Curso Control de Solidos MI SWACO

CONTROL DE SOLIDOS

Curso de Control de Slidos

12 al 13 de Febrero del 2004

FLUIDOS Y CORTES DE PERFORACION

1. Fluido de Perforacin

2. Funciones de los Fluidos

3. Propiedades de los Fluidos

4. Clases de Fluidos

5. Mtodos de control de slidos

6. Clasificacin de los slidos

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

8. Configuraciones de los equipos de control de slidos

FLUIDOS DE PERFORACION

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

LOS SLOS SLIDOS 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 Perforacinde Perforacin

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 PerforacinFluidos y Cortes de Perforacin

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 galn) 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 slidos: lidos:

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


qq FiltraciFiltracin y Torta: n y Torta:

Es la pEs la prdida de fluido a travrdida de fluido a travs del tiempo (Volumen s del tiempo (Volumen de filtrado / Tiempo de filtracide filtrado / Tiempo de filtracin). 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 presin y n y temperatura. La torta es el resultado final de temperatura. La torta es el resultado final de filtracifiltracin que queda al pasar el ln que queda al pasar el lquido por el filtro quido por el filtro de papel a preside papel a presin 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 slida 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 slidos mayor serlidos mayor ser 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 elelctricas o la capacidad de acarreo del Fluido por ctricas o la capacidad de acarreo del Fluido por rea 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 viscosmetro metro



qq Viscosidad PlViscosidad Plsticastica (VP)(VP): :

Es la resistencia al flujo debido al tamaEs la resistencia al flujo debido al tamao, forma y o, forma y nnmero de partmero de partculas. Se mide en el laboratorio por culas. Se mide en el laboratorio por medio del viscosmedio del viscosmetro y la unidad es el metro y la unidad es el centipoisecentipoise..

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



qq Resistencia de Resistencia de GelGel: :

Es la consistencia Es la consistencia tixotrtixotrpicapica 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 partculas en suspensiculas en suspensin cuando no n cuando no exista circulaciexista circulacin. 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 mtodo todo colorcolormetrico o directamente por pH metrico o directamente por pH metro, es metro, es adimensional.adimensional.



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

Es la capacidad total de absorciEs la capacidad total de absorcin de las arcillas n de las arcillas (bentonita + arcilla de formaci(bentonita + arcilla de formacin). Se mide por el n). Se mide por el mmtodo 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 formacin entrando al pozo y n entrando al pozo y contaminacicontaminacin por cemento y yeso. Se mide por n por cemento y yeso. Se mide por medio de reactivos qumedio de reactivos qumicos en el laboratoriomicos en el laboratorio..



Los Fluidos de PerforaciLos Fluidos de Perforacin se clasifican segn se clasifican segn n la naturaleza de la fase lla naturaleza de la fase lquida en cuatro quida en cuatro grandes grupos principales:grandes grupos principales:

Fluidos Base Agua Fluidos Base Agua Fluidos agua bentonitaFluidos agua bentonitaFluidos 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



Fluidos Base Aceite Fluidos Base Aceite

Emulsiones InvertidasEmulsiones Invertidas

Fluidos NeumFluidos Neumticosticos Aire Seco Aire Seco

Niebla Niebla

Fluidos aireadosFluidos aireados

EspumaEspuma

CLASES DE FLUIDOSCLASES DE FLUIDOS


oo DILUCION DILUCION

La diluciLa dilucin reduce la concentracin reduce la concentracin de sn de slidos perforados adicionando un lidos perforados adicionando un volumen al Fluido de perforacivolumen al Fluido de perforacin. n.

oo DESPLAZAMIENTODESPLAZAMIENTO

Es la remociEs la remocin 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 separacin de partn de partculas sculas slidas 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 especfica de los sfica de los slidos y el llidos y el lquido. Depende del quido. Depende del tamatamao de parto de partculas, 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 seccin de remocin de remocin 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 slidos grandes que puedan ocasionar lidos grandes que puedan ocasionar

taponamientos en los taponamientos en los hidrocicloneshidrociclones. Estos grandes s. Estos grandes slidos 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..

DiseDiseo:o:Pendiente en el fondo con mPendiente en el fondo con mnimo 30nimo 3000 o mo ms.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 vlvula de lvula de descarga (12descarga (12 o mayor). o mayor).



oo SEPARACION MECANICASEPARACION MECANICA

SeparaciSeparacin selectiva de los sn selectiva de los slidos perforados del Fluido por lidos perforados del Fluido por diferencias de tamadiferencias de tamao y masa. Hay varios tipos de equipos o y masa. Hay varios tipos de equipos los cuales son diselos cuales son diseados para operar eficientemente bajo ados para operar eficientemente bajo condiciones especificas. condiciones especificas.

El objetivo de diseo de cualquier equipo de control de slidos El objetivo de diseo de cualquier equipo de control de slidos es alcanzar, paso a paso, la remocin progresiva de los slidos es alcanzar, paso a paso, la remocin progresiva de los slidos perforados. Esto permite que cada equipo optimice el perforados. Esto permite que cada equipo optimice el desempeo del equipo siguiente. Adems, el sistema debe desempeo del equipo siguiente. Adems, el sistema debe tener la habilidad para diferenciar entre los slidos perforadostener la habilidad para diferenciar entre los slidos 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 &

ClasificaciClasificacinn API del API del tamatamaoo de de loslos sslidoslidos


BENTONITA SOLIDOS PERFORADOS

BARITE

ALTA BAJABARITE BENTONITA

HEMATITA SOLIDOS PERFORADOS

ARCILLA

ARENAISCA, ETC.

ClasificaciClasificacinn API del API del tamatamaoo de de loslos sslidoslidos


ACTIVOS INERTES

BENTONITA

ARCILLAS

GUMBO

ARENISCA

LIMO

GRANITO

ARENA BENTONITA

ClasificaciClasificacinn de de loslos sslidoslidos


15 86 97432

10

5 86 97432

100

5 86 97432

1000

5 86 97432

10000

1 Micrn () 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

Micrn

ScreenMesh

LIMOt ARENA CUARZOARENA FINA

BariteCEMNETO ULTARFINO

CEMENTO ESTANDAR

GRAVA

CENTRIFUGAS

HIDROCICLONES

TEMBLORINA

DIAMETRO DE PARTICULADIAMETRO DE PARTICULA

TamaTamaoo de de laslas partpartculasculas / / PuntosPuntos de de cortecorte


EfectoEfecto del del tamatamaoo de la de la partpartculacula en la en la viscosidadviscosidad


100050010050

0

Particle Size

()

Linear Shaker: 74

D / Sander: 44

D / Silter: 25

Centrifuge: 5 to 10

Scalping Shakers: 600

Dewatering Unit: 0 to 10

PuntosPuntos de de cortecorte en en equiposequipos de control de de control de sslidoslidos


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


qqConfiguraciConfiguracinn FluidoFluido DensificadoDensificado hastahasta 12 ppg12 ppgConfiguracionesConfiguraciones del del EquipoEquipo de Control de de Control de SSlidoslidos


qqConfiguraciConfiguracinn FluidoFluido DensificadoDensificado mayor de 12 ppgmayor de 12 ppgConfiguracionesConfiguraciones del del EquipoEquipo de Control de de Control de SSlidoslidos


TemblorinasTemblorinas

1 Componentes bsicos2 Principios de Operacin3 Normas de Vibracin3.1 Movimiento Circular3.2 Movimiento Lineal3.3 Movimiento Elptico Asimtrico3.4 Movimiento Elptico Simtrico4. Dinmica de Vibracin5 Configuracin de la cubierta5.1 Sistemas de Temblorinas5.2 Manifolds de Distribucin6. Fallas Averas7. Reglas y cuidados operacionales8. Ventajas y Desventajas9. Mantenimiento

Control de SlidosControl de Slidos

EL DESEMPEO DE LAS Temblorinas DETERMINA LA EFICIENCIA TOTAL DEL

EQUIPO DE CONTROL DE SOLIDOS.

UN POBRE DESEMPEUN POBRE DESEMPEO AQUI NOO AQUI NO

PUEDE SER REMEDIADO MAS TARDEPUEDE SER REMEDIADO MAS TARDE

Temblorinas

Control de Control de SlidosSlidos

Principio de OperacinLas Temblorinas es el nico aparato removedor de slidos que hace una separacin basado en el tamao fsico de las partculas.

La operacin de la zaranda es funcin de: Norma de la vibracin

Dinmica de la Vibracin

Tamao de la cubierta y su configuracin

Caractersticas de las mallas(Mesh & Condicin superficie)

Reologa del Fluido (Especialmente Densidad y Viscosidad)

Ritmo de carga de Slidos (ROP,GPM y Dimetro del hueco)


LinealLineal

ElpticoElptico

CircularCircular

Hay tres tipos comunes de movimiento que pueden ser usados:

Normas de Vibracin

La Posicin de los vibradores determina el patrn de Vibracin.


Movimiento Circular

Normas de Vibracin

- Su canasta se mueve en un movimiento circular uniforme

- Patrn de Vibracin Balanceado

- Diseo Horizontal (Capacidad limitada)

- Transporte rpido y mayores fuerzas Gs.

- Recomendados en Temblorinas primarias para remover slidos 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

Normas de Vibracin

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

- Angulo de esta lnea de movimiento es normalmente a 45-50 grados en relacin a la superficie de la zaranda para obtener un transporte de slidos mximo.

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

- Patrn de Vibracin Balanceado dinmicamente. La fuerza neta en la canasta es cero excepto a lo largo de la lnea 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 Rpido de Ajuste Rpido de ngulo.ngulo.


Cambio Rpido en Cambio Rpido en mallas por sus mallas por sus tensionadorestensionadores..

Brandt ATL - 1000


Normas de VibracinMovimiento Elptico

q Movimiento Elptico Desequilibrado

- Patrn de Vibracin Desbalanceado. Diferentes tipos de mov. sobre su canasta.

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

- Operada con inclinacin hacia la descarga de slidos diminuyendo la capacidad.

- Vibradores no rotan en el centro de gravedad de la zaranda aplicndose 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 retencin y pobre separacin

Zaranda Movimiento Elptico Asimtrico


Movimiento Elptico

Normas de Vibracin

q Movimiento Elptico Equilibrado

- Su canasta se mueve en un movimiento Elptico 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 operacin 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


Dinmica de Vibracin

La masa de los contrapesos y la frecuencia determina la dinmica de la vibracin.

Gs = [Stroke (in) x RPM2] / 70400

v Aceleracin

La mayora de las Temblorinas operan con fuerzas Gs 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 aceleracin.

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


Indicador de Movimiento

Dinmica de Vibracin

Movimiento Lineal: Busque una Movimiento Lineal: Busque una forma de ocho. Los dos crculos forma de ocho. Los dos crculos deberan apenas tocarse en un deberan apenas tocarse en un punto. Se trata del dimetro que punto. Se trata del dimetro que ms se aproxima a la longitud ms se aproxima a la longitud de la carrera.de la carrera.CORRECTOCORRECTO INCORRECTOINCORRECTO

Movimiento Circular: Busque Movimiento Circular: Busque un crculo con un pequeo un crculo con un pequeo punto en el centro. El crculo punto en el centro. El crculo en el indicador debera girar en el indicador debera girar alrededor de su dimetro. Se alrededor de su dimetro. Se trata del dimetro que ms se trata del dimetro que ms se aproxima a la longitud de la aproxima a la longitud de la carrera.carrera.

CORRECTOCORRECTO INCORRECTOINCORRECTO

Indicador de Movimiento - Longitud de la carrera

Dinmica de Vibracin

ANALISIS COMPUTARIZADO DE MOVIMIENTO

Dinmica de Vibracin

ANALISIS COMPUTARIZADO DE MOVIMIENTO

Dinmica de Vibracin

Desplazamiento Horizontal y Vertical

Fuerza G Velocidad del Motor Fase del Angulo Aceleracin

Estudio de Dinmica de Vibracin

Movimiento Elptico Desequilibrado


Movimiento Circular


Movimiento Lineal


Movimiento Elptico Equilibrado


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

Optimizacin de la operacin de la temblorina

Provee razones para proceder con investigacin 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 Dinmica de Vibracin

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


Los vibradores de las temblorinas giran Los vibradores de las temblorinas giran normalmente con RPMs entre 1200 a 1800 a 60Hz.normalmente con RPMs entre 1200 a 1800 a 60Hz.

La 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 relacin inversa con los RPM.en relacin inversa con los RPM.

Dinmica de Vibracin

Dinmica de Vibracin

v Frecuencia (RPM)

Los vibradores de las Temblorinas giran normalmente con RPMs entre 1200 a 1800 a 60Hz.

Pruebas de laboratorio han demostrado mejoramiento en la capacidad de flujo en presencia de slidos a baja RPMs (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 prolongacin del golpe varia en forma inversa con los RPM.

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


Configuracin de la Cubierta

La cubierta de ngulo ajustable se creo para optimizar el procesamiento de fluido y variar la accin de transporte y secado de los cortes.

DerrickDerrick FloFlo--LineLine

Al usar ngulos > 3 hay que tener cuidado con los cortes acumulados en la regin liquida La accin 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

Lnea de flujo

Descarga de slidos

Fluido del huecoSistema CascadaSistema Cascada

Sistema de Temblorinas

Lnea de flujo


Tpico arreglo de Temblorinas


Zaranda con Movimiento Elptico Balanceado y lineal.

Zaranda en Desarrollo


q Consideraciones de diseoManifolds de distribuicion

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

q Alimentacion a la zarandao Slidoso 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.


Seleccin 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 slidos pueden ser removidos antes de cualquierdegradacion mecanica.

VENTAJAS


Son costosas (compra y operacin).

Su montaje necesita gran espacio.

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

Produce slidos 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. Designacin de la malla4. Tipos de mallas4.1 Mallas tensionadas4.2 Mallas Pre-tensionada plana4.3 Mallas Pre-tensionadas piramidales5. Ajuste de las mallas6. Parmetros para la seleccin de mallas7. Tramados (Tejidos) comunes en las mallas8. Grados de Alambre9. rea Abierta de la malla10. Configuracin de la cubierta segn el tamao de la malla11. Curvas de eficiencia12. Taponamiento: Problema comn 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 tamao de apertura.

Esto define el punto de corte de la malla o el tamao de slidos que la malla puede remover.

MallasMallas

Punto de CorteLas partculas a la izquierda Las partculas a la izquierda de la curva representan los de la curva representan los slidos de menor tamao slidos de menor tamao retornados con el Fluido.retornados con el Fluido.

Las partculas a la derecha Las partculas a la derecha de la curva representan los de la curva representan los slidos removidos.slidos 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 tamao de slidos cierto tamao de slidos son removidosson removidos..

MallasMallas

Puntos de CortePuntos de Corte

Designacin de la MallaDesignacin de la Malla Segn el API RP13 ha recomendado que todas las Mallas sean Segn el API RP13 ha recomendado que todas las Mallas sean identificados con la siguiente informacin: identificados con la siguiente informacin:

Nombre de la MallaNombre de la Malla

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

Capacidad de flujo (Conduccin, rea total no vaca).Capacidad de flujo (Conduccin, rea total no vaca).

MallasMallas

Tipos de Mallas

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 : 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 diseo incluye El nuevo diseo incluye una forma piramidal de una forma piramidal de la malla para dar un rea la malla para dar un rea 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 tensin indicada.

MallasMallas

1. Tornillotensor

2. Malla

3. Platina

Ajuste Neumtico de mallas Ajuste Neumtico de mallas PrePre--TensionadasTensionadas

Cierre Neumtico

MallasMallas

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

Ajuste de mallas Ajuste de mallas TensionadasTensionadas

MallasMallas

Parmetros para la seleccin de mallas

- Tamao 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.- Tamao de la apertura- rea 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 tamao cuarzo en la industria minera.separa r granos tamao cuarzo en la industria minera.

qq El tramado holands plano (El tramado holands 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) Comnmente

usado- Tensile Bolting Cloth (TBC) Usado a

menudo

- Grado Comercial (MG) proporciona una buena combinacin entre el rea 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

rea abierta de la MallaEs el rea efectiva de la malla por donde se hace el crivado (Elrea adicional es ocupado por los alambres).Los siguientes son los tamaos de mallas (Tipo Pretensionada), punto de corte y rea abierta para mallas estndar Thule :

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

MallasMallas

Configuracin de la cubierta segn el tamao de malla

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

Si el tamao de la malla superior es muy fina el fluido puede caer en la segunda malla muy cerca del lado de la descarga de los slidos. Los slidos sern muy hmedos.

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

MallasMallas

Los diferentes tamaos Los diferentes tamaos de malla darn de malla darn diferentes tamaos en diferentes tamaos en los slidos separadoslos slidos separados..

Mallas para las Mallas para las Temblorinas Temblorinas scalperscalper

(Para tamao cuarzo)(Para tamao cuarzo)

Mallas para las Mallas para las Temblorinas Temblorinas primariasprimarias

(Finas)(Finas)

Configuracin de la cubierta segn el tamao 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 comn en la malla

El taponamiento puede El taponamiento puede ser originado por la ser originado por la acumulacin de slidos acumulacin de slidos en las aberturas de la en las aberturas de la malla. malla.

Una solucin es remover Una solucin es remover la malla y lavarla a la malla y lavarla a presin por la parte presin por la parte posterior. posterior.

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

Taponamiento de la malla

MallasMallas

Nunca haga by-pass en las Temblorinas

Siempre use el tamao de malla mas fino posible.

Regule el flujo y monitoree las Temblorinas continuamente.

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

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

Durante los viajes para sacar tubera apague las Temblorinas para as prolongar la vida de las mallas. Durante los viajes para meter tubera no use todas las Temblorinas.

Reglas y cuidados operacionalesMallasMallas

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

informar al ingeniero de Fluidos.

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

Si mas del 20% del rea efectiva de la malla ha sido reparada, cmbiela por una nueva.

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

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

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

MallasMallas

ATMOSFERICO

TIPO VACIO

DesgasificadoresDesgasificadores

1. Tipos de Desgasificadores

1.1 Desgasificadores de Tipo Atmosfrico

1.2 Desgasificadores de Tipo Vaco (Vacuum)

2. Instalacin y Operacin

3. Mantenimiento


Desgasificador La presencia de GAS en el Fluido puede ser:

Daino 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 Atmosfricos: Aceptable en Fluidos sin peso y baja viscosidad.

v Desgasificadores de Aspiracion (Vacio) : Son superiores a losAtmosfricos 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 succin del desgasificador, sta no esta

excenta de taponamientos.

Siempre probar el desgasificador antes de iniciar

cualquier operacin de perforacin.

Desgasificador


Desgasificador (Desgasificador (TipoTipo vacovaco))EntradaEntrada de de FluidoFluido

SalidaSalida de de FluidoFluidodesgasificadodesgasificado

BombaBomba de de vacovaco


TUBO DE SUCCION

BOMBA DE VACIO

TUBO DE DESCARGA

DIAGRAMADIAGRAMADesgasificadoresDesgasificadores

Desgasificador (Tipo vaco)

EntradaEntrada de de FluidoFluido

PlatosPlatos SeparadoresSeparadores

BombaBomba de de vacovaco


DIAGRAMAOperacinOperacin de un de un desgasificadordesgasificador

EntradaEntrada de de FluidoFluido

BombaBomba de de

vacovaco


Desgasificador (Desgasificador (TipoTipo AtmosfricoAtmosfrico))DesgasificadoresDesgasificadores

DIAGRAMADesgasificadoresDesgasificadores

Instalacin y Operacin Los degasificadores atmosfricos deben

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

Los tipo vaco deben descargar abajo de la superficie del Fluido.

Para la operacin de los desgasificadores se usan, por lo general, bombas centrfugas (ms comerciales).

La bomba centrfuga debe suministrar la cabeza alimentadora necesaria. La ubicacin de la succin de esta centrifuga debe ser lo ms lejos de la succin del desgasificador.

Instalar un manmetro 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

InstalacinInstalacin


Instalacin


Instalacin y Operacin Proveer suficiente capacidad al desgasificador para tratar al menos

el total del volumen de la tasa de circulacin.

Los desgasificadores deben estar ubicados corriente abajo de lasTemblorinas y corrriente arriba de cualquier equipo que requierabomba centrfuga. 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 succin y la descarga debe ser alta (Rebosevisible). Igualacin baja no asegura el buen funcionamiento del proceso del gasificador.


SistemaSistema combinadocombinado ((Atmosfrico/vacoAtmosfrico/vaco))


LIMPIADOR DE Fluido

DESARCILLADOR

DESARENADOR

HidrociclonesHidrociclones

1. Teora del Hidrocicln

2. Caractersticas del diseo

2.1 Dimetro del cono

2.2 Angulo del cono

2.3 Dimetro del vrtice

2.4 Parmetros de flujo

2.5 Cabeza de alimentacin

2.6 Tamao de las partculas

3. Parmetros ajustables

4. Unidades de los Hidrociclones

5. Eficiencia de separacin


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 partculaspartculas mas mas pesadaspesadashaciahacia fuerafuera contra la pared del contra la pared del conocono..

ll Las Las partculaspartculas 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 slidosslidos esesaltaalta, , talveztalvez no no hayahaya espacioespaciosuficientesuficiente parapara la la salidasalida de de todostodosloslos slidosslidos. . EstoEsto causacausa unaunacondicioncondicion comocomo descargadescarga de de cuerdacuerda

ll El El flujoflujo de de chorrochorro o o cuerdacuerda, , loslosslidosslidos se se agrupanagrupan cercacerca de la de la salidasalida y y solamentesolamente laslas partculaspartculasmas 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 slidosslidos 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 separacin de slidos del Fluido.

K x G x Dp (fs -fl)Vs =

j

Vs = velocidad de SeparacionK = Constante de Stokes G = Fuerza de AceleracionDp = Dimetro de la Particulafs = Densidad de Slidosfl = Densidad del Liquidoj = Viscosidad del Liquido


Caractersticas de diseo Las Variables de diseo que controlan el desempeo de

un hidrociclon son:

Dimetro del Cono.

Angulo del Cono.

Longuitud del Cilindro.

Dimetro de la entrada de alimentacion.

Dimetro del vertice (underflow).

Vortice generado.

Material del Cono.


Dimetro del Cono Los conos con diametros grandes permiten manejar altos

galonajes, sin embargo la eficiencia de separacin 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 pequeo angulo del cono generara una reducida

zona de arrastre. Esto significa que pocas partculas pequenas seran

arrastradas por el vortice generado obteniendosemejor punto de corte.

Sin embargo largos conos tienden a taparse muyfacilmente.

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

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

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


Dimetro del Vertice El diametro del vertice determinara la humedad

de los slidos descargados:

Demasiado grande: Mucho liquidosera descargado.

Demasiado pequeo: Taponamientospueden presentarsen.

Busque una descarga en Spray"


Vortice Generado

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

Sera lo suficiente grande para manejar la cantidad liquida.

Un Vortice demasiado pequeo generaraslidos muy humedos.


Parmetros de Flujo Los parmetros de flujo que afectan la eficiencia del hidrocicln son:

Galonaje .

Velocidad tangencial

Cabeza de alimentacion

Estos parmetros son controlados por la bomba centrifuga que alimenta el

hidrocicln.

Una optima cabeza de alimentacin es uno de los factores para una ptima

descarga del cono.

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

remocin de solids con minima prdida de fluido.


Eficiencia de la Separacin

La eficiencia de separacin del hidrocicln dependede cuatro factores:

Parmetros de diseo del Hidrocicln Dimetro/Longuitud/entrada/Vertice, etc..

Parmetros de Flujo Cabeza de Alimentacin

Propiedades del Fluido- Viscosidad.

Propiedades de las Particulas - Densidad.


Cabeza de alimentacinSe calcula como:

P = 0.052 x Mw x H

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

*Normalmente 75 ft de cabeza.

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

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

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


Parmetros de flujo Las propiedades del fluido que tienen un

impacto directo en la operacin de un Hidrociclon son:

Viscosidad - Factor ms importante.

Densidad


Tamao y Forma de las Particulas Las caracteristicas de las partculas juegan un papel importante en la

eficiencia de la separacin. Estas incluye:

Tamao y forma de las partculas

Densidad de las partculas

Concentraccion de slidos

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

La concentraccion Volumetrica de slidos generan varias problemas de asentamiento como:

Incremento de la Viscosidad.

Interferencia entre partculas.

Saturacion de slidos.


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 operacin 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 separarpartculas tamao 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 losslidos perforados.

Los hidrociclones separan slidos de acuerdo a su densidad.

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


La funcin principal del desander es eliminar slidos que a los equipossiguientes le puedan causar taponamientos o mal desempeo (Desilter, centrifugas), es por ello que su capacidad de procesamiento (Tamao 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 tamao 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 slidosperforados en un rango de 12 a 40 micrones.

El desarcillador difiere del desander en el tamao 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 operacin 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- Operacin Simple facil mantenimiento Barato No tienen partes moviles. Su operacin 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 desempeo. - Su operacin genera degradacion de los slidos

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 tamao 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,Tees,etc), para evitarmuchas perdidas por friccion.

Ubique un medidor de presion en la lnea 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.

Presin 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 cnica en alguno conos- Velocidad baja al ingreso debido al bloqueo parcial otros normal. de la entrada o cuerpo del cono.

Repetido bloqueos de los vrtices. Las aperturas del desage muy pequeas. By-pass en Za-ruido al operar. randas o mallas rotas.

Altas prdidas de lodo, corriente debil,figura cnica. 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. Instalacin y operacin

2. Mantenimiento

3. Aplicacin

4. Ventajas y desventajas

5. Tres en uno


Mud CleanerMudcleanerMudcleaner 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 vibracin( zaranda ).alta vibracin( zaranda ).

El proceso remueve los El proceso remueve los slidos perforados tamaslidos perforados tamao 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 tamao 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 funcin de un principal funcin 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 tamao de malla usado normalmente varia entre

100 y 200 mesh (325 mesh raramente usada debido a taponamiento y rpido dao 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 operacin de un mud-cleaner son los siguientes: Cantidad de conos. Tamao / tipo de cono Tamano de la malla. Velocidad de vibracin.


Tamao de la malla usadas en los Tamao 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 slidos finos a traves de sus mallas.

Descarga Barita con los cortes.

Capacidad Limitada.

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

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

Requiere para su operacin 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

OPERACIN DUAL DE CENTRIFUGAS

CENTRIFUGA VERTICAL

Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras

1. Introduccion2. Separacion por sedimentacion3. Separacion centrifuga4. Principales componentes5. Principios de Operacin6. Desempeo de las centrifugas7. Velocidad de las centrifugas8. Velocidad de transporte de los slidos9. Aplicaciones9.1 Centrifugas de Baja Velocidad9.2 Centrifugas de Alta Velocidad9.3 Operacin Dual de Centrifugas Fluido no densificado9.4 Operacin Dual de Centrifugas Fluido densificado9.5 Operacin para deshidratacin de Fluidos9.6 Centrifugas Verticales Secadoras de cortes


1. Introduccin

- Separacin de los slidos de la fase liquida, que no han sido removidos ni

por las Temblorinas ni los hidrociclones.

- Consiste en: - Un recipiente de forma cnica 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 direccin

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

90 rpm.

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

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

- El xito de la operacin depende de su trabajo continuo, la capacidad para

descargar slidos relativamente secos y alcanzar una alta eficiencia de

separacin.


Diagrama General de las Centrifugas


La separacin de los slidos de un liquido utilizando un tanque de sedimentacion abierto.

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

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

La separacin entre los slidos y los liquidos se produce basicamente por:

- La diferencia de densidad entre el solido y el liquido

- La fuerza de gravedad

- El tiempo

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

2. Separacion por sedimentacin


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

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

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

LEY DE STOKES

V = (1.55 x 10-7)xD2x(Pp Pl)gu

En donde: V = Velocidad de sedimentacion (ft/min)D = Dimetro de las partculas (micrones)Pp= Densidad de las partculas (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 slidos que necesitan horas o dias para separarse por sedimentacion, pueden separarse en segundos con una centrifuga, y el punto de corte en la separacin centrifuga depende de la fuerza G y del tiempo.

3. Separacin centrfuga

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

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 centrfugas

MOTOR ELCTRICO

BOWL

TUBO DE ALIMENTACIN

CONVEYOR

GEAR BOX

COMPONENTES PARA LA DESCARGA DE LQUIDOS


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

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

5. Principios de Operacin

PROFUNDIDADESTANQUE

TUBO DEALIMENTACION

COMPUERTASDE LIQUIDO

ESTANQUE PLAYA

DISTANCIAENTRE-ASPAS

(PITCH)

DESCARGASOLIDA

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


6. Desempeo de las centrfugas

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

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

La viscosidad del fluido

La rata de procesamiento

La profundidad del deposito

La velocidad diferencial entre el bowl y el conveyor

La posicion del tubo de alimentacion de la centrifuga


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

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

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

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

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

La velocidad del bowl. La velocidad diferencial entre el bowl

y el conveyor La profundidad del deposito La posicion del tubo de alimentacion La rata de procesamiento


7. Velocidad de las centrfugas

El ejemplo para los modelos de las centrifugas SWACO, las velocidades de operacin 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 slidos

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

La velocidad relativa del bowl La distancia de separacin de los alabes


9. Aplicacin de las centrfugas decantadoras

Centrifuga de Baja Velocidad Los parmetros de operacin normal son:

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

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

Contribuye al control de la viscosidad plstica del Fluido.

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


Centrifuga de Alta Velocidad Los parmetros de operacin normal son:

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

Para Fluidos no densificados, descarta y controla los slidos del Fluido. Se requiere mxima fuerza G para obtener un punto de corte mas fino.

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

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


Operacin Dual de Centrifugas Fluido no Densificado


Operacin Dual de Centrifugas Fluido Densificado

1 2 3 4 5 6 7

Centrfuga 414 Centrfuga 518

Bomba de Alimentacin de la Centrifuga Bomba de Alimentacin del Desander Tolva para recuperacin de barita Boquilla para la recuperacin de barita Catch Tank para la fase Liquida

A B C D E F G H J

Alimentacin de la centrifuga 414 Alimentacin de la centrfuga 518

Alimentacin Centrifuga 518 desde sistema (Opcional) (Optional) Descarga de slidos Centrifuga 414 (Opcional) Retorno de Barita al Sistema Activo Efluente al Sistema Activo Descarga de slidos Centrifuga 518 Dilucin alimentacin de la centrifuga 414 Fase Liquida de las Centrifugas

Layout General Configuracin dual de Centrfugas - Serie

1

2

3

3

4

5 6

7 A

B

C

D E

F

G

H

J

J


Operacin para deshidratacin de Fluidos


Centrifugas Verticales Secadora de CortesGeneralidades

Utilizada en operaciones con Fluidos sinteticos o base aceite

Reduce el contenido de aceite en los cortes

Reduce la cantidad de desechos generados durante las operaciones de perforacion

Recupera fluidos de perforacion Caractersticas

Buen desempeo ambiental. Mejora la recuperacion de fluidos de

perforacion. Seguridad Facil instalacion Ventajas operacionales Facil mantenimiento

Centrifugas Centrifugas VerticalesVerticales

Centrifugas Verticales Secadora de Cortes

Funcionamiento Incorpora alta velocidad a una

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

Los slidos humedos entran por el tope de la centrifuga.

Los slidos secos salen por el fondo de la centrifuga.

El fluido de perforacion es recuperado por las ventanas laterales.

Centrifugas Centrifugas VerticalesVerticales

PRINCIPIOS DE OPERACION Y SELECCION DE

TAMAO

Bombas CentrifugasBombas Centrifugas

1. Componentes de una bomba centrifuga

2. Medicin, Utilizacin y Control de la Energa de una Bomba

3. Cavitacin

3.1 Cavitacin por succin

3.2 Cavitacin por descarga

4. Relacin entre presin y altura de un liquido

5. Carga expresada como Aceleracin Centrfuga

6. Seleccin del Tamao de una Bomba

7. Diseos de Succin

8. Curvas de Desempeo 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 energa 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 energa.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 energa total producida por las bombas.a total producida por las bombas.

NingNingn fluido adicional saldrn fluido adicional saldr 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 energa 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 segn la alturan la altura

FricciFriccin n -- resistencia del fluido al flujo a travresistencia del fluido al flujo a travs de la s de la tubertubera, las conexiones y las toberas (requisito de la a, las conexiones y las toberas (requisito de la aplicaciaplicacin)n)

Aumenta segAumenta segn 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 DespuDespus de ser encendidas, las bombas centrifugas s de ser encendidas, las bombas centrifugas seguirseguirn bombeando un volumen creciente hasta que n bombeando un volumen creciente hasta que se logre la se logre la carga mcarga mximaxima (pies) a trav(pies) a travs de la s de la aspiraciaspiracin y friccin y friccinn, si no la bomba comenzara a , si no la bomba comenzara a cavitar.cavitar.

La cavitaciLa cavitacin 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 tamao o adecuado para la aplicaciadecuado para la aplicacin especifica en que sern especifica en que sern n usadas, si no, la energusadas, si no, la energa producida sera producida ser 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 segn la densidad del n la densidad del fluido, se convierte en la presifluido, se convierte en la presin mn mxima(Psi) en la xima(Psi) en la descarga de la bomba.descarga de la bomba.

Luego la presiLuego la presin disminuirn disminuir continuamente hasta continuamente hasta "0"PSI, seg"0"PSI, segn la aspiracin la aspiracin y la friccin y la friccin, 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 70de 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

VV22CargaCarga (Pies)(Pies) =

2g2gVV22

CargaCarga (Pies)(Pies) = 2g2g

V = (rpm V = (rpm 60)60) x (x (diametrodiametro ((pulgpulg) ) 12) 12) x x ppVV = (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 presin mn mxima 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 presin disminuirn disminuir continuamente hasta continuamente hasta "0"PSI, seg"0"PSI, segn la aspiracin la aspiracin y la friccin y la friccin, 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 mnima para funcionar correctamente.nima para funcionar correctamente.

La carga mLa carga mnima requerida (pies) es ademnima requerida (pies) es adems 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 aplicacin, asn, as como la resistencia de la carga de friccicomo la resistencia de la carga de friccin n (pies) al flujo dentro de la tuber(pies) al flujo dentro de la tubera.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 friccin dentro de la n dentro de la tubertubera es de 6 pies.a es de 6 pies.

CuCul es la carga ml es la carga mnima 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 aspiracin vertical hasta el desarenador =15 pies de carga n vertical hasta el desarenador =15 pies de carga

FricciFriccin en la tubern en la t

Curso Control de Solidos MI SWACO

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