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CONTROL DE SOLIDOS
Curso de Adiestramiento Mexico 2002
CONTENIDO
LODOS Y CORTES DE PERFORACION
1. Lodo de perforación
2. Funciones de los lodos
3. Propiedades de los lodos
4. Clases de lodos
5. Métodos de control de sólidos
5.1 Dilución
5.2 Desplazamiento
5.3 Tanques de asentamiento (Trampas de Arena)
5.4 Separación Mecánica
6. Clasificación de los sólidos
7. Puntos de corte de los equipos de control de sólidos
8. Configuraciones de los equipos de control de sólidos
ZARANDAS
1. Componentes básicos
2 Principios de Operación
3 Normas de Vibración
3.1 Movimiento Circular
3.2 Movimiento Lineal
3.3 Movimiento Elíptico Asimétrico
3.4 Movimiento Elíptico Simétrico
4. Dinámica de Vibración
5. Configuración de la cubierta
5.1 Sistemas de Zarandas
5.2 Manifolds de Distribución
6. Fallas – Averías
7. Reglas y cuidados operacionales
8. Ventajas y Desventajas
9. Mantenimiento
MALLAS
1. Tipos de Mallas
1. Punto de Corte
2. Parámetros para la selección de las mallas
3. Grados de Alambre
4. Mallas Tensionadas
5. Mallas Pre-Tensionadas
6.1 Mallas Piramidales
7. Curvas de Eficiencia
8. Ajuste de las mallas
9. Sistema de Sujeción
10. Configuración de la Cubierta de la malla
11. Taponamiento
12. Reglas y Cuidados Operacionales
CONTENIDO
DESGASIFICADORES
1 Tipos de Desgasificadores
1.1 Desgasificadores de Tipo Atmosférico
1.2 Desgasificadores de Tipo Vacío (Vacuum)
2. Instalación y Operación
3. Mantenimiento
HIDROCICLONES
1. Teoría del Hidrociclón
2. Características del diseño
2.1 Diámetro del cono
2.2 Angulo del cono
2.3 Diámetro del vértice
2.4 Parámetros de flujo
2.5 Cabeza de alimentación
2.6 Tamaño de las partículas
3. Parámetros ajustables
4. Unidades de los Hidrociclones
5. Eficiencia de separación
CONTENIDO
MUD CLEANER
1 Instalación y operación
2 Mantenimiento
3 Aplicación
4 Ventajas y desventajas
5 Tres en uno
CENTRIFUGAS DECANTADORAS
1 Introduccion
2 Separacion por sedimentacion
3 Separacion centrifuga
4 Principales componentes
5 Principios de Operación
6 Desempeño de las centrifugas
7 Velocidad de las centrifugas
8 Velocidad de transporte de los sólidos
9 Aplicaciones
9.1 Centrifugas de Baja Velocidad
9.2 Centrifugas de Alta Velocidad
9.3 Operación Dual de Centrifugas – Lodo no densificado
9.4 Operación Dual de Centrifugas – Lodo densificado
9.5 Operación para deshidratación de lodos
9.6 Centrifugas Verticales – Secadoras de cortes
CONTENIDO
BOMBAS CENTRIFUGAS
1 Componentes de una bomba centrifuga
2 Medición, Utilización y Control de la Energía de una Bomba
3 Cavitación
3.1 Cavitación por succión
3.2 Cavitación por descarga
4. Relación entre presión y altura de un liquido
5. Carga expresada como Aceleración Centrífuga
6. Selección del Tamaño de una Bomba
7. Diseños de Succión
8. Curvas de Desempeño de una Bomba
9. Leyes de Afinidad
10. Aplicaciones de las Bombas Centrifugas
METODOS PARA EVALUAR LA EFICIENCIA DE LOS EQUIPOS DE
CONTROL DE SÓLIDOS
1. Evaluación experimental para determinar el contenido de sólidos en el lodo de
acuerdo a su peso.
2. Calculo del diámetro promedio del hueco por washout.
3. Calculo de los sólidos generados por el hueco por hora / sección.
4. Evaluación de la eficiencia del equipo de control de sólidos (API. Practica 13C
5. Evaluación de la eficiencia de los conos de los hodrociclones
CONTENIDO
TANQUES DE LODO
1 Áreas de tanques
1.1 Sistema de tratamiento
1.2 Tanque de Viaje
2. Sistema de Ecualización
2.1 Líneas de ecualización
3. Sistema de agitación
3.1 Agitadores
3.2 Pistolas
CONTENIDO
LODOS Y CORTES
DE PERFORACION
1. Lodo de Perforación
2. Funciones de los lodos
3. Propiedades de los lodos
4. Clases de lodos
5. Métodos de control de sólidos
6. Clasificación de los sólidos
7. Puntos de corte de los equipo de control de sólidos
8. Configuraciones de los equipos de control de sólidos
LODO DE PERFORACION
ES LA MEZCLA DE LIQUIDOS, QUIMICA YES LA MEZCLA DE LIQUIDOS, QUIMICA Y
SOLIDOS.SOLIDOS.
LOS SOLIDOS PUEDEN SER TIPO COMERCIALLOS SOLIDOS PUEDEN SER TIPO COMERCIAL
(ADICIONADOS PARA ALCANZAR(ADICIONADOS PARA ALCANZAR
PROPIEDADES DESEADAS) O SOLIDOSPROPIEDADES DESEADAS) O SOLIDOS
PERFORADOS (NO COMERCIALES YPERFORADOS (NO COMERCIALES Y
CONTAMINANTES)CONTAMINANTES)
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
 TRANSPORTAR LOS CORTES DETRANSPORTAR LOS CORTES DE
PERFORACION Y DERRUMBES A LAPERFORACION Y DERRUMBES A LA
SUPERFICIE.SUPERFICIE.
MANTENER EN SUSPENSION LOSMANTENER EN SUSPENSION LOS
CORTES Y DERRUMBES EN ELCORTES Y DERRUMBES EN EL
ANULAR CUANDO SE DETIENE LAANULAR CUANDO SE DETIENE LA
CIRCULACION.CIRCULACION.
CONTROLAR LA PRESIONCONTROLAR LA PRESION
SUBTERRANEA.SUBTERRANEA.
ENFRIAR Y LUBRICAR LA BROCA YENFRIAR Y LUBRICAR LA BROCA Y
SARTA.SARTA.
FUNCIONES DE LOSFUNCIONES DE LOS
LODOSLODOS
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
 DAR SOSTEN A LAS PAREDESDAR SOSTEN A LAS PAREDES
DEL POZO.DEL POZO.
AYUDAR A SUSPENDER ELAYUDAR A SUSPENDER EL
PESO DE LA SARTA YPESO DE LA SARTA Y
REVESTIMIENTO.REVESTIMIENTO.
•TRANSMITIR POTENCIATRANSMITIR POTENCIA
HIDARULICA SOBRE LAHIDARULICA SOBRE LA
FORMACION, POR DEBAJO DE LAFORMACION, POR DEBAJO DE LA
BROCA.BROCA.
PROVEER UN MEDIOPROVEER UN MEDIO
ADECUADO PARA LAADECUADO PARA LA
EVALUACION DE LA FORMACION.EVALUACION DE LA FORMACION.
FUNCIONES DE LOSFUNCIONES DE LOS
LODOSLODOS
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
PROPIEDADES DE LOSPROPIEDADES DE LOS
LODOSLODOS Densidad:Densidad:
Se mide mediante la balanza. Los lodos seSe mide mediante la balanza. Los lodos se
consideran livianos hasta un peso de 10.5 lpgconsideran livianos hasta un peso de 10.5 lpg
(Libras por galón) y pesados con pesos mayores.(Libras por galón) y pesados con pesos mayores.
Los lodos con pesos mayores de 14 lpg sonLos lodos con pesos mayores de 14 lpg son
considerados muy pesados y costosos por laconsiderados muy pesados y costosos por la
cantidad de barita usada. Los densificantes le dancantidad de barita usada. Los densificantes le dan
un mayor peso al lodo.un mayor peso al lodo.
 Contenido de sólidos:Contenido de sólidos:
Se mide por retorta en laboratorio es (%)Se mide por retorta en laboratorio es (%)
Volumen total de sólidos / Volumen total del lodo.Volumen total de sólidos / Volumen total del lodo.
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
 Filtración y Torta:Filtración y Torta:
Es la pérdida de fluido a través del tiempoEs la pérdida de fluido a través del tiempo
(Volumen de filtrado / Tiempo de filtración). Se(Volumen de filtrado / Tiempo de filtración). Se
mide por medio de una filtroprensa en donde semide por medio de una filtroprensa en donde se
simula las condiciones del pozo bajo ciertasimula las condiciones del pozo bajo cierta
presión y temperatura. La torta es el resultadopresión y temperatura. La torta es el resultado
final de filtración que queda al pasar el líquidofinal de filtración que queda al pasar el líquido
por el filtro de papel a presión en donde sepor el filtro de papel a presión en donde se
obtiene cierta consistencia y espesor semejante aobtiene cierta consistencia y espesor semejante a
la pared del pozo que depende de la fase sólidala pared del pozo que depende de la fase sólida
del lodo.del lodo.
PROPIEDADES DE LOSPROPIEDADES DE LOS
LODOSLODOS
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
 Viscosidad :Viscosidad :
Es la resistencia del lodo a fluir. A mayorEs la resistencia del lodo a fluir. A mayor
cantidad de sólidos mayor será la resistencia alcantidad de sólidos mayor será la resistencia al
flujo o viscosidad. La unidad de medida esflujo o viscosidad. La unidad de medida es
Centipoises (Cp).Centipoises (Cp).
 Punto de cedencia :Punto de cedencia :
Es la resistencia del flujo debido a las fuerzasEs la resistencia del flujo debido a las fuerzas
eléctricas o la capacidad de acarreo del lodo poreléctricas o la capacidad de acarreo del lodo por
área de flujo. Se mide en Libras / 100 piesárea de flujo. Se mide en Libras / 100 pies22
concon
la lectura del viscosímetrola lectura del viscosímetro
PROPIEDADES DE LOSPROPIEDADES DE LOS
LODOSLODOS
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
 Viscosidad PlásticaViscosidad Plástica (VP)(VP)::
Es la resistencia al flujo debido al tamaño, formaEs la resistencia al flujo debido al tamaño, forma
y número de partículas. Se mide en el laboratorioy número de partículas. Se mide en el laboratorio
por medio del viscosímetro y la unidad es elpor medio del viscosímetro y la unidad es el
centipoise.centipoise.
VP (cp) =VP (cp) = ΘΘ 600 -600 - ΘΘ 300300
PROPIEDADES DE LOSPROPIEDADES DE LOS
LODOSLODOS
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
 Resistencia de Gel:Resistencia de Gel:
Es la consistencia tixotrópica del lodo o laEs la consistencia tixotrópica del lodo o la
propiedad del lodo de ser gel (gelatina) ypropiedad del lodo de ser gel (gelatina) y
mantener las partículas en suspensión cuando nomantener las partículas en suspensión cuando no
exista circulación. La unidad de medida esexista circulación. La unidad de medida es
Libras / 100 piesLibras / 100 pies22
..
 pH y Alcalinidad:pH y Alcalinidad:
Todo lodo debe ser alcalino con rango entre 9.0Todo lodo debe ser alcalino con rango entre 9.0
– 10.5 generalmente. Se mide por un método– 10.5 generalmente. Se mide por un método
colorímetrico o directamente por pH – metro, escolorímetrico o directamente por pH – metro, es
adimensional.adimensional.
PROPIEDADES DE LOSPROPIEDADES DE LOS
LODOSLODOS
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
 MBT (Capacidad de intercambio catiónico):MBT (Capacidad de intercambio catiónico):
Es la capacidad total de absorción de las arcillasEs la capacidad total de absorción de las arcillas
(bentonita + arcilla de formación). Se mide por(bentonita + arcilla de formación). Se mide por
el método de azul de metileno. (Lbs / bbl deel método de azul de metileno. (Lbs / bbl de
lodo).lodo).
 Cloruros y Calcio:Cloruros y Calcio:
Indica aguas de formación entrando al pozo yIndica aguas de formación entrando al pozo y
contaminación por cemento y yeso. Se mide porcontaminación por cemento y yeso. Se mide por
medio de reactivos químicos en el laboratoriomedio de reactivos químicos en el laboratorio ..
PROPIEDADES DE LOSPROPIEDADES DE LOS
LODOSLODOS
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
Los lodos de Perforación se clasificanLos lodos de Perforación se clasifican
según la naturaleza de la fase líquida ensegún la naturaleza de la fase líquida en
cuatro grandes grupos principales:cuatro grandes grupos principales:
 Lodos Base AguaLodos Base Agua Lodos agua bentonitaLodos agua bentonita
Lodos NaturalesLodos Naturales
Lodos FosfatoLodos Fosfato
Lodos tratados con CalcioLodos tratados con Calcio
Lodos de cal.Lodos de cal.
Lodos de Yeso.Lodos de Yeso.
Lodos de lignosulfonatoLodos de lignosulfonato
Lodos de agua saladaLodos de agua salada
CLASES DECLASES DE
LODOSLODOS
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
 Lodos Base AceiteLodos Base Aceite
 Emulsiones InvertidasEmulsiones Invertidas
 Lodos NeumáticosLodos Neumáticos Aire SecoAire Seco
NieblaNiebla
Lodos aireadosLodos aireados
 EspumaEspuma
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
CLASES DECLASES DE
LODOSLODOS
o DILUCIONDILUCION
La dilución reduce la concentración de sólidos perforados adicionando unLa dilución reduce la concentración de sólidos perforados adicionando un
volumen al lodo de perforación.volumen al lodo de perforación.
o DESPLAZAMIENTODESPLAZAMIENTO
Es la remoción o descarte de grandes cantidades de lodo por lodo nuevoEs la remoción o descarte de grandes cantidades de lodo por lodo nuevo
con optimas propiedades reologicas.con optimas propiedades reologicas.
o PISCINAS DE ASENTAMIENTO (GRAVEDAD)PISCINAS DE ASENTAMIENTO (GRAVEDAD)
Es la separación de partículas sólidas por efecto de la gravedad, debido aEs la separación de partículas sólidas por efecto de la gravedad, debido a
la diferencia en la gravedad específica de los sólidos y el líquido. Dependela diferencia en la gravedad específica de los sólidos y el líquido. Depende
del tamaño de partículas, gravedad especifica y viscosidad del lodo.del tamaño de partículas, gravedad especifica y viscosidad del lodo.
o SEPARACION MECANICASEPARACION MECANICA
METODOS DE CONTROL DE SOLIDOSMETODOS DE CONTROL DE SOLIDOS
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
o PISCINAS DE ASENTAMIENTO – TRAMPA DE ARENAPISCINAS DE ASENTAMIENTO – TRAMPA DE ARENA
Es el primer compartimiento localizado en la sección de remoción delEs el primer compartimiento localizado en la sección de remoción del
sistema activo. La trampa de arena basicamente es un compartimientosistema activo. La trampa de arena basicamente es un compartimiento
de asentamiento que esta localizado directamente debajo de lasde asentamiento que esta localizado directamente debajo de las
zarandas. La trampa de arena recibe el lodo y lo entrega al siguientezarandas. La trampa de arena recibe el lodo y lo entrega al siguiente
tanque por rebose. La trampa de arena actua como un aparato detanque por rebose. La trampa de arena actua como un aparato de
asentamiento para remover sólidos grandes que puedan ocasionarasentamiento para remover sólidos grandes que puedan ocasionar
taponamientos en los hidrociclones. Estos grandes sólidos llegan a lataponamientos en los hidrociclones. Estos grandes sólidos llegan a la
trampa cuando hay mallas rotas o se ha hecho by-pass en las zarandas.trampa cuando hay mallas rotas o se ha hecho by-pass en las zarandas.
DiseDiseñño:o: Pendiente en el fondo con mínimo 30Pendiente en el fondo con mínimo 3000
o más.o más.
La longuitud y ancho de la trampa debe ser menor queLa longuitud y ancho de la trampa debe ser menor que
la profundidad total con la pendiente hacia la válvula dela profundidad total con la pendiente hacia la válvula de
descarga (12” o mayor).descarga (12” o mayor).
METODOS DE CONTROL DE SOLIDOSMETODOS DE CONTROL DE SOLIDOS
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
o SEPARACIONSEPARACION
MECANICAMECANICA
Separación selectiva de los sólidos perforados del lodo porSeparación selectiva de los sólidos perforados del lodo por
diferencias de tamadiferencias de tamañño y masa. Hay varios tipos de equiposo y masa. Hay varios tipos de equipos
los cuales son diselos cuales son diseññados para operar eficientemente bajoados para operar eficientemente bajo
condiciones especificas.condiciones especificas.
El objetivo de diseño de cualquier equipo de control de sólidosEl objetivo de diseño de cualquier equipo de control de sólidos
es alcanzar, paso a paso, la remoción progresiva de los sólidoses alcanzar, paso a paso, la remoción progresiva de los sólidos
perforados. Esto permite que cada equipo optimice elperforados. Esto permite que cada equipo optimice el
desempeño del equipo siguiente. Además, el sistema debedesempeño del equipo siguiente. Además, el sistema debe
tener la habilidad para diferenciar entre los sólidos perforados ytener la habilidad para diferenciar entre los sólidos perforados y
el valioso material pesante.el valioso material pesante.
METODOS DE CONTROL DE SOLIDOSMETODOS DE CONTROL DE SOLIDOS
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
COLOIDAL MENOR DE 2
ULTRA FINO 2 A 44
FINO 44 A 74
MEDIO 74 A 250
INTERMEDIO 250 &
Clasificación API del tamaño de los sólidosClasificación API del tamaño de los sólidos
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
BENTONITA SOLIDOS PERFORADOS
BARITE
ALTA BAJA
BARITE BENTONITA
HEMATITA SOLIDOS PERFORADOS
ARCILLA
ARENAISCA, ETC.
Clasificación API del tamaño de los sólidosClasificación API del tamaño de los sólidos
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
ACTIVOS INERTES
BENTONITA
ARCILLAS
GUMBO
ARENISCA
LIMO
GRANITO
ARENA BENTONITA
Clasificación de los sólidosClasificación de los sólidos
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
1
5 86 97432
10
5 86 97432
100
5 86 97432
1000
5 86 97432
10000
1 Micrón (μ) 1 mm 1 cm
15
45
75
150
180
250
300
420
37
595
841
200
325
200
100
80
60
50
40
400
30
20
10
Micrón
Screen
Mesh
LIMOt ARENA CUARZOARENA FINA
Barite
CEMNETO ULTARFINO
CEMENTO ESTANDAR
GRAVA
CENTRIFUGAS
HIDROCICLONES
ZARANDA
DIAMETRO DE PARTICULADIAMETRO DE PARTICULA
Tamaño de las partículas / Puntos de corteTamaño de las partículas / Puntos de corte
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
Efecto del tamaño de la partícula en la viscosidadEfecto del tamaño de la partícula en la viscosidad
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
100050010050
0
Particle Size
(µ)
Linear Shaker: 74 µ
D / Sander: 44 µ
D / Silter: 25 µ
Centrifuge: 5 to 10 µ
Scalping Shakers: 600 µ
Dewatering Unit: 0 to 10 µ
Puntos de corte en equipos de control de sólidosPuntos de corte en equipos de control de sólidos
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
Configuraciones del Equipo de Control de SólidosConfiguraciones del Equipo de Control de Sólidos
Configuración Lodo No DensificadoConfiguración Lodo No Densificado
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
Configuración Lodo Densificado hasta 12 ppgConfiguración Lodo Densificado hasta 12 ppg
Configuraciones del Equipo de Control de SólidosConfiguraciones del Equipo de Control de Sólidos
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
Configuración Lodo Densificado mayor de 12 ppgConfiguración Lodo Densificado mayor de 12 ppg
Configuraciones del Equipo de Control de SólidosConfiguraciones del Equipo de Control de Sólidos
Control de SólidosControl de Sólidos
1 Componentes básicos
2 Principios de Operación
3 Normas de Vibración
3.1 Movimiento Circular
3.2 Movimiento Lineal
3.3 Movimiento Elíptico Asimétrico
3.4 Movimiento Elíptico Simétrico
4. Dinámica de Vibración
5 Configuración de la cubierta
5.1 Sistemas de Zarandas
5.2 Manifolds de Distribución
6. Fallas – Averías
7. Reglas y cuidados operacionales
8. Ventajas y Desventajas
9. Mantenimiento
Control de SólidosControl de Sólidos
EL DESEMPEÑO DE LAS ZARANDAS
DETERMINA LA EFICIENCIA TOTAL
DEL EQUIPO DE CONTROL DE
SOLIDOS.
UN POBRE DESEMPEUN POBRE DESEMPEÑÑO AQUI NOO AQUI NO
PUEDE SER REMEDIADO MAS TARDEPUEDE SER REMEDIADO MAS TARDE
ZARANDAS
Control de SólidosControl de Sólidos
• Tanque receptor
• Motores vibradores
• Mallas
• Bolsillo o taza de desagüe
• Canasta (una o mas
cubiertas)
Componentes Básicos
ZarandasZarandas
Principio de Operación
Las zarandas es el único aparato removedor de
sólidos que hace una separación basado en el
tamaño físico de las partículas.
La operación de la zaranda es función de:
• Norma de la vibración
• Dinámica de la Vibración
• Tamaño de la cubierta y su configuración
• Características de las mallas(Mesh & Condición superficie)
• Reología del lodo (Especialmente Densidad y Viscosidad)
• Ritmo de carga de Sólidos (ROP,GPM y Diámetro del
hueco)
ZarandasZarandas
LinealLineal
ElípticoElíptico
CircularCircular
Hay tres tipos
comunes de
movimiento
que pueden
ser usados:
Normas de Vibración
• La Posición de los vibradores determina el patrón de Vibración.
ZarandasZarandas
Movimiento Circular
Normas de Vibración
- Su canasta se mueve en un
movimiento circular uniforme
- Patrón de Vibración
Balanceado
- Diseño Horizontal (Capacidad
limitada)
- Transporte rápido y mayores fuerzas
G’s.
- Recomendados en zarandas primarias para remover
sólidos gruesos (Scalper) o para Arcillas tipo gumbo.
- Vibradores colocados a cada lado de la canasta en su centro
de gravedad con el eje rotacional perpendicular a su canasta.
ZarandasZarandas
Zaranda movimiento Circular
ZarandasZarandas
Movimiento Lineal
Normas de Vibración
- El movimiento lineal obtenido usando
dos vibradores contra-rotativos.
- Angulo de esta línea de movimiento es normalmente a 45-50
grados en relación a la superficie de la zaranda para obtener un
transporte de sólidos máximo.
- Buen transporte y gran capacidad de manejo de fluidos.
Recomendadas para todo tipo de operación que requiera el uso
de mallas finas.
- Patrón de Vibración
Balanceado dinámicamente. La
fuerza neta en la canasta es
cero excepto a lo largo de la
línea que pasa por el centro de
gravedad.
ZarandasZarandas
Zaranda Movimiento Lineal
ZarandasZarandas
Derrick Flo - LineDerrick Flo - Line
CleanerCleaner
ZarandasZarandas
Zaranda Movimiento Lineal
Sweco LM 3
Angulo de CanastaAngulo de Canasta
Variable.Variable.
ZarandasZarandas
Zaranda Movimiento Lineal
Thule VSM 100
Header Tank Feed Chute
Drive Head
Assembly
Scalping Deck
Primary Deck
Secondary
Screen
‘Pneumoseal’
Clamping System
ZarandasZarandas
Zaranda Movimiento Lineal
Thule VSM 100 Linear Shaker
Malla ScalperMalla Scalper
Malla PrimariaMalla Primaria
Sistema de AjusteSistema de Ajuste
De MallaDe Malla
ZarandasZarandas
Broadbent DT2000 Linear Shaker
•Esta Zaranda ofrece:Esta Zaranda ofrece:
•Doble cubiertaDoble cubierta
•Ajuste Rápido deAjuste Rápido de
ángulo.ángulo.
ZarandasZarandas
Zaranda Movimiento Lineal
Cambio Rápido enCambio Rápido en
mallas por susmallas por sus
tensionadores.tensionadores.
Brandt ATL - 1000
ZarandasZarandas
Zaranda Movimiento Lineal
Normas de Vibración
Movimiento Elíptico
 Movimiento Elíptico Desequilibrado
- Patrón de Vibración Desbalanceado.
Diferentes tipos de mov. sobre su
canasta.
- Recomendados para remover sólidos gruesos (Scalper) o
pegajosos (Arcillas)
- Operada con inclinación hacia la descarga de sólidos
diminuyendo la capacidad.
- Vibradores no rotan en el centro de
gravedad de la zaranda aplicándose el
torque sobre esta.
ZarandasZarandas
Brandt Single Deck Shakers
• Zarandas pioneras con
solo una malla en su
canasta.
• Por su pendiente negativa
de su canasta tiene poco
tiempo de retención y
pobre separación
Zaranda Movimiento Elíptico Asimétrico
ZarandasZarandas
Movimiento Elíptico
Normas de Vibración
 Movimiento Elíptico Equilibrado
- Su canasta se mueve en un
movimiento Elíptico uniforme
- Mejor transporte de los cortes (> Lineal)
- Las mallas duran mas debido a que el mov. Elip. Provee un
patron de aceleramiento mas suave.
- Recomendados para ser usado en cualquier tipo de operación
en especial con lodos base aceite.
ZarandasZarandas
True Balanced Elliptical Motion Shaker
Swaco BEM 3
1
2
2
3
4
5
6
7
Vibrating Basket
Vibrator Motor
Deck Angle
Adjustments
Screen Area
33.7 sq ft.
(3 Screens)
1
2
3
4
Rapid Action
Tensioners
5
Base Skid6
Detachable
Header Box
7
ZarandasZarandas
ZarandasZarandas
BEM-600
TM
High Performance Shale Shaker
Motores Vibradores
ZarandasZarandas
Dinámica de Vibración
• La masa de los contrapesos y la frecuencia determina la dinámica de la
vibración.
G’s = [Stroke (in) x RPM2
] / 70400
 Aceleración
•La mayoría de las zarandas operan con fuerzas G’s entre 2.5 a 5.0.
•Las zarandas con contrapesos ajustables pueden variar la fuerza G
aplicada, pero, la vida del equipo y de la malla es inversamente
proporcional a la aceleración.
•La capacidad de flujo y secado de cortes es directamente proporcional a
la aceleración.
ZarandasZarandas
Dinámica de Vibración
 Frecuencia (RPM)
• Los vibradores de las zarandas giran normalmente con RPM’s entre
1200 a 1800 a 60Hz.
•Pruebas de laboratorio han demostrado mejoramiento en la capacidad
de flujo en presencia de sólidos a baja RPM’s (Aumento del golpe
prolongado), sin embargo, al bajar la frecuencia genera que los lodos
tienden a rebotar mas alto que la altura de las cortinas derramando algo
de lodo en los costados.
• La prolongación del golpe varia en forma inversa con los RPM.
• Longitud del golpe: Distancia vertical de desplazamiento de la canasta
de la zaranda.
ZarandasZarandas
Configuración de la Cubierta
• La cubierta de ángulo ajustable se creo para optimizar el
procesamiento de fluido y variar la acción de transporte y secado de los
cortes.
Derrick Flo-Derrick Flo-
LineLine
• Al usar ángulos > 3 hay que tener cuidado con los cortes acumulados
en la región liquida… La acción vibratoria y la residencia extendida
generara mas finos.
ZarandasZarandas
#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 malla
Variaciones
Configuración de la Cubierta
Brandt ATL - 1000
ZarandasZarandas
Solids Removed on Scalping Screen
Pool
of
Fluid
Hydrostatic Pressure
Solids Crawl out of Pool
Beach
Liquid to sand traps
Fixed screen angle
Flowback panel
Configuración de la Cubierta
ZarandasZarandas
Primary
Shakers
Scalpers
Línea de flujo
Descarga de sólidos
Lodo del huecoSistema CascadaSistema Cascada
Sistema de zarandas
Línea de flujo
ZarandasZarandas
Típico arreglo de Zarandas
ZarandasZarandas
Zaranda con Movimiento Elíptico Balanceado y
lineal.
Zaranda en Desarrollo
ZarandasZarandas
 Consideraciones de diseño
Manifolds de distribuicion
o Distribucion pareja.
o No acumulacion de sólidos (1 ft de caida por cada 12 ft de long.)
 Alimentacion a la zaranda
o Sólidos
o Liquido
 Evitar muchas Tees ramificadas.
 Arreglos preferidos
o Tees sin salida.
o Manifolds circulares o manifolds con descarga superior.
 Distribuicion de flujo a igual nivel.
ZarandasZarandas
Muchos taladros tienen estos tipos de arreglo.Muchos taladros tienen estos tipos de arreglo.
Manifolds Convencionales
ZarandasZarandas
Manifold Ramificado
ZarandasZarandas
Manifold Circular
ZarandasZarandas
Manifold con Descarga Superior
ZarandasZarandas
Fallas / Averias
Falla / 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 valvula
atascada. 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 tamizado
o 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.
ZarandasZarandas
Reglas y Cuidados Operacionales
• Nunca haga By-pass en las zarandas.
• 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 zarandas cuando halla viajes de tuberia para
prolongar la vida de las mallas.
ZarandasZarandas
Reglas y Cuidados Operacionales
• En stand by limpie las mallas y repare con silicona o masilla
epoxica las partes rotas.
• Cerciorese que los motores y el ajuste de los contrapesos
en los vibradores sean iguales.
• Al transportar las zarandas ajuste los contrapesos de los
vibradores a cero y use los seguros en los resortes.
ZarandasZarandas
Seleccion del numero de zarandas
ZarandasZarandas
• 'Simple' para operar.
•Disponibilidad.
•Si el tamizado de la malla es conocido, el punto de
corte es predecible.
• Capaz de procesar el volumen total de lodo circulado.
•Facil de inspeccionar
•Los sólidos pueden ser removidos antes de cualquier
degradacion mecanica.
VENTAJAS
ZarandasZarandas
• Son costosas (compra y operación).
• Su montaje necesita gran espacio.
• La inspecion de mallas del fondo en zarandas
dobles son dificiles de inspeccionar.
• Produce sólidos humedos en su descarga .
DESVENTAJA
S
ZarandasZarandas
Conclusion Final
LAS ZARANDAS SON
PARTE ESENCIAL DEL
EQUIPO DE CONTROL DE
SOLIDOS DE UN
TALADRO.
LAS ZARANDAS SON
PARTE ESENCIAL DEL
EQUIPO DE CONTROL DE
SOLIDOS DE UN
TALADRO.
ZarandasZarandas
1. Desarrollo de las mallas
2. Punto de Corte
3. Designación de la malla
4. Tipos de mallas
4.1 Mallas tensionadas
4.2 Mallas Pre-tensionada plana
4.3 Mallas Pre-tensionadas piramidales
5. Ajuste de las mallas
6. Parámetros para la selección de mallas
7. Tramados (Tejidos) comunes en las mallas
8. Grados de Alambre
9. Área Abierta de la malla
10. Configuración de la cubierta según el tamaño de la malla
11. Curvas de eficiencia
12. Taponamiento: Problema común en la malla
13. Reglas y cuidados operacionales
MallasMallas
Desarrollo de las mallas
• Las mallas para zarandas han tenido un gran
desarrollo desde la primera que se conoció, la
cual no era mas sino una malla de corral de
pollos.
• Sin embargo, los principios no han cambiado e
igual se usa alambres entretejidos con un
tamizado a un cierto tamaño de apertura.
• Esto define el punto de corte de la malla o el
tamaño de sólidos que la malla puede remover.
MallasMallas
Punto de Corte
Las partículas a la izquierdaLas partículas a la izquierda
de la curva representan losde la curva representan los
sólidos de menor tamañosólidos de menor tamaño
retornados con el lodo.retornados con el lodo.
Las partículas a la derechaLas partículas a la derecha
de la curva representan losde la curva representan los
sólidos removidos.sólidos removidos.
El DEl D5050 o punto de corteo punto de corte
medio es definido como elmedio es definido como el
punto donde el 50% depunto donde el 50% de
cierto tamaño de sólidoscierto tamaño de sólidos
son y removidosson y removidos
MallasMallas
Puntos de CortePuntos de Corte
Designacion de la MallaDesignacion de la Malla
• Según el API RP13 ha recomendado que todas las Mallas seanSegún el API RP13 ha recomendado que todas las Mallas sean
identificados con la siguiente información:identificados con la siguiente información:
Nombre de la MallaNombre de la Malla
Potencial de separación (d50,d16,d84)Potencial de separación (d50,d16,d84)
Capacidad de flujo (Conducción, área total no vacía).Capacidad de flujo (Conducción, área total no vacía).
MallasMallas
Tipos de Mallas
Las variaciones en los tipos de mallas
incluyen:
- Mallas Tensionadas
- Mallas Pre-Tensionadas
- Mallas planas
- Mallas piramidales
MallasMallas
Mallas Tensionadas
Soporte y ajuste de las mallas Tensionadas
Hook Strip
Tension
Bar
Support
Stringer
s
Lug
Tension Bar
Screen
Overslung Method (Center High)
Underslung Method (Center Low)
Support Stringers
Form Fluid
Channels
MallasMallas
Mallas TensionadasMallas Tensionadas
Sin Soporte
Con Soporte
MallasMallas
Tipo de MallaTipo de Malla Pre-TensionadaPre-Tensionada : Plana: Plana
MallasMallas
Tipo de MallaTipo de Malla Pre-TensionadaPre-Tensionada : Plana: Plana
MallasMallas
Tipo de MallaTipo de Malla Pre-TensionadaPre-Tensionada ::
PiramidalPiramidal
Nuevos desarrollos deNuevos desarrollos de
las formas de las mallaslas formas de las mallas
han tenido lugar.han tenido lugar.
El nuevo diseño incluyeEl nuevo diseño incluye
una forma piramidal deuna forma piramidal de
la malla para dar un áreala malla para dar un área
superficial mas grandesuperficial mas grande
para las dimensiones depara las dimensiones de
la malla.la malla.
MallasMallas
Ajuste de las mallas
• Las Mallas Tensionadas cuentan con un
sistema de tornillos para sostener la
malla a la cubierta a la tensión indicada.
• Las Mallas pre-tensionadas pueden ser
ajustadas con tornillos pero muchas
veces utilizan un sistema neumático de
ajuste. Este sistema permite hacer
cambios de malla más rápido y prevenir
el daño de las mallas por un torque
inapropiado que pueda ser aplicado.
MallasMallas
Ajuste Neumático de mallas Pre-Ajuste Neumático de mallas Pre-
TensionadasTensionadas
Mallas
Primaria
s
Cierre
Neumático
Cortes
MallasMallas
Ajuste de mallas TensionadasAjuste de mallas Tensionadas
MallasMallas
Parámetros para la selección de
mallas
- Tamaño promedio de apertura
- Depende del tipo de tejido y el calibre
del alambre
- Capacidad
- Depende del tejido y la textura
- Forma de la apertura
- Refuerzo de la malla: Usualmente en las
mallas pre-tensionadas.
- Tamaño de la apertura
- Área total de la superficie de la malla.
MallasMallas
Tramados (Tejidos) comunes deTramados (Tejidos) comunes de
MallaMalla
Algunos de los los tramados mas comunesAlgunos de los los tramados mas comunes
disponibles en la industria petrolera son:disponibles en la industria petrolera son:
 Tramado cuadrado plano (Tramado cuadrado plano ( PSWPSW ))
 Tramado rectangular plano (Tramado rectangular plano ( PRWPRW ))
 Tramado rectangular plano modificado (Tramado rectangular plano modificado ( MRWMRW ))
 El tramado cuadrado cruzado (El tramado cuadrado cruzado (TSWTSW) es usado para) es usado para
separa r granos tamaño cuarzo en la industria minera.separa r granos tamaño cuarzo en la industria minera.
 El tramado holandés plano (El tramado holandés plano (PDWPDW) es usado) es usado
principalmente como tela filtro sus aperturas sonprincipalmente como tela filtro sus aperturas son
triangulares que no permiten pasar mucho flujo.triangulares que no permiten pasar mucho flujo.
MallasMallas
Tramados (Tejidos) comunes deTramados (Tejidos) comunes de
MallaMalla
MallasMallas
Tejido plano cuadradoTejido plano cuadrado
Tejido cruzado cuadradoTejido cruzado cuadrado
Tejido plano rectangularTejido plano rectangular
Tramados (Tejidos) comunes deTramados (Tejidos) comunes de
MallaMalla
MallasMallas
Tejido plano rectangularTejido plano rectangular
Tejido rectangular especialTejido rectangular especial
Grados del Alambre
- Grados Extra Fuerte – Fuerte o Medio
- Grado Comercial (MG) – Comúnmente
usado
- Tensile Bolting Cloth (TBC) – Usado a
menudo
- Grado Comercial (MG) proporciona una buena
combinación entre el área abierta y la resistencia
Tensores para el tamiz son frecuentemente menos
usados debido al reducido espesor del alambre.
Sin embargo, estos son encontrados en ciertos
tipos de zarandas de alta capacidad como es el
caso de las Thule VSM-100.
MallasMallas
Área abierta de la Malla
Es el área efectiva de la malla por donde se hace el crivado
(El área adicional es ocupado por los alambres).
Los siguientes son los tamaños de mallas (Tipo
Pretensionada), punto de corte y área abierta para mallas
estándar Thule :
52 mesh - 338µ - 48% Área Abierta
84 mesh - 212µ - 49% Área Abierta
105 mesh - 162µ - 45% Área Abierta
120 mesh - 149µ - 50% Área Abierta
145 mesh - 112µ - 41% Área Abierta
165 mesh - 104µ - 47% Área Abierta
200 mesh - 87µ - 46% Área Abierta
230 mesh - 74µ - 45% Área Abierta
MallasMallas
Configuración de la cubierta según el
tamaño de malla
• Las mallas mas gruesas deberán ser
aseguradas en la cubierta superior y las mallas
mas finas en la cubierta inferior.
• Si el tamaño de la malla superior es muy fina el
fluido puede caer en la segunda malla muy
cerca del lado de la descarga de los sólidos.
Los sólidos serán muy húmedos.
• Si son usadas mallas de diferente tamaño en el
mismo nivel, la malla mas fina deberá ser usada
en el frente de la zaranda.
MallasMallas
Los diferentes tamañosLos diferentes tamaños
de malla daránde malla darán
diferentes tamaños endiferentes tamaños en
los sólidos separadoslos sólidos separados..
Mallas para las zarandasMallas para las zarandas
scalperscalper
(Para tamaño cuarzo)(Para tamaño cuarzo)
Mallas para lasMallas para las
zarandas primariaszarandas primarias
(Finas)(Finas)
Configuración de la cubierta según el
tamaño de malla
MallasMallas
Curvas de Eficiencia: Zarandas lineales
Particle sizes in microns
%Feedsolidsreferringtooverflow
100 Mesh-Water base, 9 ppg 10 cps
120 Mesh-Oil base, 9 ppg 34 cps
120 Mesh-Water base, 9 ppg 10 cps
20 30 120 200 30040 50 100 160
100
40
80
20
60
0
MallasMallas
Curvas de Eficiencia: Mallas piramidales
MallasMallas
Taponamiento : Problema común en la malla
• El taponamiento puedeEl taponamiento puede
ser originado por laser originado por la
acumulación de sólidosacumulación de sólidos
en las aberturas de laen las aberturas de la
malla.malla.
• Una solución es removerUna solución es remover
la malla y lavarla ala malla y lavarla a
presión por la partepresión por la parte
posterior.posterior.
• La colocación de mallasLa colocación de mallas
mas finas puede permitirmas finas puede permitir
el paso de los sólidosel paso de los sólidos
sobre las aberturassobre las aberturas ,, sisi
no es posible lano es posible la
colocación de mallascolocación de mallas
mas gruesas.mas gruesas. Taponamiento de la malla
MallasMallas
 Nunca haga by-pass en las zarandas
 Siempre use el tamaño de malla mas fino posible.
 Regule el flujo y monitoree las zarandas continuamente.
 Ajuste el ángulo 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 tubería apague las zarandas
para así prolongar la vida de las mallas. Durante los
viajes para meter tubería no use todas las zarandas.
Reglas y cuidados operacionales
MallasMallas
Reglas y cuidados operacionales
 Prepare un plan para hacer el cambio de mallas. Debe
informar al ingeniero de lodos.
 Las reparaciones en las mallas pueden ser hechas con
silicona o macilla epóxica .
 Si mas del 20% del área efectiva de la malla ha sido
reparada, cámbiela por una nueva.
 Mantenga un registro de que tipos de mallas están
siendo usadas (Inventario).
 Para lodo OBM, lave las mallas con diesel a presión.
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 Atmosférico
1.2 Desgasificadores de Tipo Vacío (Vacuum)
2. Instalación y Operación
3. Mantenimiento
DesgasificadoresDesgasificadores
Desgasificado
r• La presencia de GAS en el lodo puede ser:
– Dañino para los equipos del taladro ( Corrosivo ),
– Un problema potencial de control de pozo,
– Letal si es toxico o inflamable.
• Hay dos tipos de Desgasificadores:
 Desgasificadores Atmosféricos: Aceptable en lodos sin peso y
baja viscosidad.
 Desgasificadores de Aspiracion (Vacio) : Son superiores a los
Atmosféricos y muy usados en lodos pesados y alta
viscosidad.
• Bombas Centrifugas , hidrociclones y bombas del taladro
pierden eficiencia si el lodo tiene corte de gas.
DesgasificadoresDesgasificadores
• El desgasificador debe ser instalado entre la trampa
de arena y los primeros hidrociclones (Desander).
• Chequee la succión del desgasificador, ésta no esta
excenta de taponamientos.
• Siempre probar el desgasificador antes de iniciar
cualquier operación de perforación.
Desgasificado
r
DesgasificadoresDesgasificadores
Desgasificador (Tipo vacío)Desgasificador (Tipo vacío)
Entrada de lodoEntrada de lodo
Salida de lodoSalida de lodo
desgasificadodesgasificado
Bomba de vacíoBomba de vacío
DesgasificadoresDesgasificadores
TUBO DE
SUCCION
BOMBA DE
VACIO
TUBO DE
DESCARGA
DIAGRAMADIAGRAMA
DesgasificadoresDesgasificadores
Desgasificador (Tipo vacío)
Entrada de lodoEntrada de lodo
Platos SeparadoresPlatos Separadores
Bomba de vacíoBomba de vacío
DesgasificadoresDesgasificadores
DIAGRAMA
Operación de unOperación de un
desgasificadordesgasificador
Entrada deEntrada de
lodolodo
Bomba deBomba de
vacíovacío
DesgasificadoresDesgasificadores
Desgasificador (TipoDesgasificador (Tipo
Atmosférico)Atmosférico)
DesgasificadoresDesgasificadores
DIAGRAMA
DesgasificadoresDesgasificadores
Instalación y Operación
• Los degasificadores atmosféricos deben
descargar horizontalmente a través de la
superficie del tanque para que permita el
rompimiento de las burbujas de gas.
• Los tipo vacío deben descargar abajo de la
superficie del lodo.
• Para la operación de los desgasificadores se
usan, por lo general, bombas centrífugas (más
comerciales).
• La bomba centrífuga debe suministrar la cabeza
alimentadora necesaria. La ubicación de la
succión de esta centrifuga debe ser lo más lejos
de la succión del desgasificador.
• Instalar un manómetro para controlar la cabeza
DesgasificadoresDesgasificadores
ZARANDAS
TRAMPADE
ARENA
ENTRADA
LODO CON
CORTE DE
GAS
SALIDA LODO
DESGASIFICADO
TANQUEDE
SUCCION
InstalaciónInstalación
DesgasificadoresDesgasificadores
Instalación
DesgasificadoresDesgasificadores
Instalación y Operación
• Proveer suficiente capacidad al desgasificador para tratar al menos
el total del volumen de la tasa de circulación.
• Los desgasificadores deben estar ubicados corriente abajo de las
zarandas y corrriente arriba de cualquier equipo que requiera
bomba centrífuga. El succionador debe estar ubicado corriente
abajo del trampa de arena. Y su entrada cerca al fondo (1ft) del
compartimiento (Bien agitado).
• El flujo para igualar la succión y la descarga debe ser alta (Rebose
visible). Igualación baja no asegura el buen funcionamiento del
proceso del gasificador.
DesgasificadoresDesgasificadores
Sistema combinadoSistema combinado
(Atmosférico/vacío)(Atmosférico/vacío)
DesgasificadoresDesgasificadores
LIMPIADOR DE LODO
DESARCILLADOR
DESARENADOR
HidrociclonesHidrociclones
1. Teoría del Hidrociclón
2. Características del diseño
2.1 Diámetro del cono
2.2 Angulo del cono
2.3 Diámetro del vértice
2.4 Parámetros de flujo
2.5 Cabeza de alimentación
2.6 Tamaño de las partículas
3. Parámetros ajustables
4. Unidades de los Hidrociclones
5. Eficiencia de separación
HidrociclonesHidrociclones

El lodo se alimenta por una bombaEl lodo se alimenta por una bomba
centrifuga, a traves de una entradacentrifuga, a traves de una entrada
que lo envia tangencialmente en laque lo envia tangencialmente en la
camara de alimentacion.camara de alimentacion.

Una corta tuberia llamada tuberia delUna corta tuberia llamada tuberia del
vortice forza a la corriente en formavortice forza a la corriente en forma
de remolino a dirigirse hacia abajo ende remolino a dirigirse hacia abajo en
direccion del vertice (Parte delgadadireccion del vertice (Parte delgada
del cono).del cono).
QUE SON?QUE SON?

Son recipientes de forma conica enSon recipientes de forma conica en
los cuales la energia de presion eslos cuales la energia de presion es
transformada en fuerza centrifuga.transformada en fuerza centrifuga.
COMO TRABAJAN?COMO TRABAJAN?
HidrociclonesHidrociclones

La fuerza centrifuga creada por esteLa fuerza centrifuga creada por este
movimiento del lodo en el conomovimiento del lodo en el cono
forzan las partículas mas pesadasforzan las partículas mas pesadas
hacia fuera contra la pared del cono.hacia fuera contra la pared del cono.

Las partículas mas livianas se dirigenLas partículas mas livianas se dirigen
hacia adentro y arriba como unhacia adentro y arriba como un
vortice espiralado que las lleva haciavortice espiralado que las lleva hacia
el orificio de la descarga o delel orificio de la descarga o del
efluente.efluente.

La descarga en el extremo inferior esLa descarga en el extremo inferior es
en forma de spray con una ligeraen forma de spray con una ligera
succion en el centrosuccion en el centro
COMO TRABAJAN?COMO TRABAJAN?
HidrociclonesHidrociclones

Si la concentraccion de sólidos esSi la concentraccion de sólidos es
alta, talvez no haya espacioalta, talvez no haya espacio
suficiente para la salida de todossuficiente para la salida de todos
los sólidos. Esto causa unalos sólidos. Esto causa una
condicion como descarga decondicion como descarga de
cuerdacuerda

El flujo de chorro o cuerda, losEl flujo de chorro o cuerda, los
sólidos se agrupan cerca de lasólidos se agrupan cerca de la
salida y solamente las partículassalida y solamente las partículas
mas grandes saldran del conomas grandes saldran del cono
hasta tapar el cono.hasta tapar el cono.

Antes del taponamiento laAntes del taponamiento la
velocidad de salida sera lenta y losvelocidad de salida sera lenta y los
muchos sólidos que no puedenmuchos sólidos que no pueden
salir del cono regresaran con elsalir del cono regresaran con el
fluido. (Desgaste parte inf. Delfluido. (Desgaste parte inf. Del
cono).cono).
FLUJO DE CUERDAFLUJO DE CUERDA
HidrociclonesHidrociclones
TEORIA DEL HIDROCICLON
• Todos los hidrociclones utilizan la ley de
Stokes para alcanzar la separación de
sólidos del lodo.
K x G x Dp (φs -φl)
Vs =
ϕ
Vs = velocidad de Separacion
K = Constante de Stokes
G = Fuerza de Aceleracion
Dp = Diámetro de la Particula
φs = Densidad de Sólidos
φl = Densidad del Liquido
ϕ = Viscosidad del Liquido
HidrociclonesHidrociclones
Características de diseño
• Las Variables de diseño que controlan el desempeño
de un hidrociclon son:
– Diámetro del Cono.
– Angulo del Cono.
– Longuitud del Cilindro.
– Diámetro de la entrada de alimentacion.
– Diámetro del vertice (underflow).
– Vortice generado.
– Material del Cono.
HidrociclonesHidrociclones
Diámetro del Cono
• Los conos con diametros grandes permiten manejar altos
galonajes, sin embargo la eficiencia de separación y rendimiento
es baja. La siguiente ecuacion nos da una aproximacion del
punto de corte de un cono:
d50 = Punto de corte
Diametro del Cono Capacidad del cono d50
Pulgadas GPM micrones
2 30 10 a 20
4 50 20 a 40
6 100 40 a 60
12 500 60 a 80
HidrociclonesHidrociclones
Angulo del Cono
• Un pequeño angulo del cono generara una reducida
zona de arrastre.
• Esto significa que pocas partículas pequenas seran
arrastradas por el vortice generado obteniendose
mejor punto de corte.
• Sin embargo largos conos tienden a taparse muy
facilmente.
DiDiáámetro de entradametro de entrada

La eficiencia del cono es inversamente proporcional al diametro
de la entrada de alimentacion.

Por tanto un pequeño diametro mejorara el punto de corte. Sin
embargo el diametro debe ser lo suficiente para manejar el flujo
al cono.
HidrociclonesHidrociclones
Diámetro del Vertice
• El diametro del vertice determinara la humedad
de los sólidos descargados:
–Demasiado grande: Mucho liquido
sera descargado.
–Demasiado pequeño:
Taponamientos pueden
presentarsen.
Busque una “descarga en Spray"
HidrociclonesHidrociclones
Vortice Generado
• Este tendra que tener un diametro lo
suficiente pequeño para facilitar una entrada
suave de fluido en el cono.
• Sera lo suficiente grande para manejar la
cantidad liquida.
• Un Vortice demasiado pequeño generara
sólidos muy humedos.
HidrociclonesHidrociclones
Parámetros de Flujo
• Los parámetros de flujo que afectan la eficiencia del hidrociclón son:
– Galonaje .
– Velocidad tangencial
– Cabeza de alimentacion
• Estos parámetros son controlados por la bomba centrifuga que alimenta el
hidrociclón.
• Una optima cabeza de alimentación es uno de los factores para una óptima
descarga del cono.
• Lo optimo es una descarga en spray, lo cual implica que hay una buena
remoción de solidós con minima pérdida de fluido.
HidrociclonesHidrociclones
Eficiencia de la Separación
• La eficiencia de separación del hidrociclón depende
de cuatro factores:
– Parámetros de diseño del Hidrociclón
Diámetro/Longuitud/entrada/Vertice, etc..
– Parámetros de Flujo – Cabeza de Alimentación
– Propiedades del Fluido- Viscosidad.
– Propiedades de las Particulas - Densidad.
HidrociclonesHidrociclones
Cabeza de alimentación
Se calcula como:
P = 0.052 x Mw x H
P = Presión de alimentación a la entrada del cono (psi).
Mw = Densidad del Lodo (ppg).
H = cabeza de alimentación * (Pies).
*Normalmente 75 ft de cabeza.
 Una deficiencia de P cabeza reduce la velocidad del fluido dentro
del cono y afecta la eficiencia de separación (descarga de soga).
 Un exceso de P cabeza puede causar desgaste prematuro y
aumentará los costos de mantenimiento (cortes muy secos-
taponamientos)
 Manipulando el diámetro del fondo del cono se puede remediar el
exceso o deficiencia de cabeza.
HidrociclonesHidrociclones
Parámetros de flujo
• Las propiedades del fluido que tienen un
impacto directo en la operación de un
Hidrociclon son:
– Viscosidad - Factor más importante.
– Densidad
HidrociclonesHidrociclones
Tamaño y Forma de las Particulas
• Las caracteristicas de las partículas juegan un papel importante en la
eficiencia de la separación. Estas incluye:
– Tamaño y forma de las partículas
– Densidad de las partículas
– Concentraccion de sólidos
• La forma influye en el comportamiento de asentamiento. Particulas de
forma rectangular debido a su altos coeficientes de friccion se asentaran
mas despacio que partículas cilindricas.
• La concentraccion Volumetrica de sólidos generan varias problemas de
asentamiento como:
– Incremento de la Viscosidad.
– Interferencia entre partículas.
– Saturacion de sólidos.
HidrociclonesHidrociclones
Parametros
Ajustables
 Solo el diametro del apice o
vertice del cono puede ser
ajustado para obtener un
descarga en forma de spray.
 Si el hidrociclon esta en buenas
condiciones y la operación es aun
muy pobre entonces puede existir
problemas en la bomba centrifuga
designada para el hidrociclon:
- Impeller esta bloqueado,
deteriorado o no es el el
optimo.
- Las lineas de succion o
descarga estan bloqueadas
parcialmente.
- Etc……
HidrociclonesHidrociclones
Desarenadores• Los desarenadores son usados en
lodos con poco peso para separar
partículas tamañño arena de 74 micrones
o mas grandes.
•En lodos pesados no es muy
recomendable usar este equipo debido a
que la densidad de la barita es
sustancialmente mas alta que la de los
sólidos perforados.
• Los hidrociclones separan sólidos de
acuerdo a su densidad.
• El punto de corte de estos hidrociclones
aproximadamente esta entre 50 a 80
micrones.
HidrociclonesHidrociclones
• La función principal del desander es eliminar sólidos que a los equipos
siguientes le puedan causar taponamientos o mal desempeñño (Desilter,
centrifugas), es por ello que su capacidad de procesamiento (Tamañño y
Numero de conos) debe ser 30 a 50 % mas que la circulacion usada.
DesarenadoresDesarenadores
•El desarrollo y optimo uso de las zarandas (con mallas finas) han
eliminado el uso de este equipo, sin embargo, cuando en casos (Diametros
grandes y altas ratas de perforacion) en que las zarandas no pueden
separar 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 lodos 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).
HidrociclonesHidrociclones
DesarenadoresDesarenadores
• Este equipo debe ser instalado despues del desgasificador y antes del
desilter. El lodo de alimentacion debe ser tomado del tanque donde
descarge el desgasificador. Su descarga debe ser en el tanque contiguo a
su succion.
•Debe existir una equalizacion entre los tanques del desander, por ello es
recomendable contar con una valvula que comunique ambos tanques.
HidrociclonesHidrociclones
Desarcilladores • Los conos de los desarcilladores son
fabricados en una gran variedad de
tamanos, en un rango de 2 6 pulgadas.
• Gran cantidad del tamañño de particula
de la barita se encuentra en el rango de
“Limo” es por esta razon que en lodos
densificaods no es muy recomendable
el uso de los desarcilladores.
• Son usados para separar sólidos
perforados en un rango de 12 a 40
micrones.
• El desarcillador difiere del desander en el
tamañño de los conos y punto de corte pero
su funcionamiento es igual.
HidrociclonesHidrociclones
• Los desarcilladores son usados en lodos densificados cuando su
desague (Underflow) posteriormente pueda ser procesada por las
centrifugas o por una zaranda.
• La operación de este equipo igualmente depende de una bomba
centrifuga. El lodo debe ser succionado del tanque que descarga el
desarenador y su descarga procesada en el tanque contiguo.
DesarcilladoresDesarcilladores
HidrociclonesHidrociclones
•Debe existir una equalizacion entre los tanques del
desilter, por ello es recomendable contar con una
valvula que comunique ambos tanques.
DesarcilladoresDesarcilladores
• Nunca el lodo para alimentar al desilter debe ser del
tanque donde se adicionan los quimicos del lodo.
HidrociclonesHidrociclones
Ventajas
- Operación Simple – facil mantenimiento
– Barato
– No tienen partes moviles.
– Su operación permite reducir costos, pues es reducido
el desecho de lodo.
– Incrementan la vida de la broca y aumantan las ratas
de perforacion.
Desventajas
- Las propiedades del lodo afectan su desempeño.
- Su operación genera degradacion de los sólidos –
Uso de bomba centrifuga.
HidrociclonesHidrociclones
Desventajas
- Voluminoso.
– Los puntos de corte generados se pueden
obtener con optimas zarandas.
– La descarga solida es bastante humedad. No
puede usarse en lodos con fase liquida costosa.
– Requieren correctos tamaño de bomba.
– Sus conos facilmente se tapan.
– El mal funcionamiento de sus conos generan
excesivas perdidas de lodo.
HidrociclonesHidrociclones
Marcas Comunes
– Demco.
– Pioneer/Geolograph (Economaster).
– Baroid.
– Sweco.
– Oiltools.
– Swaco (Bajo y alto Volumen).
– Brandt.
– Chimo.
– Krebs.
HidrociclonesHidrociclones
Reglas Operacionales
– No haga By-pass en las shakers. Este mal habito origina
taponamiento en los hidrociclones.
– El numero de conos debe ser el suficiente para manejar
la totalidad de la circulacion.
– Use el desander cuando en las zarandas no pueda usar
mallas mayores a140 (Punto de corte 100 micrones).
– No use la misma bomba centrifuga para alimentar el
desander y desilter. Cada unidad debe tener su propia
bomba.
– Las centrifugas o los mud cleaner pueden ser usados
para procesar el desagues de los hidrociclones.
– Entre pozos o en periodos de stand by largos limpie los
manifolds de los hidrociclones. Chequee el desgaste
interior de los conos.
HidrociclonesHidrociclones
– 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 para
destaparlos.
– 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 las
especificaciones de la bomba.
– La descarga de las bombas centrifugas deben tener una
longuitud maxima de 75 ‘ evitando usar la menos cantidad
de accesorios posibles (Codos,Tee’s,etc), para evitar
muchas perdidas por friccion.
– Ubique un medidor de presion en la línea de alimentacion
de los manifolds, para determinar rapidamente si la cabeza
suministrada por la bomba es la correcta.
HidrociclonesHidrociclones
Reglas Operacionales
Reglas Operacionales
• No permita usar conos con vertices o entradas
tapadas.
• Presión de trabajo (Regla de la mano
derecha):
Desarenador: 35 psi o 4 veces la densidad del
lodo
Desarcillador: 40 psi o 4.5 veces la densidad
del lodo
HidrociclonesHidrociclones
Falla / Averia Posible causa
Uno o mas conos no estan descargando-otros O.K. Bloqueado en la entrada del alimentador o a la
salida-remueva el cono y limpie las lineas.
Algunos conos perdiendo lodo entero en una co- Flujo de regreso de derrame en manifold, la entrada
rriente. al cono tapada.
Alta perdida de lodo,figura cónica en alguno conos- Velocidad baja al ingreso debido al bloqueo parcial
otros normal. de la entrada o cuerpo del cono.
Repetido bloqueos de los vértices. Las aperturas del desagüe muy pequeñas. By-pass en Za-
ruido al operar. randas o mallas rotas.
Altas pérdidas de lodo, corriente debil,figura cónica. Bajo cabeza de alimento -chequee por obstruccion,
Tamano de bomba y rpm,valvula parcialmente cerrada.
La descarga del cono no es uniforme, cabeza del Gas o aire en el lodo de la centrifuga, lineas de succion
alimentador variando. de la de lacentrifuga muy pequenas.
Baja vida del Impeller. Cavitacion en la bomba - Taza de flujo muy altas - nece-
sita lineas mas largas.
Linea de succion bloqueada - Chequear obstrucciones.
Conos descargando una pesada corriente moviendose Los conos estan sobrecargados - usese un tamano de
lentamente. vertice mas grande, insuficientes conos para manejar la
cantidad de solidos en el lodo. By-pass en equipos
corriente arriba.
Altas perdidas de lodo. Apertura inferior muy grande - Ajuste el vertice del cono.
Considere bombear el desague hacia las centrifugas o
hacia una zaranda.
Continuamente se apaga la bomba centrifuga. Aumento del amperaje de la capacidad nominal de la
bomba - Nivel de lodo por debajo de la succion - entrada
de aire en la succion.
Caballos de fuerza por encima de la capacidad del motor.
Chequear taponamientos en lineas de descarga o uso
adicional de la entrega normal de lodo (Tee's).
HidrociclonesHidrociclones
3 EN 1
MUD CLEANER
Mud CleanerMud Cleaner
1. Instalación y operación
2. Mantenimiento
3. Aplicación
4. Ventajas y desventajas
5. Tres en uno
Mud CleanerMud Cleaner
Mud Cleaner
•Mudcleaner o LimpiadorMudcleaner o Limpiador
de lodo es basicamentede lodo es basicamente
una combinacion de ununa combinacion de un
desilter colocado encimadesilter colocado encima
de un tamiz de malla fina yde un tamiz de malla fina y
alta vibración( zaranda ).alta vibración( zaranda ).
•El proceso remueve losEl proceso remueve los
sólidos perforadossólidos perforados
tamatamañño arena aplicandoo arena aplicando
primero el hidrociclon alprimero el hidrociclon al
lodo y posteriormentelodo y posteriormente
procesando el desague deprocesando el desague de
los conos en una zarandalos conos en una zaranda
de malla fina.de malla fina.
Mud CleanerMud Cleaner
Derrick Mud CleanerDerrick Mud Cleaner
•Segun especificacionesSegun especificaciones
API el 97 % del tamaAPI el 97 % del tamañño deo de
la barita es inferior a 74la barita es inferior a 74
micrones y gran parte demicrones y gran parte de
esta es descargada poresta es descargada por
los Hidrocicloneslos Hidrociclones
(Desilter /Desander). El(Desilter /Desander). El
recuperar la barita yrecuperar la barita y
desarenar un lododesarenar un lodo
densificado es ladensificado es la
principal función de unprincipal función de un
limpiador de lodos o Mudlimpiador de lodos o Mud
cleaner.cleaner.
Mud Cleaner
Mud 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 CleanerMud Cleaner
Mud Cleaner
• El tamaño de malla usado normalmente varia entre
100 y 200 mesh (325 mesh raramente usada debido
a taponamiento y rápido daño de la malla)
• La descarga limpia de los conos (overflow) y el fluido
tamizado por las mallas (underflow) es retornado al
sistema activo.
• Los parametros que pueden ser ajustadas durante la
normal operación de un mud-cleaner son los
siguientes:
– Cantidad de conos.
– Tamaño / tipo de cono
– Tamano de la malla.
– Velocidad de vibración.
Mud CleanerMud Cleaner
Tamaño de la malla usadas en los Mud CleanerTamaño de la malla usadas en los Mud Cleaner
Mud CleanerMud Cleaner
Aplicaciones
• La principal aplicacion del limpiador de lodo es para sistemas de
lodo liviano donde la fase liquida es cara o ambientalmente no
muy manejable (OBM).
• En sistemas de lodo 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 zarandas.
• Todas las observaciones operacionales y mantenimiento de las
zarandas y de los hidrociclones son aplicables a los Mud
Cleaner.
Mud CleanerMud 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.
Mud CleanerMud Cleaner
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.
Mud CleanerMud Cleaner
Desventajas
– Recicla sólidos finos a traves de sus mallas.
– Descarga Barita con los cortes.
– Capacidad Limitada.
– Degradacion de los sólidos producido en la succion y
entrega de la bomba centrifuga usada para su
alimentacion.
– Separacion en parte depende de los conos. Desempeño
(normalmente pobre).
– Requiere para su operación de una bomba centrifuga.
Mud CleanerMud Cleaner
TRES ENTRES EN
UNOUNO
Es una adaptacionEs una adaptacion
de tres equipos ende tres equipos en
unouno
(Zaranda,Dsilter y(Zaranda,Dsilter y
desander).desander).
Se usa cuando haySe usa cuando hay
poca disponibilidadpoca disponibilidad
de espacio.de espacio.
Mud CleanerMud Cleaner
CENTRIFUGA DECANTADORA
OPERACIÓN DUAL
DE CENTRIFUGAS
CENTRIFUGA VERTICAL
Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
1. Introduccion
2. Separacion por sedimentacion
3. Separacion centrifuga
4. Principales componentes
5. Principios de Operación
6. Desempeño de las centrifugas
7. Velocidad de las centrifugas
8. Velocidad de transporte de los sólidos
9. Aplicaciones
9.1 Centrifugas de Baja Velocidad
9.2 Centrifugas de Alta Velocidad
9.3 Operación Dual de Centrifugas – Lodo no densificado
9.4 Operación Dual de Centrifugas – Lodo densificado
9.5 Operación para deshidratación de lodos
9.6 Centrifugas Verticales – Secadoras de cortes
Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
1. Introducción
- Separación de los sólidos de la fase liquida, que no han sido removidos ni
por las zarandas ni los hidrociclones.
- Consiste en: - Un recipiente de forma cónica o bowl, rotando sobre su eje a diferente
velocidad (Entre 1,200 y 4,000 rpm).
- Un sin fin o conveyor ubicado dentro del bowl gira en la misma dirección
del bowl generando una velocidad diferencial respecto al mismo entre 18
y 90 rpm.
- La velocidad diferencial permite el transporte de los sólidos por las paredes
del bowl en donde los sólidos han sido decantados por la fuerza centrifuga.
- El éxito de la operación depende de su trabajo continuo, la capacidad para
descargar sólidos relativamente secos y alcanzar una alta eficiencia de
separación.
Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
Diagrama General de las Centrifugas
Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
 La separación de los sólidos de un liquido utilizando un tanque de
sedimentacion abierto.
 El fluido cargado de sólidos entra por un extremo y sale por el otro.
 El tiempo de viaje del punto de entrada al punto de salida permite que los sólidos
mas grandes se sedimenten a una profundidad que afecta su separación,
 La separación entre los sólidos y los liquidos se produce basicamente por:
- La diferencia de densidad entre el solido y el liquido
- La fuerza de gravedad
- El tiempo
 Las diferencias de densidad, la gravedad y otros factores que controlan este
proceso estan definidos por la LEY DE STOKES
2. Separacion por sedimentación
Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
De acuerdo con la Ley de Stokes, la velocidad de sedimentacion es afectada por:
- El diametro de las partículas
- La viscosidad del fluido
- La diferencia de densidad entre las partículas y el liquido
y en donde, la variable mas significativa es el diametro de las partículas
LEY DE STOKES
V = (1.55 x 10-7
)xD2
x(Pp – Pl)g
u
En donde: V = Velocidad de sedimentacion (ft/min)
D = Diámetro de las partículas (micrones)
Pp= Densidad de las partículas (ppg)
Pl = Densidad del liquido (ppg)
u = Viscosidad (cps)
g = Aceleracion gravitacional (32.2 ft/seg2
)
Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
FUERZA “G” = D x rpm2 x 0,0000142
en donde, D = diametro del bowl (in)
rpm = velocidad del bowl
Por tanto, los sólidos que necesitan horas o dias para separarse por sedimentacion,
pueden separarse en segundos con una centrifuga, y el punto de corte en la
separación centrifuga depende de la fuerza G y del tiempo.
3. Separación centrífuga
 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.
Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
4. Principales componentes de las centrífugas
MOTOR ELÉCTRICO
BOWL
TUBO DE
ALIMENTACIÓN
CONVEYOR
GEAR BOX
COMPONENTES PARA LA
DESCARGA DE LÍQUIDOS
Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
 Los sólidos son separados por
grandes fuerzas centrifugas , las
cuales son generadas por la
rotacion del bowl.
 El fluido libre de sólidos es
descargado desde el deposito
en el otro extremo del bowl.
5. Principios de Operación
PROFUNDIDAD
ESTANQUE
TUBO DE
ALIMENTACION
COMPUERTAS
DE LIQUIDO
ESTANQUE PLAYA
DISTANCIA
ENTRE-ASPAS
(PITCH)
DESCARGA
SOLIDA
 El conveyor gira a una
velocidad menor creando una
velocidad diferencial que
permiten la acumulacion de los
sólidos hacia las paredes del
bowl y su descarga por los los
extremos del mismo.
Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
6. Desempeño de las centrífugas
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
Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
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
Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
7. Velocidad de las centrífugas
El ejemplo para los modelos de las centrifugas SWACO, las velocidades de operación son:
Velocidad del Bowl Fuerza G
1900 rpm 720
2500 rpm 1250
3200 rpm 2100
Los cambio de velocidad se alcanzan al cambiar las correas y la posicion de las poleas
8. Velocidad de transporte de los sólidos
Hace referencia a la velocidad a la cual se extraen los sólidos de la centrifuga. Esta
depende de:
 La velocidad relativa del bowl
 La distancia de separación de los alabes
Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
9. Aplicación de las centrífugas decantadoras
Centrifuga de Baja Velocidad
 Los parámetros de operación normal son:
Velocidad del bowl 1250 - 2500 rpm
Profundidad del deposito 2.1 pulgadas
Rata de Alimentación Puede variar
Velocidad diferencial 23 – 44 rpm
Tubo de Alimentación Completamente introducido
 Recupera la barita mientras descarta los sólidos perforados, para fluidos densificados.
 Contribuye al control de la viscosidad plástica del lodo.
 Descarta los sólidos perforados para los fluidos no densificados. Se puede aumentar
la velocidad del bowl y así obtener un punto de corte mas fino.
Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
Centrifuga de Alta Velocidad
 Los parámetros de operación normal son:
Velocidad del bowl 2500 - 3400 rpm
Profundidad del deposito 2.1 pulgadas
Rata de Alimentación Puede variar
Velocidad diferencial Debe ser mínima
Tubo de Alimentación Completamente introducido
 Para lodos no densificados, descarta y controla los sólidos del lodo. Se requiere
máxima 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.
 Deshidratación del lodo con la ayuda de agentes floculantes (Proceso de dewatering),
Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
Operación Dual de Centrifugas – Lodo no Densificado
Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
Operación Dual de Centrifugas – Lodo Densificado
1
2
3
4
5
6
7
Centrífuga 414
Centrífuga 518
Bomba de Alimentación de la Centrifuga
Bomba de Alimentación del Desander
Tolva para recuperación de barita
Boquilla para la recuperación de barita
Catch Tank para la fase Liquida
A
B
C
D
E
F
G
H
J
Alimentación de la centrifuga 414
Alimentación de la centrífuga 518
Alimentación Centrifuga 518 desde sistema (Opcional)
(Optional)Descarga de sólidos Centrifuga 414 (Opcional)
Retorno de Barita al Sistema Activo
Efluente al Sistema Activo
Descarga de sólidos Centrifuga 518
Dilución alimentación de la centrifuga 414
Fase Liquida de las Centrifugas
Layout General
Configuración dual de Centrífugas - Serie
1
2
3
3
4
5
6
7
A
B
C
D
E
F
G
H
J
J
Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
Operación para deshidratación de lodos
Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
Centrifugas Verticales – Secadora de Cortes
Generalidades
 Utilizada en operaciones con lodos
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
Características
 Buen desempeño ambiental.
 Mejora la recuperacion de fluidos de
perforacion.
 Seguridad
 Facil instalacion
 Ventajas operacionales
 Facil mantenimiento
CentrifugasCentrifugas VerticalesVerticales
Centrifugas Verticales – Secadora de Cortes
Funcionamiento
 Incorpora alta velocidad a una
centrifuga de canasta vertical
logrando una maxima separación
solido / liquido a unos altos
volumenes de procesamiento.
 Los sólidos humedos entran por el
tope de la centrifuga.
 Los sólidos secos salen por el fondo
de la centrifuga.
 El fluido de perforacion es
recuperado por las ventanas
laterales.
CentrifugasCentrifugas VerticalesVerticales
PRINCIPIOS DE
OPERACION Y
SELECCION DE
TAMAÑO
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
1. Componentes de una bomba centrifuga
2. Medición, Utilización y Control de la Energía de una Bomba
3. Cavitación
3.1 Cavitación por succión
3.2 Cavitación por descarga
4. Relación entre presión y altura de un liquido
5. Carga expresada como Aceleración Centrífuga
6. Selección del Tamaño de una Bomba
7. Diseños de Succión
8. Curvas de Desempeño de una Bomba
9. Leyes de Afinidad
10. Aplicaciones de las Bombas Centrifugas
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
Los dos principales
componentes de una
bomba 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
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
• La energLa energíía de la bomba centrifuga se mide en laa de la bomba centrifuga se mide en la
forma deforma de cargacarga producida usandoproducida usando piespies como unidad.como unidad.
•• La carga producida es laLa carga producida es la altura verticalaltura vertical (pies) sobre(pies) sobre
la cual una bomba hace subir el fluido dentro de unla cual una bomba hace subir el fluido dentro de un
tubo vertical, antes de consumir toda su energtubo vertical, antes de consumir toda su energíía.a.
•• Una vez que se logra la carga max. (Pies), seUna vez que se logra la carga max. (Pies), se
consume la energconsume la energíía total producida por las bombas.a total producida por las bombas.
•• NingNingúún fluido adicional saldrn fluido adicional saldráá por la descarga de lapor la descarga de la
bomba.bomba.
MEDICION DE LA ENERGIA DE LA BOMBAMEDICION DE LA ENERGIA DE LA BOMBA
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
 La carga (pies) debida a la energLa carga (pies) debida a la energíía de la bomba sea de la bomba se
consume de dos (2) maneras:consume de dos (2) maneras:
••AspiracionAspiracion--movimiento vertical del fluido.movimiento vertical del fluido.
Aumenta segAumenta segúún la alturan la altura
••FricciFriccióónn -- resistencia del fluido al flujo a travresistencia del fluido al flujo a travéés de las de la
tubertuberíía, las conexiones y las toberas (requisito de laa, las conexiones y las toberas (requisito de la
aplicaciaplicacióón)n)
Aumenta segAumenta segúún el rendimiento de la bomba(GPM)n el rendimiento de la bomba(GPM)
UTILIZACION DE LA ENERGIA DE LA BOMBAUTILIZACION DE LA ENERGIA DE LA BOMBA
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
 DespuDespuéés de ser encendidas, las bombas centrifugass de ser encendidas, las bombas centrifugas
seguirseguiráán bombeando un volumen creciente hasta quen bombeando un volumen creciente hasta que
se logre lase logre la carga mcarga mááximaxima (pies) a trav(pies) a travéés de las de la
aspiraciaspiracióón y friccin y friccióónn, si no la bomba comenzara a, si no la bomba comenzara a
cavitar.cavitar.
La cavitaciLa cavitacióón ocurre cuando esta saliendo mas fluidon ocurre cuando esta saliendo mas fluido
del que esta entrando.del que esta entrando.
Las bombas centrifugas deben ser del tamaLas bombas centrifugas deben ser del tamaññoo
adecuado para la aplicaciadecuado para la aplicacióón especifica en que sern especifica en que seráánn
usadas, si no, la energusadas, si no, la energíía producida sera producida seráá incorrecta,incorrecta,
causando resultados indeseables.causando resultados indeseables.
CONTROL DE LA ENERGIA DE LA BOMBACONTROL DE LA ENERGIA DE LA BOMBA
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
CAVITACIONCAVITACION
CavitacionCavitacion por Succionpor Succion
LaLa cavitacioncavitacion porpor succionsuccion ocurreocurre cuandocuando lala
succionsuccion de lade la bombabomba estaesta bajobajo condicionescondiciones
dede bajabaja presionpresion o altoo alto vacio dondevacio donde elel liquidoliquido
pasapasa a vapor en laa vapor en la puntapunta uu ojoojo del impellerdel impeller
de lade la bombabomba.. EsteEste vaporvapor es llevado sobrees llevado sobre lala
parteparte de lade la descargadescarga de lade la bomba dondebomba donde nono
eses masmas grandegrande elel vaciovacio yy es nuevamentees nuevamente
comprimidocomprimido aa liquido porliquido por lala alta presionalta presion dede
descargadescarga.. Esta accionEsta accion de implosionde implosion ocurreocurre
violentamenteviolentamente yy atacaataca lala caracara del impeller.del impeller.
Un impellerUn impeller queque haha sido operado bajosido operado bajo lala
condicioncondicion dede cavitacion por succion tienecavitacion por succion tiene
grandes trozosgrandes trozos de materialde material removidoremovido dede susu
cara causando falla prematuracara causando falla prematura de lade la bombabomba..
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
Cavitacion por DescargaCavitacion por Descarga
LaLa cavitacion por descarga ocurre cuandocavitacion por descarga ocurre cuando lala
descargadescarga de lade la bomba es extremadamente altabomba es extremadamente alta. La. La altaalta
presionpresion dede descarga causa quedescarga causa que lala mayoriamayoria deldel fluidofluido
circule dentrocircule dentro de lade la bombabomba enen vezvez de serde ser descargadodescargado..
AA medida quemedida que elel liquido fluye alrededorliquido fluye alrededor del impellerdel impeller
este pasaeste pasa aa travestraves de lade la pequena tolerancia entrepequena tolerancia entre elel
impeller y elimpeller y el cortecorte dede aguaagua de lade la bombabomba aa unauna
velocidad extremadamente altavelocidad extremadamente alta.. Esta velocidad causaEsta velocidad causa
unun vacio quevacio que sese desarrolladesarrolla en elen el cortecorte dede aguaagua similarsimilar
a loa lo que ocurreque ocurre en unen un venturiventuri y ely el liquidoliquido sese convierteconvierte
en vapor.en vapor. Una bomba queUna bomba que haha sido operada bajo estassido operada bajo estas
condiciones presentacondiciones presenta unun desgaste prematurodesgaste prematuro enen laslas
aspasaspas del impeller y en eldel impeller y en el cortecorte dede aguaagua de lade la bombabomba..
AdicionalmenteAdicionalmente, a, a las condicinoneslas condicinones dede alta presionalta presion,,
sese pueden presentar danos prematurospueden presentar danos prematuros en elen el sellosello
mecanicomecanico yy las balineraslas balineras yy bajo condiciones extremasbajo condiciones extremas
sese romperarompera elel ejeeje del impeller.del impeller.
CAVITACIONCAVITACION
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
• La carga se mide en pies, y segLa carga se mide en pies, y segúún la densidad deln la densidad del
fluido, se convierte en la presifluido, se convierte en la presióón mn mááxima(Psi) en laxima(Psi) en la
descarga de la bomba.descarga de la bomba.
••Luego la presiLuego la presióón disminuirn disminuiráá continuamente hastacontinuamente hasta
"0"PSI, seg"0"PSI, segúún la aspiracin la aspiracióón y la friccin y la friccióón, hasta que eln, 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)
CargaCarga == AlturaAltura de lade la columnacolumna deldel fluidofluido (Pies).(Pies).
PP == PresionPresion dede alimentacionalimentacion a laa la entradaentrada deldel conocono ((psipsi).).
o.o52o.o52 == Factor de conversionFactor de conversion
Relacion entre la Presion y la altura de un Liquido (Carga)Relacion entre la Presion y la altura de un Liquido (Carga)
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
70 ft de70 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 psi
Relacion entre la Presion y la altura de un Liquido (Carga)Relacion entre la Presion y la altura de un Liquido (Carga)
Ejemplo
Cual esCual es lala presionpresion dede
descargadescarga aa unauna
cabezacabeza de 70’de 70’ sisi sese
bombeabombea::
••AguaAgua (8.33 ppg)(8.33 ppg)
••Diesel (7.4 ppg)Diesel (7.4 ppg)
••LodoLodo (12.5 ppg)(12.5 ppg)
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
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 22
÷÷ (2 x 32.2)(2 x 32.2)
CargaCarga = 130.2 ft= 130.2 ft
Carga expresada como aceleracion CentrifugaCarga expresada como aceleracion Centrifuga
VV22
CargaCarga (Pies)(Pies) =
2g2g
VV22
CargaCarga (Pies)(Pies) =
2g2g
V = (rpmV = (rpm ÷÷ 60)60) x (x (diametrodiametro ((pulgpulg)) ÷÷ 12)12) xx ππ
VV = (1,750= (1,750 ÷÷ 60) x (1260) 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 losaumentar los RPM y elRPM y el diametrodiametro de lade la tuberiatuberia sese aumentaaumenta lala cargacarga””
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
Carga (Pies) & Presion (Psi)Carga (Pies) & Presion (Psi)
• La carga (Pies) solo depende de la Velocidad y delLa 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 presionLa densidad del fluido aprece en forma de presion
(Psi).(Psi).
•• La presiLa presióón mn mááxima sera observada en la descarga dexima sera observada en la descarga de
la bomba y disminuira hasta cero cuando se logra lala bomba y disminuira hasta cero cuando se logra la
maxima carga.maxima carga.
••Luego la presiLuego la presióón disminuirn disminuiráá continuamente hastacontinuamente hasta
"0"PSI, seg"0"PSI, segúún la aspiracin la aspiracióón y la friccin y la friccióón, hasta que Eln, 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)
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
••Todas las aplicaciones para bombas centrifugas requierenTodas las aplicaciones para bombas centrifugas requieren
una carga muna carga míínima para funcionar correctamente.nima para funcionar correctamente.
•• La carga mLa carga míínima requerida (pies) es ademnima requerida (pies) es ademáás de la cargas de la carga
(pies) requerida para hacer subir el fluido verticalmente hasta(pies) requerida para hacer subir el fluido verticalmente hasta
la aplicacila aplicacióón, asn, asíí como la resistencia de la carga de friccicomo la resistencia de la carga de friccióónn
(pies) al flujo dentro de la tuber(pies) al flujo dentro de la tuberíía.a.
Ejemplo: Un desarenador (swaco) requiere una carga de 74Ejemplo: Un desarenador (swaco) requiere una carga de 74
pies.pies.
••Si se instala el desarenador a 15 pies encima de la descargaSi se instala el desarenador a 15 pies encima de la descarga
de la bomba y la perdida causada por la friccide la bomba y la perdida causada por la friccióón dentro de lan dentro de la
tubertuberíía es de 6 pies.a es de 6 pies.
••CuCuáál es la carga ml es la carga míínima requerida para la bomba?.nima requerida para la bomba?.
Carga (Pies)Carga (Pies) -- ImportanciaImportancia
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
Bomba del desarenador de swacoBomba del desarenador de swaco
••Carga requerida por el desarenador = 74 pies de cargaCarga requerida por el desarenador = 74 pies de carga
••Altura de aspiraciAltura de aspiracióón vertical hasta el desarenador =15 pies de cargan vertical hasta el desarenador =15 pies de carga
••FricciFriccióón en la tubern en la tuberíía =6 pies de ca =6 pies de cargaarga
••Total de pies de carga requeridos =9Total de pies de carga requeridos =95 pies de carga5 pies de carga
••La bomba debe ser capaz de producir 95 pies de carga para que elLa bomba debe ser capaz de producir 95 pies de carga para que el
desarenador funcione correctamente.desarenador funcione correctamente.
••Se usan 21 pies de carga para desplazar el fluido hasta elSe usan 21 pies de carga para desplazar el fluido hasta el
desarenador.desarenador.
Carga requerida para el desarenadorCarga requerida para el desarenador
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
••Un indicador instalado en la descarga de la bomba indicarUn indicador instalado en la descarga de la bomba indicarííaa
95 pies de carga?95 pies de carga?
••Un indicador instalado en el desarenador indicarUn indicador instalado en el desarenador indicaríía 74 pies dea 74 pies de
carga?carga?
••Si el peso del lodo es de 9,5 LB/GAL, cual seria la indicaciSi el peso del lodo es de 9,5 LB/GAL, cual seria la indicacióónn
de los indicadores?de los indicadores?
••Descarga de la bomba = PSIDescarga de la bomba = PSI
••MMúúltiple del desarenador = PSIltiple del desarenador = PSI
P = 0.052 xP = 0.052 x DensidadDensidad (ppg) x(ppg) x CargaCarga (Pies)(Pies)
Bomba del desarenadorBomba del desarenador
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
••La carga de aspiraciLa carga de aspiracióón (pies) es la energn (pies) es la energíía que la bomba debe usara que la bomba debe usar
para entregar el lodo verticalmente hasta la entrada de lodo depara entregar el lodo verticalmente hasta la entrada de lodo de lala
aplicaciaplicacióón.n.
••La distancia vertical se mide a partir del eje de aspiraciLa distancia vertical se mide a partir del eje de aspiracióón de la bomba.n de la bomba.
CARGA DE ASPIRACION(Pies)CARGA DE ASPIRACION(Pies)
••La carga producida por la resistencia al flujo se llama carga deLa carga producida por la resistencia al flujo se llama carga de friccifriccióónn
(pies)(pies)
••La carga de fricciLa carga de friccióón(Pies) aumenta el caudal de la bomba(GPM) aumenta.n(Pies) aumenta el caudal de la bomba(GPM) aumenta.
•• DiDiáámetros mmetros máás peques pequeñños de la tuberos de la tuberíía, tendidos ma, tendidos máás largos de las largos de la
tubertuberíía, mayor cantidad de conexiones, todos son factores que aumentana, mayor cantidad de conexiones, todos son factores que aumentan
la carga de friccila carga de friccióón (pies)n (pies)
••La presiLa presióón de carga (pies de carga) recomendada por el proveedorn de carga (pies de carga) recomendada por el proveedor
constituye una forma de carga de fricciconstituye una forma de carga de friccióón (resistencia al fluido a travn (resistencia al fluido a travéés des de
la tobera de admisila tobera de admisióón del equipo).n del equipo).
CARGA DE FRICCION (Pies)CARGA DE FRICCION (Pies)
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
••Para todas las aplicaciones que requieren una bomba centrifugaPara todas las aplicaciones que requieren una bomba centrifuga
para la operacipara la operacióón, el proveedor ha recomendado una presin, el proveedor ha recomendado una presióón den de
carga de funcionamiento que resultara en un rcarga de funcionamiento que resultara en un réégimen degimen de
tratamiento segtratamiento segúún el caudal (GPM) nominal (rendimiento max.)n el caudal (GPM) nominal (rendimiento max.)
••La operaciLa operacióón a cualquier otra presin a cualquier otra presióón de carga producirn de carga produciráá unun
cambio del rcambio del réégimen de tratamiento, de acuerdo con la siguientegimen de tratamiento, de acuerdo con la siguiente
relacirelacióónn
HH11 x GPMx GPM22
22 = H= H22 x GPMx GPM11
22
HH11= Presion de carga del proveedor= Presion de carga del proveedor
GPMGPM11= Galonage de tratamiento a H= Galonage de tratamiento a H11
HH22= Presi= Presióón de carga efectivan de carga efectiva
GPMGPM22=?=?
CARGA DE APLICACIONCARGA DE APLICACION
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
••DEBE HABER UNA CARGA SUFICIENTE EN EL LADO DE ASPIRACION DEDEBE HABER UNA CARGA SUFICIENTE EN EL LADO DE ASPIRACION DE
LA BOMBA PARA FORZAR EL FLUIDO A ENTRAR EN LA BOMBA ALLA BOMBA PARA FORZAR EL FLUIDO A ENTRAR EN LA BOMBA AL
MISMO RITMO QUE EL FLUIDO TRATA DE SALIR POR EL LADO DE LAMISMO RITMO QUE EL FLUIDO TRATA DE SALIR POR EL LADO DE LA
DESCARGA.DESCARGA.
SI ESTA CARGA NO ES SUFICIENTE HABRA CAVITACIONSI ESTA CARGA NO ES SUFICIENTE HABRA CAVITACION
CARGA DE ASPIRACION NETACARGA DE ASPIRACION NETA
••Hay dos tipos de Carga de Aspiracion Neta Positiva:Hay dos tipos de Carga de Aspiracion Neta Positiva:
CANP REQUERIDACANP REQUERIDA -- Cuando el caudal (GPM) de la bombaCuando el caudal (GPM) de la bomba
aumenta, se requiere mas CANP.aumenta, se requiere mas CANP.
CANP DISPONIBLECANP DISPONIBLE -- La Presion atmosferica, temperatura del lodo,La Presion atmosferica, temperatura del lodo,
la altura del lodo encima del eje de la bomba yla altura del lodo encima del eje de la bomba y
la carga de friccion de la tuberia de aspiracionla carga de friccion de la tuberia de aspiracion
determinan la CANP disponibledeterminan la CANP disponible
CANP = CANPCANP = CANPDD -- CANPCANPRR
LA CANP DEBE SER POSITIVALA CANP DEBE SER POSITIVA
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
FACTORES QUE AFECTAN LA CARGA DEFACTORES QUE AFECTAN LA CARGA DE
ASPIRACION NETAASPIRACION NETA
PRESION ATMOSFERICAPRESION ATMOSFERICA
•• La presion atmosferica disminuye con la altura.La presion atmosferica disminuye con la altura.
ALTURA DEL LODO ENCIMA DEL EJE DE LA BOMBAALTURA DEL LODO ENCIMA DEL EJE DE LA BOMBA
CARGA DE FRICCION (PIES) EN LA TUBERIA DE ASPIRACIONCARGA DE FRICCION (PIES) EN LA TUBERIA DE ASPIRACION
••La carga de friccion en la aspiracion debe ser minimizada, sinoLa carga de friccion en la aspiracion debe ser minimizada, sino elel
fluido tratara de salir por la descarga mas rapidamente que porfluido tratara de salir por la descarga mas rapidamente que por lala
succion provocandosuccion provocando ““cavitacioncavitacion””
PRESION DE VAPOR DEL LODOPRESION DE VAPOR DEL LODO
••Cuando la presion aumenta el agua se vaporiza (se convierte enCuando la presion aumenta el agua se vaporiza (se convierte en
gas) a una temperatura mas baja.gas) a una temperatura mas baja.
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
CANP DISPONIBLE (CANPCANP DISPONIBLE (CANPDD) Y REQUERIDA (CANP) Y REQUERIDA (CANPRR))
CANPCANPDD= Ha + He= Ha + He –– HfHf -- HvpHvp
•• Ha = Carga atmosfericaHa = Carga atmosferica
••He = Carga de altura (Bomba a superficie del lodo)He = Carga de altura (Bomba a superficie del lodo)
••Hf = Carga de friccion (Perdida por friccion en la aspiracionHf = Carga de friccion (Perdida por friccion en la aspiracion))
••Hpv = Presion de vapor del lodo a la temperatura de bombeo.Hpv = Presion de vapor del lodo a la temperatura de bombeo.
CANPCANPRR
••Indicada directamente por las curvas de rendimientoIndicada directamente por las curvas de rendimiento
••Factor limitador para el caudal VolumetricoFactor limitador para el caudal Volumetrico
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
ValvesPipe
Diameter Gate Plug Globe Angle Check Foot
1.5" 0.9 - 45 23 11 39
2" 1.10 6.0 58 29 14 47
3" 1.6 8.0 86 43 20 64
4" 2.1 17 113 57 26 71
6" 3.2 65 170 85 39 77
Elbows
Tube
Turn
Tee Enlrg ContrPipe
Diameter
45 90 45 90 Strt Side 1:2 3:4 2:1 4:3
1.5" 1.9 4.1 1.4 2.3 2.7 8.1 2.6 1.0 1.5 1.0
2" 2.4 5.2 1.9 3.0 3.5 10.4 3.2 1.2 1.8 1.2
3" 3.6 7.7 2.9 4.5 5.2 15.5 4.7 1.7 2.8 1.7
4" 4.7 10.2 3.8 6.0 6.8 20.3 6.2 2.3 3.6 2.3
6" 7.1 15.3 5.8 9.0 10.2 31 9.5 3.4 5.6 3.4
Tabla de perdidas de friccion en accesoriosTabla de perdidas de friccion en accesorios
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
Friction Loss of Water in Feet per 100 Feet of Pipe
1"Pipe 2"Pipe 3"Pipe 4"Pipe 5"Pipe 6"PipeU.S.
GPM Vel Loss Vel Loss Vel Loss Vel Loss Vel Loss Vel Loss
10 3.72 11.7 1.02 0.50 0.45 0.07 - - - - - -
20 7.44 42.0 2.04 1.82 0.91 0.25 0.51 0.06 - - - -
30 11.15 89.0 3.06 3.84 1.36 0.54 0.77 0.13 0.49 0.04 - -
40 14.88 152 4.08 6.60 1.82 0.91 1.02 0.22 0.65 0.08 - -
50 - - 5.11 9.90 2.27 1.36 1.28 0.34 0.82 0.11 0.57 0.04
60 - - 6.13 13.9 2.72 1.92 1.53 0.47 0.98 0.16 0.68 0.06
70 - - 7.15 18.4 3.18 2.57 1.79 0.63 1.14 0.21 0.79 0.08
80 - - 8.17 23.7 3.65 3.28 2.04 0.81 1.31 0.27 0.91 0.11
90 - - 9.19 29.4 4.09 4.06 2.30 1.00 1.47 0.34 1.02 0.14
100 - - 10.2 35.8 4.54 4.96 2.55 1.22 1.63 0.41 1.13 0.17
110 - - 11.3 42.9 5.00 6.00 2.81 1.46 1.79 0.49 1.25 0.21
120 - - 12.3 50.0 5.45 7.00 3.06 1.72 1.96 0.58 1.36 0.24
130 - - 13.3 58.0 5.91 8.10 3.31 1.97 2.12 0.67 1.47 0.27
140 - - 14.3 67.0 6.35 9.20 3.57 2.28 2.29 0.76 1.59 0.32
150 - - 15.3 76.0 6.82 10.5 3.82 2.62 2.45 0.88 1.70 0.36
Tabla de perdidas de friccion en tuberiaTabla de perdidas de friccion en tuberia
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
SELECCIÓN DEL TAMAÑO DE LA BOMBASELECCIÓN DEL TAMAÑO DE LA BOMBA
 LIMITE DE CAPACIDADLIMITE DE CAPACIDAD
Limites de capacidad para varias bombasLimites de capacidad para varias bombas
TAMAÑO DE LA BOMBA CAUDAL MAXIMO (GPM)
2x3 450
3x4 750
4x5 1100
5x6 1600
5x6 Magnun 1800
6x8 1600
6x8 Magnun 2400
 POTENCIA REQUERIDA (BHPPOTENCIA REQUERIDA (BHPRR))
•Leer la potencia requerida para el agua en la curva de la bomba.Leer la potencia requerida para el agua en la curva de la bomba.
•La potencia requerida para lodos (mayor peso)La potencia requerida para lodos (mayor peso)
= [Densidad (lb/gal) / 8.33] x BHP curva= [Densidad (lb/gal) / 8.33] x BHP curva
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
 POTENCIA DE LA BOMBAPOTENCIA DE LA BOMBA
SE PUEDE CALCULAR LA POTENCIASE PUEDE CALCULAR LA POTENCIA
SELECCISELECCIÓÓN DEL TAMAN DEL TAMAÑÑO DE LA BOMBAO DE LA BOMBA
GPM x (pies deGPM x (pies de cargacarga)x()x(GravedadGravedad Espec.)Espec.)
POTENCIA (HP)POTENCIA (HP) =
(3960) ((3960) (EficienciaEficiencia)*)*
GPM x (pies deGPM x (pies de cargacarga)x()x(GravedadGravedad Espec.)Espec.)
POTENCIA (HP)POTENCIA (HP) =
(3960) ((3960) (EficienciaEficiencia)*)*
GRAVEDAD ESPECIFICA = [Densidad (lb/gal) / 8.33]GRAVEDAD ESPECIFICA = [Densidad (lb/gal) / 8.33]
*DE LA CURVA DE RENDIMIENTO*DE LA CURVA DE RENDIMIENTO
SINO HAY NINGUN VALOR DISPONIBLE USAR 0,75SINO HAY NINGUN VALOR DISPONIBLE USAR 0,75
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
EN LA SUCCION DE LAEN LA SUCCION DE LA
BOMBA HAY QUE:BOMBA HAY QUE:
 Minimizar las perdidasMinimizar las perdidas
porpor friccionfriccion..
 ReducirReducir lala entardaentarda dede
aireaire
 ReducirReducir lala cantidadcantidad dede
volumen muertovolumen muerto antesantes
de lade la succion porquesuccion porque
este volumen eseste volumen es
perdidoperdido..
NO RECOMENDADONO RECOMENDADO RECOMENDADORECOMENDADO
DISEDISEÑÑOS DE SUCCIONOS DE SUCCION
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
LasLas curvascurvas dede desempenodesempeno dede
unauna bombabomba centrifugacentrifuga eses
producidaproducida porpor elel fabricantefabricante dede
pruebaspruebas dede desempedesempeñño yo y
muestranmuestran lala relacionrelacion entreentre elel
caudal, lacaudal, la eficienciaeficiencia, la CANP, la CANPRR yy
BHPBHPRR..
A masA mas cabeza menoscabeza menos caudalcaudal
A masA mas bajabaja cabezacabeza mas caudalmas caudal
A masA mas bajobajo caudalcaudal menosmenos
HorsepowerHorsepower
 A mas alto caudal masA mas alto caudal mas
HorsepowerHorsepower
Curva de desempeCurva de desempeñño de una bombao de una bomba
Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
Lodos de perforacion swaco
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  • 1. CONTROL DE SOLIDOS Curso de Adiestramiento Mexico 2002
  • 2. CONTENIDO LODOS Y CORTES DE PERFORACION 1. Lodo de perforación 2. Funciones de los lodos 3. Propiedades de los lodos 4. Clases de lodos 5. Métodos de control de sólidos 5.1 Dilución 5.2 Desplazamiento 5.3 Tanques de asentamiento (Trampas de Arena) 5.4 Separación Mecánica 6. Clasificación de los sólidos 7. Puntos de corte de los equipos de control de sólidos 8. Configuraciones de los equipos de control de sólidos ZARANDAS 1. Componentes básicos 2 Principios de Operación 3 Normas de Vibración 3.1 Movimiento Circular 3.2 Movimiento Lineal 3.3 Movimiento Elíptico Asimétrico 3.4 Movimiento Elíptico Simétrico 4. Dinámica de Vibración
  • 3. 5. Configuración de la cubierta 5.1 Sistemas de Zarandas 5.2 Manifolds de Distribución 6. Fallas – Averías 7. Reglas y cuidados operacionales 8. Ventajas y Desventajas 9. Mantenimiento MALLAS 1. Tipos de Mallas 1. Punto de Corte 2. Parámetros para la selección de las mallas 3. Grados de Alambre 4. Mallas Tensionadas 5. Mallas Pre-Tensionadas 6.1 Mallas Piramidales 7. Curvas de Eficiencia 8. Ajuste de las mallas 9. Sistema de Sujeción 10. Configuración de la Cubierta de la malla 11. Taponamiento 12. Reglas y Cuidados Operacionales CONTENIDO
  • 4. DESGASIFICADORES 1 Tipos de Desgasificadores 1.1 Desgasificadores de Tipo Atmosférico 1.2 Desgasificadores de Tipo Vacío (Vacuum) 2. Instalación y Operación 3. Mantenimiento HIDROCICLONES 1. Teoría del Hidrociclón 2. Características del diseño 2.1 Diámetro del cono 2.2 Angulo del cono 2.3 Diámetro del vértice 2.4 Parámetros de flujo 2.5 Cabeza de alimentación 2.6 Tamaño de las partículas 3. Parámetros ajustables 4. Unidades de los Hidrociclones 5. Eficiencia de separación CONTENIDO
  • 5. MUD CLEANER 1 Instalación y operación 2 Mantenimiento 3 Aplicación 4 Ventajas y desventajas 5 Tres en uno CENTRIFUGAS DECANTADORAS 1 Introduccion 2 Separacion por sedimentacion 3 Separacion centrifuga 4 Principales componentes 5 Principios de Operación 6 Desempeño de las centrifugas 7 Velocidad de las centrifugas 8 Velocidad de transporte de los sólidos 9 Aplicaciones 9.1 Centrifugas de Baja Velocidad 9.2 Centrifugas de Alta Velocidad 9.3 Operación Dual de Centrifugas – Lodo no densificado 9.4 Operación Dual de Centrifugas – Lodo densificado 9.5 Operación para deshidratación de lodos 9.6 Centrifugas Verticales – Secadoras de cortes CONTENIDO
  • 6. BOMBAS CENTRIFUGAS 1 Componentes de una bomba centrifuga 2 Medición, Utilización y Control de la Energía de una Bomba 3 Cavitación 3.1 Cavitación por succión 3.2 Cavitación por descarga 4. Relación entre presión y altura de un liquido 5. Carga expresada como Aceleración Centrífuga 6. Selección del Tamaño de una Bomba 7. Diseños de Succión 8. Curvas de Desempeño de una Bomba 9. Leyes de Afinidad 10. Aplicaciones de las Bombas Centrifugas METODOS PARA EVALUAR LA EFICIENCIA DE LOS EQUIPOS DE CONTROL DE SÓLIDOS 1. Evaluación experimental para determinar el contenido de sólidos en el lodo de acuerdo a su peso. 2. Calculo del diámetro promedio del hueco por washout. 3. Calculo de los sólidos generados por el hueco por hora / sección. 4. Evaluación de la eficiencia del equipo de control de sólidos (API. Practica 13C 5. Evaluación de la eficiencia de los conos de los hodrociclones CONTENIDO
  • 7. TANQUES DE LODO 1 Áreas de tanques 1.1 Sistema de tratamiento 1.2 Tanque de Viaje 2. Sistema de Ecualización 2.1 Líneas de ecualización 3. Sistema de agitación 3.1 Agitadores 3.2 Pistolas CONTENIDO
  • 8. LODOS Y CORTES DE PERFORACION
  • 9. 1. Lodo de Perforación 2. Funciones de los lodos 3. Propiedades de los lodos 4. Clases de lodos 5. Métodos de control de sólidos 6. Clasificación de los sólidos 7. Puntos de corte de los equipo de control de sólidos 8. Configuraciones de los equipos de control de sólidos
  • 10. LODO DE PERFORACION ES LA MEZCLA DE LIQUIDOS, QUIMICA YES LA MEZCLA DE LIQUIDOS, QUIMICA Y SOLIDOS.SOLIDOS. LOS SOLIDOS PUEDEN SER TIPO COMERCIALLOS SOLIDOS PUEDEN SER TIPO COMERCIAL (ADICIONADOS PARA ALCANZAR(ADICIONADOS PARA ALCANZAR PROPIEDADES DESEADAS) O SOLIDOSPROPIEDADES DESEADAS) O SOLIDOS PERFORADOS (NO COMERCIALES YPERFORADOS (NO COMERCIALES Y CONTAMINANTES)CONTAMINANTES) Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 11.  TRANSPORTAR LOS CORTES DETRANSPORTAR LOS CORTES DE PERFORACION Y DERRUMBES A LAPERFORACION Y DERRUMBES A LA SUPERFICIE.SUPERFICIE. MANTENER EN SUSPENSION LOSMANTENER EN SUSPENSION LOS CORTES Y DERRUMBES EN ELCORTES Y DERRUMBES EN EL ANULAR CUANDO SE DETIENE LAANULAR CUANDO SE DETIENE LA CIRCULACION.CIRCULACION. CONTROLAR LA PRESIONCONTROLAR LA PRESION SUBTERRANEA.SUBTERRANEA. ENFRIAR Y LUBRICAR LA BROCA YENFRIAR Y LUBRICAR LA BROCA Y SARTA.SARTA. FUNCIONES DE LOSFUNCIONES DE LOS LODOSLODOS Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 12.  DAR SOSTEN A LAS PAREDESDAR SOSTEN A LAS PAREDES DEL POZO.DEL POZO. AYUDAR A SUSPENDER ELAYUDAR A SUSPENDER EL PESO DE LA SARTA YPESO DE LA SARTA Y REVESTIMIENTO.REVESTIMIENTO. •TRANSMITIR POTENCIATRANSMITIR POTENCIA HIDARULICA SOBRE LAHIDARULICA SOBRE LA FORMACION, POR DEBAJO DE LAFORMACION, POR DEBAJO DE LA BROCA.BROCA. PROVEER UN MEDIOPROVEER UN MEDIO ADECUADO PARA LAADECUADO PARA LA EVALUACION DE LA FORMACION.EVALUACION DE LA FORMACION. FUNCIONES DE LOSFUNCIONES DE LOS LODOSLODOS Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 13. PROPIEDADES DE LOSPROPIEDADES DE LOS LODOSLODOS Densidad:Densidad: Se mide mediante la balanza. Los lodos seSe mide mediante la balanza. Los lodos se consideran livianos hasta un peso de 10.5 lpgconsideran livianos hasta un peso de 10.5 lpg (Libras por galón) y pesados con pesos mayores.(Libras por galón) y pesados con pesos mayores. Los lodos con pesos mayores de 14 lpg sonLos lodos con pesos mayores de 14 lpg son considerados muy pesados y costosos por laconsiderados muy pesados y costosos por la cantidad de barita usada. Los densificantes le dancantidad de barita usada. Los densificantes le dan un mayor peso al lodo.un mayor peso al lodo.  Contenido de sólidos:Contenido de sólidos: Se mide por retorta en laboratorio es (%)Se mide por retorta en laboratorio es (%) Volumen total de sólidos / Volumen total del lodo.Volumen total de sólidos / Volumen total del lodo. Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 14.  Filtración y Torta:Filtración y Torta: Es la pérdida de fluido a través del tiempoEs la pérdida de fluido a través del tiempo (Volumen de filtrado / Tiempo de filtración). Se(Volumen de filtrado / Tiempo de filtración). Se mide por medio de una filtroprensa en donde semide por medio de una filtroprensa en donde se simula las condiciones del pozo bajo ciertasimula las condiciones del pozo bajo cierta presión y temperatura. La torta es el resultadopresión y temperatura. La torta es el resultado final de filtración que queda al pasar el líquidofinal de filtración que queda al pasar el líquido por el filtro de papel a presión en donde sepor el filtro de papel a presión en donde se obtiene cierta consistencia y espesor semejante aobtiene cierta consistencia y espesor semejante a la pared del pozo que depende de la fase sólidala pared del pozo que depende de la fase sólida del lodo.del lodo. PROPIEDADES DE LOSPROPIEDADES DE LOS LODOSLODOS Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 15.  Viscosidad :Viscosidad : Es la resistencia del lodo a fluir. A mayorEs la resistencia del lodo a fluir. A mayor cantidad de sólidos mayor será la resistencia alcantidad de sólidos mayor será la resistencia al flujo o viscosidad. La unidad de medida esflujo o viscosidad. La unidad de medida es Centipoises (Cp).Centipoises (Cp).  Punto de cedencia :Punto de cedencia : Es la resistencia del flujo debido a las fuerzasEs la resistencia del flujo debido a las fuerzas eléctricas o la capacidad de acarreo del lodo poreléctricas o la capacidad de acarreo del lodo por área de flujo. Se mide en Libras / 100 piesárea de flujo. Se mide en Libras / 100 pies22 concon la lectura del viscosímetrola lectura del viscosímetro PROPIEDADES DE LOSPROPIEDADES DE LOS LODOSLODOS Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 16.  Viscosidad PlásticaViscosidad Plástica (VP)(VP):: Es la resistencia al flujo debido al tamaño, formaEs la resistencia al flujo debido al tamaño, forma y número de partículas. Se mide en el laboratorioy número de partículas. Se mide en el laboratorio por medio del viscosímetro y la unidad es elpor medio del viscosímetro y la unidad es el centipoise.centipoise. VP (cp) =VP (cp) = ΘΘ 600 -600 - ΘΘ 300300 PROPIEDADES DE LOSPROPIEDADES DE LOS LODOSLODOS Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 17.  Resistencia de Gel:Resistencia de Gel: Es la consistencia tixotrópica del lodo o laEs la consistencia tixotrópica del lodo o la propiedad del lodo de ser gel (gelatina) ypropiedad del lodo de ser gel (gelatina) y mantener las partículas en suspensión cuando nomantener las partículas en suspensión cuando no exista circulación. La unidad de medida esexista circulación. La unidad de medida es Libras / 100 piesLibras / 100 pies22 ..  pH y Alcalinidad:pH y Alcalinidad: Todo lodo debe ser alcalino con rango entre 9.0Todo lodo debe ser alcalino con rango entre 9.0 – 10.5 generalmente. Se mide por un método– 10.5 generalmente. Se mide por un método colorímetrico o directamente por pH – metro, escolorímetrico o directamente por pH – metro, es adimensional.adimensional. PROPIEDADES DE LOSPROPIEDADES DE LOS LODOSLODOS Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 18.  MBT (Capacidad de intercambio catiónico):MBT (Capacidad de intercambio catiónico): Es la capacidad total de absorción de las arcillasEs la capacidad total de absorción de las arcillas (bentonita + arcilla de formación). Se mide por(bentonita + arcilla de formación). Se mide por el método de azul de metileno. (Lbs / bbl deel método de azul de metileno. (Lbs / bbl de lodo).lodo).  Cloruros y Calcio:Cloruros y Calcio: Indica aguas de formación entrando al pozo yIndica aguas de formación entrando al pozo y contaminación por cemento y yeso. Se mide porcontaminación por cemento y yeso. Se mide por medio de reactivos químicos en el laboratoriomedio de reactivos químicos en el laboratorio .. PROPIEDADES DE LOSPROPIEDADES DE LOS LODOSLODOS Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 19. Los lodos de Perforación se clasificanLos lodos de Perforación se clasifican según la naturaleza de la fase líquida ensegún la naturaleza de la fase líquida en cuatro grandes grupos principales:cuatro grandes grupos principales:  Lodos Base AguaLodos Base Agua Lodos agua bentonitaLodos agua bentonita Lodos NaturalesLodos Naturales Lodos FosfatoLodos Fosfato Lodos tratados con CalcioLodos tratados con Calcio Lodos de cal.Lodos de cal. Lodos de Yeso.Lodos de Yeso. Lodos de lignosulfonatoLodos de lignosulfonato Lodos de agua saladaLodos de agua salada CLASES DECLASES DE LODOSLODOS Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 20.  Lodos Base AceiteLodos Base Aceite  Emulsiones InvertidasEmulsiones Invertidas  Lodos NeumáticosLodos Neumáticos Aire SecoAire Seco NieblaNiebla Lodos aireadosLodos aireados  EspumaEspuma Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación CLASES DECLASES DE LODOSLODOS
  • 21. o DILUCIONDILUCION La dilución reduce la concentración de sólidos perforados adicionando unLa dilución reduce la concentración de sólidos perforados adicionando un volumen al lodo de perforación.volumen al lodo de perforación. o DESPLAZAMIENTODESPLAZAMIENTO Es la remoción o descarte de grandes cantidades de lodo por lodo nuevoEs la remoción o descarte de grandes cantidades de lodo por lodo nuevo con optimas propiedades reologicas.con optimas propiedades reologicas. o PISCINAS DE ASENTAMIENTO (GRAVEDAD)PISCINAS DE ASENTAMIENTO (GRAVEDAD) Es la separación de partículas sólidas por efecto de la gravedad, debido aEs la separación de partículas sólidas por efecto de la gravedad, debido a la diferencia en la gravedad específica de los sólidos y el líquido. Dependela diferencia en la gravedad específica de los sólidos y el líquido. Depende del tamaño de partículas, gravedad especifica y viscosidad del lodo.del tamaño de partículas, gravedad especifica y viscosidad del lodo. o SEPARACION MECANICASEPARACION MECANICA METODOS DE CONTROL DE SOLIDOSMETODOS DE CONTROL DE SOLIDOS Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 22. o PISCINAS DE ASENTAMIENTO – TRAMPA DE ARENAPISCINAS DE ASENTAMIENTO – TRAMPA DE ARENA Es el primer compartimiento localizado en la sección de remoción delEs el primer compartimiento localizado en la sección de remoción del sistema activo. La trampa de arena basicamente es un compartimientosistema activo. La trampa de arena basicamente es un compartimiento de asentamiento que esta localizado directamente debajo de lasde asentamiento que esta localizado directamente debajo de las zarandas. La trampa de arena recibe el lodo y lo entrega al siguientezarandas. La trampa de arena recibe el lodo y lo entrega al siguiente tanque por rebose. La trampa de arena actua como un aparato detanque por rebose. La trampa de arena actua como un aparato de asentamiento para remover sólidos grandes que puedan ocasionarasentamiento para remover sólidos grandes que puedan ocasionar taponamientos en los hidrociclones. Estos grandes sólidos llegan a lataponamientos en los hidrociclones. Estos grandes sólidos llegan a la trampa cuando hay mallas rotas o se ha hecho by-pass en las zarandas.trampa cuando hay mallas rotas o se ha hecho by-pass en las zarandas. DiseDiseñño:o: Pendiente en el fondo con mínimo 30Pendiente en el fondo con mínimo 3000 o más.o más. La longuitud y ancho de la trampa debe ser menor queLa longuitud y ancho de la trampa debe ser menor que la profundidad total con la pendiente hacia la válvula dela profundidad total con la pendiente hacia la válvula de descarga (12” o mayor).descarga (12” o mayor). METODOS DE CONTROL DE SOLIDOSMETODOS DE CONTROL DE SOLIDOS Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 23. o SEPARACIONSEPARACION MECANICAMECANICA Separación selectiva de los sólidos perforados del lodo porSeparación selectiva de los sólidos perforados del lodo por diferencias de tamadiferencias de tamañño y masa. Hay varios tipos de equiposo y masa. Hay varios tipos de equipos los cuales son diselos cuales son diseññados para operar eficientemente bajoados para operar eficientemente bajo condiciones especificas.condiciones especificas. El objetivo de diseño de cualquier equipo de control de sólidosEl objetivo de diseño de cualquier equipo de control de sólidos es alcanzar, paso a paso, la remoción progresiva de los sólidoses alcanzar, paso a paso, la remoción progresiva de los sólidos perforados. Esto permite que cada equipo optimice elperforados. Esto permite que cada equipo optimice el desempeño del equipo siguiente. Además, el sistema debedesempeño del equipo siguiente. Además, el sistema debe tener la habilidad para diferenciar entre los sólidos perforados ytener la habilidad para diferenciar entre los sólidos perforados y el valioso material pesante.el valioso material pesante. METODOS DE CONTROL DE SOLIDOSMETODOS DE CONTROL DE SOLIDOS Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 24. COLOIDAL MENOR DE 2 ULTRA FINO 2 A 44 FINO 44 A 74 MEDIO 74 A 250 INTERMEDIO 250 & Clasificación API del tamaño de los sólidosClasificación API del tamaño de los sólidos Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 25. BENTONITA SOLIDOS PERFORADOS BARITE ALTA BAJA BARITE BENTONITA HEMATITA SOLIDOS PERFORADOS ARCILLA ARENAISCA, ETC. Clasificación API del tamaño de los sólidosClasificación API del tamaño de los sólidos Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 26. ACTIVOS INERTES BENTONITA ARCILLAS GUMBO ARENISCA LIMO GRANITO ARENA BENTONITA Clasificación de los sólidosClasificación de los sólidos Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 27. 1 5 86 97432 10 5 86 97432 100 5 86 97432 1000 5 86 97432 10000 1 Micrón (μ) 1 mm 1 cm 15 45 75 150 180 250 300 420 37 595 841 200 325 200 100 80 60 50 40 400 30 20 10 Micrón Screen Mesh LIMOt ARENA CUARZOARENA FINA Barite CEMNETO ULTARFINO CEMENTO ESTANDAR GRAVA CENTRIFUGAS HIDROCICLONES ZARANDA DIAMETRO DE PARTICULADIAMETRO DE PARTICULA Tamaño de las partículas / Puntos de corteTamaño de las partículas / Puntos de corte Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 28. Efecto del tamaño de la partícula en la viscosidadEfecto del tamaño de la partícula en la viscosidad Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 29. 100050010050 0 Particle Size (µ) Linear Shaker: 74 µ D / Sander: 44 µ D / Silter: 25 µ Centrifuge: 5 to 10 µ Scalping Shakers: 600 µ Dewatering Unit: 0 to 10 µ Puntos de corte en equipos de control de sólidosPuntos de corte en equipos de control de sólidos Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 30. Configuraciones del Equipo de Control de SólidosConfiguraciones del Equipo de Control de Sólidos Configuración Lodo No DensificadoConfiguración Lodo No Densificado Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 31. Configuración Lodo Densificado hasta 12 ppgConfiguración Lodo Densificado hasta 12 ppg Configuraciones del Equipo de Control de SólidosConfiguraciones del Equipo de Control de Sólidos Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación
  • 32. Lodos y Cortes de PerforaciónLodos y Cortes de Perforación Configuración Lodo Densificado mayor de 12 ppgConfiguración Lodo Densificado mayor de 12 ppg Configuraciones del Equipo de Control de SólidosConfiguraciones del Equipo de Control de Sólidos
  • 34. 1 Componentes básicos 2 Principios de Operación 3 Normas de Vibración 3.1 Movimiento Circular 3.2 Movimiento Lineal 3.3 Movimiento Elíptico Asimétrico 3.4 Movimiento Elíptico Simétrico 4. Dinámica de Vibración 5 Configuración de la cubierta 5.1 Sistemas de Zarandas 5.2 Manifolds de Distribución 6. Fallas – Averías 7. Reglas y cuidados operacionales 8. Ventajas y Desventajas 9. Mantenimiento Control de SólidosControl de Sólidos
  • 35. EL DESEMPEÑO DE LAS ZARANDAS DETERMINA LA EFICIENCIA TOTAL DEL EQUIPO DE CONTROL DE SOLIDOS. UN POBRE DESEMPEUN POBRE DESEMPEÑÑO AQUI NOO AQUI NO PUEDE SER REMEDIADO MAS TARDEPUEDE SER REMEDIADO MAS TARDE ZARANDAS Control de SólidosControl de Sólidos
  • 36. • Tanque receptor • Motores vibradores • Mallas • Bolsillo o taza de desagüe • Canasta (una o mas cubiertas) Componentes Básicos ZarandasZarandas
  • 37. Principio de Operación Las zarandas es el único aparato removedor de sólidos que hace una separación basado en el tamaño físico de las partículas. La operación de la zaranda es función de: • Norma de la vibración • Dinámica de la Vibración • Tamaño de la cubierta y su configuración • Características de las mallas(Mesh & Condición superficie) • Reología del lodo (Especialmente Densidad y Viscosidad) • Ritmo de carga de Sólidos (ROP,GPM y Diámetro del hueco) ZarandasZarandas
  • 38. LinealLineal ElípticoElíptico CircularCircular Hay tres tipos comunes de movimiento que pueden ser usados: Normas de Vibración • La Posición de los vibradores determina el patrón de Vibración. ZarandasZarandas
  • 39. Movimiento Circular Normas de Vibración - Su canasta se mueve en un movimiento circular uniforme - Patrón de Vibración Balanceado - Diseño Horizontal (Capacidad limitada) - Transporte rápido y mayores fuerzas G’s. - Recomendados en zarandas primarias para remover sólidos gruesos (Scalper) o para Arcillas tipo gumbo. - Vibradores colocados a cada lado de la canasta en su centro de gravedad con el eje rotacional perpendicular a su canasta. ZarandasZarandas
  • 41. Movimiento Lineal Normas de Vibración - El movimiento lineal obtenido usando dos vibradores contra-rotativos. - Angulo de esta línea de movimiento es normalmente a 45-50 grados en relación a la superficie de la zaranda para obtener un transporte de sólidos máximo. - Buen transporte y gran capacidad de manejo de fluidos. Recomendadas para todo tipo de operación que requiera el uso de mallas finas. - Patrón de Vibración Balanceado dinámicamente. La fuerza neta en la canasta es cero excepto a lo largo de la línea que pasa por el centro de gravedad. ZarandasZarandas
  • 43. Derrick Flo - LineDerrick Flo - Line CleanerCleaner ZarandasZarandas Zaranda Movimiento Lineal
  • 44. Sweco LM 3 Angulo de CanastaAngulo de Canasta Variable.Variable. ZarandasZarandas Zaranda Movimiento Lineal
  • 45. Thule VSM 100 Header Tank Feed Chute Drive Head Assembly Scalping Deck Primary Deck Secondary Screen ‘Pneumoseal’ Clamping System ZarandasZarandas Zaranda Movimiento Lineal
  • 46. Thule VSM 100 Linear Shaker Malla ScalperMalla Scalper Malla PrimariaMalla Primaria Sistema de AjusteSistema de Ajuste De MallaDe Malla ZarandasZarandas
  • 47. Broadbent DT2000 Linear Shaker •Esta Zaranda ofrece:Esta Zaranda ofrece: •Doble cubiertaDoble cubierta •Ajuste Rápido deAjuste Rápido de ángulo.ángulo. ZarandasZarandas Zaranda Movimiento Lineal
  • 48. Cambio Rápido enCambio Rápido en mallas por susmallas por sus tensionadores.tensionadores. Brandt ATL - 1000 ZarandasZarandas Zaranda Movimiento Lineal
  • 49. Normas de Vibración Movimiento Elíptico  Movimiento Elíptico Desequilibrado - Patrón de Vibración Desbalanceado. Diferentes tipos de mov. sobre su canasta. - Recomendados para remover sólidos gruesos (Scalper) o pegajosos (Arcillas) - Operada con inclinación hacia la descarga de sólidos diminuyendo la capacidad. - Vibradores no rotan en el centro de gravedad de la zaranda aplicándose el torque sobre esta. ZarandasZarandas
  • 50. Brandt Single Deck Shakers • Zarandas pioneras con solo una malla en su canasta. • Por su pendiente negativa de su canasta tiene poco tiempo de retención y pobre separación Zaranda Movimiento Elíptico Asimétrico ZarandasZarandas
  • 51. Movimiento Elíptico Normas de Vibración  Movimiento Elíptico Equilibrado - Su canasta se mueve en un movimiento Elíptico uniforme - Mejor transporte de los cortes (> Lineal) - Las mallas duran mas debido a que el mov. Elip. Provee un patron de aceleramiento mas suave. - Recomendados para ser usado en cualquier tipo de operación en especial con lodos base aceite. ZarandasZarandas
  • 52. True Balanced Elliptical Motion Shaker Swaco BEM 3 1 2 2 3 4 5 6 7 Vibrating Basket Vibrator Motor Deck Angle Adjustments Screen Area 33.7 sq ft. (3 Screens) 1 2 3 4 Rapid Action Tensioners 5 Base Skid6 Detachable Header Box 7 ZarandasZarandas
  • 55. Dinámica de Vibración • La masa de los contrapesos y la frecuencia determina la dinámica de la vibración. G’s = [Stroke (in) x RPM2 ] / 70400  Aceleración •La mayoría de las zarandas operan con fuerzas G’s entre 2.5 a 5.0. •Las zarandas con contrapesos ajustables pueden variar la fuerza G aplicada, pero, la vida del equipo y de la malla es inversamente proporcional a la aceleración. •La capacidad de flujo y secado de cortes es directamente proporcional a la aceleración. ZarandasZarandas
  • 56. Dinámica de Vibración  Frecuencia (RPM) • Los vibradores de las zarandas giran normalmente con RPM’s entre 1200 a 1800 a 60Hz. •Pruebas de laboratorio han demostrado mejoramiento en la capacidad de flujo en presencia de sólidos a baja RPM’s (Aumento del golpe prolongado), sin embargo, al bajar la frecuencia genera que los lodos tienden a rebotar mas alto que la altura de las cortinas derramando algo de lodo en los costados. • La prolongación del golpe varia en forma inversa con los RPM. • Longitud del golpe: Distancia vertical de desplazamiento de la canasta de la zaranda. ZarandasZarandas
  • 57. Configuración de la Cubierta • La cubierta de ángulo ajustable se creo para optimizar el procesamiento de fluido y variar la acción de transporte y secado de los cortes. Derrick Flo-Derrick Flo- LineLine • Al usar ángulos > 3 hay que tener cuidado con los cortes acumulados en la región liquida… La acción vibratoria y la residencia extendida generara mas finos. ZarandasZarandas
  • 58. #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 malla Variaciones Configuración de la Cubierta Brandt ATL - 1000 ZarandasZarandas
  • 59. Solids Removed on Scalping Screen Pool of Fluid Hydrostatic Pressure Solids Crawl out of Pool Beach Liquid to sand traps Fixed screen angle Flowback panel Configuración de la Cubierta ZarandasZarandas
  • 60. Primary Shakers Scalpers Línea de flujo Descarga de sólidos Lodo del huecoSistema CascadaSistema Cascada Sistema de zarandas Línea de flujo ZarandasZarandas
  • 61. Típico arreglo de Zarandas ZarandasZarandas
  • 62. Zaranda con Movimiento Elíptico Balanceado y lineal. Zaranda en Desarrollo ZarandasZarandas
  • 63.  Consideraciones de diseño Manifolds de distribuicion o Distribucion pareja. o No acumulacion de sólidos (1 ft de caida por cada 12 ft de long.)  Alimentacion a la zaranda o Sólidos o Liquido  Evitar muchas Tees ramificadas.  Arreglos preferidos o Tees sin salida. o Manifolds circulares o manifolds con descarga superior.  Distribuicion de flujo a igual nivel. ZarandasZarandas
  • 64. Muchos taladros tienen estos tipos de arreglo.Muchos taladros tienen estos tipos de arreglo. Manifolds Convencionales ZarandasZarandas
  • 67. Manifold con Descarga Superior ZarandasZarandas
  • 68. Fallas / Averias Falla / 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 valvula atascada. 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 tamizado o 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. ZarandasZarandas
  • 69. Reglas y Cuidados Operacionales • Nunca haga By-pass en las zarandas. • 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 zarandas cuando halla viajes de tuberia para prolongar la vida de las mallas. ZarandasZarandas
  • 70. Reglas y Cuidados Operacionales • En stand by limpie las mallas y repare con silicona o masilla epoxica las partes rotas. • Cerciorese que los motores y el ajuste de los contrapesos en los vibradores sean iguales. • Al transportar las zarandas ajuste los contrapesos de los vibradores a cero y use los seguros en los resortes. ZarandasZarandas
  • 71. Seleccion del numero de zarandas ZarandasZarandas
  • 72. • 'Simple' para operar. •Disponibilidad. •Si el tamizado de la malla es conocido, el punto de corte es predecible. • Capaz de procesar el volumen total de lodo circulado. •Facil de inspeccionar •Los sólidos pueden ser removidos antes de cualquier degradacion mecanica. VENTAJAS ZarandasZarandas
  • 73. • Son costosas (compra y operación). • Su montaje necesita gran espacio. • La inspecion de mallas del fondo en zarandas dobles son dificiles de inspeccionar. • Produce sólidos humedos en su descarga . DESVENTAJA S ZarandasZarandas
  • 74. Conclusion Final LAS ZARANDAS SON PARTE ESENCIAL DEL EQUIPO DE CONTROL DE SOLIDOS DE UN TALADRO. LAS ZARANDAS SON PARTE ESENCIAL DEL EQUIPO DE CONTROL DE SOLIDOS DE UN TALADRO. ZarandasZarandas
  • 75. 1. Desarrollo de las mallas 2. Punto de Corte 3. Designación de la malla 4. Tipos de mallas 4.1 Mallas tensionadas 4.2 Mallas Pre-tensionada plana 4.3 Mallas Pre-tensionadas piramidales 5. Ajuste de las mallas 6. Parámetros para la selección de mallas 7. Tramados (Tejidos) comunes en las mallas 8. Grados de Alambre 9. Área Abierta de la malla 10. Configuración de la cubierta según el tamaño de la malla 11. Curvas de eficiencia 12. Taponamiento: Problema común en la malla 13. Reglas y cuidados operacionales MallasMallas
  • 76. Desarrollo de las mallas • Las mallas para zarandas han tenido un gran desarrollo desde la primera que se conoció, la cual no era mas sino una malla de corral de pollos. • Sin embargo, los principios no han cambiado e igual se usa alambres entretejidos con un tamizado a un cierto tamaño de apertura. • Esto define el punto de corte de la malla o el tamaño de sólidos que la malla puede remover. MallasMallas
  • 77. Punto de Corte Las partículas a la izquierdaLas partículas a la izquierda de la curva representan losde la curva representan los sólidos de menor tamañosólidos de menor tamaño retornados con el lodo.retornados con el lodo. Las partículas a la derechaLas partículas a la derecha de la curva representan losde la curva representan los sólidos removidos.sólidos removidos. El DEl D5050 o punto de corteo punto de corte medio es definido como elmedio es definido como el punto donde el 50% depunto donde el 50% de cierto tamaño de sólidoscierto tamaño de sólidos son y removidosson y removidos MallasMallas
  • 79. Designacion de la MallaDesignacion de la Malla • Según el API RP13 ha recomendado que todas las Mallas seanSegún el API RP13 ha recomendado que todas las Mallas sean identificados con la siguiente información:identificados con la siguiente información: Nombre de la MallaNombre de la Malla Potencial de separación (d50,d16,d84)Potencial de separación (d50,d16,d84) Capacidad de flujo (Conducción, área total no vacía).Capacidad de flujo (Conducción, área total no vacía). MallasMallas
  • 80. Tipos de Mallas Las variaciones en los tipos de mallas incluyen: - Mallas Tensionadas - Mallas Pre-Tensionadas - Mallas planas - Mallas piramidales MallasMallas
  • 81. Mallas Tensionadas Soporte y ajuste de las mallas Tensionadas Hook Strip Tension Bar Support Stringer s Lug Tension Bar Screen Overslung Method (Center High) Underslung Method (Center Low) Support Stringers Form Fluid Channels MallasMallas
  • 82. Mallas TensionadasMallas Tensionadas Sin Soporte Con Soporte MallasMallas
  • 83. Tipo de MallaTipo de Malla Pre-TensionadaPre-Tensionada : Plana: Plana MallasMallas
  • 84. Tipo de MallaTipo de Malla Pre-TensionadaPre-Tensionada : Plana: Plana MallasMallas
  • 85. Tipo de MallaTipo de Malla Pre-TensionadaPre-Tensionada :: PiramidalPiramidal Nuevos desarrollos deNuevos desarrollos de las formas de las mallaslas formas de las mallas han tenido lugar.han tenido lugar. El nuevo diseño incluyeEl nuevo diseño incluye una forma piramidal deuna forma piramidal de la malla para dar un áreala malla para dar un área superficial mas grandesuperficial mas grande para las dimensiones depara las dimensiones de la malla.la malla. MallasMallas
  • 86. Ajuste de las mallas • Las Mallas Tensionadas cuentan con un sistema de tornillos para sostener la malla a la cubierta a la tensión indicada. • Las Mallas pre-tensionadas pueden ser ajustadas con tornillos pero muchas veces utilizan un sistema neumático de ajuste. Este sistema permite hacer cambios de malla más rápido y prevenir el daño de las mallas por un torque inapropiado que pueda ser aplicado. MallasMallas
  • 87. Ajuste Neumático de mallas Pre-Ajuste Neumático de mallas Pre- TensionadasTensionadas Mallas Primaria s Cierre Neumático Cortes MallasMallas
  • 88. Ajuste de mallas TensionadasAjuste de mallas Tensionadas MallasMallas
  • 89. Parámetros para la selección de mallas - Tamaño promedio de apertura - Depende del tipo de tejido y el calibre del alambre - Capacidad - Depende del tejido y la textura - Forma de la apertura - Refuerzo de la malla: Usualmente en las mallas pre-tensionadas. - Tamaño de la apertura - Área total de la superficie de la malla. MallasMallas
  • 90. Tramados (Tejidos) comunes deTramados (Tejidos) comunes de MallaMalla Algunos de los los tramados mas comunesAlgunos de los los tramados mas comunes disponibles en la industria petrolera son:disponibles en la industria petrolera son:  Tramado cuadrado plano (Tramado cuadrado plano ( PSWPSW ))  Tramado rectangular plano (Tramado rectangular plano ( PRWPRW ))  Tramado rectangular plano modificado (Tramado rectangular plano modificado ( MRWMRW ))  El tramado cuadrado cruzado (El tramado cuadrado cruzado (TSWTSW) es usado para) es usado para separa r granos tamaño cuarzo en la industria minera.separa r granos tamaño cuarzo en la industria minera.  El tramado holandés plano (El tramado holandés plano (PDWPDW) es usado) es usado principalmente como tela filtro sus aperturas sonprincipalmente como tela filtro sus aperturas son triangulares que no permiten pasar mucho flujo.triangulares que no permiten pasar mucho flujo. MallasMallas
  • 91. Tramados (Tejidos) comunes deTramados (Tejidos) comunes de MallaMalla MallasMallas Tejido plano cuadradoTejido plano cuadrado Tejido cruzado cuadradoTejido cruzado cuadrado Tejido plano rectangularTejido plano rectangular
  • 92. Tramados (Tejidos) comunes deTramados (Tejidos) comunes de MallaMalla MallasMallas Tejido plano rectangularTejido plano rectangular Tejido rectangular especialTejido rectangular especial
  • 93. Grados del Alambre - Grados Extra Fuerte – Fuerte o Medio - Grado Comercial (MG) – Comúnmente usado - Tensile Bolting Cloth (TBC) – Usado a menudo - Grado Comercial (MG) proporciona una buena combinación entre el área abierta y la resistencia Tensores para el tamiz son frecuentemente menos usados debido al reducido espesor del alambre. Sin embargo, estos son encontrados en ciertos tipos de zarandas de alta capacidad como es el caso de las Thule VSM-100. MallasMallas
  • 94. Área abierta de la Malla Es el área efectiva de la malla por donde se hace el crivado (El área adicional es ocupado por los alambres). Los siguientes son los tamaños de mallas (Tipo Pretensionada), punto de corte y área abierta para mallas estándar Thule : 52 mesh - 338µ - 48% Área Abierta 84 mesh - 212µ - 49% Área Abierta 105 mesh - 162µ - 45% Área Abierta 120 mesh - 149µ - 50% Área Abierta 145 mesh - 112µ - 41% Área Abierta 165 mesh - 104µ - 47% Área Abierta 200 mesh - 87µ - 46% Área Abierta 230 mesh - 74µ - 45% Área Abierta MallasMallas
  • 95. Configuración de la cubierta según el tamaño de malla • Las mallas mas gruesas deberán ser aseguradas en la cubierta superior y las mallas mas finas en la cubierta inferior. • Si el tamaño de la malla superior es muy fina el fluido puede caer en la segunda malla muy cerca del lado de la descarga de los sólidos. Los sólidos serán muy húmedos. • Si son usadas mallas de diferente tamaño en el mismo nivel, la malla mas fina deberá ser usada en el frente de la zaranda. MallasMallas
  • 96. Los diferentes tamañosLos diferentes tamaños de malla daránde malla darán diferentes tamaños endiferentes tamaños en los sólidos separadoslos sólidos separados.. Mallas para las zarandasMallas para las zarandas scalperscalper (Para tamaño cuarzo)(Para tamaño cuarzo) Mallas para lasMallas para las zarandas primariaszarandas primarias (Finas)(Finas) Configuración de la cubierta según el tamaño de malla MallasMallas
  • 97. Curvas de Eficiencia: Zarandas lineales Particle sizes in microns %Feedsolidsreferringtooverflow 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
  • 98. Curvas de Eficiencia: Mallas piramidales MallasMallas
  • 99. Taponamiento : Problema común en la malla • El taponamiento puedeEl taponamiento puede ser originado por laser originado por la acumulación de sólidosacumulación de sólidos en las aberturas de laen las aberturas de la malla.malla. • Una solución es removerUna solución es remover la malla y lavarla ala malla y lavarla a presión por la partepresión por la parte posterior.posterior. • La colocación de mallasLa colocación de mallas mas finas puede permitirmas finas puede permitir el paso de los sólidosel paso de los sólidos sobre las aberturassobre las aberturas ,, sisi no es posible lano es posible la colocación de mallascolocación de mallas mas gruesas.mas gruesas. Taponamiento de la malla MallasMallas
  • 100.  Nunca haga by-pass en las zarandas  Siempre use el tamaño de malla mas fino posible.  Regule el flujo y monitoree las zarandas continuamente.  Ajuste el ángulo 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 tubería apague las zarandas para así prolongar la vida de las mallas. Durante los viajes para meter tubería no use todas las zarandas. Reglas y cuidados operacionales MallasMallas
  • 101. Reglas y cuidados operacionales  Prepare un plan para hacer el cambio de mallas. Debe informar al ingeniero de lodos.  Las reparaciones en las mallas pueden ser hechas con silicona o macilla epóxica .  Si mas del 20% del área efectiva de la malla ha sido reparada, cámbiela por una nueva.  Mantenga un registro de que tipos de mallas están siendo usadas (Inventario).  Para lodo OBM, lave las mallas con diesel a presión. No utilice agua.  Mantenga las mallas usadas correctamente almacenadas (Horizontalmente) y marcadas. MallasMallas
  • 103. 1. Tipos de Desgasificadores 1.1 Desgasificadores de Tipo Atmosférico 1.2 Desgasificadores de Tipo Vacío (Vacuum) 2. Instalación y Operación 3. Mantenimiento DesgasificadoresDesgasificadores
  • 104. Desgasificado r• La presencia de GAS en el lodo puede ser: – Dañino para los equipos del taladro ( Corrosivo ), – Un problema potencial de control de pozo, – Letal si es toxico o inflamable. • Hay dos tipos de Desgasificadores:  Desgasificadores Atmosféricos: Aceptable en lodos sin peso y baja viscosidad.  Desgasificadores de Aspiracion (Vacio) : Son superiores a los Atmosféricos y muy usados en lodos pesados y alta viscosidad. • Bombas Centrifugas , hidrociclones y bombas del taladro pierden eficiencia si el lodo tiene corte de gas. DesgasificadoresDesgasificadores
  • 105. • El desgasificador debe ser instalado entre la trampa de arena y los primeros hidrociclones (Desander). • Chequee la succión del desgasificador, ésta no esta excenta de taponamientos. • Siempre probar el desgasificador antes de iniciar cualquier operación de perforación. Desgasificado r DesgasificadoresDesgasificadores
  • 106. Desgasificador (Tipo vacío)Desgasificador (Tipo vacío) Entrada de lodoEntrada de lodo Salida de lodoSalida de lodo desgasificadodesgasificado Bomba de vacíoBomba de vacío DesgasificadoresDesgasificadores
  • 107. TUBO DE SUCCION BOMBA DE VACIO TUBO DE DESCARGA DIAGRAMADIAGRAMA DesgasificadoresDesgasificadores
  • 108. Desgasificador (Tipo vacío) Entrada de lodoEntrada de lodo Platos SeparadoresPlatos Separadores Bomba de vacíoBomba de vacío DesgasificadoresDesgasificadores
  • 109. DIAGRAMA Operación de unOperación de un desgasificadordesgasificador Entrada deEntrada de lodolodo Bomba deBomba de vacíovacío DesgasificadoresDesgasificadores
  • 112. Instalación y Operación • Los degasificadores atmosféricos deben descargar horizontalmente a través de la superficie del tanque para que permita el rompimiento de las burbujas de gas. • Los tipo vacío deben descargar abajo de la superficie del lodo. • Para la operación de los desgasificadores se usan, por lo general, bombas centrífugas (más comerciales). • La bomba centrífuga debe suministrar la cabeza alimentadora necesaria. La ubicación de la succión de esta centrifuga debe ser lo más lejos de la succión del desgasificador. • Instalar un manómetro para controlar la cabeza DesgasificadoresDesgasificadores
  • 113. ZARANDAS TRAMPADE ARENA ENTRADA LODO CON CORTE DE GAS SALIDA LODO DESGASIFICADO TANQUEDE SUCCION InstalaciónInstalación DesgasificadoresDesgasificadores
  • 115. Instalación y Operación • Proveer suficiente capacidad al desgasificador para tratar al menos el total del volumen de la tasa de circulación. • Los desgasificadores deben estar ubicados corriente abajo de las zarandas y corrriente arriba de cualquier equipo que requiera bomba centrífuga. El succionador debe estar ubicado corriente abajo del trampa de arena. Y su entrada cerca al fondo (1ft) del compartimiento (Bien agitado). • El flujo para igualar la succión y la descarga debe ser alta (Rebose visible). Igualación baja no asegura el buen funcionamiento del proceso del gasificador. DesgasificadoresDesgasificadores
  • 118. 1. Teoría del Hidrociclón 2. Características del diseño 2.1 Diámetro del cono 2.2 Angulo del cono 2.3 Diámetro del vértice 2.4 Parámetros de flujo 2.5 Cabeza de alimentación 2.6 Tamaño de las partículas 3. Parámetros ajustables 4. Unidades de los Hidrociclones 5. Eficiencia de separación HidrociclonesHidrociclones
  • 119.  El lodo se alimenta por una bombaEl lodo se alimenta por una bomba centrifuga, a traves de una entradacentrifuga, a traves de una entrada que lo envia tangencialmente en laque lo envia tangencialmente en la camara de alimentacion.camara de alimentacion.  Una corta tuberia llamada tuberia delUna corta tuberia llamada tuberia del vortice forza a la corriente en formavortice forza a la corriente en forma de remolino a dirigirse hacia abajo ende remolino a dirigirse hacia abajo en direccion del vertice (Parte delgadadireccion del vertice (Parte delgada del cono).del cono). QUE SON?QUE SON?  Son recipientes de forma conica enSon recipientes de forma conica en los cuales la energia de presion eslos cuales la energia de presion es transformada en fuerza centrifuga.transformada en fuerza centrifuga. COMO TRABAJAN?COMO TRABAJAN? HidrociclonesHidrociclones
  • 120.  La fuerza centrifuga creada por esteLa fuerza centrifuga creada por este movimiento del lodo en el conomovimiento del lodo en el cono forzan las partículas mas pesadasforzan las partículas mas pesadas hacia fuera contra la pared del cono.hacia fuera contra la pared del cono.  Las partículas mas livianas se dirigenLas partículas mas livianas se dirigen hacia adentro y arriba como unhacia adentro y arriba como un vortice espiralado que las lleva haciavortice espiralado que las lleva hacia el orificio de la descarga o delel orificio de la descarga o del efluente.efluente.  La descarga en el extremo inferior esLa descarga en el extremo inferior es en forma de spray con una ligeraen forma de spray con una ligera succion en el centrosuccion en el centro COMO TRABAJAN?COMO TRABAJAN? HidrociclonesHidrociclones
  • 121.  Si la concentraccion de sólidos esSi la concentraccion de sólidos es alta, talvez no haya espacioalta, talvez no haya espacio suficiente para la salida de todossuficiente para la salida de todos los sólidos. Esto causa unalos sólidos. Esto causa una condicion como descarga decondicion como descarga de cuerdacuerda  El flujo de chorro o cuerda, losEl flujo de chorro o cuerda, los sólidos se agrupan cerca de lasólidos se agrupan cerca de la salida y solamente las partículassalida y solamente las partículas mas grandes saldran del conomas grandes saldran del cono hasta tapar el cono.hasta tapar el cono.  Antes del taponamiento laAntes del taponamiento la velocidad de salida sera lenta y losvelocidad de salida sera lenta y los muchos sólidos que no puedenmuchos sólidos que no pueden salir del cono regresaran con elsalir del cono regresaran con el fluido. (Desgaste parte inf. Delfluido. (Desgaste parte inf. Del cono).cono). FLUJO DE CUERDAFLUJO DE CUERDA HidrociclonesHidrociclones
  • 122. TEORIA DEL HIDROCICLON • Todos los hidrociclones utilizan la ley de Stokes para alcanzar la separación de sólidos del lodo. K x G x Dp (φs -φl) Vs = ϕ Vs = velocidad de Separacion K = Constante de Stokes G = Fuerza de Aceleracion Dp = Diámetro de la Particula φs = Densidad de Sólidos φl = Densidad del Liquido ϕ = Viscosidad del Liquido HidrociclonesHidrociclones
  • 123. Características de diseño • Las Variables de diseño que controlan el desempeño de un hidrociclon son: – Diámetro del Cono. – Angulo del Cono. – Longuitud del Cilindro. – Diámetro de la entrada de alimentacion. – Diámetro del vertice (underflow). – Vortice generado. – Material del Cono. HidrociclonesHidrociclones
  • 124. Diámetro del Cono • Los conos con diametros grandes permiten manejar altos galonajes, sin embargo la eficiencia de separación y rendimiento es baja. La siguiente ecuacion nos da una aproximacion del punto de corte de un cono: d50 = Punto de corte Diametro del Cono Capacidad del cono d50 Pulgadas GPM micrones 2 30 10 a 20 4 50 20 a 40 6 100 40 a 60 12 500 60 a 80 HidrociclonesHidrociclones
  • 125. Angulo del Cono • Un pequeño angulo del cono generara una reducida zona de arrastre. • Esto significa que pocas partículas pequenas seran arrastradas por el vortice generado obteniendose mejor punto de corte. • Sin embargo largos conos tienden a taparse muy facilmente. DiDiáámetro de entradametro de entrada  La eficiencia del cono es inversamente proporcional al diametro de la entrada de alimentacion.  Por tanto un pequeño diametro mejorara el punto de corte. Sin embargo el diametro debe ser lo suficiente para manejar el flujo al cono. HidrociclonesHidrociclones
  • 126. Diámetro del Vertice • El diametro del vertice determinara la humedad de los sólidos descargados: –Demasiado grande: Mucho liquido sera descargado. –Demasiado pequeño: Taponamientos pueden presentarsen. Busque una “descarga en Spray" HidrociclonesHidrociclones
  • 127. Vortice Generado • Este tendra que tener un diametro lo suficiente pequeño para facilitar una entrada suave de fluido en el cono. • Sera lo suficiente grande para manejar la cantidad liquida. • Un Vortice demasiado pequeño generara sólidos muy humedos. HidrociclonesHidrociclones
  • 128. Parámetros de Flujo • Los parámetros de flujo que afectan la eficiencia del hidrociclón son: – Galonaje . – Velocidad tangencial – Cabeza de alimentacion • Estos parámetros son controlados por la bomba centrifuga que alimenta el hidrociclón. • Una optima cabeza de alimentación es uno de los factores para una óptima descarga del cono. • Lo optimo es una descarga en spray, lo cual implica que hay una buena remoción de solidós con minima pérdida de fluido. HidrociclonesHidrociclones
  • 129. Eficiencia de la Separación • La eficiencia de separación del hidrociclón depende de cuatro factores: – Parámetros de diseño del Hidrociclón Diámetro/Longuitud/entrada/Vertice, etc.. – Parámetros de Flujo – Cabeza de Alimentación – Propiedades del Fluido- Viscosidad. – Propiedades de las Particulas - Densidad. HidrociclonesHidrociclones
  • 130. Cabeza de alimentación Se calcula como: P = 0.052 x Mw x H P = Presión de alimentación a la entrada del cono (psi). Mw = Densidad del Lodo (ppg). H = cabeza de alimentación * (Pies). *Normalmente 75 ft de cabeza.  Una deficiencia de P cabeza reduce la velocidad del fluido dentro del cono y afecta la eficiencia de separación (descarga de soga).  Un exceso de P cabeza puede causar desgaste prematuro y aumentará los costos de mantenimiento (cortes muy secos- taponamientos)  Manipulando el diámetro del fondo del cono se puede remediar el exceso o deficiencia de cabeza. HidrociclonesHidrociclones
  • 131. Parámetros de flujo • Las propiedades del fluido que tienen un impacto directo en la operación de un Hidrociclon son: – Viscosidad - Factor más importante. – Densidad HidrociclonesHidrociclones
  • 132. Tamaño y Forma de las Particulas • Las caracteristicas de las partículas juegan un papel importante en la eficiencia de la separación. Estas incluye: – Tamaño y forma de las partículas – Densidad de las partículas – Concentraccion de sólidos • La forma influye en el comportamiento de asentamiento. Particulas de forma rectangular debido a su altos coeficientes de friccion se asentaran mas despacio que partículas cilindricas. • La concentraccion Volumetrica de sólidos generan varias problemas de asentamiento como: – Incremento de la Viscosidad. – Interferencia entre partículas. – Saturacion de sólidos. HidrociclonesHidrociclones
  • 133. Parametros Ajustables  Solo el diametro del apice o vertice del cono puede ser ajustado para obtener un descarga en forma de spray.  Si el hidrociclon esta en buenas condiciones y la operación es aun muy pobre entonces puede existir problemas en la bomba centrifuga designada para el hidrociclon: - Impeller esta bloqueado, deteriorado o no es el el optimo. - Las lineas de succion o descarga estan bloqueadas parcialmente. - Etc…… HidrociclonesHidrociclones
  • 134. Desarenadores• Los desarenadores son usados en lodos con poco peso para separar partículas tamañño arena de 74 micrones o mas grandes. •En lodos pesados no es muy recomendable usar este equipo debido a que la densidad de la barita es sustancialmente mas alta que la de los sólidos perforados. • Los hidrociclones separan sólidos de acuerdo a su densidad. • El punto de corte de estos hidrociclones aproximadamente esta entre 50 a 80 micrones. HidrociclonesHidrociclones
  • 135. • La función principal del desander es eliminar sólidos que a los equipos siguientes le puedan causar taponamientos o mal desempeñño (Desilter, centrifugas), es por ello que su capacidad de procesamiento (Tamañño y Numero de conos) debe ser 30 a 50 % mas que la circulacion usada. DesarenadoresDesarenadores •El desarrollo y optimo uso de las zarandas (con mallas finas) han eliminado el uso de este equipo, sin embargo, cuando en casos (Diametros grandes y altas ratas de perforacion) en que las zarandas no pueden separar 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 lodos 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). HidrociclonesHidrociclones
  • 136. DesarenadoresDesarenadores • Este equipo debe ser instalado despues del desgasificador y antes del desilter. El lodo de alimentacion debe ser tomado del tanque donde descarge el desgasificador. Su descarga debe ser en el tanque contiguo a su succion. •Debe existir una equalizacion entre los tanques del desander, por ello es recomendable contar con una valvula que comunique ambos tanques. HidrociclonesHidrociclones
  • 137. Desarcilladores • Los conos de los desarcilladores son fabricados en una gran variedad de tamanos, en un rango de 2 6 pulgadas. • Gran cantidad del tamañño de particula de la barita se encuentra en el rango de “Limo” es por esta razon que en lodos densificaods no es muy recomendable el uso de los desarcilladores. • Son usados para separar sólidos perforados en un rango de 12 a 40 micrones. • El desarcillador difiere del desander en el tamañño de los conos y punto de corte pero su funcionamiento es igual. HidrociclonesHidrociclones
  • 138. • Los desarcilladores son usados en lodos densificados cuando su desague (Underflow) posteriormente pueda ser procesada por las centrifugas o por una zaranda. • La operación de este equipo igualmente depende de una bomba centrifuga. El lodo debe ser succionado del tanque que descarga el desarenador y su descarga procesada en el tanque contiguo. DesarcilladoresDesarcilladores HidrociclonesHidrociclones
  • 139. •Debe existir una equalizacion entre los tanques del desilter, por ello es recomendable contar con una valvula que comunique ambos tanques. DesarcilladoresDesarcilladores • Nunca el lodo para alimentar al desilter debe ser del tanque donde se adicionan los quimicos del lodo. HidrociclonesHidrociclones
  • 140. Ventajas - Operación Simple – facil mantenimiento – Barato – No tienen partes moviles. – Su operación permite reducir costos, pues es reducido el desecho de lodo. – Incrementan la vida de la broca y aumantan las ratas de perforacion. Desventajas - Las propiedades del lodo afectan su desempeño. - Su operación genera degradacion de los sólidos – Uso de bomba centrifuga. HidrociclonesHidrociclones
  • 141. Desventajas - Voluminoso. – Los puntos de corte generados se pueden obtener con optimas zarandas. – La descarga solida es bastante humedad. No puede usarse en lodos con fase liquida costosa. – Requieren correctos tamaño de bomba. – Sus conos facilmente se tapan. – El mal funcionamiento de sus conos generan excesivas perdidas de lodo. HidrociclonesHidrociclones
  • 142. Marcas Comunes – Demco. – Pioneer/Geolograph (Economaster). – Baroid. – Sweco. – Oiltools. – Swaco (Bajo y alto Volumen). – Brandt. – Chimo. – Krebs. HidrociclonesHidrociclones
  • 143. Reglas Operacionales – No haga By-pass en las shakers. Este mal habito origina taponamiento en los hidrociclones. – El numero de conos debe ser el suficiente para manejar la totalidad de la circulacion. – Use el desander cuando en las zarandas no pueda usar mallas mayores a140 (Punto de corte 100 micrones). – No use la misma bomba centrifuga para alimentar el desander y desilter. Cada unidad debe tener su propia bomba. – Las centrifugas o los mud cleaner pueden ser usados para procesar el desagues de los hidrociclones. – Entre pozos o en periodos de stand by largos limpie los manifolds de los hidrociclones. Chequee el desgaste interior de los conos. HidrociclonesHidrociclones
  • 144. – 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 para destaparlos. – 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 las especificaciones de la bomba. – La descarga de las bombas centrifugas deben tener una longuitud maxima de 75 ‘ evitando usar la menos cantidad de accesorios posibles (Codos,Tee’s,etc), para evitar muchas perdidas por friccion. – Ubique un medidor de presion en la línea de alimentacion de los manifolds, para determinar rapidamente si la cabeza suministrada por la bomba es la correcta. HidrociclonesHidrociclones Reglas Operacionales
  • 145. Reglas Operacionales • No permita usar conos con vertices o entradas tapadas. • Presión de trabajo (Regla de la mano derecha): Desarenador: 35 psi o 4 veces la densidad del lodo Desarcillador: 40 psi o 4.5 veces la densidad del lodo HidrociclonesHidrociclones
  • 146. Falla / Averia Posible causa Uno o mas conos no estan descargando-otros O.K. Bloqueado en la entrada del alimentador o a la salida-remueva el cono y limpie las lineas. Algunos conos perdiendo lodo entero en una co- Flujo de regreso de derrame en manifold, la entrada rriente. al cono tapada. Alta perdida de lodo,figura cónica en alguno conos- Velocidad baja al ingreso debido al bloqueo parcial otros normal. de la entrada o cuerpo del cono. Repetido bloqueos de los vértices. Las aperturas del desagüe muy pequeñas. By-pass en Za- ruido al operar. randas o mallas rotas. Altas pérdidas de lodo, corriente debil,figura cónica. Bajo cabeza de alimento -chequee por obstruccion, Tamano de bomba y rpm,valvula parcialmente cerrada. La descarga del cono no es uniforme, cabeza del Gas o aire en el lodo de la centrifuga, lineas de succion alimentador variando. de la de lacentrifuga muy pequenas. Baja vida del Impeller. Cavitacion en la bomba - Taza de flujo muy altas - nece- sita lineas mas largas. Linea de succion bloqueada - Chequear obstrucciones. Conos descargando una pesada corriente moviendose Los conos estan sobrecargados - usese un tamano de lentamente. vertice mas grande, insuficientes conos para manejar la cantidad de solidos en el lodo. By-pass en equipos corriente arriba. Altas perdidas de lodo. Apertura inferior muy grande - Ajuste el vertice del cono. Considere bombear el desague hacia las centrifugas o hacia una zaranda. Continuamente se apaga la bomba centrifuga. Aumento del amperaje de la capacidad nominal de la bomba - Nivel de lodo por debajo de la succion - entrada de aire en la succion. Caballos de fuerza por encima de la capacidad del motor. Chequear taponamientos en lineas de descarga o uso adicional de la entrega normal de lodo (Tee's). HidrociclonesHidrociclones
  • 147. 3 EN 1 MUD CLEANER Mud CleanerMud Cleaner
  • 148. 1. Instalación y operación 2. Mantenimiento 3. Aplicación 4. Ventajas y desventajas 5. Tres en uno Mud CleanerMud Cleaner
  • 149. Mud Cleaner •Mudcleaner o LimpiadorMudcleaner o Limpiador de lodo es basicamentede lodo es basicamente una combinacion de ununa combinacion de un desilter colocado encimadesilter colocado encima de un tamiz de malla fina yde un tamiz de malla fina y alta vibración( zaranda ).alta vibración( zaranda ). •El proceso remueve losEl proceso remueve los sólidos perforadossólidos perforados tamatamañño arena aplicandoo arena aplicando primero el hidrociclon alprimero el hidrociclon al lodo y posteriormentelodo y posteriormente procesando el desague deprocesando el desague de los conos en una zarandalos conos en una zaranda de malla fina.de malla fina. Mud CleanerMud Cleaner
  • 150. Derrick Mud CleanerDerrick Mud Cleaner •Segun especificacionesSegun especificaciones API el 97 % del tamaAPI el 97 % del tamañño deo de la barita es inferior a 74la barita es inferior a 74 micrones y gran parte demicrones y gran parte de esta es descargada poresta es descargada por los Hidrocicloneslos Hidrociclones (Desilter /Desander). El(Desilter /Desander). El recuperar la barita yrecuperar la barita y desarenar un lododesarenar un lodo densificado es ladensificado es la principal función de unprincipal función de un limpiador de lodos o Mudlimpiador de lodos o Mud cleaner.cleaner. Mud Cleaner Mud CleanerMud Cleaner
  • 151. 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 CleanerMud Cleaner
  • 152. Mud Cleaner • El tamaño de malla usado normalmente varia entre 100 y 200 mesh (325 mesh raramente usada debido a taponamiento y rápido daño de la malla) • La descarga limpia de los conos (overflow) y el fluido tamizado por las mallas (underflow) es retornado al sistema activo. • Los parametros que pueden ser ajustadas durante la normal operación de un mud-cleaner son los siguientes: – Cantidad de conos. – Tamaño / tipo de cono – Tamano de la malla. – Velocidad de vibración. Mud CleanerMud Cleaner
  • 153. Tamaño de la malla usadas en los Mud CleanerTamaño de la malla usadas en los Mud Cleaner Mud CleanerMud Cleaner
  • 154. Aplicaciones • La principal aplicacion del limpiador de lodo es para sistemas de lodo liviano donde la fase liquida es cara o ambientalmente no muy manejable (OBM). • En sistemas de lodo 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 zarandas. • Todas las observaciones operacionales y mantenimiento de las zarandas y de los hidrociclones son aplicables a los Mud Cleaner. Mud CleanerMud Cleaner
  • 155. 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. Mud CleanerMud Cleaner
  • 156. 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. Mud CleanerMud Cleaner
  • 157. Desventajas – Recicla sólidos finos a traves de sus mallas. – Descarga Barita con los cortes. – Capacidad Limitada. – Degradacion de los sólidos producido en la succion y entrega de la bomba centrifuga usada para su alimentacion. – Separacion en parte depende de los conos. Desempeño (normalmente pobre). – Requiere para su operación de una bomba centrifuga. Mud CleanerMud Cleaner
  • 158. TRES ENTRES EN UNOUNO Es una adaptacionEs una adaptacion de tres equipos ende tres equipos en unouno (Zaranda,Dsilter y(Zaranda,Dsilter y desander).desander). Se usa cuando haySe usa cuando hay poca disponibilidadpoca disponibilidad de espacio.de espacio. Mud CleanerMud Cleaner
  • 159. CENTRIFUGA DECANTADORA OPERACIÓN DUAL DE CENTRIFUGAS CENTRIFUGA VERTICAL Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
  • 160. 1. Introduccion 2. Separacion por sedimentacion 3. Separacion centrifuga 4. Principales componentes 5. Principios de Operación 6. Desempeño de las centrifugas 7. Velocidad de las centrifugas 8. Velocidad de transporte de los sólidos 9. Aplicaciones 9.1 Centrifugas de Baja Velocidad 9.2 Centrifugas de Alta Velocidad 9.3 Operación Dual de Centrifugas – Lodo no densificado 9.4 Operación Dual de Centrifugas – Lodo densificado 9.5 Operación para deshidratación de lodos 9.6 Centrifugas Verticales – Secadoras de cortes Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
  • 161. 1. Introducción - Separación de los sólidos de la fase liquida, que no han sido removidos ni por las zarandas ni los hidrociclones. - Consiste en: - Un recipiente de forma cónica o bowl, rotando sobre su eje a diferente velocidad (Entre 1,200 y 4,000 rpm). - Un sin fin o conveyor ubicado dentro del bowl gira en la misma dirección del bowl generando una velocidad diferencial respecto al mismo entre 18 y 90 rpm. - La velocidad diferencial permite el transporte de los sólidos por las paredes del bowl en donde los sólidos han sido decantados por la fuerza centrifuga. - El éxito de la operación depende de su trabajo continuo, la capacidad para descargar sólidos relativamente secos y alcanzar una alta eficiencia de separación. Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
  • 162. Diagrama General de las Centrifugas Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
  • 163.  La separación de los sólidos de un liquido utilizando un tanque de sedimentacion abierto.  El fluido cargado de sólidos entra por un extremo y sale por el otro.  El tiempo de viaje del punto de entrada al punto de salida permite que los sólidos mas grandes se sedimenten a una profundidad que afecta su separación,  La separación entre los sólidos y los liquidos se produce basicamente por: - La diferencia de densidad entre el solido y el liquido - La fuerza de gravedad - El tiempo  Las diferencias de densidad, la gravedad y otros factores que controlan este proceso estan definidos por la LEY DE STOKES 2. Separacion por sedimentación Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
  • 164. De acuerdo con la Ley de Stokes, la velocidad de sedimentacion es afectada por: - El diametro de las partículas - La viscosidad del fluido - La diferencia de densidad entre las partículas y el liquido y en donde, la variable mas significativa es el diametro de las partículas LEY DE STOKES V = (1.55 x 10-7 )xD2 x(Pp – Pl)g u En donde: V = Velocidad de sedimentacion (ft/min) D = Diámetro de las partículas (micrones) Pp= Densidad de las partículas (ppg) Pl = Densidad del liquido (ppg) u = Viscosidad (cps) g = Aceleracion gravitacional (32.2 ft/seg2 ) Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
  • 165. FUERZA “G” = D x rpm2 x 0,0000142 en donde, D = diametro del bowl (in) rpm = velocidad del bowl Por tanto, los sólidos que necesitan horas o dias para separarse por sedimentacion, pueden separarse en segundos con una centrifuga, y el punto de corte en la separación centrifuga depende de la fuerza G y del tiempo. 3. Separación centrífuga  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. Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
  • 166. 4. Principales componentes de las centrífugas MOTOR ELÉCTRICO BOWL TUBO DE ALIMENTACIÓN CONVEYOR GEAR BOX COMPONENTES PARA LA DESCARGA DE LÍQUIDOS Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
  • 167.  Los sólidos son separados por grandes fuerzas centrifugas , las cuales son generadas por la rotacion del bowl.  El fluido libre de sólidos es descargado desde el deposito en el otro extremo del bowl. 5. Principios de Operación PROFUNDIDAD ESTANQUE TUBO DE ALIMENTACION COMPUERTAS DE LIQUIDO ESTANQUE PLAYA DISTANCIA ENTRE-ASPAS (PITCH) DESCARGA SOLIDA  El conveyor gira a una velocidad menor creando una velocidad diferencial que permiten la acumulacion de los sólidos hacia las paredes del bowl y su descarga por los los extremos del mismo. Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
  • 168. 6. Desempeño de las centrífugas 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 Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
  • 169. 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 Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
  • 170. 7. Velocidad de las centrífugas El ejemplo para los modelos de las centrifugas SWACO, las velocidades de operación son: Velocidad del Bowl Fuerza G 1900 rpm 720 2500 rpm 1250 3200 rpm 2100 Los cambio de velocidad se alcanzan al cambiar las correas y la posicion de las poleas 8. Velocidad de transporte de los sólidos Hace referencia a la velocidad a la cual se extraen los sólidos de la centrifuga. Esta depende de:  La velocidad relativa del bowl  La distancia de separación de los alabes Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
  • 171. 9. Aplicación de las centrífugas decantadoras Centrifuga de Baja Velocidad  Los parámetros de operación normal son: Velocidad del bowl 1250 - 2500 rpm Profundidad del deposito 2.1 pulgadas Rata de Alimentación Puede variar Velocidad diferencial 23 – 44 rpm Tubo de Alimentación Completamente introducido  Recupera la barita mientras descarta los sólidos perforados, para fluidos densificados.  Contribuye al control de la viscosidad plástica del lodo.  Descarta los sólidos perforados para los fluidos no densificados. Se puede aumentar la velocidad del bowl y así obtener un punto de corte mas fino. Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
  • 172. Centrifuga de Alta Velocidad  Los parámetros de operación normal son: Velocidad del bowl 2500 - 3400 rpm Profundidad del deposito 2.1 pulgadas Rata de Alimentación Puede variar Velocidad diferencial Debe ser mínima Tubo de Alimentación Completamente introducido  Para lodos no densificados, descarta y controla los sólidos del lodo. Se requiere máxima 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.  Deshidratación del lodo con la ayuda de agentes floculantes (Proceso de dewatering), Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
  • 173. Operación Dual de Centrifugas – Lodo no Densificado Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
  • 174. Operación Dual de Centrifugas – Lodo Densificado 1 2 3 4 5 6 7 Centrífuga 414 Centrífuga 518 Bomba de Alimentación de la Centrifuga Bomba de Alimentación del Desander Tolva para recuperación de barita Boquilla para la recuperación de barita Catch Tank para la fase Liquida A B C D E F G H J Alimentación de la centrifuga 414 Alimentación de la centrífuga 518 Alimentación Centrifuga 518 desde sistema (Opcional) (Optional)Descarga de sólidos Centrifuga 414 (Opcional) Retorno de Barita al Sistema Activo Efluente al Sistema Activo Descarga de sólidos Centrifuga 518 Dilución alimentación de la centrifuga 414 Fase Liquida de las Centrifugas Layout General Configuración dual de Centrífugas - Serie 1 2 3 3 4 5 6 7 A B C D E F G H J J Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
  • 175. Operación para deshidratación de lodos Centrifugas DecantadorasCentrifugas Decantadoras
  • 176. Centrifugas Verticales – Secadora de Cortes Generalidades  Utilizada en operaciones con lodos 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 Características  Buen desempeño ambiental.  Mejora la recuperacion de fluidos de perforacion.  Seguridad  Facil instalacion  Ventajas operacionales  Facil mantenimiento CentrifugasCentrifugas VerticalesVerticales
  • 177. Centrifugas Verticales – Secadora de Cortes Funcionamiento  Incorpora alta velocidad a una centrifuga de canasta vertical logrando una maxima separación solido / liquido a unos altos volumenes de procesamiento.  Los sólidos humedos entran por el tope de la centrifuga.  Los sólidos secos salen por el fondo de la centrifuga.  El fluido de perforacion es recuperado por las ventanas laterales. CentrifugasCentrifugas VerticalesVerticales
  • 178. PRINCIPIOS DE OPERACION Y SELECCION DE TAMAÑO Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 179. 1. Componentes de una bomba centrifuga 2. Medición, Utilización y Control de la Energía de una Bomba 3. Cavitación 3.1 Cavitación por succión 3.2 Cavitación por descarga 4. Relación entre presión y altura de un liquido 5. Carga expresada como Aceleración Centrífuga 6. Selección del Tamaño de una Bomba 7. Diseños de Succión 8. Curvas de Desempeño de una Bomba 9. Leyes de Afinidad 10. Aplicaciones de las Bombas Centrifugas Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 180. Los dos principales componentes de una bomba 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 Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 181. • La energLa energíía de la bomba centrifuga se mide en laa de la bomba centrifuga se mide en la forma deforma de cargacarga producida usandoproducida usando piespies como unidad.como unidad. •• La carga producida es laLa carga producida es la altura verticalaltura vertical (pies) sobre(pies) sobre la cual una bomba hace subir el fluido dentro de unla cual una bomba hace subir el fluido dentro de un tubo vertical, antes de consumir toda su energtubo vertical, antes de consumir toda su energíía.a. •• Una vez que se logra la carga max. (Pies), seUna vez que se logra la carga max. (Pies), se consume la energconsume la energíía total producida por las bombas.a total producida por las bombas. •• NingNingúún fluido adicional saldrn fluido adicional saldráá por la descarga de lapor la descarga de la bomba.bomba. MEDICION DE LA ENERGIA DE LA BOMBAMEDICION DE LA ENERGIA DE LA BOMBA Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 182.  La carga (pies) debida a la energLa carga (pies) debida a la energíía de la bomba sea de la bomba se consume de dos (2) maneras:consume de dos (2) maneras: ••AspiracionAspiracion--movimiento vertical del fluido.movimiento vertical del fluido. Aumenta segAumenta segúún la alturan la altura ••FricciFriccióónn -- resistencia del fluido al flujo a travresistencia del fluido al flujo a travéés de las de la tubertuberíía, las conexiones y las toberas (requisito de laa, las conexiones y las toberas (requisito de la aplicaciaplicacióón)n) Aumenta segAumenta segúún el rendimiento de la bomba(GPM)n el rendimiento de la bomba(GPM) UTILIZACION DE LA ENERGIA DE LA BOMBAUTILIZACION DE LA ENERGIA DE LA BOMBA Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 183.  DespuDespuéés de ser encendidas, las bombas centrifugass de ser encendidas, las bombas centrifugas seguirseguiráán bombeando un volumen creciente hasta quen bombeando un volumen creciente hasta que se logre lase logre la carga mcarga mááximaxima (pies) a trav(pies) a travéés de las de la aspiraciaspiracióón y friccin y friccióónn, si no la bomba comenzara a, si no la bomba comenzara a cavitar.cavitar. La cavitaciLa cavitacióón ocurre cuando esta saliendo mas fluidon ocurre cuando esta saliendo mas fluido del que esta entrando.del que esta entrando. Las bombas centrifugas deben ser del tamaLas bombas centrifugas deben ser del tamaññoo adecuado para la aplicaciadecuado para la aplicacióón especifica en que sern especifica en que seráánn usadas, si no, la energusadas, si no, la energíía producida sera producida seráá incorrecta,incorrecta, causando resultados indeseables.causando resultados indeseables. CONTROL DE LA ENERGIA DE LA BOMBACONTROL DE LA ENERGIA DE LA BOMBA Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 184. CAVITACIONCAVITACION CavitacionCavitacion por Succionpor Succion LaLa cavitacioncavitacion porpor succionsuccion ocurreocurre cuandocuando lala succionsuccion de lade la bombabomba estaesta bajobajo condicionescondiciones dede bajabaja presionpresion o altoo alto vacio dondevacio donde elel liquidoliquido pasapasa a vapor en laa vapor en la puntapunta uu ojoojo del impellerdel impeller de lade la bombabomba.. EsteEste vaporvapor es llevado sobrees llevado sobre lala parteparte de lade la descargadescarga de lade la bomba dondebomba donde nono eses masmas grandegrande elel vaciovacio yy es nuevamentees nuevamente comprimidocomprimido aa liquido porliquido por lala alta presionalta presion dede descargadescarga.. Esta accionEsta accion de implosionde implosion ocurreocurre violentamenteviolentamente yy atacaataca lala caracara del impeller.del impeller. Un impellerUn impeller queque haha sido operado bajosido operado bajo lala condicioncondicion dede cavitacion por succion tienecavitacion por succion tiene grandes trozosgrandes trozos de materialde material removidoremovido dede susu cara causando falla prematuracara causando falla prematura de lade la bombabomba.. Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 185. Cavitacion por DescargaCavitacion por Descarga LaLa cavitacion por descarga ocurre cuandocavitacion por descarga ocurre cuando lala descargadescarga de lade la bomba es extremadamente altabomba es extremadamente alta. La. La altaalta presionpresion dede descarga causa quedescarga causa que lala mayoriamayoria deldel fluidofluido circule dentrocircule dentro de lade la bombabomba enen vezvez de serde ser descargadodescargado.. AA medida quemedida que elel liquido fluye alrededorliquido fluye alrededor del impellerdel impeller este pasaeste pasa aa travestraves de lade la pequena tolerancia entrepequena tolerancia entre elel impeller y elimpeller y el cortecorte dede aguaagua de lade la bombabomba aa unauna velocidad extremadamente altavelocidad extremadamente alta.. Esta velocidad causaEsta velocidad causa unun vacio quevacio que sese desarrolladesarrolla en elen el cortecorte dede aguaagua similarsimilar a loa lo que ocurreque ocurre en unen un venturiventuri y ely el liquidoliquido sese convierteconvierte en vapor.en vapor. Una bomba queUna bomba que haha sido operada bajo estassido operada bajo estas condiciones presentacondiciones presenta unun desgaste prematurodesgaste prematuro enen laslas aspasaspas del impeller y en eldel impeller y en el cortecorte dede aguaagua de lade la bombabomba.. AdicionalmenteAdicionalmente, a, a las condicinoneslas condicinones dede alta presionalta presion,, sese pueden presentar danos prematurospueden presentar danos prematuros en elen el sellosello mecanicomecanico yy las balineraslas balineras yy bajo condiciones extremasbajo condiciones extremas sese romperarompera elel ejeeje del impeller.del impeller. CAVITACIONCAVITACION Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 186. • La carga se mide en pies, y segLa carga se mide en pies, y segúún la densidad deln la densidad del fluido, se convierte en la presifluido, se convierte en la presióón mn mááxima(Psi) en laxima(Psi) en la descarga de la bomba.descarga de la bomba. ••Luego la presiLuego la presióón disminuirn disminuiráá continuamente hastacontinuamente hasta "0"PSI, seg"0"PSI, segúún la aspiracin la aspiracióón y la friccin y la friccióón, hasta que eln, 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) CargaCarga == AlturaAltura de lade la columnacolumna deldel fluidofluido (Pies).(Pies). PP == PresionPresion dede alimentacionalimentacion a laa la entradaentrada deldel conocono ((psipsi).). o.o52o.o52 == Factor de conversionFactor de conversion Relacion entre la Presion y la altura de un Liquido (Carga)Relacion entre la Presion y la altura de un Liquido (Carga) Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 187. 70 ft de70 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 psi Relacion entre la Presion y la altura de un Liquido (Carga)Relacion entre la Presion y la altura de un Liquido (Carga) Ejemplo Cual esCual es lala presionpresion dede descargadescarga aa unauna cabezacabeza de 70’de 70’ sisi sese bombeabombea:: ••AguaAgua (8.33 ppg)(8.33 ppg) ••Diesel (7.4 ppg)Diesel (7.4 ppg) ••LodoLodo (12.5 ppg)(12.5 ppg) Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 188. 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 22 ÷÷ (2 x 32.2)(2 x 32.2) CargaCarga = 130.2 ft= 130.2 ft Carga expresada como aceleracion CentrifugaCarga expresada como aceleracion Centrifuga VV22 CargaCarga (Pies)(Pies) = 2g2g VV22 CargaCarga (Pies)(Pies) = 2g2g V = (rpmV = (rpm ÷÷ 60)60) x (x (diametrodiametro ((pulgpulg)) ÷÷ 12)12) xx ππ VV = (1,750= (1,750 ÷÷ 60) x (1260) 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 losaumentar los RPM y elRPM y el diametrodiametro de lade la tuberiatuberia sese aumentaaumenta lala cargacarga”” Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 189. Carga (Pies) & Presion (Psi)Carga (Pies) & Presion (Psi) • La carga (Pies) solo depende de la Velocidad y delLa 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 presionLa densidad del fluido aprece en forma de presion (Psi).(Psi). •• La presiLa presióón mn mááxima sera observada en la descarga dexima sera observada en la descarga de la bomba y disminuira hasta cero cuando se logra lala bomba y disminuira hasta cero cuando se logra la maxima carga.maxima carga. ••Luego la presiLuego la presióón disminuirn disminuiráá continuamente hastacontinuamente hasta "0"PSI, seg"0"PSI, segúún la aspiracin la aspiracióón y la friccin y la friccióón, hasta que Eln, 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) Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 190. ••Todas las aplicaciones para bombas centrifugas requierenTodas las aplicaciones para bombas centrifugas requieren una carga muna carga míínima para funcionar correctamente.nima para funcionar correctamente. •• La carga mLa carga míínima requerida (pies) es ademnima requerida (pies) es ademáás de la cargas de la carga (pies) requerida para hacer subir el fluido verticalmente hasta(pies) requerida para hacer subir el fluido verticalmente hasta la aplicacila aplicacióón, asn, asíí como la resistencia de la carga de friccicomo la resistencia de la carga de friccióónn (pies) al flujo dentro de la tuber(pies) al flujo dentro de la tuberíía.a. Ejemplo: Un desarenador (swaco) requiere una carga de 74Ejemplo: Un desarenador (swaco) requiere una carga de 74 pies.pies. ••Si se instala el desarenador a 15 pies encima de la descargaSi se instala el desarenador a 15 pies encima de la descarga de la bomba y la perdida causada por la friccide la bomba y la perdida causada por la friccióón dentro de lan dentro de la tubertuberíía es de 6 pies.a es de 6 pies. ••CuCuáál es la carga ml es la carga míínima requerida para la bomba?.nima requerida para la bomba?. Carga (Pies)Carga (Pies) -- ImportanciaImportancia Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 191. Bomba del desarenador de swacoBomba del desarenador de swaco ••Carga requerida por el desarenador = 74 pies de cargaCarga requerida por el desarenador = 74 pies de carga ••Altura de aspiraciAltura de aspiracióón vertical hasta el desarenador =15 pies de cargan vertical hasta el desarenador =15 pies de carga ••FricciFriccióón en la tubern en la tuberíía =6 pies de ca =6 pies de cargaarga ••Total de pies de carga requeridos =9Total de pies de carga requeridos =95 pies de carga5 pies de carga ••La bomba debe ser capaz de producir 95 pies de carga para que elLa bomba debe ser capaz de producir 95 pies de carga para que el desarenador funcione correctamente.desarenador funcione correctamente. ••Se usan 21 pies de carga para desplazar el fluido hasta elSe usan 21 pies de carga para desplazar el fluido hasta el desarenador.desarenador. Carga requerida para el desarenadorCarga requerida para el desarenador Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 192. ••Un indicador instalado en la descarga de la bomba indicarUn indicador instalado en la descarga de la bomba indicarííaa 95 pies de carga?95 pies de carga? ••Un indicador instalado en el desarenador indicarUn indicador instalado en el desarenador indicaríía 74 pies dea 74 pies de carga?carga? ••Si el peso del lodo es de 9,5 LB/GAL, cual seria la indicaciSi el peso del lodo es de 9,5 LB/GAL, cual seria la indicacióónn de los indicadores?de los indicadores? ••Descarga de la bomba = PSIDescarga de la bomba = PSI ••MMúúltiple del desarenador = PSIltiple del desarenador = PSI P = 0.052 xP = 0.052 x DensidadDensidad (ppg) x(ppg) x CargaCarga (Pies)(Pies) Bomba del desarenadorBomba del desarenador Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 193. ••La carga de aspiraciLa carga de aspiracióón (pies) es la energn (pies) es la energíía que la bomba debe usara que la bomba debe usar para entregar el lodo verticalmente hasta la entrada de lodo depara entregar el lodo verticalmente hasta la entrada de lodo de lala aplicaciaplicacióón.n. ••La distancia vertical se mide a partir del eje de aspiraciLa distancia vertical se mide a partir del eje de aspiracióón de la bomba.n de la bomba. CARGA DE ASPIRACION(Pies)CARGA DE ASPIRACION(Pies) ••La carga producida por la resistencia al flujo se llama carga deLa carga producida por la resistencia al flujo se llama carga de friccifriccióónn (pies)(pies) ••La carga de fricciLa carga de friccióón(Pies) aumenta el caudal de la bomba(GPM) aumenta.n(Pies) aumenta el caudal de la bomba(GPM) aumenta. •• DiDiáámetros mmetros máás peques pequeñños de la tuberos de la tuberíía, tendidos ma, tendidos máás largos de las largos de la tubertuberíía, mayor cantidad de conexiones, todos son factores que aumentana, mayor cantidad de conexiones, todos son factores que aumentan la carga de friccila carga de friccióón (pies)n (pies) ••La presiLa presióón de carga (pies de carga) recomendada por el proveedorn de carga (pies de carga) recomendada por el proveedor constituye una forma de carga de fricciconstituye una forma de carga de friccióón (resistencia al fluido a travn (resistencia al fluido a travéés des de la tobera de admisila tobera de admisióón del equipo).n del equipo). CARGA DE FRICCION (Pies)CARGA DE FRICCION (Pies) Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 194. ••Para todas las aplicaciones que requieren una bomba centrifugaPara todas las aplicaciones que requieren una bomba centrifuga para la operacipara la operacióón, el proveedor ha recomendado una presin, el proveedor ha recomendado una presióón den de carga de funcionamiento que resultara en un rcarga de funcionamiento que resultara en un réégimen degimen de tratamiento segtratamiento segúún el caudal (GPM) nominal (rendimiento max.)n el caudal (GPM) nominal (rendimiento max.) ••La operaciLa operacióón a cualquier otra presin a cualquier otra presióón de carga producirn de carga produciráá unun cambio del rcambio del réégimen de tratamiento, de acuerdo con la siguientegimen de tratamiento, de acuerdo con la siguiente relacirelacióónn HH11 x GPMx GPM22 22 = H= H22 x GPMx GPM11 22 HH11= Presion de carga del proveedor= Presion de carga del proveedor GPMGPM11= Galonage de tratamiento a H= Galonage de tratamiento a H11 HH22= Presi= Presióón de carga efectivan de carga efectiva GPMGPM22=?=? CARGA DE APLICACIONCARGA DE APLICACION Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 195. ••DEBE HABER UNA CARGA SUFICIENTE EN EL LADO DE ASPIRACION DEDEBE HABER UNA CARGA SUFICIENTE EN EL LADO DE ASPIRACION DE LA BOMBA PARA FORZAR EL FLUIDO A ENTRAR EN LA BOMBA ALLA BOMBA PARA FORZAR EL FLUIDO A ENTRAR EN LA BOMBA AL MISMO RITMO QUE EL FLUIDO TRATA DE SALIR POR EL LADO DE LAMISMO RITMO QUE EL FLUIDO TRATA DE SALIR POR EL LADO DE LA DESCARGA.DESCARGA. SI ESTA CARGA NO ES SUFICIENTE HABRA CAVITACIONSI ESTA CARGA NO ES SUFICIENTE HABRA CAVITACION CARGA DE ASPIRACION NETACARGA DE ASPIRACION NETA ••Hay dos tipos de Carga de Aspiracion Neta Positiva:Hay dos tipos de Carga de Aspiracion Neta Positiva: CANP REQUERIDACANP REQUERIDA -- Cuando el caudal (GPM) de la bombaCuando el caudal (GPM) de la bomba aumenta, se requiere mas CANP.aumenta, se requiere mas CANP. CANP DISPONIBLECANP DISPONIBLE -- La Presion atmosferica, temperatura del lodo,La Presion atmosferica, temperatura del lodo, la altura del lodo encima del eje de la bomba yla altura del lodo encima del eje de la bomba y la carga de friccion de la tuberia de aspiracionla carga de friccion de la tuberia de aspiracion determinan la CANP disponibledeterminan la CANP disponible CANP = CANPCANP = CANPDD -- CANPCANPRR LA CANP DEBE SER POSITIVALA CANP DEBE SER POSITIVA Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 196. FACTORES QUE AFECTAN LA CARGA DEFACTORES QUE AFECTAN LA CARGA DE ASPIRACION NETAASPIRACION NETA PRESION ATMOSFERICAPRESION ATMOSFERICA •• La presion atmosferica disminuye con la altura.La presion atmosferica disminuye con la altura. ALTURA DEL LODO ENCIMA DEL EJE DE LA BOMBAALTURA DEL LODO ENCIMA DEL EJE DE LA BOMBA CARGA DE FRICCION (PIES) EN LA TUBERIA DE ASPIRACIONCARGA DE FRICCION (PIES) EN LA TUBERIA DE ASPIRACION ••La carga de friccion en la aspiracion debe ser minimizada, sinoLa carga de friccion en la aspiracion debe ser minimizada, sino elel fluido tratara de salir por la descarga mas rapidamente que porfluido tratara de salir por la descarga mas rapidamente que por lala succion provocandosuccion provocando ““cavitacioncavitacion”” PRESION DE VAPOR DEL LODOPRESION DE VAPOR DEL LODO ••Cuando la presion aumenta el agua se vaporiza (se convierte enCuando la presion aumenta el agua se vaporiza (se convierte en gas) a una temperatura mas baja.gas) a una temperatura mas baja. Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 197. CANP DISPONIBLE (CANPCANP DISPONIBLE (CANPDD) Y REQUERIDA (CANP) Y REQUERIDA (CANPRR)) CANPCANPDD= Ha + He= Ha + He –– HfHf -- HvpHvp •• Ha = Carga atmosfericaHa = Carga atmosferica ••He = Carga de altura (Bomba a superficie del lodo)He = Carga de altura (Bomba a superficie del lodo) ••Hf = Carga de friccion (Perdida por friccion en la aspiracionHf = Carga de friccion (Perdida por friccion en la aspiracion)) ••Hpv = Presion de vapor del lodo a la temperatura de bombeo.Hpv = Presion de vapor del lodo a la temperatura de bombeo. CANPCANPRR ••Indicada directamente por las curvas de rendimientoIndicada directamente por las curvas de rendimiento ••Factor limitador para el caudal VolumetricoFactor limitador para el caudal Volumetrico Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 198. ValvesPipe Diameter Gate Plug Globe Angle Check Foot 1.5" 0.9 - 45 23 11 39 2" 1.10 6.0 58 29 14 47 3" 1.6 8.0 86 43 20 64 4" 2.1 17 113 57 26 71 6" 3.2 65 170 85 39 77 Elbows Tube Turn Tee Enlrg ContrPipe Diameter 45 90 45 90 Strt Side 1:2 3:4 2:1 4:3 1.5" 1.9 4.1 1.4 2.3 2.7 8.1 2.6 1.0 1.5 1.0 2" 2.4 5.2 1.9 3.0 3.5 10.4 3.2 1.2 1.8 1.2 3" 3.6 7.7 2.9 4.5 5.2 15.5 4.7 1.7 2.8 1.7 4" 4.7 10.2 3.8 6.0 6.8 20.3 6.2 2.3 3.6 2.3 6" 7.1 15.3 5.8 9.0 10.2 31 9.5 3.4 5.6 3.4 Tabla de perdidas de friccion en accesoriosTabla de perdidas de friccion en accesorios Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 199. Friction Loss of Water in Feet per 100 Feet of Pipe 1"Pipe 2"Pipe 3"Pipe 4"Pipe 5"Pipe 6"PipeU.S. GPM Vel Loss Vel Loss Vel Loss Vel Loss Vel Loss Vel Loss 10 3.72 11.7 1.02 0.50 0.45 0.07 - - - - - - 20 7.44 42.0 2.04 1.82 0.91 0.25 0.51 0.06 - - - - 30 11.15 89.0 3.06 3.84 1.36 0.54 0.77 0.13 0.49 0.04 - - 40 14.88 152 4.08 6.60 1.82 0.91 1.02 0.22 0.65 0.08 - - 50 - - 5.11 9.90 2.27 1.36 1.28 0.34 0.82 0.11 0.57 0.04 60 - - 6.13 13.9 2.72 1.92 1.53 0.47 0.98 0.16 0.68 0.06 70 - - 7.15 18.4 3.18 2.57 1.79 0.63 1.14 0.21 0.79 0.08 80 - - 8.17 23.7 3.65 3.28 2.04 0.81 1.31 0.27 0.91 0.11 90 - - 9.19 29.4 4.09 4.06 2.30 1.00 1.47 0.34 1.02 0.14 100 - - 10.2 35.8 4.54 4.96 2.55 1.22 1.63 0.41 1.13 0.17 110 - - 11.3 42.9 5.00 6.00 2.81 1.46 1.79 0.49 1.25 0.21 120 - - 12.3 50.0 5.45 7.00 3.06 1.72 1.96 0.58 1.36 0.24 130 - - 13.3 58.0 5.91 8.10 3.31 1.97 2.12 0.67 1.47 0.27 140 - - 14.3 67.0 6.35 9.20 3.57 2.28 2.29 0.76 1.59 0.32 150 - - 15.3 76.0 6.82 10.5 3.82 2.62 2.45 0.88 1.70 0.36 Tabla de perdidas de friccion en tuberiaTabla de perdidas de friccion en tuberia Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 200. SELECCIÓN DEL TAMAÑO DE LA BOMBASELECCIÓN DEL TAMAÑO DE LA BOMBA  LIMITE DE CAPACIDADLIMITE DE CAPACIDAD Limites de capacidad para varias bombasLimites de capacidad para varias bombas TAMAÑO DE LA BOMBA CAUDAL MAXIMO (GPM) 2x3 450 3x4 750 4x5 1100 5x6 1600 5x6 Magnun 1800 6x8 1600 6x8 Magnun 2400  POTENCIA REQUERIDA (BHPPOTENCIA REQUERIDA (BHPRR)) •Leer la potencia requerida para el agua en la curva de la bomba.Leer la potencia requerida para el agua en la curva de la bomba. •La potencia requerida para lodos (mayor peso)La potencia requerida para lodos (mayor peso) = [Densidad (lb/gal) / 8.33] x BHP curva= [Densidad (lb/gal) / 8.33] x BHP curva Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 201.  POTENCIA DE LA BOMBAPOTENCIA DE LA BOMBA SE PUEDE CALCULAR LA POTENCIASE PUEDE CALCULAR LA POTENCIA SELECCISELECCIÓÓN DEL TAMAN DEL TAMAÑÑO DE LA BOMBAO DE LA BOMBA GPM x (pies deGPM x (pies de cargacarga)x()x(GravedadGravedad Espec.)Espec.) POTENCIA (HP)POTENCIA (HP) = (3960) ((3960) (EficienciaEficiencia)*)* GPM x (pies deGPM x (pies de cargacarga)x()x(GravedadGravedad Espec.)Espec.) POTENCIA (HP)POTENCIA (HP) = (3960) ((3960) (EficienciaEficiencia)*)* GRAVEDAD ESPECIFICA = [Densidad (lb/gal) / 8.33]GRAVEDAD ESPECIFICA = [Densidad (lb/gal) / 8.33] *DE LA CURVA DE RENDIMIENTO*DE LA CURVA DE RENDIMIENTO SINO HAY NINGUN VALOR DISPONIBLE USAR 0,75SINO HAY NINGUN VALOR DISPONIBLE USAR 0,75 Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 202. EN LA SUCCION DE LAEN LA SUCCION DE LA BOMBA HAY QUE:BOMBA HAY QUE:  Minimizar las perdidasMinimizar las perdidas porpor friccionfriccion..  ReducirReducir lala entardaentarda dede aireaire  ReducirReducir lala cantidadcantidad dede volumen muertovolumen muerto antesantes de lade la succion porquesuccion porque este volumen eseste volumen es perdidoperdido.. NO RECOMENDADONO RECOMENDADO RECOMENDADORECOMENDADO DISEDISEÑÑOS DE SUCCIONOS DE SUCCION Bombas CentrifugasBombas Centrifugas
  • 203. LasLas curvascurvas dede desempenodesempeno dede unauna bombabomba centrifugacentrifuga eses producidaproducida porpor elel fabricantefabricante dede pruebaspruebas dede desempedesempeñño yo y muestranmuestran lala relacionrelacion entreentre elel caudal, lacaudal, la eficienciaeficiencia, la CANP, la CANPRR yy BHPBHPRR.. A masA mas cabeza menoscabeza menos caudalcaudal A masA mas bajabaja cabezacabeza mas caudalmas caudal A masA mas bajobajo caudalcaudal menosmenos HorsepowerHorsepower  A mas alto caudal masA mas alto caudal mas HorsepowerHorsepower Curva de desempeCurva de desempeñño de una bombao de una bomba Bombas CentrifugasBombas Centrifugas

Notas del editor

  1. OVERSLUNG: LESS WEAR AS THE MUD/SOLIDS HOLD THE SCREEN AGAINST THE SUPPORTS. THIS MEANS LESS TENSIONING IS REQUIRED AND IT IS ALSO EASIER TO CHANGE THE SCREENS. HOWEVER, THE MUD FLOWS TO THE SIDE OF THE SCREEN SO IT IS BEST TO KEEP THE CROWN OF THE SCREEN AS LOW AS POSSIBLE. UNDERSLUNG: THE SUPPORTS FORM FLOW CHANNELS SO TEND TO GET BETTER SEPARATION. HOWEVER, THEY ARE MORE DIFFICULT TO INSTALL AND NEED HIGHER TENSION AS THE MUD/SOLIDS WILL TEND TO PUSH THE SCREEN AWAY FROM THE SUPPORTS. THIS LEADS TO MORE RAPID WEAR.
  2. NOTE RAISED FRONT SCREEN
  3. PIGGYBACKING CAN OCCUR. THIS IS WHERE THE SOLIDS STICK TOGETHER AND CAN BE REMOVED BY COARSER SCREENS. MULTIPLE DECKS WILL GIVE BETTER SEPARATIONS CASCADE DECKS WHERE THE MUD FLOWS DOWNWARD ACROSS THE SCREEN WILL GIVE GOOD FLOW RATES BUT LOW SEPARATION DUE TO SHORT RETENTION TIMES. NEGATIVE DECKS WILL GIVE BETTER SEPARATION DUE TO INCREASED RETENTION BUT MAY PLUG AND HAVE GREATER WEAR.
  4. We need to look at each parameter in turn starting with: cone diameter……….
  5. The bigger the diameter then the more fluid that can be handles but the poorer the cut point. EG: desander cones are 10 - 12” and handle 1500 gpm Desilter cones are 4” and handle 50 gpm.
  6. Centrifugal pumps are measured in the amount of ‘head’ they produce. This is done by calculating the height of a column of water that can be supported by the pump.
  7. What are the design features that will affect the operation of a cone???
  8. What are the results of incorrect feed head???