Perforación: Control de sólidos. Rumbas y centrífugas

Hidráulica de pozos. Hodrocarburos. Capacidad. Blinding. Mantenimiento

  • Enviado por: Carlos
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 39 páginas

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CONTROL DE SOLIDOS

RUMBAS Y CENTRIFUGAS

RUMBAS

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCION

GENERALIDADES

CAPACIDAD

TERMINOLOGIA DE TAMICES Y SELECCIÓN

BLINDING

REGLAS DE OPERACIÓN

6. MANTENIMIENTO

RUMBAS

INTRODUCCION

Durante el proceso de perforación de un pozo, gran cantidad de fragmentos de diversos tamaños son desprendidos y se transportan a superficies a través de los fluidos de perforación. Estos fluidos deben, sin embargo, mantener en óptimo estado las cualidades con las que fueron preparados para seguir cumpliendo sus objetivos, lo cual seria muy difícil si no le son retirados todos aquellos sólidos que ha recogido.

Además la vida de las bombas puede afectarse drásticamente por la presencia de estos sólidos y en general, los daños a lo largo del sistema de circulación serian numerosos y críticos.

Por esta razón se ha diseñado una gran gama de aparatos que constituyen el equipo de control de sólidos; estos aparatos a través de trabajo mecánico remueven todas o casi todas las partículas que llevan el lodo desde el hueco hasta la superficie. El mas usado de estos aparatos es la zaranda vibratoria, la cual se encuentra en todos los equipos de perforación y es la mínima protección que se puede proporcionar en cuanto a control de sólidos se refiere.

A través de este informe se presentan las características mas importantes de la zaranda, los cuidados que deben proporcinarsele así como los criterios para la elección de los tamices adecuados y su mantenimiento.

GENERALIDADES

  • Rumba, shale shaker, zaranda vibratoria, son términos usados para describir aparatos vibratorios usados para el tamizado o selección de sólidos de un lodo .

  • El rig shaker es el mas simple de los dos tipos de shale shaker encontrados en rig de perforación. Amenos que sea reemplazado por un sheker de tamiz fino, el rig shaker (también llamado shaker primario o shaker de tamiz grueso) debe ser la primera pieza del equipo del control de sólidos por la que fluye el lodo luego de salir del pozo.

  • El otro tipo de shale shaker es el shaker fino o shaker de tamiz fino, que utiliza tamices mucho mas finos que los del rig shaker; este equipo requiere mas cuidado en su manejo y no es tan frecuentemente usado.

  • Muchas configuraciones han sido usadas o ensayadas. Esto incluye de una área de tamizado rectangular con lodo a través de la longitud, tamiz circular con flujo del centro al exterior. Otras configuraciones han sido ensayadas pero ahora, la mayoría de las zarandas utilizan superficies rectangulares de tamizado y flujo a lo largo de dichas superficies. Los sólidos grandes son removidos y el lodo, junto con los sólidos mas pequeños, pasa a través de los tamices y continua por el sistema.

  • La mayoría de rumbas usan una caja de lodo (mud box) para distribuir el flujo a la superficie del tamiz. Los tamices son soportados en una plataforma (deck) que vibra para ayudar a pasar el lodo y a mover los sólidos separados. La plataforma se soporta sobre miembros de vibración aislantes; como tales se utilizan resortes helicoidales o bases de goma; estos miembros descansan en el miembro de apoyo, el cual es también usado para desviar el flujo como se desea, y es llamado cama (bed).

  • Hay muchas configuraciones de deck, que se utiliza dependiendo del diseño. Este puede ser llano, horizontal o inclinado.

  • En deck inclinado el tamiz puede ser continuo con una malla que cubra la longitud completa, o tener un deck dividido que utiliza mas de una malla para cubrir la superficie o con las mallas individuales colocadas en diferentes inclinaciones.

  • En unidades de deck múltiple, mas de una capa de malla es empleada.

  • En una unidad de deck de 2 o3 el lodo pasa a través del tamiz 1 antes de fluir por el tamiz 2.

  • La forma y la dirección axial del movimiento de vibración a lo largo del deck es controlado por la posición relativa del vibrador respecto al deck y la dirección de rotación del vibrador. Si el vibrador es colocado centralmente al tamiz, el movimiento es circular.

  • La dirección de viaje y la velocidad de las partículas sobre un deck horizontal dependen de la dirección de rotación la frecuencia de vibración y la amplitud del movimiento. La amplitud del movimiento es la distancia desde la posición media del movimiento al punto máximo de desplazamiento. Para un movimiento circular la amplitud es le radio de un punto sobre el escreen. El stroke es el movimiento total, es decir, el doble de la amplitud

  • Si el vibrador se coloca sobre el deck el movimiento es elíptico al final del deck y circular bajo el vibrador. La ruta de viaje de sólidos es controlada por el eje de la elipse; la inclinación del tamiz y la dirección de rotación. Las rumbas que usan un movimiento elíptico usualmente tienen decks divididos con tamices colocados a diferentes inclinaciones para una adecuada descarga de los cortes.(cuttings).

  • Una línea de movimiento recto también puede usarse. La ruta de viaje de las muestras depende de la inclinación del eje de movimiento, la inclinación del tamiz y la frecuencia de vibración.

  • La longitud del stroke para un diseño dado depende del paso excéntrico empleado y e R P M del vibrador. A mayor excentricidad de dos pesas y mas alto RPM es mayor el desplazamiento. Hay limites prácticos en cualquier diseño en cuanto a la potencia que un vibrador puede utilizar. No se debe exceder nunca los limites de desplazamiento y/o RPM establecidos por el diseñador.

  • Los shale shaker convencionales son aparatos de desplazamiento relativa mente bajo y son capases de usar 30 a 40 mallas bastas. El nuevo screen shale shaker suministra mas desplazamiento y permite el uso de 120 mallas bastas con lodo de perforación. En algunas aplicaciones los tamices son tan finos que pueden usarse asta 325 mallas

  • Un método empírico para comparar aparatos tamizando es el factor g el cual es aproximadamente proporcional al desplazamiento, donde:

  • Factor g = stroke (pulg) x RPM2

  • 70400

  • Las rumbas convencionales dan un factor g menor 3. Las rumbas finas tienen un factor g entre 3 y 6. A mayor valor de g, mayor posibilidad de separación de sólidos, mas alta capacidad de sólidos, menor tendencia al taponamiento de los tamices.

  • CAPACIDAD

    La rumba tiene una capacidad limite. Excediendo el limite de capacidad medio, el lodo excesivo será descargado sobre los extremos conteniendo aun sólidos.

    La capacidad limite puede ser definida cuando los tamices no están tapados. Hay dos capacidades limites:

    • Limite de capacidad sólida: cantidad de sólidos que un aparato puede remover.

    • Limite de capacidad liquida: máxima capacidad en galones por minuto (gpm) para barios lodos de perforación.

    Usual mente el limite de capacidad sólida es encontrado solo cuando se perforan formaciones suaves o viscosas (hinchadas).

    Por lo general el limite liquido controla el mínimo tamaño del tamiz que puede usarse para una rata de circulación de lodo. A mayor espesor de lodo mas baja capacidad gpm.

    La capacidad sólida y/o la capacidad liquida varian con los distintos diseños; en la practica el menor tamaño de tamiz que puede emplearse sin inundación de una unidad puede ser usado.

    Se aconseja lavar los tamices antes de cada viaje para reducir el segamiento.

    3 TERMINOLOGIA DE TAMICES Y SELECCION

    El tamaño de abertura de un tamiz determina el tamaño de los sólidos a remover. Cuando se usa en un liquido la abertura en el tamiz será siempre efectivamente menor a la que la malla pudiese indicar debido a la formación de una película sobre la rueda. Este efecto de la pelicula llega a ser mucho mayor cuando la viscosidad del liquido se incrementa y el numero de materiales también.

    A mas fino el tamiz las partículas mas pequeñas que la abertura de el serán alladas en la descarga sólida. Esto es mas facil de observar en tamices finos que en tamices bastos y mas lodo es transportado fuera de los tamices con sólidos finos.

    Las superficies de tamizados son telas de cuerdas entrelazadas estas telas son fabricadas en variedad de entrelazados y son comúnmente usados en la industria de la perforación como tamices de lodo estos comúnmente en la industria el 90 % mayas cuadradas y rectangulares. El termino mesh count es usado para escribir telas de tamices cuadradas o rectangulares.

    Malla es el numero de aberturas por pulgada en dirección vertical y horizontal contando des del centro de la cuerda. Una malla de 30x30 indica una malla cuadrada que tiene 30 aberturas por pulgadas en ambos ejes; una malla de 70 x 30 es rectangular teniendo 70 aberturas por pulgada en una dirección y 30 en la otra.

    Ya que el espesor (diámetro )de la cuerda usada para entrelazar un tamiz puede variar para la misma malla, la abertura real o dimensión de abertura en otra dirección puede también variar por esta razón, el tamaño de la abertura como el numero de malla es necesario para describir la capacidad de separación de un tamiz. Ambas pulgadas y microns son usados donde la cobertura es pequeña, la escala micron elimina el uso de decimales o fracciones.

    Otra importante consideración es el porcentaje de área abierta en el tamiz. La máxima rata de flujo de una rumba es directamente relacionado con el área que el liquido pueda atravesar la designación API de 80x80 (178x178, 31.9) significa que el tamiz es un cuadrado de 80x80 malla con aberturas de 178 microns en ambas direcciones y tiene un área abierta de 31.9%; un tamiz malla cuadrada, removerá, mas sólidos que una malla rectangular teniendo una dimensión igual a la cuadrada con la otra mayor.

    La ventaja de una malla rectangular es que puede ser entrelazada con cuerdas mas pesadas las cuales ofrecen un tamiz de larga vida. Si tiene un alto porcentaje de área abierta se incrementa la capacidad GPM de una rumba dada. Si también tiene menor tendencia a taponar con partículas de tamaño cercano rectangular es algunas veces referido como oblongo.

    Hay una gran variedad de opciones en tamices, por ejemplo, donde una (nominal) 200 micron es deseado los siguientes tamices se puede obtener.

    Designación API Diámetro de la cuerda

    60x60 (234x234,30.5) 0.0075

    60x40 (200x406,31.1) 0.0090

    60x24 (200x8330,41.5) 0.0090

    Donde la capacidad GPM y vida del tamiz es una consideración primaria 60x24 puede tener mérito; este tamiz tiene una abertura mínima de 200 micron, área abierta de 41.5 y es tejido con cuerda fuerte.

    La selección de un tamiz involucra un compromiso entre la cantidad de sólidos al remover la rata de circulación y la expectativa de vida.

    Muchos tamices de malla 80 y mas fino tienen un tamiz backing, el cual es una cuerda de tejido basto grueso para extender la vida del tamiz.

    La selección del tamiz depende del diseño de la rumba, propiedades de lodo y ratas de flujo.

    4. BLINDING

    El cegamiento (blinding ) es un termino usado para describir una reducción de abertura en una área de la superficie de tamizado, causada por taponamiento o atascamiento (suciedad).

    Los tamices son taponados cuando los sólidos son acuñados o atrancados en la abertura del tamiz. Atascamiento se refiere a la reducción en el tamaño de la abertura de un tamiz debido a la aparición y crecimiento de una película en el cable, ya sea de sal, yeso, etc.

    Cuando el factor g es muy alto reduce drásticamente la vida del tamiz también se debe tener en cuenta una tensión adecuada del tamiz para asegurar una vida razonable.

    5. REGLA DE OPERACION

    Cuando se opera cualquier clase o estilo de shale shaker, deben seguirse las siguientes normas para garantizar un correcto funcionamiento:

    • Montar y operar el aparato en su nivel; si esto no se sigue serán reducidas capacidades sólidas y liquida.

    • Suministrar el voltaje y la frecuencia adecuados. Líneas en bajo voltaje reducen la vida del voltaje eléctrico. La baja frecuencia reduce el movimiento y disminuye la capacidad de la maquina.

    • Asegurar que la rotación del vibrador sea en la dirección adecuada Esto es necesario rara una correcta descarga de sólidos. El extremo de la flecha debe rotar hacia el extremo de descarga sólida.

    • Tener especial cuidado para instalar el soporte adecuado al tamiz de acuerdo con las especificaciones del fabricante. Los tamices que rozan contra acero rápidamente se deterioran. La intensidad de rozamiento es critica para asentar debidamente al tamiz.

    • Tener especial cuidado para tencionar al tamiz de la manera adecuada de acuerdo con las recomendaciones del fabricante. Si los tamices son inconvenientemente tensionados su vida es drásticamente reducida (como de 6 a 10 días pasar a 2 o 3 horas).

    • Los tamices deben ser medidos de forma tal que el lodo cubra el 75 a 80% de la longitud total. Esto permite usar la capacidad entera de la zaranda con suministro para crecer manualmente, con deck múltiple debe utilizarse la combinación de tamaños adecuada; en decks shakers divididos el mismo tamaño de tamiz puede usarse en todos los deks.

    • Una manguera de agua debe lavar constantemente el tamiz. Todos los tamices presentan los problemas de taponamiento en diferentes grados. El lodo permite la depositación de sal (NaCl) anhidrita (CaSo4) y yeso en algunas áreas y taponar seriamente un tamiz fino, al igual que los compuestos carbonatados. Pedazos de herramienta o sedimentos grasos hallados en crudos pesados ocasionan taponamiento. Es necesario entonces detener frecuentemente la vibración para asegurar la limpieza del tamiz.

    • Agua espumosa es ocasionalmente empleada en tamices para remover la humedad y partículas gomosas. El agua espumosa diluye el lodo y ayuda a conducir partículas pequeñas a través del tamiz que puede tener partículas mayores adheridas.

    • Nunca se debe pasar por alto el tamiz, aun durante un viaje, a menos que el material de baja circulación esté en el lodo. Al evitar la rumba rápidamente se llena la trampa de arena y remueve el apoyo colocado para sólidos grandes. El equipo de sólidos debajo de la rumba operará apropiadamente si sólidos grandes entran en succión. Evitar la zaranda es el mejor camino para taponar un desarenador o un desilter.

    6. MANTENIMIENTO

    • Lubricar de acuerdo a instrucciones del fabricante.

    • Chequear la tensión de tamiz diariamente.

    • Chequear la tensión de cintas conductoras semanalmente.

    • Limpiar minuciosamente la caja de lodo y la cama entre trabajo.

    • Si solo un deck de un deck múltiple se usa, estar seguro que la tensión del riel es firme.

    • Lavar los tamices al comenzar un viaje así como no permitir que le lodo seque y se endurezca sobre el tamiz.

    • Estar seguro que todos los tornillos y tuercas están apretadas.

    • Inspeccionar frecuentemente el tamiz durante la perforación para huecos y reemplazar cuando se dañe.

    CENTRIFUGAS

    TABLA DE CONTENIDO

    INTRODUCCION

    GENERALIDADES DE LAS CENTRIFUGAS

    CENTRIFUGA DE DECANTACION

  • FACTORES QUE AFECTAN EL DISENO Y EJECUCION

    FUERZA CENTRIFUGA

    CARACTERISTICA DEL TORQUE

    APLICACIONES

    Lodos pesados base agua

    Lodos pesados base aceite/invertidos

    Lodos de perforación no pesados

    Lodos combinados (no pesados/pesados)

    CAPACIDADES

    CENTRIFUGAS DE SEPARACION CON ROTOR PERFORADO

    PARTES BASICAS

    APLICACIONES

    4. CONCLUSIONES

    CENTRIFUGA

    INTRODUCCION

    El sistema de control de sólidos de lodo de perforación es de vital importancia para el correcto funcionamiento de las operaciones de perforación y las cualidades que se necesitan en el lodo; por ello es recomendable que el ingeniero de petróleo conozca el principal funcionamiento y algunas generalidades de los equipos usados para el control de sólidos.

    En este trabajo se pretende obtener un conocimiento básico a cerca de las centrifugas en el tratamiento del lodo: su función, su operación y su ubicación en el sistema; lo cual permitirá conocer este elemento de tal forma que al identificarlo en campo seamos capases de manejarlo apropiadamente, y en el momento necesario utilizarlo de la mejor manera posible para una función especifica.

    La información de este trabajo fue conseguida mediante consulta bibliográfica y gracias a la orientación del profesor se aclararon los conceptos necesarios.

    GENERALIDADES DE LAS CENTRIFUGAS

    La centrifuga es un elemento usado en el sistema de control de sólidos de los lodos de perforación, el cual utiliza como mecanismo de trabajo la rotación de una estructura central que transmite al fluido una fuerza centrifuga, la cual permite separar del lodo sus elementos mas pesados, generalmente Barita o ripios de perforación.

    Esencialmente las centrifugas tiene cinco maneras de usar en el tratamiento de un lodo, de acuerdo a la actividad especifica que se vaya a realizar:

    a] En lodos pesados base agua

    • Tratar el sistema activo

    • Tratar el lodo del tanque de almacenamiento

    b] En lodos livianos

    • Tratar el flujo bajo hidrociclones

    • Tratar el flujo bajo limpiadores de lodo

    • Tratar el sistema activo

    En lodos pesados la centrifuga disminuye la viscosidad del lodo de una manera económica, pues retira los sólidos tamaño coloidal (barita y partículas de arcillas) del liquido que fluye. Este tratamiento se hace solamente a una parte del fluido, por ello la centrifuga toma el lodo del tanque para no descartar la mayoría de dichos sólidos y la parte liquida seguirá en la corriente de circulación del lodo sin necesidad de hacer dilucion, la cual, no es recomendable y costosa.

    En lodos livianos se busca remover tantos sólidos como sea posible (excepto polímeros y bentonita), para ello se coloca la centrifuga en el sistema activo en reemplazo de los hidrociclones; tomando todo el lodo que circula, separando las partículas mas finas que las que ellas remueven; los sólidos retenidos se desechan y los líquidos son enviados al compartimento siguiente. Como la centrifuga maneja todo el volumen de circulación se usan dos o más de gran tamaño.

    En ciertas ocasiones en que el fluido de perforación es costoso o posee químicos costosos (polímeros o lodos base aceite) o cuando no se puede malgastar fluido, el cual es necesario controlar los desechos del hidrociclon, pues ellos salen con cierta porción de liquido, entonces se usan las centrifugas para que tomen estos desechos y logren recuperar la mayor cantidad de fluido posible, en estos casos no se aconseja operar la centrifuga en el sistema activo, pues son mas económicos y manejan mas fluidos que los hidrociclones.

    Las centrifugas también se usan para procesar el flujo en un limpiador de lodo, donde se retiran las partículas mas gruesas y las centrifugas separan las mas finas, por lo tanto la ubicación de esta seria entre el limpiador y el tanque final de almacenamiento.

    Existen dos tipos principales de centrifugas de acuerdo a su diseño: centrifuga de decantación y la centrifuga de separación.

    CENTRIFUGA DE DECANTACION

    Una centrifuga consta de una carcasa, un tornillo transportador y una caja de engranajes, los cuales son llamados ensambles rotatorios.

    En un tratamiento de un lodo, una carga de lodo entra estacionariamente por medio de un tubo “línea de carga” a la centrifuga, el lodo es acelerado en el eje del transportador, y por medio de su aspa y la velocidad centrifuga separa las partículas más grandes de las mas finas (aproximadamente 2 micrones) en la cámara de separación. Aquí la carga de lodo es arrojada contra el interior de la pared de la carcasa. El lodo es dividido en dos flujos dentro de la carcasa; un subflujo el cual lleva la partícula más grande (mayor de 2-4 micrones), los cuales son expulsados por sus respectivos orificios.

    Los sólidos más pesados y grandes se asientan contra la pared de la carcasa y son empujados hacia arriba por la fuerza centrifuga hasta llegar al orificio del subflujo por medio del tornillo transportador.

    La caja de engranaje hace rotar al tornillo a una velocidad significativamente diferente a la carcasa. Esta diferencia de velocidad entre la velocidad de la carcasa y el tornillo transportador es requerida para que los sólidos sean descargados. En la mayoría de los casos la caja de engranaje hace girar al tornillo transportador con una relación de 80:1 con respecto a la carcasa, ósea que por cada 80 revoluciones que da la carcasa la caja de engranaje de una revolución (el tornillo transportador).

    FACTORES QUE AFECTAN EL DISEÑO Y EJECUCION

    Teóricamente la capacidad de las centrifugas para separar partículas sólidas de una lechada de lodo esta gobernada por las características de la carga de lechada, la cual esta definida por la ley de Stoke.

    VT = g(Dp)2 (Ds - D1)

    18V

    Donde:

    VT = velocidad final de las partículas pies/seg

    g =constante de gravedad lbf.pie/lbm.seg2

    Dp =diámetro de la partícula (proyectada) pie

    Ds = densidad de los sólidos, lb/pie3

    D1 =densidad de los líquidos, lb/pie3

    V =viscosidad del liquido lb/pie-seg

    Esta ecuación sirve par predecir teóricamente la capacidad de la centrifuga y la profundidad del "charco". La carcasa puede ser cónica o la combinación cilindrico-conico. En muchos pozos en perforación se utilizan los diseños cónicos, sin embargo los diseños cilindrico-conico provee mas estabilidad en el volumen interno y el cual permite residir mas tiempo y aumentar la capacidad de separación, las ventajas que tienen estos diseños son:

    1. Un mismo punto de corte a altas ratas de carga.

    2. Un punto bajo de corte a una constante rata de carga.

    Ya que al aumentar la capacidad del diseño cilindrico-conico deseado depende de las especificaciones de la profundidad del "charco". Estas especificaciones están dadas en las recomendaciones que dan los fabricantes, pero un factor que hay que tener en cuenta para establecer la profundidad de la "charca" es la costra húmeda formada por las particular más grandes que 4 micrones.

    FUERZA CENTRIFUGA

    La fuerza centrifuga aplicada a una lechada de lodo llegaría a ser más grande que la velocidad centrifuga incrementada por debajo de las condiciones ideales establecidas por el fabricante. Los sólidos removidos llegarían a ser más efectivos si la fuerza centrifuga es aumentada. Seria anotar que la mayor velocidad traducida en el incremento del uso y mantenimiento de la centrifuga seria desventajoso. El mantenimiento de las características de una centrifuga es función de la velocidad y costo:

    Mantenimiento = costo por mantenimiento * (velocidad)3

    CARACTERISTICAS DEL TORQUE

    Generalmente la fuerza centrifuga es aplicad para poder mover la costra, que es difícil de remover, dando como resultado un torque en el tornillo transportador. Para permanecer en esos niveles de torque permitido es necesario reducir la velocidad de operación y la rata de carga para que la maquinaria no sufra ningún daño.

    APLICACIONES

    2.4.1. Lodos pesados base agua

    El propósito de la centrifuga es de controlar la viscosidad el cual es logrado por la concentración de coloides y fracciones sólidas de tamaño arcilla en una corriente fuente y disponiendo de esta fase.

    La justificación económica es la recuperación del material pesado. Usando una centrifuga sobre un lodo pesado base aceite elimina el costo arrojado para controlar la viscosidad, el agua diluida y el exceso de volumen gastado son minimizados. La centrifuga no separa la barita de los sólidos de gravedad especifica baja.

    2.4.2 Lodos pesados base aceite/invertidos.

    Algunas veces la barita y los sólidos de perforación llegan a ser mojados por el agua o contaminados, los cuales causan desagradables propiedades al lodo. La centrifuga y los convenientes tratadores químicos son excelente ayuda para controlar tales condiciones. El problema que tiene es la determinación de cualquier fase (sólido o liquido) la cual podría ser removida del sistema de circulación.

    Lodos de perforación no pesados

    El uso adecuado de una centrifuga sobre un lodo no pesado ha llegado a ser mas practico con la ventaja de grandes unidades con procesos eficientes. La centrifuga de decantación es aplicada cuando la fase del fluido es valorado, por ejemplo en lodos base agua en zonas áridas, cuando el costo de los depósitos son altos y la continua preocupación de la contaminación ambiental.

    Lodos combinados (no pesados/pesados)

    En muchos casos la centrifuga es más eficiente cuando es aplicado a pilotes TD en el cual los lodos no pesados forman los lodos pesados. La mayoría de las centrifugas podría tener la capacidad de ahorrar o desperdiciar la fase liquida o la fase sólida dependiendo del tipo de lodo que se este utilizando. Para lodos no pesados, los sólidos de perforación desechados son descargados, mientras que el fluido es recuperado.

    CAPACIDADES

    Hay que tener en cuenta las consideraciones sobre el funcionamiento de la maquinaria por las siguientes razones: la capacidad de la carga (liquida inyectada) y la masa de los sólidos descargados.

    La capacidad de la rata de carga es gobernada por los siguientes factores:

    • Tamaño de la carcasa y el tornillo transportador

    • Velocidad de la cuenca

    • Potencia disponible

    • Limitaciones en el sistema de carga lodo

    • Profundidad de la charca

    • La tolva

    • El diseño de la línea de carga

    Otros factores que hay que tener en cuenta es el manejo del factor masa-solido que es influenciada por los diseños de la centrifuga, tales como.

    • Tamaño de la carcasa y el tornillo transportador

    • Velocidad de la carcasa

    • Características del torque de la caja de engranaje

    • Velocidad relativa del tornillo transportador de la carcasa

    • Numero de aspa guías de tornillo transportador

    • Angulo de las aspas guías del tornillo transportador

    • Distancia entre las aspas del tornillo transportador

    El otro factor que gobierna la capacidad de la centrifuga son las características físicas de los sólidos y líquidos en una carga de lodo. Por ejemplo hay sólidos que son pesados y pegajosos como la barita, la cual forma costra muy compactada y dura que es difícilmente transportadas, creando altos torques. Un correcto diseño de los componentes de la centrifuga y el cumplimiento de la s recomendaciones de los fabricantes para asegurar la máxima capacidad de remoción de sólidos.

    3. CENTRIFUGAS DE SEPARACION CON ROTOR PERFORADO

    Estas centrifugas están diseñadas específicamente para remover sólidos de tamaño coloidal de un sistema de lodo activo para proveer un lodo con el peso apropiado.

    Las maquinas son de manejo mecánico e hidráulico; consiste generalmente en un pequeño remolque en donde se encuentra instalada la centrifuga lista para ser conectada al sistema de control de sólidos.

    PARTES BASICAS

    La cámara de separación consta de un carcasa estacionaria con medidas estándares de 8" de diámetro y 43" de largo, y un rotor perforado que se instala dentro de la carcas, este rotor posee unas venas internas y esta ajustado a un eje ahuecado el cual se extiende a lo largo de toda la cámara.

    El lodo de alimentación de la centrifuga se combina con agua y entra pro encima de la carcasa fluyendo entre esta y el rotor, luego este fluido se divide en dos corrientes: Una sale por la parte inferior, que es la que contiene mayor cantidad de sólidos, y la otra corriente sale pro el centro del eje y corresponde al fluido con la menor cantidad de sólidos; estas corrientes son denominadas subflujo y sobreflujo respectivamente.

    La separación de sólidos entre las dos corrientes se controla ajustando el tamaño de la salida inferior. Caso todos los sólidos mayores de 5 micrones salen por el subflujo y la mayoría de sólidos de menos de 2 micrones salen por el sobreflujo.

    El promedio de dilución lodo-agua en la alimentación, para una centrifuga de las dimensiones antes anotadas, es 0.7 y la rata optima de alimentación es de 28 gpm o menos. Es de anotar que el peso del fluido que sale pro el sobreflujo no debe sobrepasar 20 libras por gallón.

    3.2 APLICACIONES

    Cuando se tiene un lodo pesado el objetivo que se tiene es disminuir la cantidad de sólido de tamaño coloidal, para ello la centrifuga se instala en el sistema activo y solamente las partículas extremadamente finas continúan en el lodo. La barita es retenida y devuelta otra vez al sistema.

    Las centrifugas de separación permiten también prepara baches de lodo de alto peso, esto se hace tomando la corriente de subflujo y se envía a un tanque especial que lo almacena hasta que sea necesario usarlo.

    La centrifuga también es utilizada para construir nuevos volúmenes de lodo; recuperando la barita de la reserva de lodo y adicionándola al sistema activo esto permite al mezclar aumentar al densidad el lodo porque el flujo inferior es el que se conduce al sistema.

    La instalación de la centrifuga de separación en el sistema de control de sólidos puede observarse, de acuerdo a cada aplicación.

    4. CONCLUSIONES

    Las centrifugas son elementos opcionales en el sistema de control de sólidos de un lodo de perforación; se usan en casos especiales cuando se justifique el costo de compra y funcionamiento.

    En algunos casos varias centrifugas pueden remplazar varios elementos del sistema de control de sólidos tales como los hidrociclones y los limpiadores de lodo.

    Las centrifugas permiten separar sólidos de tamaño coloidal, operación que no pueden desarrollar otros elementos del sistema de control de sólidos.