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Cap 10 Manejo Fluidos-Rotacion-Bombas

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Equipos de Torre

10

Gustavo Olivieri - Daniel Ghidina


www.blutech.com.ar

Equipo de Torre – Cap. 10


INDICE
1. Planificación de los trabajos.
2. Locación, construcción. (piletas, bases, rellenos,
disposición residuos, abandono)
3. Recursos en la zona.
4. Caminos. Movilización equipo. Contrato.
5. Equipos, descripción general.
6. Armado mástil, izado. Cables. Sistemas hidráulicos.
Eslingas.
7. Cargas en la torre. Trabajo del cable.
8. Características del equipo perforador.
9. Elementos de izaje.
10. Circuito hidráulico, Sistemas de rotación.
11. BOP, manifold, equipos auxiliares.
12. Selección de equipos. Ejemplo.
13. Sistema de Seguridad.
14. Caso entrenamiento
15. Test Evaluación
Equipo de Torre – Cap. 10 2
Cap 10

Circuito hidráulico, Sistemas de rotación.

Equipo de Torre – Cap. 10


Manejo de fluidos
CONTROL DE SÓLIDOS

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

- 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

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Contenido de sólidos en lodos de perforación

Sólidos agregados
- Inertes (baritina, CO3Ca)
- Reactivos (bentonita comercial)
- Aditivos
- Solubles (sales)

Sólidos incorporados de la formación


- Sólidos inertes
- Sólidos reactivos
- Sólidos solubles

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipo de Control de Sólidos

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

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipo de Control de Sólidos

Sólidos de formación
Sólidos reactivos incorporados

- Aumenta la viscosidad embudo


- Aumenta la VP y PF
- Aumenta el filtrado
- Reducen eficiencia de Equipo de Control de Sólidos
- Requieren aumentar la dilución
- Requieren aumentar el tratamiento

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipo de Control de Sólidos

Sólidos de formación

Sólidos de formación solubles


Sales

1) Por debajo de la saturación, se disuelven y


pasan a formar parte del líquido base.

2) Por encima de la saturación o en líquidos que


no las disuelven, se comportan como sólidos
inertes.

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipo de Control de Sólidos

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

Deben ser removidos :

1) Por dilución

2) Por medios mecánicos

3) Por medios químicos (floculación)

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

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.

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

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

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Clasificación por calidad de sólidos

1) El ensayo de MBT (Methilene Blue Test) titula el contenido de


arcilla en el lodo. Se expresa en kg/m3.

Titula arcilla de formación incorporada y bentonita agregada.

2) Impurezas
Se mide con el kit de impurezas, y da % volumétrico de sólidos
de más de 74 µ.

3) Contenido de sólidos totales (%), se mide con la retorta o se


calcula con la densidad. Ambos métodos dan resultados
erróneos porque miden tambien los solubilizados. Dá el %
volumétrico de sólidos.

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipamiento de control
de sólidos

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Diseño y Dimensionamiento

La estrategia para remover sólidos del lodo de


perforación se basa en tres conceptos.

a) Carga de sólidos por hora (¿cuanto sólido?)


b) Caudal de perforación (¿gpm?)
c) Granulometría y tipo de los sólidos (¿qué sólidos?)

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Conceptos Básicos Superficie Específica

Volumen de 1 cm3
Área Superficial 6 cm2

Volumen de 1 cm3
Área Superficial 12 cm2

Volumen de 1 cm3
Área Superficial 24
cm2

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Equipamiento clásico

 Separadores de Gumbos (no siempre)

 Zarandas

 Trampas de decantación

 Desarenador

 Desilter

 Decanter

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

• Rango de operación de equipos

Centrifugas
Desilter Zarandas
Baja Velocidad
Centrifugas Limpiadores Desarenador
Alta Velocidad de Lodo

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

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

Equipo de Torre – Cap. 10


Removedor de Arcilla
El problema es: entonces ocurre………….
• Arcilla pegajosa (Gumbo) • Disminución de eficiencia en
- Sale del pozo en grumos ECS
- Entra al pozo como sólidos - Perdida de lodo (flooding)
coloidales - Incremento de viscosidad
• Generalmente en pozo • Incremento de dilución
superficial e intermedio
• Incremento de tiempos no
• En plataformas costa afuera se productivos
requiere de inyección de lodo
de recirculación “riser boost” • Mayor trabajo para el personal
del taladro
• Incrementa diámetro del pozo
“washout” • Incremento de costos de
disposición
• Taponamiento línea de - Exceso de lodo
circulación - Mayor trabajo para las
centrifugas

Equipo de Torre – Cap. 10


Removedor de Arcilla
Soluciones para problemas moderados de Gumbo
• Instale varias líneas de inyección en el tubo de retorno
“flowline” para ayudar a mover la arcilla. Utilice las
bombas del taladro para bombear lodo del sistema activo
a través del flowline para destapar líneas

BELL NIPPLE

FLOWLINE SHAKER

Equipo de Torre – Cap. 10 HIGH PRESSURE JETS


Removedor de Arcilla
Soluciones para Problemas Moderados de Gumbo
• Instale bocas de limpieza en el tubo de distribución de las zarandas
- Cuando se tapona el flowline, remueva la tapa brida y físicamente
remueva el tapón de arcilla.
- Use conexiones de martillo para una rápida operación

CLEANOUTS

Equipo de Torre – Cap. 10


Removedor de Arcilla
La Solución Para Problemas Graves de Gumbo

• Remoción del Gumbo


en la línea retorno de
flujo “flow line”
• Instale y use un equipo
de remoción de Gumbo
- bandeja
- Cajón
- Cadena

Equipo de Torre – Cap. 10


Removedor de Arcilla
Separacion de Dos Etapas en la Linea de Retorno

Gumbo
Chain™

Linear
Motion
Etapa 1 Shakers
Cadena Gumbo

Stapa 2
Zaranda Movimiento
Lineal

Equipo de Torre – Cap. 10


Removedor de Arcilla
Beneficios de Remoción de Gumbo

• Equipo actúa como un distribuidor de flujo


• Decrece el mantenimiento del lodo
• Reduce carga de sólidos en las mallas
• Beneficios de una viscosidad controlada
- Usos de mallas mas finas
- Mejor trabajo de los conos
- Mejor trabajo de las centrifugas
- Mejor trabajo del desgasificador

Equipo de Torre – Cap. 10


Removedor de Arcilla
Partes Básicas del Gumbo Box

Manija del plato de desvio

Entrada de Lodo

Descarga Liquida

Descarga Liquida
Descarga Solida

Equipo de Torre – Cap. 10


Removedor de Arcilla

Cadena

Equipo de Torre – Cap. 10


Removedor de Arcilla
Operación del Bypass

• Bypass esta abierto cuando la unidad no se


necesita y el lodo pasa directo a las zarandas
• Bypass se cierra rápidamente cuando se encuentra
gumbo. El lodo pasa sobre la cadena.

Equipo de Torre – Cap. 10


Removedor de Arcilla
Unidad Ensamblada

Equipo de Torre – Cap. 10


Removedor de Arcilla

Unidad Doble Para Mayor Capacidad

Equipo de Torre – Cap. 10


Removedor de Arcilla
Capacidad de Proceso

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Zarandas
.

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

• Rango de operación de equipos

Centrifugas
Desarcillador Zarandas
Baja Velocidad

Centrifugas Limpiadores
Desarenador
Alta Velocidad de Lodo

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Zarandas
• Son la primera línea de defensa en la cadena de
Control de Sólidos.

- Evitan que los sólidos que vienen del pozo entren en el


circuito de superficie.
- Una vez que los sólidos entran al circuito continúa la
degradación granulométrica por hidratación y
tratamiento mecánico.
- Lodo suficientemente encapsulador e inhibidor.
- Tela más fina posible.

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Zarandas/Principios de Operación

• Zarandas vibratorias usan mallas para:


- Remover sólidos de perforación
- Dejar pasar la fase liquida a través de la malla
• Funcionamiento depende de:
- Tipo de vibración
- Dinámica de vibración ( Fuerza G)
- Configuración y área de la canasta
- Características malla
- Tipo y propiedades del lodo
- Carga de sólidos(depende de la ROP)
- Caudal de circulación de lodo

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Zarandas

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Zarandas
Distribuidores de Flujo
Motores

Cama ( Movil)
Tensores

Base

Resortes

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Partes Principales
Compuerta By-pass
Sistema de Vibración
Cajón o
Motor
Tanque de
Canasta
Alimentación

Mallas Resortes

Tensores

Skid Regulador de la pendiente

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Separadores Brandt Tendem
Movimiento Circular Positivo

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Selección de Mallas Separador Tandem
Seleccione el peso del lodo en la línea
horizontal.
Seleccione la rata de flujo de la escala vertical.
Tamaño apropiado de mallas es indicado por la
línea diagonal

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Zarandas Aplican para gumbo, mucha carga de


• Tipos de Movimiento sólidos, uso primario como scalpers

- Circular

Centro de movimiento

Dirección de Rotación

Dirección flujo lodo

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Zarandas
• Tipos de Movimiento
- Elíptico

Centro de movimiento

Dirección de Rotación

Dirección flujo lodo

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Zarandas Lineales.
Lineales.

Buen transporte de sólidos.

Transporte de manera ascendente.

Alta capacidad de proceso. Efectividad de la


vibración

Permite usar telas finas


Buenas características de regulación.

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Zarandas
• Tipos de Movimiento
- Lineal Centro de movimiento

CG

Dirección flujo lodo

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Movimiento Lineal

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Movimiento Lineal Confiable
La zaranda King Cobra usa (2) motores
vibradores a prueba de explosión de
2.5HP para producir una fuerza de 6.3
G’s de movimiento lineal. Estos motores
son clasificados por UL, CSA, & CENELAC.
La estructura de soporte de los motores
y toda la canasta fue diseñada en base a
modelos de Analisis de Elementos
Finitos.

 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

Sistema eléctrico y componentes a


prueba de explosión. Varios voltajes y
frecuencias pueden ser complacidos. El
panel tiene dos arrancadores sólidos IEC.
Hay dos botones: apagado y arranque. El
cable eléctrico conductor de cuatro
alambres calibre 14, armored & sheathed
flex.

 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

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Zarandas Lineales (Ajustes de variables)


ALS (Adjustable
(Adjustable Linear Shaker)
Shaker)

Angulo de la cama (+3 a –3 grados).

Angulo de los vibradores: de 25 a 90 grados.

Energía de vibración ( de 0 a 7 g´s)

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Mallas

 Son el componente primario de cualquier


zaranda vibratoria.

 Existen diferentes tipos y medidas, que están


dadas por sus especificaciones.

 De ellas depende el tamaño de partícula que


se puede separar.

 Su elección depende de las exigencias de la


perforación.

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Telas, Mallas para Zarandas


• Tipos de malla

Tipo Gancho sin Soporte

• Diseño mas simple en


mallas
• Se aplica tensión cuando se
instala
• Una o varias capas

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Telas, Mallas para Zarandas


• Tipos de malla

Tipo Gancho – Soporte plástico

• Vida útil más larga que


mallas standard
• Superficie Rígida
• Área disponible reducida
• Requieren tensión
adecuada

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Telas, Mallas para Zarandas


• Tipos de malla

Tipo Gancho – Soporte


Metálico

• Superficie Rígida mas fácil


de tensionar
• Área disponible reducida

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Telas, Mallas para Zarandas


• Tipos de malla

Pretensionadas ( Cartucho)
• Tensión del cedazo
controlada
• Buena vida útil.
• Fácil de instalar
• Asegura superficie plana

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Telas, Mallas para Zarandas


• Tipos de malla
Piramidales
• Patente pertenece a Derrick

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Malla de Tres Dimensiones

6 sq. ft.
8.4 sq. ft.

2 ft.

2 ft.
Usable Screen
Usable Screen
Area
Area

3 ft. 3 ft. 1.02 in.

4 ft. 2.38 in.


Incremento de área disponible
Con la misma dimensión de plano de la malla.
Equipo de Torre – Cap. 10
Equipos de Control de Sólidos

Telas, Mallas para Zarandas


• Tipos de Cedazo
Tejido plano cuadrado

Tejido cruzado cuadrado

Tejido plano rectangular

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Telas, Mallas para Zarandas


• Tipos de Cedazo

Multicapas apertura cuadrada

Multicapas apertura rectangular

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Métodos de Sujetar Las Mallas

Gancho (Hook strip)


- Montado sobre el soporte
- Montado debajo del soporte
- Pre-tensionado
(panel de soporte)
- Mallas Tensionadas en el
campo
- LCM2D, como ejemplos

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Cuñas de Martillo™ -
Instalación de Mallas

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Telas, Mallas para Zarandas


• Denominación
- Todas las mallas están identificadas por un número (mesh).
- Se refiere al número de hilos o alambres que tiene por
pulgada en cada dirección
- Denominación basada en mallas cuadradas

Mesh 200 tendrá 200 hilos por pulgada

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Para mallas de acero inoxidable se puede dar la siguiente tabla, que relaciona
el tamaño de los orificios con el número de mesh. Las mallas estandar son las
comprendidas entre 100 y 200 mesh.
Nº DE MESH ORIFICIO (µm) Nº DE MESH ORIFICIO (µm)
3,5 5600 32 500
4 4750 35 425
5 4000 42 355
6 3350 48 300
7 2800 60 250
8 2360 65 212
9 2000 80 180
10 1700 100 150
12 1400 115 125
14 1180 150 106
16 1000 170 90
20 850 200 75
24 710 250 63
28 600

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Telas, Mallas para Zarandas
• Denominación
Puntos de Corte

Corte Vol Estimado


SIZE Micrones gal/min
30x30 541 950
50x50 279 750
60x60 234 700
80x80 178 600
100x100 140 400
120x120 117 250
150x150 104 200
200x200 74 120

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Telas, Mallas para Zarandas


• Denominación

Estos tipos de cedazo tienen el mismo número de hilos por pulgada,


pero todos tienen diferentes tamaños de apertura.
apertura.

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Telas, Mallas para Zarandas


• Denominación
La Práctica API RP-13E especifica la designación standard para
las mallas de zarandas de perforación

- Designación de fabricante.
- Potencial de separación D16, D50 & D84 (microns).
- Conductancia ( kD/ mm).
- Área neta de flujo
- Transmitancia (Área neta disponible x Conduc).

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Zarandas, mallas

 Conductancia, es la capacidad de una malla de dejar


pasar fluido a través de ella.

 Área, se refiere a la superficie utilizable que no esta


bloqueada por materiales que la componen.

 Transmitancia = Conductancia x Área disp neta.

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Potencial de Separación
100 %
D-84
Malla típica

D-50 Market grade


50 % malla estándar

D-16
Malla
10 %
ideal

100 200 300 400 500

Tamaño de partículas en micrones


Equipo de Torre – Cap. 10
Equipos de Control de Sólidos
(Punto de Corte) Diferentes Mallas
100 %

325

200

150

120

100
50 %
80
60
50
40
30

10 %

100 200 300 400 500

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Telas, Mallas para Zarandas


• Denominación

Nombre U.S Separación Potencial Capacidad de Flujo Trans.


Malla Cedazo D50 D16 D84 Cond. Area
XL 50 48 320 234 380 6.17 9.4 58.0
XL 70 73 200 150 241 3.76 9.4 35.3
XL 84 86 169 119 200 3.44 9.4 32.3
XL 110 97 153 107 182 2.75 9.4 25.9
XL 140 118 127 91 153 2.14 9.4 20.1
XL 175 152 98 70 117 1.78 9.4 16.7
XL 210 174 86 60 106 1.63 9.4 15.3
XL 250 215 68 48 82 1.21 9.4 11.4

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Telas, Mallas para Zarandas


• Denominación
Nombre U.S Separación Potencial Capacidad de Flujo
Malla Cedazo D50 D16 D84 Cond. Area
XL 50 48 320 234 380 6.17 9.4
XL 70 73 200 150 241 3.76 9.4
XL 84 86 169 119 200 3.44 9.4
XL 110 97 153 107 182 2.75 9.4
XL 140 118 127 91 153 2.14 9.4
XL 175 152 98 70 117 1.78 9.4
XL 210 174 86 60 106 1.63 9.4
XL 250 215 68 48 82 1.21 9.4

50%, d = 153 m 16%, d =107 m 84% d = 182 m

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Selección de telas

1. La más fina posible


2. Suficiente vida (costo-disponibilidad)
3. Equipos CS agua abajo
4. Condicionamientos operativos:
a) PHPA
b) Arena fina
c) Canto rodado grueso
d) Pegamiento de arcilla

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Se trata que la playa de lodo llegue al
Efecto Herradura 75 % del largo de la tela

Las telas con curvatura forman una herradura .

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Zarandas
Taponamiento con arena fina
Cuando la granulometría de la arena que se está
perforando coincide con la abertura de la tela, tiende a
taponarse.
1. Poner telas más finas
2. Usar telas rectangulares u oblongas
3. Cambiar el ángulo de los vibradores
4. Tensionar bien las telas.
5. Poner telas “sandwich”.
6. Flocular en el flow line
Equipo de Torre – Cap. 10
Equipos de Control de Sólidos
Recomendaciones
• Trabaje con la mínima profundidad de pileta para evitar
degradación de sólidos.
• Use las mallas mas finas posibles.
• Si se esta agregando agua fresca al lodo, agregue agua en
el cajon de la zaranda para reducir viscosidad y producir
mejor tamizado.
• Lave las mallas frecuentemente, especialmente antes de
apagar la unidad.
• Disponga de lavador de alta presión para limpiar mallas
mas efectivamente y sin exceso de uso de agua.
• No use barras o cepillos en las mallas.
• Mallas gruesas en lodos base aceite y sintéticos

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Mantenimiento Básico / Que revisar?

• Transporte y secado de
sólidos.
• Tensión y condiciones de
la malla
• Mecanismos de
lubricación y barra tensora
• Orden y limpieza

Equipo de Torre – Cap. 10


Hidrociclones

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

• Rango de operación de equipos

Centrifugas
Baja Velocidad Desilter Zarandas

Centrifugas Limpiadores
Alta Velocidad de Lodo Desarenador

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Conceptos Básicos
ρS – ρL)
gc . Ds 2 . (ρ
LEY DE STOKES Vs=
K.µ

Vs: Velocidad de sedimentación.


“g” es la aceleración de la gravedad
gc: aceleración de gravedad. terrestre, constante, y tiene una
Ds: Diámetro de la partícula medida de 9,81 m/seg2
sólida.
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


Equipos de Control de Sólidos
Partes del Hidrociclón
• Cabeza o manifold
• Cuerpo • Bomba y tubería
• Boquilla de
alimentación

• Vortex finder

• Boquilla
ajustable de
descarga

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Hidrociclones – Como Trabajan
Descarga Liquida Lodo Limpio
Sobre flujo
Boquilla de
alimentación Alta velocidad

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)

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Principios de Operación

• Mecanismo de sedimentación

• Depende de la ley de Stokes

• Aceleración centrifuga
- Hace sólidos artificialmente
mas pesados
- Hasta 600 G’s de fuerza en
el interior
• Conservación de energía
- Presión de fluido a velocidad

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

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

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

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).

Presión (PSI) = 0.052 x Head (pies) x Densidad fluido (ppg


(ppg))

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Hidrociclones
• Principio de Operación

Salida Líquido (lodo limpio)

Alimentación (lodo sucio)

Cono

Descarga de sólidos

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control 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.

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

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

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Características

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

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Características

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

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Instalación

Main Shaker

Desilter or
Mud Cleaner
Desander

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Presión de Fluido Para una Cabeza Constante

75 ' 75 ' 75 ' 75 '

32 39 47 63

8.33 10.0 12.0 16.0

Efectos del peso de lodo en la presión a una


cabeza de75 pies.
La presión requerida para cada aplicación puede ser
conseguida colocando un motor con suficiente HP.

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Regla del Dedo Gordo #1:
(Pies x S.G) Para 75 ft de cabeza
Psi = -----------------
2.31

=4 ×
Presion Peso Lodo
psi Lbs/gal.

Proporcione suficiente presión de cabeza para todos


los pesos de lodo.
lodo.
Equipo de Torre – Cap. 10
Equipos de Control de Sólidos
Regla del Dedo Gordo #2:

Instale los suficientes conos para


procesar 110-125%
Del máximo volumen de circulación

Mas flujo adicional.

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
La Solución

Entrada Salida
200 gpm

800 gpm 800 gpm


1000 gpm

125% eficiente
Equipo de Torre – Cap. 10
Equipos de Control de Sólidos
La Solución

Entrada 200 gpm 200 gpm Salida

800 gpm 800 gpm

1000 gpm 1000 gpm

Instale hidrociclones en forma secuencial, con


alimentación y compartimiento de descarga
separados para cada equipo
Equipo de Torre – Cap. 10
Equipos de Control de Sólidos
Regla del Dedo Gordo #3:

Use bombas y compartimientos


separados por cada tipo de
equipo

Instale malla o filtro en la succión de la bomba


para evitar taponamiento de conos

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Configuraciones
• Vertical o Inclinado

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Configuraciones
• Manifold en
linea o
circular

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Configuraciones
• Rompedor de vació - evita formación de vació por efecto sifón y el
consecuente retorno de sólidos en el cono

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Funcionamiento Apropiado / Que Revisar?

• 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

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Que Revisar?

Taponamiento y descarga tipo chorro

Descarga tipo sombrilla


Equipo de Torre – Cap. 10
Equipos de Control de Sólidos

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

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Pros y Cons
PROS CONS
• Simple diseño • Posibilidad de degradación
• Económico de sólidos en las bombas

• Menor separación que las • Descarga puede ser muy


zarandas húmeda
• Efectivo en sólidos inertes • Alto requerimientos de
energía para las bombas
• Alivia carga de sólidos en
las centrifugas • No diferencia la barita de los
• Espacio reducido sólidos de perforación.

• Procesa +100% de la rata • Mal entendido


de circulación - Mayor problemas debido a
errores de instalación
- Taponamiento fácil por
Equipo de Torre – Cap. 10
escombros de perforación
Equipos de Control de Sólidos
Brandt Desarenadores y Desarcilladores

Equipo de Torre – Cap. 10


Limpiadores de lodo

MUD CLEANERS

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

• Rango de operación de equipos

Centrifugas Zarandas
Desarcillador
Baja Velocidad

Centrifugas Limpiadores
Alta Velocidad de Lodo Desarenador

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Limpiadores de Lodo
D’Sander 2 –12 mas D’Silter 8T4

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

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.

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Mud Cleaner
D’ Silter 8T4

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Equipo de Torre – Cap. 10


Centrifugas

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

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.

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

• Rango de operación de equipos

Centrifugas
Baja Velocidad Desarcillador Zarandas

Centrifugas Limpiadores
Alta Velocidad de Lodo Desarenador

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

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

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Centrífugas

• Las centrífugas modernas pueden producir mas de


2000 “G” (2100 G a 3200 RPM en las 518).

• Los sólidos que necesitarían horas para separarse por


sedimentación pueden separarse en segundos en una
centrífuga.

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Centrífugas

Tapa Bowl
Fluid Coupling

Gear Box
( Caja de engranajes)

Motor Principal

Sensor de Torque Paneles Eléctricos


Motor del Back Drive

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Centrífugas
Tornillo sin fin
Bowl

Alimentación
Lodo Limpio Descarga de
de Lodo
Sólidos

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Centrífugas Bowl

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Centrífugas - Gear Box & Sensor de Torque

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de 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.

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Centrífugas

• Paneles Eléctricos
Panel Principal.
Panel Secundario.
Seguridades
eléctricas.
Contactores.
Arrancadores.
Interruptores.

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Centrífugas
• Fluid Coupling

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Centrífugas
• Fluid Coupling
- Sistema que transmite el movimiento del
motor al bowl de la centrífuga

Sistema de
Protección

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Centrífugas (ajustes)

Diámetro del bowl

 La asceleracion “G”.

Velocidad del bowl

Aceleracion “G”= k . Diámetro . RPM 2

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Centrífugas (ajustes)

Volumen del depósito

 TIEMPO DE RETENCIÓN

Caudal de alimentación

Tiempo de Retención = Vol. del depósito / Caudal alimentación

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Principales Tipos de Centrífugas


• 518 Alta Velocidad
- Bowl de 14” x 56”
- Opera a 1900, 2500 y 3200 RPM
- Los cambios de velocidad se obtienen mediante
cambios de correas en V y poleas
- Bowl más largo proporciona > tiempo de
retención, separa sólidos mas finos
- Se utiliza para el proceso de Dewatering.

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Principales Tipos de Centrífugas


• 414 Baja Velocidad
- Bowl de 14” x 34”
- Opera a 1900 y 2500 RPM
- Los cambios de velocidad se obtienen
mediante cambios de correas en V y poleas
- Su principal uso es como recuperadora de
Barita
- Puede trabajar con lodos de mayor densidad
y/o Pesados

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Principales Tipos de Centrífugas


• 1850
- Bowl de 18” x 50”
- Velocidad variable hasta 2100 RPM
- Los cambios de velocidad se obtienen
mediante motor eléctrico de frecuencia
variable
- Maneja mayores volumenes
- Se puede usar para recuperar barita, como
centrífuga secundaria y para dewatering

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Centrífugas
• Operación Simple

Retorno
Lodo Limpio

Lodo del sistema

Descarga de
Sólidos

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Centrífugas
• Operación Dual (Recuperación de Barita)

Barita Lodo del sistema

Lodo Limpio

Descarga Sólida

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos


25µ
Lodo 10µ
µ
40µ
11

74µ

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

• Equipos de Control de Sólidos


- Conceptos Básicos
- Zarandas y telas para zarandas
- D’Sanders
- D’Silters
- Limpiadores de Lodo
- Centrífugas
- Centrífugas Secadoras ( Verti G & Duster)
- Sistemas de recolección de vacío

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Centrífugas
• Verti G

 Centrífuga Vertical de alta velocidad.


 Alcanza una mayor separación sólido - Líquido,
fuerza “G” muy grande.
 Maneja grandes volumenes.
 Genera cortes muy secos, minimiza la cantidad
de desechos.
 Efectiva para lodos base aceite o sintético.
 Puede procesar hasta de 60 ton de material por
hora.
 Aplicación en operaciones offshore.
Equipo de Torre – Cap. 10
Equipos de Control de Sólidos
Centrífugas
• Centrífugas Verticales (Verti G)

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Centrífugas
• Centrífugas Verticales (Verti G)

1
7
Alimentación 8

Salida Líquida Descarga Sólida

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Centrífugas
• Centrífugas Verticales (Verti G)

Solidos

Fluido

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Centrífugas
• Centrífugas Verticales (Verti G)
1 Flow Line Shaker
2 Mud Cleaner
3 Screw Conveyor
1
4 VERTI-G Cuttings Dryer
5 Cuttings Discharge
1
6 Recovered Mud
7 Catch Tank
8 Centrifuge Feed Pump
2 9 Centrifuge
10 Solids Discharge
3 11 Clean Mud to Active

11

10
8

6
7
5
Equipo de Torre – Cap. 10
Equipos de Control de Sólidos

Centrífugas - Otro modelo de secadoras de cutting

- 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

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Centrífugas
• Duster Swaco

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Centrífugas
• Duster
Alimentación Malla
Tornillo

Bowl

Motor del tornillo

Motor Principal

Salida Descarga
Líquida Sólida

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Centrífugas
• Duster
- Vel Bowl Variable
- Cambiar la fuerza G
- Variar T retención

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

• Equipos de Control de Sólidos


- Conceptos Básicos.
- Zarandas y telas para zarandas.
- D’Sanders.
- D’Silters.
- Limpiadores de Lodo.
- Centrífugas.
- Centrífugas Verticales ( Verti G & Duster).
- Sistemas de recolección de vacío.
Equipo de Torre – Cap. 10
Equipos de Control de Sólidos
Sistemas de recolección de Vacio
• Componentes y aplicaciones

Unidad de Vacío 100 HP 75 Kw


Transporte de grandes volumenes de cortes OBM.

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

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Sistemas de recolección de Vacío
• Tanque de Vacío RVT ( Rig Vacuum Tank)
Unidad de Vacío

Líquidos recuperados

Sistema de Vacío
Contenedores de
Recortes
Tolvas de Vacío

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Sistemas de recolección de Vacío


• Unidad de vacío de 100 HP

Silenciadores

Motor Eléctrico

Filtro

Blower Conexión al RVT

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Sistemas de recolección de Vacío
• Aplicaciones Básicas

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

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Sistemas de recolección de Vacío
• Aplicaciones Básicas

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

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

100 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Equipo de Torre – Cap. 10


ARREGLOS DE EQUIPOS DE CONTROL DE SÓLIDOS

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
ARREGLO DEL SISTEMA

Equipo de Torre – Cap. 10


Desgasificadores

Equipo de Torre – Cap. 10


Atmosféricos
Centrífugos
De baja presión

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Atmosfericos – “poor boy”

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Atmosfericos – “poor boy”

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Desgasificadores Centrífugos

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Desgasificadores de vacio

 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

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
DG-5 features

• Multi-leaf conical baffles provide


extremely thin film10,000in.2 for
effective exposure
• Uses jet pump to remove mud
from vessel 75’ head
• 5 hp vacuum pump extracts mud
at 7-20 in.Hg
• Double ball float for quick
actuation
• 3 way regulating valve
• 500 gpm process rate
• Liquid trap to protect pump

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
DG-10

• 32,060 in.2 of surface exposure area


• JP -10 “jet pump” eductor
• External vacuum pump
• Liquid trap
• Double float
• Vessel coating
• Rated best degasser by Amoco tests
• 1,000 gpm process rate

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
VG-1
• Proven design
• Effective exposure area

Low installation height


Simple design

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Installation

• Downstream of shaker & upstream of other equipment


• Process 125% rig flow
• Equalize high to prevent stagnant compartment
• Charging pump suction should be taken
20 ft. max.
from next downstream compartment
• Keep pipe runs to 20 ft.max. Degasser Eductor
Jet Pump

Sand Trap

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Agitadores de tanques

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

REMOVEDORES

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Embudos o tolvas mezcladoras

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Circuitos aireados o gasificados

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Circuitos aireados o gasificados

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Valvula rotativa para lodos aireados

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Diferentes tipos de valvulas rotativas

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Bombas centrifugas

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Model Flow Lift Power Speed Efficiency

SB8×6-14 320m3/h 40m 75KW 1480r/min 65%

SB8×6-13 240m3/h 35m 55KW 1480r/min 64%

SB8×6-12 216m3/h 30m 45KW 1470r/min 64%

SB6×5-14 200m3/h 40m 55KW 1480r/min 62%

SB6×5-13 180m3/h 35m 45KW 1470r/min 60%

SB6×5-12 160m3/h 30m 37KW 1460r/min 62%

SB5×4-14 120m3/h 40m 37KW 1460r/min 56%

SB5×4-13 90m3/h 40m 30KW 1460r/min 56%

SB4×3-12 60m3/h 20m 11KW 1450r/min 54%

SB4×3-11 40m3/h 20m 7.5KW 1450r/min 49%

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Shear pumps

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

JQB series Shear Pump


Technical Parameters
Motor Power Speed Weight
Model Flow Lift

JQB55 120m3/h 45m 55KW 1450r/min 980kg

JQB45 100m3/h 35m 37KW 1450r/min 800kg

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos
Corte de una bomba MISSION de rodete abierto – para lodos

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipos de Control de Sólidos

Bomba centrifuga
MISSION de
Configuración
vertical

Equipo de Torre – Cap. 10


Elementos para Rotación

Rotary tables
Top drive
Mud motors
Llaves automaticas

Equipo de Torre – Cap. 10


Mesa Rotary

Equipo de Torre – Cap. 10


Mesa Rotary
La principal función es transmitir el momento de torque y revoluciones a
la columna, para que finalmente llegue al trepano.

Equipo de Torre – Cap. 10


ACCIONAMIENTO DE LA ROTACION Mesa Rotary
CON MESA ROTARY

Equipo de Torre – Cap. 10


Kelly bushing – Buje maestro

Equipo de Torre – Cap. 10


Kelly – Vastagos

Equipo de Torre – Cap. 10


Power Tongs

Para casing

Para drill pipe

Para tubing
Equipo de Torre – Cap. 10
Power Tongs

Equipo de Torre – Cap. 10


Top Drive
Top drive VARCO
1000Tn-7500psi-1150hp-AC motor

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipo de Torre – Cap. 10
Llaves Manuales
LLAVES MECÁNICAS DE FUERZA
Las llaves más utilizadas en los trabajos del área de Perforación y
Mantenimiento de pozos son:
Llave tipo “C” para DP y DC

Equipo de Torre – Cap. 10


Llaves Manuales

Llave tipo “B” y “SDD” para DP, DC y tuberías.

Equipo de Torre – Cap. 10


Llaves Manuales

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.

Además, debe asegurarse la llave con otro


cable similar donde un extremo del mismo
se sujeta al perno que tiene la llave en el
extremo lateral del brazo de palanca y el
otro extremo a un punto fijo de la torre.

Los indicadores de torque (dinamómetros)


de llaves sirven para el control de torsión de
la llave de fuerza.

Equipo de Torre – Cap. 10


Llaves Manuales

En la figura se aprecia la barra de perforación (DP), cuñas, mesa rotary,


trabas de los bujes maestros, cables salvavidas, posición correcta de la
colocación de las llaves de fuerza y la forma correcta de colocarse del
personal que las esta operando.
Equipo de Torre – Cap. 10
Llaves Manuales
CONDICIONES DE SEGURIDAD
El cable de seguridad que sujeta al contra peso,
debe tener la longitud necesaria para permitir el
movimiento vertical suficiente de la llave, sin que
el contra peso se apoye en alguna superficie.
Para evitar accidentes personales inspeccione los
cables de seguridad periódicamente. Nunca
debe utilizar las llaves para desconectar la tubería
con mesa rotaria.
Al conectar o desconectar la tubería revise que la
mesa rotaria se encuentre sin el candado.
Para asegurarse que la conexión tenga un buen
apriete, la llave debe estar en un ángulo recto
(90°) a la línea de jalón. En cualquier otro ángul o
la efectividad se reduce, disminuyendo la fuerza
de torque aplicada. Posición Inadecuada

Equipo de Torre – Cap. 10


Llaves Hidráulicas

Equipo de Torre – Cap. 10


Llave Roladora

Equipo de Torre – Cap. 10


Llave de Entubar

Equipo de Torre – Cap. 10


Llaves Automaticas

Equipo de Torre – Cap. 10


Power swivel y kelly spinner

Equipo de Torre – Cap. 10


Power Swivel

Equipo de Torre – Cap. 10


Equipo de Torre – Cap. 10
Power Swivel

Equipo de Torre – Cap. 10


Mud motors y turbinas

• Hasta ahora hemos visto dispositivos que


confieren rotación pero mueven la sarta de
perforación desde la superficie.
• Los siguientes equipos proveen rotación desde
ellos hacia abajo

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Mud motors y turbinas
Dump valve o valvula de llenado

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Mud Motors y Turbinas

Power section
Motor propiamente dicho

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Mud Motors y Turbinas

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Mud Motors y Turbinas

Sección de
cojinetes

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Seleccion del bent housing

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Curvas
características

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Condiciones de trabajo

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Mud Motors y Turbinas
Especificacion para motor CAVO 5L-650-5
(5:6 lobe - 6,5”- 5 etapas)

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Mud Motors y Turbinas

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Diferentes arreglos rotor-estator

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Turbinas de perforación - principio

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Turbinas de perforación - principio

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Turbinas de perforación

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Turbinas de perforación

Diferentes diseños de trépanos para turbinas

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Turbinas de perforación

Turbosteer T 120

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Turbinas de perforación
Cojinete a fricción de PDC especialmente diseñado para
turbinas

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BOMBAS DE LODO

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BOMBAS

Un equipo de bombeo es un transformador de energía,

Convierte energía mecánica (que puede proceder de un motor eléctrico,


térmico, etc.) a hidráulica que un fluido adquiere en forma de presión, de
posición y de velocidad.

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BOMBAS

Diferentes tipos de bombas

Las bombas son basicamente de 2 tipos, las que no


cortan a la vena fluida, tal el caso de las centrífugas y
eyectores y las que si cortan la vena fluida, tal el caso de
las bombas alternativas, Moino, de diafragma etc.

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BOMBAS

Las bombas centrifugas, en un equipo de perforación,


son las encargadas de mover, preparar, acondicionar,
(al hacer circular por los equipos auxiliares), y
sobrealimentar a las bombas alternativas, al lodo de
perforación.
También este tipo de bombas son las que se utilizan
para los circuitos de incendio, circuitos de refrigeración,
y frenos hidraulicos (en estos casos casi siempre
mueven agua) y por otro lado también se utilizan para
movimiento de combustible entre tanques.

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BOMBAS

Las bombas a pistón (2 o 3) o alternativas son las


encargadas de tomar la inyección preparada o
reacondicionada desde los tanques e impulsarla por
dentro de la columna de perforación, a través del pasaje
o pasajes del trépano y devolverla a la superficie por el
espacio anular resultante entre la columna de
perforación y la pared del pozo, cargada con los
recortes del trépano, y contaminada por los
componentes de las formaciones atravesadas.

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BOMBAS
En un equipo de perforación también hay otras bombas
alternativas pero de uso muy especifico, tal el caso de
las de los acumuladores de accionamiento de la BOP y
las unidades de tests que generalmente trabajan con 2
tipos diferentes de alimentación.

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BOMBAS

Acumulador para control de BOP y manifold

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BOMBAS DE LODO
O ALTERNATIVAS

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BOMBAS ALTERNATIVAS
Las bombas utilizadas para circulación del lodo al pozo son del tipo alternativo
a pistón.

Pueden ser de 2 o 3 cilindros.


2 cilindros: son de doble efecto y se llaman “ duplex”,(prácticamente ya
están en desuso)
3 cilindros: son de simple efecto y se denominan “triplex”.
Hay algunos modelos de 5 o 6 cilindros sin cigüeñal denominadas
compactas pero fueron fabricadas para plataformas donde el espacio debe
ser reducido, no están difundidas en equipos de tierra

Las TRIPLEX son las mas difundidas.


Son mas livianas y compactas que las “
duplex”, su presión de salida es menos
variable y son operativamente mas
económicas. Por eso, hoy en día son
las más usadas.

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BOMBAS ALTERNATIVAS

Ventajas de las bombas alternativas para este tipo de servicio:

1) Capacidad de bombear fluidos con alto contenido de sólidos,


incluso abrasivos. (Es verdad, pero se paga)
2) Capacidad de bombear partículas de tamaño grande. (No tanto
como las centrifugas)
3) Son fáciles de operar y mantener.
4) Son confiables
5) Capacidad para trabajar con un rango amplio de presiones y
caudales cambiando el tamaño de las camisas y variando la
velocidad.

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BOMBAS DUPLEX vs. TRIPLEX

Esquema de una bomba duplex Esquema de una bomba triplex

Válvula de
Válvulas de
descarga
descarga

Cilindro - camisa Cilindro - camisa

Pistón de simple efecto

Válvulas de Válvula de
aspiración aspiración
Empaquetadura de vastago

Pistón de doble efecto

Vástago bruñido
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BOMBAS TRIPLEX

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BOMBAS TRIPLEX
SOBREALIMENTACION

El nivel de las piletas donde succionan no siempre es


constante, esta situación, la viscosidad del lodo, su densidad y
la espuma hacen que la presión de admisión sea variable y
generalmente insuficiente para llenar completamente las
camisas en la etapa de admisión lo que se traduce en una
perdida de eficiencia volumétrica. Por esta razón se colocan las
bombas centrífugas, como sobrealimentadoras de las bombas
alternativas.
Con ellas, el rendimiento volumétrico de las bombas
alternativas se estima en 100%.

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BOMBAS TRIPLEX
SOBREALIMENTACION
• Otro requisito para mejorar el llenado de los
cilindros es la utilización de amortiguadores de
admisión.
• Estos pueden ser un simple caño vertical cerrado en
su extremos superior para que el aire entrampado
comprimido por la presion de la bomba centrifuga
compense la disminución de presión cuando el
pistón esta en su carrera de admisión.
• No es un sistema muy eficiente

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BOMBAS TRIPLEX

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Equipo de Torre – Cap. 10
BOMBAS TRIPLEX

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Fluid ends – valvulas - asientos

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BOMBAS TRIPLEX

CAMISAS Y
PISTONES

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BOMBAS TRIPLEX

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BOMBAS TRIPLEX

Normalmente en los equipos de perforación se instalan al menos dos bombas


de este tipo. Cuando es necesario usar altos caudales de circulación se
operan ambas en paralelo. Cuando se requieren caudales menores se utiliza
una y la otra queda como reserva.

En estas bombas se puede cambiar con facilidad el tamaño del pistón o


camisa, con lo cual se tiene una bomba adaptable para un considerable rango
de presiones, en que la capacidad varía inversamente con la presión a una
salida constante de potencia hidráulica.

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DAMPENERS - pulsation dampeners
Mínima vel.

Máxima vel.

admision

Pistón arriba

Se está
acelerando
presión

Presion de trabajo

Una revolución revoluciones


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BOMBAS TRIPLEX
• Por el mismo principio que la diapositiva anterior pero
considerando los ciclos de admisión es que se utilizan los
amortiguadores en la succión, pero aquí el efecto perjudicial
es el mal llenado y la consiguiente perdida de eficiencia
volumétrica de la bomba

Presión de trabajo real


presión

Presión de trabajo deseada

Una revolución revoluciones


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Equipo de Torre – Cap. 10
Pulsation dampener

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Repuestos de dampeners

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BOMBAS TRIPLEX
BOMBAS DE LODO
ejemplo para analizar la potencia entregada
MODELO PZ 9 (PZJ) - BOMBA DE LODO TRIPLEX - 1000 HP
Presión Carga sobre Potencia a
Cilindros Desplazamiento máxima el piston RPM RPM proveer
en el
pulg mm pulg mm Gal Lts. Gal Lts. psi Kg/c Lbs ton HP Kw
eje
m2
7 178 9 229 4,50 17,03 585 2214 2639 186 101550 46,1 130 582 1000 746

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

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Eficiencia de las bombas

Eficiencia Mecánica: Está relacionada con las pérdidas de


energía útil, debidas al rozamiento mecánico en el cojinete,
engranajes, pistones contra la camisa, etc.

Eficiencia Volumétrica: Está relacionada con las pérdidas de


volúmen debido al llenado incompleto del cilindro. Se define
como la relación entre el caudal teórico (según el tamaño de
las camisas) y caudal real entregado.
Eficiencia Total: Producto entre eficiencia mecánica y la
volumétrica

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Bombas centrifugas

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Bombas centrifugas

Model Flow Lift Power Speed Efficiency

SB8×6-14 320m3/h 40m 75KW 1480r/min 65%

SB8×6-13 240m3/h 35m 55KW 1480r/min 64%

SB8×6-12 216m3/h 30m 45KW 1470r/min 64%

SB6×5-14 200m3/h 40m 55KW 1480r/min 62%

SB6×5-13 180m3/h 35m 45KW 1470r/min 60%

SB6×5-12 160m3/h 30m 37KW 1460r/min 62%

SB5×4-14 120m3/h 40m 37KW 1460r/min 56%

SB5×4-13 90m3/h 40m 30KW 1460r/min 56%

SB4×3-12 60m3/h 20m 11KW 1450r/min 54%

SB4×3-11 40m3/h 20m 7.5KW 1450r/min 49%

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Shear pumps

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JQB series Shear Pump
Technical Parameters
Motor Power Speed Weight
Model Flow Lift

JQB55 120m3/h 45m 55KW 1450r/min 980kg

JQB45 100m3/h 35m 37KW 1450r/min 800kg

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Bombas centrifugas
Corte de una bomba MISSION de rodete abierto – para lodos

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Bombas centrifugas

Bomba centrifuga
MISSION de
Configuración
vertical

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BOMBAS CENTRIFUGAS

Las bombas centrifugas se usan


como sobrealimentadoras de las
bombas alternativas.

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Bombas centrifugas

• GARDNER DENVER - Especificaciones

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