Uni
versidad Nacional del Comahue Facultad de Ingeniería
Ingeniería en Petróleo Cátedra de Perforación I
Trabajo Práctico Nº Cálculo de cementación
!lumnos" #a $ran %estia &ierofante •
•
!'o" ())*
2
MARCO TEORICO #a cementación es un +roceso de me,cla - des+la,amiento de una lechada (cement slurry) .cemento seco me,clado con agua - aditivos/ dentro del es+acio anular entre el revestimiento - el hueco abierto0 !l unir el revestimiento a la formación1 la cementación sirve a varios +ro+ósitos mu- im+ortantes" a/ b/ c/ d/
Protege la formación +roductiva0 !-uda a controlar reventones +rovenientes de ,onas sobre2+resionadas0 3ella ,onas +roblemáticas o de +4rdida de circulación antes de continuar la +erforación0 !-uda a so+ortar el revestimiento0 e/ Previene la corrosión del revestimiento0
$eneralmente se bombean de 5) a 56 barriles de agua antes de bombear la lechada0 7l agua funciona como agente lim+iador del hueco - +ro+orciona un es+aciador .s+acer/ entre el lodo - la lechada0 !-uda tambi4n a remover torta de lodo 8ue ha-a 8uedado - saca el lodo antes 8ue llegue el cemento1 reduciendo la contaminación . !l +re+ararse +ara la cementación1 se instala la cabe,a de cementación en la junta su+erior del revestimiento0 3e conecta una línea de descarga desde la bomba de cemento hasta la cabe,a de cementación0 3e dis+one en la cabe,a de cementación un ta+ón lim+iador de fondo .bottom 9i+er +lug/ el ta+ón lim+iador su+erior .to+ 9i+er +lug/0 ! medida 8ue la lechada descargada +or la bomba va llegando a la cabe,a de cementación1 el ta+ón de fondo va bajando +or el revestimiento +or delante de la lechada0 Una ve, 8ue el volumen de cemento ha sido bombeado1 se e:trae un +asador retenedor +ara dejar salir al ta+ón su+erior de la cabe,a de cementación0 #os ta+ones - el cemento son bombeados al fondo del revestimiento usando las bombas de lodo del taladro0 7l ta+ón de fondo sienta sobre el collar flotador0 7l lodo contin;a siendo bombeado con el fin de des+la,ar el cemento1 el cual +asa +or la válvula abierta en el collar flotador1 saliendo de la ,a+ata entrando al anular0
e nuevo se recuerda 8ue es im+ortante vigilar los niveles de los tan8ues durante esta o+eración1 +ara asegurarse 8ue la lechada 8ue es mucho más densa 8ue el lodo no se est4 +erdiendo dentro de la formación .es decir1 el nivel de los tan8ues debe +ermanecer constante mientras se lleva a cabo el des+la,amiento/0 Cuando se des+la,ado todo el cemento fuera del revestimiento1 el ta+ón su+erior se sienta sobre el ta+ón inferior 8ue ha sido retenido en el collar flotador0 7n este +unto1 se incrementa la +resión en la bomba dado 8ue el lodo -a no +uede +asar más allá del ta+ón su+erior0 #a bomba es detenida inmediatamente - se descarga la +resión alcan,ada0 Con la +resión -a descargada del revestimiento1 se cierra la válvula en le collar flotador +ara im+edir 8ue el cemento vuelva a introducirse dentro del revestimiento0
3
7s im+ortante descargar la +resión de revestimiento antes 8ue el cemento se endure,ca1 +ues esta +resión +odría hacer inflarse al revestimiento0 3i se +ermite 8ue el cemento se endure,ca1 el revestimiento se des+egará del cemento endurecido +erdiendo contacto con 4l0 7l cemento debe des+la,arse rá+idamente +ara crear turbulencia en el anular +ara remover el má:imo +osible de torta de lodo0 3in embargo una +resión e:cesiva en el revestimiento - en las cone:iones en su+erficie +ueden causar una ru+tura1 el flujo o +resión e:cesivos en el anular +ueden resultar en un rom+imiento de la formación - en +4rdida de circulación1 - flujo e:cesivo +uede originar derramamiento de lodo0
Normalmente las ca'erías conductoras1 guía -=o de seguridad se cementan hasta la su+erficie1 -a 8ue es necesario aislar totalmente de la su+erficie los terrenos menos consolidados 8ue se encuentran cercanos al nivel del suelo - tambi4n se deben +roteger las ca+as de agua +otable1 evitando su contaminación0 #as ca'erías intermedias en cambio1 solo se cementan en su +arte inferior - en los tramos en los cuales se deban aislar ,onas +roblema0 #a ca'ería final se cementa en toda la longitud necesaria +ara dejar aisladas las formaciones de inter4s +roductivo - a8uellas 8ue +uedan interferir con la futura +roducción de los hidrocarburos0 Para colocar el cemento en el es+acio anular entre casing - +o,o1 es necesario bombearlo hasta su lugar de colocación1 +or lo 8ue el cemento debe estar en forma fluida0 7sto se consigue +re+arando una me,cla de cemento mas agua denominada lechada de cemento0 ! esta lechada se le agregan +roductos 8ue le otorgan al cemento las características re8ueridas +ara cada caso0 ! estos +roductos los denominamos gen4ricamente aditivos0 Por lo tanto una lechada de cemento está com+uesta +or" Agua + cemento + aditivos 0
Cementos 7l cemento es una me,cla com+leja de cali,a .u otros materiales con alto contenido de carbonato de calcio/1 sílice1 hierro - arcillas1 molidos - calcinados1 8ue al entrar en contacto con el agua forman un cuer+o sólido0 7sta me,cla de ingredientes se muele1 se calcina en hornos hori,ontales con corriente de aire - se convierten en clin?er1 el cual contiene todos los com+onentes del cemento1 e:ce+to el sulfato de calcio1 8ue se le agrega como ingrediente final0 >e todos los cementos1 el cemento Portland es el más im+ortante en t4rminos de calidad0 7s el material idóneo +ara las o+eraciones de cementación de +o,os0 !lgunos cementos Portland son de fabricación es+ecial1 debido a 8ue las condiciones de los +o,os difieren entre sí al variar su +rofundidad0 7l cemento fraguado tiene baja +ermeabilidad - es insoluble en agua1 de modo 8ue e:+uesta a 4sta no se alteran sus +ro+iedades0 Tales atributos son esenciales +ara 8ue un cemento obtenga - mantenga el aislamiento entre las ,onas del subsuelo0 Clasificación !PI - !3T< de los cementos #as normas !PI se refieren a clase de cemento1 las normas !3T< a ti+o de cemento0 50 Cemento clase A o tipo I 7sta dise'ado +ara em+learse hasta 5@A) m de +rofundidad como má:imo1 con tem+eratura de hasta BBC - donde no se re8uieran +ro+iedades es+eciales0 (0 Cemento clase B o tipo II >ise'ado +ara em+learse hasta 5@A) m de +rofundidad con tem+eratura de hasta BBC - en donde se re8uiera moderada resistencia a los sulfatos0
4
A0 Cemento clase C o tipo III >ise'ado +ara em+learse hasta 5@A) m de +rofundidad con tem+eratura de hasta BBC - en donde se re8uiera alta resistencia a la com+resión tem+rana0 3e fabrica en moderada - alta resistencia a los sulfatos0 D0 Cemento clase D 7ste cemento se em+lea de 5@A) m hasta A)6) m de +rofundidad con tem+eraturas de hasta 55)C +resión moderada0 3e fabrica en moderada - alta resistencia a los sulfatos0 60 Cemento clase E 7ste cemento se em+lea de 5@A) m hasta D(B) m de +rofundidad con tem+eraturas de hasta 5DAC - alta +resión0 3e fabrica en moderada - alta resistencia a los sulfatos0 0 Cemento clase F 7ste cemento se em+lea de A)6) m hasta D@@) m de +rofundidad con tem+eraturas de hasta 5)C - alta +resión0 3e fabrica en moderada - alta resistencia a los sulfatos0 B0 Cemento clase G y Com;nmente conocidos como cementos +etroleros1 son básicos +ara em+learse desde la su+erficie hasta ((D) m tal como se fabrican0 Pueden modificarse con aceleradores - retardadores +ara usarlos en un am+lio rango de condiciones de +resión - tem+eratura0 7n cuanto a su com+osición 8uímica son similares al cemento !PI clase %0 7stán fabricados con es+ecificaciones más rigurosas tanto físicas como 8uímicas1 +or ello son +roductos mas uniformes @0 Cemento clase ! 3e 8uedó en fase de e:+erimentación - fue dise'ado +ara usarse a tem+eratura estática de A65F .5BBC/ de A) m a D@@) m de +rofundidad1 sin necesidad del em+leo de harina sílica1 8ue evite la regresión de la resistencia a la com+resión00 Aditivos #os aditivos cum+len las siguientes funciones +rinci+ales" !celeradores Eetardadores del fraguado del cemento 7:tendedores >ensificantes >is+ersantes0 Controladores de filtrado0 Controladores de +4rdidas de circulación0 !ditivos es+eciales0
Catego"#as de los aditivos y sus $unciones% Acele"ado"es% 3on +roductos 8uímicos 8ue reducen el tiem+o de fraguado de los sistemas de cemento0 Incrementan la velocidad de desarrollo de resistencia com+resiva0 &eta"dado"es' 3on +roductos 8uímicos 8ue +rolongan el tiem+o de fraguado de los sistemas de cemento0 Entendedo"es% 3on materiales 8ue bajan la densidad de los sistemas de cemento -=o reducen la cantidad de cemento +or unidad de volumen del +roducto fraguado0
(
Densi$icantes% 3on materiales 8ue incrementan la densidad de los sistemas del cemento0 Dispe"santes% 3on +roductos 8uímicos 8ue reducen la viscosidad de las lechadas de cemento0 Cont"olado"es de $ilt"ado% 3on materiales 8ue controlan la +4rdida de la fase acuosa de los sistemas de cemento frente a ,onas +ermeables0 Cont"olado" de p)"dida de ci"culación% 3on materiales 8ue controlan la +4rdida de cemento hacia ,onas d4biles de la formación o fracturas0 Aditivos especiales% 7s la miscelánea de aditivos com+lementarios +ara la cementación1 tales como anties+umantes1 controladores de la regresión de la resistencia com+resiva1 blo8ueadores de gas1 etc0
>ado 8ue el objetivo de una cementación es aislar las formaciones - 4stas de la su+erficie1 es muim+ortante 8ue el cemento llene totalmente el es+acio anular +o,o2ca'ería - 8ue 8uede adherido tanto a las formaciones como al casing0 7n algunos casos1 si esta adherencia no es com+leta +uede +roducirse una vía de comunicación 8ue atentaría contra la aislación buscada0 Por esta ra,ón es necesario asegurar 4sta con un flujo en el es+acio anular 8ue asegure un com+leto llenado del es+acio - una mu- buena lim+ie,a de las +aredes del +o,o - del e:terior de la ca'ería +ara 8ue la adherencia sea efectiva0 7sto se consigue con los llamados colchones lavadoresG1 8ue se bombean +or delante de la lechada de cemento están destinados a efectuar esa lim+ie,a0 7:isten dos ti+os de estos colchones" los de barrido mecánico - los 8uímicos0 #os +rimeros consisten en fluidos de alta viscosidad 8ue barrenG el es+acio anular en forma mecánica1 es decir act;an +or su ca+acidad de em+ujar a su +aso el lodo - los revo8ues haciendo una lim+ie,a mecánicaG0 #os colchones 8uímicos1 8ue act;an con elementos de ata8ue ácido1 están destinados a disolver - remover el revo8ue de las +aredes del +o,o0 7n algunos casos se agrega una llamada lechada removedora1 8ue es una lechada liviana de cemento1 con adición de bentonita +ara agregarle viscosidad1 - 8ue act;a como una lechada de sacrificio +ara evitar la contaminación de la lechada +rinci+al0 #a lechada +rinci+al se bombea con dos se+aradores1 ta+ones1 cu-o +ro+ósito es evitar la contaminación del cemento con el lodo de +erforación0 7l +rimero de estos ta+ones es fusible1 es decir 8ue al asentar en el e:tremo de la ca'ería debido a la sobre+resión 8ue se +roduce1 se rom+e una membrana delgada +ermite el +asaje de la lechada +rinci+al de cemento0 7l segundo ta+ón es sólido - al asentar sobre el +rimero convierte a la ca'ería en un recinto cerrado0
Cementacion en etapas 3abemos 8ue la cementación reali,ada +ara asegurar la ca'ería - aislar las diferentes ca+as del subsuelo * se efect;a circulando una lechada de cemento hasta colocarla en el es+acio anular desde el ,a+ato hasta la altura deseada1 es decir cubriendo la longitud 8ue es necesario aislar0
7n algunos casos1 debido a la ubicación de las formaciones 8ue se desea aislar1 si se +retendiera aislar todo el conjunto con un solo tramo de anillo de cemento1 su gran longitud +odría acarrear algunos +roblemas 8ue es necesario evitar0 7l +rinci+al inconveniente es 8ue1 salvo 8ue la in-ección con la cual se está o+erando tenga un +eso es+ecífico similar al de la lechada de cemento1 una columna de lechada más +esada 8ue el lodo originará en el es+acio anular una sobre+resión considerable0 7s necesario +or lo tanto en muchos casos limitar la altura de los anillos de cemento1 +ero como al mismo tiem+o se necesita aislar ca+as distantes1 se debe recurrir a una forma es+ecial de cementación +rimaria 8ue se denomina C7<7NT!CIHN 7N 7T!P!30 Con esta t4cnica es +osible efectuar dos o hasta tres tramos de anillos de cemento en el es+acio anular1 inde+endientes entre sí0 Para llevar a cabo una o+eración de este ti+o es necesario utili,ar un conjunto de accesorios es+eciales de la ca'ería de los cuales el ,a+ato - el asiento del ta+ón son sólo ligeramente diferentes a los usados +ara una sola eta+a1 +ero se incor+ora un nuevo elemento llamado dis+ositivo de cementación en eta+asG0 7l o los dis+ositivos de cementación en eta+as se colocan intercalados en la ca'ería - en corres+ondencia con el nivel inferior del anillo de cemento 8ue se desea reali,ar0 %ásicamente este dis+ositivo consiste en un sistema de camisas desli,ables cu-o des+la,amiento +ermite abrir o cerrar la comunicación entre el interior de la ca'ería - el es+acio anular0
Preparación para una cementacion
Cementacion primaria: 502 erificar 8ue ha-a en +resas el suficiente lodo +ara des+la,ar la lechada0 (02 erificar el suministro de agua 8ue sea lo suficiente +ara +re+arar la lechada 0 A02 3i se trata de una cementación donde se va a manejar grandes vol;menes de lechada1 debe contar con los dos laboratorios1 rendimientos de lodo - dos necesarios +ara +re+ararla - ti em+os bomb4ables0 D02 3i se instala un tan8ue estacionario +ara bombear agua1 verificar su llevado con antici+ación verificar 8ue no tenga fugas0 602 erificar 8ue las líneas +ara suministro de lodo +ara des+la,ar la lechada no est4n ta+adas +or asentamientos de material 8uímico .barita/0 02 erificar la e:istencia de otros fluidos en caso de 8ue se re8uiera0
,
B02 erificar 8ue la unión de enlace entra la cabe,a de cementar sea de la misma medida de la TE 8ue la rosca se com+atible - en buen estado0 @02 Eevisar 8ue las bombas del lodo del e8ui+o est4n en ó+timas condiciones de o+eración0 *02 Contar con tablas de información t4cnica de las bombas a utili,ar .du+le: o tri+le:/0 5)02 Eevisado de manómetros1 locali,ador de +eso - consola de control0
5502 Eevisión del sistema de comunicación - voceo del e8ui+o0 5(02 !segurar buena iluminación en áreas de +resas +rinci+almente la del retorno de fluidos en temblorina0 5A02 Tener la bitácora en orden donde se ha-a registrado las medidas1 grados - +esos de las tuberías de revestimiento al introducir0 5D02 erificar 8ue estas tuberías est4n bien estibadas - ordenadas en las ram+as1 de acuerdo a sus libradores de +esos - medidas +ara su introducción en el +o,o0 5602 erificar 8ue la nomenclatura de las franjas +intadas en la TE coincidan con el orden de la introducción de las mismas1 medir en forma selectiva la tubería 8ue esta colocada en la +arte su+erior de la ram+a .del e:tremo de co+le al +rimer hilo del +i'ón cortejando los datos asentados en la bitácora0 502 verificar 8ue las roscas de las cuerdas de los +i'ones - cajas de la TE est4n +reviamente engrasados con sus +rotectores de vinil .no metálicos/ colocados en forma correcta0 5B02 contar con una +resa +ara recibir fluidos e:cedentes de la lechada - evitar la contaminación del lodo en +resas0 5@02 contar con el servicio de trans+orte de los desechos de estos fluidos +ara desechar en locaciones autori,adas0 5*02 contar con los accesorios re8ueridos +ara estar +esando la densidad de la lechada1 en buen estado0 ()02 evitar el deterioro de fluidos de desecho 8ue contengan sustancias radioactivas o da'inas +ara la salud0
Procedimiento para le cementacion de una TR y de un Liner
#a +re+aración - los +rocedimientos +ara cementar una TE .intermedia/ - una TE corta .liner/ son" 50 Tener la +rofundidad +rogramada0 (0 3olicitar cemento - la unidad cementadora1 con D horas de antici+ación0 A0 &acer +re+arativos +ara meter TE0
-
D0 !condicionar lodo +ara meter TE sin +roblemas0 60 7fectuar viaje corto a la ,a+ata - circular 5 ciclo com+leto0 0 3olicitar material +ara TE .seg;n diámetro/ B0 Pre+arar andamio .medio changuero/0 @0 Confirmar unidad - cemento a la hora indicada0 *0 Cerciorarse 8ue ha-a suficiente agua +ara la o+eración0 5)0 >esconectar manguera del stand +i+e0 550 is+ersantes0 b/02 Colchón de agua .seg;n +rograma/0 c/02 #echada1 verificando su densidad0 5@0 3oltar ta+ón ciego - des+la,ar con lodo1 usando la bomba del e8ui+o o la unidad de alta0 5*0 #legando el ta+ón al co+le1 sus+ender la o+eración0 ()0 >escargar +resión a cero0 (50 Cerrar la válvula de la cabe,a de cementación0
Otras Aplicaciones &a- o+eraciones de cementación secundaria 8ue se reali,an como +arte de servicio al +o,o en workover. >urante la cementación1 el cemento +uede 8ue no suba uniformemente entre el revestimiento - la +ared del +o,o1 dejando es+acios vacíos de cemento0 ! esto se le llama Jcanali,ación del cementoK (cement channelling)0 #as canali,aciones de cemento +ueden ser remediadas con una o+eración llamada cement squeeze0 Consiste en bombear a alta +resión cemento +erforando el revestimiento +ara re2cementar las áreas canali,adas o +ara blo8uear una formación no cementada0 3e +uede reali,ar +ara aislar una formación +roductora1 sellar esca+es de agua o re+arar esca+es en el revestimiento0 #a cementación secundaria tambi4n se +uede reali,ar +ara ta+ar en un +o,o una ,ona +roductora +ara +robar otra1 +ara ta+onar un +o,o seco .- abandonar el +o,o/1 +ara ta+onar un +o,o con el fin de hacer una desviación0
Problemas mas frecuentes y como prevenirlos 50 Falta de agua" >e antemano deberá de almacenarse agua suficiente +ara la o+eración0 (0 Falla de la unidad cementadora" +robar la misma antes de iniciar la o+eración1 - si falla1 no iniciar a cementar hasta 8ue llegue otra en condiciones0 A0 P4rdida +arcial - +4rdida total de circulación" 3i es +4rdida +arcial1 es recomendable bajar el gasto de bombeo +ara reducir la +resiónL ahora1 si la +4rdida es total1 ha- 8ue continuar con la o+eración0 D0 Fuga en la cabe,a de cementación" reem+la,arla +or otra de inmediato0
.
60 Falla en la unidad almacenadora de cemento .trom+o/ tratar de corregir la falla - tener otra línea alterna de aire del e8ui+o0 0 !l des+la,ar la lechada1 8ue el e:ceso de cemento caiga en la +resa de asentamiento1 dejar en la descarga de la línea de flote1 a un elemento de la cuadrilla +ara estar +endiente1 - cuando salga el cemento1 8ue se descargue en el contenedor de recortes0 B0 !l des+la,ar la lechada1 fallen las bombas del e8ui+o" terminar de des+la,ar con la unidad de alta0 @0 Fuga en las uniones del stand +i+e" cambiar los em+a8ues de las uniones0 *0 >escontrol del +o,o" efectuar +rocedimiento de cierre de +reventores0
/0
C!#CU#H >7 C7<7NTH PHMH TIPH
CAÑERIA GUIA Datos de la primera fase.
MATERIAL Tap#$ de despla%amie$to Ceme$to Ag*a Total
PESO (Kg) &' +,.- ,/-
De$sidad le01ada (Kg2lts) De$sidad del ag*a (Kg2lts) Di4metro de Po%o (p*lg) Di4metro e5t. Casi$g (p*lg) Di4metro i$t. Casi$g (p*lg) prof*$didad guía (mts) e50eso guía
VOLME! A"SOLTO (Lts) &.' +,/- ,-/-
.3 .& ,.,& +.& 6'' +'7
1) Cálculo de volumen de Agua por bolsa de cemento V8+O9 (Pm : ;le01. 5 Vm)2( ;le01.< ;8+O) Do$de= Pm9 peso de los 0ompo$e$tes de la me%0la >?g@. ;le01.9 de$sidad re*erida de la le01ada >?g2lts@. Vm9 Bol*me$ de la me%0la de los 0ompo$e$tes s#lidos. ;8+O9 de$sidad del ag*a >?g2lts@ V &(H
=
6) − .50@ × 560@/ 51@ − 5
=
(A1*B
Litros de Agua por bolsa de cemento
) Cálculo de volumen de cemento en espacio Anular V0em. a$*lar9 '.& !(Dp+lts@ '.&9fa0tor de 0o$Bersi#$ Dp9 di4metro del po%o >p*lg@. D09 di4metro e5terior del 0asi$g >p*lg@. prof9 prof*$didad >mts@. ( ( V cem0 anular = )16.5B16 − 5A1AB6 / × D)) × 51( = A)61(6 Lts
"#$% m" de cemento
//
Un ca&o 'uedará cementado V cem0 ca'o = )16.5(1B56( / × 5) = @)@1A Lts
#$(1 m" de cemento
necesario *#$(1m"+"#$%m" * "1$,1m" ") -.mero de bolsas de cemento N ) Bolsas =
V necesario V cemento + V agua
=
.A))) + @5)/ 561@ + (A1*B
= B*) Bolsas
,) Agua necesaria para la me/cla Aguamezcla = B*) × (A1*B = 5@*A1ALts0
0) Lodo para despla/ar π
Lodo $e0esaria p2despla%ar 9 Capa0idad CS ! prof*$didad 9
N
)1A( ( D
× D)) = A(05*1*5 Lts0
rimera 2ase Ag*a Total 9 Ag*a 0ol01o$ *imi0o Ag*a Le01ada Lodo Despla%amie$to 9 9&'l -/'l +'+/,6l
Agua 3 Lodo 4otal * "51$,,bbl Cemento * 56# bolsas
%) resi7n al 8inal de la operaci7n
5) 2uer/a de empu9e 'ue :a3 en el /apato cuando 8inali/a la operaci7n
1iempo de ope"ación es la suma de Tiem+o de me,cla de cemento Tiem+o de o+eración cabe,a de cementación O 6 min Tiem+o de des+la,amiento • • •
Tiem+o de H+eraciónO61min 6 min BD1(@@minO5A61*D minutos
/2
El tiempo de omeailidad dee"á se" igual al tiempo de ope"ación más a un ma"gen de segu"idad' e conside"a al ma"gen en 0 minutos 1iempo de Bomeailidad /3(*.4 min + 0 min/.(*.4 minutos
CAÑERIA I-4ER;E
PESO (Kg) &'
VOLME! A"SOLTO (Lts) &.
"e$to$ita
&'
+.6
"e$to$ita &7
/&
,.++,+
&/&
-.',+
MATERIAL Ceme$to
Me%0la
Se 0eme$tar4 *$ total de 3''mts/ deGa$do dos le01adas de *$a alt*ra de ''mts 0ada *$a. A 0o$ti$*a0i#$ se detalla$ las mismas. Prof*$didad (mts) E50eso le01ada RemoBedora Alt*ra de Le01ada RemoBedora "e$to$ita &7 (mts) De$sidad de Le01ada RemoBedora "e$to$ita &7 (?g2lt) Alt*ra de Le01ada pri$0ipal (mts)
+''' +'7 ''
De$sidad de Le01ada pri$0ipal (?g2lt)
.+
.& ''
Di4metro de po%o (p*lg)
,
Di4metro i$t. Casi$g (p*lg)
/,&
/5 Calculamos los vol.menes de material a utili/ar
LEC=AE<>RA 1?olumen de Agua por @olsa de Cemento V8+O9 (Pm : ;le01. 5 Vm)2( ;le01.< ;8+O) V agua
=
6B16 − .506 × 5*1)A(/ 506 − 5
=
6B1*)D
Litros de Agua por bolsa de cemento
? olumen de cemento Anular V0em. a$*lar9 '.& !(Dp+
(
"%$%0 m" de cemento
"?-.mero de bolsas de cemento N ° Bolsas =
V necesario V cemento + V bentonita + V agua
=
.A6(16/ 561@ + A1(( + 6*1*)
= D6Bolsas
,? Calculo de @entonita &' ?g 0eme$to
/&?g "e$to$ita
+,+&' ?g 0eme$to
,6/&?g "e$to$ita 9 3-/& bolsas
5# bolsas de @entonita
AA H LEC8ADA /4
Aguamezcla
=
D6 × 6*1)D = (BD6A1 Lts0
LEC=A
6) − .50@( × 561@/ 50@( − 5
= (61*5
Litros de Agua por @olsa de Cemento
? olumen de cemento Anular V0em. a$*lar9 '.& !(Dp+
"#$0, m" de cemento
Un ca&o 'uedará cementado ( V cem0 ca'o = )16.@1@A6 / × 5) = A*)1A Lts
#$"6 m" de cemento
"? -.mero de bolsas de cemento N ° Bolsas =
V necesario V cemento + V agua
=
.A)6DA1B6/ 561@ + (61*5
= BAABolsas
AA +H LEC8ADA Aguamezcla = BAA × (61*5 = 5@**(1)ALts0
,? Lodo para despla/ar @1@A(
Lodo $e0esaria despla%ar 9 Capa0idad CS ! prof*$didad 9
(
× 5**) = BB6B*15 Lts0
egunda 2ase Ag*a Total 9 Ag*a
Col01#$
Ag*a
Le01ada
Ag*a
Despla%amie$to
9 &'l quimico +/33l removedora -/6&l rincial 66/-'l deslaz . /(
Agua 4otal * (5$#1bbl Cemento * 116( bolsas @entonita * 5# bolsas 1iempo de ope"ación es la suma de Tiem+o de me,cla de cemento - bentonita •
•
Tiem+o de o+eración cabe,a de cementación O 6 min
•
Tiem+o de des+la,amiento
Tiem+o de H+eraciónO@D16Amin 6 min 561D)(minO(6D1*A( minutos
El tiempo de omeailidad dee"á se" igual al tiempo de ope"ación más a un ma"gen de segu"idad' e conside"a al ma"gen en 0 minutos 1iempo de Bomeailidad 2(4*.32 min + 0 min3/4*.32 minutos
CAÑERIA
PESO (Kg) &'
VOLME! A"SOLTO (Lts) &.
/
"e$to$ita "e$to$ita '7 Me%0a Red*0tor de filtrado red*0tor de fri00i#$
&' +/6 & +/6 && /-6 !o aporta Bol*me$ $i peso a la le01ada
Para la ter0era fase se 0eme$tara$ &'' mts de alt*ra. A 0o$ti$*a0i#$ se detalla l a misma.
Prof*$didad (mts) E50eso le01ada RemoBedora Alt*ra de Le01ada RemoBedora "e$to$ita '7 (mts) De$sidad de Le01ada RemoBedora "e$to$ita '7 (?g2lt) Alt*ra de Le01ada pri$0ipal (mts) De$sidad de Le01ada pri$0ipal (?g2lt) Di4metro de po%o (p*lg) Di4metro i$t. Casi$g (p*lg) Di4metro e5t. Casi$g (p*lg) LEC 3'' LEC ,''
52
,&'' +'7 &' /6 &' ., 3/,3 ' 66
Le01ada Pri$0ipal
@uscamos cual es el caudal mínimo de bombeo para traba9ar a 8lu9o turbulento$ el cual tenemos 'ue traba9ar con un - de Re de 1##D
2ormula Au!iliares A) ndice de comportamiento de 2lu9o ! 9 ,/,+ 5 Log Le0 3'' 2 Le0 ,''
@) ndice de consistencia de 2lu9o K 9 Le0 ,'' 2 '' 5 6- !
C) elocidad Crítica V0 9 ( !H Re 5 K 5 ( -32De ) 2 /3 5 De$sidad) 2(+
<) Caudal critico J0 9 V0 5 A
A) ! 9 '/33-
@) K 9 '/''
C) De 9 DPOO < DCASI!9 ' : 9 ,
/,
.(5)) × )1))B5 × (* ))1* / A V ciritica = 51@ × 561@6
5
(− )1 *
= A1AD ie = se
<) A 9 ('/,, + < '/&, +)269 '/+ pie +
F * #$6"pie"seg * 1#bblmin
Este es el caudal mínimo al 'ue podremos traba9ar para no pasar a 8lu9o laminarD (2
@uscamos cual es el caudal mínimo de bombeo para traba9ar a 8lu9o tap7n$ el cual tenemos 'ue traba9ar con un - de Re de 1##D
2ormula Au!iliares A) ndice de comportamiento de 2lu9o ! 9 ,/,+ 5 Log Le0 3'' 2 Le0 ,''
@) ndice de consistencia de 2lu9o K 9 Le0 ,'' 2 '' 5 6- !
C) elocidad Crítica V0 9 ( !H Re 5 K 5 ( -32De ) 2 /3 5 De$sidad) 2(+
<) Caudal critico J0 9 V0 5 A
A) ! 9 '/33-
@) K 9 '/''
C) De 9 DPOO < DCASI!9 ' : 9 ,
.5)) × )1))B5× (* ))1* / A V ciritica = 51@ ×561@6
5
(−) 1 *
= )1A6 ie = seg
<) A 9 ('/,, + < '/&, +)269 '/+ pie +
F * #$#65pie"seg * 1$#"bblmin
/-
ACLARACIBE ERI2ICA LA C>-R EL CA;I>- @>;@EAR A -> ;E-> ;A
") Calculamos los vol.menes de material a utili/ar LEC=AE<>RA 1?olumen de Agua por @olsa de Cemento V8+O9 (Pm : ;le01. 5 Vm)2( ;le01.< ;8+O) V agua
=
66 − .50D × 5B1*D*/ 50D − 5
=
BD1B@
Litros de Agua por bolsa de cemento
? olumen de cemento Anular V0em. a$*lar9 '.& !(Dp+
,$,( m" de cemento
"?-.mero de bolsas de cemento N ° Bolsas =
V necesario V cemento + V bentonita + V agua
=
. (DD@) / 561@ + (15D* + BD1B@
= (6Bolsas
,? Calculo de @entonita &' ?g 0eme$to
&?g "e$to$ita
,+&' ?g 0eme$to
,+&?g "e$to$ita 9 +3/& bolsas
% bolsas de @entonita
AA H LEC8ADA Aguamezcla
=
(6 × BD1B@ = 5*B@*1B Lts0
LEC=A
/.
V agua =
6) − .50* × 561@/ 50* − 5
= ((1(
Litros de Agua por @olsa de Cemento
? olumen de cemento Anular V0em. a$*lar9 '.& !(Dp+
15$0( m" de cemento
Un ca&o 'uedará cementado V cem0 ca'o = )16.1A( / × 5) = ()(1(6 Lts
#$# m" de cemento
"? -.mero de bolsas de cemento N ° Bolsas =
V necesario V cemento + V agua
=
.5B6@)/ 561@ + ((1(
= DB) Bolsas
AA +H LEC8ADA Aguamezcla
=
DB) × ((1( = 5)DADLts0
,? Lodo para despla/ar 1A (
Lodo $e0esaria despla%ar 9 Capa0idad CS ! prof*$didad 9
(
× 56)) = A)AAB 1( Lts0
4ercera 2ase Ag*a Total 9 Ag*a
Col01#$
Ag*a
Le01ada
Ag*a
Despla%amie$to
9 ''l !ecanico &'l "uimico +6/63l removedora 3&/3+l rincial -/'&l deslaz.
Agua 4otal * 0"1$1"bbl Cemento * 5"0 bolsas @entonita * % bolsas 1iempo de ope"ación es la suma de Tiem+o de me,cla de cemento •
•
Tiem+o de o+eración cabe,a de cementación O 6 min
20
•
Tiem+o de des+la,amiento
Tiem+o de H+eraciónO6)1BAmin 6 min 5)1((minO551*6 minutos
El tiempo de omeailidad dee"á se" igual al tiempo de ope"ación más a un ma"gen de segu"idad' e conside"a al ma"gen en 0 minutos 1iempo de Bomeailidad //*.( min + 0 min22/*.( minutos
Este t"aa6o $ue co""egido y ap"oado po" la cáted"a de 7e"$o"ación I de la $acultad de ingenie"#a de la unive"sidad nacional del Coma8ue
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