INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE COSAMALOAPAN.

TEMA: SISTEMA DE CIRCULACION.INTEGRANTES:

ANGEL TOVAR MENDEZJOVANY MOTA CONTRERA

ELI ISRAEL SAAVEDRA RAMOS.JAIME ANDRES CASANOVA GARCIA.

CATEDRATICO: ING. MAY TONY REYES LOPEZ

ING. DE ELEMENTOS DE PERFORACION.GRUPO : 707-AB

SEPTIEMBRE DEL 2014.

INTRODUCCION.

La perforación de pozos en busca de hidrocarburos es un área de la Ingeniería Petrolera que a su vez se subdivide en otras aéreas, que debido a su especialización y estudio conforman un vasto sistema de conocimientos.

Uno de los componentes o sistemas que conforman la perforación de pozos, es el Sistema de Circulación de Fluidos de Perforación. La principal función del sistema de circulación es de hacer circular el fluido de perforación hacia el interior y fuera del pozo con el propósito de remover los recortes de roca del fondo del pozo a medida que se perfora, además de proveer un medio para controlar el pozo y las presiones de formación mediante el fluido de perforación.

La función principal del sistema de circulación, es la de extraer los recortes de roca del pozo durante el proceso de perforación. El sistema esta compuesto por equipo superficial y sub superficial como se muestra en la siguiente figura:

Sub superficial

SISTEMA DE CIRCULACION.

FIG. 1. SISTEMA DE CIRCULACION.

El equipo superficial esta compuesto por:

Las bombas Las presas de lodo (descarga, de asentamiento y la de succión) El stand Pipe, swivel y flecha El equipo de control de sólidos El desgasificador Temblorina

El equipo sub superficial esta compuesto por:

Tubería de perforación Los preventores Lastrabarrenas Barrena El pozo mismo

Presas

Temblorina

Stand pipeBombas de lodo

Eliminador de sólidos

COMPONENTES DEL EQUIPO SUPERFICIAL Y SUBPERFICIAL.

Fig. 2.- equipo superficial

En la industria petrolera se utilizan dos tipos de bombas:

Bomba duplex.- Estas bombas se caracterizan por estar constituidas de dos pistones y manejar altos gastos pero baja presión de descarga. Son de doble acción, o sea que bombean el fluido en los dos sentidos. En la actualidad estas bombas se utilizan en los equipos que reparan pozos ó en perforación somera. La presión máxima recomendada de trabajo para estas bombas es de 3,000 lb/pg2.

Bomba triplex.- Están constituidas por tres pistones de acción simple y se caracterizan por manejar altas presiones de descarga y altos gastos y son de fácil mantenimiento. Estas bombas son las más utilizadas en la industria petrolera.

Las bombas.- El componente más importante en el sistema de circulación es la bomba de lodos y la potencia hidráulica suministrada por ésta, ya que de esto dependerá el gasto y la presión requeridas para una buena limpieza del pozo.

HHPb = donde:P Q

1714 Eb

HHPb potencia hidráulica de salida en los motores en (HP)P presión de descarga de la bomba en (lb/pg2)Eb eficiencia mecánica de la bomba (0.85)Q gasto de la bomba en (gal/min)

BOMBAS

Las bombas triplex presentan algunas ventajas sobre las duplex: Pesan un 30% menos que las duplex.

Manejan alta presión y alto volumen.

Son de fácil mantenimiento.

Resultan menos costosas

BOMBAS

Fig.3.- Bomba triplex

Camisa

Vástago

Cámara de pulsaciones

Pistón

Válvulas

Entrada

Salida

A mayor diámetro de camisa mayor gasto > Dc > Q

A mayor diámetro de pistón menor presión > d < P

Partes de una bomba

BOMBAS

Fig.3.1.- Componentes de una bomba.

Existe otro tipo de bombas en los equipos de perforación, comúnmente llamadas centrifugas, estas bombas son mucho mas pequeñas que las anteriores, la presión de trabajo es de solo unas cuantas libras aunque el gasto puede llegar a los 100 gal/min.

Estas bombas son utilizadas para:

• Preparar el lodo en el pozo.

• Distribuir el agua en el equipo.

• Como precarga de las bombas de lodo.

• En la preparación de baches.

• Abasteciendo de agua en las cementaciones.

• Para la limpieza del equipo.

BOMBAS

Fig.3.2.- Bomba Centrifuga.

El gasto que proporciona una bomba dependiendo de sus componentes y de su eficiencia volumétrica se obtiene con las siguientes ecuaciones:

Qbd = 0.0068 (2d2p – d2

r) Lc Eb Ne

Qbt = 0.0102 (d2p ) Lc Eb Ne

Qbd gasto de la bomba duplex en (gal/min)Qbt gasto de la bomba triplex en (gal/emb)dp diámetro del pistón en (pg)

dr diámetro del vástago en (pg)

Lc longitud de la camisa en (pg)Eb eficiencia volumétricaNe número de emboladas por min

Duplex

Triplex

BOMBAS

Si las bombas no trabajan de forma eficiente proporcionando el gasto de lodo y la presión adecuada se pueden presentar los siguientes problemas:

Limpieza inadecuada del pozo.

Disminución en la velocidad de penetración.

Atrapamiento de la sarta de perforación.

Incremento en el costo del pozo.

BOMBAS

Fig.3.3.- Atrapamiento de la barrena

Presas3

2

1

En la actualidad las presas de lodo son recipientes metálicos utilizados para el almacenamiento y tratamiento del lodo de perforación. Generalmente se utilizan tres presas conectadas entre sí, con la capacidad suficiente para almacenar cuando menos 1.5 veces el volumen total del pozo.

Presa 1.- Es conocida como presa de descarga ya que en ella es donde descarga el pozo, es aquí donde se instala la temblorina para eliminar los recortes de mayor tamaño (40 micras).

Presa 2.- Es conocida como presa de asentamiento, es aquí donde se le da tratamiento al lodo y se instala el equipo de control de sólidos para eliminar los sólidos de menor tamaño.

Presa 3.- Es conocida como presa de succión porque de aquí la bomba de lodos succiona el lodo para enviarlo al pozo.

PRESAS DE LODO.

Fig.4.- Presas de lodo.

Además de las presas reglamentarias existen otras presas.

Presa de reserva.- Presa utilizada para almacenar lodo cuando se ha presentado una perdida de circulación y para mantener lodo de baja o alta densidad.

Presa de baches .- Como su nombre lo indica es una presa utilizada para preparar pequeños volúmenes de baches como:

Bache despegador Bache de lodo pesado Bache de lodo viscoso Bache testigo

PRESAS DE LODO.

Prof. Ing. Israel López Valdez

El stand pipe.- Es una pieza tubular fijada a una pierna del mástil, en el extremo inferior se conecta con la descarga de la bomba y en el extremo superior se conecta a una manguera flexible de alta presión.

Manguera flexible

Cuello de ganso y swivel.- El cuello de ganso es una pieza tubular que une a la manguera flexible con el swivel. El swivel se conecta en su parte inferior con la flecha o kelly y nos permite girar la sarta de perforación mientras se circula.

Manguera

Cuello de ganso

Swivel

STAND PIPE.

Fig.5.- Stand pipe. Fig.5.1.- Cuello de ganso

La temblorina es el primer equipo utilizado para el control de los sólidos producto de la perforación, se instala sobre la presa de descarga, consta de una malla que es vibrada mediante un motor. El tamaño de las partículas retenidas depende del tamaño de la malla utilizada, generalmente retiene partículas mayores de 40 micras.Para la eliminación de partículas mas pequeñas se utilizan los hidrociclones y centrifugadoras.

Si los sólidos no son eliminados con efectividad pueden ocasionar los siguientes problemas:

Aumento en la densidad del lodo.

Reducción en la velocidad de penetración.

Daño al equipo superficial de circulación.

Pegaduras por presión diferencial.

Aumento de viscosidad.

Perdidas de circulación.

Temblorina

EQUIPO DE CONTROL DE SOLIDOS.

Fig.6.- Temblorina.

Para el control de sólidos existe una variedad de equipos que se clasifican en base al tamaño de partícula que pueden eliminar o retener. Estos equipos son instalados inmediatamente después de la presa de descarga o de la de asentamiento.

Hidrociclon

Existen en diferentes tamaños

Eliminan partículasDe 40 a7 micras

Centrifuga

Remueve partículasde 7 a 5 micras

La barita tiene 7 micras

Presa de asentamiento

EQUIPO DE CONTROL DE SOLIDOS.

Fig.6.2.-Centrifuga de decatacion.Fig.6.1.-Hidrociclon.

Prof. Ing. Israel López Valdez

El equipo desgasificador es de suma importancia, ya que a menudo se perforan formaciones con algún contenido de gas, el cual al ser incorporado al lodo disminuye la densidad del mismo ocasionando inestabilidad y reventones en el pozo.

Los problemas principales ocasionados por una ineficiente eliminación del gas en el lodo son:

Disminución en la densidad del lodo de perforación.

Aportación de fluidos de la formación perforada.

Reventones.

Contaminación del lodo de perforación.

Inestabilidad del agujero perforado.

DESGASIFICADOR.

Fig.7.- Equipo desgasificador.

Además del equipo mencionado anteriormente, existe el equipo auxiliar que nos permite mantener en optimas condiciones el lodo de perforación e incrementar las condiciones de seguridad. Estos equipos son:

Agitador Totalizador de volumen Tanques de barita

Para evitar la depositacion de los sólidos y mantener el lodo de perforación en condiciones homogéneas.

Para monitorear el volumen total del lodo de perforación, nos indica cuando se presenta un aumento o disminución del volumen.

Son utilizados para el almacenamiento de la barita en el pozo, son tanques presurizados.

EQUIPO AUXILIAR.

Fig.8.- Equipo auxiliar.

CONCLUCION.

Todos los fluidos utilizados durante la perforación de un pozo, son los clasificados como fluidos de perforación; termino que están restringidos a los fluidos que circulan a través del hoyo y que poseen características físicas y químicas apropiadas que por circulación remueven los recortes de formación del hoyo en perforación del pozo en operaciones de reacondicionamiento. Puede ser aire o gas, petróleo y combinaciones de agua y aceite con diferentes contenidos de solidos. No debe ser toxico, corrosivo ni flaméale, pero si inerte a las contaminaciones de sakes o minerales y a demás, establece a las temperaturas.

BIBLIOGRAFIA.   http://seminarioluzpetroleo.files.wordpress.com/2012/11/sistema-de-circulacio3b3n.pdf

http://www.utexas.edu/ce/petex/digital/elearning/circulating-system-es

ANEXOS.

¿Cuales son los fluidos mas utilizados en la perforación?R= Base agua, base aceite y base aire comprimido.

¿Cual es la función principal del sistema de circulación?R= Es extraer los recortes de la formación del pozo durante el proceso de perforación.  ¿Cuántos tipos de bombas existen y cuales son?Dúplex y triplex.