Este documento resume los diferentes equipos utilizados para controlar sólidos en fluidos de perforación, incluyendo zarandas, hidrociclones, limpiadores de lodo y centrífugas. Explica cómo cada equipo separa partículas de diferentes tamaños a través de métodos como la vibración, la fuerza centrífuga o el tamizado. También describe los beneficios de controlar efectivamente los sólidos, como menores costos, mejor rendimiento de perforación y menos impacto ambiental.

1. Fluidos de Perforación y
Cementación
Código: 6346
Capítulo 2.- Equipos de control de
sólidos – Cálculos Fluidos de
Perforación
Presentado por: Ing. Marcelo David Benítez Guerra, M.Sc.

2. Contenido de la clase
• Equipos de control de sólidos
• Tipos
• Zarandas
• Hidrociclones
• Limpiadores de lodo
• Centrífugas
• Características
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3. Control de Sólidos
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4. Control de Sólidos
• Existen tres maneras de controlar la acumulación de
sólidos perforados para mantener las propiedades
aceptables del fluido de perforación.
• Ellas son:
• Deje que se acumulen los sólidos. Deseche el fluido cuando
haya perdido su utilidad y comience con un fluido fresco.
• Diluya los sólidos y reacondicione el sistema para mantener
las propiedades del fluido dentro de un rango aceptable.
Elimine cualquier exceso de fluido.
• Retire los sólidos perforados para reducir la cantidad de
dilución necesaria y conservar aceptables las propiedades del
fluido.
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5. Control de Sólidos
• Es un área poco supervisada.
• El fluido de perforación trae a superficie:
• Bentonita – provee la viscosidad
• Barita – provee la densidad
• Cortes de perforación
• El trabajo del equipo de control de sólidos es el de
descartar los cortes, reteniendo la barita lo máximo
que sea posible y mantener los materiales
coloidales que mantienen la viscosidad.
• Tiene una eficiencia de aprox. 80%.
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6. Beneficios
• Menor costos de tratamiento de fluido.
• Menor torque y arrastre.
• Mayores tasas de penetración.
• Menor pérdida de presión del sistema, lo que genera una
menor Densidad Equivalente de Circulación (ECD) y menos
casos de pérdida de circulación.
• Se requiere menos agua.
• Mejores trabajos de cementación.
• Menos “pegamiento” o atascamiento diferencial.
• Menos desperdicios, lo cual implica un menor impacto
ambiental y menos costos de eliminación de desperdicios.
• Menos daños a la formación.
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7. Clasificación de los sólidos
• Los sólidos clasificados por la densidad específica
(S.G.) se dividen en dos grupos:
• SAD-Sólidos de alta densidad, S.G. > 4,2 (materiales
densificantes)
• SBD-Sólidos de baja densidad, S. G. de 1,6 a 2,9
(promedio de aproximadamente 2,6). Dichos
sólidos incluyen: arena, arcillas, lutitas, dolomita,
carbonato de calcio y muchos materiales para el
tratamiento de fluidos.
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8. Circuito de lodo
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9. Circuito de lodo
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10. Fluidos de Perforación y Cementación 10

11. Zarandas
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12. Zarandas
• Son los primero equipos en el control de sólidos.
• Estos equipos poseen unos motores vibradores los
cuáles mueven unas mallas que se encargan de
descartar partículas grandes que ha retornado con
el fluido de perforación.
• En este caso líquido y partículas más pequeñas son
enviados al siguiente equipo de control de sólidos.
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13. Tipos de mallas
• API Recommended Practice
13C. Recommended
Practice on Drilling Fluid
Processing.
• Son parte fundamental del
análisis de costos del
equipo de control de
sólidos.
• Mallas planas – Mallas en V
ó piramidales.
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14. Nomenclatura de las mallas
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• Malla
• Malla, ya que se refiere a un pedazo de tela metálica tejida, es una
medida del número de agujeros en una pulgada lineal (por ejemplo,
100 malla) o en una pulgada lineal en cada dirección (por ejemplo,
100 x 60 mesh).
• D50 Cut Point
• El punto de corte de una pantalla D50 es el tamaño de partícula en la
que pasará la mitad de esas partículas que informan a la pantalla a
través de la pantalla y la otra mitad será retenido.
• D100 Cut Point
• El punto de corte de una pantalla D100 es el tamaño de partícula en
la que pasarán sin partículas a través de la pantalla.

15. Nomenclatura de las mallas
• Número de pantalla API
• El Número de pantalla API se determinó a través de un
procedimiento de prueba específica (tal como se establece en la API
13C RP).
• Pantalla de conductancia de la conductancia, medida en kilodarcies
por milímetro (kD / mm), define la capacidad de un fluido
newtoniano a fluir a través de una unidad de área de la pantalla en
un régimen de flujo laminar en condiciones de ensayo prescritas.
Todos los demás factores son iguales la pantalla con el número más
alto de la conductancia debe procesar un mayor flujo.
• En blanco no-Área
• El área de no suprimida de una pantalla describe el área no
bloqueada neta en pies cuadrados (ft²) o metros cuadrados (m²)
disponibles para permitir el paso de fluido.
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16. Tamaño de partículas
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17. Mallas API
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18. Mallas
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19. Trabajo de las Zarandas
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20. Hidrociclon
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21. Hidrociclon
• Este equipo es usado para la
separación de sólidos finos del
lodo de perforación.
• A través de la fuerza centrífuga
separan los sólidos por el cono
y por gravedad salen por la
parte inferior, mientras que el
lodo se mantiene en el centro
para su salida.
• Existen de varias dimensiones.
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22. Hidrociclon
• Este equipo es el que menor
confiabilidad tiene ya que
depende de muchos factores
como:
• Reología del lodo.
• Densidad
• Poder de las bombas centrífugas
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23. Desilter
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24. Desilter
• Como el desarenador, el propósito de este equipo
es de remover los sólidos del Sistema de lodo.
• Los conos pequeños permiten que el desilter
eficientemente remueva sólidos más pequeños que
el desarenador no los separa.
• Por esta razón el desilter se localiza después del
desarenador.
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25. Limpiador de Lodo
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26. Limpiador de Lodo
• El limpiador de lodo es la combinación de hidrociclones que
están instalados sobre un vibratorio con malla fina (una
malla de 140 - 200) removedores de limo . El flujo interno
del removedor de limo se procesa a través del tamiz fino.
Las partículas removidas por el tamiz se descargan y el
fluido procesado a través del tamiz regresa al sistema activo.
• El efluente o el sobreflujo del removedor de limo también
regresa al sistema activo. El limpiador de fluidos es
principalmente una zaranda con tamiz fino.
• Su principal propósito es remover esa porción de partículas
de tamaño de la arena o más grandes que pasan a través de
la zaranda del taladro. Lo ideal sería un tamiz con malla 200
en el limpiador de fluido, sin embargo, generalmente se
necesita un malla 140 a 150 para minimizar las pérdidas de
barita.
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27. Limpiador de Lodo
• Principalmente son usados con OBM donde el
líquido de descarga no puede ser desechado, ya sea
por razones medio ambientales o razones
económicas.
• Tambien puede ser usado con WBM para conserver
barita y la fase líquida.
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28. Centrífuga
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29. Centrífuga
• Este equipo es utilizado para remover los sólidos finos y
ultrafinos.
• Este tipo de equipos consta de un tambor conico que
rota a velocidades de 2000 a 4000 rpm.
• El fluido de perforación ingresa por un extremo y los
sólidos separados son movilizados hasta el final a través
del tornillo.
• Este tipo de equipos poseen una cierta capacidad de
trabajo (50 a 250 gpm).
• Son beneficiosos para separar los sólidos que las
zarandas ni los hidrociclones han podido separar.
• Igualmente son usados para clarificar agua o procesar
cortes con rastas de petróleo.
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30. Tipos de Centrífugas
• Recuperación de Barita:
• Se utiliza controlar la viscosidad. Funcionan dentro de un
intervalo de 1600 a 1800 rpm y generan una fuerza “G”
de 500 a 700. El punto de corte será entre 6 a 10
micrones para sólidos de baja gravedad y de 4 a 7
micrones para sólidos de alta gravedad. Las tasas de
alimentación normalmente están entre 10 a 40 gpm
dependiendo de la densidad del fluido completo.
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31. Tipos de Centrífugas
• Alto volumen:
• Se utiliza principalmente para descartar sólidos de baja
gravedad del fluido. Su nombre se debe a las tasas de
procesamiento que varían de 100 a 200 gpm. El
intervalo normal de rpm es de 1900 a 2200 rpm. Las
fuerzas “G” representan un promedio de
aproximadamente 800 “G”. El punto de corte obtenido
es de 5 a 7 micrones cuando se utilizan fluidos no
densificados.
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32. Tipos de Centrífugas
• Alta velocidad:
• Se utiliza para remover los sólidos de baja gravedad de
sistemas de fluidos no densificados y como una segunda
centrífuga cuando se emplea un centrifugado dual. Este
grupo de centrífugas giran entre 2500 y 3300 rpm. Las
fuerzas “G” creadas por dichas unidades varían entre
1200 a 2100 “G”. El punto de corte puede ser tan bajo
como 2 a 5 micrones. Las tasas de alimentación varían
de 40 a 120 gpm, dependiendo de la aplicación y el
fluido a procesar.
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Muchísimas gracias por su
atención
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