inertes
arenas y limos
básicamente silicatos y líticos.
2) Sólidos reactivos
Reaccionan con el agua:
se hidratan y dispersan
se disgregan
Solubles (por encima de la saturacion)
Esmectitas
Kaolinitas
Illitas
Sal
Sólidos de formación
Sólidos reactivos incorporados
Sólidos de formación
Conceptos Básicos
Mantener un bajo contenido de sólidos en
el lodo:
- Reduce TORQUE y arrastre durante la perforación.
- Reduce pistoneo en ambos sentidos (surge & swab).
- Reduce tendencia de pegado de tubería por presión
diferencial
- Disminuye el pegado de herramientas de perfilaje.
- Mejores cementaciones (CBL).
- Mayores ROP.
- Menos embolamiento de trépanos, htas y estabilizadores.
- Mejores entubaciones.
- Mayor vida del trépano-carreras mas largas.
- Mayor estabilidad del pozo
- Reducido desgaste del equipo.
- Reducido tamaño de piletas de tierra y costos de disposición
- Menor costo de lodo por dilución y por tratamiento.
- Menores pérdidas de circulación.
- Menos o nada de daño a la formación. (Comentar)
Equipo de Torre – Cap. 10
Equipo de Control de Sólidos
Sólidos incorporados
1) Por dilución
Sólidos incorporados
Remoción por dilución
1. Mucho volumen de agua o líquido base.
2. Encarece el lodo.
3. Encarece el tratamiento de efluentes.
4. Agrede al medio ambiente.
5. Mal uso o abuso de los recursos, especialmente
cuando son limitados o críticos.
Conceptos Básicos
Clasificación de sólidos por granulometría
CLASIFICACIÓN TAMAÑO EN
MICRONES
API
COLOIDE Menos de 2 μ
ULTRA FINO De 2 a 44 μ
FINO De 44 a 74 μ
MEDIANO De 74 a 250 μ
INTERMEDIO Mayor a 250 μ
2) Impurezas
Se mide con el kit de impurezas, y da % volumétrico de sólidos
de más de 74 µ.
Diseño y Dimensionamiento
Volumen de 1 cm3
Área Superficial 6 cm2
Volumen de 1 cm3
Área Superficial 12 cm2
Volumen de 1 cm3
Área Superficial 24
cm2
Equipamiento clásico
Zarandas
Trampas de decantación
Desarenador
Desilter
Decanter
Centrifugas
Desilter Zarandas
Baja Velocidad
Centrifugas Limpiadores Desarenador
Alta Velocidad de Lodo
Conceptos Básicos
ρS – ρL)
gc . Ds 2 . (ρ
LEY DE STOKES Vs=
K.µ
Vs: Velocidad de sedimentación.
gc: aceleración de gravedad. “g” es la aceleración de la gravedad
Ds: Diámetro de la partícula terrestre, constante, y tiene una
sólida. medida de 9,81 m/seg2
ρs: Densidad del sólido. Decantadora: 1g
ρL: Densidad del líquido. Zarandas: 4 a 7 g´s
K: Constante de conversión de Desarenador: 25 a 190 g´s
unidades. Desilter : 150 a 300 g´s
µ: Viscosidad del fluidos. Decanter: 1000 a 2000 g´s
Equipo de Torre – Cap. 10
Removedor de Arcilla Pegajosa
BELL NIPPLE
FLOWLINE SHAKER
CLEANOUTS
Gumbo
Chain™
Linear
Motion
Etapa 1 Shakers
Cadena Gumbo
Stapa 2
Zaranda Movimiento
Lineal
Entrada de Lodo
Descarga Liquida
Descarga Liquida
Descarga Solida
Cadena
Zarandas
.
Centrifugas
Desarcillador Zarandas
Baja Velocidad
Centrifugas Limpiadores
Desarenador
Alta Velocidad de Lodo
Zarandas
• Son la primera línea de defensa en la cadena de
Control de Sólidos.
Zarandas
Zarandas
Distribuidores de Flujo
Motores
Cama ( Movil)
Tensores
Base
Resortes
Mallas Resortes
Tensores
- Circular
Centro de movimiento
Dirección de Rotación
Zarandas
• Tipos de Movimiento
- Elíptico
Centro de movimiento
Dirección de Rotación
Zarandas Lineales.
Lineales.
Zarandas
• Tipos de Movimiento
- Lineal Centro de movimiento
CG
Ventajas
Movimiento lineal proporciona desplazamiento positivo de sólidos,
incrementa capacidad de flujo y descarga seca.
Diseño probado de motor, asegura un producto durable
La clasificación eléctrica universal del motor permite que esta maquina
sea instalada en cualquier parte del mundo
Beneficios
Muchos años de desempeño avanzado
Usado mundialmente
Confiabilidad
Equipo de Torre – Cap. 10
Equipos de Control de Sólidos
Componentes Eléctricos
Ventajas
Poco o ningún mantenimiento es requerido con los componentes eléctricos
Todos los componentes son montados en la unidad y no se requiere de ningún
otro modulo
La clasificación universal de los componentes eléctricos permite que esta
maquina sea instalada en cualquier parte del mundo
Beneficios
Bajo costo de operación
Usado mundialmente
Confiabilidad
Mallas
Pretensionadas ( Cartucho)
• Tensión del cedazo
controlada
• Buena vida útil.
• Fácil de instalar
• Asegura superficie plana
6 sq. ft.
8.4 sq. ft.
2 ft.
2 ft.
Usable Screen
Usable Screen
Area
Area
- Designación de fabricante.
- Potencial de separación D16, D50 & D84 (microns).
- Conductancia ( kD/ mm).
- Área neta de flujo
- Transmitancia (Área neta disponible x Conduc).
Zarandas, mallas
D-16
Malla
10 %
ideal
325
200
150
120
100
50 %
80
60
50
40
30
10 %
Selección de telas
• Transporte y secado de
sólidos.
• Tensión y condiciones de
la malla
• Mecanismos de
lubricación y barra tensora
• Orden y limpieza
Centrifugas
Baja Velocidad Desilter Zarandas
Centrifugas Limpiadores
Alta Velocidad de Lodo Desarenador
Conceptos Básicos
ρS – ρL)
gc . Ds 2 . (ρ
LEY DE STOKES Vs=
K.µ
• Vortex finder
• Boquilla
ajustable de
descarga
Entrada lodo
Alta presión
Arenas y Limos
Lodo mueve hacia el hacia las paredes
interior y hacia y hacia abajo
arriba en forma espiral
Arena y Limo
FROM PAGE 3.30 OF SOLIDS CONTROL HANDBOOK
Equipo de Torre – Cap. 10
Equipos de Control de Sólidos
Hidrociclones -- Capacidad
TAMAÑO
CONO 4” 5” 6” 8” 10” 12”
(I.D)
CAPACIDAD
(GPM) 50-75 70-80 100-150 150-250 400-500 400-500
PRESION
ALIMENTACION 30-40 30-40 30-40 25-35 20-30 20-30
(PSI)
CUT
POINT 15-20 20-25 25-30 30-40 30-40 40-60
(MICRONS)
• Mecanismo de sedimentación
• Aceleración centrifuga
- Hace sólidos artificialmente
mas pesados
- Hasta 600 G’s de fuerza en
el interior
• Conservación de energía
- Presión de fluido a velocidad
D´Sanders y D´Silters
Hidrociclones
• Su punto de corte depende de los sólidos retirados por
el equipo que lo precede
• Variables de desempeño
- Diámetro del Cono
- Presión de Alimentación
- Tamaño de partículas de la alimentación
- Viscosidad plástica del fluido
Hidrociclones
• Presión de alimentación
- Están diseñados para trabajar a una presión y volumen de
alimentación fijas.
- Si la presión es menor a la requerida procesara menos
volumen y disminuirá su punto de corte.
- La gran mayoría requieren entre 75 a 90 pies de Altura de
líquido (Head).
Cono
Descarga de sólidos
Hidrociclones
• D’Silter
- Diámetro cono 4”
- Remueven sólidos
entre 40 y 25 µ
- Procesan entre 75
gpm por cono.
- Head de 90 pies o 45
psi y fluido de 9.0
lb./gal.
Hidrociclones
• 202 Microclone
- Diámetro cono 2”
- 20 conos
- Remueven sólidos entre
8 y 15 µ
- Procesan 500 gal/min,
60 psi con lodo de 9.0
lb/gal
- Configuración Vertical
Desarenador
• 10”-12” diámetro
• 400-500 gpm c/u
• Punto de corte D50 40-60
micrones (remueve sólidos
de tamaño de arena)
• Generalmente 2 o 3 por
cabeza o manifold
Desarcillador
• 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
Main Shaker
Desilter or
Mud Cleaner
Desander
32 39 47 63
=4 ×
Presion Peso Lodo
psi Lbs/gal.
Entrada Salida
200 gpm
125% eficiente
Equipo de Torre – Cap. 10
Equipos de Control de Sólidos
La Solución
Configuraciones
• Vertical o Inclinado
• Presión correcta
- 75 pies de cabeza de presión o
- 4 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
Recomendaciones
• Cuando se debe usar
- Pozos superficiales
- En lodos no densificados
- Cuando se necesita remover exceso de lodo del
sistema
- Formaciones arenosas
• Cuando no se debe usar
- Lodos densificados (Use acondicionador de
lodo)
- Limitaciones económicas y ambientales
MUD CLEANERS
Centrifugas Zarandas
Desarcillador
Baja Velocidad
Centrifugas Limpiadores
Alta Velocidad de Lodo Desarenador
Limpiadores de Lodo
D’Sander 2 –12 mas D’Silter 8T4
Mud Cleaner
• Es la combinación de una batería de hidrociclones con una
zaranda.
• Diseñado para recuperar baritina permitiendo la operación
de hidrociclones mientras se densifica.
• Puede configurarse con un D’Sander, un D’Silter o con los
dos simultáneamente.
• La capacidad depende del hidrociclones con que este
configurado.
• Recuperación de fases liquidas costosas.
Mud Cleaner
D’ Silter 8T4
Centrífugas
• Son el último eslabón en la cadena de equipos de
control de sólidos
• Pueden separar sólidos hasta de 2µ (teórico).
• Diferentes aplicaciones
- Limpieza de fluidos del sistema activo.
- Operación en sistema dual.
- Recuperación de barita en sistemas pesados.
- Dewatering de fluidos base agua.
Centrifugas
Baja Velocidad Desarcillador Zarandas
Centrifugas Limpiadores
Alta Velocidad de Lodo Desarenador
Centrífugas
• Basan su funcionamiento en el principio de la aceleración
centrífuga para aumentar la fuerza de gravedad o fuerza “G”
Fuerza “G” mínima
Fuerza “G”
máxima
Centrífugas
Centrífugas
Tapa Bowl
Fluid Coupling
Gear Box
( Caja de engranajes)
Motor Principal
Alimentación
Lodo Limpio Descarga de
de Lodo
Sólidos
Centrífugas
• Gear Box
Mantiene la relación de Velocidad entre el bowl y el
tornillo sin fin.
La relación es de 57: 1, es decir por cada 57 vueltas
del bowl el tornillo gira 1.
Regula la velocidad de transporte de los sólidos
(mayor o menor sequedad)
• Sensor de Torque
Sistema de seguridad que actúa por exceso de
torque entre el bowl y tornillo.
Centrífugas
• Paneles Eléctricos
Panel Principal.
Panel Secundario.
Seguridades
eléctricas.
Contactores.
Arrancadores.
Interruptores.
Centrífugas
• Fluid Coupling
Sistema de
Protección
Centrífugas (ajustes)
La asceleracion “G”.
Centrífugas (ajustes)
TIEMPO DE RETENCIÓN
Caudal de alimentación
Retorno
Lodo Limpio
Descarga de
Sólidos
Lodo Limpio
Descarga Sólida
2µ
25µ
Lodo 10µ
µ
40µ
11
74µ
1
7
Alimentación 8
Solidos
Fluido
11
10
8
6
7
5
Equipo de Torre – Cap. 10
Equipos de Control de Sólidos
- Secadora de Recortes
- Producida por Hutchinson & Huyes, Distribución y servicio por
Swaco - Duster
- Recuperación Secundaria de Lodo
- Aplica en operaciones con OBM & SBM
- Mayor uso en operaciones Offshore
- Procesa entre 30 y 40 ton/hr continuas
- Los sólidos secos cumplen las regulaciones ambientales vigentes
Bowl
Motor Principal
Salida Descarga
Líquida Sólida
Centrífugas
• Duster
- Vel Bowl Variable
- Cambiar la fuerza G
- Variar T retención
Unidad de Vacío 75 HP 56 Kw
Transporte de Cortes Base aceite.
Unidad de Vacío 30 HP 23 Kw
Contaminantes liquidos
Transporte limitado de cortes OBM.
Tolvas de Vacío simples & dobles
Descarga de Recortes en recipientes abiertos
Descarga de Recortes en unidades de reinyeccion
Tanque de Vacío RVT
Recoleccion de Liquidos.
Proteccion de unidades de vacio contra arrastre de solidsliquidos
Contenedores de Recortes
Contenedores sellados y bajo presion de vacio para transportar recortes .
SW 01091
Líquidos recuperados
Sistema de Vacío
Contenedores de
Recortes
Tolvas de Vacío
Silenciadores
Motor Eléctrico
Filtro
3 1
3
4
7
6
1 Zarandas 6
2 Canaleta de descarga
7
3 Vibrador en U
4 Valvula de paso
5 Contenedor de recortes (en vacio)
6 RVT Rig Vacuum tank
7 Unidad de Vacio
1 Vacuum Unit
2 RVT Drop Tank
Cleaning of 3 Container (Vacuum Rated)
Drill Floor 4 Separator Solids
Cleaning of
Shaker Room Cleaning of
Mud Pits
Cleaning of
Separators
2
100 80 70 60 50 40 30 20 10 0
Incrementa el
volumen de la
burbuja por efecto
del vacio
Esparce el lodo de
modo de tener
poco espesor que
facilite la liberacion
de la burbuja
Extrae el gas a una
zona segura
Sand Trap
REMOVEDORES
Bombas centrifugas
Bomba centrifuga
MISSION de
Configuración
vertical
Rotary tables
Top drive
Mud motors
Llaves automaticas
Para casing
Para tubing
Equipo de Torre – Cap. 10
Power Tongs
INSTALACIÓN
La llave deberá suspenderse en un cable de acero flexible de 9/16” de
diámetro, empleando una polea que se coloca a la altura del piso de
enganche del equipo.
Un extremo del cable se fija a la barra de suspensión de la llave. En el otro
extremo se coloca un contrapeso, el cual debe estar situado en la parte
inferior del piso de trabajo y tener el peso suficiente para que la llave pueda
ser movida hacia arriba o hacia abajo por un solo hombre.
Power section
Motor propiamente dicho
Sección de
cojinetes
Turbosteer T 120
Válvula de
Válvulas de
descarga
descarga
Válvulas de Válvula de
aspiración aspiración
Empaquetadura de vastago
Vástago bruñido
Equipo de Torre – Cap. 10
BOMBAS TRIPLEX
CAMISAS Y
PISTONES
Máxima vel.
admision
Pistón arriba
Se está
acelerando
presión
Presion de trabajo
6½ 165 9 229 3,88 14,69 504 1908 3060 215 101550 46,1 130 582 1000 746
6¼ 159 9 229 3,59 13,59 466 1764 3310 233 101550 46,1 130 582 1000 746
6 152 9 229 3,30 12,49 430 1628 3592 253 101550 46,1 130 582 1000 746
5½ 140 9 229 2,78 10,52 361 1367 4274 301 101550 46,1 130 582 1000 746
5 127 9 229 2,29 8,67 298 1128 5000 352 101550 46,1 130 582 1000 746
4½ 114 9 229 1,86 7,04 242 916 5000 352 101550 46,1 130 582 1000 746
4 102 9 229 1,47 5,56 191 723 5000 352 101550 46,1 130 582 1000 746
Bomba centrifuga
MISSION de
Configuración
vertical