CD DEL CARMEN, OCTUBRE DE 2,003 CURSO DE CONTROL DE SOLIDOS.

Presentación del tema: "CD DEL CARMEN, OCTUBRE DE 2,003 CURSO DE CONTROL DE SOLIDOS."— Transcripción de la presentación:

1 CD DEL CARMEN, OCTUBRE DE 2,003 CURSO DE CONTROL DE SOLIDOS

2 TRES FORMAS DE OBTENER LAS PROPIEDADES DESEADAS DEL FLUIDO DILUCION ADICION DE UN NUEVO FLUIDO PARA REDUCIR LA CONCENTRACION DE SOLIDOS DESPLAZAMIENTO REEMPLAZO PARCIAL DE FLUIDO SEPARACION MECANICA SEPARACION SELECTIVA DE LOS SÓLIDOS PERFORADOS POR DIFERENCIAS DE TAMAÑO Y PESO METODOS DE CONTROL DE SÓLIDOS

3 o SEPARACION MECANICA El objetivo de diseño de cualquier equipo de control de sólidos es alcanzar, paso a paso, la remoción progresiva de los sólidos perforados. Esto permite que cada equipo optimice el desempeño del equipo siguiente. Además, el sistema debe tener la habilidad para diferenciar entre los sólidos perforados y el valioso material pesante. METODOS DE CONTROL DE SÓLIDOS

4 COLOIDALMENOR QUE 2  ULTRA FINO2 - 6  FINO6 – 44  INTERMEDIO44 – 74  ARENAS74 – 250  GRUESO250 – 2000  CLASIFICACION TAMAÑO EN MICRONES CLASIFICACION API DEL TAMAÑO DE LOS SOLIDOS

5 PARA DAR PESOPROVENIENTES Y REOLOGIA:DEL POZO: -BARITA-SÓLIDOS -BENTONITADE PERFORACIÓN -HEMATITA-ARCILLAS -OTROS ADITIVOS-ARENAS CLASIFICACIÓN DE LOS SÓLIDOS SEGÚN SU USO DESEABLESINDESEABLES

6 BARITABENTONITA HEMATITAARCILLAS CARBONATO DE CALCIO SÓLIDOS DE PERFORACIÓN ARENAS ETC. CLASIFICACIÓN DE LOS SÓLIDOS SEGÚN SU PESO ALTABAJA

7 BENTONITABARITA ARCILLASHEMATITA CAL VIVAARENAS CARBONATO DE CALCIO CAL HIDRATADA CLASIFICACIÓN DE LOS SÓLIDOS SEGÚN SU REACTIVIDAD ACTIVOSINERTES

8 TAMAÑOS DE PARTÍCULA / PUNTOS DE CORTE TEMBLORINAS 2000

9 100050010050 0 TAMAÑO DE PARTICULA  Temblorinas/Limp. De Lodos: 75 µ D / Sander: 44 µ D / Silter: 15 µ Centrifuga: 2 µ Scalping: 420 µ Dewatering: 0.01 µ PUNTOS DE CORTE EN LOS EQUIPOS

10 TEMBLORINAS

11 EL DESEMPEÑO DE LAS TEMBLORINAS DETERMINA LA EFICIENCIA TOTAL DEL EQUIPO DE CONTROL DE SÓLIDOS. LAS TEMBLORINAS SON LOS UNICOS EQUIPOS MECANICOS QUE REMUEVEN LOS SÓLIDOS HACIENDO UNA SEPARACIÓN BASADO EN EL TAMAÑO FISICO DE LAS PARTICULAS. TEMBLORINAS

12 COMPONENTES BASICOS Tanque receptor Motores Vibradores Area de la malla Ajuste del angulo de la bandeja Tensionadores rapidos Skid

13 La operación de la temblorina es función de: Norma de la vibración Dinámica de la Vibración Tamaño de la cubierta y su configuración Características de las mallas (Mesh & Condición superficie) Reología del lodo (Especialmente Densidad y Viscosidad) Ritmo de carga de Sólidos (ROP,GPM y Diámetro del hueco) PRINCIPIO DE OPERACIÓN

14 TIPOS COMUNES DE MOVIMIENTO CIRCULAR LINEAL ELIPTICO NORMAS DE VIBRACIÓN

15 Su canasta se mueve en un Su canasta se mueve en un movimiento circular uniforme Patrón de Vibración Balanceado Patrón de Vibración Balanceado Diseño Horizontal (Capacidad limitada) Diseño Horizontal (Capacidad limitada) Transporte rápido y mayores fuerzas G’s. Transporte rápido y mayores fuerzas G’s. Vibradores colocados a cada lado de la canasta en su centro de gravedad con el eje rotacional perpendicular a su canasta. Vibradores colocados a cada lado de la canasta en su centro de gravedad con el eje rotacional perpendicular a su canasta. Recomendados en temblorinas primarias para remover sólidos gruesos o para Arcillas tipo gumbo. Recomendados en temblorinas primarias para remover sólidos gruesos o para Arcillas tipo gumbo. MOVIMIENTO CIRCULAR

16 TEMBLORINA DE MOVIMIENTO CIRCULAR

17 NORMAS DE VIBRACIÓN MOVIMIENTO LINEAL Usa dos vibradores Usa dos vibradores contra-rotativos contra-rotativos Patrón de Vibración Balanceado Patrón de Vibración Balanceado dinámicamente. La fuerza neta en la canasta es cero excepto a lo largo de la línea que pasa por el centro de gravedad. dinámicamente. La fuerza neta en la canasta es cero excepto a lo largo de la línea que pasa por el centro de gravedad. Angulo de esta línea de movimiento es normalmente a 45- 50 grados en relación a la superficie de la temblorina para obtener un transporte máximo de sólidos. Angulo de esta línea de movimiento es normalmente a 45- 50 grados en relación a la superficie de la temblorina para obtener un transporte máximo de sólidos. Buen transporte y gran capacidad de manejo de fluidos. Buen transporte y gran capacidad de manejo de fluidos.

18 MOVIMIENTO LINEAL SWACODERRICK SWECO BRANDT ATL

19 NORMAS DE VIBRACIÓN MOVIMIENTO ELIPTICO DESEQUILIBRADO Vibradores no rotan en el centro de gravedad de la temblorina aplicándose el torque sobre esta. Vibradores no rotan en el centro de gravedad de la temblorina aplicándose el torque sobre esta. Operada con inclinación hacia la descarga de sólidos diminuyendo la capacidad de procesamiento. Operada con inclinación hacia la descarga de sólidos diminuyendo la capacidad de procesamiento. Recomendados para remover sólidos gruesos o pegajosos (Arcillas) Recomendados para remover sólidos gruesos o pegajosos (Arcillas)

20 BRANDT MOVIMIENTO ELIPTICO DESEQUILIBRADO

21 NORMAS DE VIBRACIÓN MOVIMIENTO ELIPTICO BALANCEADO Su canasta se mueve en un movimiento Elíptico uniforme, haciendo mas suave el desplazamiento del recorte. Mejor transporte de los recortes que el movimiento lineal. Las mallas duran de 3 a 5 veces mas que el movimiento lineal, debido a que el movimiento provee un patrón de aceleramiento mas suave. Recortes un 22% mas Secos que el movimiento lineal (promedio) Recomendado para ser usado en cualquier tipo de operación, especialmente con lodos base aceite.

22 TEMBLORINAS BEM3 & BEM600

23 BEM600 TM - CARACTERISTICAS

24 SWACO tiene la tecnología más novedosa en términos de temblorinas en el mercado SWACO tiene la tecnología más novedosa en términos de temblorinas en el mercado Acero Inoxidable significa larga vida util Acero Inoxidable significa larga vida util El diseño de mallas pre-tensionadas provee rápida instalación y significa “cero fallas” debido a inapropiada tension en la malla. El diseño de mallas pre-tensionadas provee rápida instalación y significa “cero fallas” debido a inapropiada tension en la malla. Adquiridos todos los certificados necesarios para trabajos Offshore Adquiridos todos los certificados necesarios para trabajos Offshore El panel de control puede ser instalado y operado a larga distancia El panel de control puede ser instalado y operado a larga distancia El diseño de la BEM600 minimiza riesgos ambientales y de seguridad El diseño de la BEM600 minimiza riesgos ambientales y de seguridad BEM600 TM - RESUMEN

25 DINAMICA DE VIBRACIÓN La masa de los contrapesos y la frecuencia La masa de los contrapesos y la frecuencia Aceleración de los sólidos = Fuerza G Aceleración de los sólidos = Fuerza G G’s = [Longitud del Stroke (Pulg.) x RPM 2 ] / 70400 La mayoría de las zarandas operan con fuerzas G’s entre 2.5 a 5.0 La mayoría de las zarandas operan con fuerzas G’s entre 2.5 a 5.0 La capacidad de flujo y secado de cortes es directamente proporcional a la aceleración La capacidad de flujo y secado de cortes es directamente proporcional a la aceleración Las temblorinas con contrapesos ajustables pueden variar la fuerza G aplicada, pero, la vida del equipo y de la malla es inversamente proporcional a la aceleración Las temblorinas con contrapesos ajustables pueden variar la fuerza G aplicada, pero, la vida del equipo y de la malla es inversamente proporcional a la aceleración

26 Indicador de Movimiento DINAMICA DE VIBRACIÓN

27 Indicador de Movimiento DINAMICA DE VIBRACIÓN

28 Movimiento Lineal: Busque una forma de ocho. Los dos círculos deberían apenas tocarse en un punto. Se trata del diámetro que más se aproxima a la longitud de la carrera. CORRECTOINCORRECTO Movimiento Circular: Busque un círculo con un pequeño punto en el centro. El círculo en el indicador debería girar alrededor de su diámetro. Se trata del diámetro que más se aproxima a la longitud de la carrera. CORRECTOINCORRECTO Indicador de Movimiento - Longitud de la carrera DINAMICA DE VIBRACIÓN

29 ANALISIS COMPUTARIZADO DE MOVIMIENTO

30 swaco Brandt LM3 Triton Contrapesas TEMBLORINAS

31 Posicionadas a 100 % Contrapesas TEMBLORINAS

32 Posicionadas a 0 % Contrapesas TEMBLORINAS

33 Forma Incorrecta a 80 % Forma Correcta a 80 % Contrapesas TEMBLORINAS

34 TEMBLORINAS Forma Correcta a 30 %Forma Incorrecta a 30 % Contrapesas

35 DINAMICA DE VIBRACIÓN Los vibradores de las temblorinas giran normalmente con RPM’s entre 1200 a 1800 a 60Hz. Los vibradores de las temblorinas giran normalmente con RPM’s entre 1200 a 1800 a 60Hz. La longitud del golpe (distancia vertical de desplazamiento de la canasta de la temblorina) varia en relación inversa con los RPM. La longitud del golpe (distancia vertical de desplazamiento de la canasta de la temblorina) varia en relación inversa con los RPM.

36 La cubierta de ángulo ajustable se creó para optimizar el procesamiento de fluido y variar la acción de transporte y secado de los cortes. La cubierta de ángulo ajustable se creó para optimizar el procesamiento de fluido y variar la acción de transporte y secado de los cortes. Al usar ángulos > 3 hay que tener cuidado con los recortes acumulados en la región liquida… La acción vibratoria y la residencia extendida generará más finos. Al usar ángulos > 3 hay que tener cuidado con los recortes acumulados en la región liquida… La acción vibratoria y la residencia extendida generará más finos. CONFIGURACION DE LA CUBIERTA

37 TIPOS DE MANIFOLD ConvencionalRamificado Circular Con Descarga Superior

38 LAS SIGUIENTES SON RECOMENDACIONES DE OPERACION DE LAS TEMBLORINAS EN EL CAMPO: CONDICION DE LA TEMBLORINA La temblorina regularmente debe realizársele mantenimiento de acuerdo al programa de mantenimiento del fabricante. La temblorina regularmente debe realizársele mantenimiento de acuerdo al programa de mantenimiento del fabricante. Los cauchos, baquelitas, ensamblaje de los tornillos de tensión, compresor neumático, líneas hidráulicas, etc. deben regularmente ser inspeccionadas y reemplazadas cuando haya desgaste o daño. Los cauchos, baquelitas, ensamblaje de los tornillos de tensión, compresor neumático, líneas hidráulicas, etc. deben regularmente ser inspeccionadas y reemplazadas cuando haya desgaste o daño. Una falla en el mantenimiento, impedirá la eficiencia del equipo y probablemente resultara en la necesidad del uso de mallas de mayor tamizaje para mantener el gasto y la velocidad de perforación. Una falla en el mantenimiento, impedirá la eficiencia del equipo y probablemente resultara en la necesidad del uso de mallas de mayor tamizaje para mantener el gasto y la velocidad de perforación. GUIA GENERAL DE OPERACIÓN DE LAS TEMBLORINAS

39 TENSION Y CONDICION DE LAS MALLAS Las mallas deberán ser correctamente almacenadas y manejadas y deberán ser siempre tensionadas de acuerdo a las recomendaciones del fabricante. Las mallas deberán ser correctamente almacenadas y manejadas y deberán ser siempre tensionadas de acuerdo a las recomendaciones del fabricante. Una tensión incorrecta de las mallas produce una impropia eficiencia de separación y reduce considerablemente la vida útil de la malla. Una tensión incorrecta de las mallas produce una impropia eficiencia de separación y reduce considerablemente la vida útil de la malla. GUIA GENERAL DE OPERACIÓN DE LAS TEMBLORINAS 1: Tornillo Tensor 2: Malla 3: Platina

40 SELECCIÓN DEL TAMAÑO DE LA MALLA Deberá usarse las mallas mas finas disponibles, de tal forma que pueda hacer la máxima separación de sólidos con la mínima descarga de lodo por el frente de la temblorina. Deberá usarse las mallas mas finas disponibles, de tal forma que pueda hacer la máxima separación de sólidos con la mínima descarga de lodo por el frente de la temblorina. Como una regla general, las dos terceras a las tres cuartas partes de la malla deben ser siempre cubiertas de lodo. Esto aumenta la vida de la malla, por tener mas área lubricada y aumenta la eficiencia de separación al utilizar mayor área de separación. Como una regla general, las dos terceras a las tres cuartas partes de la malla deben ser siempre cubiertas de lodo. Esto aumenta la vida de la malla, por tener mas área lubricada y aumenta la eficiencia de separación al utilizar mayor área de separación. GUIA GENERAL DE OPERACIÓN DE LAS TEMBLORINAS

41 TAPONAMIENTO DE LA MALLA El taponamiento de las mallas es causado por una reducción en la capacidad de transmisión del fluido. Hay dos razones principales: El taponamiento de las mallas es causado por una reducción en la capacidad de transmisión del fluido. Hay dos razones principales:  La malla se cubre de sólidos secos o pegajosos. Esto reduce el tamaño de la apertura de la malla. La malla no debe ser lavada con chorro perpendicular, sino con un chorro en un ángulo aproximado de 30 grados. Es necesario tener una pistola de presión siempre disponible en el área de las temblorinas, mientras se esta perforando. Si el problema es muy severo, es necesario cambiar a malla mas gruesa, hasta que la formación problema haya sido perforada. Mallas rectangulares (XR) pueden disminuir este tipo de problemas. GUIA GENERAL DE OPERACIÓN DE LAS TEMBLORINAS

42 TAPONAMIENTO DE LA MALLA  Taponamiento de las aperturas producida por partículas del mismo tamaño. Este problema mas comúnmente ocurre con mallas cuadradas en formaciones de arenas no consolidadas. Las mallas rectangulares y triple capa no sufren este tipo de problemas, por razones de diseño. Cuando la malla se tapona, mucha gente tiene la tendencia de cambiar a tamizado mas grueso. Esto alivia el problema, pero es una mala practica para controlar los sólidos, ya que permite que las arenas atraviesen la malla. La mejor solución es reducir el gasto y si es posible utilizar mallas de tamizado mas fino que el tamaño de los sólidos de perforación. GUIA GENERAL DE OPERACIÓN DE LAS TEMBLORINAS

43 SITUACIONES ENCONTRADAS EN LAS OPERACIONES Condición de operación de las contrapesas de una zaranda Resorte torcido Resorte en buen estado

44 SITUACIONES ENCONTRADAS EN LAS OPERACIONES Motores desiguales

45 BYPASSING La mayoría de las temblorinas tienen un bypass en el tanque receptor (possum bellies), esto permite circular el lodo sin que pase por la temblorina. Las temblorinas nunca deben ser bypassed cuando se perfora, debido a que la presa de asentamiento se puede llenar rápidamente y tener una sobrecarga de sólidos o taponamiento en los hidrociclones La instalación de jets en el tanque receptor, para agitar y circular los sólidos sobre las mallas, evita el procedimiento de bypassed el lodo en la temblorina. GUIA GENERAL DE OPERACIÓN DE LAS TEMBLORINAS

46 MALLAS

47 Mesh Mesh Abertura de la malla Abertura de la malla Área abierta Área abierta Eficiencia de separación Eficiencia de separación Tipo de tensión Tipo de tensión Conductancia Conductancia Área superficial de la malla Área superficial de la malla DESIGNACIÓN DE LAS MALLAS

48 Según el API RP 13E, todas las mallas deben tener al menos la siguiente información: Diseño de fabricación (DX, XR, XL, etc) Diseño de fabricación (DX, XR, XL, etc) Potencial de separación (d50, d16, d84 ‘Cut point’) Potencial de separación (d50, d16, d84 ‘Cut point’) Capacidad de flujo (conductancia y non-blanked área) Capacidad de flujo (conductancia y non-blanked área) DESIGNACIÓN DE LAS MALLAS

49 MESH O TAMIZADO Es un termino genérico que indica el numero de aperturas en un tejido de malla Por ejemplo, una malla 8 mesh, tendrá 8 aperturas en una pulgada de longitud, (p.e. 8 aperturas por pulgada u 8 API) 1 pulgada DESIGNACIÓN DE LAS MALLAS

50  Las partículas a la izquierda de la curva representan los sólidos de menor tamaño retornados con el lodo.  Las partículas a la derecha de la curva representan los sólidos removidos.  El D 50 o punto de corte medio es definido como el punto donde el 50% de cierto tamaño de sólidos son removidos. Punto de Corte

51 CURVA DE EFICIENCIA DE SEPARACIÓN

52 Conductancia Medida de la permeabilidad de la malla C = 0.014375 x Q x µ / (A / p) – Unidades en kD/mm (mil darcys / mm) – Variables : Volumen de circulación, viscosidad del fluido, Área de la malla (diámetro del alambre, numero de aperturas y numero de capas En mallas de varias capas se calcula la conductancia separadamente La conductancia Total es calculada : Ct = 1/(1/C1 + 1/C2+1/Cn) Características de las mallas

53 Es el área efectiva o disponible de la malla por donde se hace el crivado (El área adicional es ocupado por los alambres). Los siguientes son los tamaños de mallas (Tipo Pre- tensionada), punto de corte y área abierta para mallas estándar Thule : 52 mesh-338µ-48% Área Abierta 84 mesh-212µ-49% Área Abierta 105 mesh-162µ-45% Área Abierta 120 mesh-149µ-50% Área Abierta 145 mesh-112µ-41% Área Abierta 165 mesh-104µ-47% Área Abierta 200 mesh-87µ-46% Área Abierta 230 mesh-74µ-45% Área Abierta Área Abierta de la malla

54 Transmitancia Transmitancia= Área Neta Disponible x Conductancia Muy importante para comparar mallas de diferentes tipos Características de las mallas

55 Sin Soporte Con Soporte TIPOS DE MALLAS Mallas Tensionadas

56 TIPOS DE MALLAS Mallas Pretensionadas magnun ´Grey Hex´ South Western ´Blue Hex´ Brandt

57 TIPOS DE MALLAS Mallas Pre-tensionadas : Reparación

58 Tipo de Malla Pre-Tensionada : Piramidal Nuevos desarrollos de las formas de las mallas han tenido lugar. El nuevo diseño incluye una forma piramidal de la malla para dar un área superficial mas grande para las dimensiones de la malla. TIPOS DE MALLAS

59 CUADRADO PLANO PSW: CUADRADO PLANO RECTANGULAR PLANO PRW: RECTANGULAR PLANO RECTANGULAR PLANO MODIFICADO MRW: RECTANGULAR PLANO MODIFICADO CUADRADO CRUZADO TSW: CUADRADO CRUZADO HOLANDÉS PLANO PDW: HOLANDÉS PLANO TEJIDOS COMUNES DE MALLAS

60 Tramados comerciales mas comunes de las mallas TBC: Una sola capa de abertura cuadrada y tipo “Extendible” sobre una malla cuadrada de soporte grueso. DX: Dos capas de malla cuadrada y superfina sobre una malla cuadrada de soporte grueso. XR: Dos mallas de abertura rectangular soportadas sobre una malla cuadrada y gruesa

61 Los diferentes tamaños de malla darán diferentes tamaños en los sólidos separados. Mallas para las temblorinas scalper (Para tamaño cuarzo) Mallas para las Temblorinas primarias (Finas) Configuración de la cubierta según el tamaño de malla Mallas

62 DESGASIFICADORES Y SEPARADORES DE GAS - LODO

63 DESGASIFICADORES La presencia de GAS en el lodo puede ser: – Dañino para los equipos del equipo de perforación (Corrosivo ) – Un problema potencial de control de pozo – Letal si es toxico o inflamable. Las bombas centrifugas, hidrociclones y bombas de lodo del equipo de perforación, pierden eficiencia si el lodo tiene corte de gas.

64 DESGASIFICADORES El desgasificador debe ser instalado entre la presa de asentamiento (trampa de arena) y los primeros hidrociclones (Desander). Cheque regularmente la succión del desgasificador, esta no esta exenta de taponamientos. Siempre probar el desgasificador antes de iniciar cualquier operación de perforación.

65 DESGASIFICADORES TIPO VACIO

66 DESGASIFICADORES SWACO CD HURRICANE DESGASIFICADOR ATMOSFERICO

67 TUBO DE SUCCION BOMBA DE VACIO TUBO DE DESCARGA DESGASIFICADORES

68 DESGASIFICADOR TIPO DE VACIO 1.LINEA DE DESCARGA LODO 2.BOQUILLA 3.MANOMETRO BOQUILLA 4.VALVULA DE 3 VIAS 5.MANOMETRO VACIO LINEA 6.MANOMETRO VACIO TANQUE 7.VISOR LINEA VACIO 8.GUARDA CORREA MOTOR 9.MOTOR ELECTRICO 10.CORREA MOTOR 11.BOMBA 12.TAPON PARA DRENAJE 13.LINEA DE SUCCION LODO 14.VALVULA DE 1” 15.VALVULA 14 15

69 DESGASIFICADOR DE VACIO Bomba de vacío Entrada de lodo

70 TEMBLORINAS TRAMPA DE ARENA ENTRADA LODO CON CORTE DE GAS SALIDA LODO DESGASIFICADO PRESA DE SUCCION DESGASIFICADORES

71 SEPARADORES GAS - LODO TIPO ATMOSFERICO

72 SISTEMA COMBINADO

73 Línea de alimentación 1.El lodo entra al separador a traves de la linea de alimentacion. 2. El fluido choca con un sistema de 3 bafles y la turbulencia producida permite que el gas se separe del lodo. El gas separado emigra fuera del separador a traves de la linea de quema o venteo. 3.El lodo desgasificado retorna al sistema activo en las temblorinas por la linea de retorno. Como trabaja? Línea de Venteo Retorno de Lodo desgasificado SEPARADOR GAS LODO Principal Aplicación de los Separadores Gas – Lodo Remover y ventilar grandes cantidades de gas en forma segura lejos del taladro donde es quemado o liberado a la atmosfera.

74 SEPARACIÓN CENTRIFUGA

75 Ley de Stoke = Velocidad de asentamiento (m/s) = Diámetro de la partícula (m) = Densidad de la partícula (kg/m ) = Densidad de la fase liquida (kg/m ) = Viscosidad de la fase liquida (kg/ms) = Aceleración de la gravedad (m/s ) SEPARACIÓN POR DIFERENCIA DE DENSIDADES 18μ V g = d 2 ( ρ p - ρ l )g μ ρpρp ρlρl VgVg d g

76 Eficiencia de Separación Tamaño de Partícula Diferencia de densidades Viscosidad 100 50 0 + LEY DE STOKE Y EFICIENCIA DE SEPARACIÓN 18μ V g = d 2 ( ρ p - ρ l )g

77 LIMPIADOR DE LODO DESARCILLADOR DESARENADOR Hidrociclones

78 El lodo se alimenta por una bomba centrifuga, a traves de una entrada que lo envia tangencialmente en la camara de alimentacion. El lodo se alimenta por una bomba centrifuga, a traves de una entrada que lo envia tangencialmente en la camara de alimentacion. Una corta tuberia llamada tuberia del vortice forza a la corriente en forma de remolino a dirigirse hacia abajo en direccion del vertice (Parte delgada del cono). Una corta tuberia llamada tuberia del vortice forza a la corriente en forma de remolino a dirigirse hacia abajo en direccion del vertice (Parte delgada del cono). QUE SON? Son recipientes de forma cónica en los cuales la energia de presión es transformada en fuerza centrifuga. Son recipientes de forma cónica en los cuales la energia de presión es transformada en fuerza centrifuga. COMO TRABAJAN? Hidrociclones

79 La fuerza centrifuga creada por este movimiento del lodo en el cono forzan las partículas mas pesadas hacia fuera contra la pared del cono. La fuerza centrifuga creada por este movimiento del lodo en el cono forzan las partículas mas pesadas hacia fuera contra la pared del cono. Las partículas mas livianas se dirigen hacia adentro y arriba como un vortice espiralado que las lleva hacia el orificio de la descarga o del efluente. Las partículas mas livianas se dirigen hacia adentro y arriba como un vortice espiralado que las lleva hacia el orificio de la descarga o del efluente. La descarga en el extremo inferior es en forma de spray con una ligera succion en el centro La descarga en el extremo inferior es en forma de spray con una ligera succion en el centro COMO TRABAJAN? Hidrociclones

80 Si la concentraccion de sólidos es alta, talvez no haya espacio suficiente para la salida de todos los sólidos. Esto causa una condicion como descarga de cuerda Si la concentraccion de sólidos es alta, talvez no haya espacio suficiente para la salida de todos los sólidos. Esto causa una condicion como descarga de cuerda El flujo de chorro o cuerda, los sólidos se agrupan cerca de la salida y solamente las partículas mas grandes saldran del cono hasta tapar el cono. El flujo de chorro o cuerda, los sólidos se agrupan cerca de la salida y solamente las partículas mas grandes saldran del cono hasta tapar el cono. Antes del taponamiento la velocidad de salida sera lenta y los muchos sólidos que no pueden salir del cono regresaran con el fluido. (Desgaste parte inf. Del cono). Antes del taponamiento la velocidad de salida sera lenta y los muchos sólidos que no pueden salir del cono regresaran con el fluido. (Desgaste parte inf. Del cono). FLUJO DE CUERDA Hidrociclones

81 TEORIA DEL HIDROCICLON Todos los hidrociclones utilizan la ley de Stokes para alcanzar la separación de sólidos del lodo. K x G x Dp (  s -  l) Vs =  Vs = Velocidad de Separacion K = Constante de Stokes G =Fuerza de Aceleracion Dp =Diámetro de la Particula  s = Densidad de Sólidos  l = Densidad del Liquido  = Viscosidad del Liquido Hidrociclones

82 Características de diseño Las Variables de diseño que controlan el desempeño de un hidrociclon son: – Diámetro del Cono. – Angulo del Cono. – Longuitud del Cilindro. – Diámetro de la entrada de alimentacion. – Diámetro del vertice (underflow). – Vortice generado. – Material del Cono. Hidrociclones

83  Diametro del Cono Caracteristicas de diseño Los conos con diámetros grandes permiten manejar altos galonajes, sin embargo la eficiencia de separación y rendimiento es baja. La siguiente ecuación nos da una aproximación del punto de corte de un cono:

84 Eficiencia de la Separación La eficiencia de separación del hidrociclón depende de cuatro factores: – Parámetros de diseño del Hidrociclón Diámetro/Longuitud/entrada/Vertice, etc.. – Parámetros de Flujo – Cabeza de Alimentación – Propiedades del Fluido- Viscosidad. – Propiedades de las Particulas - Densidad. Hidrociclones

85 Cabeza de alimentación Se calcula como: P = 0.433 x Mw x H P = Presión de alimentación a la entrada del cono (psi). Mw = Densidad del Lodo (gr/cm 3 ). H = cabeza de alimentación * (Pies). *Normalmente 75 ft de cabeza: Recomendada por los fabricantes. Una deficiencia de P cabeza reduce la velocidad del fluido dentro del cono y afecta la eficiencia de separación (descarga de soga). Un exceso de P cabeza puede causar desgaste prematuro y aumentará los costos de mantenimiento (cortes muy secos-taponamientos) Manipulando el diámetro del fondo del cono se puede remediar el exceso o deficiencia de cabeza. Hidrociclones

86 Desarenadores ñ Los desarenadores son usados en lodos con poco peso para separar partículas tamaño arena de 74 micrones o mas grandes. En lodos pesados no es muy recomendable usar este equipo debido a que la densidad de la barita es sustancialmente mas alta que la de los sólidos perforados. Los hidrociclones separan sólidos de acuerdo a su densidad. El punto de corte de estos hidrociclones aproximadamente esta entre 50 a 80 micrones. Hidrociclones

87 Desarcilladores Los conos de los desarcilladores son fabricados en una gran variedad de tamaños, en un rango de 2 y 6 pulgadas. ñ Gran cantidad del tamaño de particula de la barita se encuentra en el rango de “Limo” es por esta razon que en lodos densificados no es muy recomendable el uso de los desarcilladores. Son usados para separar sólidos perforados en un rango de 12 a 40 micrones. ñ El desarcillador difiere del desarenador en el tamaño de los conos y punto de corte pero su funcionamiento es igual. Hidrociclones

88 Mudcleaner o Limpiador de lodo es básicamente una combinación de un desilter colocado encima de un tamiz de malla fina y alta vibración:Temblorina.Mudcleaner o Limpiador de lodo es básicamente una combinación de un desilter colocado encima de un tamiz de malla fina y alta vibración:Temblorina. El proceso remueve los sólidos perforados tama ñ o arena aplicando primero el hidrociclon al lodo y posteriormente procesando el desagüe de los conos en una zaranda de malla fina.El proceso remueve los sólidos perforados tama ñ o arena aplicando primero el hidrociclon al lodo y posteriormente procesando el desagüe de los conos en una zaranda de malla fina. Limpiador de Lodo

89 Derrick Mud Cleaner Según especificaciones API el 97 % del tama ñ o de la barita es inferior a 74 micrones y gran parte de esta es descargada por los Hidrociclones (Desilter /Desander). El recuperar la barita y desarenar un lodo densificado es la principal función de un limpiador de lodos o Mud cleaner.Según especificaciones API el 97 % del tama ñ o de la barita es inferior a 74 micrones y gran parte de esta es descargada por los Hidrociclones (Desilter /Desander). El recuperar la barita y desarenar un lodo densificado es la principal función de un limpiador de lodos o Mud cleaner. Limpiador de Lodo

90 Tres en Uno Es una adaptación de tres equipos en uno (Temblorina,Desarci- llador y desarenador). Se usa cuando hay poca disponibilidad de espacio.

91 CENTRIFUGAS

92 Fuerza de separación Fuerza de la Gravedad = 1g SEPARACIÓN CENTRIFUGA Velocidad de Asentamiento enunciada por la ley de Stoke Velocidad de Asentamiento = Vg Velocidad de Asentamiento = Vc r ω Fuerza de separación Fuerza centrifuga = rω² Cuando un objeto se hace girar alrededor de un eje, la gravedad aumenta de un “G” en el eje de rotacion a cierta fuerza G maxima de la perifaria del objeto. Por tanto, los sólidos que necesitan horas o dias para separarse por sedimentación, pueden separarse en segundos con una centrifuga, y el punto de corte en la separación centrifuga depende de la fuerza G y del tiempo.

93 SEPARACIÓN CENTRIFUGA EFECTO DE LA VARIACIÓN DE LOS PARAMETROS 18μ V g = rω 2 d 2 ( ρ p - ρ l )rω 2 TAMAÑO DE PARTICULA VISCOSIDADGASTO DE ALIMENTACION Eficiencia de Separación Baja Alta Eficiencia de Separación Baja Alta Eficiencia de Separación Baja Alta

94 Principales componentes de las centrífugas MOTOR ELÉCTRICO BOWL TUBO DE ALIMENTACIÓN CONVEYOR GEAR BOX COMPONENTES PARA LA DESCARGA DE LÍQUIDOS Centrifugas

95 CENTRIFUGAS PRINCIPIO DE TRABAJO Separación de los sólidos de la fase liquida, que no han sido removidos ni por las Temblorinas ni los hidrociclones.

96 PROFUNDIDAD ESTANQUE TUBO DE ALIMENTACION COMPUERTAS DE LIQUIDO ESTANQUEPLAYA DISTANCIA ENTRE-ASPAS (PITCH) DESCARGA SÓLIDA CENTRIFUGAS Los sólidos son separados por grandes fuerzas centrifugas, las cuales son generadas por la rotación del bowl. El scroll gira a una velocidad menor creando una velocidad diferencial que permiten la acumulación de los sólidos hacia las paredes del bowl y su descarga por los los extremos del mismo. El fluido libre de sólidos es descargado en el otro extremo del bowl. OPERACION

97 Desempeño de las centrífugas Los siguientes son los parámetros que determinan el desempeño de las centrifugas: La fuerza G, la cual depende de el diámetro y la velocidad del bowl. La viscosidad del fluido La rata de procesamiento La profundidad del deposito La velocidad diferencial entre el bowl y el conveyor La posición del tubo de alimentación de la centrifuga CENTRIFUGAS

98 Grado de Recuperación de Sólidos VELOCIDAD DEL BOWL VELOCIDAD DIFERENCIAL RADIO DEL LIQUIDO % de Sólidos de Perforación en el efluente Bajo Alto COMPORTAMIENTO PARA DIFERENTES DISEÑOS Bajo Alto Grande Pequeño

99 CENTRIFUGAS Operación Dual de Centrifugas – Lodo no Densificado

100 CENTRIFUGAS Operación Dual de Centrifugas – Lodo Densificado

101 CENTRIFUGAS Operación para Deshidratación de lodos

102 SISTEMA DE AGITACION  Distancia al fondo 1/3 - 3/4 x diámetro de la aleta  Cuchillas con inclinación. PATRON DE FLUJO AXIALPATRON DE FLUJO RADIAL AGITADORES  Distancia al fondo Lo mas cerca al fondo  Cuchillas Planas.

103 SISTEMA DE AGITACION INSTALACION DE BAFLES Y TUBERIAS PARA MEJORAR LA AGITACION

104 Tipica Tolva de lodo (Mud Hopper) Una Tolva de lodo o embudo de lodo puede ser generalmente definido como un eductor Venturi o Jet ( terminos sinonimos) adjunto a una tolva conica.eductor La tolva o embudo de lodo tiene una valvula mariposa o de cuchilla para el control de la succion. EL embudo de lodo tiene dos funciones: – Es usado para adicionar al lodo material en polvo o granulado. – LLevar o dirigir la mezcla al lodo. succion Vista Lateral Vista Frontal descarga presion Embudo de lodo Convencional

105 Origen de Sedimento Fuildo Presurizado 2” orificio Polvo 3” Boquilla Jet descarga Embudos de lodo convencional – Una boquilla sobresaliente causa sedimentacion de material que obstruye y tapona el embudo. Capa de material grueso Embudo de lodo Convencional

106 Fluido Presurizado Powder descarga Aire Entrampado Aire Embudos de lodo convencional – El aire entrampado reduce la recuperacion de presion en el difusor originando reduccion en la velocidad de mezclado y entrega. Embudo de lodo Convencional Polvo

107 Entrada Central El flujo de lodo presurizado es convertido en velocidad a traves de la boquilla (Jet). La alta velocidad del fluido que pasa a traves del jet genera una zona de baja presion (Vacio). Este proceso se describe como principio de Bernoulli “Cuando la presion es alta, la velocidad es baja y cuando la presion es baja la velocidad es alta”. Un material es mezclado con el flujo principal de la corriente. El mezclado ocurre en la camara de mezclado, la boquilla secundaria y la garganta. La presion es gradualmente recuperada en la seccion del difusor del eductor. Boquilla Circular Mezcla Succion Boquilla Jet garganta Camara de mezclado Difusor Eductor Convecional

108 Principales componentes Lobestar : Boquilla movil, Succion, camara de mezclado y Difusor Conico. Boquilla Lobestar ® LOBESTAR ® Entrada Central Mezcla Succion Difusor Camara de Mezclado Eductor LOBESTART

109 CONFIGURACION ORIFICIO BOQUILLA ELIPTICA (ELIPTICA - 0.5” EQUIVALENTE ) DISTRIBUCION DE PRESION A 60 PSI BOQUILLA LOBESTAR ® CONFIGURACION ORIFICIO BOQUILLA (LOBESTAR ® 0.5” EQUIVALENTE) DISTRIBUCION DE PRESION A 60 PSI BOQUILLA ELIPTICA DISTRIBUCION DE PRESION A 60 PSI BOQUILLA CIRCULAR CONFIGURACION ORIFICIO BOQUILLA CIRCULAR (ELIPTICA - 0.5” EQUIVALENTE ) Boquillas (configuracion y distribucion de presion)

110 Componentes del Eductor Mezclador Lobestar Premezclador Radial – Vortice espiralado Premezclador Radial – Vortice espiralado 1) Pre-mezcla los liquidos & Polvo. 2) Reduce entrampamiento de aire. 3) Elimina el polvo durante la mezcla. Boquilla Lobestar – Patron Patentado Boquilla Lobestar – Patron Patentado que produce un rompimiento dinamico. Camara Mezcladora Camara Mezcladora Difusor Difusor

111 (INJECTOR ANULAR) EL PRE-MEZCLADOR RADIAL PRE-HIDRATA PARTICULAS ANTES DEL ROMPEDOR DINAMICO. Componentes del Eductor Mezclador Lobestar Pre-Mezclador Radial Pre-Mezclador Radial

112 Boquilla Jet Lobestar ® Eductor Lobestar ® con Mezcador Radial Componentes del Eductor Mezclador Lobestar Boquilla

113 Difusor Conico Componentes del Eductor Mezclador Lobestar Difusor

114

115 Eductor Mezclador Lobestar ® con Premezclador Radial Eductor Mezclador Lobestar

116 Caracteristicas: G No Partes Moviles G Durable a alta abrasion G Compatibilidad quimica G Partes No-corrosivas G Facil armado Valvula de cuchilla Premezclador radial EDUCTOR LOBESTAR Difusor de Uretano Valvula de bola 2” 90° Codo Tubo URATHANE NOZZLE (INSERT) Cuerpo de acero LOBESTAR® JET NOZZLE PRESSURE PROFILE AT 60 PSI. Eductor Mezclador Lobestar

117

118 Eductor radial: Son mezcladores de chorro de alto volumen que producen alta turbulencia. La alta velocidad con que el fluido pasa a través del eductor genera una región de baja presión. Pistolas de Fondo con Eductores Radiales

119 Basado en el Principio de Bernoulli; cuando la presión es alta la velocidad es baja e inversamente, cuando la velocidad es alta la presión es baja. Camara mezclado Difusor Boquilla Insertada Rosca de acero inoxidable Entrada al Inductor Espiral Inductor Componentes del Eductor Radial Pistolas de Fondo con Eductores Radiales

120 El diseño de los eductores permite que el lodo salga a la presa en forma de torbellino, arrastrando con todos los sólidos que se hubieran depositado en el fondo o en las paredes de la presa. Pistolas de Fondo con Eductores Radiales Los Eductores Radiales además de dar excelente mezclado del lodo hacia adelante, tienen un diseño especial que succiona el lodo atrás de ellas, evitando así la depositación de sólidos en las esquinas de la presa.