Ingeniería de ‡ementaciones
Ingeniería de INDICE págin CONCEPTOS CONCEPTO S GENERALES
4
Introducción
4
I. CEMENTACIONES
4
Clasifcación de las ceentaciones !escri"ción de la ceentación "riaria !escri"ción de la ceentación #or$ada !escri"ción de los ta"ones de ceento
4 4 % %
II. CEMENTO PORTLAN!
%
!efnición &a'ricació n Princi"ales co"uestos del ceento ( sus #unciones Clasifcación API ( ASTM de los ceentos Pro"iedades #)sicas de los ceentos Cate*or)as de los aditi+os ( sus
%
III. CEMENTACI/N PRIMARIA
0
Cóo o'tener la in#oración del "o$o Ceentación de las di#erentes tu'er)as de re+estiiento
0 01
I2. !ISE3O !E LAORATORIO 5 RECOMEN!ACIONES GENERALES
00
!ise6o de la'oratorio Tu'er)a Tu'e r)a conducto conductora ra Tu'er)a Tu'e r)a su"erf su"erfcial cial Tu'er)a Tu'e r)a inter interedia edia Tu'er)a Tu'e r)a de de e7"lota e7"lotación ción
-
11
00 00 00 04 04
1
Ingeniería de ‡ementaciones
In#oración de *a'inete In#oración de la'oratorio
08 08
2. !ISE3O !E GAINETE
08
Procediientos de dise6o de *a'inete O'tención de datos C9lculo de ceento: a*ua ( aditi+os C9lculo del re
00;1 ;1 4 44
2I. N>E2AS TECNOLOG?AS EN CEMENTACI/N PRIMARIA Tecnolo*)a Tecno lo*)a de de lec,ada lec,ada de 'a=a densida densidad d con alta alta resisten resistencia cia co"r co"resi+a esi+a
2II. CI/N !E PO@OS !IRECCIONALES 5 ORI@ONTALES Introducción Clasifcación de "o$os ,ori$ontales Resuen 2III. TAPONES TAPONES !E CEMENTO CEMENTO !escri"ción O'=eti+os Ti"os de ta"ón TBcnic T Bcnicas as de coloca colocación ción Consideraciones de dise6o I. ERRAMIENTAS A>ILIARES PARA LA COLOCACI/N !EL TAP/N !u" 'ailer E=e"los
. CEMENTACI/N &OR@A!A Introducción
I. ERRAMIENTAS A>ILIARES PARA LA CEMENTACI/N &OR@A!A Teor)as de a"licac Teor)as a"licación ión so're so're "ro'le "ro'leas as reales reales Pro'leas es"eciales en ceentaciones #or$adas
% %
CEMENTA %%%-4 -4
-4 -4 -% - -81 81 8; 8 8
1 0 -;
Ingeniería de ‡ementaciones
II. IOS PARA T>ER?AS !E RE2ESTIMIENTO Ti"os de accesorios Ceentación en eta"as Dlti"les III. IOS PARA T>ER?AS CORTAS LinerF E"acadores "ara tu'er)as cortas con unidad de sellos oli'le Col*adores "ara tu'er)as cortas
I2. OLLO IST/RICO !E LAS >NI!A!ES CEMENTA!ORAS >nidades ceentadoras >nidades trans"ortadoras de ceento a *ranel Alacena=e ( dosifcación de ceento !ise6o de una "lanta dosifcadora de ceento Salud ( se*uridad en el ane=o de aditi+os Instalaciones
2. CRITERIOS !E E2AL>ACI/N !E Ceentaciones "riarias Ceentaciones a "resión Ta"ones Ta"o nes "or "or circulac circulación ión
ACCESOR -8 -8 14 ACCESOR 111 110
!ESARR 114 114 1110 101 100 10; 10; 10; 104 104
PREG>NTAS 5 RESP>ESTAS
10%
GLOSARIO
10
ILIOGRA&?A
10-
;
Ingeniería de ‡ementaciones
Ingeniería de Cemenfacione s la #oración e7"uesta del a*u=ero: ase*urando un sello co"leto ( "eranente +er f*ura 1F. ObjeSivos de las cemenSaciones primarias primarias
Concepfos generales
1. Pro"orcionar aislaiento entre las $onas del "o$o
En este ca")tulo se descri'en las "rinci"ales o"eraH ciones de ceentación
Clasicación cemenfaciones
de
las
Se clasifcan de acuerdo con los o'=eti+os
Descripción de la cemenfación primaria La ceentación "riaria es el "roceso
Cemento Completamente fraguado sin canalización de gas
4. E+itar derru'es de la #oraciones no consolidadas.
"ared
de
El reto "rinci"al es o'tener sellos ,idr9ulicos e#ecH ti+os en las $onas
Cemento adherido a la formación Cemento adherido a la tubería
Zona de Interés
&i*ura 1 Ceentación "riaria.
Ingeniería de ‡ementaciones
Se ,a +uelto "r9ctica coDn
Descripción de la cemenfación forzada
en el a*u=ero o en el interior de la tu'er)a de re+estiiento. O'=eti+os de los ta"ones de ceento
1. !es+iar la tra(ectoria del "o$o arri'a de un "escaH do o "ara iniciar la "er#oración direccional.
Es el "roceso
O'=eti+os de las ceentaciones #or$adas 1. Me=orar el sello ,idr9ulico entre dos $onas
Descripción de los fapones de cemenfo Los ta"ones co"renden un cierto +oluen de lec,ada de ceento: colocado
%
Ingeniería de ‡ementaciones
4. Pro"orcionar un aarre en la "rue'a del "o$o. II.
CEMENTO
PORTAND
Denici ón El ceento es una e$cla co"le=a de cali$a u otros ateriales con alto contenido de car'onato de calcioF: s)lice: ferro ( arcilla: olidos ( calciH nados:
Al*unos ceentos Portland son de #a'ricación es"eH cial: de'ido a
!a"ricaci ón Los ateriales crudos se uelen ( e$clan +i*oroH saente: as) se o'tiene una e$cla ,oo*Bnea en las "ro"orciones re
Se "re"aran las aterias "rias ( se "asan a un olino "ara ,oo*enei$ar el taa6o de las "art)cuH las ( su cantidad. Se "asan "or un se"arador de aire ( se les lle+a a silos e$cladores "ara su alacenaH iento antes de "asarse al ,orno rotatorio. 9roceso húmedo
A di#erencia del anterior: este "roceso e#ectDa una e$cla de las aterias "rias con a*ua "ara anH tener en #ora 9s ,oo*Bnea la e$cla. Ta'iBn se les "asa "or un olino "ara uni#orar el taa6o de "art)cula (: "osteriorente: se "asa a unos conH tenedores
na +e$ #r)o: se alacena ( se
uele "osH teriorente en olinos de 'olas: "ara darle el taaH 6o deseado a las "art)culas. El clinJer se alienta al olino de ceento con=unH taente con una dosifcación de sul#ato de calcio di,idratado: con lo
Principales comp#esfos del cemenfo $ s#s f#nciones
1. Silicato tric9lcico ;CaO.SiO 0F 4. AlDino #errito tetrac9lcico 4CaO.Al0O; ,a'itualente coH nocido coo C;S. .&e0O;F ,aH 'itualente conocido coo C4A&. Es el co"onente 9s a'undante en la a(or)a de los ceentos (: ade9s: el Este co"uesto es de 'a=o calor de #actor "rinci"al "ara "roH ducir la ,idratación ( no inu(e en el #ra*uado consistencia te"rana o inediata 1 a 0 inicial. d)asF. Generalente: los ceentos de alta Clasicación API % ACTM de los consistencia inH ediata contienen en cemenfos a(or concentración este coH "uesto 9s
Separador de aire
Partículas mayores
a z i l a C
Colector de polvo
Al horno
o n i
Alimentadores de materias primas
Molino
A la bomba neumática
Cámara de aire caliente
Silos de mezclado en seco
Al horno Clin"er o
Materias primas calcinadas a 2700
Silo de almacenaje de materia mezclada
Materiales almacenados separadamente
!ntrada de combustible #eso
$orno %otatorio
yeso
Separador de aire
!n&riador del clin"er con aire
Clin"er y yeso conver'en al molino
Colector de polvos
(íneas de car'a de cemento a unidades transportadoras
yes o
Materiales proporcionados
Molino de bolas
)omba de cemento
Silos de Almacenaje
!ig#ra &'(')( !a"ricación del Cemen*o Por*land
+o* ,*-*0. dePortland. abricaci/n del Cemento Portland &i*ura 0 Proceso dei'* #a'ricación delProceso ceento
!nsacadora
;. Ceento clase C o ti"o III
. Ceento clase
Est9 dise6ado "ara e"learse ,asta 1; de "roH #undidad coo 97io: con te"eratura de 88C: donde se re
4. Ceento clase !
Propiedades cemenfos
Este ceento se e"lea de 1; ,asta ;% de "ro#undidad con te"eratura de ,asta 11C ( "reH sión oderada. Se #a'rica en oderada ( alta reH sistencia a los sul#atos.
%. Ceento clase E Este ceento se usa de 1; ,asta 408 de "ro#unH didad con te"eratura de 14;C ( alta "resión. Se #aH 'rica en oderada ( alta resistencia a los sul#atos.
-. Ceento clase & Este ceento se usa de ;% ,asta 4 de "roH #undidad con te"eratura de 1-C: en donde e7isH ta alta "resión. Se #a'rica en oderada ( alta resisH tencia a los sul#atos.
8. Ceentos CoDnente
clase conocidos
Se
G
5
coo
ceentos
"etroleros: son '9sicos "ara e"learse desde la su"erfcie ,asta 004 tal coo se #a'rican. Pueden odifcarse con aceleradores ( retardadores "ara usarlos en un a"lio ran*o de condiciones de "resión ( te"eratura. En cuanto a su co"osición
físicas
de
los
Los ceentos de clasifcación API Instituto AeriH
cano del PetróleoF tienen "ro"iedades #)sicas es"eH c)fcas "ara cada clase de ceento: isas
!enota el "eso "or unidad de +oluen: sin toar en consideración otros ateriales: tales coo el aire o el a*ua es decir: el "eso de los *ranos de ceenH to es"ec)fcaente sus unidades son *rKc;: J*Klt ( tonK;. 9V= 9eso voluméSrico
!enota el +oluen "or unidad de asa. Se toa en consideración el aire contenido entre los *ranos de ceento sus unidades son *rKc;: J*Klt ( tonK;. Blaine¸ ¥inea de los !ranos de cemenSo
Indica el taa6o de los *ranos del ceento. Su a(or inuencia se da so're el re
son c0K*r:0KJ* Re"resenta el 9rea e7"uesta al contacto con el a*ua ( se deterina coo una #unción de "erea'ilidad al aire.
"isSribuci#n del Sama$o de parSícula Indica la efciencia con la
%ama$o promedio parSículas
de
Es el taa6o de *rano
Es el a*ua necesaria "ara la lec,ada con ceento solo. !e'e dar 11 >c a los 0 inutos de a*itarse en el consistóetro de "resión atos#Brica a te"eratura aH 'iente se e7"resa en "or ciento "or "eso de ceento. 9e&uerimienSo de a!ua mínima
!enota el a*ua necesaria "ara la lec,ada de ceenH
to. !e'e dar ; >c a los 0 inutos de a*itarse en el consistóetro de "resión atos#Brica a te"eraH tura a'iente se e7"resa en "or ciento "or "eso de ceento.
Son ateriales
"ensidad lechada
Son "roductos
de
la
Es el "eso de la e$cla del ceento con a*ua ( est9 en #unción de la relación de a*ua "or e"lear. Sus unidades son *rKc;: J*Klt ( tonK;.
'n!ulo de Salud naSural del cemenSo Es el 9n*ulo
Cafegorías de los adi+os $ s#s f#nciones (celerado res
Son "roductos
9eSardado res Son "roductos
)*Sendedo res Son ateriales
"ensitican Ses
"ispersanS es
+onSroladores tilSrado
de
Son ateriales
+onSrolador de pérdida de circulaci#n
"roducto
Son ateriales
Cloruro de sodio NaClF
(diSivos especiales
Es la iscel9nea de aditi+os co"leentarios "ara la ceentación: tales coo anties"uantes: controladores de la re*resión de la resistencia co"resi+a: etcBtera.
Sul#ato de calcio CaSO4F
clases de (celeradores
Estos aditi+os
ActDa coo acelerador en concentraciones de ,asH ta un 1 Q "or "eso de a*ua: entre el 1 ( 1 Q "roduce un tie"o de 'o'eo siilar al o'tenido con a*ua dulce. A concentraciones a(ores del 1 Q causa retardaiento. La t)"ica concentración de acelerador es del 0 al % Q "or "eso de a*ua.
de
a(or
de
Esta sal se dosifca del 0 al 4 Q "or "eso de ceenH to: de"endiendo del tie"o de 'o'eo
Es un aterial
9eSardadores del tra!uado del cemenSo Son aditi+os
Coo la aceleración: los ecanisos "ara retardar el #ra*uado del ceento Portland son aDn ateria de contro+ersia. As) ,an sur*ido +arias teor)as nos tra'a=an a te"eH raturas 'a=as ( otros a te"eraturas altas. Su dosifcaH ción es de .1 a 0.%Q "or "eso de ceento. Los retardadores 9s e"leados son
Li*nosul# onatos Se co"onen de sales de 9cidos li*nosul#ónicos de sodio ( calcio. Son "ol)eros deri+ados de la "ul"a de la adera. >sualente son co"uestos no refH nados ( contienen +arias cantidades de co"uesH tos sacaroides con un "eso "roedio olecular
a#ectan "rinci"alH ente la cinBtica de la ,idratación de C;S sin eH 'ar*o: sus e#ectos so're la ,idratación del C;A no son si*nifcati+os.
cidos ,idro7ilcar'o7)licos Los 9cidos ,idro7ilcar'o7)licos contienen *ru"os ,idro7)licos OF ( car'o7)licos CnF en su estrucH tura olecular. Son retardadores "oderosos ( se a"liH can en un ran*o de te"eratura de 0 & -; CF a ; & 14CF.
Otro 9cido ,idro7ilcar'o7)lico con un #uerte e#ecto retardante: es el 9cido c)trico. ste ta'iBn es e#ecH ti+o coo dis"ersante de ceento ( noralente se usa en concentraciones de .1 a .;Q "or "eso de ceento. Los 9cidos de ,idro7ilcar'o7)lico de anera siilar
Co"uestos sac9ridos Los sac9ridos son e7celentes retardadores del ceH ento Portland. Se usan ocasionalente en la ceentación de "oH $os: "or ser u( sensi'les a "e
CMECF. Es e#ectiH +o a te"eraturas su"eriores de 0% & 10 CF. Ta'iBn la CMEC se usa coo a*ente de control de "Brdida de uido ade9s: increenta si*nifH cati+aente la +iscosidad de la lec,ada.
Or*ano#os#onatos Se a"lican a te"eraturas de circulación tan altas coo 4 & 04 CF. Presentan insensi'ilidad a +ariaciones sutiles en la co"osición del ceento: ( tienden a 'a=ar la +iscosidad de lec,adas densifcadas. 9educSores de ,dispersanSes-
tricci#n
Son "roductos
des"la$an a una +elocidad tal
ec,adas cemenfo
de
Las lec,adas de ceento son sus"ensiones altaenH te concentradas de "art)culas sólidas en a*ua. El contenido de sólidos de una lec,ada de ceento "uede lle*ar ,asta un 8Q. La reolo*)a de la lec,ada de ceento est9 relacioH nada con la del l)
superticial de Sículas del
cemenSo acuoso
en
un
medio
HSi H O W OH 0O
HSi H OH W
car*ada ne*ati+aenH te coo resultado: ocurren las interacciones entre las "orciones car*adas "ositi+aente.
Los iones li'res de calcio en la solución reaccionaH r9n con los *ru"os car*ados 2isco"lasticidad de las lec,adas de ne*ati+aente so're la su"erfcie de los ceento ( eH caniso de dis"ersión *ranos. >n ion de calcio "uede unirse a dos *ru"os: SiHOH los cuales "ueden estar Cuando se e$cla ceento en "ol+o ( a*ua en un iso *rano o en dos *ranos se #orH a una estructura de *el en toda la di#erentes. lec,ada: na "arte de los +alor de cedencia: la lec,ada se co"orta *ranos del ceento "uede estar car*aH da coo un sólido. Esto "uede ori*inar "ositi+aente: de'ido a la adsorción de al*unas de#oraciones fnitas: calcio: ientras
&i*ura ; Interacción de "art)culas.
de co"resión o: e+entualente: desli$aiento: "ero no u(e.
de
Arri'a del +alor de cedencia: la lec,ada se co"orta coo un l)
e led t s r c aru o e tce d d 1( a etr d c oc i o l e de da 0
ceento solo
dic ole Cemento disperso
elocidad de corte 1r*p*m* .
Sin e'ar*o: la V+iscosidad a"arenteV: re"resentaH da "or la relación entre el es#uer$o de corteK+elociH dad de corte: no es una constante en su lu*ar Bsta disinu(e con el increento del es#uer$o de corte. >na +e$
de an9lisis Bste conduce a la relaH ción de Einstein. U o1 W 0.% #sF La +iscosidad de una dis"ersión F: ,ec,a con un uido 'ase de +iscosidad oF: de"ende solaente
de la #racción de +oluen #sF ocu"ado "or la #ase dis"ersa. En odelos 9s sofsticados: "ara dis"ersiones conH centradas: la #racción de +oluen de la #ase dis"erH sa deterina el "ar9etro. >n *ru"o ,idroli$ado sil)cico o alu)nico so're la su"erfcie de los *ranos del ceento HSiH HOHH W CaWF lle+a car*as ne*ati+as: las cuales "ueden adsor'erse so're los iones de calcio. Las "art)culas de ceento se tornan uni#oreente con car*as ne*ati+as. Este e#ecto "uede o'ser+arse idienH do el "otencial @:
Las contri'uciones entró"icas ( ent9l"iH cas "ueden i"edir el enlace desordeH nado de los "ol)eros: e+itando as) el contacto cerrado entre dos "art)culas cu'iertas "or una ca"a de "ol)ero adsor'ido.
Composición -#ímica dispersanfes del cemenfo
de
los
Los sul#onatos son los dis"ersantes 9s counes del ceento. Generalente: los ateriales "re#eridos "ara la ceentación tienen de % a % *ru"os de sul#onatos ad,eridos a un *ran "ol)ero raifcado. Los "ol)eros raifcados son los 9s desea'les de'ido a su ran*o de concentración: con lo cual "ueden "uentear dos "art)culas uc,o 9s "eH
La re"resentación coercial de este "roducto es en #ora de "ol+o o solución acuosa al 4Q. Para una dis"ersión de lec,ada de a*ua dulce: norH alente se re
dis"ersantes cuando est9n #orados "or ,idrólisis del alidón: celulosa o ,eicelulosa. Otros "ol)eros no iónicos coo los deri+ados de la celulosa: "ol)eros de ó7ido de etileno: alco,ol "oli+)nilico ( "olialco,ol: ta'iBn tieH nen "ro"iedades dis"ersantes "ero ellos retardan el #ra*uado.
Al*unos "roductos n e=e"lo de Bstos es el 9cido c)trico el cual se usa a enudo en sisteas de ceento salado. 9eolo!ía de las lechadas dispersas
La lec,ada con sufciente dis"ersante tiene coo +alor de cedencia cero ( se co"orta coo un uiH do neXtoniano de a
En concentraciones de dis"ersante 9s altas: las su"erfcies de los *ranos son co"letaente cu'ierH tas "or car*as ne*ati+as consecuenteente: el +aH lor de cedencia es cero de'ido a la re"ulsión electrost9tica. El e#ecto de los dis"ersantes so're la +iscosidad de las lec,adas de ceento es di#erente del o'H ser+ado con el +alor de cedencia aun
(senSamienSo de las parSículas / a!ua libre Coo e#ectos laterales de la adición de dis"ersantes: la lec,ada "uede ostrar sedientación: tener un *radiente de densidad uni#ore de la cia al #ondo de un contenedor: ostrar a*ua li're: o 'ien: tener una ca"a de uido sin car*a de "art)culas sólidas so're la "arte su"erior de la lec,ada. Es "osi'le
Sistea oculado Sistema Floculado
Sistea Sistema Disperso
dis"erso &i*ura % Sisteas oculado ( dis"erso.
en la "arte su"erior se ten*a a*ua li're ( e7ista una lec,ada ,oo*Bnea en el #ondo ta'iBn es "osiH 'le
Cuando las "art)culas del ceento est9n en sus"enH sión no se encuentran co"letaente dis"ersas: e interactDan a tra+Bs de #uer$as electrost9ticas
SedimenSaci #n Los dis"ersantes su"rien las interacciones entre las "art)culas del ceento "or la neutrali$ación de los sitios car*ados "ositi+aente. Cuando el "roceH so se terina: las "art)culas se re"elen entre s) a traH +Bs de interacciones de do'le ca"a. El ran*o de acH ción de estas #uer$as es u( corto de'ido a la alta
&i*ura A*ua li're: sedientación ( se*re*ación.
ioni$ación del edio: de tal #ora
1. Las "art)culas 9s "e
0. Las "art)culas 9s "e
/
la
Cuando el "o$o est9 altaente des+iado ( ,ori$onH tal no ace"ta colunas de ceento ,etero*Bneas: "ues se ren estudio inucioso con una *r9fca del a*ua li're ( +alores de cedencia contra la concentración del dis"ersante re+ela
En el ca"o: el control de la concentración del aditiH +o en un ran*o tan estrec,o es di#)cil. As): los a*enH tes anti"reci"itación son a enudo adicionados "ara a"liar el ran*o de concentración dentro del cual 'a=an los +alores de cedencia ( "uede ori*inarse a*ua li're. Los a*entes anti"reci"itación son ateriales
9educSores tilSrado
del
El control de fltrado es un #actor de +ital i"ortanH cia en la ceentación de tu'er)as de re+estiiento ( en las ceentaciones
#or$adas "ara colocar el ceH ento en el lu*ar deseado: sin
ductos deri+ados de celulosa ( se dosifcan del .;Q al 1.%Q: "or "eso de ceento. El +alor de fltrado esti"ulado "or el API +ar)a de acuerdo con el ti"o de o"eración ( es coo si*ue Ceentación de T.R. U 0 c; U Tu'er)a corta % c; Ceentación #or$ada U % c;
no a(or de no a(or de de ; a
El +alor del fltrado API se ide en c; a ; inutos 'a=o una "resión di#erencial de 1 "si. Cuando una lec,ada de ceento se coloca a tra+Bs de una #oración "erea'le 'a=o "resión ocurre el "roceso de fltración. La #ase acuosa de la lec,ada esca"a al interior de la #oración ( de=a las "art)cuH las sólidas detr9s. Este "roceso se conoce coDnH ente coo fltrado. Si el fltrado no se controla "uede a#ectar seriaenH te el tra'a=o
es"esaientoF. Si es uc,o el uido fltrado a la #oración: la lec,ada no se "uede 'o'ear. El API arca un fltrado "ara las lec,adas de ceH ento solo: del orden de 1% c; K ; in. En la a(or)a de las o"eraciones se rena +e$ iniciado el fltrado a tra+Bs de la #oración: un en=arre de los sólidos del ceento es de"ositado so're la cara de la #oración. Los a*entes de fltrado disinu(en la +elocidad de flH tración reduciendo la "erea'ilidad del en=arre (Ko increentando la +iscosidad de la #ase acuosa. E7isten dos clases "rinci"ales de aditi+os "ara el conH trol de fltrado Materiales sólidos con "art)culas fnaente di+ididos. Pol)eros solu'les en a*ua.
La naturale$a
0aSeriales pulveriados El "rier a*ente de control de fltrado e"leado "ara lec,adas de ceento #ue la 'entonita: en 1-4-. !e'ido al taa6o "esualente se suinistra coo una sus"ensión lec,osa: de "art)culas es#BriH cas "e
A "rinci"ios de 1-4: los "ol)eros solu'les en a*ua se e"learon coo a*entes de fltración en la "erH #oración. Actualente: estos ateriales se usan e7tensi+aH ente coo a*entes de control de fltrado en lec,adas de ceento "ara "o$os. Generalente:
o"eran siult9neaente increentando la +iscosiH dad de la #ase acuosa ( disinu(endo la "erea'iH lidad del en=arre. La +iscosidad de una solución de "ol)eros de"ende de su concentración ( "eso olecular. Por e=e"lo: una solución al 0Q de ,idro7ietil celulosa de 'a=o "eso olecular "uede tener una +iscosidad de % c": "ero
la +iscosidad de una solución i*ualente concentraH da de CE de alto "eso olecular "uede ser tan alta coo %: c". La alta +iscosidad de'iera ele+ar la +elocidad de fltración sin e'ar*o: esta estrate*ia "or s) sola no "uede ser confa'le "ara "ro"orcionar un control de fltrado: de'ido a
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-*,0 2*0 .*0. .*09 2*09
0*0.0*0.. 0*9=: 0*09, 0*0,
2: .2 2-0 - .-
Ta'la 1
El taa6o de los "oros en el en=arre del ceento "uede e+aluarse e"leando un "oros)etro de erH curio. La distri'ución de taa6o t)"ico uestra el di9etro edio
a*re*ación: es el ecaniso real de acción de los a*entes de fltración "oliBricos. Las lec,adas de ceento
de
la
El "rier "ol)ero usado coo aditi+o de control de fltrado #ue una "rote)na "oli"e"tinaF e7tra)da de #ri=ol de so(a. Recienteente: la etilendiaina car'o7ietil celulosa ( otros deri+ados de la celuH losa #ueron introducidos. A fnales de los a6os % la car'o7ietil ,idro7ietil celulosa CMECF #ue introH ducida coo un aditi+o de la fltración "ara las lec,adas de ceento ( aDn es a"liaente usado. Recienteente: la e=ecución de la CMEC se ,a eH =orado. Se ,an a=ustado el *rado de sustitución !SF de .1 a .8 car'o7ietilF ( la "ro"orción ol MSF de ó7ido de etileno a an,idro *lucosa a"ro7iadaente de .8 a 0.%. El a*ente 9s coDn "ara el control de fltrado celulósico es la ,idro7ietil celulosa ECF: con un *rado de sustitución entre .0% ( 0.%. Todos los aditi+os celulósicos de fltrado tienen cierH tas des+enta=as: "ues coo suelen ser e#ecti+os +iscosifcantes del a*ua: "ueden increentar la difH cultad del e$clado de la lec,ada ( causar +iscosiH dad indesea'le en la lec,ada del ceento.
A te"eraturas enores de 1% & -% CF: los aditiH +os de fltrados celulósicos son retardadores efcienH tes se de'e tener cuidado "ara e+itar el so're reH tardaiento
de la lec,ada. Ta'iBn la efciencia de los "ol)eros celulósicos decrece a edida
El "oli+inil "irolidón P2PF "uede e"learse con
#oralde,)do de na#talen sul#onato condensado coo dis"ersante. Ta'iBn se usa "ara e=orar el control de fltrado cuando se le adiciona CMEC o EC. Las e$clas co"le=as
sinSéSicos
Los *ru"os 9s i"ortantes de aditi+os de fltraH ción de "ol)eros aniónicos est9n co"uestos de "ol)eros cortos: deri+ados de la acril aina AAF. La "oli acrilaina
es no iónica ( no se usa sola en lec,adas de ceento. Los co"ol)eros de acrilaina u( a enudo desH critos en literatura de "atente: contienen un onóero sul#onado 0HacrilaidaH0H9cido etil "ro"ano sul#ónico AMPSF. Para "roducir a*entes de control de fltrado la AMPS ,a sido co"olieri$ada con los ateriales si*uientes
Y Acrilai da Y N:NHdietilacrilaida NN!MAF Los ter"ol)eros de la AMPS se usan coo se descri'e
Y AMPS W AA W 9cido itacónico IAF Y AMPS W AA W NHetilHNH+inil acetaida NM2AF Y AA W +inil sul#onato W NM2A Y AAAAF W NM2A W AMPS La AMPS ta'iBn "uede ser "arte de un co"ol)ero o un ter"ol)ero solos o in=ertados a la coluna +erH te'ral de una li*nina: asociado con acrilo nitrilo:
NN!MA o AA. Estos "ol)eros co"le=os tra'a=an efcienteente coo a*entes de control de fltrado en lec,adas saladas. Los "oli+inil aro9ticos sul#onados: tal coo el "oliestireno sul#onado SPSF ( el "oli+inil tolueno sul#onado SP2TF: ,an sido identifcados coo 'ueH nos a*entes de control de fltrado. >na e$cla de SP2T: PNS ( un co"ol)ero sul#onado de estireno ( an,)drido alBico es e#ecti+o en sisteas de ceento salado. 9olímeros +aSi#nicos
La "olietilenaina es un e=e"lo de un "olial
P+S < ppc
4(M!+45A lb8saco
0*9 0*9 0*9 .*0
P!S6 (!C$A3A lb8'al .:*2 .:*2 .:*2 .:*,
5!MP 1@
4(5* Cm
2=0 .9 7 2==
20 0 ., ,
di#erenciales de % "si 8% "si con 0% "si de contra"resiónF. >na nota'le des+enta=a de la "olietilenaina es su tendencia a "roo+er la sedientación de la lec,ada. Aun
4(5%A36 AP4 cm80 min
.0*000 .90*000
.2. .-2
0*.9 0*.9 0*., 0*., 0*., 0*2 0*29 0*29
.*9 .*9 .*0 .*0 .*0 .*2 .*9 .*9
Ta'la 0
9 0 29 =9 70 70
.=*0 20*0 .7*.,*2 .,*0 .=*2 .=*0 .=*0
,0 70 -2 70 -00 -: ,0 ,0
-0 0 =0 7, .: .0 ..
En esta ta'la se uestra la co"aración del fltrado de dos "esos oleculares di#erentes. Con "ol)eros "olialilaina: adicionados al 0Q ""c con .--Q de li*nosul#onato: las "rue'as de fltrado se e=ecutaron a 1% & -- CF usando ceento clase G. !i+ersos radicales de aonio cuaternario o onóeros sul#onados "ueden ser co"olieri$ados con +arios ateriales "ara o'tener e#ecti+os a*entes de control de fltrado. A continuación se descri'en "roductos de este ti"o
Y Cloruro al
+arios
Y Cloruro dietil dialil aonio Y Cloruro etacrilaida "ro"il trietil aonio El al
9educSores densidad
de
Los reductores de densidad increentan el renH diiento ( reducen la densidad de la lec,ada. TieH nen la ,a'ilidad de ane=ar *randes +olDenes de a*ua. Esta caracter)stica se a"ro+ec,a cuando se desean cu'rir colunas lar*as con ceento: sin lle*ar a re'asar la "resión de #racturaiento: "ues al usar *randes +olDenes de a*ua: se reH duce la densidad de la lec,ada ade9s: son e$H clas 9s econóicas. Estos "roductos reducen la resistencia a la co"reH sión inediata: "or lo iso: de'e tenerse uc,o cuidado al e"learlos en o"eraciones "r9cticas de ca"o "ara no dosifcarlos en concentraciones
se
usan
1.entonit a Re
0. Pu$olan a Son ceni$as +olc9nicas
El ceento #ra*uado
Y Plasticidad: "ues so"orta +i'raciones ( *ol"es de tu'er)a al se*uir "er#orando. Y E+ita res
a
la
co"resión
Con esto: se deuestra la noHre*resión de la resisH tencia encionada: "or e#ecto de te"eratura oH deradaente alta.
;. Metasilicato an,idro
de
sodio
Este e7"andidor es u( efciente ( econóico. Es co"ati'le con el a(or nDero de aditi+os
"ensitica nSes Son ateriales
1.ari ta Tiene un "eso es"ec)fco de 4.0; *rKc; ( re
"eso. No tiene inH uencia en el tie"o de 'o'eo: "ero es recoH enda'le correr "rue'as de tie"o de es"esaiento en cada caso. Se dosifca del 0 al 4Q "or "eso de ceento: donde se desea usar una lec,ada de alta densidad.
0. Liadura ferro
de
Este "roducto tiene un "eso es"ec)fco de %.0 *rKc; ( re
(!enSes de conSrol de re!resi#n de la resisSencia a la compresi#n ,harina de sílice- Estos a*entes e+itan la re*resión de la resistencia a la co"resión "or e#ectos de la te"eratura. Son silicatos de alta "ure$a: con una te7tura
noralente se dosifcan al ;%Q "or "eso de ceH ento ( re
Anties"u antes
A*entes
e7"andidores
del
ceento
#ra*uado !e'ido a la +elocidad con
e"leados
Y Cloruro de sodio. Su 97ia dilatación se o'tieH ne al 1Q "or "eso de a*ua ( a concentraciones a(ores se o'tiene li*era contracción del ceento #ra*uado.
Y Cloruro de "otasio. Este "roducto: ade9s de ser un efciente esta'ili$ador de arcillas: al %Q "or "eso de a*ua de e$cla e7,i'e la isa dilatación
ente la tensión de la inter#ace: e+itando la #oraH ción de eulsiones esta'les ( el ,inc,aiento de las arcillas de la #oración. Todas las e7"ansiones de ceento o'tenidas con cloruro de sodio ( con cloruro de "otasio son conH troladas. As) no se "resentan a*rietaientos en el cuer"o del ceento.
Y Sul#ato de calcio an,idro solo o co'inado con cloH ruro de sodio. Se usa en la dilatación del ceento #ra*uado del ; al %Q "or "eso de ceento. Estas isas concentraciones co"leentadas con cloH ruro de sodio al 1Q "or "eso de a*ua: "ro"orcioH nan 97ia efciencia en la e7"ansión lineal. 9roblemas m1s trecuenSes con las cemenSaciones
Y a=a efciencia en el des"la$aiento:
Y Mi*ración *as
de
III. CEMENTACI.N PRIMARIA
Cómo o"fener la información del pozo Para lo*rar un 'uen desarrollo o"erati+o en cada una de las eta"as de la ceentación "riaria se de'en conocer conce"tos tBcnicos '9sicos del tea. As): es necesario adentrarse en tó"icos coo
Y Es"ecifcaciones de tu'er)as de re+estiiento TRF so de e"acadores en tu'er)as de e7"lotación.
La in#oración del "o$o se consi*ue de su e7"eH diente ( es la 'ase "ara dise6ar la sarta de la tu'er)a de re+estiiento "or ceentar. Con la in#oración del dise6o: el in*eniero de ca"o +erifca en el "o$o
e=orar la efciencia en la o"eH ración de ca"o: disinuir los "ro'leas
Y Re+isar es"ecifcaciones de los accesorios ti"o: arca: *rado: "eso ( di9etroF Y 2erifcar circulaciones ( reolo*)a del uido de control Y Re+isar "ro'a'les resistencias con la 'arrena. Y 2erifcar
La #unción "rinci"al de la ceentación de estas tuH 'er)as es aislar #oraciones no consolidadas ( e+iH
. Tie"o de circulación: "resión ( *asto . !i9etro de co'inaciones
Cemenfación de las diferenfes f#"erías de re+es/ mienfo Es i"ortante contar con un anual de "rocediienH tos o"erati+os
+emenSaci#n de Suberías revesSimienSo super. ticiales
de
tar la containación de antos acu)#eros no de los "ro'leas
Las 'a=as te"eraturas de la #oración "rolon*an los tie"os de #ra*uado del ceento ade9s: la irre*ularidad del a*u=ero "or condiciones del ti"o de #oración difculta durante la o"eración o'tener una efciente reoción del lodo.
+emenSaci#n de Suberías revesSimienSo inSerme. dias
de
Esta tu'er)a es necesaria "ara antener la inte*riH dad del "o$o al continuar la "er#oración "ara "roH #undi$arlo. Sus ran*os de di9etro +ar)an de - %KV a 1; ;KV ( su "ro#undidad de asentaiento +ar)a de ; a 4:- . Noralente es la sección 9s lar*a de las tu'er)as en el "o$o ( +an corridas ,asta la su"erfcie: "or lo cual los "re+entores se instalan en estas tu'er)as "ara "er#orar las si*uientes eta"as. Estas sartas *eneralente se e"lean "ara cuH 'rir $onas dB'iles
+emenSaci#n de Suberías revesSimienSo de e*plo. Saci#n
de
la lec,ada 'oH 'eando al "o$o ( el des"la$aiento de la isa.
La sarta de e7"lotación es el "ro"io "o$o ( la "roH #undidad de asentaiento de esta tu'er)a es uno de los "rinci"ales o'=eti+os.
0..El desarrollo de la resistencia a la co"resión a las ,oras
Esta tu'er)a sir+e "ara aislar los (aciientos de ,iH drocar'uros de uidos indesea'les: "ero de'en conH ser+ar la #oración "roductora aislada. Es: ta'iBn: el re+estiiento "rotector de la sarta de "roducción ( otros e
DE A1ORATORIO I2. DICE0O RECOMENDA/ CIONEC 2ENERAEC Dise3o la"oraforio
%
de
Todos los "rocediientos de "rue'as de la'oratoH rio son esta'lecidos "or el Aerican Petroleu Institute APIF en sus es"ecifcaciones S"ec 1: 1A ( 1 ( en #unción de la Norati+idad de Materiales
T#"ería cond#cfora Para la ceentación de la tu'er)a conductora los reH
Cuando ,a'laos del tie"o )nio necesario "ara la o"eración: consideraos el tie"o "ara ,acer la lec,ada 'o'eando al "o$o: a una +elocidad de e$clado de .% a .8% tonKin.: 9s el tie"o de des"la$aiento a un *asto oderado de 4 a % 'lK in. ( un #actor de se*uridad de 1 ,ora adicional. Coo se "uede o'ser+ar: a'os "ar9etros est9n )ntiaente li*ados "ues si controlaos el tie"o de 'o'eo: a=ustado al )nio necesario "ara e#ecH tuar con se*uridad el tra'a=o: auto9ticaente esH taos #a+oreciendo el desarrollo de la resistencia a la co"resión del ceento. Cuando se e"lea ceento clase G o es "osi'le
a*ua sola: con "iro#os#ato tetrasódico: o: en su caso: cual
T#"ería s#percial Para "er#orar la sección del "o$o donde se introduH cen las tu'er)as su"erfciales: se e"lean uidos de control con densidades 'a=as: de'ido a
1. La a(or densidad "osi'le sin "erder de +ista e+itar #racturar la #oración. Los silicatos de 'a=a *ra+edad es"ec)#ca "or naturaH le$a ( con alto re
0. El dise6o de esta lec,ada se a=usta a un +alor de fltrado. Para lo*rarlo se e"lea un a*ente conH trolador de fltrado es"ecial "ara lec,adas e7tenH didas: co'inado con un "orcenta=e 'a=o .0 Q de un a*ente uidi$ante
neXtoniano "ara con+ertirse en neXtoniano. Cuando sucede este #enóeno con lec,adas e7tendidas: se de'e auentar el "orcenta=e del a*ente e7tendedor o ca'iarlo "or otro
-. Por otro lado: la resistencia a la co"resión desaH rrollada "or esta e$cla no de'e tener +alores inH #eriores a los ;% J*sKc0: en un tie"o de 10 ,rs
de re"oso a las condiciones de #ondo. Este ceH ento cu're la a(or lon*itud de la tu'er)a
1. !ensidad noral: es decir se e"lea el rec a los 0 in. des"uBs de a*itarse en el consistóetro de "resión atos#Brica a condicioH nes a'ientales de "resión ( te"eratura. 0. Se re*ula el fltrado con un a*ente de control "ara lec,adas con densidad noral ( un dis"ersante a una concentración 'a=a del orden de .0 o .; Q "or "eso de ceento: 'a=o condiciones de teH "eratura de circulación de #ondo: "ara o'tener una e=or distri'ución del taa6o de "art)cula ( a(uH dar al a*ente de control de fltrado en su tra'a=o: as) se +uel+e i"erea'le el en=arre del ceento #orado. ;. !es"uBs de o'tener el +alor de fltrado deseado: se "rocede a e=orar la uide$ de la lec,ada se auenta un "oco el
"orcenta=e del a*ente dis"ersante: de tal anera:
4. El tie"o de 'o'eo de'e considerar DnicaenH te el tie"o de e$clado ( 'o'eo de este DltiH o ceento: a una +elocidad de 1 tonKin: 9s el tie"o de des"la$aiento al a(or *asto "osiH 'le sin #racturar la #oración ( un #actor de se*uH ridad 97io de 1,ora.
%. El contenido de a*ua li're de la lec,ada de'e tener: in+aria'leente: un +alor de c;: de'ido a
T#"ería infermedia En la "er#oración del a*u=ero en donde se introduH cen las tu'er)as interedias: ta'iBn se e"lean uidos de control de 'a=a densidad: del orden de 1.4 *rKc;: de'ido a
1. La densidad de 1.- *rKc; sin "erder de +ista la "osi'ilidad de lle*ar a #racturar la #oración (: "or otro lado:
El a*ente e7tendedor de lec,ada e"leado "ara disinuir la densidad "uede ser un silicato de 'a=a *ra+edad es"ec)fca "or naturale$a ( con alto reH
0. El dise6o de esta lec,ada es siilar al descrito anteriorente "ara tu'er)as su"erfciales: corresH "ondiente al ceento de 'a=a densidad.
3a se!unda lechada con2
1. !ensidad noral: es decir se e"lea el re
T#"ería e4plofación
de
En la a(or)a de los "o$os del sistea: la "riera tu'er)a de re+estiiento de e7"lotación ceentada es una tu'er)a corta de 8V de di9etro ( la se*unda es una tu'er)a corta de % ] A ; ] "* de di9etro. En la ceentación de estas tu'er)as de re+estiienH to se e"lean las si*uientes alternati+as de lec,ada 3echadas con densidad normal
H !ensidad. !e'ido a la "ro#undidad de asentaienH to de estas sartas: se re
H &luide$. Con el fltrado controlado: se "rocede a e=orar la uide$ de la lec,ada: auentando un "oco el "orcenta=e de uidi$ante a anera de reH ducir al 97io las "Brdidas de "resión "or #ricH ción durante el des"la$aiento en el es"acio anuH lar. Es i"ortante toar en consideración duranH te la "onderación de este "ar9etro:
H El contenido de a*ua li're de la lec,ada de'e tener sie"re un +alor de c;. El a*ua: al li'eH rarse de la lec,ada: es atra)da "or car*as electrost9ticas a las caras de la tu'er)a ( de la #orH ación. Tiende a ascender ( a dar lu*ar a la #oración alterna de "uentes de a*ua ( sólidos asentados: con desla+es (Ko icro anulares. Resistencia a la co"resión. Se de'en correr "rueH 'as de resistencia a la co"resión: con 'ase en el dise6o co"leto de la lec,ada: "ara sa'er en cu9nH to tie"o el ceento #ra*uado desarrolla su resisH
tencia a la co"resión ( as) "oder continuar en el "o$o con la "er#oración de la si*uiente eta"a o con las o"eraciones de terinación. En la "r9ctica se asuH e un +alor ace"ta'le de resistencia a la co"reH sión de ;% J*Kc0: coo )nio: "ara
de
alSa
H !ensidad. !e'ido a la "ro#undidad de asentaienH to de estas sartas: se re
"eso es"ec)fco
&luide$. Con el fltrado controlado: se "rocede a e=orar la uide$ de la lec,ada: auentando el "orcenta=e de uidi$ante a anera de reducir al 97io las "Brdidas de "resión "or #ricción duH rante el des"la$aiento en el es"acio anular. Es i"ortante considerar durante la "onderación de este "ar9etro:
El contenido de a*ua li're. La lec,ada de'e aniH #estar: in+aria'leente: un +alor de c; de a*ua li're: de'ido a
a*ua de la lec,ada es atra)da "or car*as ,idrost9ticas a las caras de la tu'er)a ( de la #orH ación. Tiende a ascender dando lu*ar a la #orH ación alterna de "uentes de a*ua ( sólidos asenH tados: con desla+es o icroanulares. Resistencia a la co"resión. Se de'en correr "rueH 'as de resistencia a la co"resión con el dise6o de la lec,ada co"leto: "ara sa'er en cuanto tie"o desarrolla el ceento #ra*uado: su resistencia a la co"resión ( as) "oder continuar en el "o$o con la "er#oración de la si*uiente eta"a o con las o"eraH ciones de la terinación del iso. En la "r9ctica se asue un +alor ace"ta'le de resistencia a la coH "resión de ;% J*Kc0: coo )nio: "ara
de
baja
!ensidad. !e'ido a la "ro#undidad de asentaienH to de estas sartas: se re
"ara e+itar la re*resión de la resisH tencia a la co"resión. La densidad se de'e a=usH tar entonces toando en consideración la "resenH cia del ;% Q de ,arina s)lica. En estos casos de disinución de densidad es "re#eri'le usar ,ariH na de s)lice alla ;0%: de'ido a
Tubo Conductor TR !" TR #$ $ % &"
TR ' ( % &"
TR )" TR Corta ("
&i*ura 8 Arre*lo t)"ico de las tu'er)as de re+estiiento.
Información ga"inefe
de
Coo se ,a encionando anteriorente la in#oraH ción es "arte esencial "ara una 'uena ceentación. La "laneación de *a'inete nos "erite "redecir el co"ortaiento ediante la siulación de la ceentación del "o$o. La in#oración
Y !efnir el o'=eti+o "articular de la o"eración Y Reco"ilar in#oración del "o$o Estado ec9nico istoria de "er#oración !ise6o de TR Meoria de c9lculoF Pro*raa de introducción de TR accesorios: coH 'inaciones: centradoresF Y Re*istro s Cali'ración ( des+iación con te"eratura de #onH do del a*u=ero In#oración litoló*ica
Y C9lculos corres"ondientes
Información la"oraforio
de
La in#oración '9sica de la'oratorio se refere a los dise6os de la lec,ada: en #unción de la tu'er)a
Ceento. !ise6o de lec,ada
Los ateriales utili$ados en la ceentación de las tuH 'er)as de re+estiiento son siilares a los e"leaH dos en las tu'er)as su"erfcial: interedia ( de e7"loH tación. stos de"enden de la tu'er)a
2. DICE0O 2A1INETE
DE
El dise6o de *a'inete de la ceentación inicia con el e"leo del "ro*raa de có"uto "ara e#ectuar el estudio reoló*ico de las lec,adas de ceento ( de los de9s uidos
*eoetr)a del anular entre tu'er)a re+estiiento: a*u=ero ( tu'er)a ceentada.
de (a
Cuando un dise6o
El sistea e#ectDa el an9lisis de es#uer$os a
El sistea indica cuando un *asto es tan alto
arc,i+o 'inario o incluirlos en la 'ase de datos: se*Dn lo estie con+eniente el usuario. Para cada "o$o es necesario e#ectuar el an9lisis del "roceso de la o"eración de ceentación "riaria: +ariando los "ar9etros #acti'les: coo es el caso del *asto: el dise6o de la lec,ada: densidad de lec,ada: las caracter)sticas reoló*icas del lodo: etc. a anera de "oder contar con +arias alternati+as ( seleccionar la
"resión de ceentación: "resión ,idrost9tica anular: "resión de #ricción en el anular: "resión ,idrost9tica en tu'er)a de re+estiiento: "resión de #ricción en el interior de la tu'er)a de re+estiiento: densidad e
del siulador de ceentaciones "riarias: se de'er9 consultar el Manual del >suario.
Procedimienfos de dise3o de ga"inefe O"fención de dafos Los datos
+aracSerísSicas del poo2 Ti"o de o"eración ! U !i9etro "roedio de a*u=ero: "*F U Pro#undidad del a*u=ero: F Te UTe"eratura est9tica de #ondo: \CF n*ulo de des+iación: en *rados con res"ecto a la +ertical Punto de des+iación: F Mani#estación de u=o de a*ua dulce: salada: sul#urosa: *as: aceite: a la "ro#undidad de: F PBrdida de circulación: oderada: "arcial: total: a la "ro#undidad de F q#c U !ensidad de control: *rKc F q U !ensidad e
+aracSerísSicas de la Subería &ue se va a cemenSar !U !i9etro "*F GrUGrado ^U Peso: l'K"ieF @a"ata ti"o a la "ro#undidad: F Co"le ti"o a la "ro#undidad: F
Centradores cantidad: arca: dis"osición en las $onas de interBs. Co"le de ceentación Dlti"le a la "ro#undidad de F: arca. Col*ador T.R. corta a la "ro#undidad de F: Marca. Conector co"leento de T.R. corta: taa6o: "ro#undidad F ! TP U !i9etro de tu'er)a de "er#oración "*F: "eso l'K"ieF %ubería anSerior !U!i9etro "*F GrUGrado ^UPeso l'K"ieF UPro#undidad F ; +aracSerísSicas del tluido de pertoraci#n ase del uido q U !ensidad *rKc;F 2iscosidad c"F Punto de cedencia l'K1 "ies0F
In#oración adicional Cia del ceento F @onas de interBs locali$adas F !eterinación de las 'o'as "ara e#ectuar el
des"la$aiento las del e
Con la ca"acidad del es"acio anular entre tu'er)a de re+estiiento ( a*u=ero "or unidad de lon*itud o cual
ObSenci#n del di1meSro promedio del a!ujero El di9etro "roedio del a*u=ero se defne "or edio de un re*istro de cali'ración reciente del "o$o
Volumen = Capacidad X *Æ * m
En los casos en donde se a"li
=%6CP$D
+1lculo del volumen de lechada necesario para la operaci#n de cemenSaci#n primaria
El +oluen de la lec,ada es una #unción directa de la *eoetr)a del "o$o: del di9etro de la tu'er)a
[
]
*
= E3S3(>3> FDB$?(%? 7 *
9*
× 8%DG(B> $DB?$ %S6$ H I3S3B3 P
En uc,os casos: el ceento cu're toda la lon*itud del a*u=ero ( un trasla"e entre la tu'er)a "or ceentar ( la Dltia tu'er)a ceentada: coo es el caso de la ceentación de tu'er)as de re+estiiento cortas. AlH *unas tu'er)as su"erfciales se ceentan ,asta la suH "erfcie otras su"erfciales e interedias se ceenH tan en "arte de la lon*itud entre tu'er)as. En estos casos el +oluen de lec,ada entre tu'er)as: se de'e calcular con el di9etro interior de la tu'er)a ceentada con anterioridad ( el di9etro e7terior de la tu'er)a "or ceentar: con la si*uiente #orula =%6P$D
2 1KB 7C!% Volumen = 0*7,9 × D2 JGCM$?% − D × h
× Longitud a cubrir m
= E3S3(>3>
6B
$DB?$ B!$?t3
P
× 8%DG(BC> 3 C!?(? P
El +oluen sua de de lec,ada "or e"lear es la En el caso de otra tu'er)a ceentada con anterioriH dad en la sección
ceentada ( el di9etro e7terno de la tu'er)a "or ceentar ( as) calcular el +oluen coH rres"ondiente a esta "arte. La ecuación diensional est9 en #unción del sisteH a de unidades
los +olDenes calculados: se*Dn el caso. "etinici#n de la densidad de la lechada
La densidad de la lec,ada de'e ser: in+aria'leenH te: un "oco a(or
La di#erencia de densidades entre la lec,ada de ceH ento ( el uido de "er#oración *eneralente est9 en el orden de .1 a .4 *rKc;.
Cálc#lo de cemenfo5 ag#a $ adi+os La cantidad de ceento idónea "ara o'tener el +oH luen de lec,ada necesario: se calcula so're la 'ase del rendiiento
0J719FJ8
JL,J
*G
91.MF0F1.72
6B
6B 03%
E101.72 E8J:1 N NJ9F.J M1 :F8FE1 :,0J M1 JL,J :,0J 727J8
Ta'la ;
!e este 'alance de ateriales se des"renden los siH *uientes "ar9etros
Densidad = Pes o Volumen
=
=*9kg
=.*= gr 8
cm
-,*-l t
Rendiiento 4.4 ltKsaco A*ua U 0ltKsc
Cálc#lo del maferiales
re-#erimienfo
de
Su"oniendo
A*ua de e$cla U 1:- sacos 7 0- ltKsaco U 4:;- ltU 4.;- ; Asuiendo
Su"oniendo
E"leando los datos de la lec,ada a usar: deteriH nados en el 'alance de ateriales se tiene
El o'=eti+o "rinci"al de e"lear un #rente la+ador es dis"ersar el lodo de "er#oración del es"acio anular. Para lo*rarlo se incor"ora al u=o el uido oculado
+Om*sacos de*cemento =
%endimiento lt8saco
= =0F000 lt = .F,:0 -,*- lt 8saco sacos
Peso de ceento U 1:- sacos 7 % J*.Ksaco U -;: J* U -; ton. arina s)lica 1:- sacos 7 18.% J*.Ksaco U ;0:%% J* U ;0.%% ton
no se centra la tu'er)a
de ceento: (a
Los #rentes la+adores son uidos neXtonianos
Los #rentes se"aradores *eneralente tienen un co"ortaiento de uidos no neXtonianos siilaH res a las lec,adas de ceento. Su +iscosidad es una #unción de la +elocidad de corte ( ta'iBn del esH #uer$o cortante.
Muc,os de los es"aciadores o se"aradores entran en u=o tur'ulento a +elocidades de 'o'eo enoH res
9é!imen de bombeo de la lechada de cemenSo du. ranSe su desplaamienSo al espacio anular !e acuerdo con los estudios reoló*icos de in+estiH *ación tendientes a e=orar la efciencia del des"laH $aiento del uido de "er#oración del es"acio anuH lar: los #rentes la+adorHse"arador ( las lec,adas de ceento de'en estar en rB*ien tur'ulento. En donH de no sea "osi'le
lo*rarlo: de'ido a la *eoetr)a del "o$o: di9etro de la tu'er)a o al l)ite de "resión de #ractura de la #oración: se de'e des"la$ar al a(or *asto "osi'le. Ta'iBn se ,a esta'lecido en las in+esti*aciones reoló*icas
"ar9etros
M
7
= =
M(iP$B?%
$KB$?D% >$ 63 BC!$?t3
3 $P$DB3?
SC6G
=
!6
L30B% #%6CPpB?(%
-
= =
P(DCB%
=$6%(>3> S?%P$>(% 6(D$36
6!
M$D0(>3> >$6 46C(>%
S($0 0$G
P303
G36
La "Brdida de "resión de'ida a la #ricción se calcula con la si*uiente #orula 2 4ρ8= ∆ = 0*0,79
M1
×θ
γ = Velocidad de corteF −.
s 4 = Velocidad del viscosímetro en rpm
τ = 14$?I% %?B3DB$ 6!4 8 S($
2
=D −D D
M1
N
SG
S
= >(iP*
Q(>?iC6(% $D $6 3DC63?
= >(iP*
>$6 3GM * % (DB* >$ B!* $KB
M
7
=
8
=
23B%? >$ 4?((yD >$ 23DD(DG
3>(P$D0(%D36
8%DG(BC> $D $6 3DC63? S%? $P$DB3? S($0
=
Ta'la de corres"ondencia de +alores de n_ ( el NDH ero de Re(nolds Cr)tico "ara uidos en Le( de PoH
SG
M
9$ G$D
7p?>(>3 >$ S?$0(yD S%? 4?((yD 6! 4C$?I3 SC6G
N
1
.
>%D>$ 4
θ = 8$B?3 >$6 #(%tP$B?% $D G?3>% (DB?P$DB%
!ond e
.:
4 =
= >(iP*
tencia.
$KB* >$ B!* S%?
$P$DB3? SG
Co"ortaiento en le( de "otencia Cuando la lec,ada tiene un co"ortaiento coo Le( de Potencia: la e=or l)nea recta de'er9 ser traH $ada a tra+Bs de los "untos de los datos calculados en la *r9fca lo*ar)tica: de la +elocidad de corte contra el es#uer$o cortante. Par9etros ηRF κR *enerali$ados
%an'o de nT de 0*=9 0*,9 0*79 0*:9 0*99 0*-9 0*9 0*29 0*00
A . 0*=0*,0*70*:0*90*-0*0*2-
+o* %eynolds Crít* F000 F.00 F200 F00 F-00 F900 F:00 F700 F,00
ηR=η η
*
R
*
=
G
η + .
Ta'la 4.
-η M%D>$
Gasto de 'o'eo )nio "ara estar en rB*ien turH 'ulento
η = D>($ >$ %PS%?B3P($DB% >$ 46M% 3>(P$D(%D36
η R = 7p?P(D% G$D$?36(I3>% R *
3>(P$D(%D36 ηR
2
= 7p?P(D% G$D$?36(I3>% $D 6! 4$?I3 $G 8 S($
* G K (DB$?$S(yD
2
2
. *
9$ ?(B
(=:
R
8
M1
* D>($ >$ %D0(0B$D(3 >$6 46C(>% F!P $G S($
[
>%D>$
)
ηR
.
2−η R
-P(D =
0*09,2,1 M
N
− M 7
.*,:ρ
G 3B%? >$ BB$ ,D(#$?36 $D F!PS($ F!4$?I3 $G
-P(D
.
NDero de Re(nolds 2−η R
.
=
*
R1=: 8
M1
3663? = 3D>% 63 $3(yD (G($DB$ -
=
= .7*.:
×
1 M N − M 2
2
9$ ?(B
+omporSamienSo en pl1sSico Bin!ham
ρη R
.0,: =
9$ G$D
= L3B% >$ !%P!$% PtD(P% S3?3 46M% B?!6$DB% !6 P(DB% = .UP$?% >$ 9$HD%6> E?tB(% G$D$?36(I3>% 3>(P$D(%D36
M%D>$
. 9$ G$D
= .UP$?% >$ 9$HD%6> G$D$?36(I3>% 3>(P$D(%D36
Cuando la lec,ada tiene un co"ortaiento coo un "l9stico de in*,a: la e=or l)nea de'e ser tra$ada a tra+Bs de los "untos de los datos en la *r9fca lineal de la +elocidad de corte contra el es#uer$o cortante.
!e'e o'tenerse la "endiente ( la interce"tación de la l)nea a la +elocidad de corte i*ual a cero. El cruce de la l)nea es el es#uer$o cortante de cedencia de la lec,ada: la "endiente de la l)nea es usada "ara calH cular la +iscosidad "l9stica de la lec,ada "or edio de la si*uiente relación
η = g ×
O de la isa *r9fca distin*uiendo las $onas en #unción del NDero de Re(nolds. El NDero de Re(nolds Cr)tico se lee en la *r9fca en el "unto de intersección coo se indicó con anH terioridad. El *asto )nio "ara o'tener u=o tur'ulento se deH terina con la si*uiente relación
1 pendiente
donde
+1lculo del Siempo de desplaamienSo de la lechada
η = Viscosidad ptástica, ..... tbm/pie.seg 4úmero de 5edsSrom
El NDero de Re(nolds ( el NDero de edstro son defnidos "or las si*uientes relaciones R
= 0*:2-
. %e
τ
= .*:7.-
.
η2 M
H
ρ
1
>%D>$ . 9$ .UP$?% >$ 9$HD%6> S3?3 S6i0B(%0 <(DGQ3P =
. N$ .UP$?% >$ N$>0B?%P =
104C$?I% %?B3DB$ >$ $>$D(3
H
τ
P
3>(P$D0(%D36
3>(P$D0(%D36
η = VP = .*9 (θ
donde
= 0 *0=-,
)
R %e *?(B η
ρ
***** bl 8 min
Q V
=
Capacida d
esp * anular
donde V Velocidad en el anular... pies/minuto Capacidad en el espacio anular... bl/pie
N$
=
P(D
− D N
M1=ρ
η2
H
Q
( D
= PC = θ
2
Para o'tener el tie"o de des"la$aiento de la lec,ada al es"acio anular: se "rocede a calcular el +oluen de la tu'er)a de re+estiiento
6! 4C$?I3 S($ 00
− θ .00 )
00
−V
PC U Punto de Cedencia........ l'#K1 "ie0F 2PU 2iscosidad Pl9stica en..... c" F +1lculo de la pérdida de presi#n por tricci#n
En la *r9fca
la $a"ata. El +oluen deterinado "or des"la$ar se ane=a *eneralente en unidades in*lesas de caH "o 'arriles un 'arrilU1%- litrosF: "ara #acilitar el c9lculo ( la o"eración: (a
ƒ
.:
R %e*
'arriles de 1 o 1 'arriles "or ca=aF ( las ta'las de +olDenes ane=an 'lK"ie: ;K ( el *asto +oluBtrico de las 'o'as se ane=a en 'l Kin. Por lo tanto: el tie"o de des"la$aiento de la lec,ada se o'tiene de la si*uiente relación "eSerminaci#n del Siempo de tra!uado Tde*plazamiento+ ,olumen de t-rbl%.-bl%min-
donde
T+tiempo de de*plazamiento -----minuto*-
El tie"o de #ra*uado se de'e a=ustar e"leando un a*ente retardador o un acelerador de"endiendo del tie"o necesario "ara e#ectuar la o"eración co"leta de ceentación:
da de e$cla seca "or inuto: en todas las ceentaciones "riarias: e7ce"to la ceentación de la tu'er)a conductora donde la +elocidad de e$H clado es de .% a .8% toneladas "or inuto el tieH "o "ara soltar el ta"ón cie*o de li"ie$a ( el tieH "o "ara e#ectuar el des"la$aiento al *asto de 'oH 'eo deterinado en el an9lisis ,idr9ulico: 9s un #actor de se*uridad de una a una ( edia ,oras: de'ido a la +ariación en la res"uesta
(diSivos para el conSrol de a!ua libre Los "rinci"ales a*entes de control de a*ua li're son aditi+os cu(o o'=eti+o "rinci"al no es el conH trol del a*ua li're. ActDan adicionando a*ua a sus olBculas: coo una de sus caracter)sticas de co"ortaiento en las lec,adas de ceento: con lo cual e+itan
contrarresta el a*enH fltrado.
te de control de
En *eneral: cuando se dise6an las lec,adas "ara las ceentaciones "riarias: se de'e tener un +alor de a*ua li're de c; "ero cuando se trata de la ceentación de a*u=eros des+iados u ,ori$ontales: se de'e tener es"ecial atención a los #enóenos de asentaiento de sólidos ( li'eración de a*ua
(diSivos para el conSrol de tilSrado Cuando las lec,adas son e7"uestas a "resión duH rante el des"la$aiento a $onas "erea'les: ocuH rre un "roceso de fltrado la #ase acuosa esca"a de la lec,ada a tra+Bs de los "oros de la #oración: lo
*ranulares fnaente di+ididos ( "ol)eros solu'les en a*ua. Los a*entes de control de fltrado tra'a=an con=untaH ente con los dis"ersantes. E#ectDan una distri'uH ción ,oo*Bnea de las "art)culas sólidas: disinuH (en el "orcenta=e de a*ente de control de fltrado necesario "ara o'tener el +alor de fltrado deseado: con res"ecto a cuando se utili$a sólo el a*ente de control de fltrado.
(diSivos dispersanSes de la lechada de cemenSo Las lec,adas de ceento son sus"ensiones altaH ente concentradas de "art)culas sólidas en a*ua: ,asta con un 8 Q de contenido de sólidos. La reolo*)a de estas sus"ensiones est9 relacionada con la reolo*)a del l)
su"erfcie del sólido. Los dis"ersantes del ceento a=ustan las car*as su"erfciales de las "art)culas sóH lidas "ara o'tener las "ro"iedades reoló*icas de las lec,adas deseadas. Los dis"ersantes del ceento 9s counes son los sul#onatos "oliBricos
(diSivos de conSrol de Siempo de espesamienSo Los a*entes retardadores del #ra*uado del ceenH to: al i*ual
cloruro
de
Los retardadores del tie"o de es"esaiento se claH sifcan en or*9nicos e inor*9nicos Bstos a su +e$ en de alta: edia ( 'a=a te"eratura de tra'a=o. Los retardadores del tie"o de es"esaiento 9s coDnente e"leados son
Li*nosul#onatos 9cidos de calcio ( de sodio Crooli*nosul#onatos de calcio idro7icar'o7il celulosa 9cida Co"uestos sac9ridos Co"uestos deri+ados de la celulosa Co"uestos or*ano#os#onatos Sales del 9cido #os#órico cido 'órico Sales del 9cido uor,)drico /7ido de $inc /7ido de "loo Sie"re de'en +erifcarse en el la'oratorio los "ar9etros reoló*icos: el +alor de fltrado: es"esor de en=arre: a*ua li're: su tie"o de es"esaiento ( su resistencia a la co"resión: a las : 10 ( 04 ,oras 'a=o condiciones de "resión ( te"eratura de los dise6os de lec,ada "ro"uestos "ara cual
Veriticaci#n de la resisSencia a la compresi#n de los dise$os ideados de las lechadas
En cuanto a los dise6os de lec,ada
1:% "si 1%.- J*Kc0F a las ,oras de curado a 14\& -\CF ( "resión atos#Brica En cuanto a la resistencia a la co"resión
tura est9tica *eneralente resistencia a la dentro de las curado.
de #ondo del "o$o: se es"era
In#oración dis"oni'le
En el la'oratorio: las cBdulas de 'o'eo +ienen elaH 'oradas en las Noras API SPEC 1 ( dentro de BsH tas las diri*idas a la ceentación "riaria de tu'eH r)as corridas ,asta la su"erfcie son de la 1* a la 11*: con las si*uientes caracter)sticas +édulas bombeo
EeM,8J .%
iento su"erfcial. Para deterinar su "eso se toH an en cuenta los si*uientes "ar9etros
!ensidad del &luido de Control
q#c
; *rKc F
!ensidad del Aceroac q U 8.% *rKc;F !ensidad del Ceento *rKc;F qc
Grado de la Tu'er)a Gr cBdula de 'o'eo "or el sistea ( trans"ortada a la #ora *r9fca "ara a(or inter"retación.
de +1lculos¸ t#rmulas procedimienSos 92 P
91:FV.
L9JM
EF9E 2.M2 S(
7190
710 EF9E 2.M2 W
.'
09
.F000
W 0*=
S
2'
:.0
.F900
0*=
'
.F220
2F:00
0*=
==
-'
.F,0
F=00
0*=
..2
9'
2F--0
9F200
.*.
.2=
:'
F090
7F900
.*.
.-:
7'
F::0
.0F200
.*
.,9
,'
-F270
.F-00
.*
2.9
='
-F,,0
.:F.00
.*
2-9
.0'
9F-=0
.,F,00
.*9
0,
..'
:F.00
22F000
.*9
-,
,0 ,=
Ta'la %
Cuando se +a a e#ectuar una ceentación "riaria a "ro#undidad a(or de -:1 : se de'er9 ela'oH rar la cBdula de 'o'eo corres"ondiente. Se deH 'en toar en cuenta la nue+a "ro#undidad: la teH "eratura est9tica de #ondo edida ( la "resión ,idrost9tica en el #ondo: e=ercida "or el uido de control ( "resión de 'o'a. En el ca"o: el sistea co"utari$ado ela'ora una cBdula de 'o'eo de la secuencia de la o"eración: narrando cada inuto o cada dos inutos las conH diciones
/
C9lculos de la o"eración de una tu'er)a de re+estiH
Peso de la Tu'er)a ^ TR l'K"ieF Lon*itud de cada *rado de la tu'er)a F LTR Ca"acidad de la tu'er)a de re+estiiento CTR ltKF H In#oración "or calcular
&& U 1H q#c K qac Y Peso teórico de la tu'er)a ^ TF. Para el c9lculo se e"lea la si*uiente ecuación ^ T U LTR ` ;.0 ` ^ TRF K 0.0 J* F
&actor de &lotación
Si se tienen tu'er)as de di#erente "eso: Bste se de'e calcular "or secciones.
&& Peso Teórico de la tu'er)a ^ T l'F Peso &)sico de la tu'er)a ^& l'F 2oluen de la lec,ada 2lc ltF 2oluen de a*ua de e$cla 2a ltF 2oluen de des"la$aiento 2d ltF Tie"o de des"la$aiento T inF Gasto de des"la$aiento [ ltKe'F Presión di#erencial Pdi# J*Kc 0F
Y Peso #)sico de la tu'er)a ^ & F. ste se o'tiene de ulti"licar el "eso teórico "or el #actor de otaH ción. ^& U ^ T` && Y 2oluen de lec,ada 2Lc F se a"lica la si*uiente ecuación
&actor de otación & &F. Este #actor se calcula de acuerdo con la si*uiente ecuación
2LCU ceento tonF ` 0 ` rendiiento ltKscF ltF Para el c9lculo del +oluen de a*ua re
Para el c9lculo del +oluen de des"la$aiento 2d F se toan en cuenta las di#erentes ca"acidades de la TR ( se utili$a la si*uiente ecuación
2d U CTR ` LTR lt F donde: CTR H ca"acidad de la TR ltK F LTR H Lon*itud de la TR ,asta el co"le otador F Coo el +oluen
Presión di#erencial. Se defne coo la di#erencia de densidades del uido de control ( el ceento: desde el co"le ,asta la altura 97ia
T U 2dK[`e"`E#F in F donde: [ H *asto ltKe' F e" H nDero de e'oladas "or inuto E# H Efciencia Q F Este c9lculo de"ende del ti"o de 'o'a del e
[ U .;-0 F !c0FL+F ltKe'F Si es una 'o'a dD"le7: "ara el c9lculo se utili$a la si*uiente ecuación
[ U .0%8% 0 !c0H !+0 F L+F !c H di9etro de la caisa "* F L+ H lon*itud del +9sta*o "* F !+ H di9etro del +9sta*o "* F
donde:
Con estas ecuaciones se calculan di#erentes tieH "os de des"la$aiento ( se *enera una ta'la en donH de se eli*e el *asto "ara des"la$ar toando en cuenH ta el enor tie"o "osi'le ( la "resión 97ia de des"la$aiento.
Este tie"o de'e considera rse cuidados aente en las tu'er)as su"erfcia les: "rinci"al ente en
las de 1-V: 1; ;KV ( - %KV "ara +erifcar el +ia=e del ta"ón des"la$a dor ( antes de
lle*ue al co"le 'a=ar el *asto de des"la$ai ento "ara e+itar
enH to de TR. La tu'er)a de 0V actualente no "resenta
L CoCOpP hzc
Vzc
lEe
6APATA
este "ro'lea (a
&i*ura .
Zapata
Si se utili$a ceento con di#erentes densidades: la "resión di#erencial se calcula "or secciones ( la "reH sión di#erencial total ser9 la sua de Bstas. Esta "reH sión di#erencial nos "ro"orciona un "unto de re#eH rencia "ara sa'er si el des"la$aiento de la lec,ada es noral o si se "resenta al*una anoal)a durante o al fnal de la o"eración. 9resi#n m1*ima de desplaamienSo. Sir+e coo "unto de re#erencia "ara e+itar so're"asar el +oH luen necesario. "ara
donde: RTR T H resistencia a la tensión de la TR l'F &GH #actor de se*uridad AiTRH 9rea interior de la TR "*0F ^& U "eso #)sico de la TR l'F Si se tienen di#erentes *rados de tu'er)a: se calH cula "or secciones la "resión 97ia se toa coo "unto de re#erencia la de enor resistencia a la tensión si la "resión 97ia de des"la$aienH to es a(or. 9unSo de e&uilibrio de la presi#n diterencial o hidrosS1Sica. Este "unto se alcan$a cuando el ceH ento dió +uelta en la $a"ata ( se tiene la isa altura en el es"acio anular ( el interior de la TR de"endiendo de la densidad de la lec,ada. Nos sir+e "ara co"arar el tie"o calculado de desH "la$aiento con el real en #ora a"ro7iadaF. Si se tienen antecedentes de "Brdida: se recoH ienda reducir el rito de des"la$aiento "ara e+itar un increento de la "resión en el es"acio anular e inducir la "Brdida de circulación:
lo
LTP H lon*itud de la tu'er)a de "er#oración F CTP H ca"acidad de la tu'er)a de "er#oración ltKF !e i*ual anera se calcula la "resión di#erencial con la si*uiente ecuación &C U P97 ` AES l'F donde: &C U #uer$a
Y Se calcula el "eso de la sarta con la si*uiente ecuaH ción Y ^S U ^TR W ^TP l' F donde: ^SH "eso de la sarta l'F ^TR H "eso de la TR l'F ^TP H "eso de la tu'er)a de "er#oración l' F Los "esos de la TR ( TP se calculan teórica ( #)sicaente otadaF antes: durante ( des"uBs de la o"eración.
Calcular el +oluen de lec,ada de acuerdo al diH se6o as) coo el c9lculo del uido de des"la$aH iento. El c9lculo se ,ace "or se"arado (a
P 24
2T
2; 20
2TR
Car*a 97ia al cola"so del col*ador CcF: Cc U RTRc ` &Cc l'sF donde RTRc H Resistencia al cola"so de la TR ceentada. &Cc H &actor de ca"acidad del col*ador al cola"so. Car*a 97ia
!e acuerdo con estos c9lculos: la car*a 97ia al cola"so ( la "resión interna de la TR ceentada deH 'en ser a(ores
sión interna ( la resisitencia al cola"so del con=unto col*ador: ( de acuerdo con los +alores o'tenidos: se tra'a=ar9 con la "resión )nia calculada "ara e+itar da6os a la tu'er)a de re+estiiento o al conH =unto col*ador. Para el c9lculo de estos "ar9etros: se utili$an las ecuaciones (a estudiadas en el c9lculo de una TR corrida. Calcular el "unto de e
Procedimienfos opera+os En el desarrollo o"erati+o de una ceentación de tu'er)as su"erfciales de 0V: 1-V: 1; ;KV ( - %KV: APF. Y Colocar en las "resas de lodo los ni+eles: "ara
un *asto alto: ( descar*ar sD'itaente "ara +erifcar el e
testi*o "ara: "or di#erencial: detecH tar el "unto "or donde se estB circulando. Y o'ear el #uido es"aciador
los recortes en sus"ensión
El "rocediiento de o"eración "ara una TR de 0V: cuando se utili$a la ,erraienta sta'Hin: difere un "oco con res"ecto al encionando anteriorente. La secuencia es la si*uiente
Y Reali$ar una =unta de se*uridad con "ersonal in+olucrado en la o"eración Y Meter TR a "ro#undidad "ro*raada: circular "ara acondicionar lodo ( +erifcar la reolo*)a del iso: e#ectuar a=uste de la TR e instalar el "iso #also: eter sta'Hin enc,u#arseF ( ro"er circulación. Nota !urante la o"eración se "uede re"resionar el es"acio anular entre TR ( TP "ara e+itar un cola"so de la TR ( una "osi'le counicación de la ,erraH ienta sta'Hin. Otra tBcnica es 'o'ear un +oluH en de lodo "esado entre el es"acio anular de TR ( TP antes de la o"eración "ara *enerar una "resión di#erencial de % "si ( cu"lir con el o'=eti+o anH tes encionado.
Y Circular +erifcando e#ecti+idad de la ,erraienH ta sta'Hin con "resión ( *asto si durante el desaH rrollo de la o"eración se o'ser+a una recu"eraH ción
en el indicador de "eso: esto ser9 de'ido al #actor de otación de la TR. Este e#ecto se "roduH ce cuando sale la lec,ada de ceento al es"acio anular. Y Re+isar la ca'e$a de ceentar ( colocar el ta"ón de des"la$aiento: instalar la ca'e$a de ceenH tar ( las l)neas de in(ección. Y o'ear el #rente la+ador: +erifcar circulación ( "ro'ar el enidad de Alta Presión >APF: des"la$ar +oluen de TP: ,asta alcan$ar "resión fnal: 'oH 'ear un +oluen de ; 'ls de a*ua dulce "ara deH =ar la ,erraienta sta'Hin en seno de a*ua ( no con ceento "ara ase*urar la recu"eración de la isa. Y Pro'ar nue+aente el e
Si se 'o'eó el +oluen de lodo "esado en el esH "acio anular: desenc,u#ar ,erraienta sta'Hin ( saH carla a su"erfcie. En caso de no tener este +oluen "esado: es"erar a "o$o cerrado el tie"o necesario de acuerdo con la resistencia co"resi+a del ceenH to "ara "oder desconectar la ,erraienta sta'Hin ( sacar a su"erfcie. Si ,a'laos de la ceentación de una TR de e7"loH tación: el "rocediiento o"erati+o es el si*uiente (nclaje de %9
Y Reali$ar una =unta de se*uridad con el "ersonal o"erati+o. Y Pro'ar las cone7iones su"erfciales con las "reH siones de tra'a=o. Y >na +e$ lle*ada la TR a la "ro#undidad "ro*raaH da: +erifcar con circulación el "eso de la sarta suH 'iBndola ( 'a=9ndola. Tocar #ondo con "eso se reH coienda el ;Q del "eso de la TRF: colocar arH cas antes ( des"uBs de car*ar "eso. En este la"so se circula "ara acondicionar lodo +erifcando "roH "iedades reoló*icas: "osi'les *asifcaciones: la entrada ( la salida del iso al "o$o. Y En el tie"o de circulación: re+isar la ca'e$a de ceentar: +erifcar
#a'riH cante ( de la cali'ración
*ando de % a 1 tons. de "eso de TP. Para +erifcar el ancla=e: *irar la TP a la derec,a "ara soltar. Y Para co"ro'ar si soltó: le+antar una lon*itud enor a la lon*itud del a*ui=ón o andrill de sellos ( o'ser+ar el "eso de la TP en el indicaH dor de "eso. Posteriorente se car*a "eso a la TR de acuerdo con los c9lculos descritos anteH riorente. Y Conectar l)neas de in(ección ( e#ectuar "re"aratiH +os reali$ando "rue'as de co"ati'ilidad de lodoH #rentes la+ador ( se"aradorHceento.
"esarrollo operaSivo #rente la+ador +erifcar Y o'ear circulación ( "reH sión di#erencialF ( es"aciador. Y o'ear lec,ada de ceento de acuerdo con la cBdula de 'o'eo +erifcar constanteente "reH sión: circulación ( "eso de TRF: recu"erar uesH tras de ceento ( a*ua de e$cla. Y Soltar ta"ón sólido: sacando el "erno . Y !es"la$ar la lec,ada. A
*asto de 'oH 'eo "ara "oder +er este aco"laiento. Si no se alH can$ara "resión fnal lle*ada del ta"ón al co"le de retenciónF con el +oluen calculado: no se de'e de so'redes"la$ar (a
%uberías de revesSimienSo corSas ,liner- Cuando se trata de ceentaciones de tu'er)as corH
tas de e7"lotación 8"* o %"*F: noralente se utiH li$a un e"acador "eranente
Y Reali$ar una =unta de se*uridad con el "ersonal o"erati+o. Y Pro'ar las cone7iones del e
ta"ones "ara e+itar la contaH inación del +oluen "e
de'er9 de acti+arse antes de es"erar #ra*uado. Para efecf#ar la cemenfación de complemenfos de TR5 se sig#e esfe procedimienfo opera+o7 Y E#ectuar =unta de se*uridad. Y Ro"er circulación: +erifcar *asto ( "resión. Y Enc,u#ar tieH'acJ en la caisa soltadora CH0F ( "ro'ar la e#ecti+idad de los sellos con una "reH sión de ;%H8 J*Kc0 9s
este caso: lo con+eniente es le+antar el tieH 'acJ ( circular "ara li"iar la $ona ( rotar la TR "ara ca'iar de "osición los sellos ( +ol+er a enc,u#arse. Esto: a +eces: da 'uenos resultados en caso conH trario de=ar el "o$o re"resionado al terinar la o"eración. Y Instalar la ca'e$a de ceentar ( las cone7iones su"erfciales "ro'9ndolas con la "resión 97ia de o"eración. Y Soltar ta"ón li"iador: 'o'ear #rente la+ador ( "ro'ar el e
arri'a de la 'oca del liner. Se di#erencia de una ceentación de co"leento "or
su"erfcie T.C.
;8 ,
0
TR 0__
$a"ata 0__
-1
a*u=ero 1 __ TR 1; ;K __
E8emplo s
, 1
co"le 1; ;K
!e acuerdo con lo e7"uesto en este ca")tulo: lo esenH cial "ara el estudiante es contar con e=e"los "r9cH ticos de las o"eraciones
1-0.%1 V
$a"ata 1;
;
, 1-%
O
KV
E=e"lo 1 Po$o Escuintle 01 Pro*raa Ceentar la tu'er)a de re+estiiento suH "erfcial de 1; ;K de di9etro e7terior a una "ro#unH didad de 1-% con cia de ceento a su"erfcie Estado ec9nico !ensidad del lodo 1.% *rKc
.-8
1-0 t TR 1; ;K CN: PH11: 88 l'K"ie 1 -0-.%1 !atos calculados u o'tenidos de ta'las CA! 1 ltK
U
1-4.0
U
1%.;
;
o'a tr)"le7 U 8710 !istri'ución de TR $a"ata *u)a 1; ;K CN: TACH11: 88 l'K"ie: .;4 0 t TR 1; ;K CN PH11: 88 l'K"ie 00.%1
co"le di#. 1; ;K CN: TACH11
CTR 0: -4 l'K"ie ltK
&i*ura 1 Arre*lo del "o$o Escuintle 01.
!TR 1; ;K: 88 l'K"ie
U
-.- ltK
C9lculo del +oluen de lec,ada 2LCF ( cantidad de ceento CEA1 U CA! 1 b !TR 1; ;KF U 1-4.0 b -.-
U -4.8 ltK en donde !TR H des"la$aiento de TR CA! U ca"acidad a*u=ero descu'ierto CEA1 U ca"acidad es"acio anular entre a*u=ero desH cu'ierto 1 ( TR 1; ;K
U 8;.- ltK
CEA0 U ca"acidad es"acio anular entre TR 0 ( TR 1; ;K
CEA0 U CTR 0 b !TR 1; ;KF CTR 1; ;K: 88 l'K"ie ltK
U 1%.; b -.-
U
8-.0
2L U W W 2C@ C 2EA1 2EA0
2C@ U CTR 1; ;KF ,O
U 4-0:4--.%8 l's "or el #actor de con+ersión "ara tenerlo en tons: ( suH ando el "eso del *anc,o:
U 8-.0 7 0;.%F U 18-.% lt 2EA1U CEA1F ,1
^ TR U 18-. tons W U 18 Ton
U 8;.- ` 10%-
Para el c9lculo del +oluen de lec,ada 2LCF ( a*ua 2a*uaF: teneos
U -0--0.4 lt
2LC1 H;- sc ` %-.8 ltKscFK1%- U 104. 'ls U ;- sc ` 4. ltKscFK1%- U -04. 'ls 2a*ua 1 U sc ` ;. ltKscFK1%- U 1-1 'ls 2LC0 U sc ` 00. ltKscFK1%- U 111 'ls
2EA0U CEA0F ,0 U -4.8 ` --1
U -%4;8.8 lt
2a*ua 0
2LC U 1%-%.8 lt
2 U 2 W 2 U 148% 'l U 0;4 %0% lt LC
LC 0
LC1
Por +ariación al cali'rar el a*u=ero: se adiciona un 4-.8 Q de lec,ada de ceento: de donde resulta
El c9lculo del +oluen de des"la$aiento es:
CTR 1; ;K: 88 li'K"ie U 8- ltK +alor o'tenido de ta'las o "or la si*. #órula
2LC U 1%-%.8 ` 1.4-8 U 0;4%%0.; lt
CTRU.%-8!in 0 F ltKF.
Se utili$an 0 ti"os de lec,ada de ceento ;
1 lec,ada 1 ton:
2d U L CTR K VF 1;
;
A*ua U 00 ltKsc: T U %. ,rs R U
A*ua U 4. ltKsc: T U -.
; ltKsc
,rs R U %-.8 ltKsc 0 lec,ada 4 ton:
;
>tili$ando las #órulas antes +istas teneos
^ TR U 1-%.; 1-%.; F F ` ;.0 ` 88 l'K"F
2d U 1-0-.%1 1-0-.%1 ` ` 8- ltK U 14- 41% lt U -01 'ls: Se calcula el tie"o de des"la$aient des"la$ aiento: o: [ 'o'a tr)"le7 # U .10 ` 10 ` 80K.0%4
U 0;. ltKe' e" U 1 Considerando E# 'o'a del Q [ U 0; ltKe' ` 1 e" U 0; ltKin ` . [ U 14 ltKin:
"or lo tanto el tie"o ser9 TU 14-41% lts K 14 ltKin U 8-.%8 in
Considerando di#erentes *astos reali$aos la siH *uiente ta'la
TP%
El c9lculo de la "resión di#erencial Pdi#F ser9
TR 1
24
4
0
Pdi# U 1.- H 1.% F ` ;%0 K 1 U 14- l'K"*
;
K
0
Pdi# U 1.- H 1.% F ` 1%84.% K 1 U 00% l'K"*
0-;. 8- T
CORTA
0
U 41%l'K"*
2; 0%1.01
0
$a"ata 1 ;K4 T
;14%
0
.20 .00 =0 ,0
..0 .2 .-7 209
Para terinar se reali$a el "rocediiento o"erati+o +er 9rocedimienSos operaSivos "9*ina 4: ceenH
10
TR 8 %K
co"le 8 %K
o"eración en la 'it9cora del "o$o. E=e"lo 0.
1;;.01
20
488.0; 2 1
408.
/)-/$ m
,$c
&i*ura 11 Arre*lo del "o$o 5a*ual ;.
Po$o 5a*ual ; Pro*raa Ceentar una tu'er)a corta de e7"lotaH ción de 8 %K a una "ro#undidad de 408. se utiH li$ar9 una tu'er)a de "er#oración TPF de % "ara su introducción. Estado ec9nico
;
!ensidad del lodo 0.% *rKc !istri'ución de TR $a"ata otadora 8 %K ti"o V+: 2H1%: ;- l'K"ie H .%4
;-t TR 8 %K TACH14 TACH14: : ;- l'K"ie: !S&P !S&P H 41;.8; %t TR 8 %K 2H1%: ;- l'K"ie: !S&P H 1.-8 1 co'. 8 %K PH !S&P KCHCN H1.4- 1 co'. 8 %K PHCNKCH2AM H.;8 ;%t TR 8 %K PH11 PH11: : ;- l'K"ie: l'K"ie: 2AM 2AM H 4%0.; con=. Col*ador ,co. 1 7 8 %K 2AM 8.%0 44t TP % G: 1-.% l'K"ie H 10;-. 0t TR 8 %K TACH1 ACH14: 4: ;- l'K"ie: CN H 0.-
%8t TP % H1-%%. H1-%%.
:
0%.-
l'K"ie
1 co'. 8 %K PHCNKCH2AM: H .-8 co"le otador 'aJer TACH14: ;- l'K"ie: 2AM H .4 1 co'. 8 %K PH2AMKCHCN H 1.0 1t TR TR 8 %K %K TAC TACH1 H14 4 ;;- l'K"i l'K"ie: e: CN CN H11 H11.40 .40 1co"le rece"tor 8 %K PH11 PH 11 ;- l'K"ie CN H.08 1t TR TR 8 %K %K TAC TACH1 H14 4:: ;- l'K" l'K"ie ie CN CN H11 H11.4 .4 1co"le retenc. 8 %K ti"o II: PH11: ;- l'K"ie: CN H.08 1 co'. 8 %K PHCNKCH!S&P H 1.;4
Para el c9lculo del +oluen de lec,ada teneos
CA! -
K 0
;
CTR 1 K : 1 l'K"ie 4
U
4%.80 ltK
U
48.0 ltK
%
CTR 8
K : ;- l' K"ie ltK
U
U 11
%
!TR 8
U ;4.- ltK ` %
00.04
K
U
ltK
0-.4-
'ls donde:
CTP %: 1-.% l'K"ie ltK
U
-.;
,C b lon*itud del ceento arri'a de 'oca de TR corta
2 U ;4 -%;.% lt U 018.- 'l CTP %: 0%.- l'K"ie ltK
U
.1
!TP %
U
10.--
LC
Se utili$a una e$cla de ceento en seco de %8.0; Ton.
ltK
U CA! CE A 0
1-.0- ltK
1
K V H !TR 8
;
%
q U 0.1% *rKc
K U
0
A*ua A* ua U 0;.l 0;.ltKs tKsc c T U %. %. ,rs ,rs ;
%
CEA U CTR 1 K V H !TR K U ; 8 ltK ; 4 CEA U CTR K V H !TP % % U 4 ltK 1
1. ;4.-
R U 48.8 ltKsc ^ * U % ton
4
C9lculo del +oluen de lec,ada
C9lculo del +oluen de lec,ada de ceento
2LCF 2LC1 UCTR 8 %KF ,C@
ltKF alance de ateriales
U 00.0 ltK ` 48.4;
4aterial 5eso 21 21g-3 Cemento 7 (!-!! 6rena Sílica #)-(!
U 1%;. lt U -.- 'ls
6gua 2lt3
Rendimiento 2lt%sc3
#0 /
#(-&! 0-0!
$
-/) $-!! /)-&) 2lt%sc3
6gente
2LC0 UCA! - ]H!TR 8 %KF,@@ U 1-.0- ltK`1-0
donde:
2LC; UCTR1 H !TR %KF 8 ,@L U 1 ltK ` 0%1.0
Suma
10.-; <*rKc U ; LC48.8U 0.1%
U 180. 'ls
,@@ b lon*itud entre $a"ata de TR 8
densificante#-/$ 6gua $-!! Suma #! # !-0$ 1g-
!eterinación del a*ente densifcante %K
( $a"ata 1
0.1% U -.% W K7 sc K 4%.4 W 7K%.0F 7 U 10.4; Z* No. sacos de ceento U
2 L
U 0.4 'ls donde: ,@L b lon*itud entre $a"ata de TR 1 ( 'oca de TR corta
2LC4 UCTR 1 H !TP %F ,C
C
R Para cu'rir irre*ularidades en el cali're del a*u=ero descu'ierto se adiciona un % Q de ceento: de donH de
No. sc U
;;8 48.8
U 8- sacos
!ond e
2 TR U 00.0 ltK ` 1%. U
Ceento U 8- 7 %. U ;: Z*. Arena s)lica U 8- 7 18.% U 1;:; J*. !ensifcante U 8- 7 10.4; U -:448 J*. Me$cla de -:448 Z*.
ateriales
sólidos
U
2oluen de a*ua U 8- 7 0; U 18:4 lt 9s 4 lt
;
Se e"lean 4 de #rente la+ador ( de 4 #rente es"aciador Dnicaente se indica su e"leo sin toH arlos en cuenta en los c9lculos de la ceentación "ara #a+orecer la claridad del ane=o de la lec,ada. >tili$ando las #órulas antes +istas teneos && U 1 b 0.%K8.% U .8;
Se calcula el "eso de la TR:
^ TR U 1-;;.01 F ` ;- l'K"F ` ;.0
0-;.; 'ls 2 T U 2 TP W 2 TR U
41-.- 'is Se calcula el tirante de ceento
2LC1 U ;-;8 b 1%; U ;%;0% lt 2LC0 U ;%;0% b 08;4- U 8-8- lt 2LC; U 8-8- b 4%00 U ;4%4 lt Sustitu(endo estos +alores en las #órulas antes +istas teneos:
LCe cKt" U ;4%4 ltFK ;4.- ltKF
^ TP U 10;- F ` 1-.% l'K"F ` ;.0 U 8- 04-.44 l's U ;tons ^ TP U 1-%% F ` 0%.l'K"F ` ;.0
--.
CiCe cKt" U 0-4. b --. U 08-4.0
2
U 048:0--.00 l's U 110 tons el c9lculo de la TP es
U
LC1
W2 W2 LC 0
LC ;
U ;0-04. lt
U 1; --8.4 l's U -; tons A"licando el #actor de otación teneos ^ T U 1%%.8 ton W ^* U 1- ton El +oluen "ara des"la$ar se calcula toando en cuenta la TP "ara o'ser+ar el aco"laiento de los taH "ones ( el de la TR "ara alcan$ar la "resión fnal se reali$a de la si*uiente anera
2 TP % 1.% I'K"ie U -.; ltK ` 10;-.% U
2Ce sKt" U ;-;8 lt H ;0-04. lt
80. 'ls 2 TP % 0%. I'K"ie U .1 ltK ` 1-%%
;4%4. lt LCe sKt" U ;4%4. ltF K 48.0 ltKF
U 4.; 'ls
U 8;.% CiCe sKt" U 0-4. b 8;.% U
U
001
Para terinar se reali$a el "rocediiento o"erati+o +er en "9*ina 4 9rocedimienSos operaSivos: ancla=e de TRF: al terinar se re"orta la o"eración en la 'it9cora del "o$o. E=e"lo ;. Po$o C,inc,orro 01 Pro*raa Ceentar TR 0 ,erraienta sta'Hin a 1. . < U 1.0 *rKc; L ^ * U ton !i9etro del a*u=ero U 0- Ceento 'a=a densidad U 18% tons
con
1.- *rKc; Ceento alta U 4 tons *rKc;
CEA U CTC H !TRF U 4%- H 00.8 0 U 0%;.; ltK
Estado ec9nico !istri'ución de TR
en donde TP 4 1K ,
CA! U ca"acidad a*u=ero descu'ierto
0
CEA1 U ca"acidad es"acio anular entre a*u=ero 0- ( TR 0 CEA0 U ca".es". anul. entre TC ; ( TR 0
0
TC ;
% TR 0
A*u=ero 0
2LC U 2EA1 W 2C@ W 2EA0 , 84. 1
Co"le Sta'Hin -8.
$a"ata TR -04. 0 &i*ura 10 Arre*lo del "o$o C,inc,orro 01.
,
O
$a"ata otadora 0: -4 l'K"ie H .% 0t TR 0 JH%%: -4 l'K"ie: CN H 0%.44 1 co"le otador JH%% -4 l'K"ie H .84 84 t TR 0 JH%%: -4 l'K"ie: CN H -8.;0 Ni"le con sellos sta'Hin H .0- ;1 lin*s. 4 ] I&: 1-.- l'K"ie H 80.84 0 tu'os 4 ] I&: 1-.- l'K"ie H 1-. La di#erencia de TP se a=usta con la altura del "iso #also.
2 U CTR 0F ,o C@ U 1%.; ` 0-.- U 4-4;. lt U ;1.- 'ls 2EA1 U CEA1F ,1 U 1;-.4 ` 84 U 100 00.1- lt U 8-.- 'l
2E A
U CEA F , 0
0
0
U0%;.; 7 % U 10--% lt U 8-.- 'ls 2LC U 1;0.-- lt
U 8-.40 'l Por irre*ularidades en el a*u=ero detectadas al caliH 'rarlo: se adiciona un ;- Q. Se utili$an 0 ti"os de lec,ada de ceento
!atos calculados u o'tenidos de ta'las CTP 4
1
K : 1-.- l' K "ie ltK
8.41
0
CA! 0- CTR -4 l'K"ie !TR 0 CTC ;
U U U U
;40.%0 ltK 1%.; 00.- 4%-.
;
< U1.- *rKc 1 lec,ada 18% ton: C9lculo del +oluen de lec,ada 2LCF ( cantidad de ceento
CEA1
U CA! 0- b !TR 0F U ;40.%0 b 00.- U 1;-.4 ltK
A*ua U 4. ltKsc: T U -. ,rs R U %-.8 ltKsc
>tili$ando las #órulas antes +istas
0 lec,ada 4 ton:
teneos && U 1 b 1.0K8.% U .48
*rKc; A*ua U 00 ltKsc: U %. ,rs R U ; ltKsc
T
Se calcula el "eso de la TP
^ TP U -8. F ` ;.0 ` 1-.l'K"ieF U 4;-.% K0.0 U 001--.-; J* ^ TP U 00 ton
TECNOO2;AC 2I. N9E:AC CEMENTACI.N PRIMARIA
Tecnologías de lec,adas de "a8a densidad con alfa resisfencia compresi+a E7iste una #orulación de e$clas de ceentación en la
A"licando #actor de con+ersión ( el #actor de otaH ción: teneos
^ TP U 00 TonF .48 W U 04.- ton Para el c9lculo del +oluen de lec,ada teneos 2LC1
U ;% sc ` %-.8 ltKsc
U 1- 4%. lt 2a*ua1
U ;% sc ` 4.
ltKsc U 140 . lt 2LC0 U sc ` ;. ltKsc U ; 4. lt 2a*ua0 U sc ` 00. ltKsc U 18 -. lt C9lculo del +oluen de des"la$aiento 2dF
CTP 4 ] 1-.- l'K"ie U 8.41 ltK +alor o'tenido de ta'las o "or la si*uiente #órula 0
CTPU.%-8 F ltKF !i 2d U ,
H , W, F CTP 4 1K0F 1
0
O
2d U -8. ` 8.41 ltK U --4-.88 lts: U 41. 'ls El c9lculo de la "resión di#erencial de'ido a los di#eH rentes uidos
Pdi#U 1%% 1.-H1.0 F K 1 U 1%0.8 l'K"* 0
0
Pdi# U 840 1.- H1.0 F K 1 U 404 l'K"* 0
Pdi# U %8-.8 l'K"*
EN
La "rinci"al di#erencia entre estas e$clas ( las traH dicionales es el desarrollo de alta resistencia co"resi+a te"rana
es"ecialente seleccionados "ara "ro"orcionar lec,adas de 'a=a densidad (
+emenSos espumados
Son lec,adas de ceento de e7treada 'a=a densiH dad
se o'tiene 'uena ad,erencia ( aislaiento ,idr9uliH co:
'a=a densidad con a(or +elocidad de desarrollo de resistencia co"resi+a. La alta 9rea su"erfcial de la icros)lica increenta el re
Y Ad,erencia ( so"orte de la tu'er)a de re+estiH iento Y Aislaiento entre las di#erentes ca"as de la #orH ación Y Sello entre las $onas de "Brdida de circulación
La Micros)lica es altaente reacti+a (: de'ido a su taa6o fno de *rano ( su *rado de "ure$a: es el aterial "u$ol9nico 9s e#ecti+o dis"oni'le actualH ente. El alto *rado de acti+idad "u$ol9nica ,a "erH itido la introducción de sisteas de ceento de
El B7ito de esta tBcnica de ceentación consiste: '9sicaente: en "roducir una es"ua esta'le de alta calidad. Esto se lo*ra cuando se cuenta con el e
Llaada ta'iBn ,uos condensados de s)lice: es un su'"roducto de la "roducción de silicio: #errosilicio ( otras aleaciones de silicio. Las "art)culas indi+iduales son icroes#eras: aor#as: +idriosas ( cristalinas. El taa6o "rinci"al de "art)cula est9: usualente: entre .1 ( .0 de % a 1 +eces 9s fno
del ceento Portland o
La concentración noral de este aterial es de a"ro7iadaente 1%Q "or "eso de ceento sin e'ar*o: se "uede a"licar ,asta un 0Q "or "eso de ceento. Lo fno del *rano de la icros)lica taH 'iBn "roue+e el control e=orado del +alor de flH trado: "osi'leente "or reducir la "erea'ilidad del en=arre inicial del ceento. Por esta ra$ón: ta'iBn se usa "ara e+itar la i*ración de uidos en el anuH lar: ade9s: est9 siendo introducida coo #uente de s)lice en los sisteas de ceentos tBricos. +onversi#n de lodo a cemenSo
Coo se encionó con anterioridad: uno de los a(ores retos a +encer:
,idr9ulico re
Para lo*rar dic,a con+ersión: se conocen ,asta el oento dos tecnolo*)as una consiste en a*re*ar ceento Portland directaente al uido de control: con=untaente con a*entes odifcadores del " ( otros ateriales
de en#riaiento de la escoria al salir del ,orno: la cual no de'e ser ni u( r9"ida ni u( lenta: de'ido a
Con el tie"o: los (aciientos de ,idrocar'uros se +uel+en 9s escasos: ( se locali$an cada +e$ a aH (or "ro#undidad: con te"eraturas ( "resiones 9s altas. Estos #actores o'li*an a e=orar las tBcnicas de "er#oración ( ceentación. Las inno+aciones se deri+an de las in+esti*aciones lle+adas a ca'o "or las e"resas "etroleras ( coH "a6)as internacionales de ser+icio. Estas Dltias: dedicadas a la di#)cil tarea de ceentación ( estiulación de "o$os "etroleros: ,an dedicado *ran cantidad de recursos a "ro(ectos tendientes a ,aH cer 9s efcientes sus tecnolo*)as. Sur*ido de las in+esti*aciones encainadas a reH sol+er la "ro'le9tica de las ceentaciones: de conH trolar con e7actitud los "rinci"ales "ar9etros de las lec,adas: ( con la fnalidad de o'tener e$clas ,oo*Bneas de calidad: una co"a6)a de ser+icio lan$ó al ercado un
sistea de ceento
La lec,ada "uede "eranecer alacenada en #orH a de sus"ensión durante un lar*o "eriodo: un a6o a"ro7iadaente: sin "erder sus "ro"iedades de dise6o. Solaente se re
3imiSacio nes No se de'e e"lear a*ua de ar en la "re"aración de estas lec,adas: aun
VenSajas de su empleo
"escripci #n
La a"licación de esta tecnolo*)a e+ita "ro'leas iH "ortantes de lo*)stica ( la acuulación de e
La tBcnica "uede defnirse coo lec,adas de ceH ento alacena'les:
Ade9s no re
Consta de ceento Portland ,idr9ulicaente actiH +o: un a*ente de sus"ensión "ara inii$ar la seH *re*ación: un "lastifcante "ara "ro+eer uide$ a larH *o "la$o: un "oderoso a*ente retardador del #raH *uado: todo en seno de a*ua. Esta e$cla se aconH diciona "ara antenerla alacenada ,asta cerca de un a6o. Cuando se re
El a=uste de las lec,adas "re#oruladas ( alaH cenadas se #acilita enoreente ediante el eH "leo de aditi+os l)
Esta tecnolo*)a se "uede a"licar a cual
en loH cali$aciones le=anas: de di#)cil acceso: arinas ( lacustres: en donde la lo*)stica re"resenta un alto *rado de difcultad. Ta'iBn en "o$os e7"loratorios en donde se tiene una alta "osi'iliH dad de ca'iar la "ro#undidad de asentaiento de las tu'er)as de re+estiiento.
+onSrol compuSariado de dise$o / operaci#n de cemenSaciones ¸ La a"licación de "ro*raas de có"uto en las 9reas de !ise6o de La'oratorio ( Siuladores "ara el EstuH dio idr9ulico en el !ise6o de Ga'inete ,a arcado un #uerte a+ance en la In*enier)a de Ceentaciones de'ido a
condiciones ec9niH cas del "o$o ( con las condiciones reoló*icas de otros uidos tales coo el uido de control: #rente la+ador ( es"aciador en el oento de ,acer la siulación. Esto "erite ,acer a=ustes "or corrección de des+iaH ciones al oento de ,acer la o"eración.Lo 9s soH 'resaliente del siulador es
i*ual #ora: la unidad ceentadora cuenta con dos co"utadoras: una de las cuales reci'e la "ro*raaH ción de las caracter)sticas de la densidad: relación a*ua ceento: "resión 97ia en la ca'e$a: *asto de desH "la$aiento ientras
!escri"ción Es una ,erraienta de ceentación
,ace 9s efciente la li"ie$a de la $ona en donde se coloH car9 el ta"ón. Ta'iBn tiene un e"acador ina'le:
ción de la tu'er)a de "er#oración de todo el ensa'le encionado. Tanto el sistea de acti+ación del e"acador ina'le: coo el de li'eración de la tu'eH r)a de sacrifcio son accionados "or edio de ta"ones ( caisas desli$a'les con tornillos de corte. Se ane7a el dia*raa de la ,erraientaF.
,ori$ontales ( en "o$os con uidos de control de 'a=a densidad.
(plicac i#n
Esta ,erraienta est9 dise6ada "ara la colocación de ta"ones de ceento "or circulación: en a*u=eH ros re+estidos o a*u=eros descu'iertos: +erticales: direccionales ( ,ori$ontales. Su taa6os +ar)a de -1K0 a 0% "ul*adas de di9etro: en cual
&i*ura 1; erraienta au7iliar "ara ta"ones con e"acador ina'le.
Operaci #n 1. La ,erraienta se ara en la sarta de "er#oraH ción. Pre+iaente se +erifca
Taa6o de los "roductos de L)nea
3iám* !Xt* en p' 9Y
3iam* de a'ujero p' : Z a.0 Z
%elaci/n de !Xpansi/n .*2- a 2
7Y =Y .- Y
, Z a .2 Z .0 Z a .9 Z .9 Z a 29
.*.7 a .*:7 .*.- a .*:, .*0= a .*79
Ta'la .
corte estBn co"letos: ( no rotos los discos de ru"tura de'en estar en 'uen estado.
0. Al 'a=ar la sarta: Bsta se llena auto9ticaente ( ade9s se circula "or eta"as: de tal #ora
-. !etr9s de la lec,ada se suelta el se*undo taH "ón li"iador de des"la$aiento: el cual: al lleH *ar a su ni"le de asiento: ele+a la "resión interH na de la sarta: ro"e los tornillos de corte ( entonces actDa la caisa desli$a'le del sisteH a de li'eración de la tu'er)a de sacrifcio con
la sarta de "er#oración "rocurando un *asto inio de ; 'lKin. 8. Se "rocede: fnalente: a sacar la tu'er)a de "erH #oración ( a es"erar el #ra*uado. El con=unto de la ,erraienta es oli'le inclusi+e el e"acador. La tu'er)a de sacrifcio "uede ser et9lica oli'le coo el aluinio o no et9lica. Los centradores sólidos oli'les ta'iBn "ueden ser de aluinio o no et9licos coo la f'ra de +idrio. 5erramienSa membrana
separadora
de
!escri"ci ón Es una ,erraienta de ceentación
en dirección o"uesta: con arcos cónca+os ,acia arri'a ( ,acia a'a=o de su e=e *eoBtrico lon*itudinal. Se afan$a so're las "aredes del "o$o o de la tu'er)a de re+estiH iento "or edio de un con=unto de +arillas
trol: "ara cual
&i*ura 14 erraienta de dia#ra*a ti"o so'rilla.
es"aciador: lec,ada: el resto del +oluen del #rente es"aciador: el resto del #rente la+ador ( el co"leenH to del des"la$aiento con uido de control. Liitacio nes No se recoienda su uso en a*u=eros con #uertes irre*ularidades a*u=eros desla+adosF: "o$os
DE PO6OC 2II. CEMENTACI.N DIRECCIONAEC % na de las fnalidades de ceentar "o$os ,oriH $ontales es la de e+itar la inesta'ilidad ec9nica ( fsico
se "uede e+itar ,aciendo un 'uen dise6o del lodo: es"ec)fcaente en el "unto de cedencia. El de"ósito de sólidos e+ita el des"la$aiento ( #rusH tra el "ro"ósito de la ceentación rodear co"leH ta ( ,oo*eneaente la tu'er)a de re+estiiento con una en+oltura de ceento ( afan$arla a la #orH ación. Otro as"ecto u( i"ortante es centrar la tu'er)a de re+estiiento "ara e=orar el des"la$aH iento del lodo. Para lo*rar una 'uena ceentación es u( i"orH tante colocar uni#oreente la lec,ada de ceenH to en el es"acio anular: (
Clasicación ,orizonfales
de
pozos
Los "o$os ,ori$ontales son a
&i*ura 1% Clasifcación de "o$os ,ori$ontales.
del 9n*ulo con el
En un sistea de radio lar*o se usa la tecnolo*)a de "er#oración direccional. A
"o$os se e"ie$an a construir de un "unto de "arH tida con una des+iación de 4 a %: se*uida "or una sección *rande de decli+e "ara terinar en una sección ,ori$ontal dentro del (aciiento. Con esta tecnolo*)a en la "er#oración de "o$os ,oriH $ontales se lo*ran lon*itudes de drene
"uede ser o no de Valcance e7tendidoV. sH tos son ostrados en la fH *ura 1-. Generalente estos
&i*ura 1 Perfl de un "o$o de alcance e7tendido.
a en los "rieros % 1- "iesF: cuando son atra+esadas #oraciones "ro'le9ticas ( en "roH #undidades +erticales a(ores a los ;:4 1: "iesF. 9adio medio
Para la "er#oración de un "o$o de radio edio se e"lea el e
9adio corSo El Btodo de "er#oración lateral de radio corto tiene un rito de increento del 9n*ulo de entre 1.% a ; "or "ie. Perite des+iar el "o$o desde la +ertical ,asta la ,ori$ontal en enos de ; 1 "iesF. Las "eneH traciones laterales arri'a de 084 - "iesF son coH unes. Se utili$a un e
9rocedimienSos Serminaci#n
de
En la actualidad: +arios a*u=eros ,ori$ontales son terinados sin ser ceentados. La sección ,ori$onH tal *eneralente se terina con tu'er)a corta ranurada: o 'ien "re"er#orada o: en al*unos casos: con ceda$os "ara el control de la arena. En tales "o$os: la roca de la #oración de'e ser lo sufcienH teente co"acta coo "ara i"edir el cola"so:
"articularente cuando se a"ro7ia el a*otaienH to. Mu( raraente los "o$os ,ori$ontales "ueden ser terinados en a*u=ero a'ierto: sin al*Dn BtoH do de re+estiiento.
sultado la "Brdida del control direccional "ues esto causar)a
Las tu'er)as de re+estiiento interedias se enH cuentran: "or lo *eneral: en la sección altaente des+iada: "or lo
Cuando un inter+alo de "roducción re
Sin e'ar*o: #recuenteente e7isten ciertos as"ecH tos de "roducción ( terinación de "o$os ,ori$onH tales
>n e=e"lo de un "o$o ,ori$ontal: ceentado ( terH inado se uestra en la f*ura 18. En el caso de "o$os ,ori$ontales: las "ro"iedades 9s i"ortantes de la lec,ada de ceento son la esta'ilidad ( la "Brdida de fltrado. La esta'ilidad de la lec,ada de ceento es sie"re i"ortante "ero: aDn 9s: en un "o$o des+iado. a( dos "ro"iedades
&i*ura 18 Perfl de un "o$o de alcance e7tendido.
*urarse
>na +e$
car
O"tiar las "ro"iedades de la lec,ada Ma7ii$ar la li"ie$a del es"acio anular Centrar la tu'er)a de re+estiiento Circular el lodo Reci"rocar ( rotar la tu'er)a de re+estiiento o'ear 'ac,es co"ati'les !ise6ar *astos de des"la$aiento "ara u=o tur'uH lento sin lle*ar al l)ite de la "resión de "oro ( "reH sión de #racturaF La e7"eriencia dentro de la industria confra
9oos de e*Sendido
alcance
Este ti"o de "o$os son "roducto de las 9s recienH tes inno+aciones tecnoló*icas en la industria "etroH lera. Son "o$os del ti"o ,ori$ontal "ero con una secH ción ,ori$ontal a(or: llaados con+encionalenH te de alcance e7tendido e7tended reac, XellsF. Estos "o$os tienen un "unto de ori*en ( lo*ran desarrollar des+iaciones del orden de 4 a %: seH *uidos "or una sección de 9n*ulo constante ( "or Dltio una sección ,ori$ontal dentro del (aciienH to. Esta Dltia no necesariaente de'er9 ser ,ori$ontal. Con la "resente tecnolo*)a se ,an desarrollado "oH $os con un alcance de ,asta 1: etros con una "ro#undidad +ertical de ,asta ;: etros. Para la ceentación de estos "o$os se e"lea el iso "rinci"io de los "o$os ,ori$ontales: "ero con la caracter)stica de
de
Coo en la ceentación con+encional: el des"laH $aiento del lodo es a'solutaente esencial "ara o'tener una 'uena ceentación "riaria. Los "rinci"ios "ara una reoción noral del lodo son a"lica'les en a*u=eros
,ori$ontales sin e'ar*o: #actores adicionales
,a( al*unos se de'er9n
del
La li"ie$a del a*u=ero durante la "er#oración ,a sido: sie"re: una de las a(ores consideraciones de la "er#oración direccional. Esto se de'e a la tenH
dencia de los recortes
de des"la$aiento #ueron deterinadas con 'ase en la re+isión de todos los se*entos con canales del lodo. !el an9lisis de los resultados se o'ser+ó
!os #orulaciones de lodo 'ase a*ua ( una coH "osición de ceento #ueron usadas. No se eH "learon uidos es"aciadores. El "rocediiento de "rue'a #ue dise6ado "ara siular un tra'a=o acH tual de ceentación. La circulación del lodo ( su acondicionaiento #ueron desarrollados: ( se 'o'eó sufciente lec,ada de ceento a tra+Bs del odelo "ara siular el tie"o de contacto entre 1. a'r9 un +alor cr)tico en el u'ral: de'a=o la tu'er)a ( la #oración
+enir la #oración de un canal auenta con un inH creento en el 9n*ulo de des+iación. 0
>n "unto de cedencia )nio de 0 "ara l'#K1 #t 0 una des+iación de -: ( 0 "ara %: l'#K1 #t se recoendó "ara "re+enir el asentaiento a "artir del lodo. Las "rue'as de la'oratorio ( la e7"eriencia en la industria indican ta'iBn
del
La circulación del lodo antes de la ceentación es tan i"ortante en "o$os ,ori$ontales coo en "oH $os con+encionales. La circulación a"ro"iada con el *asto 9s alto "erisi'le de la 'o'a es neceH saria "ara ro"er la #uer$a de *el del lodo ( #acilitar su reoción "or el des"la$aiento de uidos. As) coo en "o$os con+encionales: la circulación deH 'er)a ser al enos de dos +eces el +oluen del a*uH =ero: ( de'er9 ser continua ,asta n o"erador VarcaV el lodo #recuenteente "ara deterinar cu9ndo est9 u(endo el +oluen 97io de lodo. Se de'er9 antener u=o tur'ulento sin re'asar la "resión de #ractura. Esto "uede +erifcarse edianH te el uso de siuladores coo el Ceenta^ IMPF.
de "er#oración durante la circulación: con el fn de e=orar la li"ie$a del a*u=ero durante su acondicionaiento antes de sacarla.
Y La ca"acidad: al ,acer cone7iones: "ara re"asar El e"leo del sistea de "er#oración to"H dri+e T!S: "or sus si*las en in*lBsF es "r9cticaente o'li*atorio "ara "ro"orcionar una adecuada li"ie$a del a*u=ero en "o$os altaente des+iados ( ,ori$ontales. El T!S "ro"orciona +arias +enta=as con res"ecto a la "er#oración rotatoria con+encional
Y La ca"acidad "ara interca'iar ( rotar la tu'er)a
en cada "arada de tu'er)a con el to"H dri+e: al eH nos una +e$ en a*u=ero cali'rado ( tres +eces en $onas desla+adas
Y La ca"acidad "ara ,acer #recuentes +ia=es de liH "ie$a a "artir de la $a"ata de la tu'er)a de re+estiH iento con circulación "or lo enos durante las 1 "rieras "aradas de tu'er)a. 0ovimienSo de la Subería El o+iiento de las tu'er)as corridas a la su"erH fcie o tu'er)a corta es i"ortante "ara a(udar a ro"er el es#uer$o de *el del lodo: ( "ara "eriH tir un 'uen des"la$aiento de uidos. Es recoH enda'le a"licar tanto el o+iiento rotacional coo reci"rocante. En realidad se "refere la coH 'inación de a'os. Sin e'ar*o: es recoendaH 'le la rotación en a*u=eros cali'rados (a
reci"rocante de 1 a 0 #t: con uno a dos o+iientos cada uno o dos inutos. El o+iiento de'e coenH $ar al oento de iniciar la circulación del lodo ( terinar ,asta
+enSraliac i#n La centrali$ación es esencial "ara "ro"orcionar un 9rea uni#ore
trado es necesario "ara lo*rar la e=or terinados con "recisión ediante o"ortunidad de reo+er el lodo de la "arte siuladores de có"uto. estrec,a del anular. Esto #ue confrado "or ^ilson ( Sa'ins 1-F
&i*ura 1 2ariación relati+a del "roedio cr)tico del NDero de Re(nolds coo una #unción de la e7centricidad.
La difcultad "ara antener el u=o tur'ulento ,ac)a una tu'er)a e7cBntrica est9 ostrado *r9fcaente en la f*ura 1. El "roedio del nDero de Re(nolds cr)tico se increenta 0.% +eces cuando el centrado se reduce del -8 al 4Q. El centrado de la tu'er)a de re+estiiento es coH "licado cuando el 9n*ulo de des+iación es alto: deH 'ido al increento de la car*a so're los centradores. Para antener el ó"tio centrado: una re*la de VdedoV es antener el es"aciaiento entre centraH dores "or a'a=o de 0 #t -.1 F. Los centradores de 'arra sólidos son los recoendados cuando se ceH enta en a*u=eros cali'rados. Los centradores soldados ti"o Ve=eV "ueden ser eH "leados en secciones desla+adas. Los centradores de'er9n incluir un co=inete
t9n 'asadas en la e7"eH riencia de ca"o.
¥luidos espaciadores lavadores
/
Los uidos es"aciadores ( la+adores
la "resencia de la otra "or lo tanto: las "rue'as na "ro"iedad "uede "resentarse sin
&i*ura 1- Gasto "ara alcan$ar el u=o tur'ulento.
anece al fnal del des"la$aiento: ientras
9ropiedades de la lechada de cemenSo 2arias "ro"iedades de la lec,ada de ceento se conH sideran necesarias "ara una ceentación e7itosa. Al*unas de estas "ro"iedades son 9s cr)ticas en la ceentación de "o$os ,ori$ontales
)sSabilidad lechada
de
la
La esta'ilidad del ceento es sie"re i"ortanH te: "ero aDn 9s cuando se trata de "o$os desH +iados. E7isten dos "ro"iedades
El a*ua li're de'e anteH nerse en cero. En el la'oH ratorio: el a*ua li're ( la sedientación de'en eH dirse conte"lando el 97io 9n*ulo de des+iaH ción. Aun
de
El control de "Brdida de uido es "articularente i"ortante en "o$os ,ori$ontales: de'ido a la e7H "osición de la lec,ada a *randes secciones "erea'les n Btodo "ara lo*rarlo: sin a#ectar ad+ersaente el control del a*ua li're ( la +iscoH sidad: es ediante el uso de un sistea "ro"iaH ente dise6ado de ceento l9te7Hodifcado.
OSras propiedades de la lechada El control de la densidad de la lec,ada ( una conH centración uni#ore de los aditi+os son "articularH ente i"ortantes "ara ase*urar
e=ores na +e$ VF: coo CeH enta ^ IMPF. Esto es i"ortante "ara +erifcar
"ara
la
ceentación
de
"o$os
,ori$ontales. asados en la e7"eriencia de ca"o e in+esti*acioH nes de la'oratorio: las "rinci"ales consideraciones "ara una adecuada ceentación de "o$os ,ori$onH tales "uede resuirse en los si*uientes "untos
Y Pre+enir el asentaiento de sólidos del lodo Y O"tiar las "ro"iedades de la lec,ada de ceH ento Y O"tiar el claro entre la tu'er)a ( las "aredes del "o$o Y Centrar la tu'er)a Y Circular el lodo: al enos: en un +oluen del a*u=ero Y Mo+er la tu'er)a tanto en rotación coo reci"rocante Y Me$clar con recirculador ( control auto9tico de densidad Y !ise6ar los *astos de des"la$aiento "ara u=o tur'ulento o +elocidad anular )nia de K inuto dentro de los l)ites de la "resión de "oro ( #racturaF La e7"eriencia dentro de la industria confra
2III.
Descripción
TAPONEC DE CEMENTO
Es la tBcnica 'alanceada de colocación de un +oluH en relati+aente "e
el u=o +ertical de los uidos o "ro"orcionar una "lata#ora o so"orte "ara el des+)o de la tra(ectoH ria del "o$o.
O"8e+os Los ta"ones colocados dentro de a*u=eros entu'ados se utili$an "ara
A'andonar inter+alos de"resionados Prote*er te"oralente el "o$o Esta'lecer un sello ( a'andonar el "o$o Pro+eer un "unto de des+)o en +entanas. Los ta"ones en a*u=ero descu'ierto se colocan "ara
A'andonar la "arte in#erior del "o$o Aislar una $ona "ara "rue'a de #oraciones A'andonar ca"as de #oración indesea'les Sellar $onas de "Brdida de circulación Iniciar "er#oración direccional e=. des+iación "or "escadoF.
Cóo o'tener in#oración del "o$o
Geoetr)a del a*u=ero a'ierto !i9etro de la 'arrena Re*istro de cali'ración del a*u=ero Porcenta=e de e7ceso considerado Pro#undidad !atos del a*u=ero Presión de "oro Presión de #ractura Litolo*)a @onas de u=o o "Brdidas Te"eratura de #ondo est9tica Te"eratura de #ondo circulante @onas "ro'lea PBrdida de circulación !esla+adas &lu=o de a*ua Alta "resión de *as !atos de la tu'er)a de re+estiiento !i9etro Peso Pro#undidad Tu'er)a anterior !atos de des+iación
Pro#undidad +ertical real Pro#undidad edida Puntos de des+)o Orien tación &l uidos Ti"o de lodo !en sidad Re olo*)a
Tipos fapón
de
%ap#n desvío
de
PPuunnt too ddee ddeessv ví í oo
TTaappó ónn ddee cceemm eennttoo
AAgguu j jeer r oo nnuuee vvoo
&i*ura 0 Ta"ón de des+)o.
!urante las o"eraciones de "er#oración direccional "uede ser di#)cil alcan$ar el
9n*ulo ( dirección correcH tos cuando se "er#ora a tra+Bs de una #oración suaH +e. Es coDn colocar un ta"ón de des+)o en la $ona "ara alcan$ar el o'=eti+o ( curso deseado. &i*ura 0F. Ade9s: cuando una o"eración de "esca no se "ueH de lle+ar a ca'o "or oti+os econóicos: la Dnica solución dis"oni'le "ara alcan$ar el o'=eti+o del "o$o es el des+)o "or arri'a del "e$. El B7ito de un 'uen ta"ón de des+)o es su alto es#uerH $o co"resi+o. Las lec,adas de a*ua reducida con dis"ersantes alcan$an densidades de ,asta 0.1- *Kc; ( "ro+een los e=ores resultados. Son ceentos u( duros: densos: de 'a=a "erea'ilidad. Esta lec,ada desarrolla altos es#uer$os co"resi+os
$an en "eriodos cortos "or lo
na consideración u( i"ortante en la colocación de ta"ones de des+)o: "or ca'io de ruH 'o o "escado: es
&i*ura 01 Ta"ón de a'andono.
(bando no
Cuando se re
&i*ura 00 Ta"ón "ara "Brdida de circulación.
9érdida circulaci#n
de
La "Brdida de uido de "er#oración "uede ser deteH nida si se coloca correctaente un ta"ón de ceenH to #rente a la $ona de "Brdida. Aunn ta"ón de ceento ta'iBn se "uede colocar encia de una $ona "ara "re+enir su #ractura de'ido a "resiones ,idrost9ticas
La adición de ateriales "ara "Brdida "or circulaH ción ta'iBn a(uda en el B7ito de los tra'a=os. Los ateriales *ranulares son 9s e#ecti+os "ara #racH turas 9s *randes los f'rosos o en escaas son e=ores "ara "Brdidas en #oraciones "orosas o de alta "erea'ilidad. Para a(udar a la colocación del ceento en el a*uH =ero ta'iBn se utili$an los sisteas duales: con ceento ( sisteas "ara "Brdida de circulación. Es u( i"ortante utili$ar una te"eratura de #onH do circulante real. Las "Brdidas en#riar9n el a*u=ero "or lo
prueba
de
Cuando se "ro*raa una "rue'a de #oración: ( 'a=o el inter+alo "or "ro'ar e7iste una #oración sua+e o dB'il: o
T<=:R>6 56R6 5R<:=6 Z896 6 5R8=6R
odifca sus condiciones de dise6o ori*inales. Esto trae coo consecuencia el #racaso del tra'a=o al no alcan$ar el o'=eti+o "laneado. Se "uede re
T65;9 D: C:4:9T8
Z896 D?=I@
&i*ura 0; Ta"ones "ara "ro'ar inter+alos. "ise$o de la lechada de cemenSo
El dise6o de la lec,ada de ceento "ara los ta"ones "or circulación: ( sus "ro"iedades: de"enden de la a"licaH ción del ta"ón as) coo de la densidad re
de
Los tie"os de es"esaiento de'en dise6arse de acuerdo con las condiciones del "o$o: los "rocediH ientos de colocación ( un #actor de se*uridad ra$oH na'le. Para "o$os "ro#undos de alta te"eratura: el tie"o de es"esaiento de'e ser considera'leenH te a(or. Coo una edida 9s de se*uridad: en MB7ico los tie"os de es"esaiento "ara "o$os: con te"eraturas enores de 14 C: se calculan consiH derando el tie"o de la colocación 9s una ,ora adiH cional ( la "rue'a se reali$a en el la'oratorio con teH "eratura circulante. Para "o$os arri'a de esta te"eH ratura: ,asta 18% C: se toa el iso criterio res"ecH to al tie"o solaente
rio se consideran a una te"eratura interedia entre la circulante ( la est9tica con e7celentes resultados. En todos los casos: es u( i"ortante la selección de los retardadores adecuados. En la inii$ación de *elifcación de la lec,ada: ( con la fnalidad de e+itar costos innecesarios: se consideran tie"os de es"eH ra de #ra*uado de acuerdo con el o'=eti+o del ta"ón:
9esisSencia compresi#n
a
la
La resistencia a la co"resión "ara ta"ones de des+)o es "riordial. Se re
lec,adas "ara esta a"licación son las de a*ua ; reducida ( alta densidad "or arri'a de 0.1*Kc F se "ueden o'tener es#uer$os co"resi+os de ,asta :% "si: en contraste con las %: "si de una lec,ada de ; 1.-% *Kc . La adición de arena o a*entes densifcantes no e=ora el es#uer$o co"resi+o de una lec,ada con 'a=o contenido de a*ua ade9s de dis"ersantes ( retardadores se re
a*re*ando ,arina s)lica o arena s)lica auente el esH #uer$o co"resi+o del ceento: lo cual no de'e conH #undirnos .
T=cnicas colocación
de
%ap#n balanceado
El Btodo 9s coDn de colocación de un ta"ón es la TBcnica de Ta"ón alanceado. Este Btodo consiste en colocar un ta"ón sin escurriientos de uidos "or dentro ( "or detr9s de la tu'er)a de "er#oración. El "roceso se desarrolla de la si*uiente anera Se introduce tu'er)a de "er#oración (Ko "roducción con di#usor de u=o en el a*u=ero a la "ro#undidad deseada. En al*unos casos se utili$an tu'er)as de aluinio o f'ra de +idrio ( se de=an dentro del ceH ento #orando "arte del ta"ón. Cuando se teriH na el des"la$aiento del ceento: se desconecta alanceo Fluido de Fluido de desplazamiento Espaciador
Lechada de Lechada de cemento
Por delante ( detr9s de la lec,ada se de'e 'oH 'ear un +oluen a"ro"iado de es"aciador a*ua: diesel: la+ador na +e$
)sSabilidad inSertace
en
la
&i*ura 04 alanceo de ta"ón.
la tu'er)a de aluinio de=9ndola coo "arte inteH *ral del ta"ón de ceento: ( se le+anta la tu'er)a de tra'a=o.
Las causas "rinci"ales relacionadas con las #allas de los ta"ones: durante la colocación de la lec,ada: son el co"ortaiento inesta'le del u=o de'ido a la di#erencia de densidad de los uidos
(odo .*0, 'r8cc !spaciador
(echada 2*.0 'r8cc
)ache viscos o
(odo .*0, 'r8cc
&i*ura 0%. Inesta'ilidad de inter#ace.
se a*ra+a cuando la tu'er)a no est9 'ien centraH da: "or no "uede ser controlado ( usualente el sistea se "ertur'a durante la o"eH ración "or e=e"lo al le+antar la tu'er)a o 'oH 'ear u( r9"ido: la "resencia de *as: etcF. Por eso: aun antes de
la
Se "ueden utili$ar dos Btodos "ara a(udar a crear una inter#ace ceentoKlodo 9s esta'le durante la colocación del ta"ón.
El "riero considera tu'er)a #ranca colocando un #rente +iscoso con la isa densidad del lodo "ara crear un so"orte de'a=o de la lec,ada. !e cual
Consideraciones dise3o
de
"ise$o l2 ¥acSores de é*iSo del Sap#n
Los #actores '9sicos "ara el B7ito de un ta"ón son los isos
A f f
&i*ura 0 !i#usor !i#usor..
correcta la "laneación ( o'tención de datos correcta correcH tos del "o$o son esenciales. El dise6o del tra'a=o de"ende del o'=eti+o. La coloH cación de un ta"ón "ara "Brdida de circulación ser9 u( di#erente di#e rente
La "osición de un ta"ón de ceento es de "riH ordial i"ortancia. Los re*istros de cali'ración del a*u=ero sir+en "ara deterinar en donde coH locar el ta"ón ( cu9nto ceento utili$ar. Los reH *istros de "er#oración ( re*istros de +elocidad de "er#oración de'en ser consultados "ara deH terinar en dónde colocar el ta"ón en el a*u=ero descu'ierto. La a"licación del ta"ón de"ender9 del ti"o de #orH ación #rente a la cual se colocar9: a enos
. sta de'e ser sufciente: toando en cuenta n re*istro de cali'ración del a*u=ero es Dtil "ara el c9lculo de la cantidad de ceento re
El des"la$aiento se "uede e=orar con lodos uidos de 'a=o +alor de fltrado. El a*u=ero de'e ser circulado: "or lo enos: con el e
de fltrado tan 'a=a coo se "ueda. Estos +alores "ueden ser di#)ciles de conse*uir en la "r9ctica. La containación de las lec,adas de ceento es la "rinci"al causa de #alla de los ta"ones. Puede auentar el tie"o de #ra*uado ( reducir el esH #uer$o co"resi+o el 1Q de la containación diendo de las $onas: ( de las "resiones: entre otros #actores: durante la "er#oración del "o$o. Los taH "ones "ara des+)o de'en ser lo sufcienteente lar*os "ara "eritir la des+iación *radual de la 'arrena en el a*u=ero. La lon*itud )nia recoendada es entre 1H1%
"or lodo "uede reducir el co"resi+o ,asta en un %Q.
es#uer$o
Se re
9s recoendado. Se recoienda una altura anuH lar de 1%H0% "ara la+adores ( es"aciadores. La centrali$ación de la tu'er)a e=ora la reoH ción del lodo. Este as"ecto es noralente olH +idado aun cuando la tu'er)a sea le+antada desH "uBs de la colocación del ta"ónF. Si la tu'er)a no est9 centrali$ada correctaente: "uede ocurrir caH nali$ación del ceento ( as) el 'alanceo del taH "ón ser9 9s di#)cil a'os e#ectos contri'u(en a la containación de la lec,ada: aun
¥allas
m1s
>na +e$
Containación con lodo. Se de'e a una defcienH te reoción de lodo: a es"aciadoresKla+adores no e#ecti+os: a #alta de centrali$ación: tie"os de
es"esaiento ( #ra*uado u( lar*os: ( a tBcniH cas de colocación incorrectas.
Lec,adas so'reHretardadas o tie"o de es"era de #ra*uado insufciente. Suceden cuando el deH sarrollo de es#uer$o co"resi+o es inadecuado ( el ta"ón ser9 "er#orado sin alcan$ar el tie"o de "er#ora'ilidad re
"ara las a"licaciones en las cuales ser9 utili$ado.
diluir9 con el lodo. Esto "uede ser e+itado con la colocación de un +oluen +iscoso u otra tBcnica de "uenteo ( con el uso de un di#usor.
In#oración errónea de la litolo*)a ( *eoetr)a del "o$o es"ecialente la te"eratura de #ondo est9ticaF ocasiona I. IIAREC PARA A la utili$ación de "ar9etros de dise6o COO/ CACI.N DE TAP.N incorrectos c9lculo erróneo en la cantiH D#mp dad de ceento: "ro"iedades erróneas 1ailer de la lec,ada: containación o colocación del ta"ón en un lu*ar Los !u" ailers son utili$ados "ara la incorrecto. colocación de "en +oluen de ceento insufciente retenedores de ceento "ara "roH "orcionar de'ido a daH tos del re*istro de sellos a las "resiones 9s #uertes ( cali'ración incorrectos o desH conocidos: dura'les. "ro"orciona un ta"ón de altura eH nor
8 F. 1J
M
1 JE
19 2 J F8 0
M
8 1E EN
0
JMMJ
1 EJ
.F: 0 2
M
1
8 F<
19 JEF
[ V. 0 1 E[ 2 .FFE 2 2 8eE 79 FE 2
1
7 J 2V . , 1. 71
7, < < 19 9SF J
M
1
9 1=1:7 F0 F1.7 72
0éSodo de dos Sapones con Subería de aluminio
Este Btodo utili$a una ,erraienta es"ecial "ara colocar un ta"ón de ceento a una "ro#undidad defnida con un 97io de e7actitud ( un )nio de containación de la lec,ada. La ,erraienta consiste: esencialente: en un ensa'le de #ondo instalado en la "arte in#erior de la tu'er)a de "er#oH ración: una tu'er)a de aluinio: un ta"ón de 'arriH do ( otro de des"la$aiento. El ta"ón de 'arrido es 'o'eado "or delante de la lec,ada "ara li"iar la tu'er)a ( aislar el ceento del lodo. El "erno de se*uridad:
&i*ura 08 !u" ailer.
ca'le. El MPT ( la 'otella se corren a tra+Bs de la tu'er)a de "roducción ( el ta"ón se coloca en la tuH 'er)a de re+estiiento. E7isten di#erentes #orulaciones de ceento clase ( +arios aditi+os "ara di#erentes *radientes de teH "eratura. Se utili$an 'otellas de dos taa6os 1 11K 1-V ( 0 1KV. Para calcular la altura del ta"ón
Las +enta=as de este sistea es
&i*ura 0 MBtodo de dos ta"ones.
Cuando el ta"ón lle*a a su asiento se o'ser+a un increento de "resión en
su"erfcie. Se le+anta la tu'er)a de tra'a=o ,asta
E8emplo s Balanceo Sap#n
de
Recuerde
2 UL CTPF ltF LC 2 U 1%%.ltKFU81.%% lt LC
F4.%
%.HSe ,a decidido 'o'ear 1% lt de es"aciador. iCu9nto es"aciador se de'e 'o'ear "or delante ( cu9nto "or detr9sg >tili$aos la isa #órula "ara c9lculo de la altuH ra del ceento.
1.H !eterine el ceento re
LU2
KCTPWCEAF F
LC
!onde 2 U 2oluen de lec,ada de ceento ltF LC LUlon*itud de la coluna de ceento 'alanceaH da F
6+6O 78
CEA U Ca"acidad del es"acio anular entre la tuH 'er)a de tra'a=o ( la de re+estiiento o el a*u=ero a'ierto ltKF CTP U Ca"acidad de la tu'er)a de tra'a=o LU-%-.% ltF K 4.% ltK W ;-.% ltKF LU1%%.-
Tendreos 1%%.- de lec,ada adentro ( a#uera de la tu'er)a de tra'a=o cuando el ta"ón
Colocar un ta"ón "or circulación de 1% a una "ro#undidad de % "ara a'andonar el "o$o. !atos (odo (echada (avador !spaciador
ersadrill Convencional %edimiento 2 m - m
.*.0 'r8cm .*=9 'r8cm :*2 lt8saco .*0 'r8cm 3ens \ .*92 'r8cm
Ni+eles de uidos dentro ( #uera de la sarta de tra'a=o. ;% %
Ca"acidades tu'er)as
de
5ub revest = 98,] 5ub* de prodn* 9] Cap* esp* anular
las
9*9 lb8&t ., lb8&t !ntre = 98,] y 9]
1.H C9lculo del lec,ada 2 F
+oluen
de
:*= lt8m =* lt8m 2-*2 lt8m la
0.H C9lculo de la cantidad de ceento
No. sacos U2oluen de lec,ada K rendiiento del ceento U %%;% ltK ;-.0 ltKsaco U 1%0.- sacos U 8.-4% ton del
C9lculo de alturas de los uidos durante la colocaH ción 2ol. Total del uido U Ca". del tu'. de "rodn.` altura del uido 7FWca". !el anular ` altura del uido 7F. Lec,ad a
-.;7W04.07U%%; % lt des"e=ando 7U1-%.00 Es"aciad or
-.;7W04.07U4 lt des"e=ando 7U11-.4 La+ad or
C9lculo de +olDenes de uidos "ara el 'alanceo del ta"ón Lec,ada dentro Tu'. de re+est. o de la tu'er)a de "roducción
LC
Altura del ta"ón` ca"acidad del Tu'. de re+est.U 1% ` ;-.- ltK U %%;% lt
;.H alanceo ta"ón
-.;7W04.07U0 lt des"e=ando 7U%-.8
Altura del uido ` ca"acidad del tu'. de "rodn. U 1-%.00 ` -.; ltK U 1%;-.%- lt
Lec,ada #uera de la tu'er)a Altura del uido ` +oluen anular U 1-%.00 ` 04.0 ltKU ;--.;0 lt Es"aciador dentro de la tu'er)a Altura del uido ` ca"acidad del tu'. de "rodn. U 11-.4 ` -.; ltK U 111.40 lt Es"aciador #uera de la tu'er)a Altura del uido ` +oluen anular U 11-.4 ` 04.0 ltKU 0-.4 lt La+ador dentro de la tu'er)a Altura del uido ` ca"acidad del tu'. de "rodn. U %-.8 ` -.; ltK U %%%.01 lt La+ador #uera de la tu'er)a Altura del uido ` +oluen anular U %-.8 ` 04.0 ltKU 1444.84 lt
Gabanud o : Colocar un ta"ón "or circulación de 1% a'andonar un inter+alo: el ta"ón se colocar9 de %% H - dentro de la tu'er)a de re+estiiento de % "* de 1 l'K#t !ato s (odo (echada (avador !spaciador
Polim^rico Convencional %edimiento 2 m 2 m
.*-9 'r8cm .*=9 'r8cm -7*,0 lt8saco 3ens \ .*0 'r8cm 3ens \ .*70 'r8cm
%4
-
Ca"acidades de las tu'er)as
5ub rev* 9] 5ub* de prodn* *9] Cap* esp* anular
., lb8&t =*2 lb8&t !ntre* 9] y *9]
Altura del uido ` ca"acidad del tu'. de "rodn. U 1;.%% 4.%F U 0%.- lt
=* lt8m -*9 lt8m *. lt8m
1.H C9lculo del +oluen de la lec,ada Altura del ta"ón` ca"acidad del Tu'. de re+est.U 1% ` -.; ltK U 1;-% lt 0.H C9lculo de la cantidad de ceento
2oluen de lec,ada K rendiiento del ceento U 1;-% ltK 48. ltKsaco U 0-.1 sacosU 1.4- ton ;.H alanceo del ta"ón C9lculo de alturas de los uidos durante la colocaH ción 2ol. Total del uido UCa" del tu'. de "rodn.` altura del uido 7F W Ca" del anular ` altura del uido 7F Lec,ada
;.17W4.%7 U 1;-% lt des"e=ando 7U1;.%% Es"aciador
;.17W4.%7U 0 lt des"e=ando 7U0-;.1% La+ador
;.17W4.%7U 0 lt des"e=ando 7U0-;.1% C9lculo de +olDenes de uidos "ara el 'alanceo del ta"ón Lec,ada dentro de la tu'er)a
Lec,ada #uera de la tu'er)a Altura del uido ` +oluen anular U 1;.%% F ;.1FU %-lt
Es"aciador dentro de la tu'er)a Altura del uido ` ca"acidad del tu'. de "rodn. U 0-;.1% F4.%F U 114.18 lt Es"aciador #uera de la tu'er)a Altura del uido ` +oluen anular U 0-;.1%F ;.1F U1%.8 - lt La+ador dentro de la tu'er)a Altura del uido ` ca"acidad del tu'. de "rodn. U 0-;.1%F4.%F U 114.18 lt La+ador #uera de la tu'er)a Altura del uido ` +oluen anular U 0-;.1%F;.1F U1%.8- lt
Ta"ón "or circ. de des+)o.H Colocar un ta"ón "or circulación de 0%- de altura a ;8%- "ara desH +iar el "o$o en a*u=ero descu'iertoF (odo (echada (avador !spaciador
.*:0 'r8cm 2*.0 'r8cm .*.= lt8saco 3ens \.*0 'r8cm 3ens \ .*,0 'r8cm
!mulsi/n 4nversa Convencional %edimiento 9 m 9 m
;%
;8%-
(rro/o 9rieSo :; Ca"acidades tu'er)as
de
A'uj* desc =] 5ub* de prodn* *9] Cap* esp* anular
las
=*2 lb8&t !ntre =] y *9]
-.*0- lt8m -*9 lt8m -*, lt8m
1.H C9lculo del +oluen de la lec,ada Altura del ta"ón ` ca"acidad del tu'o de re+estiH iento U 0%-F41.4;FU1-;.1; lt
Es"aciador #uera de la tu'er)a Altura del uido ` +oluen anular U 108.00F ;4.FU 4408.4- lt
0.H C9lculo del ceento
La+ador dentro de la tu'er)a
2oluen de lec,ada K rendiiento del ceento U 1-;.1; ltK ;1.1- ltKsaco U ;4.1sacosU 18.4 ton ;.H alanceo del ta"ón C9lculo de alturas de los uidos durante la coloH cación Ca" del tu'. de "rodn.` altura del uido 7F W ca" del anular ` altura del uido 7FU+ol total del uido Lec,ada
4.%7W;4.7U 1-;.1; lt des"e=ando 7U08.4 Es"aciador 4.%7W;4.7U % lt des"e=ando 7U108.00 La+ador 4.%7W;4.7U % lt des"e=ando 7U108.00 C9lculo de +olDenes de uidos "ara el 'alanceo del ta"ón Lec,ada dentro de la tu'er)a Altura del uido ` ca"acidad del tu'. de "rodn. U 08.4F4.%F U 1018.1- lt Lec,ada #uera de la tu'er)a Altura del uido ` +oluen anular U 08.4F;4.FU -410.-4 lt
Es"aciador dentro de la tu'er)a Altura del uido ` ca"acidad del tu'. de "rodn. U 108.00F4.%F U %80.%1 lt
Altura del uido ` ca"acidad del tu'. de "rodn. U 108.00F4.%F U %80.%1 lt La+ador #uera de la tu'er)a Altura del uido ` +oluen anular U 108.00F;4.FU 4408.4- lt Ca"acidades de las tu'er)as 1.H C9lculo del +oluen de la lec,ada
+sumacinSa 7 Ta"ón "or circirculación de so"orte de %; de alH tura cia a 00;8 ( 'ase a 00- en la tu'er)a de - %K V: coo ta"ón de so"orte "ara lle+ar a ca'o una ceentación #or$ada en un inter+alo su"erior !atos (odo (echada (avador !spaciador
Salmuera Convencional %edimiento .*9 m 2*0 m
.*02 'r8cm .*=9 'r8cm :*0: lt8saco 3ens \ .*0 'r8cm 3ens \ .*90 'r8cm
5ub* de revest* : 98,] 5ub* de prodn* *9] Cap* esp* anular
2- lb8&t =*2 lb8&t !ntre : 98,] y *9]
.7*, lt8m -*9 lt8m ..*: lt8m
Altura del ta"ón` ca"acidad del Tu'. de re+est.U %;F18.F U -4;.4 lt 1.H C9lculo del +oluen de la lec,ada Altura del ta"ón ` ca"acidad del tu'o re+estidor U 0%-F 41.4;F U 1-;.1; lt 0.H C9lculo del ceento
00;8
00-
2oluen de lec,ada K rendiiento del ceento U -4;.4 ltK ;-.- ltKsaco U 0-.1- sacos U 1.; ton
;.H alanceo del ta"ón
Altura del uido ` +oluen anular U 104.00 F11.-FU 144.-% lt
C9lculo de alturas de los uidos durante la (!ave 8<:
colocación Ca" del tu'. de "rodn.` altura del uido 7F W ca" del anular ` altura del uido 7FU+ol total del uido
Lec,ada 4.%7W11.-7U -4;.4 lt des"e=ando 7 U %.% Es"aciador 4.%7W11.-7 U 0 lt des"e=ando 7 U104.00 La+ador
4.%7W11.-7 U 1% lt des"e=ando 7 U-;.18 C9lculo de +olDenes de uidos "ara el 'alanceo del ta"ón Lec,ada dentro de la tu'er)a Altura del uido ` ca"acidad del tu' de "rodn. U %.%-F4.%F U 0-;.-% lt Lec,ada #uera de la tu'er)a Altura del uido ` +oluen anular U %.%-F 11.-FU -8-.-4 lt
Es"aciador dentro de la tu'er)a Altura del uido ` ca"acidad del tu' de "rodn. U -;.18F4.%F U 41-.00 lt Es"aciador #uera de la tu'er)a Altura del uido ` +oluen anular U -;.18F 11.-FU 1.8; lt La+ador dentro de la tu'er)a Altura del uido ` ca"acidad del tu' de "rodn. U 104.00F4.%F U %%.-- lt La+ador #uera de la tu'er)a
Ta"ón "or circulación de des+)o. Se necesita un taH
"ón de'ido a una reentrada del "o$o en la tu'. de re+est. de 8 %KV. Cia de ceento a 0-- ( 'ase a ;1 !at os
(odo (echada (avador !spaciador
Ca"acidades tu'er)as
de
5ub* de revest* 7 98,] 5ub* de prodn* *9] Cap* esp* anular !mulsi/n 4nversa Convencional %edimiento .*9 m .*9 m
.*9 'r8cm 2*.0 'r8cm .*29 lt8saco .*0 'r8cm 3ens \ .*,. 'r8cm
las
2- lb8&t =*2 lb8&t !ntre 7 98,] y *9]
22*2 lt8m -*9 lt8m .,*, lt8m
1.H C9lculo del +oluen de la lec,ada Altura del ta"ón ` ca"acidad del tu'o de re+estiH ientoU 14 F00.0FU ;1 lt 0.H C9lculo ceento
0--
;1
Tu'er)a de re+estiiento 8 %KV: ;- l'K#t
del
2oluen de lec,ada K rendiiento del ceento U ;1 ltK ;1.0% ltKsaco U --.4% sacos U 4.-80 ton ;.H alanceo ta"ón
del
C9lculo de alturas de los uidos durante la colocación
Ca" del tu' de "rodn.` altura del uido 7F W ca" del anular ` altura del uido 7FU+ol total del uido Lec,ada 4.%7W1.7U ;1 lt
des"e=ando 7U1;;.;- Es"aciador 4.%7W1.7 U 1% lt
des"e=ando 7U-4.;8 La+ador 4.%7W1.7 U 1% lt des"e=ando 7U-4.;8 C9lculo de +olDenes de uidos "ara el 'alanceo del ta"ón Lec,ada dentro de la tu'er)a Altura del uido ` ca"acidad del tu' de "rodn. U 1;;.;-F4.%F ltK U -.0% lt Lec,ada #uera de la tu'er)a Altura del uido ` +oluen anular U 1;;.;-F1.FU 0%8.8; lt Es"aciador dentro de la tu'er)a Altura del uido ` ca"acidad del tu' de "rodn. U E-4.;8FE4.%F U 0-.-- lt
Es"aciador #uera de la tu'er)a Altura del uido ` +oluen anular U -4.;8F1.FU 101.1% lt
. CEMENTACI.N !OR6ADA
Infrod#cció n El "roceso de ceentación "riaria ,a sido usado "or 9s de 8 a6os "ara sellar ( so"ortar las tu'eH r)as de re+estiiento en un "o$o. !esa#ortunadaente: los resultados no son sieH "re e7itosos ( durante la +ida de uc,os "o$os se ,an re
Lodo
La+ador dentro de la tu'er)a Altura del uido ` ca"acidad del tu' de "rodn. U E-4.;8FE4.%F U 0-.-- lt La+ador #uera de la tu'er)a Altura del uido ` +oluen anular U -4.;8F1.FU 101.1% lt
Ceento
Tu'er)a
A*u=ero
&i*ura 0- Canal de u=o atr9s de la tu'er)a de re+estiH iento.
A enudo es di#)cil deterinar "or
Gas
Aceite
A*ua Intrusión de *as ( a*ua en una $ona de aceite.
&i*ura ; Intrusión de a*ua ( *as en una $ona de aceite.
9r#posiS os
(odo Tu'er) a
Corre*ir "or edio de la in(ección ceento a "resión: "osi'les #allas ceentaciones "riarias: ru"turas tu'er)as de re+estiiento: a'andono inter+alos e7"lotados: etcBtera.
de de de de
(echada
4ncompleta remoci/n del lodo por la lechada &i*ura ;1 Inco"leta reoción del lodo "or la lec,ada.
"etinic i#n Los tra'a=os de ceentación a "resión est9n defniH dos: coo el "roceso de in(ectar una lec,ada de ceento a 'ase de "resión: a tra+Bs de los a*u=eros o ranuras
Cuando la lec,ada es #or$ada contra un 9rea "erea'le: las "art)culas sólidas fltradas so're las caras de la #oración:
as) coo la #ase acuosa: enH tran a la atri$ de Bsta. >n tra'a=o de ceentación #or$ada: dise6ada a"roH "iadaente: tiene coo resultado la construcción de un en=arre so're los a*u=eros a'iertos entre la #oración ( la tu'er)a de re+estiiento dic,o en=arre #ora un sólido casi i"erea'le. En los casos en
%eoría de la cemenSaci#n torada A'andono de Inter+alo
&i*ura ;0 A'andono de un inter+alo.
La ceentación #or$ada tiene uc,as a"licaciones durante las #ases de "er#oración ( terinación.
A"licaciones Y Re"arar un tra'a=o de ceentación "riaria
Y Sellar $onas de "Brdida de circulación. Y E+itar la i*ración de uidos entre $onas "roducH tora ( no "roductora de ,idrocar'uros.
No o'stante la tBcnica usada durante un tra'a=o de ceentación #or$ada: la lec,ada de ceento se suH =eta a "resión di#erencial contra una roca "erea'le. Los #enóenos resultantes son la fltración:
Cuando se #or$a ceento contra una #oración de "erea'ilidad dada: la +elocidad a la
;
oderado de % a 1 c K; in: 'a=o +alor de ; fltrado de 0 a % c K; in.
4+#!CC46 _ + 3?A(
5?)!%_A %A+CA
La +iscosidad =ue*a un "a"el i"ortante ( de'e conH trolarse "ara tener o"ortunidad de in(ectar a"ro"iaH daente la lec,ada dentro de los es"acios +ac)os. El tie"o de #ra*uado de'e ser sufciente "ara "re"arar la lec,ada: 'o'earla al "o$o "or circulación ,asta de=arla en el e7treo in#erior de la sarta de tra'a=o. Lue*o se de'e e"acar ( e#ectuar la in(ección ,asta alcan$ar la "resión deseada acorde a la tBcnica eH "leada: ( descar*ar "resión: dese"acar ( circular inH +erso ,asta eliinar la lec,ada so'rante: "rocedienH do a desanclar ( sacar la ,erraienta del "o$o.
"ise$o !abineSe
C!M!+56
4+5!%A(6
&i*ura ;; Ceentación a "resión con TP #ranca.
de
Mediante el e"leo de un siulador: se re"roduce el "roceso de la ceentación #or$ada ( se estudia el #enóeno ,idr9ulico. Se de'e tra'a=ar el "o$o dentro de los l)ites "erisi'les de se*uridad de "resión "ara tu'er)as ( ateriales usados.
%ipos de cemenSaci#n a presi#n
E7isten +arias tBcnicas "ara reali$ar el tra'a=o de ceentación a "resión. La tBcnica e"leada sir+e "ara darle no're
Y Ceentación a "resión con 'o'eo continuo o con 'o'eo interitente Y Ceentación a "resión con ro"iiento de #orH ación e in(ección de la lec,ada en el interior de la #ractura "ro+ocada. Y Ceentación a "resión sin ro"er #oración: #orH ando de"ositaciones de ceento con 'ase en la construcción de en=arre de 'a=a "erea'ilidad en las $onas de in(ección.
10JEJM29 190J.1.71
C!M!+56
4+5!%A(6
La tBcnica
El dise6o de la lec,ada +ar)a en #unción de la tBcniH ca
&i*ura ;4 Ceentación #or$ada con e"acador.
I. IIAREC PARA A CEMENTACI.N !OR6ADA Las ,erraientas e"leadas "ara lle+ar a ca'o las o"eraciones de ceentación a "resión son e"aH caHdores recu"era'les ( "eranentes oli'les &iH *ura ;4F.
Estas ,erraientas "ueden 'a=arse con la isa sarta de tra'a=o: *eneralente: a la "ro#undidad deseada: antes de iniciar la o"eración de ceentación de acuerdo con el "ro*raa de tra'aH =o. Cuando se o"era con un e"acador recu"eraH 'le: se ancla ( se antiene "endiente su e"acaiento "ara "oder colocar "or circulación la lec,ada ,asta la u'icación de la ,erraienta: o a la "ro#undidad de tra'a=o: entonces se e"aca "ara dar inicio a la in(ección. Cuando se o"era con un e"acador "eranente: se 'a=a con la sarta de traH 'a=o o ca'le ,asta la "ro#undidad "ro*raada. ste se ancla con +ueltas de la sarta de tra'a=o a la dereH c,a (: "ara e"acarlo: "riero se le a"lica tensión lentaente: de'ido a
Teorías de aplicación so"re pro"lemas reales El #actor 9s i"ortante durante el dise6o de una ceentación #or$ada es deterinar el "ro'lea. Este "roceso es a'solutaente esencial: "ues de otra anera "ueden *astarse enores cantidades de es#uer$o ( de dinero con la es"eran$a cie*a de una solución. Si no es
"osi'le detectar el "ro'lea: de'e iniciarse inediataente un "rocediiento de dia*nóstico. a( unos cuantos #undaentos '9sicos de ceentación #or$ada
El ceento no se introduce a la atri$ de la #oraH ción. >na lec,ada de ceento est9 co"uesta '9sicaH ente "or "art)culas de ceento ( a*ua &i*ura ;%F. Las "art)culas son deasiado *randes "ara introducirse a la #oración "or lo tanto se se"aH ran del a*ua. !e'ido a la "resión di#erencial el fltrado se introduce a la #oración: ( las "art)cuH las del ceento #oran un en=arre en las "areH des. Con#ore este en=arre se #ora: la "resión de 'o'eo auenta ,asta
Estos #undaentos son es"ecialente a"lica'les a los "ro'leas 9s di#)ciles
&racturar no es el o'=eti+o de una ceentación #orH $ada: "ero noralente se re
Perforaciones contaminadas con lodo
El en=arre de lodo es ca"a$ de resistir altas "resiones di#erenciales: es"ecialente en la dirección del a*uH =ero ,acia la #oración: ientras na #ractura ( li"ie$a selecti+a de una "er#oración: "re+ias a un trataiento de estiulación: ,an re+elado la "resencia de "resiones u( altas: de 9s de 1 "si en una "er#oración adH (acente. En una ceentación #or$ada: uc,as #allas "ueden ser atri'uidas a una li"ie$a insufciente de una "er#oración la cual no ace"tó la lec,ada de ceH ento durante el tra'a=o de ceentación #or$ada.
Fract u ras cread as
&i*ura ; Orifcios de dis"aros o'struidos.
Orificios tapados
&i*ura ;. 3as tracSuras son creadas
de"endiendo del uido de terinación: o de la tBcnica de ceentación "riaria ( del "roceso de ro"iH iento
obsSruídas
Es raro encontrar todos los dis"aros de un inter+alo a'iertos li"ios ( "roduciendo &i*uras ;- ( ;8F. Por lo *eneral: las "er#oraciones tendr9n al*Dn *rado de o'strucción con lodo:
Aun
en la a(or)a de las #oraciones. La #ractura es norH alente "er"endicular al e=e de enor es#uer$o "rinci"al en la roca: lo
Esfuerzo compresivo Diseño por presión
&i*ura ;-.
9esisSencia compresiva de cemenSo / presi#n de toramienSo
La resistencia co"resi+a desea'le "ara o'tener un tra'a=o e7itoso de ceentación #or$ada "uede esH tar so're+aluada &i*ura ;-F. La ca+idad t)"ica de "er#oración tiene una #ora tal na #ractura inducida: llena con ceenH to: tiene 9s 9rea de ad,erencia: "or lo tanto es ca"a$ de so"ortar 9s "resión di#erencial
del uido: "ro#undidad del "o$o: u otras conH diciones relati+as a la "resión. La "resión fnal de #or$aiento se relaciona con el +alor de fltrado ( no con la resistencia co"resi+a
&i*ura 4.
Dltia del ceento o su ca"acidad "ara contener una "resión di#erencial. >na 'uena *u)a "ara una "resión de e"u=e es de %H1 "si so're la "reH sión de 'o'eo sin
!ise6e de acuerdo con el e
in(ección de la lec,ada del ceento: cual
en no la de
Esta es una liitación )nia: "uesto
!e ,ec,o: al*unos o"eradores tienen una re*la "ara estos casos El tie"o e7tra ren "eli*ro a(or se "resenta cuando la lec,ada se counica con el es"acio anular: atra"ando la T.P. ( la ,erraienta (: entonces: se rena 'uena re*la "uede ser
Cemento
i odo
Si un e"acador no lo*ra sellar o alcan$ar la "ro#undiH dad "ro*raada: "uede suceder una corrida en #also. Para estar se*uros de
Serminaci#n
Estos de'en ser uidos li"ios: tales coo salH ueras sódicas o de "otasio. Este ti"o de uidos "uede ser introducido en la #oración delante de la lec,ada de ceento. El ran*o de in(ección ( la "ro#undidad son tales
Tubería de revestimiento
&i*ura 41 Tu'er)a acondicionada: escariada ( li"ia.
+ondiciones a!ujero
del
Es a'solutaente necesario
ad+ersas a la o"eración &i*ura 41F. La tu'eH r)a de re+estiiento de'e estar escariada: li're de incrustaciones ( de cual
El es"acio anular de'e antenerse re"resionado "ara i*ualar el dese
9rueba e&uipo
del
La tu'er)a de tra'a=o: el es"acio anular ( el e
es"ecial cuidado "or
Lodo
Frente
Cemento
ácido
Lecada
Tubería
Canalización a trav!s del
&i*ura 4; &rente 9cido.
cemento
&i*ura 40 Canali$ación a tra+Bs del ceento.
La "rue'a de "resión de'e ser i*ual o a(or a 1 "si.
del
El e"acador de'e f=arse: tan cerca coo sea "oH si'le: del o'=eti+o
Esto ,ace
anclar el e"acador uc,o 9s arri'a de la $ona
Cuando las "er#oraciones estBn "arcialente o'sH truidas con lodo: es"ecialente si Bste es el uido de
terinación: de'e tenerse en cuenta esta condiH ción antes de un tra'a=o de ceentación #or$ada &i*ura 4;F. Si esta condición no es ocasionar9 +aH rios "ro'leas
corre*ida:
La #oración "uede ser #racturada ,idr9ulicaente en un intento de 'o'ear "ara "ro'ar su ca"aciH dad de adisión.
Puesto
+emenSaci#n torada con alSa presi#n
!urante los #or$aientos con alta "resión se corre una ,erraienta recu"era'le o no recu"era'le ,asH ta una "osición cercana a la cia de la $ona "or #or$ar: "ara antener la "resión en un "unto es"eH c)fco dentro del "o$o &i*ura 44F.
Cementación forzada alta presión 5re*ión en *uperficie
Fluido de de*plazamiento A @echada de cemento
5re*ión de fractura maBor
&i*ura 44 &or$aiento con alta "resión.
En ciertos casos: la $ona "or de'a=o de las "er#oraH ciones
cierta cantidad de salueH ra "ara deterinar la "resión de adisión de la #orH ación
La "Brdida "or fltrado del ceento *eneralente es u( r9"ida: ( "uede iniciarse en la tu'er)a de re+estiiento antes de
Presi/n de 5ratamiento total
&i*ura 4 &or$aiento en una eta"a con 'o'eo alternado o "eriodo de es"era.
( de los e"acadores recu"era'les f*ura 4%F. Con esta tBcnica: se e+itan los ro"iientos de la #orH ación ( se alcan$a "resión "or la tBcnica de est9tiH cos ( din9icos.
Forzada a !aja pre"ión
Control de filtrado
Presi/n en super&icie luido de desplazam iento N (echada de cemento Menor presi/n de &ractura
Presi/n super&icial N Presi/n hidrostática ; Presi/n por &ricci/n
&i*ura 48 Control de fltrado.
&i*ura 4% &or$aiento con 'a=a "resión.
+emenSaci#n torada con baja presi#n
Esta tBcnica de e"u=e se ,a +uelto 9s efciente con el desarrollo de los ceentos con 'a=o fltrado
En este Btodo: el ceento es colocado en una sola eta"a: "ero en 'o'eo alternado o "eriodos de esH "era. Las "ro"iedades de 'a=o fltrado de la lec,ada causan
)onas tracSuradas de baja presi#n Las $onas #racturadas de 'a=a "resión son a enuH do di#)ciles de #or$ar f*ura 48F.
Estos "o$os noralente tienen 'a=o ni+el ( coH ien$an a aditir tan "ronto coo se e"ie$an a #or$ar. Es e7treadaente i"ortante ,acerlo sieH "re a la enor "resión. Con un e"acador "ara e=or control: re"resione unas 1 "si. o'ee contra la #oración "ara esta'lecer una "resión de in(ección. Tan "ronto coo todo el ceento se ,a(a e$clado: a'ra la +9l+ula "ara el tan
(!enSes para ,Saponar-
puenSear
Se ,a +isto
interBs "rinci"al es '9sicaente el co"ortaienH to de la lec,ada dentro de la ca+idad de las "er#oraH ciones. a( +arios aditi+os
Las lec,adas aceleradas se usan ta'iBn coo una restricción "ara a(udar a lo*rar
el ta"onaiento. Estas "ueden acelerarse "ara #ra*uar en 1% inuH tos usando un acelerador a 'ase de (eso: en lu*ar de cloruro de calcio
+emenSo Si*oSr#pico Otra solución "ara #or$ar en una $ona de 'a=a "reH sión es el uso de un ceento ti7otró"ico. Esta lec,ada es"ecial se antiene 'o'ea'le ienH tras estB en o+iiento: "ero su ti7otro")a o sus "ro"iedades de alta resistencia de *el "ro+ocan una r9"ida *elifcación. Esta "ro"iedad "uede iniH ciar la o'strucción de las #racturas ,asta alcan$ar auento de "resión: es"ecialente: en "eriodos est9ticos ( din9icos. >n ceento ti7otró"ico "uede usarse coo "riera lec,ada: se*uido de una de alto fltrado.
¥oramienSo blo&ueos
el ceento "udiera no ,a'er cu'ierto la $ona de interBs.
con
Esta o"eración se e"lea antes de "er#orar "ara "roducir ( a(udar a e+itar la i*ración de uido de las $onas su"eriores e in#eriores de la #oración "roH ductora. Esto se ,ace dis"arando ( #or$ando una $ona "erea'le de'a=o: "ara des"uBs re"etir la isa o"eración so're la $ona "otencialente "roductiH +a. A'os ta"ones se uelen: ( la $ona "otencialH ente "roducti+a se dis"ara "ara "roducir. sta es una o"eración de la costa del *ol#o ( no se "ractica uc,o en "a)ses de roca dura: "rinci"alente "orH
+emenSaci#n abandono
torada
para
&recuenteente: una $ona es considerada no coH ercial ( es a'andonada colocando un ta"ón "uente con ca'le "ara aislarla "eranenteente. El ta"ón de "uenteo "uede ser f=ado a con+eniencia cuando se re
[ui$9 la causa enos coDn "ara
0éSodo Sap#n
de
a( dos Btodos "ara conducir un tra'a=o de ceentación a "resión. El 9s coDn: aun
Locali$ar la cia del ceento con un re*istro de te"eratura acer "er#oraciones arri'a de la cia del ceH ento Circular el "o$o ,asta sar unos 1% de lec,ada de sacrifcio. >na e$cla de ceento con "u$olana es econóiH ca ( ,ace un 'uen tra'a=o
>sar cual
0éSodo empacador
con
El se*undo Btodo e"lea un e"acador o retenedor de ceento anclado a"ro7iadaente a - etros so're los dis"aros. El tra'a=o se e#ectDa con la tu'er)a de "er#oración. Todas las de9s o"eraciones ( ateH riales son las isas. La "rinci"al +enta=a de este BH todo so're el anterior es una retención "ositi+a del ceento "or el e"acador de'ido a una +9l+ula de contra "resión en la ,erraienta. >na des+enta=a es
*radiente de #racH tura. Si la #oración se #ractura accidentalente: e7istir9 entonces un "ro'lea 9s se+ero.
C anal
>n Btodo 9s es ,acer de dos a cuatro dis"aros ad(acentes a una $ona de 'a=a "resión: una $ona de a*ua o al*Dn otro lu*ar +enta=oso. Colocar un
&i*ura 4 Canali$ación.
+emenSaci#n canaliaci#n
torada
en
una
>n "ro'lea coDn
retenedor de ceento entre los dis"aros e7istentes ( las nue+as "er#oraciones "rocurando de=arlo 9s cerca de las nue+as "er#oraciones e in(ectar con la lec,ada antes descrita. El o'=eti+o de'e ser aislar la $ona de interBs: la cual aca'a de ser dis"arada "or lo tanto: la "resión anular de'e ser +i*ilada u( de cerca "ara e+itar la counicación. El uido de'e ser in(ectado en los dis"aros e7istentes "ara ase*urar un 'uen tra'a=o.
¥oramienSo en espacios vacíos
Si el o'=eti+o es llenar el canal: la lec,ada del ceH ento de'e tener 'a=a +iscosidad: 'a=a "Brdida de uidos ( al enos cinco ,oras de tie"o de 'o'eo. Para llenar co"letaente el canal: se le de'e "erH itir al ceento alcan$ar las "er#oraciones e7istenH tes ( o+erse dentro del anular de la tu'er)a. Esto "uede "arecer "eli*roso: "ero la o"eración "uede lle+arse a ca'o con se*uridad. Si las condiciones no son cr)ticas te"eratura e7treadaente alta o *ran "ro#undidadF: no necesita o'tenerse una "reH sión #or$ada. !esconecte el stin*er del retenedor de ceento ( le+ante a unos ; etros so're las "erH #oraciones e7istentes ( circule en in+ersa ,asta
Me=or
Cementación forzada a tubería corta
&i*ura 4- &or$aiento a tu'er)a corta.
¥oramienSo en Suberías corSas
El #racaso de una ceentación "uede de'erse a un es"acio sin ceento o "o're ad,erencia "ara cierH ta lon*itud de la tu'er)a. Esto "uede ser cr)tico en la terinación del "o$o. Este +ac)o sin ceentar "uede ser aislado "or un 'uen ceento en a'os lados.
!e'e colocarse un retenedor de ceento =usto soH 're las "er#oraciones 9s 'a=as. >tilice una lec,ada de 'a=o fltrado ( alta densidad en las "er#oraciones 9s 'a=as ( "erita
>na sección con "o're ad,erencia de'e ser aneH =ada de di#erente anera de"endiendo de
el 9rea 9s "o'reente ad,erida e in(ectar con el intento de llenar el es"acio +ac)o tanto coo sea "osi'le. Si no o'tiene un 'uen llenado: dis"are la tu'er)a de re+estiiento ( colo
o
Al*unos o"eradores usan tu'o de cola de'a=o del e"acador "ara la+ar las "er#oraciones inediaH taente des"uBs del tra'a=o de ceentación #orH $ada. El "ro"ósito de esta o"eración es la+ar el ceento no ad,erido ( e+itar oler des"uBs. Las "er#oraciones
de
Es di#)cil "redeterinar el tie"o de olienda sin conocer las condiciones. Por e=e"lo: una olienH da des"uBs de #or$ar 0 o ; "er#oraciones "uede rena resistencia co"resi+a de 1 "si es 9s
Si encuentra consistencia a todo lo lar*o del interH +alo: el resultado "uede ser 'ueno. Sin e'ar*o: si se encuentran $onas sin consistencia en edio o en el
#ondo del inter+alo con ceento "ueden indiH car una containación. En este caso: la "ró7ia o"eración de'er9 ,acerse con una lec,ada de eH nor "Brdida de fltrado.
Pro"lemas especiales en cemenfaciones forzadas
Canal "a#os $ama Corrida .
¥isuras
En ocasiones: la tu'er)a de re+estiiento se ro"e en fsuras de'ido a una so're "resión accidental. Se re
La u'icación se re
de
Los a*u=eros causados "or la corrosión son taH 'iBn di#)ciles de re"arar ediante un tra'a=o de ceentación #or$ada. La naturale$a del "ro'lea de'e ser "arcialente defnida "or la u'icación #)sica del a*u=ero o a*u=eH ros. Esto es: los a*u=eros de'en ser ad(acentes a una sección corrosi+a conocida ( #9cil de u'icar. La tBcnica de #or$ar ceento de'e ser siilar a la usaH da en otras "er#oraciones.
Corrida
P
5razador > 3 ( > >
9s de 1 etro de lon*itud. !e'e deterinarse "riHCD ero la locali$ación ( la a*nitud de la *rieta.
Corrida 2
5razador
4
% ?
3entro de la &ormaci/n
Per&oraci/n 5% %ctividad
>se un ceento de 'a=a "Brdida de uido ( una "resión 'a=a de #or$aienH to. Mu( a enudo: des"uBs de o'tener una 'uena ceentación ( olienda: se encuentra con
&i*ura % >tili$ación de tra$adores radioacti+os.
usar el "rocediiento anterior en la reH ceentación. El Btodo de ta"ón es "ro'a'leente el e=or: "ues no es aconse=a'le colocar un retenedor en una TR
de
la
Pueden a*re*arse tra$adores radioacti+os a los uiH dos
La tra(ectoria
"uede ser usado coo tra$ador "ara tra'a=os de ceentación #or$ada: "ues Bste es solu'le en las lec,adas de ceento ( "arte del isóto"o "uede ser #or$ado contra #oración =unto con el fltrado.
"e&istro de %derencia Microsismo'rama
Antes
3espu^s
Amplitud
Los tra$adores radioacti+os son de *ran a(uda al deterinar cu9l es o dónde est9 el "ro'lea. "ia!n#sSico de la direcci#n del tluido
antes
Otra ,erraienta de dia*nóstico de la dirección del uido: se tra'a=a en cual
despu^s
Tiempo de transito
&i*ura %1 Tie"o de tr9nsito.
9e!isSro adherencia
de
El re*istro de ad,erencia es de ti"o acDstico Se coloca una ,erraienta de ra(os usado en "rinci"io "ara a(udar a deterinar *aa a la "ro#undidad adecuada. Se la ad,erencia del ceento a la tu'er)a de a*re*a una "e
&i*ura %0 Re*istro de ad,erencia.
La ad,erencia de la TR ( la #oración es el re*istro de las a"litudes acuuladas de res"uesta acDstiH ca dentro de "eriodos f=os de tie"o sta es una 'uena ,erraienta "ara e+aluar un traH 'a=o de ceentación ( u'icar las 9reas
"e&istro de Temperatura 5emperatura
4nicio del
cemento
e7ce"to "ara a
9e!isSros SemperaSura
de
Este re*istro ide los ca'ios de te"eratura conH tinuaente: al tie"o
&i*ura %; Re*istro de te"eratura.
aciones: cias de ceento: a*u=eros: #u*as en la tu'er)a de re+estiiento: o canali$ación de uidos. Las cias de ceento son el uso 9s coDn en el dia*nóstico de te"eratura. El arte "ara un #or$aiento e7itoso es deterinar el "ro'lea antes de iniciar el tra'a=o. E=e"lo.H Ceentación a "resión: "ara aislar un inH ter+alo dis"arado en tu'er)a de re+estiiento de % ] "* de di9etro: con "eso de 18 l'K"ie: *rado CH
noral a la densidad de la lec,ada
Peso A*ua Rendiient lt lt Z*. 1% 1%. 1--
1-. 1-
;4.
!ensidad U --K;4. U 1.- *rKc A*ua 1- ltKsc Rendiiento ;4. ltKsc
;
La cantidad de ceento
de'e contar con sufH ciente a*ua "ara des"la$ar el ceento desde la 'ase del inter+alo dis"arado.
El +oluen de la tu'er)a de "roducción 2 U Ca"acidad ltK 7 lon*itud U litros Ca"acidad de la tu'er)a de "roducción de acuerdo a las ta'las de +olDenes es de .% 'lK"ie: .; ; K: ; ltK 2oluen U ; ltK 7 1:0.% U ;:40 lt U 04.0 'l El +oluen de la tu'er)a de re+estiiento se calcuH la de la isa #ora: ca"acidad de acuerdo a taH 'las .0;0 'lK"ie: 10.1 ltK ( son -.% de tu'er)a del e"a
Noralente la circulación in+ersa cu're el 9rea circundante del e"acador ( una distancia corta de'a=o de Bste: "or lo cual el +oluen de uido "ara dar circulación in+ersa es i*ual a la ca"acidad de la sarta de tra'a=o: de 04.0 'l.
El +oluen de la sarta de tra'a=o es de 04.0 'l.
La cantidad )nia de a*ua
2oluen de lec,ada dentro de la sarta de tra'a=o es
2oluen de tu'er)a de "roducción 04.0 'l 2oluen del re+estidor .80 'l 2oluen de circulación in+ersa 04.0 'l. 2oluen de a*ua "ara la e$cla 10. 'l A*ua residual en tan
Si le restaos al +oluen de lec,ada: el +oluen de la tu'er)a de re+estiiento
i*ual a ;:4 lt H 11% ltU ;:;-% lt si di+idios Bstos entre la ca"acidad de la sarta de tra'a=o se tiene ;;-%K ;U 1:101.8 llenos de lec,ada: los cuales "roducen una car*a ,idrost9tica de 000 J*Kc0: el resto de la lon*itud de la tu'er)a de "roducción est9 llena con a*ua ( da una car*a ,idrost9tica siilar
&i*ura %4 Arre*lo t)"ico de la tu'er)a de re+estiienH to en tra'a=os de ceentación "riaria.
en a'os lados "or lo tanto la di#erencia en car*a ,idrost9tica se liita a esta sección de coluna: ( re"resenta una "resión di#erencial de 11 J*Kc0: 1:%-0 "si:
II. ACCECORIOC PARA RE:ECTI/ MIENTO
T91ER;AC
DE
(G .%
\3S3B3 LCt3
`apata 'uía con turbulencia 5ipo Aluminio
`apata 'uía 5ipo Cemento
Los accesorios noralente e"leados en las o"eH raciones de ceentación de las tu'er)as de re+estiH iento se "resentan en la f*ura %4.
Tipos de accesorios )apaSas La "arte in#erior de la tu'er)a de re+estiiento es "rote*ida "or una $a"ata *u)a. +opl es
>n co"le otador o co"le de autoHllenado es coloH cado uno o dos traos de tu'er)a arri'a de la $a"aH ta "ara "ro"orcionar: entre otras #unciones: un asienH to "ara los ta"ones de ceentación ( "arar fnali$ar el tra'a=o de colocación del ceento: cuando lle*a a este lu*ar el ta"ón de des"la$aiento. La sección corta de tu'er)a
Los ta"ones actDan coo 'arreras de se"aración entre las lec,adas de ceento: ( entre el uido de "er#oración ( uidos de des"la$aiento.
+enSrado res Los centradores son colocados en las secciones cr)H ticas de interBs "ara centrar la tu'er)a ( o'tener una e=or distri'ución del ceento alrededor de Bsta: e=orando
`apata 'uía 5ipo %e'ular
de esta anera la ceentación "riaria.
`apata 'uía 15ipo Cemento con ori&icios laterales
calidad
de
la
)apaSa !uía Es la #ora '9sica de $a"ata "ara tu'er)a de re+esH tiiento: no contienen +9l+ulas de contra "resión ni ecanisos de control de u=o ( es usada "ara "rote*er las aristas de la "arte in#erior de la tu'er)a. La a(or "arte de los ti"os de $a"ata *u)a contieH
&i*ura %% @a"ata *u)a.
nen una nari$ redondeada "ara *uiar la tu'er)a a tra+Bs de des+iaciones ( restricciones del a*u=ero. Sin e'ar*o: el odelo de $a"ata *u)a Vre*ularV no tiene una nari$ redondeada "or lo
*eneralente es construido del iso acero
a"ro"iado: la tu'er)a de'e 'a=arse en #ora lenta ( continua "ara e+itar la "resión de irru"ción o de "istón ( da6o a la #oración. >na +e$
&i*ura % E
autollenado: de'ido a su *ran es"acio interior
)&uipo tloSaci#n
de
A edida
"e$ar el acondicionaiento del "o$o: "ara lo cual se circula: "or lo enos: un +oluen ena +e$ colocado el ceento en su lu*ar Bste de'e endurecer ( desarrollar las "ro"iedades ec9nicas necesarias "ara antener la +ida "roducti+a del "o$o. !e tal anera n des"la$aiento inco"leto del lodo "uede induH cir a una canali$ación de lodo continuo a tra+Bs de las $onas de interBs ( de tal #ora #a+orecer la counicaH ción entre las $onas. La dura'ilidad de la ad,erencia del ceento est9 ta'iBn relacionada al "roceso de des"la$aiento.
Esto es el "orsando un siulador a *ran escala: ones ( erdine 1-4F ostraron
A "esar de estos tra'a=os iniciales: el des"la$aiento del lodo "eranece coo su=eto de uc,os tra'aH =os teóricos ( e7"erientales actuales: esto se de'e: en "arte: al increento de la co"le=idad del "roH 'lea "o$os 9s "ro#undos: "o$os direccionales: etcBteraF. Sin e'ar*o: la a(or difcultad sur*e del #actor n "rier loH *ro a la a"ro7iación teórica "arece 9s atracti+o de'ido a
Y Son 9s si"les: no re
da ( son el "roducto de la inercia ( la resistencia al u=o del uido des"la$ado. Las "resiones de irru"H ción co'inadas con las di#erenciales ,idrost9ticas "ueden e7ceder la resistencia al cola"so de la tu'eH r)a de re+estiiento o la "resión de #ractura de la #oración. Esto causa "Brdidas de lodo o da6o "erH anente a la #oración. Adicionantes e7ternos taH les coo los centradores ( ras"adores reci"rocantes "ueden increentar la resistencia al u=o ( de'en ser considerados cuando se deterine una +elociH dad de introducción se*ura. Las +elocidades de introducción crean +elocidades de u=o anular ace"ta'les durante la "er#oración ( son: *eneralente consideradas se*uras. La ecuaH ción deri+ada del odelo "l9stico de in*,a "ueH de ser usada "ara estiar una +elocidad de introH ducción 97ia se*ura a una "ro#undidad en "arH ticular. Los e#ectos de anoralidades del "o$o ( a*re*ados e7ternos son des"reciados. El u=o turH 'ulento es asuido ( un #actor de #ricción en el "eor de los casos de .; de'e ser usado. 0 0 2" U k0%.-`Ps`! H! F K #`L`q)] × [(! FH1 K! ,
"
,
"
!onde 2" U 2elocidad 97ia de la introducción de la tu'er)a "ara "re+enir da6o a la tu'er)a ( a la #oración. # U .; #actor de #ricción del lodoF L U Pro#undidad "iesF q U !ensidad l' K *alF ! U !i9etro del a*u=ero "*F , ! U !i9etro de la tu'er)a "*F "
P P
U Es el enor de o de Psc "siF
s
s#
P
s#
U .%`LG H .%0` q F "rotección a la #oración #
lodo "uede ser a*itado ( acondicionado 9s conH tinuaente. Y Los "o$os des+iados "ueden ser 9s claraenH te indicados ( controlados. Y La tu'er)a de re+estiiento "uede ser llenada con un lodo li"io 'ien acondicionado "ara la ceentación. Las "resiones de irru"ción son *eneradas cada +e$
P
sc
U .%P H.%0 `q) Protección a la tu'er)a
sc
G U Gradiente de #ractura # P U Resistencia )nia al cola"so de la tu'er)a sc
"siF
)&uipo de llenado auSom1Sico Las $a"atas ( co"les de llenado auto9tico contieH nen +9l+ulas de contra"resión siilares a las usaH
das en el e
reo+er o "ara des"render ateriales ad,eridos: la +9l+ula "erite la circulación en cual
&i*ura %8 @a"atas de llenado auto9tico.
Modo de lle nado 1!l luido entrando
Presi/n de )o mba Aplic ada 1(iberaci/n de balines
Po sic i/ n de soporte de presi/n in&erior
&i*ura % 29l+ulas ti"o o+iiento +ertical.
"resión de irru"ción asociada con el e
1
El e
Estas +9l+ulas son con+ertidas "or la e7"ulsión del tu'o de orifcio: "eritiendo al resorte de car*a ceH rrar la c,arnela de la +9l+ula. &i*ura %8F. Esta o"eH ración noralente re
1
La 'ola "uede ser 'o'eada al #ondo sin e'arH *o: de'e "osicionarse ientras se 'o'ea la conH +ersión "uede ocurrir sin nin*una indicación en el anóetro. !e otra anera: con la 'ola a"ro"iaH daente situada: el tu'o de orifcio "uede ser desH car*ado "or la a"licación de ; a "si: de"enH diendo del #a'ricante de la +9l+ula. Al*unos #a'riH cantes indican un *asto de u=o o"cional: "ara conH +ertir la +9l+ula sin el e"leo de la 'ola. Esta o"ción es de a(or a"licación cuando la des+iación del a*uH =ero es su"erior de ;: de'ido a
3a v1lvula de acci#n verSical o v1lvula de Sap#n El resorte de car*a
El e
de la tu'er)a de re+estiiento. La a(or)a de las uniH dades de llenado di#erencial $a"atas o co"lesF: anH tendr9n la tu'er)a de re+estiiento a"ro7iadaenH te a un - Q de su ca"acidad con res"ecto al ni+el del
&i*ura O"eración de 29l+ula !i#erencial. &i*ura %- @a"ata ( co"le de llenado di#erencial.
ción en sentido in+erso ( de la ,a'ilidad "ara correr la tu'er)a de re+estiiento tan r9"ido coo sea "osi'le. Las +9l+ulas de c,arnela ( la de acción +ertical no se recoiendan "ara usarse con uidos de "er#oración
llenado
Las $a"atas ( co"les de llenado di#erencial co'iH nan los 'enefcios del e
uido en el anular. Cuando a'os: $a"ata ( co"le: son usados: la tu'er)a de re+estiiento de'e "eranecer a"ro7iadaente a 1 Q de su llenado. El e
est9 restrin*ido. La circulación "uede esta'lecerse en cual
un 1 Q a(or na $a"ata de orifcio: ta'iBn "uede ser usada de'a=o de un co"le di#eH rencial: sie"re
1
Para reducir el des*aste de la +9l+ula otadora durante lar*os "eriodos de circulación: ( de aconH dicionaiento: la o"eración de con+ersión "ueH de ser deorada ,asta =usto antes de 'o'ear el ceento. A causa de las restricciones en las +)as de llenaH do: la tu'er)a de re+estiiento de'e 'a=arse a +elocidad oderada *eneralente 0 "iesKse*unH doF "ara reducir la "resión de irru"ción.
Los ateriales "ara "Brdida de circulación "ueH den tender a un llenado lento o a e+itarlo: lo cual "uede increentar la irru"ción o a conducir al cola"so. Puede ser necesario el onitoreo del indicador de "eso ( circulación "eriódica. La des+iación de los a*u=eros ( taa6os de las tu'er)as de re+estiiento "ueden i"osi'ilitar
&i*ura 1 E
el uso de 'olas acti+adoras "esadas. Al*unos #aH 'ricantes o#recen 'olas *uiadas "ara des+iacioH nes so're los 0 otros: tra"as "ara las 'olas ( 'olas "recar*adas: las cuales de'en o"erar en cual
e'ar*o: la circulación de'e e+itarse antes de colocar la 'ola en su asienH to. La 97ia des+iación de o"eración de'e ser "ro"orcionada "or el "ro+eedor. E
ser acorde al ti"o de +9l+ula e"leada. La +elociH dad de 'a=ada de'e ser lo sufcienteente lenta "ara e+itar la "resión "or irru"ción. El ena +e$ na re*la si"le
Y Princi"alente se reduce el +oluen ( tie"o de des"la$aiento. Y E+ita el derrae de lec,ada en e7ceso durante el des"la$aiento.
Y Reduce el tie"o de o"eración de la ceentaH ción. Y Ocurre enor containación de'ido al 9rea reH ducida ( rB*ien tur'ulento en la tu'er)a de "erH #oración.
+enSrad ores >na de las *randes necesidades en la tecnolo*)a de las ceentaciones es el centrado de las tu'er)as de re+estiiento
Entre Bstos se "uede citar la #alta de acondicionaH iento del "o$o ( del uido de control: el acondiH cionaiento de la lec,ada ( de los #rentes la+ador ( es"aciador: tendientes a entrar en tur'ulencia a *asH tos de 'o'eo 'a=os o oderados: de'ido a
&i*ura 0 Centradores de e=es.
1;
Ingeniería de ‡ementaciones
recar*arse en la "arte 'a=a del a*u=ero ( si no se cuenta con e
de
&i*ura ; Centrador sólido inte*ral rosca'le.
ento en el anular: ( si no se lo*ra la tur'ulencia a *astos oderados: e=orar la efciencia de colocación. En los a*u=eros direccionales ( ,ori$ontales el cenH trado de la sarta se torna 9s cr)tico de'ido a
&i*ura 4 Ca'e$a de ceentación de do'le ta"ón.
1
Ingeniería de ‡ementaciones
Las ca'e$as de ceentación son contenedores de acero de alta resistencia a la "resión interna ( a la tensión:
nin*Dn "ro'lea. El sistea de li'eraH ción en la ca'e$a de do'le ta"ón es el iso
Cemenfación m?lples
en
efapas
La ceentación de eta"a Dlti"le "uede ser neceH saria "or una *ran di+ersidad de ra$ones
Y &oraciones inca"aces de so"ortar altas "resioH nes ,idrost9ticas: e=ercidas "or colunas lar*as de ceento. Y @onas su"eriores
La a(or "arte de las ra$ones "ara ceentar "or etaH "as se reducen al "rier caso. Actualente no es rara la ceentación de sartas lar*as corridas ,asta la suH "erfcie "ara "rote*er las tu'er)as de la corrosión. Alternaente: $onas de "Brdida de circulación "o'reH ente ta"onadas: de'a=o de la $a"ata de la Dltia tuH 'er)a ceentada: a enudo re
1. La ceentación noral de dos eta"as: en donde la ceentación de cada eta"a es una o"eración se"arada ( distinta. 0. La ceentación continua de dos eta"as: con aH 'as eta"as ceentadas en una sola o"eración continua.
cuencia de
;. La ceentación de tres eta"as: donde cada etaH "a es ceentada coo una o"eración distinta. El tie"o de e=ecución de la ceentación "or etaH "as: increenta el tie"oH e
&i*ura .
&i*ura % O"eración de co"le "or eta"as.
sensi'le a ane=os inadecuados: so're todo al enH roscarlo cuando se instala en la tu'er)a de re+estiH iento
1%
Ingeniería de ‡ementaciones
III. ACCECORIOC CORTAC @INER
PARA
T91ER;AC
+ople de reSenci#n anSi. roSacional erraienta utili$ada en co'inación con un ColH *ador idr9ulico. Es considerado coo "arte del e
&i*ura 8.
Presenta una co'inación de asientos "ara canica de ancla=e del Col*ador idr9ulico ( "ara el Ta"ón Li"iador. Su dise6o antiHrotacional o"eración de olienda.
#acilita
la
Todas sus "artes interiores son #a'ricadas con aH teriales #9cilente "er#ora'les. &i*ura --F. +abea +emenSaci#n
1
de
Esta ,erraienta est9 dise6ada "ara so"ortar *ranH des car*as de tensión "ro+ocadas "or el "eso de la tu'er)a de "er#oración ( de la TR corta. Alo=a al taH
Ingeniería de ‡ementaciones
"ón des"la$ador en una c9ara su"erior durante las o"eraciones de circulaciónH acondicionaiento ( e$clado de ceento.
sustituto "ara alo=ar la 'ola "ara o"erar col*adores ,idr9ulicos ( ,erraienH tas
El dise6o de este col*ador es inte*ral: o sea
REG i$
&i*ura - Ta'iBn tiene una unión *iratoria "ara o"eraciones de rotación ( reci"rocación ( un
&i*ura de los conos en #ora *an el 'enefcio de una circulación en "osición de
Se o"era a"licando "resión a la TP: soltando una caniH ca de asentaiento
1
Se o"era a"licando "resión a la TP soltando una caniH ca de asentaiento
&i*ura -.
Ta'iBn se #a'rican en roscas API o Preiu &i*ura -F. +ol!ador sencillo¸
hidr1ulico
El dise6o de este col*ador es inte*ral: o sea
&i*ura 8.
Sustituto de e7tension Se coloca entre El lade Mill ( la ria sir+e "ara dar la lon*itud adecuaH da entre los dos. +ol!ador mec1nico con cu$as / >6> derecha
El dise6o de este col*ador es inte*ral: o sea
La distri'ución de los conos -F en #ora alternada otor*a el 'enefcio de una a(or 9rea de circulaH ción en "osición de anclado ( da una ca"acidad de car*a uc,o a(or
de
Este ensa'le consiste de las si*uientes "ie$as Molino de cuc,illas lade illF Su #unción es con#orar ( 'iselar la 'oca de liner "ara e+itar da6ar a los sellos del ni"le de sellos Tie acJF al introducirlo en la e7tensión del co"le soltador o e"acador de 'oca de la TR corta. Se coloca en la "arte su"erior del ensa'le: de tal anera
Ria Tiene la #unción de li"iar tanto de i"ureH $as coo de residuos de ceento o sólidos:
En un e
&i*ura 81 Co"le otador ( de retención.
un aterial de enor dure$a
+ople tloSador / de reSenci#n
&i*ura 80 Co"le otador.
La selección del co"le otador de'e ser co"ati'le con la $a"ata otadora. 2er f*ura 81F. Su dise6o antiHrotacional #acilita la o"eración de olienda: ( todas sus "artes interiores son #a'ricaH das con ateriales #9cilente "er#ora'les.
+ople solSador con pertil para unidad de se. llos recuperable¸
erraienta #unciones
co'ina
alojar
+arias
+ople tloSador La selección del e
&i*ura 8;.
La selección del co"le otador de'e ser co"ati'le con la $a"ata otadora. Se instala noralente uno o dos traos arri'a de la $a"ata otadora. Todas sus "artes internas son #a'ricadas con ateH riales #9cilente "er#ora'les.
1
1. Soltar la tu'er)a corta des"uBs de ,a'er o"eraH do el col*ador. 0. Cuenta con una e7tensión o rece"t9culo "uede ser de ;: -: 1 o 9s de lon*itudF "ara una #utuH ra e7tensión de la tu'er)a. ;. Cuenta con un receso donde se alo=ar9 la unidad de sellos recu"era'le: "ara #orar un sello ,erH Btico ( ase*urar
&i*ura 84. +ople solSador con embra!ue / pertil para alojar unidad de sellos recuperable
erraienta
1. Soltar la TR corta des"uBs de ,a'er o"erado el col*ador. Presenta una e7tensión o rece"t9culo con un col*ador ec9nico con VV a la derec,a. "uede ser de ;: -: 1 o 9s de lon*itudF: "ara una #utura e7tensión de la tu'er)a.
;. Ta'iBn se utili$a en co'inación con otro ti"o de ,erraienta soltadora ( con un col*ador rotaH torio: "ara rotar des"uBs de anclado el col*ador.
0. Tiene un "erfl es"ecial:
11
Empacadores para "oca de TR corfa con #nidad de sellos moli"le Esta ,erraienta es u( +ers9til: "ues co'ina +arias #unciones
1. Soltar la TR corta des"uBs de o"erado el col*aH dor. 0. Pro+ee un sello e#ecti+o en la 'oca de la tu'er)a. Los sellos con los
&i*ura 8%.
erraienta de tolerancia reducida en el es"acio anular: dise6ada "ara o'tener un sello e#ecti+o ( reH sistente "ara altas "resiones en las 'ocas de TR corH tas: ceentadas o no. nela
Cuenta con un sistea de sellos ti"o c,e+ron: "ara e#ectuar un sello ,erBtico )mpacador para boca de Subería de con el a*ui=ón "ulido
11
Esta ,erraienta es u( +ers9til: "ues co'ina +aH rias #unciones "ara alcan$ar la "ro#undidad deH seada. Ta'iBn se utili$a con un col*ador ec9niH co con VV a la derec,a. Ta'iBn se utili$a en co'inación con otra ,erraH
&i*ura 8.
Soltar la TR corta des"uBs de o"erado el col*ador. Pro+ee un sello e#ecti+o en la 'oca de la TR corta. Los sellos con los
11
Presenta un receso en donde se alo=ar9 la unidad de sellos recu"era'le: "ara #orar un sello ,erBH tico ( ase*urar
Esta ,erraienta es u( +ers9til: "ues reDne +arias #unciones Soltar la TR corta des"uBs de o"erado el col*ador. Pro+ee un sello e#ecti+o en la 'oca de la TR corta. Los sellos con los
&i*ura 88.
ienta soltadora ( con un col*ador rotatorio: "ara rotar des"uBs de anclado el col*ador.
Cuenta con una e7tensión o rece"t9culo "uede ser de ;: -: 1 o 9s de lon*itudF: "ara una #utura e7H tensión de la tu'er)a. Cuenta con un receso donde se alo=ar9 la unidad de sellos recu"era'le: "ara #orar un sello ,erBtico ( ase*urar
&i*ura 8.
11
&i*ura 8-.
Colgadores corfas
para
TR
5erramienSa para empacador de B3
acSivar
el
Se utili$a cuando se 'a=a un e"acador de L o"eH rado con "eso.
&i*ura .
Se "uede usar en co'inación con +arias ,erraH ientas soltadoras. !urante la introducción de la TR corta: esta ,erraienta +a dentro de la e7tensión del e"acador de L. !es"uBs de la ceentación de la tu'er)a: se le+anta "ara
&i*ura 1
5erramienSa solSadora para col!adores / empaca. dores &ue no re&uieren conjunSo de >perros>
11
Es utili$ada "ara correr ( o"erar col*adores ( e"acadores de 'oca de TR
La ,erraienta co"leta consiste de un +9sta*o: canasta "rotectora ( ni"le de e7tensión "ulido. >na +e$
corta
&i*ura 0.
5erramienSa solSadora para operar con un col!a. dor mec1nico o hidr1ulico roSando duranSe su inSro. ducci#n Est9 dise6ada "ara o"erar un col*ador ec9nico con VV derec,a: o 'ien "ara rotar una TR corta duH rante su introducción: cuando se utili$a un col*ador ,idr9ulico "ara a'os casos es necesario el eH "leo de un co"le soltador o de un e"acador de 'oca de TR corta
%ap#n desplaador roSacional
anSi.
!ise6ado "ara li"iar el interior de la tu'er)a de "erH #oración "uede tra'a=ar en di#erentes di9etros de la isa tu'er)a. Si*ue al ceento durante el des"la$aiento: lo seH "ara del lodo ( se alo=a en el ta"ón li"iador se ancla ( se sella "ara #orar =untos un ta"ón sólido. Su dise6o antiHrotacional #acilita la o"eración de olienda. &i*ura 1F.
11
Se instala en el e7treo in#erior del a*ui=ón "ulido de la ,erraienta soltadora. En su interior reci'e el ta"ón des"la$ador:
11
Este ti"o de unidades se utili$a con co"les soltadores con "erfles adecuados. Cuando se instalan las unidades recu"era'les: en el ni"le "ulido los candados
)apaSa tloSadora con doble v1lvula La selección del e
!esde entonces se ,an reali$ado e=or)as consideH ra'les: tanto en e
9nidades cemenfadoras Los sisteas de e$clado "or +oluen ( el de eH dición de aditi+os l)
Todas sus "artes internas son #a'riH cadas con ateriales #9cilente "er#ora'les. &i*ura 4F.
I2. DECARROO DE AC CEMENTADORAC
"o$o de aceite: en Cali#ornia: E>. Se reali$ó con % sacos de ceenH to: e$clados ( +aciados al "o$o "ara controlar un u=o de a*ua.
El "rier tra'a=o de ceentación del
Sin e'ar*o: no #ue sino ,asta 1-1 cuando la ceentación oderna naH ció cuando PerJins introdu=o su tBcH nica de ceentación con dos ta"ones.
&i*ura %.
&i*ura .
las "ro"iedades de la lec,ada se +en a#ectadas: no sólo "or la "ro"orción entre ceento: a*ua ( aditiH +os: sino ta'iBn "or el es#uer es#uer$o $o cortante n tann recirculador con e$clador de to'eras de alta ener*)a. >no o dos tan
"en "ar de a*itadores de "aletas: actuadas ,idr9ulica o elBctricaente: "ara antener la ,oo*eneidad.
>n Dlti"le sufcienteente +ers9til "ara usarse en una +ariedad de co'inaciones. co'inaciones. En al*unos casos "articulares: coo tra'a=os c,iH cos: o cuando las "ro"orciones de aditi+os ( la denH sidad de la lec,ada son u( cr)ticas: el +oluen total de lec,ada necesaria "ara terinar el tra'a=o inclu(endo el e7ceso usualF: es "re"arado antes de ser 'o'eado al "o$o. Los aditi+os l)
una "laca otri$: conectado al sistea de 'astón de ando. Estas 'o'as inclu(en un reductor de relación de +elocidad f=ada internaH ente. !e"endiendo del #a'ricante ( del odelo la lon*itud de los ta"ones "uede +ariar de % a 1 "* 10.% a 0% cF. La efciencia *lo'al de las 'o'as no es a(or del % al - Q. Si es "resuri$ada adecuadaente: la efciencia +oluBtrica "uede ad
Bombas de alSa presi#n
+onverSibili dad
Todas las 'o'as de alta "resión son Todas del ti"o reci"rocante con tres ta"ones tr)"le7F o cinco taH "ones
En #unción del #a'ricante: el taa6o de una 'o'a "uede ser alterado ediante el ca'io del ensaH 'le de la terinal ,idr9ulica o los ta"ones ( sisteH as de e"a
9oSencia hidr1ulica
!e"endiendo del #a'ricante ( el odelo: la 97ia "otencia +ar)a entre 0 ( % ,,".
+onSroles insSrumenSos
e
Antes de e"e$ar un tra'a=o al*unos ecanisos de control so're el e
&i*ura 8 !ensóetro "or *ra+edad.
Los tra'a=os de ceentación re
Ceento o e$clas de ceento en seco ( lec,ada. El +oluen de lec,ada e$clada ( ceH ento seco son deterinados ediante la coH 'inación de a*ua de e$cla ( la densidad de la lec,ada. Se onitorea continuaente la densidad de lec,ada
seado: "or edición #)sica o "or dis"ositi+os elecH trónicos de edición ( *rafcación continua. Gasto. El *asto de lec,ada es edido en el contaH dor de +elocidad del ci*je6al de la 'o'a de inH (ectar al "o$o o "or edio de un edidor de uH =o usad usado o "ar "ara a un re* re*is istro tro con contin tinuo uo de los "ar9etros del tra'a=o
Presión. La "resión de 'o'eo es le)da en un anóetro o en un re*istrador *r9fco: un transductor de "resión electrónico es usado si se reH *istran +arios "ar9etros ediante una unidad central. !ensidad de la lec,ada. La densidad de la lec,ada tradicionalente es edida anualente eH diante una 'alan$a "resuri$ada. Sisteas 9s sofsticados sofsti cados +ienen con+irtiBn con+irtiBndose dose en 9s econóH icos "or e=e"lo: una 'alan$a de edición de "eso continuo en tu'o en > ( densóetros radioH acti+os conectados a una unidad central de re*istroF. Reolo*)a de la lec,ada. La edición de tales "ar9etros no son realente e=ecutados de aH nera rutinaria en el "o$o. Esto se su=eta al
dise6o de la'oratorio: toando consideración DnicaH ente "orcenta=es de los aditi+os
en los
Resistencia co"resi+a. Esta edición est9 su=eH ta e7clusi+aente a condiciones de la'oratorio: las uestras de la lec,ada son toadas noralH ente "ara e=ecutarse en un la'oratorio central coo "rue'as "osteriores al tra'a=o. t ra'a=o. Actualente en u( "ocas "artes del undo se tra'a=a con ediciones #)sicas de la densidad ( con sólo el anóetro
La "r9ctica del e$clado continuo ,a tra)do coo consecuencia la "osi'ilidad de
9re. meclado En este "roceso se e$cla el total de los in*redienH tes ceento: a*ua ( aditi+osF en un tan
0eclado conSinuo En este "roceso se e$clan los aditi+os de la lec,ada con#ore se est9n 'o'eando al "o$o. Los BtoH dos tradicionales de e$clado continuo son e$H clados con =ets: slurr( c,ie# ( tornado. 0eclador con 6eSs
Consiste '9sicaente de un reci"iente cónico: una tina de e$clado: l)nea de descar*a ( l)neas de aliH entación de a*ua. En esta teor)a de e$clado: el ceento ( los aditi+os secos alientados "or *raH +edad son succionados desde un reci"iente cónico ,asta un reci"iente de e$clado: "or el e#ecto de +ac)o creado "or el a*ua:
e$cla: "ara ser succionada "or una 'o'a centr)#u*a ( enH +iada a las 'o'as de des"la$aiento "ositi+o ( BsH tas: a su +e$: 'o'ean la lec,ada dentro del "o$o. Slurr/ chiet
Este sistea es una +ersión odifcada del anteH rior: "ero con una cuc,illa o"erada ,idr9ulicaente
"ara controlar la entrada de ceento en el reci"ienH te de e$clado
0eclador Sornado
de
Este sistea utili$a una 'a=a ener*)a con el e#ecto de a*itación con u=o tan*encial "ara e$clar sóliH dos ( l)
Actualente las unidades de 'o'eo "ueden esH tar ontadas en "lata#oras: "at)n o 'arcos "ueH den estar actuadas "or otores elBctricos o de co'ustión interna ( tener controles anuales o auto9ticos. CoDnente las unidades ceentadoras de ,o( est9n e
El e
54+A C6+
M!436% 3! (?G6 A>?A
CAPAC43A3 3! , )( 3!+S6M!5%6
)6M)A 3! %!C4%C?(AC46+
)6M)A 3! A>?A
&i*ura .
+nidad con sisSema de meclado por recirculaci#n
, 9+0 -¸ El e$clador de ceento "or recirculación RCMF: o#rece una *ran co'inación de ca"acidades
aF Pueden e$clarse lec,adas de ceento de ,asH ta 0.-4 *rKc;. 'F Para tra'a=os cr)ticos coo ceentación de tuH 'er)as cortas: ta"ones o
#F Tra'a=a en circuito cerrado e+itando la *eneraH ción de "ol+o. La "rinci"al caracter)stica de RCM es el sistea de recirculación a tra+Bs de una 'o'a centr)#u*a ( un de"ósito con ca"acidad de a 0% 'l: di+ididos en dos secciones ( ena +e$
+nidad con sisSema de conSrol auSo. auSom1Sico de densidad , (dc - Las caracter)sticas ( 'enefcios del control auto9H tico de densidad A!CF>ni"ro II son Me=ora el control de la densidad. Ca"acidad de e$clado en Dlti"les eta"as. Ca'ios instant9neos en el *asto sin a#ectar la denH sidad de la lec,ada. Ca'ios instant9neos en la densidad de lec,ada sin a#ectar el *asto. O"eración si"le. ceentaciones #or$adas: se lo*ra un control e7acto en la densidad. cF Es u( Dtil "ara e$clado de lec,adas con +olDH enes 'a=os del orden de 'l o enos. dF Puede reducirse el *asto de e$cla ,asta .% 'lK in durante la o"eración. eF Me=ora las "ro"iedades de la lec,ada de'ido a una a(or ener*)a de e$clado.
El cora$ón del sistea de control auto9tico de la densidad A!CF es el densóetro radioacti+o onH tado en la l)nea de recirculación del sistea RCM. Con el onitoreo continuo de la densidad de la lec,ada en el recirculador: el sistea A!C res"onH de a'riendo o cerrando las +9l+ulas de estran*ulaH ción de a*ua o ceento. El *asto del a*ua de e$H cla es conta'ili$ado "or edio de un edidor de tur'ina aco"lado a la isa l)nea de
recirculación. Los datos adni"ro II en la conH sola del o"erador. Estos controles se 'asan en se6ales electrónicas en lu*ar de ,idr9ulicas: lo
El o"erador "uede "ro*raar directaente en el >ni"ro II la densidad ( el *asto de e$cla reni"ro II ( el A!C inicia auto9ticaente la nue+a e$cla. 0eclador de alSa ener!ía de meclado Es un e$clador 9s a+an$ado: e7acto ( controlaH do "or co"utadoras. Esta unidad "ro"orciona lec,adas de la densidad ren "anel de control reoto "erite al o"erador controlar la unidad con solaente a"retar 'otones de coandos: la "antalla uestra continuaente la densidad de la lec,ada: el "eso del silo +ertical: la entrada de ceento +9l+ulaF: ( la "osición de la +9l+ula de la lec,ada.
9nidades fransporfadoras de cemenfo a granel Trans#erencia del ceento. El uso del ceento a *ranel #ue introducido "or alli'urton en la dBcada de los 4s en Salle: Illinois. Actualente en la a(or "arte del undo el ceento "ara "o$os "etroleros es ane=ado a *ranel.
El ane=o del aterial ceentante a *ranel ,a 'eH nefciado la econo)a ( la tecnolo*)a de la ceentación. Las lec,adas co"le=as o ela'oradas "ueden e#ectuarse "riero en seco "or edio de tan
97io ( ello es sufciente: sie"re ( cuando se "ro"orcione un u=o *rande ( constante de aire "ara trans"ortar sus"endido el ceento. E7isten +arios taa6os ( conf*uraciones de tanH
por
En este sistea de aireación: el aire a "resión es introducido "or la "arte in#erior del silo: concretaH ente en la $ona del
cono trunco en los silos +ertiH cales. El aire entra "or edio de an*ueras de aiH reación: directaente al #ondo de un 'astidor: en el
A di#erencia del sistea anterior: la in(ección del aire al interior del silo in+olucra a,ora 'o
SisSema de aireaci#n dual o combinado
En al*unos casos se co'inan los sisteas de aiH reación "or lonas ( "or to'eras: "ara o'tener un r9"ido auento de "resión ( una consi*uiente desH car*a en enor tie"o. En uc,os casos los sisH teas de aireación "or lonas ,an sido con+ertidos en sisteas duales a los
Almacena8e $ dosicación de cemenfo Coo se encionó anteriorente: el ane=o del ceento a *ranel es una "r9ctica u( e7tendida en el undo entero de'ido a
aireaci#n.
El sistea de aireaciónH"resuri$ación si*ue el "rinH ci"io descrito "ara el trans"orte de ceento a *raH nel en el a"artado uestra la distri'ución t)"ica de una "lanta de ceento con sistea de aireaciónH "resuri$ación autoati$adaF. Las 'ondades de este anifestan en el ane=o +olDenes de ceento: su "unto de utili$ación ( su descar*a.
10
sistea se de *randes trans"orte al #acilidad de
En la "lanta de ceento: el ane=o de ateriales a *ranel tiene: entre uc,as otras: las si*uientes +enta=as El ceento (Ko aditi+os est9n res*uardados de las condiciones cli9ticas ientras es alacenado: trans"ortado ( descar*ado. Los aditi+os son uni#oreente ,oo*enei$ados al e$clarse 'a=o un "rocediiento lar*aente "roH 'ado.
La e$cla se e#ectDa en #ora 9s r9"ida ( uniH #ore. La "re"aración de *randes +olDenes de ceento "ara una o"eración es 9s "r9ctica. Aun
Silos de alacenaiento. Tan
Silo de e$clado. En este tanna +e$
10
SisSema dositicador adiSivos lí&uidos
de
Sin e'ar*o: en locali$aciones arinas e7isten resH tricciones de es"acio
Dise3o de #na planfa dosicadora de cemenfo
Entre las consideraciones 9s i"ortantes "ara el dise6o e instalación de una "lanta de ceento se tiene 2oluen de ceento
&acilidad de acceso a las aterias "rias (Ko aditiH +os. Contar con "ro+eedores confa'les "or +)a aBH rea: ar)tia o terrestre.
unidades ó+iles de transH "ortación
!istancia al o los "untos de utili$ación. EstratB*icaH ente u'icado en relación con los "untos de +enta 'ases del cliente o ca"os "etrolerosF
Silos +erticales. Su o'=eti+o es alacenar ceenH to ( otros ateriales a *ranel
Counicaciones. Acceso "or cainos "or los na "lanta dosifcadora de ceento tiene coo fH nalidad ane=ar el ceento a *ranel "or edio neuH 9tico e$clando ( ,oo*enei$ando los aditi+os
Tiene un cuer"o cil)ndrico con una 'ase cónica teriH nada en un cas
&i*ura - Tan
El resto de reci"ientes son siilares a los descritos.
Cal#d $ seg#ridad mane8o de adi+os
en
el
La naturale$a de los ateriales Co"resores de aire. NoralenH te la "lanta aneH =ados "or la "lanta de dosifcadora de ceento a *ranel cuenta con un ceento da luH *ar a ciertas "ar de co"resores de aire: con ca"acidad de ; consideraciones es"eciaH les: a - "ies cD'icos de *asto "or inuto ( una "ara la disinución de ries*os ( "resión de ser+icio re*ulada de ; a 4 "si. Este "re+ención de accidentes en el sistea neu9tico se encar*a del ane=o del 9rea de tra'a=o ceento en la "lanta en *eneral. "or su 'ase cónica ( corre "aralelo a Todas las "ersonas na +e$ ,ec,a la e$cla se 'o'ea a la olla de "esar donde se co"leenta el resto de ceenH to de la "esada.
-.HGuantes. Prote*en las anos del contacto con el ceento ( "roductos
Observacio nes
E+ite *ol"ear los silos "resuri$ados: "ues "ueden ocaH sionar un accidente. En caso de ser indis"ensa'le: *ol"ear sua+eente utili$ando un artillo de cauc,o. Nunca de'e cerrarse o a'rir una +9l+ula sin conociH iento "leno del estado de la o"eración
&i*ura - Me$cla anual de lec,ada de ceento.
Insfalacione s La "lanta de alacenaiento de'e contar con se6alaientos de locali$ación de cada uno de los "roductos
2. CRITERIOC DE E:A9ACI.N DE7
Cemenfaciones primarias El Btodo de e+aluación de la ceentación "riaria de'e ser seleccionado de acuerdo con el o'=eti+o As): cuando se desea +erifcar si se tiene 'uen sello en la $ona de la $a"ata: se "rocede a e#ectuar una "rue'a de *oteo. Se a"lica al a*u=ero descu'ierto inediataente des"uBs de "er#orar la $a"ata: una "resión ,idr9ulica e
e#ectuar9n o"eraciones de reHceentación a tra+Bs de dis"aros e#ectuados en las "artes
Generalente es ace"tada una ad,erencia )nia del Q "ara dar "or 'ueno un tra'a=o de ceentación: aun
de los centros de in+esti*ación arcan un "orcenH ta=e de ad,erencia )nio del - Q "ara o'tener 'uenos resultados de sello sin e'ar*o: las e7"eH riencias de ca"o arcan un Q )nio "ara dar "or 'uena la ceentación
Cemenfaciones presión
a
La e+aluación de este ti"o de o"eraciones se ,ace de acuerdo con su o'=eti+o es decir: si Bsta se e#ectDo "ara corre*ir una canali$ación en una ceentación "riaria: se e+aluar9 ediante la a"licación de un sóH nico de ceentación ( Ko la a"licación de "resión en las $onas dis"aradas +erifcando
Tapones circ#lación
por
La e+aluación de los ta"ones de ceento
( se"arador con un +oluen i*ual o a(or
con arena s)lica ( no de'en "resentar canali$ación ( u=o a tra+Bs del ta"ón: de'iBndose "ro'ar con "resión ,idr9ulica
( "eso: cu(os +alores de"endeH r9n de su "ro#undidad de colocación ( condiciones del "o$o.
PRE29NTAC RECP9ECTAC
%
1. !escr !escri'a i'a los o'=eti+os de las si*uientes o"eraH ciones Ceentación "riaria Ceentación a "resión Ta" Ta"ón ón de ceento Los "rinci"ales o'=eti+os de la ceentación "riaH ria son Pro"orcionar aislaiento entre las $onas del "o$o
inter+alo
Sellar "arcialente un inter+alo
Corre*ir una anoal)a en la tu'er)a de re+es re +esti tiien iento to.. Los o'=eti+os o'=eti +os de d e los ta"ones de ceento son !es+iar la tra(ectoria del "o$o: arri'a de un "escaH do o "ara iniciar la "er#oración direccional. Ta"on Ta" onar ar una $ona del "o$ "o$o o o ta"ona ta"onarr el "o$o.
Resol+er un "ro'lea de "Brdida circulación en la eta"a de "er#oración.
de
acer un aarre en la "rue'a del "o$o.
0. Indi
Se "re"aran las aterias "rias ( se "asan "asa n a un olino olino "ara "ara ,oo*enei$ ,oo*enei$ar ar el taa6o taa 6o de las "art)H culas ( su cantidad: "asando "or un se"arador de aire ( se lle+an a silos e$cladores "ara su alaceH naiento antes de alientarse al ,orno rotatorio. 9roceso 5úmedo
Este "roceso e#ectDa una e$cla de las aterias "riH as con a*ua "ara antener en #ora 9s ,oo*BH nea los ateriales: ,aciendola "asar "asar ta'iBn "or un olino "ara uni#orar el taa6o de "art)cula ( "osteH riorente se "asa la e$cla a unos contenedores
o+iiento rotatorio.
antes
de
"asar
al
,orno
Esta e$cla de ateria cruda: seca o ,Deda: seH *Dn el "roceso de #a'ricación: se alienta "or la "arte 9s ele+ada: al ,orno rotatorio inclinado: con un *asto uni#ore: ( +ia=a lentaente "or *ra+edad a la "arte in#erior del iso. Para ceento "etrolero: el ,orno se calienta con *as a te"eraturas de 14; a 1%4C. Estas te"eraturas ori*inan reacciones na +e$ #r)o se alacena ( se uele "osH teriorente en olinos de 'olas: d9ndole el taa6o deseado a las "art)culas. El cl)nJer alienta al olino de ceento con=untaH ente con una dosifcación de sul#ato de calcio di,idratado: con lo
;. Indi
desde la su"erfcie ,asH ta 004 tal coo se #a'rican. Pueden odifcarse con aceleradores ( retardadores "ara usarlos en un a"lio ran*o de condiciones de "resión ( te"eraH tura.
%. Indi
Co"uesto de ,idratación lenta
Tiene inu Tiene inuencia encia en el tie" tie"o o de es"esaiento de la lec,ada. Es res"onsa res"onsa'le 'le de la susce"ti'ilidad al ataH
(luminio (luminio %eSrac1lcico + ? (¥
¥erriSo ¥erri So
Este co"uesto es de 'a=o calor de ,idratación ( no inu(e en el #ra*uado inicial.
4. Indi
+lase
CoDnente conocidos coo ceentos "etroleros: son '9sicos "ara e"learse
(celerad (celerad ores
Reducen el tie"o de #ra*uado de los Reducen sisteas de ceento e increentan la +elocidad de desarrollo de resistencia co"resi+a.
9eSardad ores Prolon*an el tie"o de #ra*uado de los sisteas de ceento.
)*Sended ores a=an la densidad a=an densidad de los sisteas sisteas de ceento (Ko reducen la cantidad de ceento "or unidad de +oluH en del "roducto #ra*uado.
"ensitica nSes Increentan la densidad de los sisteas del ceH ento.
"ispersa nSes Reducen la +iscosidad de las lec,adas de ceento.
+onSroladores tilSrado
de
Controlan la "Brdida de la #ase acuosa de los sisteH as de ceento: #rente a $onas "erea'les. +onSrolador de pérdida de circulaci#n
Controlan la "Brdida de ceento ,acia $onas dB'iH les de la #oración o #racturas. #racturas. (diSivos especiales
Es la iscel9nea iscel9nea de aditi+os co"leentarios "ara la ceentación: tales coo anties"uantes: controladores de la re*resión de la resistencia co"resi+a: etcBtera.
-. Indi
cada "or la lon*itud entre co"le ( $a"ata de la TR "or ceentar.
8. Indi
. Indi
cali'ración
(
!efnir de acuerdo al re*istro de cali'ración la $ona de colocación ( di9etro "roedio. Calcular el +oluen de lec,ada necesaria "ara cuH 'rir la lon*itud del ta"ón
deterinada en el "aso anterior a la su"erfcie: con 'ase en las alturas deterinadas en los dos "asos anteriores
-. Mencione las tBcnicas e"leadas "ara lle+ar a ca'o una ceentación a "resión.
Ceentación a "resión con 'o'eo continuo o con 'o'eo interitente. Ceentación a "resión con ro"iiento de #oraH ción e in(ección de la lec,ada en el interior de la #ractura "ro+ocada. Ceentación a "resión sin ro"er #oración: #orH ando de"ósitos de ceento con 'ase en la consH trucción de en=arre de 'a=a "erea'ilidad en las $oH nas de in(ección. 'le uno: "ara "ro*raar ( e=ecutar los "ar9etros "rinci"ales de ceentación durante la o"eración: ( el otro "ara onitoreo ( control del desarrollo de la o"eración isa. La tBcnica ele*ida se selecciona de acuerdo con el El sistea de có"uto
de'e ser do'le uno: "ara o'=eti+o de la o"eración. "ro*raar ( e=ecutar los "ar9etros "rinci"ales de ceentación durante la o"eración. ( el otro "ara 1. Indi
#L$%A&'$
6:S 6iTR C6D C:6 CICe CTC CT5 CTp CTR Dag Dc De Di
rea e*terior de sellos rea interior de TR Capacidad del aguero descubierto Capacidad del espacio anular Cima de cemento Capacidad del TC Capacidad de T5 Capacidad de Tp Capacidad de TR DiEmetro del aguero DiEmetro de la camisa DiEmetro e*terior DiEmetro interior
5dif 5rotT 5rotF Cc FCc . R 5, DTR RTRC Cpi J ,zc
DT D :f :T5 :TR FC FF Ffp Fs e f T5 TR 7 hzc @ @T5 @TR
DiEmetro de tubería DiEmetro del Estago :ficiencia :longación de T5 :longación de TR Fuerza Gue actHa sobre el cople Factor de flotación Factor de fricción del lodo Factor de seguridad raedad específica radiente de fractura rado de T5 rado de TR 5rofundidad @ongitud entre zapata B cople @ongitud @ongitud de T5 @ongitud de TR Densidad del acero Densidad del cemento Densidad del fluido de control
RTRpi RTRT JS Sc TC TR T5 Tp DT5 t TR ,ag t T5 ,c ,@c ,cr ,d ,it @, @Tp JT FCpi
T
Tiempo
JF
5resión diferencial 5rotección a la tubería 5rotección a la formación Carga mE*ima al colapso del cargador Factor de capacidad del colgador al colapso asto Rendimiento del saco de cemento 5eso olumétrico Desplazamiento de TR Resistencia de TR al colapso Carga mE*ima de TR sin desgarrarse 5eso de tubería ,olumen de lechada dentro de TR entre zapata B cople Resistencia de TR a la presión interna Resistencia de TR a la tensión 5eso de sarta de tubería Saco de cemento Tubería conductor Tubería de reestimiento Tubería de perforación Tubería de producción Desplazamiento de T5 Tramos de TR ,olumen de agua Tramos de T5 ,olumen de cemento ,olumen de lechada de cemento ,olumen de cemento reGuerido ,olumen de desplazamiento ,elocidad de introducción de la tubería @ongitud del Estago @ongitud de Tp 5eso teórico de la tubería Factor de capacidad del colgador a la presión interna 5eso físico de la tubería
