Curso Control de Solidos

CONTROL DE SOLIDOS

Curso de Control de Sólidos

12 al 13 de Febrero del 2004

FLUIDOS Y CORTES DE PERFORACION

1. Fluido de Perforación

2. Funciones de los Fluidos

3. Propiedades de los Fluidos

4. Clases de Fluidos

5. Métodos de control de sólidos

6. Clasificación de los sólidos

7. Puntos de corte de los equipo de control de sólidos

8. Configuraciones de los equipos de control de sólidos

FLUIDOS DE PERFORACION

ES LA MEZCLA DE LIQUIDOS, QUIMICA Y ES LA MEZCLA DE LIQUIDOS, QUIMICA Y SSÓÓLIDOS.LIDOS.

LOS SLOS SÓÓLIDOS PUEDEN SER TIPO COMERCIAL LIDOS PUEDEN SER TIPO COMERCIAL (ADICIONADOS PARA ALCANZAR PROPIEDADES (ADICIONADOS PARA ALCANZAR PROPIEDADES DESEADAS) O DESEADAS) O SOLIDOSSOLIDOS PERFORADOS (NO PERFORADOS (NO COMERCIALES Y CONTAMINANTES)COMERCIALES Y CONTAMINANTES)

Fluidos y Fluidos y SolidosSolidos de Perforaciónde Perforación

v TRANSPORTAR LOS CORTES DE TRANSPORTAR LOS CORTES DE PERFORACION Y DERRUMBES A LA PERFORACION Y DERRUMBES A LA SUPERFICIE.SUPERFICIE.

vvMANTENER EN SUSPENSION LOS MANTENER EN SUSPENSION LOS CORTES Y DERRUMBES EN EL ANULAR CORTES Y DERRUMBES EN EL ANULAR CUANDO SE DETIENE LA CIRCULACION.CUANDO SE DETIENE LA CIRCULACION.

vvCONTROLAR LA PRESION CONTROLAR LA PRESION SUBTERRANEA.SUBTERRANEA.

vvENFRIAR Y LUBRICAR LA BROCA Y ENFRIAR Y LUBRICAR LA BROCA Y SARTA.SARTA.

FUNCIONES DE LOS FLUIDOSFUNCIONES DE LOS FLUIDOS

Fluidos y Cortes de PerforaciónFluidos y Cortes de Perforación

v DAR SOSTEN A LAS PAREDES DEL DAR SOSTEN A LAS PAREDES DEL POZO.POZO.

vvAYUDAR A SUSPENDER EL PESO DE AYUDAR A SUSPENDER EL PESO DE LA SARTA Y REVESTIMIENTO.LA SARTA Y REVESTIMIENTO.

••TRANSMITIR POTENCIA TRANSMITIR POTENCIA HIDARULICA SOBRE LA FORMACION, HIDARULICA SOBRE LA FORMACION, POR DEBAJO DE LA BROCA.POR DEBAJO DE LA BROCA.

vvPROVEER UN MEDIO ADECUADO PROVEER UN MEDIO ADECUADO PARA LA EVALUACION DE LA PARA LA EVALUACION DE LA FORMACION.FORMACION.

vvMINIMIZAR EL IMPACTO MINIMIZAR EL IMPACTO AMBIENTAL.AMBIENTAL.


FUNCIONES DE LOS FLUIDOSFUNCIONES DE LOS FLUIDOS

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOSPROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

qq Densidad:Densidad:

Se mide mediante la balanza. Los Fluidos se Se mide mediante la balanza. Los Fluidos se consideran livianos hasta un peso de 10.5 consideran livianos hasta un peso de 10.5 lpglpg (Libras (Libras por galpor galóón) y pesados con pesos mayores. Los Fluidos n) y pesados con pesos mayores. Los Fluidos con pesos mayores de 14 con pesos mayores de 14 lpglpg son considerados muy son considerados muy pesados y costosos por la cantidad de barita usada. pesados y costosos por la cantidad de barita usada. Los Los densificantesdensificantes le dan un mayor peso al Fluido.le dan un mayor peso al Fluido.

qq Contenido de sContenido de sóólidos: lidos:

Se mide por retorta en laboratorio es (%) Volumen Se mide por retorta en laboratorio es (%) Volumen total de stotal de sóólidos / Volumen total del Fluido. lidos / Volumen total del Fluido.


qq FiltraciFiltracióón y Torta: n y Torta:

Es la pEs la péérdida de fluido a travrdida de fluido a travéés del tiempo (Volumen s del tiempo (Volumen de filtrado / Tiempo de filtracide filtrado / Tiempo de filtracióón). Se mide por n). Se mide por medio de una medio de una filtroprensafiltroprensa en donde se simula las en donde se simula las condiciones del pozo bajo cierta presicondiciones del pozo bajo cierta presióón y n y temperatura. La torta es el resultado final de temperatura. La torta es el resultado final de filtracifiltracióón que queda al pasar el ln que queda al pasar el lííquido por el filtro quido por el filtro de papel a preside papel a presióón en donde se obtiene cierta n en donde se obtiene cierta consistencia y espesor semejante a la pared del consistencia y espesor semejante a la pared del pozo que depende de la fase spozo que depende de la fase sóólida del Fluido.lida del Fluido.



qq Viscosidad : Viscosidad :

Es la resistencia del Fluido a fluir. A mayor cantidad Es la resistencia del Fluido a fluir. A mayor cantidad de sde sóólidos mayor serlidos mayor seráá la resistencia al flujo o la resistencia al flujo o viscosidad. La unidad de medida es viscosidad. La unidad de medida es CentipoisesCentipoises((CpCp). ).

qq Punto de Punto de cedenciacedencia : :

Es la resistencia del flujo debido a las fuerzas Es la resistencia del flujo debido a las fuerzas elelééctricas o la capacidad de acarreo del Fluido por ctricas o la capacidad de acarreo del Fluido por áárea de flujo. Se mide en Libras / 100 piesrea de flujo. Se mide en Libras / 100 pies2 2 con la con la lectura del viscoslectura del viscosíímetro metro



qq Viscosidad PlViscosidad Pláásticastica (VP)(VP): :

Es la resistencia al flujo debido al tamaEs la resistencia al flujo debido al tamañño, forma y o, forma y nnúúmero de partmero de partíículas. Se mide en el laboratorio por culas. Se mide en el laboratorio por medio del viscosmedio del viscosíímetro y la unidad es el metro y la unidad es el centipoisecentipoise..

VP (VP (cpcp) = ) = ΘΘ 600 600 -- ΘΘ 300 300



qq Resistencia de Resistencia de GelGel: :

Es la consistencia Es la consistencia tixotrtixotróópicapica del Fluido o la del Fluido o la propiedad del Fluido de ser propiedad del Fluido de ser gelgel (gelatina) y (gelatina) y mantener las partmantener las partíículas en suspensiculas en suspensióón cuando no n cuando no exista circulaciexista circulacióón. La unidad de medida es Libras / n. La unidad de medida es Libras / 100 pies100 pies22..

qq pHpH y Alcalinidad: y Alcalinidad:

Todo Fluido debe ser alcalino con rango entre 9.0 Todo Fluido debe ser alcalino con rango entre 9.0 ––10.5 generalmente. Se mide por un m10.5 generalmente. Se mide por un méétodo todo colorcoloríímetrico o directamente por pH metrico o directamente por pH –– metro, es metro, es adimensional.adimensional.



qq MBT (Capacidad de intercambio MBT (Capacidad de intercambio caticatióóniconico): ):

Es la capacidad total de absorciEs la capacidad total de absorcióón de las arcillas n de las arcillas (bentonita + arcilla de formaci(bentonita + arcilla de formacióón). Se mide por el n). Se mide por el mméétodo de azul de metileno. (todo de azul de metileno. (LbsLbs / / bblbbl de Fluido). de Fluido).

qq Cloruros y Calcio: Cloruros y Calcio:

Indica aguas de formaciIndica aguas de formacióón entrando al pozo y n entrando al pozo y contaminacicontaminacióón por cemento y yeso. Se mide por n por cemento y yeso. Se mide por medio de reactivos qumedio de reactivos quíímicos en el laboratoriomicos en el laboratorio..



Los Fluidos de PerforaciLos Fluidos de Perforacióón se clasifican segn se clasifican segúún n la naturaleza de la fase lla naturaleza de la fase lííquida en cuatro quida en cuatro grandes grupos principales:grandes grupos principales:

ØØ Fluidos Base Agua Fluidos Base Agua §§Fluidos agua bentonitaFluidos agua bentonita

§§Fluidos Naturales Fluidos Naturales

§§Fluidos Fosfato Fluidos Fosfato

§§Fluidos tratados con Calcio Fluidos tratados con Calcio

§§Fluidos de cal. Fluidos de cal.

§§Fluidos de Yeso. Fluidos de Yeso.

§§Fluidos de Fluidos de lignosulfonatolignosulfonato

§§Fluidos de agua salada Fluidos de agua salada



ØØ Fluidos Base Aceite Fluidos Base Aceite

ØØ Emulsiones InvertidasEmulsiones Invertidas

ØØ Fluidos NeumFluidos Neumááticosticos §§Aire Seco Aire Seco

§§Niebla Niebla

§§Fluidos aireadosFluidos aireados

§§ EspumaEspuma

CLASES DE FLUIDOSCLASES DE FLUIDOS


oo DILUCION DILUCION

La diluciLa dilucióón reduce la concentracin reduce la concentracióón de sn de sóólidos perforados adicionando un lidos perforados adicionando un volumen al Fluido de perforacivolumen al Fluido de perforacióón. n.

oo DESPLAZAMIENTODESPLAZAMIENTO

Es la remociEs la remocióón o descarte de grandes cantidades de Fluido por Fluido nuevo n o descarte de grandes cantidades de Fluido por Fluido nuevo con optimas propiedades con optimas propiedades reologicasreologicas..

oo PISCINAS DE ASENTAMIENTO (GRAVEDAD)PISCINAS DE ASENTAMIENTO (GRAVEDAD)

Es la separaciEs la separacióón de partn de partíículas sculas sóólidas por efecto de la gravedad, debido a la lidas por efecto de la gravedad, debido a la diferencia en la gravedad especdiferencia en la gravedad especíífica de los sfica de los sóólidos y el llidos y el lííquido. Depende del quido. Depende del tamatamañño de parto de partíículas, gravedad especifica y viscosidad del Fluido.culas, gravedad especifica y viscosidad del Fluido.

oo SEPARACION MECANICASEPARACION MECANICA

METODOS DE CONTROL DE SOLIDOSMETODOS DE CONTROL DE SOLIDOS


oo PISCINAS DE ASENTAMIENTO PISCINAS DE ASENTAMIENTO –– TRAMPA DE ARENATRAMPA DE ARENA

Es el primer compartimiento localizado en la secciEs el primer compartimiento localizado en la seccióón de remocin de remocióón del n del

sistema activo. La trampa de arena sistema activo. La trampa de arena basicamentebasicamente es un compartimiento es un compartimiento

de asentamiento que esta localizado directamente debajo de las de asentamiento que esta localizado directamente debajo de las

TemblorinasTemblorinas. La trampa de arena recibe el Fluido y lo entrega al . La trampa de arena recibe el Fluido y lo entrega al

siguiente tanque por rebose. La trampa de arena siguiente tanque por rebose. La trampa de arena actuaactua como un aparato como un aparato

de asentamiento para remover sde asentamiento para remover sóólidos grandes que puedan ocasionar lidos grandes que puedan ocasionar

taponamientos en los taponamientos en los hidrocicloneshidrociclones. Estos grandes s. Estos grandes sóólidos llegan a la lidos llegan a la

trampa cuando hay mallas rotas o se ha hecho bytrampa cuando hay mallas rotas o se ha hecho by--pass en las pass en las

TemblorinasTemblorinas..

DiseDiseñño:o:Pendiente en el fondo con mPendiente en el fondo con míínimo 30nimo 3000 o mo máás.s.

La La longuitudlonguitud y ancho de la trampa debe ser menor que y ancho de la trampa debe ser menor que la profundidad total con la pendiente hacia la vla profundidad total con la pendiente hacia la váálvula de lvula de descarga (12descarga (12”” o mayor). o mayor).



oo SEPARACION MECANICASEPARACION MECANICA

SeparaciSeparacióón selectiva de los sn selectiva de los sóólidos perforados del Fluido por lidos perforados del Fluido por diferencias de tamadiferencias de tamañño y masa. Hay varios tipos de equipos o y masa. Hay varios tipos de equipos los cuales son diselos cuales son diseññados para operar eficientemente bajo ados para operar eficientemente bajo condiciones especificas. condiciones especificas.

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



COLOIDAL MENOR DE 2

ULTRA FINO 2 A 44

FINO 44 A 74

MEDIO 74 A 250

INTERMEDIO 250 &

ClasificaciClasificacióónn API del API del tamatamaññoo de de loslos ssóólidoslidos


BENTONITA SOLIDOS PERFORADOS

BARITE

ALTA BAJABARITE BENTONITA

HEMATITA SOLIDOS PERFORADOS

ARCILLA

ARENAISCA, ETC.

ClasificaciClasificacióónn API del API del tamatamaññoo de de loslos ssóólidoslidos


ACTIVOS INERTES

BENTONITA

ARCILLAS

GUMBO

ARENISCA

LIMO

GRANITO

ARENA BENTONITA

ClasificaciClasificacióónn de de loslos ssóólidoslidos


1

5 86 97432

10

5 86 97432

100

5 86 97432

1000

5 86 97432

10000

1 Micrón (µ) 1 mm 1 cm

15 45 75 150

180

250

300

420

37 595

841

2000

325

200

100

80 60 50 40400

30 20 10

Micrón

ScreenMesh

LIMOt ARENA CUARZOARENA FINA

BariteCEMNETO ULTARFINO

CEMENTO ESTANDAR

GRAVA

CENTRIFUGAS

HIDROCICLONES

TEMBLORINA

DIAMETRO DE PARTICULADIAMETRO DE PARTICULA

TamaTamaññoo de de laslas partpartíículasculas / / PuntosPuntos de de cortecorte


EfectoEfecto del del tamatamaññoo de la de la partpartíículacula en la en la viscosidadviscosidad


100050010050

0

Particle Size

(µ)

Linear Shaker: 74 µ

D / Sander: 44 µ

D / Silter: 25 µ

Centrifuge: 5 to 10 µ

Scalping Shakers: 600 µ

Dewatering Unit: 0 to 10 µ

PuntosPuntos de de cortecorte en en equiposequipos de control de de control de ssóólidoslidos


ConfiguracionesConfiguraciones del del EquipoEquipo de Control de de Control de SSóólidoslidosqqConfiguraciConfiguracióónn FluidoFluido No No DensificadoDensificado


qqConfiguraciConfiguracióónn FluidoFluido DensificadoDensificado hastahasta 12 ppg12 ppgConfiguracionesConfiguraciones del del EquipoEquipo de Control de de Control de SSóólidoslidos


qqConfiguraciConfiguracióónn FluidoFluido DensificadoDensificado mayor de 12 ppgmayor de 12 ppgConfiguracionesConfiguraciones del del EquipoEquipo de Control de de Control de SSóólidoslidos


TemblorinasTemblorinas

1 Componentes básicos2 Principios de Operación3 Normas de Vibración3.1 Movimiento Circular3.2 Movimiento Lineal3.3 Movimiento Elíptico Asimétrico3.4 Movimiento Elíptico Simétrico4. Dinámica de Vibración5 Configuración de la cubierta5.1 Sistemas de Temblorinas5.2 Manifolds de Distribución6. Fallas – Averías7. Reglas y cuidados operacionales8. Ventajas y Desventajas9. Mantenimiento

Control de SólidosControl de Sólidos

EL DESEMPEÑO DE LAS Temblorinas DETERMINA LA EFICIENCIA TOTAL DEL

EQUIPO DE CONTROL DE SOLIDOS.

UN POBRE DESEMPEUN POBRE DESEMPEÑÑO AQUI NOO AQUI NO

PUEDE SER REMEDIADO MAS TARDEPUEDE SER REMEDIADO MAS TARDE

Temblorinas

Control de Control de SólidosSólidos

Principio de OperaciónLas Temblorinas es el único aparato removedor de sólidos que hace una separación basado en el tamaño físico de las partículas.

La operación de la zaranda 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 Fluido (Especialmente Densidad y Viscosidad)

• Ritmo de carga de Sólidos (ROP,GPM y Diámetro del hueco)


LinealLineal

ElípticoElíptico

CircularCircular

Hay tres tipos comunes de movimiento que pueden ser usados:

Normas de Vibración

• La Posición de los vibradores determina el patrón de Vibración.


Movimiento Circular


- Su canasta se mueve en un movimiento circular uniforme

- Patrón de Vibración Balanceado

- Diseño Horizontal (Capacidad limitada)

- Transporte rápido y mayores fuerzas G’s.

- Recomendados en Temblorinas primarias para remover sólidos gruesos (Scalper) o para Arcillas tipo gumbo.

- Vibradores colocados a cada lado de la canasta en su centro de gravedad con el eje rotacional perpendicular a su canasta.


Zaranda movimiento Circular


Movimiento Lineal


- El movimiento lineal obtenido usando dos vibradores contra-rotativos.

- Angulo de esta línea de movimiento es normalmente a 45-50 grados en relación a la superficie de la zaranda para obtener un transporte de sólidos máximo.

- Buen transporte y gran capacidad de manejo de fluidos. Recomendadas para todo tipo de operación que requiera el uso de mallas finas.

- 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.


Zaranda Movimiento Lineal


Derrick Derrick FloFlo -- Line CleanerLine Cleaner

TemblorinasTemblorinasZaranda Movimiento Lineal

Sweco LM 3

Angulo de Canasta Angulo de Canasta Variable.Variable.


Thule VSM 100

Header Tank Feed ChuteDrive Head Assembly

Scalping Deck

Primary Deck

Secondary Screen

‘Pneumoseal’ Clamping System


Thule VSM 100 Linear Shaker

Malla Malla ScalperScalper

Malla PrimariaMalla Primaria

Sistema de AjusteSistema de Ajuste

De MallaDe Malla


Broadbent DT2000 Linear Shaker

••Esta Zaranda ofrece:Esta Zaranda ofrece:

••Doble cubiertaDoble cubierta

••Ajuste Rápido de Ajuste Rápido de ángulo.ángulo.


Cambio Rápido en Cambio Rápido en mallas por sus mallas por sus tensionadorestensionadores..

Brandt ATL - 1000


Normas de VibraciónMovimiento Elíptico

q Movimiento Elíptico Desequilibrado

- Patrón de Vibración Desbalanceado. Diferentes tipos de mov. sobre su canasta.

- Recomendados para remover sólidos gruesos (Scalper) o pegajosos (Arcillas)

- Operada con inclinación hacia la descarga de sólidos diminuyendo la capacidad.

- Vibradores no rotan en el centro de gravedad de la zaranda aplicándose el torque sobre esta.


Brandt Single Deck Shakers

• Temblorinas pioneras con solo una malla en su canasta.

• Por su pendiente negativa de su canasta tiene poco tiempo de retención y pobre separación

Zaranda Movimiento Elíptico Asimétrico


Movimiento Elíptico


q Movimiento Elíptico Equilibrado

- Su canasta se mueve en un movimiento Elíptico uniforme

- Mejor transporte de los cortes (> Lineal)

- Las mallas duran mas debido a que el mov. Elip. Provee un patron de aceleramiento mas suave.

- Recomendados para ser usado en cualquier tipo de operación en especial con Fluidos base aceite.


True Balanced Elliptical Motion ShakerSwaco BEM 3

1

2

2

3

4

5

6

7

Vibrating Basket

Vibrator Motor

Deck AngleAdjustments

Screen Area33.7 sq ft.(3 Screens)

1

2

3

4

Rapid ActionTensioners

5

Base Skid6

DetachableHeader Box

7



BEM-600TM

High Performance Shale Shaker

Motores Vibradores


Dinámica de Vibración

• La masa de los contrapesos y la frecuencia determina la dinámica de la vibración.

G’s = [Stroke (in) x RPM2] / 70400

v Aceleración

•La mayoría de las Temblorinas operan con fuerzas G’s entre 2.5 a 5.0.

•Las Temblorinas con contrapesos ajustables pueden variar la fuerza G aplicada, pero, la vida del equipo y de la malla es inversamenteproporcional a la aceleración.

•La capacidad de flujo y secado de cortes es directamente proporcional a la aceleración.


Indicador de Movimiento


Indicador de Movimiento


Movimiento Lineal: Busque una Movimiento Lineal: Busque una forma de ocho. Los dos círculos forma de ocho. Los dos círculos deberían apenas tocarse en un deberían apenas tocarse en un punto. Se trata del diámetro que punto. Se trata del diámetro que más se aproxima a la longitud más se aproxima a la longitud de la carrera.de la carrera.CORRECTOCORRECTO INCORRECTOINCORRECTO

Movimiento Circular: Busque Movimiento Circular: Busque un círculo con un pequeño un círculo con un pequeño punto en el centro. El círculo punto en el centro. El círculo en el indicador debería girar en el indicador debería girar alrededor de su diámetro. Se alrededor de su diámetro. Se trata del diámetro que más se trata del diámetro que más se aproxima a la longitud de la aproxima a la longitud de la carrera.carrera.

CORRECTOCORRECTO INCORRECTOINCORRECTO

Indicador de Movimiento - Longitud de la carrera


ANALISIS COMPUTARIZADO DE MOVIMIENTO


ANALISIS COMPUTARIZADO DE MOVIMIENTO


• Desplazamiento Horizontal y Vertical

• Fuerza G• Velocidad del Motor• Fase del Angulo• Aceleración

Estudio de Dinámica de Vibración

Movimiento Elíptico Desequilibrado


Movimiento Circular


Movimiento Lineal


Movimiento Elíptico Equilibrado







• Visualmente demuestra el “Movimiento o Vibracion Verdadera y Operacion” de la temblorina

• Optimización de la operación de la temblorina

• Provee razones para proceder con investigación o estudios mas detallados

• Da herramientas para ajustes o cambios de equipos

• Alerta de mantenimiento o cambio de eficiencia

Beneficio de Realizar un Estudio de Dinámica de Vibración

swaco

Brandt LM3

Triton

Contrapesas


Posicionadas a 100 %

Contrapesas


Posicionadas a 0 %

Contrapesas


Forma Incorrecta a 80 %Forma Correcta a 80 %

Contrapesas


Forma Correcta a 30 % Forma Incorrecta a 30 %

Contrapesas


üü Los vibradores de las temblorinas giran Los vibradores de las temblorinas giran normalmente con RPM’s entre 1200 a 1800 a 60Hz.normalmente con RPM’s entre 1200 a 1800 a 60Hz.

üüLa longitud del golpe (distancia vertical de La longitud del golpe (distancia vertical de desplazamiento de la canasta de la temblorina) varia desplazamiento de la canasta de la temblorina) varia en relación inversa con los RPM.en relación inversa con los RPM.



v Frecuencia (RPM)

• Los vibradores de las Temblorinas giran normalmente con RPM’s entre 1200 a 1800 a 60Hz.

•Pruebas de laboratorio han demostrado mejoramiento en la capacidad de flujo en presencia de sólidos a baja RPM’s (Aumento del golpeprolongado), sin embargo, al bajar la frecuencia genera que los Fluidos tienden a rebotar mas alto que la altura de las cortinas derramando algo de Fluido en los costados.

• La prolongación del golpe varia en forma inversa con los RPM.

• Longitud del golpe: Distancia vertical de desplazamiento de la canasta de la zaranda.


Configuración de la Cubierta

• La cubierta de ángulo ajustable se creo para optimizar el procesamiento de fluido y variar la acción de transporte y secado de los cortes.

DerrickDerrick FloFlo--LineLine

• Al usar ángulos > 3 hay que tener cuidado con los cortes acumulados en la región liquida… La acción vibratoria y la residencia extendida generara mass finos.


#1

#2 #3 #4

Superior

Inferior

(#3 / #4)

+10

+7.5

+5.0

+2.5

0

(#1 / #2)

0

-2.5

-5.0

-7.5

-10

1

2

3

4

5

Angulo de la mallaVariaciones


Brandt ATL - 1000


Solids Removed on Scalping Screen

Poolof

Fluid

Hydrostatic Pressure

Solids Crawl out of Pool

Beach

Liquid to sand trapsFixed screen angle

Flowback panel



PrimaryShakers

Scalpers

Línea de flujo

Descarga de sólidos

Fluido del huecoSistema CascadaSistema Cascada

Sistema de Temblorinas

Línea de flujo


Típico arreglo de Temblorinas


Zaranda con Movimiento Elíptico Balanceado y lineal.

Zaranda en Desarrollo


q Consideraciones de diseñoManifolds de distribuicion

o Distribucion pareja.o No acumulacion de sólidos (1 ft de caida por cada 12 ft de long.)

q Alimentacion a la zarandao Sólidoso Liquido

q Evitar muchas Tees ramificadas.

q Arreglos preferidoso Tees sin salida.

o Manifolds circulares o manifolds con descarga superior.

q Distribuicion de flujo a igual nivel.


MuchosMuchos taladrostaladros tienentienen estosestos tipostipos de de arregloarreglo..

Manifolds Convencionales


Manifold Ramificado


Manifold Circular


Manifold con Descarga Superior


Fallas / AveriasFalla / Averia Posible causa Solucion

Desgarre o rajadura en la malla. Tension insuficiente Reemplace la malla y tensionela apropiadamante

Caucho en mal estado Reemplace caucho. Malla suelta, no ajusta. Tornillos Tensores en mal estado Reemplace los tornillos malos

(torcidos/rosca mala) Malla en mal estado. Reemplace Malla.Falta Caucho en la bandeja o esta Reemplace caucho.en mal estado

zaranda produce alto inusual Arandelas o tornillos sueltos. Chequee y ajustelos.ruido al operar Tornillos Tensores sueltos. Chequee y ajustelos.

Rodamientos de Vibradores malos Reemplace Rodamientos.Valvula o manija del By-pass valvula o manija con solidos y lodo.Limpie cuerpo de manija o valvulaatascada. con agua o diesel.Vibradores demasiado calientes Rodamientos sin grasa. Agrege grasa a rodamientos. Rodamientos en mal estado. Reemplace los rodamientos.Lodo acumulado sobre la malla Malla con tamizado muy pequeno Cambie a una malla de tamizadoo derrame de mucho lodo en la mas grande o ajuste el angulo de descarga solida. la bandeja de la zaranda

Malla suelta. Ajuste malla con el torque apro-piado ( 50 ft/lb )

Acumulacion de lodo en los bor- Los Vibradores no estan rotando Cambie la posicion de un cable des traseros de las mallas en direcciones opuestas. de alimentacion electrica

Mallas mal tensionadas. Ajuste la tension de las mallas.


Reglas y Cuidados Operacionales

• Nunca haga By-pass en las Temblorinas.

• En lo posible use siempre Mallas de tamizado fino.

• Regule el flujo y monitorelas continuamente.

• Ajuste el angulo para cubrir el 75 % de la longuitud de la malla(Beach)

• Lleve inventario y control de las horas que se usan las mallas.

• Turne las Temblorinas cuando halla viajes de tuberia paraprolongar la vida de las mallas.


Reglas y Cuidados Operacionales

• En stand by limpie las mallas y repare con silicona o masillaepoxica las partes rotas.

• Cerciorese que los motores y el ajuste de los contrapesos en los vibradores sean iguales.

• Al transportar las Temblorinas ajuste los contrapesos de losvibradores a cero y use los seguros en los resortes.


Selección del numero de Temblorinas


• 'Simple' para operar.

•Disponibilidad.

•Si el tamizado de la malla es conocido, el punto de cortees predecible.

• Capaz de procesar el volumen total de Fluido circulado.

•Facil de inspeccionar

•Los sólidos pueden ser removidos antes de cualquierdegradacion mecanica.

VENTAJAS


• Son costosas (compra y operación).

• Su montaje necesita gran espacio.

• La inspecion de mallas del fondo en Temblorinas dobles son dificiles de inspeccionar.

• Produce sólidos humedos en su descarga .

DESVENTAJAS


Conclusion Final

LAS Temblorinas SON PARTE ESENCIAL DEL

EQUIPO DE CONTROL DE SOLIDOS DE UN

TALADRO.

LAS Temblorinas SONPARTE ESENCIAL DEL

EQUIPO DE CONTROL DE SOLIDOS DE UN

TALADRO.


1. Desarrollo de las mallas2. Punto de Corte3. Designación de la malla4. Tipos de mallas4.1 Mallas tensionadas4.2 Mallas Pre-tensionada plana4.3 Mallas Pre-tensionadas piramidales5. Ajuste de las mallas6. Parámetros para la selección de mallas7. Tramados (Tejidos) comunes en las mallas8. Grados de Alambre9. Área Abierta de la malla10. Configuración de la cubierta según el tamaño de la malla11. Curvas de eficiencia12. Taponamiento: Problema común en la malla13. Reglas y cuidados operacionales

MallasMallas

Desarrollo de las mallas

• Las mallas para Temblorinas han tenido un gran desarrollo desde la primera que se conocio, la cual no era mas sino una malla de corral de pollos.

• Sin embargo, los principios no han cambiado e igual se usa alambres entretejidos con un tamizado a un cierto tamaño de apertura.

• Esto define el punto de corte de la malla o el tamaño de sólidos que la malla puede remover.

MallasMallas

Punto de CorteLas partículas a la izquierda Las partículas a la izquierda de la curva representan los de la curva representan los sólidos de menor tamaño sólidos de menor tamaño retornados con el Fluido.retornados con el Fluido.

Las partículas a la derecha Las partículas a la derecha de la curva representan los de la curva representan los sólidos removidos.sólidos removidos.

El DEl D50 50 o punto de corte o punto de corte medio es definido como el medio es definido como el punto donde el 50% de punto donde el 50% de cierto tamaño de sólidos cierto tamaño de sólidos son removidosson removidos..

MallasMallas

Puntos de CortePuntos de Corte

Designación de la MallaDesignación de la Malla•• Según el API RP13 ha recomendado que todas las Mallas sean Según el API RP13 ha recomendado que todas las Mallas sean identificados con la siguiente información: identificados con la siguiente información:

Nombre de la MallaNombre de la Malla

Potencial de separación (d50,d16,d84)Potencial de separación (d50,d16,d84)

Capacidad de flujo (Conducción, área total no vacía).Capacidad de flujo (Conducción, área total no vacía).

MallasMallas

Tipos de Mallas

ü Las variaciones en los tipos de mallas incluyen:

- Mallas Tensionadas

- Mallas Pre-Tensionadas - Mallas planas- Mallas piramidales

MallasMallas

Mallas TensionadasSoporte y ajuste de las mallas Tensionadas

Hook Strip

TensionBar

SupportStringers

Lug

Tension Bar

Screen

Overslung Method (Center High)

Underslung Method (Center Low)

Support StringersForm Fluid Channels

MallasMallas

Mallas Mallas TensionadasTensionadas

Sin Soporte

Con Soporte

MallasMallas

Tipo de Malla Tipo de Malla PrePre--TensionadaTensionada : Plana: Plana

MallasMallas

Tipo de Malla Tipo de Malla PrePre--TensionadaTensionada : Plana: Plana

MallasMallas

Tipo de Malla Tipo de Malla PrePre--TensionadaTensionada : Piramidal: Piramidal

Nuevos desarrollos de Nuevos desarrollos de las formas de las mallas las formas de las mallas han tenido lugar.han tenido lugar.

El nuevo diseño incluye El nuevo diseño incluye una forma piramidal de una forma piramidal de la malla para dar un área la malla para dar un área superficial mas grande superficial mas grande para las dimensiones de para las dimensiones de la malla. la malla.

MallasMallas

Ajuste de las mallas

• Las Mallas Tensionadas cuentan con un sistema de tornillos para sostener la malla a la cubierta a la tensión indicada.

MallasMallas

1. Tornillotensor

2. Malla

3. Platina

Ajuste Neumático de mallas Ajuste Neumático de mallas PrePre--TensionadasTensionadas

Cierre Neumático

MallasMallas

Las Mallas pre-tensionadas pueden ser ajustadas con tornillos pero muchas veces utilizan un sistema neumático de ajuste. Este sistema permite hacer cambios de malla más rápido y prevenir el daño de las mallas por un torque inapropiado que pueda ser aplicado.

Ajuste de mallas Ajuste de mallas TensionadasTensionadas

MallasMallas

Parámetros para la selección de mallas

- Tamaño promedio de apertura- Depende del tipo de tejido y el calibre del

alambre

- Capacidad- Depende del tejido y la textura

- Forma de la apertura- Refuerzo de la malla: Usualmente en las

mallas pre-tensionadas.- Tamaño de la apertura- Área total de la superficie de la malla.

MallasMallas

Tramados (Tejidos) comunes de MallaTramados (Tejidos) comunes de MallaAlgunos de los Algunos de los loslos tramados mas comunes tramados mas comunes

disponibles en la industria petrolera son:disponibles en la industria petrolera son:

qq Tramado cuadrado plano ( Tramado cuadrado plano ( PSWPSW ))

qq Tramado rectangular plano ( Tramado rectangular plano ( PRWPRW ))

qq Tramado rectangular plano modificado ( Tramado rectangular plano modificado ( MRW MRW ))

qq El tramado cuadrado cruzado (El tramado cuadrado cruzado (TSWTSW) es usado para ) es usado para separa r granos tamaño cuarzo en la industria minera.separa r granos tamaño cuarzo en la industria minera.

qq El tramado holandés plano (El tramado holandés plano (PDWPDW) es usado ) es usado principalmente como tela filtro sus aperturas son principalmente como tela filtro sus aperturas son triangulares que no permiten pasar mucho flujo.triangulares que no permiten pasar mucho flujo.

MallasMallas

Tramados (Tejidos) comunes de MallaTramados (Tejidos) comunes de MallaMallasMallas

Tejido plano cuadradoTejido plano cuadrado

Tejido cruzado cuadradoTejido cruzado cuadrado

Tejido plano rectangularTejido plano rectangular

Tramados (Tejidos) comunes de MallaTramados (Tejidos) comunes de MallaMallasMallas

Tejido plano rectangularTejido plano rectangular

Tejido rectangular especialTejido rectangular especial

Grados del Alambre

- Grados Extra Fuerte – Fuerte o Medio - Grado Comercial (MG) – Comúnmente

usado- Tensile Bolting Cloth (TBC) – Usado a

menudo

- Grado Comercial (MG) proporciona una buena combinación entre el área abierta y la resistencia Tensores para el tamiz son frecuentemente menos usados debido al reducido espesor del alambre. Sin embargo, estos son encontrados en ciertos tipos de Temblorinas de alta capacidad como es el caso de las Thule VSM-100.

MallasMallas

Área abierta de la MallaEs el área efectiva de la malla por donde se hace el crivado (Elárea adicional es ocupado por los alambres).Los siguientes son los tamaños de mallas (Tipo Pretensionada), punto de corte y área abierta para mallas estándar Thule :

52 mesh - 338µ - 48% Área Abierta84 mesh - 212µ - 49% Área Abierta105 mesh - 162µ - 45% Área Abierta120 mesh - 149µ - 50% Área Abierta145 mesh - 112µ - 41% Área Abierta165 mesh - 104µ - 47% Área Abierta200 mesh - 87µ - 46% Área Abierta230 mesh - 74µ - 45% Área Abierta

MallasMallas

Configuración de la cubierta según el tamaño de malla

• Las mallas mas gruesas deberán ser aseguradas en la cubierta superior y las mallas mas finas en la cubierta inferior.

• Si el tamaño de la malla superior es muy fina el fluido puede caer en la segunda malla muy cerca del lado de la descarga de los sólidos. Los sólidos serán muy húmedos.

• Si son usadas mallas de diferente tamaño en el mismo nivel, la malla mas fina deberá ser usada en el frente de la zaranda.

MallasMallas

Los diferentes tamaños Los diferentes tamaños de malla darán de malla darán diferentes tamaños en diferentes tamaños en los sólidos separadoslos sólidos separados..

Mallas para las Mallas para las Temblorinas Temblorinas scalperscalper

(Para tamaño cuarzo)(Para tamaño cuarzo)

Mallas para las Mallas para las Temblorinas Temblorinas primariasprimarias

(Finas)(Finas)

Configuración de la cubierta según el tamaño de malla

MallasMallas

Curvas de Eficiencia: Temblorinas lineales

Particle sizes in microns

% F

eed

solid

sre

ferr

ing

toov

erflo

w

100 Mesh-Water base, 9 ppg 10 cps

120 Mesh-Oil base, 9 ppg 34 cps

120 Mesh-Water base, 9 ppg 10 cps

20 30 120 200 30040 50 100 160

100

40

80

20

60

0

MallasMallas

Curvas de Eficiencia: Mallas piramidales

MallasMallas

Taponamiento : Problema común en la malla

•• El taponamiento puede El taponamiento puede ser originado por la ser originado por la acumulación de sólidos acumulación de sólidos en las aberturas de la en las aberturas de la malla. malla.

•• Una solución es remover Una solución es remover la malla y lavarla a la malla y lavarla a presión por la parte presión por la parte posterior. posterior.

•• La colocación de mallas La colocación de mallas mas finas puede permitir mas finas puede permitir el paso de los sólidos el paso de los sólidos sobre las aberturas sobre las aberturas , , si no si no es posible la colocación es posible la colocación de mallas mas gruesas. de mallas mas gruesas.

Taponamiento de la malla

MallasMallas

ü Nunca haga by-pass en las Temblorinas

ü Siempre use el tamaño de malla mas fino posible.

ü Regule el flujo y monitoree las Temblorinas continuamente.

ü Ajuste el ángulo de la zaranda de forma que el flujo cubra el 75% de la longitud de las malla.

ü Registre las mallas en uso y las horas de trabajo de cada una. Mantenga el inventario actualizado.

ü Durante los viajes para sacar tubería apague las Temblorinas para así prolongar la vida de las mallas. Durante los viajes para meter tubería no use todas las Temblorinas.

Reglas y cuidados operacionalesMallasMallas

Reglas y cuidados operacionalesü Prepare un plan para hacer el cambio de mallas. Debe

informar al ingeniero de Fluidos.

ü Las reparaciones en las mallas pueden ser hechas con silicona o macilla epóxica .

ü Si mas del 20% del área efectiva de la malla ha sido reparada, cámbiela por una nueva.

ü Mantenga un registro de que tipos de mallas están siendo usadas (Inventario).

ü Para Fluido OBM, lave las mallas con diesel a presión. No utilice agua.

ü Mantenga las mallas usadas correctamente almacenadas (Horizontalmente) y marcadas.

MallasMallas

ATMOSFERICO

TIPO VACIO

DesgasificadoresDesgasificadores

1. Tipos de Desgasificadores

1.1 Desgasificadores de Tipo Atmosférico

1.2 Desgasificadores de Tipo Vacío (Vacuum)

2. Instalación y Operación

3. Mantenimiento


Desgasificador• La presencia de GAS en el Fluido puede ser:

– Dañino para los equipos del taladro ( Corrosivo ),– Un problema potencial de control de pozo, – Letal si es toxico o inflamable.

• Hay dos tipos de Desgasificadores:

v Desgasificadores Atmosféricos: Aceptable en Fluidos sin peso y baja viscosidad.

v Desgasificadores de Aspiracion (Vacio) : Son superiores a losAtmosféricos y muy usados en Fluidos pesados y altaviscosidad.

• Bombas Centrifugas , hidrociclones y bombas del taladropierden eficiencia si el Fluido tiene corte de gas.


• El desgasificador debe ser instalado entre la trampa

de arena y los primeros hidrociclones (Desander).

• Chequee la succión del desgasificador, ésta no esta

excenta de taponamientos.

• Siempre probar el desgasificador antes de iniciar

cualquier operación de perforación.

Desgasificador


Desgasificador (Desgasificador (TipoTipo vacíovacío))EntradaEntrada de de FluidoFluido

SalidaSalida de de FluidoFluidodesgasificadodesgasificado

BombaBomba de de vacíovacío


TUBO DE SUCCION

BOMBA DE VACIO

TUBO DE DESCARGA

DIAGRAMADIAGRAMADesgasificadoresDesgasificadores

Desgasificador (Tipo vacío)

EntradaEntrada de de FluidoFluido

PlatosPlatos SeparadoresSeparadores

BombaBomba de de vacíovacío


DIAGRAMAOperaciónOperación de un de un desgasificadordesgasificador

EntradaEntrada de de FluidoFluido

BombaBomba de de

vacíovacío


Desgasificador (Desgasificador (TipoTipo AtmosféricoAtmosférico))DesgasificadoresDesgasificadores

DIAGRAMADesgasificadoresDesgasificadores

Instalación y Operación• Los degasificadores atmosféricos deben

descargar horizontalmente a través de la superficie del tanque para que permita el rompimiento de las burbujas de gas.

• Los tipo vacío deben descargar abajo de la superficie del Fluido.

• Para la operación de los desgasificadores se usan, por lo general, bombas centrífugas (más comerciales).

• La bomba centrífuga debe suministrar la cabeza alimentadora necesaria. La ubicación de la succión de esta centrifuga debe ser lo más lejos de la succión del desgasificador.

• Instalar un manómetro para controlar la cabeza alimentadora en el eductor.


Temblorinas

TR

AM

PA

DE

A

RE

NA

ENTRADA Fluido CON CORTE DE

GAS

SALIDA FluidoDESGASIFICADO

TA

NQ

UE

DE

S

UC

CIO

N

InstalaciónInstalación


Instalación


Instalación y Operación• Proveer suficiente capacidad al desgasificador para tratar al menos

el total del volumen de la tasa de circulación.

• Los desgasificadores deben estar ubicados corriente abajo de lasTemblorinas y corrriente arriba de cualquier equipo que requierabomba centrífuga. El succionador debe estar ubicado corrienteabajo del trampa de arena. Y su entrada cerca al fondo (1ft) del compartimiento (Bien agitado).

• El flujo para igualar la succión y la descarga debe ser alta (Rebosevisible). Igualación baja no asegura el buen funcionamiento del proceso del gasificador.


SistemaSistema combinadocombinado ((Atmosférico/vacíoAtmosférico/vacío))


LIMPIADOR DE Fluido

DESARCILLADOR

DESARENADOR

HidrociclonesHidrociclones

1. Teoría del Hidrociclón

2. Características del diseño

2.1 Diámetro del cono

2.2 Angulo del cono

2.3 Diámetro del vértice

2.4 Parámetros de flujo

2.5 Cabeza de alimentación

2.6 Tamaño de las partículas

3. Parámetros ajustables

4. Unidades de los Hidrociclones

5. Eficiencia de separación


ll El El FluidoFluido se se alimentaalimenta porpor unauna bombabombacentrifugacentrifuga, a , a travestraves de de unauna entradaentradaqueque lo lo enviaenvia tangencialmentetangencialmente en la en la camaracamara de de alimentacionalimentacion..

ll UnaUna cortacorta tuberiatuberia llamadallamada tuberiatuberia del del vorticevortice forzaforza a la a la corrientecorriente en forma en forma de de remolinoremolino a a dirigirsedirigirse haciahacia abajoabajo en en direcciondireccion del del verticevertice ((ParteParte delgadadelgadadel del conocono).).

QUE SON?QUE SON?

ll Son Son recipientesrecipientes de forma de forma conicaconica en en loslos cualescuales la la energiaenergia de de presionpresion esestransformadatransformada en en fuerzafuerza centrifugacentrifuga..

COMO TRABAJAN?COMO TRABAJAN?


ll La La fuerzafuerza centrifugacentrifuga creadacreada porpor esteestemovimientomovimiento del del FluidoFluido en el en el conoconoforzanforzan laslas partículaspartículas mas mas pesadaspesadashaciahacia fuerafuera contra la pared del contra la pared del conocono..

ll Las Las partículaspartículas mas mas livianaslivianas se se dirigendirigenhaciahacia adentroadentro y y arribaarriba comocomo un un vorticevortice espiraladoespiralado queque laslas llevalleva haciahaciael el orificioorificio de la de la descargadescarga o del o del efluenteefluente..

ll La La descargadescarga en el en el extremoextremo inferior inferior esesen forma de spray con en forma de spray con unauna ligeraligerasuccionsuccion en el en el centrocentro

COMO TRABAJAN?COMO TRABAJAN?


ll SiSi la la concentraccionconcentraccion de de sólidossólidos esesaltaalta, , talveztalvez no no hayahaya espacioespaciosuficientesuficiente parapara la la salidasalida de de todostodosloslos sólidossólidos. . EstoEsto causacausa unaunacondicioncondicion comocomo descargadescarga de de cuerdacuerda

ll El El flujoflujo de de chorrochorro o o cuerdacuerda, , loslossólidossólidos se se agrupanagrupan cercacerca de la de la salidasalida y y solamentesolamente laslas partículaspartículasmas mas grandesgrandes saldransaldran del del conoconohastahasta tapartapar el el conocono..

ll Antes del Antes del taponamientotaponamiento la la velocidadvelocidad de de salidasalida sera sera lentalenta y y loslosmuchosmuchos sólidossólidos queque no no puedenpuedensalirsalir del del conocono regresaranregresaran con el con el fluidofluido. (. (DesgasteDesgaste parteparte inf. Del inf. Del conocono).).

FLUJO DE CUERDAFLUJO DE CUERDA


TEORIA DEL HIDROCICLON• Todos los hidrociclones utilizan la ley de

Stokes para alcanzar la separación de sólidos del Fluido.

K x G x Dp (φs -φl)Vs =

ϕ

Vs = velocidad de SeparacionK = Constante de Stokes G = Fuerza de AceleracionDp = Diámetro de la Particulaφs = Densidad de Sólidosφl = Densidad del Liquidoϕ = Viscosidad del Liquido


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.


Diámetro del Cono• Los conos con diametros grandes permiten manejar altos

galonajes, sin embargo la eficiencia de separación y rendimientoes baja. La siguiente ecuacion nos da una aproximacion del puntode corte de un cono:

d50 = Punto de corte

Diametro del Cono Capacidad del cono d50Pulgadas GPM micrones

2 30 10 a 204 50 20 a 406 100 40 a 6012 500 60 a 80


Angulo del Cono• Un pequeño angulo del cono generara una reducida

zona de arrastre.• Esto significa que pocas partículas pequenas seran

arrastradas por el vortice generado obteniendosemejor punto de corte.

• Sin embargo largos conos tienden a taparse muyfacilmente.

DiDiáámetro de metro de entradaentradal La eficiencia del cono es inversamente proporcional al diametro

de la entrada de alimentacion.l Por tanto un pequeño diametro mejorara el punto de corte. Sin

embargo el diametro debe ser lo suficiente para manejar el flujoal cono.


Diámetro del Vertice• El diametro del vertice determinara la humedad

de los sólidos descargados:

– Demasiado grande: Mucho liquidosera descargado.

– Demasiado pequeño: Taponamientospueden presentarsen.

Busque una “descarga en Spray"


Vortice Generado

• Este tendra que tener un diametro lo suficiente pequeño para facilitar una entradasuave de fluido en el cono.

• Sera lo suficiente grande para manejar la cantidad liquida.

• Un Vortice demasiado pequeño generarasólidos muy humedos.


Parámetros de Flujo• Los parámetros de flujo que afectan la eficiencia del hidrociclón son:

– Galonaje .

– Velocidad tangencial

– Cabeza de alimentacion

• Estos parámetros son controlados por la bomba centrifuga que alimenta el

hidrociclón.

• Una optima cabeza de alimentación es uno de los factores para una óptima

descarga del cono.

• Lo optimo es una descarga en spray, lo cual implica que hay una buena

remoción de solidós con minima pérdida de fluido.


Eficiencia de la Separación

• La eficiencia de separación del hidrociclón dependede 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.


Cabeza de alimentaciónSe calcula como:

P = 0.052 x Mw x H

P = Presión de alimentación a la entrada del cono (psi).Mw = Densidad del Fluido (ppg).H = cabeza de alimentación * (Pies).

*Normalmente 75 ft de cabeza.

ü Una deficiencia de P cabeza reduce la velocidad del fluido dentro del cono y afecta la eficiencia de separación (descarga de soga).

ü Un exceso de P cabeza puede causar desgaste prematuro y aumentarálos costos de mantenimiento (cortes muy secos-taponamientos)

ü Manipulando el diámetro del fondo del cono se puede remediar el exceso o deficiencia de cabeza.


Parámetros de flujo• Las propiedades del fluido que tienen un

impacto directo en la operación de un Hidrociclon son:

– Viscosidad - Factor más importante.

– Densidad


Tamaño y Forma de las Particulas• Las caracteristicas de las partículas juegan un papel importante en la

eficiencia de la separación. Estas incluye:

– Tamaño y forma de las partículas

– Densidad de las partículas

– Concentraccion de sólidos

• La forma influye en el comportamiento de asentamiento. Particulas de forma rectangular debido a su altos coeficientes de friccion se asentaran mas despacio que partículas cilindricas.

• La concentraccion Volumetrica de sólidos generan varias problemas de asentamiento como:

– Incremento de la Viscosidad.

– Interferencia entre partículas.

– Saturacion de sólidos.


Parametros Ajustablesv Solo el diametro del apice o

vertice del cono puede ser ajustado para obtener un descarga en forma de spray.

v Si el hidrociclon esta en buenascondiciones y la operación es aunmuy pobre entonces puede existirproblemas en la bomba centrifugadesignada para el hidrociclon:

- Impeller esta bloqueado, deteriorado o no es el el optimo.

- Las lineas de succion o descarga estan bloqueadasparcialmente.

- Etc……


Desarenadores• Los desarenadores son usados en Fluidos con poco peso para separarpartículas tamañño arena de 74 microneso mas grandes.

•En Fluidos pesados no es muyrecomendable usar este equipo debido a que la densidad de la barita essustancialmente mas alta que la de lossólidos perforados.

• Los hidrociclones separan sólidos de acuerdo a su densidad.

• El punto de corte de estos hidrociclonesaproximadamente esta entre 50 a 80 micrones.


• La función principal del desander es eliminar sólidos que a los equipossiguientes le puedan causar taponamientos o mal desempeñño (Desilter, centrifugas), es por ello que su capacidad de procesamiento (Tamañño y Numero de conos) debe ser 30 a 50 % mas que la circulacion usada.

DesarenadoresDesarenadores

•El desarrollo y optimo uso de las Temblorinas (con mallas finas) haneliminado el uso de este equipo, sin embargo, cuando en casos (Diametrosgrandes y altas ratas de perforacion) en que las Temblorinas no puedenseparar hasta 100 micrones (uso de mallas 140) estos son usados.

• La descarga de este equipo es muy seca y abrasiva, por ello debe ser desechada, sin embargo, en Fluidos costosos (base aceite, polimeros, etc) cuando es necesario recuperar la fase liquida, esta descarga puede ser dirigida hacia una shaker con malla minimo 200 (punto de corte 74 micrones).


DesarenadoresDesarenadores

• Este equipo debe ser instalado despues del desgasificador y antes del desilter. El Fluido de alimentacion debe ser tomado del tanque dondedescarge el desgasificador. Su descarga debe ser en el tanque contiguo a su succion.

•Debe existir una equalizacion entre los tanques del desander, por ello esrecomendable contar con una valvula que comunique ambos tanques.


Desarcilladores• Los conos de los desarcilladores son fabricados en una gran variedad de tamanos, en un rango de 2 6 pulgadas.

• Gran cantidad del tamañño de particulade la barita se encuentra en el rango de “Limo” es por esta razon que en Fluidos densificados no es muyrecomendable el uso de losdesarcilladores.

• Son usados para separar sólidosperforados en un rango de 12 a 40 micrones.

• El desarcillador difiere del desander en el tamañño de los conos y punto de corte perosu funcionamiento es igual.


• Los desarcilladores son usados en Fluidos densificados cuando sudesague (Underflow) posteriormente pueda ser procesada por lascentrifugas o por una zaranda.

• La operación de este equipo igualmente depende de una bombacentrifuga. El Fluido debe ser succionado del tanque que descarga el desarenador y su descarga procesada en el tanque contiguo.

DesarcilladoresDesarcilladoresHidrociclonesHidrociclones

•Debe existir una equalizacion entre los tanques del desilter, por ello es recomendable contar con unavalvula que comunique ambos tanques.

DesarcilladoresDesarcilladores

• Nunca el Fluido para alimentar al desilter debe ser del tanque donde se adicionan los quimicos del Fluido.


Ventajas- Operación Simple – facil mantenimiento– Barato– No tienen partes moviles.– Su operación permite reducir costos, pues es reducido

el desecho de Fluido. – Incrementan la vida de la broca y aumantan las ratas

de perforacion.

Desventajas

- Las propiedades del Fluido afectan su desempeño. - Su operación genera degradacion de los sólidos –

Uso de bomba centrifuga.


Desventajas- Voluminoso.

– Los puntos de corte generados se pueden obtenercon optimas Temblorinas.

– La descarga solida es bastante humedad. No puede usarse en Fluidos con fase liquida costosa.

– Requieren correctos tamaño de bomba.

– Sus conos facilmente se tapan.

– El mal funcionamiento de sus conos generanexcesivas perdidas de Fluido.


Marcas Comunes

– Demco.– Pioneer/Geolograph (Economaster).– Baroid.– Sweco.– Oiltools.– Swaco (Bajo y alto Volumen).– Brandt.– Chimo.– Krebs.


Reglas Operacionales

– No haga By-pass en las shakers. Este mal habito originataponamiento en los hidrociclones.

– El numero de conos debe ser el suficiente para manejar la totalidad de la circulacion.

– Use el desander cuando en las Temblorinas no pueda usarmallas mayores a140 (Punto de corte 100 micrones).

– No use la misma bomba centrifuga para alimentar el desander y desilter. Cada unidad debe tener su propiabomba.

– Las centrifugas o los mud cleaner pueden ser usados paraprocesar el desagues de los hidrociclones.

– Entre pozos o en periodos de stand by largos limpie losmanifolds de los hidrociclones. Chequee el desgasteinterior de los conos.


– Chequee continuamente el funcionamiento de los conos. Los conos de los desarcilladores se tapan mas facilmente que el de los desarenadores. Use una varilla de soldar paradestaparlos.

– La succion de las bombas centrifugas deben tener la longuitud menos posible. No juege con los diametros de la tuberia, use diametros contantes de acuerdo con lasespecificaciones de la bomba.

– La descarga de las bombas centrifugas deben tener unalonguitud maxima de 75 ‘ evitando usar la menos cantidadde accesorios posibles (Codos,Tee’s,etc), para evitarmuchas perdidas por friccion.

– Ubique un medidor de presion en la línea de alimentacion de los manifolds, para determinar rapidamente si la cabezasuministrada por la bomba es la correcta.




• No permita usar conos con vertices o entradastapadas.

• Presión de trabajo (Regla de la mano derecha):

Desarenador: 35 psi o 4 veces la densidad del Fluido

Desarcillador: 40 psi o 4.5 veces la densidaddel Fluido


Falla / Averia Posible causa Uno o mas conos no estan descargando-otros O.K. Bloqueado en la entrada del alimentador o a la

salida-remueva el cono y limpie las lineas.

Algunos conos perdiendo lodo entero en una co- Flujo de regreso de derrame en manifold, la entrada rriente. al cono tapada.Alta perdida de lodo,figura cónica en alguno conos- Velocidad baja al ingreso debido al bloqueo parcial otros normal. de la entrada o cuerpo del cono.

Repetido bloqueos de los vértices. Las aperturas del desagüe muy pequeñas. By-pass en Za-ruido al operar. randas o mallas rotas.

Altas pérdidas de lodo, corriente debil,figura cónica. Bajo cabeza de alimento -chequee por obstruccion, Tamano de bomba y rpm,valvula parcialmente cerrada.

La descarga del cono no es uniforme, cabeza del Gas o aire en el lodo de la centrifuga, lineas de succion alimentador variando. de la de lacentrifuga muy pequenas.Baja vida del Impeller. Cavitacion en la bomba - Taza de flujo muy altas - nece-

sita lineas mas largas.Linea de succion bloqueada - Chequear obstrucciones.

Conos descargando una pesada corriente moviendose Los conos estan sobrecargados - usese un tamano de lentamente. vertice mas grande, insuficientes conos para manejar la

cantidad de solidos en el lodo. By-pass en equipos corriente arriba.

Altas perdidas de lodo. Apertura inferior muy grande - Ajuste el vertice del cono.Considere bombear el desague hacia las centrifugas o hacia una zaranda.

Continuamente se apaga la bomba centrifuga. Aumento del amperaje de la capacidad nominal de la bomba - Nivel de lodo por debajo de la succion - entrada de aire en la succion. Caballos de fuerza por encima de la capacidad del motor. Chequear taponamientos en lineas de descarga o uso adicional de la entrega normal de lodo (Tee's).


3 EN 1

MUD CLEANER

Mud CleanerMud Cleaner

1. Instalación y operación

2. Mantenimiento

3. Aplicación

4. Ventajas y desventajas

5. Tres en uno


Mud Cleaner••MudcleanerMudcleaner o Limpiador o Limpiador de Fluido es de Fluido es basicamentebasicamenteuna una combinacioncombinacion de un de un desilterdesilter colocado encima colocado encima de un tamiz de malla fina y de un tamiz de malla fina y alta vibración( zaranda ).alta vibración( zaranda ).

••El proceso remueve los El proceso remueve los sólidos perforados tamasólidos perforados tamañño o arena aplicando primero el arena aplicando primero el hidrociclonhidrociclon al Fluido y al Fluido y posteriormente posteriormente procesando el procesando el desaguedesague de de los conos en una zaranda los conos en una zaranda de malla fina.de malla fina.


DerrickDerrick MudMud CleanerCleaner

••SegunSegun especificaciones especificaciones API el 97 % del tamaAPI el 97 % del tamañño de o de la barita es inferior a 74 la barita es inferior a 74 micrones y gran parte de micrones y gran parte de esta es descargada por esta es descargada por los Hidrociclones los Hidrociclones ((DesilterDesilter //DesanderDesander). El ). El recuperar la barita y recuperar la barita y desarenar un Fluido desarenar un Fluido densificado es la densificado es la principal función de un principal función de un limpiador de Fluidos o limpiador de Fluidos o MudMud cleanercleaner..

Mud CleanerMud CleanerMud Cleaner

Mud Cleaner• El proposito del mud-cleaner es tamizar

la descarga inferior de los (underflow) hidrociclones para:

– Recuperar la fase liquida.– Recuperar la barita descartada.– Producir relativamente cortes mas

secos.


Mud Cleaner• El tamaño de malla usado normalmente varia entre

100 y 200 mesh (325 mesh raramente usada debido a taponamiento y rápido daño de la malla)

• La descarga limpia de los conos (overflow) y el fluido tamizado por las mallas (underflow) es retornado al sistema activo.

• Los parametros que pueden ser ajustadas durante la normal operación de un mud-cleaner son los siguientes:– Cantidad de conos.– Tamaño / tipo de cono– Tamano de la malla.– Velocidad de vibración.


Tamaño de la malla usadas en los Tamaño de la malla usadas en los MudMud CleanerCleaner


Aplicaciones• La principal aplicacion del limpiador de Fluido es para sistemas

de Fluido liviano donde la fase liquida es cara o ambientalmenteno muy manejable (OBM).

• En sistemas de Fluido pesado el costo de barita perdida es considerable y es por ello que se deben tener en cuenta su uso.

• El mud cleaner no remueve finos ni ultrafinos, parte de su descarga debe ser procesada por centrifugas.

• La descarga de los hidrociclones pueden ser bombeada hacia una zaranda para alcanzara el mismo resultado que un Mud Cleaner. Esto se debe hacer solo si hay suficientes Temblorinas.

• Todas las obsrevaciones operacionales y mantenimiento de las Temblorinas y de los hidrociclones son aplicables a los Mud Cleaner.


Tipos y Marcas• Existen dos tipos de Mud Cleaner disponibles: unidades

rectangulares y circulares. Las mas frecuentemente usadas son:

• Rectangular:

– Baroid SE-16.

– Thule VSM-200.

• Circular:

– Sweco.

– Swaco.

– Oiltools.


Ventajas

• Las ventajas de los mud-cleaners son:

– Recuperar la fase liquida costosa (ej. Diesel) y algo de la barita descartada por los hidrociclones.

– Produce relativamente cortes mas secos.– Facil de operar.– Es una unidad Compacta.


Desventajas

– Recicla sólidos finos a traves de sus mallas.

– Descarga Barita con los cortes.

– Capacidad Limitada.

– Degradacion de los sólidos producido en la succion y entrega de la bomba centrifuga usada para su alimentacion.

– Separacion en parte depende de los conos. Desempeño (normalmente pobre).

– Requiere para su operación de una bomba centrifuga.


TRES EN UNOTRES EN UNO

Es una Es una adaptacionadaptacionde tres equipos en de tres equipos en uno uno ((Zaranda,DsilterZaranda,Dsilter y y desanderdesander).).

Se usa cuando hay Se usa cuando hay poca disponibilidad poca disponibilidad de espacio.de espacio.


CENTRIFUGA DECANTADORA

OPERACIÓN DUAL DE CENTRIFUGAS

CENTRIFUGA VERTICAL

Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras

1. Introduccion2. Separacion por sedimentacion3. Separacion centrifuga4. Principales componentes5. Principios de Operación6. Desempeño de las centrifugas7. Velocidad de las centrifugas8. Velocidad de transporte de los sólidos9. Aplicaciones9.1 Centrifugas de Baja Velocidad9.2 Centrifugas de Alta Velocidad9.3 Operación Dual de Centrifugas – Fluido no densificado9.4 Operación Dual de Centrifugas – Fluido densificado9.5 Operación para deshidratación de Fluidos9.6 Centrifugas Verticales – Secadoras de cortes


1. Introducción

- Separación de los sólidos de la fase liquida, que no han sido removidos ni

por las Temblorinas ni los hidrociclones.

- Consiste en: - Un recipiente de forma cónica o bowl, rotando sobre su eje a diferente

velocidad (Entre 1,200 y 4,000 rpm).

- Un sin fin o conveyor ubicado dentro del bowl gira en la misma dirección

del bowl generando una velocidad diferencial respecto al mismo entre 18 y

90 rpm.

- La velocidad diferencial permite el transporte de los sólidos por las paredes

del bowl en donde los sólidos han sido decantados por la fuerza centrifuga.

- El éxito de la operación depende de su trabajo continuo, la capacidad para

descargar sólidos relativamente secos y alcanzar una alta eficiencia de

separación.


Diagrama General de las Centrifugas


ü La separación de los sólidos de un liquido utilizando un tanque de sedimentacion abierto.

ü El fluido cargado de sólidos entra por un extremo y sale por el otro.

ü El tiempo de viaje del punto de entrada al punto de salida permite que los sólidos mas grandes se sedimenten a una profundidad que afecta su separación,

ü La separación entre los sólidos y los liquidos se produce basicamente por:

- La diferencia de densidad entre el solido y el liquido

- La fuerza de gravedad

- El tiempo

ü Las diferencias de densidad, la gravedad y otros factores que controlan este proceso estan definidos por la LEY DE STOKES

2. Separacion por sedimentación


De acuerdo con la Ley de Stokes, la velocidad de sedimentacion es afectada por:

- El diametro de las partículas- La viscosidad del fluido- La diferencia de densidad entre las partículas y el liquido

y en donde, la variable mas significativa es el diametro de las partículas

LEY DE STOKES

V = (1.55 x 10-7)xD2x(Pp – Pl)gu

En donde: V = Velocidad de sedimentacion (ft/min)D = Diámetro de las partículas (micrones)Pp= Densidad de las partículas (ppg)Pl = Densidad del liquido (ppg)u = Viscosidad (cps)g = Aceleracion gravitacional (32.2 ft/seg2)


FUERZA “G” = D x rpm2 x 0,0000142

en donde, D = diametro del bowl (in)rpm = velocidad del bowl

Por tanto, los sólidos que necesitan horas o dias para separarse por sedimentacion, pueden separarse en segundos con una centrifuga, y el punto de corte en la separación centrifuga depende de la fuerza G y del tiempo.

3. Separación centrífuga

ü Basada en el principio de la acelaracion centrifuga para aumentar la fuerza de gravedad o fuerza “G”

ü 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.


4. Principales componentes de las centrífugas

MOTOR ELÉCTRICO

BOWL

TUBO DE ALIMENTACIÓN

CONVEYOR

GEAR BOX

COMPONENTES PARA LA DESCARGA DE LÍQUIDOS


ü Los sólidos son separados por grandes fuerzas centrifugas , las cuales son generadas por la rotacion del bowl.

ü El fluido libre de sólidos es descargado desde el deposito en el otro extremo del bowl.

5. Principios de Operación

PROFUNDIDADESTANQUE

TUBO DEALIMENTACION

COMPUERTASDE LIQUIDO

ESTANQUE PLAYA

DISTANCIAENTRE-ASPAS

(PITCH)

DESCARGASOLIDA

ü El conveyor gira a una velocidad menor creando una velocidad diferencial que permiten la acumulacion de los sólidos hacia las paredes del bowl y su descarga por los losextremos del mismo.


6. Desempeño de las centrífugas

Los siguientes son los parametros que determinan el desempeno de las centrifugas:

ü La fuerza G, la cual depende de el diametro y la velocidad del bowl.

ü La viscosidad del fluido

ü La rata de procesamiento

ü La profundidad del deposito

ü La velocidad diferencial entre el bowl y el conveyor

ü La posicion del tubo de alimentacion de la centrifuga


Dependiendo del tipo de centrifuga, los ajustes de funcionamiento se pueden hacer:

ü Mecanico: Se necesita detener la maquina y el empleo de herramientas

ü Electrico: Utiliza motores de frecuencia variable. Se realizan en el panel de control

ü Hidraulico: Utiliza una transmicion hidraulica. Se realizan en el panel de control.

ü Los siguientes son las cinco formas de ajustar el funcionamiento de las centrifugas:

ü La velocidad del bowl.ü La velocidad diferencial entre el bowl

y el conveyorü La profundidad del depositoü La posicion del tubo de alimentacionü La rata de procesamiento


7. Velocidad de las centrífugas

El ejemplo para los modelos de las centrifugas SWACO, las velocidades de operación son:Velocidad del Bowl Fuerza G

1900 rpm 7202500 rpm 12503200 rpm 2100

Los cambio de velocidad se alcanzan al cambiar las correas y la posicion de las poleas

8. Velocidad de transporte de los sólidos

Hace referencia a la velocidad a la cual se extraen los sólidos de la centrifuga. Esta depende de:

ü La velocidad relativa del bowlü La distancia de separación de los alabes


9. Aplicación de las centrífugas decantadoras

Centrifuga de Baja VelocidadØ Los parámetros de operación normal son:

Velocidad del bowl 1250 - 2500 rpmProfundidad del deposito 2.1 pulgadasRata de Alimentación Puede variarVelocidad diferencial 23 – 44 rpmTubo de Alimentación Completamente introducido

Ø Recupera la barita mientras descarta los sólidos perforados, para fluidos densificados.

Ø Contribuye al control de la viscosidad plástica del Fluido.

Ø Descarta los sólidos perforados para los fluidos no densificados. Se puede aumentar la velocidad del bowl y así obtener un punto de corte mas fino.


Centrifuga de Alta VelocidadØ Los parámetros de operación normal son:

Velocidad del bowl 2500 - 3400 rpmProfundidad del deposito 2.1 pulgadasRata de Alimentación Puede variarVelocidad diferencial Debe ser mínimaTubo de Alimentación Completamente introducido

Ø Para Fluidos no densificados, descarta y controla los sólidos del Fluido. Se requiere máxima fuerza “G” para obtener un punto de corte mas fino.

Ø Recupera el liquido del efluente de la centrifuga de baja velocidad, en configuraciones duales, permitiendo recuperar fluidos que pueden ser muy costosos.

Ø Deshidratación del Fluido con la ayuda de agentes floculantes (Proceso de dewatering),


Operación Dual de Centrifugas – Fluido no Densificado


Operación Dual de Centrifugas – Fluido Densificado

1 2 3 4 5 6 7

Centrífuga 414 Centrífuga 518

Bomba de Alimentación de la Centrifuga Bomba de Alimentación del Desander Tolva para recuperación de barita Boquilla para la recuperación de barita Catch Tank para la fase Liquida

A B C D E F G H J

Alimentación de la centrifuga 414 Alimentación de la centrífuga 518

Alimentación Centrifuga 518 desde sistema (Opcional) (Optional) Descarga de sólidos Centrifuga 414 (Opcional) Retorno de Barita al Sistema Activo Efluente al Sistema Activo Descarga de sólidos Centrifuga 518 Dilución alimentación de la centrifuga 414 Fase Liquida de las Centrifugas

Layout General Configuración dual de Centrífugas - Serie

1

2

3

3

4

5 6

7 A

B

C

D E

F

G

H

J

J


Operación para deshidratación de Fluidos


Centrifugas Verticales – Secadora de CortesGeneralidades

ü Utilizada en operaciones con Fluidos sinteticos o base aceite

ü Reduce el contenido de aceite en los cortes

ü Reduce la cantidad de desechos generados durante las operaciones de perforacion

ü Recupera fluidos de perforacion Características

ü Buen desempeño ambiental. ü Mejora la recuperacion de fluidos de

perforacion. ü Seguridadü Facil instalacionü Ventajas operacionalesü Facil mantenimiento

Centrifugas Centrifugas VerticalesVerticales

Centrifugas Verticales – Secadora de Cortes

Funcionamiento ü Incorpora alta velocidad a una

centrifuga de canasta vertical logrando una maxima separación solido / liquido a unos altos volumenes de procesamiento.

ü Los sólidos humedos entran por el tope de la centrifuga.

ü Los sólidos secos salen por el fondo de la centrifuga.

ü El fluido de perforacion es recuperado por las ventanas laterales.

Centrifugas Centrifugas VerticalesVerticales

PRINCIPIOS DE OPERACION Y SELECCION DE

TAMAÑO

Bombas CentrifugasBombas Centrifugas

1. Componentes de una bomba centrifuga

2. Medición, Utilización y Control de la Energía de una Bomba

3. Cavitación

3.1 Cavitación por succión

3.2 Cavitación por descarga

4. Relación entre presión y altura de un liquido

5. Carga expresada como Aceleración Centrífuga

6. Selección del Tamaño de una Bomba

7. Diseños de Succión

8. Curvas de Desempeño de una Bomba

9. Leyes de Afinidad

10. Aplicaciones de las Bombas Centrifugas


Los dos principalescomponentes de unabomba centrifuga son la rueda impulsora ( impeller) y la carcaza (Voluta).

El impeller produce una velocidad en el liquido y la voluta forza el liquido para descargarse de la bomba convertiendo la velocidad a presion.

Componentes de una Bomba CentrifugaComponentes de una Bomba Centrifuga

Impeller

Voluta


• La energLa energíía de la bomba centrifuga se mide en la a de la bomba centrifuga se mide en la forma de forma de cargacarga producida usando producida usando piespies como unidad.como unidad.

•• La carga producida es la La carga producida es la altura verticalaltura vertical (pies) sobre (pies) sobre la cual una bomba hace subir el fluido dentro de un la cual una bomba hace subir el fluido dentro de un tubo vertical, antes de consumir toda su energtubo vertical, antes de consumir toda su energíía.a.

•• Una vez que se logra la carga max. (Pies), se Una vez que se logra la carga max. (Pies), se consume la energconsume la energíía total producida por las bombas.a total producida por las bombas.

•• NingNingúún fluido adicional saldrn fluido adicional saldráá por la descarga de la por la descarga de la bomba.bomba.

MEDICION DE LA ENERGIA DE LA BOMBAMEDICION DE LA ENERGIA DE LA BOMBA


q La carga (pies) debida a la energLa carga (pies) debida a la energíía de la bomba se a de la bomba se consume de dos (2) maneras:consume de dos (2) maneras:

••AspiracionAspiracion--movimiento vertical del fluido.movimiento vertical del fluido.

Aumenta segAumenta segúún la alturan la altura

••FricciFriccióón n -- resistencia del fluido al flujo a travresistencia del fluido al flujo a travéés de la s de la tubertuberíía, las conexiones y las toberas (requisito de la a, las conexiones y las toberas (requisito de la aplicaciaplicacióón)n)

Aumenta segAumenta segúún el rendimiento de la bomba(GPM)n el rendimiento de la bomba(GPM)

UTILIZACION DE LA ENERGIA DE LA BOMBAUTILIZACION DE LA ENERGIA DE LA BOMBA


q DespuDespuéés de ser encendidas, las bombas centrifugas s de ser encendidas, las bombas centrifugas seguirseguiráán bombeando un volumen creciente hasta que n bombeando un volumen creciente hasta que se logre la se logre la carga mcarga mááximaxima (pies) a trav(pies) a travéés de la s de la aspiraciaspiracióón y friccin y friccióónn, si no la bomba comenzara a , si no la bomba comenzara a cavitar.cavitar.

La cavitaciLa cavitacióón ocurre cuando esta saliendo mas fluido n ocurre cuando esta saliendo mas fluido del que esta entrando.del que esta entrando.

qqLas bombas centrifugas deben ser del tamaLas bombas centrifugas deben ser del tamañño o adecuado para la aplicaciadecuado para la aplicacióón especifica en que sern especifica en que seráán n usadas, si no, la energusadas, si no, la energíía producida sera producida seráá incorrecta, incorrecta, causando resultados indeseables.causando resultados indeseables.

CONTROL DE LA ENERGIA DE LA BOMBACONTROL DE LA ENERGIA DE LA BOMBA


CAVITACIONCAVITACIONCavitacionCavitacion por Succionpor Succion

La La cavitacioncavitacion porpor succionsuccion ocurreocurre cuandocuando la la succion succion de lade la bombabomba estaesta bajobajo condicionescondicionesde de bajabaja presionpresion o alto o alto vacio donde vacio donde el el liquido liquido pasa pasa a vapor en la a vapor en la punta punta u u ojo ojo del impeller del impeller de la de la bombabomba. . Este Este vapor vapor es llevado sobre es llevado sobre la la parte parte de la de la descarga descarga de la de la bomba donde bomba donde no no es es mas mas grande grande el el vacio vacio y y es nuevamente es nuevamente comprimido comprimido a a liquido por liquido por la la alta presion alta presion de de descargadescarga. . Esta accion Esta accion de implosion de implosion ocurre ocurre violentamente violentamente y y ataca ataca la la cara cara del impeller. del impeller.

Un impeller Un impeller que que ha ha sido operado bajo sido operado bajo la la condicion condicion de de cavitacion por succion tiene cavitacion por succion tiene grandes trozos grandes trozos de material de material removido removido de de su su cara causando falla prematura cara causando falla prematura de la de la bombabomba. .


Cavitacion por DescargaCavitacion por DescargaLa La cavitacion por descarga ocurre cuandocavitacion por descarga ocurre cuando la la descarga descarga de la de la bomba es extremadamente altabomba es extremadamente alta. La . La alta alta presionpresion de de descarga causa que descarga causa que la la mayoria mayoria del del fluido fluido circule dentro circule dentro de la de la bomba bomba en en vez vez de ser de ser descargadodescargado. . A A medida que medida que el el liquido fluye alrededor liquido fluye alrededor del impeller del impeller este pasa este pasa a a traves traves de la de la pequena tolerancia entre pequena tolerancia entre el el impeller y el impeller y el corte corte de de agua agua de la de la bomba bomba a a una una velocidad extremadamente altavelocidad extremadamente alta. . Esta velocidad causaEsta velocidad causaun un vacio que vacio que se se desarrolla desarrolla en el en el corte corte de de agua agua similar similar a lo a lo que ocurre que ocurre en un en un venturi venturi y el y el liquido liquido se se convierte convierte en vapor. en vapor. Una bomba que Una bomba que ha ha sido operada bajo estas sido operada bajo estas condiciones presenta condiciones presenta unun desgaste prematurodesgaste prematuro enen las las aspas aspas del impeller y en eldel impeller y en el cortecorte de de aguaagua de lade la bombabomba. .

AdicionalmenteAdicionalmente, a , a las condicinones las condicinones de de alta presionalta presion, , se se pueden presentar danos prematuros pueden presentar danos prematuros en el en el sello sello mecanico mecanico y y las balineras las balineras y y bajo condiciones extremas bajo condiciones extremas se se rompera rompera el el eje eje del impeller. del impeller.

CAVITACIONCAVITACIONBombas CentrifugasBombas Centrifugas

• La carga se mide en pies, y segLa carga se mide en pies, y segúún la densidad del n la densidad del fluido, se convierte en la presifluido, se convierte en la presióón mn mááxima(Psi) en la xima(Psi) en la descarga de la bomba.descarga de la bomba.

••Luego la presiLuego la presióón disminuirn disminuiráá continuamente hasta continuamente hasta "0"PSI, seg"0"PSI, segúún la aspiracin la aspiracióón y la friccin y la friccióón, hasta que el n, hasta que el fluido salga del sistema.fluido salga del sistema.

P = 0.052 x P = 0.052 x Densidad Densidad (ppg) x (ppg) x CargaCarga (Pies)(Pies)

Carga Carga == Altura Altura de la de la columna columna del del fluidofluido (Pies).(Pies).

PP == PresionPresion dede alimentacionalimentacion a laa la entradaentrada deldel conocono ((psipsi).).o.o52 o.o52 == Factor de conversion Factor de conversion

Relacion entre la Presion y la altura de un Liquido (Carga) Relacion entre la Presion y la altura de un Liquido (Carga)


70 ft de 70 ft de cabezacabeza Diesel = 26.9 psiDiesel = 26.9 psi

AguaAgua = 30.3 psi= 30.3 psi

Lodo12.5 ppg = 45.5 psiLodo12.5 ppg = 45.5 psi

0 psiRelacion entre la Presion y la altura de un Liquido (Carga) Relacion entre la Presion y la altura de un Liquido (Carga)

EjemploCual esCual es lala presionpresion dededescargadescarga aa una una cabezacabeza de 70’de 70’ sisi sesebombeabombea::

••AguaAgua (8.33 ppg)(8.33 ppg)

••Diesel (7.4 ppg)Diesel (7.4 ppg)

••LodoLodo (12.5 ppg)(12.5 ppg)


12” Impeller12” Impeller

V = V = VelocidadVelocidad del Impeller (pies/del Impeller (pies/SegSeg))g = g = Fuerza GravitacionalFuerza Gravitacional = 32.2 ft / sec = 32.2 ft / sec 22

SUCCIONSUCCION

130 ft of Head130 ft of Head

CargaCarga = 91.6 = 91.6 2 2 ÷÷ (2 x 32.2)(2 x 32.2)

CargaCarga = 130.2 ft= 130.2 ft

Carga expresada como aceleracion CentrifugaCarga expresada como aceleracion Centrifuga

VV22

CargaCarga (Pies)(Pies) = 2g2gVV22

CargaCarga (Pies)(Pies) = 2g2g

V = (rpm V = (rpm ÷÷ 60)60) x (x (diametrodiametro ((pulgpulg) ) ÷÷ 12) 12) x x ππVV = (1,750 = (1,750 ÷÷ 60) x (12 60) x (12 ÷÷ 12) x (3.1416)12) x (3.1416)VV = (29.17) x (1) x (3.1416) = 91.6 ft / sec= (29.17) x (1) x (3.1416) = 91.6 ft / sec

1,750 rpm Motor1,750 rpm Motor

Ejemplo

“Al “Al aumentar los aumentar los RPM y el RPM y el diametro diametro de la de la tuberia tuberia se se aumenta aumenta la la cargacarga””


Carga (Pies) & Presion (Psi)Carga (Pies) & Presion (Psi)

• La carga (Pies) solo depende de la Velocidad y del La carga (Pies) solo depende de la Velocidad y del diametro de la rueda movil (impeller).diametro de la rueda movil (impeller).

•• La densidad del fluido aprece en forma de presion La densidad del fluido aprece en forma de presion (Psi).(Psi).

•• La presiLa presióón mn mááxima sera observada en la descarga de xima sera observada en la descarga de la bomba y disminuira hasta cero cuando se logra la la bomba y disminuira hasta cero cuando se logra la maxima carga. maxima carga.

••Luego la presiLuego la presióón disminuirn disminuiráá continuamente hasta continuamente hasta "0"PSI, seg"0"PSI, segúún la aspiracin la aspiracióón y la friccin y la friccióón, hasta que El n, hasta que El fluido salga del sistema.fluido salga del sistema.

P = 0.052 xP = 0.052 x DensidadDensidad (ppg) x(ppg) x CargaCarga (Pies)(Pies)


••Todas las aplicaciones para bombas centrifugas requieren Todas las aplicaciones para bombas centrifugas requieren una carga muna carga míínima para funcionar correctamente.nima para funcionar correctamente.

•• La carga mLa carga míínima requerida (pies) es ademnima requerida (pies) es ademáás de la carga s de la carga (pies) requerida para hacer subir el fluido verticalmente hasta (pies) requerida para hacer subir el fluido verticalmente hasta la aplicacila aplicacióón, asn, asíí como la resistencia de la carga de friccicomo la resistencia de la carga de friccióón n (pies) al flujo dentro de la tuber(pies) al flujo dentro de la tuberíía.a.

Ejemplo: Un desarenador (swaco) requiere una carga de 74 Ejemplo: Un desarenador (swaco) requiere una carga de 74 pies.pies.

••Si se instala el desarenador a 15 pies encima de la descarga Si se instala el desarenador a 15 pies encima de la descarga de la bomba y la perdida causada por la friccide la bomba y la perdida causada por la friccióón dentro de la n dentro de la tubertuberíía es de 6 pies.a es de 6 pies.

••CuCuáál es la carga ml es la carga míínima requerida para la bomba?.nima requerida para la bomba?.

Carga (Pies) Carga (Pies) -- ImportanciaImportancia


Bomba del desarenador de swacoBomba del desarenador de swaco

••Carga requerida por el desarenador = 74 pies de cargaCarga requerida por el desarenador = 74 pies de carga

••Altura de aspiraciAltura de aspiracióón vertical hasta el desarenador =15 pies de carga n vertical hasta el desarenador =15 pies de carga

••FricciFriccióón en la tubern en la tuberíía =6 pies de ca =6 pies de carga arga

••Total de pies de carga requeridos =9Total de pies de carga requeridos =95 pies de carga5 pies de carga

••La bomba debe ser capaz de producir 95 pies de carga para que elLa bomba debe ser capaz de producir 95 pies de carga para que eldesarenador funcione correctamente.desarenador funcione correctamente.

••Se usan 21 pies de carga para desplazar el fluido hasta el Se usan 21 pies de carga para desplazar el fluido hasta el desarenador.desarenador.

Carga requerida para el desarenadorCarga requerida para el desarenador


••Un indicador instalado en la descarga de la bomba indicarUn indicador instalado en la descarga de la bomba indicaríía a 95 pies de carga?95 pies de carga?

••Un indicador instalado en el desarenador indicarUn indicador instalado en el desarenador indicaríía 74 pies de a 74 pies de carga?carga?

••Si el peso del lodo es de 9,5 LB/GAL, cual seria la indicaciSi el peso del lodo es de 9,5 LB/GAL, cual seria la indicacióón n de los indicadores?de los indicadores?

••Descarga de la bomba = PSIDescarga de la bomba = PSI

••MMúúltiple del desarenador = PSIltiple del desarenador = PSI

P = 0.052 xP = 0.052 x DensidadDensidad (ppg) x(ppg) x CargaCarga (Pies)(Pies)

Bomba del desarenadorBomba del desarenador


••La carga de aspiraciLa carga de aspiracióón (pies) es la energn (pies) es la energíía que la bomba debe usar a que la bomba debe usar para entregar el lodo verticalmente hasta la entrada de lodo de para entregar el lodo verticalmente hasta la entrada de lodo de la la aplicaciaplicacióón.n.

••La distancia vertical se mide a partir del eje de aspiraciLa distancia vertical se mide a partir del eje de aspiracióón de la bomba.n de la bomba.

CARGA DE ASPIRACION(Pies)CARGA DE ASPIRACION(Pies)

••La carga producida por la resistencia al flujo se llama carga deLa carga producida por la resistencia al flujo se llama carga de friccifriccióón n (pies)(pies)

••La carga de fricciLa carga de friccióón(Pies) aumenta el caudal de la bomba(GPM) aumenta.n(Pies) aumenta el caudal de la bomba(GPM) aumenta.

•• DiDiáámetros mmetros máás peques pequeñños de la tuberos de la tuberíía, tendidos ma, tendidos máás largos de la s largos de la tubertuberíía, mayor cantidad de conexiones, todos son factores que aumentana, mayor cantidad de conexiones, todos son factores que aumentanla carga de friccila carga de friccióón (pies)n (pies)

••La presiLa presióón de carga (pies de carga) recomendada por el proveedor n de carga (pies de carga) recomendada por el proveedor constituye una forma de carga de fricciconstituye una forma de carga de friccióón (resistencia al fluido a travn (resistencia al fluido a travéés de s de la tobera de admisila tobera de admisióón del equipo).n del equipo).

CARGA DE FRICCION (Pies)CARGA DE FRICCION (Pies)


••Para todas las aplicaciones que requieren una bomba centrifuga Para todas las aplicaciones que requieren una bomba centrifuga para la operacipara la operacióón, el proveedor ha recomendado una presin, el proveedor ha recomendado una presióón de n de carga de funcionamiento que resultara en un rcarga de funcionamiento que resultara en un réégimen de gimen de tratamiento segtratamiento segúún el caudal (GPM) nominal (rendimiento max.)n el caudal (GPM) nominal (rendimiento max.)

••La operaciLa operacióón a cualquier otra presin a cualquier otra presióón de carga producirn de carga produciráá un un cambio del rcambio del réégimen de tratamiento, de acuerdo con la siguiente gimen de tratamiento, de acuerdo con la siguiente relacirelacióónn

HH11 x GPMx GPM2222 = H= H22 x GPMx GPM11

22

HH11= Presion de carga del proveedor= Presion de carga del proveedor

GPMGPM11= Galonage de tratamiento a H= Galonage de tratamiento a H11

HH22= Presi= Presióón de carga efectivan de carga efectiva

GPMGPM22=?=?

CARGA DE APLICACIONCARGA DE APLICACION


••DEBE HABER UNA CARGA SUFICIENTE EN EL LADO DE ASPIRACION DE DEBE HABER UNA CARGA SUFICIENTE EN EL LADO DE ASPIRACION DE LA BOMBA PARA FORZAR EL FLUIDO A ENTRAR EN LA BOMBA AL LA BOMBA PARA FORZAR EL FLUIDO A ENTRAR EN LA BOMBA AL MISMO RITMO QUE EL FLUIDO TRATA DE SALIR POR EL LADO DE LA MISMO RITMO QUE EL FLUIDO TRATA DE SALIR POR EL LADO DE LA DESCARGA.DESCARGA.

SI ESTA CARGA NO ES SUFICIENTE HABRA CAVITACIONSI ESTA CARGA NO ES SUFICIENTE HABRA CAVITACION

CARGA DE ASPIRACION NETACARGA DE ASPIRACION NETA

••Hay dos tipos de Carga de Aspiracion Neta Positiva:Hay dos tipos de Carga de Aspiracion Neta Positiva:

CANP REQUERIDA CANP REQUERIDA -- Cuando el caudal (GPM) de la bomba Cuando el caudal (GPM) de la bomba aumenta, se requiere mas CANP.aumenta, se requiere mas CANP.

CANP DISPONIBLE CANP DISPONIBLE -- La Presion atmosferica, temperatura del lodo, La Presion atmosferica, temperatura del lodo, la altura del lodo encima del eje de la bomba y la altura del lodo encima del eje de la bomba y la carga de friccion de la tuberia de aspiracion la carga de friccion de la tuberia de aspiracion determinan la CANP disponibledeterminan la CANP disponible

CANP = CANPCANP = CANPDD -- CANPCANPRR

LA CANP DEBE SER POSITIVALA CANP DEBE SER POSITIVA


FACTORES QUE AFECTAN LA CARGA DE FACTORES QUE AFECTAN LA CARGA DE ASPIRACION NETAASPIRACION NETA

qqPRESION ATMOSFERICAPRESION ATMOSFERICA

•• La presion atmosferica disminuye con la altura.La presion atmosferica disminuye con la altura.

qqALTURA DEL LODO ENCIMA DEL EJE DE LA BOMBAALTURA DEL LODO ENCIMA DEL EJE DE LA BOMBA

qqCARGA DE FRICCION (PIES) EN LA TUBERIA DE ASPIRACIONCARGA DE FRICCION (PIES) EN LA TUBERIA DE ASPIRACION

••La carga de friccion en la aspiracion debe ser minimizada, sino La carga de friccion en la aspiracion debe ser minimizada, sino el el fluido tratara de salir por la descarga mas rapidamente que por fluido tratara de salir por la descarga mas rapidamente que por la la succion provocando succion provocando ““cavitacioncavitacion””

qqPRESION DE VAPOR DEL LODOPRESION DE VAPOR DEL LODO

••Cuando la presion aumenta el agua se vaporiza (se convierte en Cuando la presion aumenta el agua se vaporiza (se convierte en gas) a una temperatura mas baja.gas) a una temperatura mas baja.


CANP DISPONIBLE (CANPCANP DISPONIBLE (CANPDD) Y REQUERIDA (CANP) Y REQUERIDA (CANPRR))

qqCANPCANPDD= Ha + He = Ha + He –– Hf Hf -- HvpHvp

•• Ha = Carga atmosfericaHa = Carga atmosferica

••He = Carga de altura (Bomba a superficie del lodo)He = Carga de altura (Bomba a superficie del lodo)

••Hf = Carga de friccion (Perdida por friccion en la aspiracionHf = Carga de friccion (Perdida por friccion en la aspiracion))

••Hpv = Presion de vapor del lodo a la temperatura de bombeo. Hpv = Presion de vapor del lodo a la temperatura de bombeo.

qqCANPCANPRR

••Indicada directamente por las curvas de rendimientoIndicada directamente por las curvas de rendimiento

••Factor limitador para el caudal VolumetricoFactor limitador para el caudal Volumetrico


Valves Pipe

Diameter Gate Plug Globe Angle Check Foot

1.5" 0.9 - 45 23 11 39 2" 1.10 6.0 58 29 14 47 3" 1.6 8.0 86 43 20 64 4" 2.1 17 113 57 26 71 6" 3.2 65 170 85 39 77

Elbows Tube

Turn Tee Enlrg Contr Pipe

Diameter 45 90 45 90 Strt Side 1:2 3:4 2:1 4:3

1.5" 1.9 4.1 1.4 2.3 2.7 8.1 2.6 1.0 1.5 1.0 2" 2.4 5.2 1.9 3.0 3.5 10.4 3.2 1.2 1.8 1.2

3" 3.6 7.7 2.9 4.5 5.2 15.5 4.7 1.7 2.8 1.7 4" 4.7 10.2 3.8 6.0 6.8 20.3 6.2 2.3 3.6 2.3 6" 7.1 15.3 5.8 9.0 10.2 31 9.5 3.4 5.6 3.4

Tabla de perdidas de friccion en accesoriosTabla de perdidas de friccion en accesorios


F r i c t i o n L o s s o f W a t e r i n F e e t p e r 1 0 0 F e e t o f P i p e

1 " P i p e 2 " P i p e 3 " P i p e 4 " P i p e 5 " P i p e 6 " P i p e U . S .

G P M V e l L o s s V e l L o s s V e l L o s s V e l L o s s V e l L o s s V e l L o s s

1 0 3 . 7 2 11 .7 1 . 0 2 0 . 5 0 0 . 4 5 0 . 0 7 - - - - - - 2 0 7 . 4 4 42 .0 2 . 0 4 1 . 8 2 0 . 9 1 0 . 2 5 0 . 5 1 0 . 0 6 - - - - 3 0 1 1 . 1 5 89 .0 3 . 0 6 3 . 8 4 1.3 6 0 . 5 4 0 . 7 7 0 . 1 3 0 . 4 9 0 . 0 4 - -

4 0 1 4 . 8 8 1 5 2 4 . 0 8 6 . 6 0 1 . 8 2 0 . 9 1 1 . 0 2 0 . 2 2 0 . 6 5 0 . 0 8 - -

5 0 - - 5 . 1 1 9 . 9 0 2 . 2 7 1 . 3 6 1 . 2 8 0 . 3 4 0 . 8 2 0 . 1 1 0 . 5 7 0 . 0 4

6 0 - - 6 . 1 3 13 .9 2 . 7 2 1 . 9 2 1 . 5 3 0 . 4 7 0 . 9 8 0 . 1 6 0 . 6 8 0 . 0 6

7 0 - - 7 . 1 5 18 .4 3 . 1 8 2 . 5 7 1 . 7 9 0 . 6 3 1 . 1 4 0 . 2 1 0 .7 9 0 . 0 8

8 0 - - 8 . 1 7 23 .7 3 . 6 5 3 . 2 8 2 . 0 4 0 . 8 1 1 . 3 1 0 . 2 7 0 . 9 1 0 . 1 1 9 0 - - 9 . 1 9 29 .4 4 . 0 9 4 . 0 6 2 . 3 0 1 . 0 0 1 . 4 7 0 . 3 4 1 . 0 2 0 . 1 4 1 0 0 - - 10 .2 35 .8 4 . 5 4 4 . 9 6 2 . 5 5 1 . 2 2 1 . 6 3 0 . 4 1 1 . 1 3 0 . 1 7 1 1 0 - - 11 .3 42 .9 5 . 0 0 6 . 0 0 2 . 8 1 1 . 4 6 1 . 7 9 0 . 4 9 1 . 2 5 0 . 2 1

1 2 0 - - 12 .3 5 0.0 5 . 4 5 7 . 0 0 3 . 0 6 1 . 7 2 1 . 9 6 0 . 5 8 1 . 3 6 0 . 2 4

1 3 0 - - 13 .3 58 .0 5 . 9 1 8 . 1 0 3 . 3 1 1 . 9 7 2 . 1 2 0 . 6 7 1 . 4 7 0 . 2 7

1 4 0 - - 14 .3 67 .0 6 . 3 5 9 . 2 0 3 . 5 7 2 . 2 8 2 . 2 9 0 . 7 6 1 . 5 9 0 . 3 2

1 5 0 - - 15 .3 76 .0 6 . 8 2 10 .5 3 . 8 2 2 . 6 2 2 . 4 5 0 . 8 8 1 . 7 0 0 . 3 6

Tabla de perdidas de friccion en tuberiaTabla de perdidas de friccion en tuberiaBombas CentrifugasBombas Centrifugas

SELECCISELECCIÓÓN DEL TAMAN DEL TAMAÑÑO DE LA BOMBAO DE LA BOMBA

qq LIMITE DE CAPACIDADLIMITE DE CAPACIDAD

Limites de capacidad para varias bombasLimites de capacidad para varias bombasTAMAÑO DE LA BOMBA CAUDAL MAXIMO (GPM)

2x3 4503x4 7504x5 11005x6 1600

5x6 Magnun 18006x8 1600

6x8 Magnun 2400

qq POTENCIA REQUERIDA (BHPPOTENCIA REQUERIDA (BHPRR))

••Leer la potencia requerida para el agua en la curva de la bomba.Leer la potencia requerida para el agua en la curva de la bomba.

••La potencia requerida para Fluidos (mayor peso)La potencia requerida para Fluidos (mayor peso)

= [Densidad (= [Densidad (lblb//galgal) / 8.33] x BHP curva) / 8.33] x BHP curva


qq POTENCIA DE LA BOMBAPOTENCIA DE LA BOMBA

SE PUEDE CALCULAR LA POTENCIASE PUEDE CALCULAR LA POTENCIA

SELECCISELECCIÓÓN DEL TAMAN DEL TAMAÑÑO DE LA BOMBAO DE LA BOMBA

GPM x (pies de GPM x (pies de cargacarga)x()x(Gravedad Gravedad Espec.)Espec.)POTENCIA (HP)POTENCIA (HP) =

(3960) ((3960) (EficienciaEficiencia)*)*

GPM x (pies de GPM x (pies de cargacarga)x()x(Gravedad Gravedad Espec.)Espec.)POTENCIA (HP)POTENCIA (HP) =

(3960) ((3960) (EficienciaEficiencia)*)*

GRAVEDAD ESPECIFICA = [Densidad (lb/gal) / 8.33] GRAVEDAD ESPECIFICA = [Densidad (lb/gal) / 8.33]

*DE LA CURVA DE RENDIMIENTO*DE LA CURVA DE RENDIMIENTO

SINO HAY NINGUN VALOR DISPONIBLE USAR 0,75SINO HAY NINGUN VALOR DISPONIBLE USAR 0,75


EN LA SUCCION DE LA EN LA SUCCION DE LA BOMBA HAY QUE:BOMBA HAY QUE:

üü Minimizar las perdidas Minimizar las perdidas porpor friccionfriccion..

üü Reducir Reducir la la entarda entarda de de aireaire

üü Reducir Reducir la la cantidad cantidad de de volumen muerto volumen muerto antes antes de la de la succion porque succion porque este volumen es este volumen es perdidoperdido..

NO RECOMENDADONO RECOMENDADO RECOMENDADORECOMENDADO

DISEDISEÑÑOS DE SUCCION OS DE SUCCION


Las Las curvascurvas de de desempenodesempeno de de unauna bombabomba centrifugacentrifuga esesproducidaproducida porpor el el fabricantefabricante de de pruebaspruebas de de desempedesempeñño y o y muestranmuestran la la relacionrelacion entreentre el el caudal, la caudal, la eficienciaeficiencia, la CANP, la CANPRR y y BHPBHPRR. .

§§A mas A mas cabeza menos cabeza menos caudalcaudal

§§A mas A mas bajabaja cabezacabeza mas caudalmas caudal

§§A mas A mas bajobajo caudal caudal menosmenosHorsepower Horsepower

§§ A mas alto caudal masA mas alto caudal masHorsepowerHorsepower

Curva de desempeCurva de desempeñño de una bombao de una bombaBombas CentrifugasBombas Centrifugas

Curvas de Rendimiento o desempeCurvas de Rendimiento o desempeññooBombas CentrifugasBombas Centrifugas

LEYES DE LEYES DE AFINIDADAFINIDAD

El El rendimientorendimiento de de unauna bombabomba centrifugacentrifuga eses afectadaafectadaporpor el el cambiocambio en en velocidadvelocidad (rpm) o (rpm) o tamatamañño del o del impeller (impeller (diametrodiametro).).

DefinicionesDefiniciones::Q = Caudal IQ = Caudal I\\en gpmen gpmD = D = DiametroDiametro del impeller en del impeller en pulgadaspulgadasH = H = Cabeza Cabeza en piesen piesBHP = BHP = Caballos Caballos de de fuerzafuerzaN = N = VelocidadVelocidad en rpmen rpm


La La Ley Ley de de afinidad para una bombaafinidad para una bomba centrifugacentrifugaCON EL DIAMETRO DEL IMPELLER PERMANECE CON EL DIAMETRO DEL IMPELLER PERMANECE CONSTANTE y la CONSTANTE y la velocidadvelocidad cambia:cambia:

Caudal : QCaudal : Q11 ÷÷ QQ22 = N= N1 1 ÷÷ NN22

EjemploEjemplo: @ 1,750 rpm y 100 gpm, : @ 1,750 rpm y 100 gpm, Cual esCual es el el caudal a 3,500 rpm?caudal a 3,500 rpm?

100 100 ÷÷ QQ22 = 1,750= 1,750 ÷÷ 3,5003,500QQ22 = 200 gpm= 200 gpm

LEYES DE AFINIDADLEYES DE AFINIDADBombas CentrifugasBombas Centrifugas

CabezaCabeza: H: H11 ÷÷ HH22 = (N= (N11))22 ÷÷ (N(N22))22

EjemploEjemplo: @ 100 pies de : @ 100 pies de cabezacabeza y 1,750 rpm, y 1,750 rpm, CualCual eses la la cabezacabeza a 3,500 rpm?a 3,500 rpm?

100 100 ÷÷ HH22 = (1,750)= (1,750)22 ÷÷ (3,500)(3,500)22

HH22 = 400 ft= 400 ft

PotenciaPotencia: BHP: BHP1 1 ÷÷ BHPBHP22 = (N= (N11))33 ÷÷ (N(N22))33

EjemploEjemplo: @ 5 BHP y 1,750 rpm, : @ 5 BHP y 1,750 rpm, Cuantos CaballosCuantos Caballos de de fuerza fuerza son son requeridosrequeridos a 3,500 rpm?a 3,500 rpm?

5 5 ÷÷ BHPBHP22 = (1,750)= (1,750)33 ÷÷ (3,500)(3,500)33

BHPBHP22 = 40= 40

LEYES DE AFINIDADLEYES DE AFINIDAD


LaLa LeyLey dede afinidad para una bomba afinidad para una bomba centrifugacentrifuga CON LA VELOCIDAD CONSTANTE CON LA VELOCIDAD CONSTANTE y el y el cambiadocambiado el impeller:el impeller:

Caudal: QCaudal: Q11 ÷÷ QQ22 = D= D1 1 ÷÷ DD22

Example: @ 100 gpm con un Impeller 8Example: @ 100 gpm con un Impeller 8””, , Cual Cual es es el caudal con un impeller 6el caudal con un impeller 6””??

100 100 ÷÷ QQ22 = 8= 8 ÷÷ 66QQ22 = 75 gpm= 75 gpm



CabezaCabeza: H: H11 ÷÷ HH22 = (D= (D11))22 ÷÷ (D(D22))22

EjemploEjemplo: @ 100 ft of : @ 100 ft of cabezacabeza y un Impeller 8y un Impeller 8””, , Cual es Cual es la la cabeza cabeza a un impeller 6a un impeller 6””??

100 100 ÷÷ HH22 = (8)= (8)22 ÷÷ (6)(6)22

HH22 = 56.25 ft= 56.25 ft

PotenciaPotencia: BHP: BHP1 1 ÷÷ BHPBHP22 = (D= (D11))33 ÷÷ (D(D22))33

EjemploEjemplo : @ 5 BHP con un Impeller 8: @ 5 BHP con un Impeller 8””, , Cuantos Cuantos caballos caballos son son requeridos requeridos con un impeller 6con un impeller 6””??

5 5 ÷÷ BHPBHP22 = (8)= (8)33 ÷÷ (6)(6)33

BHPBHP22 = 2.1= 2.1



APLICACIONES DE LA BOMBAS CENTRIFUGASAPLICACIONES DE LA BOMBAS CENTRIFUGAS

qq HIDROCICLONESHIDROCICLONES

•• Carga requeridas 75Carga requeridas 75--90 pies (proveedor)90 pies (proveedor)

••Volumenes requeridos 500Volumenes requeridos 500--1500 gpm1500 gpm

••TamaTamañño de la bomba 5x6 o 6x8 a 1750 rpmo de la bomba 5x6 o 6x8 a 1750 rpm

••Problema comunProblema comun Presion de carga inferior a la deseada resulta en una Presion de carga inferior a la deseada resulta en una reduccion en la velocidad del fluido dentro del cono reduccion en la velocidad del fluido dentro del cono y por tanto punto de corte mas grueso.y por tanto punto de corte mas grueso.

qq DESGASIFICADORESDESGASIFICADORES

•• Carga requeridas 75 pies (Minimo)Carga requeridas 75 pies (Minimo)

••Volumenes requeridos 700 gpmVolumenes requeridos 700 gpm

••Problema comunProblema comun Presion de carga inferior a la deseada resulta en un Presion de carga inferior a la deseada resulta en un volumen de lodo cortado por gas tratado volumen de lodo cortado por gas tratado disminuyendo eficiencia al proceso.disminuyendo eficiencia al proceso.


qq Agitacion del lodoAgitacion del lodo

•• Carga requerida 70 pies (proveedor)Carga requerida 70 pies (proveedor)

••Volumenes requeridos 600Volumenes requeridos 600--900 gpm*900 gpm*

* Una tobera de 1 * Una tobera de 1 1/16 pulgadas producira 150 gpm a una carga de 70 pulgadas producira 150 gpm a una carga de 70 pies.pies.

APLICACIONES DE LA BOMBAS CENTRIFUGASAPLICACIONES DE LA BOMBAS CENTRIFUGAS


MÉTODOS PARA EVALUAR LA EFICIENCIA DE LOS EQUIPOS DE

CONTROL DE SÓLIDOS

1. EVALUACIÓN EXPERIMENTAL PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE SÓLIDOS EN EL Fluido DE ACUERDO AL PESO

2. CALCULO DEL DIAMETRO PROMEDIO DEL HUECO POR WASHOUT

3. CALCULO DE LOS SÓLIDOS GENERADOS POR EL HUECO POR HORA / SECCION

4. EVALUACION DE LA EFICIENCIA DEL EQUIPO DE CONTROL DE SÓLIDOS. (API, PRACTICA 13C)

5. EVALUACION DE LA EFICIENCIA DE LOS CONOS DE LOS HIDROCICLONES.

1. EVALUACIÓN EXPERIMENTAL PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE SÓLIDOS EN EL Fluido DE ACUERDO AL PESO


CONTROL DE SÓLIDOS

2. CALCULO DEL DIAMETRO PROMEDIO DEL HUECO POR WASHOUT.

Es de gran importancia conocer el diámetro real del hueco por derrumbamiento de las paredes. Para calcular el volumen aproximado de cortes generados por el hueco, hay dos formas para calcular el diámetro del washout: por incremento del área y por incremento del diámetro.

Para calcular el diámetro promedio en un intervalo determinado, se toma el porcentaje de washout promedio para ese intervalo.

Diámetro del Washout (pulgadas) = {Diametro2 * (1 + % Washout)} ½

Diámetro del Washout (pulgadas) = Diámetro (pulgadas) * ( 1 + %washout )


CONTROL DE SÓLIDOS

3. CALCULO DE LOS SÓLIDOS GENERADOS POR EL HUECO POR HORA.

V sólidos (bls/hr) = {Diámetro del Washout (pulgadas)}2 * Rata promedio (Pies / Hora) / 1029

Nota: Con esta ecuación se puede determinar el volumen de sólidos generados en una sección.


CONTROL DE SÓLIDOS

4. EVALUACION DE LA EFICIENCIA DEL EQUIPO DE CONTROL DE SÓLIDOS. (API, PRACTICA 13C)

El siguiente es el método API de campo para evaluar la eficiencia de separación de sólidos en el equipo de control de sólidos, usando un fluido de perforación y considerando que el porcentaje de sólidos de baja gravedad especifica se mantiene constante y que no hay perdidas de fluido mayores por el equipo de control de sólidos.

§ De una longitud de intervalo deseada (Long) en pies, obtenga diámetro del hueco (Diam) en pulgadas, el agrandamiento del hueco (Washout) en fracción y el porcentaje de sólidos de baja gravedad especifica (%LGS)

§ Calcule el volumen de Fluido construido (VFluido) necesario para llenar el hueco recién perforado y diluir el Fluido para así mantener los LGS constantes.


CONTROL DE SÓLIDOS

• Calcule el volumen de sólidos de perforación contenidos en el Fluido (Vsólidos) debido a un intervalo perforado, utilizando el diámetro del washout por agrandamiento del hueco (Diámetro del Washout).

Vsólidos (Bbls) = Diámetro del Washout 2 * Long / 1029

• Calcule el volumen de dilución requerido si los sólidos no hubieran sido removidos (Vdilución), suponiendo una eficiencia de 0% del equipo de control de sólidos.

Vdilución = Vsólidos / (%LGS / 100)

• Calcule el factor de dilución (Fdilución)

Fdilución = VFluido / Vdilución

Calcule la eficiencia de remoción total de sólidos (Etotal)

Etotal = 1 - Fdilución


CONTROL DE SÓLIDOS

5. EVALUACION DE LA EFICIENCIA DE LOS CONOS DE LOS HIDROCICLONES.

PROCEDIMIENTO

La siguiente es una tabla que muestra los parámetros bajo los cuales debe funcionar un hidrociclón dependiendo del diámetro del cono.


CONTROL DE SÓLIDOS

• Para determinar la descarga total de sólidos por un cono, se utiliza un embudo o un jarro de ¼ de galón que puede ser el mismo usado para hallar la viscosidad plástica.

• Calcular el tiempo en segundos que dura el embudo en llenarse con sólidos de la descarga de uno de los conos (Tiempo Descarga)

• Hallar el peso en libras por galón de la descarga de sólidos (Densidad)

• Hallar el caudal de descarga de sólidos removidos por el cono en libras por hora (Caudal Removido), utilizando la siguiente ecuación cada cono independientemente, es decir:

Rata de descarga (Lbs/hr) = Dmuestra (Lbs/gal) * 900 * # de conos / T muestra (seg)


CONTROL DE SÓLIDOS

EVALUACION

• Hallar las densidades del Fluido o sólidos en cada uno de los conos del hidrociclón (Densidad) y su respectivo caudal de descarga (Caudal Removido) para tener una evaluación comparativa de la eficiencia de los conos:

• Si las (Densidad)1 = (Densidad)2 en dos conos evaluados, entonces el cono que tenga el mayor caudal tendrá la mayor eficiencia, dado que un mayor volumen de sólidos esta siendo removido a la misma relación liquido / sólido.

• Si los (Caudal Removido) 1 = (Caudal Removido) 2 en dos conos evaluados, entonces el cono que tenga la mayor densidad será el que tenga mayor eficiencia, dado que más sólidos y menos liquido esta siendo removidos al mismo caudal de descarga.


CONTROL DE SÓLIDOS

1. Áreas de tanques

1.1 Sistema de tratamiento

1.2 Tanque de Viaje

2. Sistema de Ecualización

2.1 Líneas de ecualización

3. Sistema de agitación

3.1 Agitadores

3.2 Pistolas

Tanques de FluidosTanques de Fluidos

• Ni muy grande ni muy pequeño

• Ni somero ni muy profundo

• Ni tan angosto ni tan amplio

• Bien Agitado

Minima Area de Superficie (MADS):MADS(ft2)=Máximo Flujo a manejar (gpm)/40

AREA DE TANQUES

Debe ser:TRAMPA DE

ARENA

31 BBLS

SUCCION DESGASIFICADOR

94 BBLS

SUCCION DESANDER

31 BBLS

SUCCION MUD CLEANER

81 BBLS

SUCCION CENTRIFUGAS

84 BBLS

TANQUE DE PILDORA

43 BBLS

TANQUE DE RESERVA

180 BBLS

TANQUE DE SUCCION

127 BBLS

TANQUE DE MEZCLA

169 BBLS

TANQUE DE COLIDES

84 BBLS


Flexible entrada de fluídos.

Equalizadores en el fondo.

Buena disposición para la adición y mezcla.

Ubicación de bomba de succión.

Válvulas para desechar Fluido/sólidos.

No debe existir equipo de control de sólidos alli.

SECCION DE TRATAMIENTO / ADICION


Debe tener el mismo peso del Fluido del hueco.Debe haber continua variación de Fluido entrando y saliendo. Es conveniente medir y registrar la cantidad de Fluidonecesitado para llenar el hueco. Aproximadamente la altura varia un pie por cada barril.

TANQUE DE VIAJE


SISTEMA DE EQUALIZACION: LINEAS DE EQUALIZACION

• Son requeridas entre los compartimientos y cada uno de los tanques del sistema activo.

• Permiten el constante flujo de los fluidos, manteniendo constante el nivel de los líquidos entre los tanques o compartimientos


SISTEMA DE EQUALIZACION: LINEAS

• Son recomendados entre el tanque de mezcla y el de succión.

• Entre otros tanques deben ser ecualizadores de tipo de fondo o bajos.

• La completa ecualización a través de todo el sistema mantendrá constante

los niveles en los tanques, eliminando la posibilidad de niveles bajos en la

succión que puedan causar cavitación en las bombas centrifugas.

• El tamaño debe ser de mínimo 10 pulgadas de diámetro con el fin de evitar

taponamientos y condiciones turbulentas de flujo.

Diámetro (pulg) = ( Galonaje Máximo (gpm) / 15 )


Ubicacion EqualizacionSalida de la trampa de Arena AltoDesgasificador AltoDesarenador BajoDesarcillador BajoCentrifugas Alto (Ajustable)Mezcla - Adicion BajoMezcla - Succion Bajo

SISTEMA DE EQUALIZACIONEn la siguiente tabla se recomienda la ecualización que se debetener:


• Son necesarios en todos los tanques con excepción de la

trampa de arena

• Permiten una uniforme suspensión de los sólidos y disminuyen

el asentamiento de estos en las esquinas de los tanques.

• El tamaño y tipo de agitador esta definido por el diseño de los

tanques

• La ubicación de los bafles en las esquinas de los tanques es

necesario para disminuir el problema de asentamiento de los

sólidos.

Sistemas de Agitación : AGITADORES


lDistancia al fondoance from bottom (axial f 1/3 - 3/4 x diámetro cuchilla

lCuchillas con inclinación.


PATRON DE FLUJO AXIAL


lDistancia al fondoance from bottom (axial fLo mas cerca posible

lCuchillas planas.


PATRON DE FLUJO RADIAL



INSTALACION DE BAFLES



EFECTO DE LA TUBERIA EN LA AGITACION


Sistemas de Agitación : Pistolas


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Curso Control de Solidos