Sistema de Circulacion de lodos Introduccion La función principal del sistema de circulación, es la de e xtraer los recortes de roca del pozo durante el proceso de perforación. El sistema de circulación sirve de apoyo vital al sistema rotatorio durante las operaciones de perforación y de reacondicionamiento. El sistema de circulación y sus elementos abarcan la m ayor parte física del taladro y de igual manera las cuadrillas dedican gran parte del tiempo a este sistema. El sistema de circulación tiene equipos, materiales y áreas de trabajo nec esarias para la preparación, el mantenimiento y la verificación de las características de la per foración y el lodo a emplearse. En este sistema se trabaja con c on altas presiones, ya que consiste en la circulación de lodo químico a alta presión, cuyo objetivo es "Lubricar", "Refrigerar" y "Transportar" los escombros removidos por la mecha a su paso dentro del terreno. Es de vital importancia ya que sin este sistema e l taladro no lograría penetrar ni siquiera 5 metros en el suelo, pues la fricción fuese tremenda y por consiguiente también la temperatura aumentaría y se fundiría la mecha. El sistema está compuesto por equipos y accesorios, todos de forma y características diferentes, los cuales movilizan el lodo de perforación a través del sistema de circulación, por lo que permiten preparar el lodo, almacenarlo y bombearlo, hacia el pozo, estableciendo un circuito cerrado de circulación con retorno a los tanques, desde donde fue succionado por las bombas de lodo. 1. Objetivos 1.1-Objetivo 1.1- Objetivo General
Conocer y entender el funcionamiento del sistema de c irculación, listar y caracterizar las partes que comprenden un sistema de circulación, además de remarcar la importancia del sistema en el proceso de perforación
2. Alcance
3. Componentes del sistema de circulación
Tanques de lodo.
Bombas de lodo.
Tubo Vertical.
Manguera de Perforación.
Almacenamiento de lodo a granel.
Línea de retorno de lodo.
Zaranda
Deslimador
Desarenador
Desgasificador
Tanques de reserva
El sistema de circulación constituye un apoyo vital para el sistema rotator io durante la perforación del pozo y esta conformado por cuatro subcomponentes: I.
El fluido de perforación.
II.
Los equipos de circulación.
III.
El area de preparación del lodo.
IV.
El área de reacondicionamiento del lodo.
1.1. Fluidos de perforación. 1.1.1.
Definicion. Son mezclas liquidas de varios componentes que pueden incluir: agua, aceite, arcilla, aditivos químicos, gas natural, aire, neblina, espuma o jabón. El lodo de perforación y/o de re acondicionamiento es un fluido, de características físicas y químicas apropiadas, que por circulación remueve el ripio de formación del rec into del hoyo de perforación o del pozo en o peraciones de reacondicionamiento. Puede ser aire o gas, agua, petróleo y combinaciones de agua y ace ite con diferente contenido de sólidos. No debe ser tóxico, corrosivo ni inflamable pero si inerte a las contaminaciones de sales solubles o minerales, y además, estable a las temperaturas. Debe mantener sus propiedades según las exigencias de las oper aciones y debe ser inmune al desarrollo de bacterias.
1.1.2.
Funciones
Remover los ripios cortados por la barrena o los derrumbes que a veces ocurren
Mantener los ripios cortados en suspensión, cuando no son circulados fuera del pozo, por ejemplo durante un cambio de barrena.
Controlar las presiones del pozo. Estas presiones pueden ser subnormales, normales y anormales.
Limpiar, enfriar y lubricar el equipo de perforación.
Ayuda a formar la costra de lodo en el hoyo para prevenir derrumbes o pérdida de fluido hacia la formación.
Protege la productividad de la formación.
Limita la corrosión del equipo de perforación, manteniendo su pH siempre mayor que 7.
Ayuda a la evaluación de formaciones.
El fluido del sistema de circulación en una cabria de perforación rotatoria acarrea los ripios desde la barrena a la superficie, limpia el fondo del pozo, enfría la barrena y lubrica la barra m aestra, estabiliza las paredes del pozo, e impide la entrada de los fluidos de la formación dentro del pozo. Se requiere una superficie limpia sobre la cual trabaja la barrena a medida que se perfor a, ya sea triturando o cizallando la formación. Si los cascajos o ripios no son acar reados a medida que se forman, la barrena se atasca, y finalmente la barra maestra no puede girar. El método normal para limpiar el pozo es a través de la circulación de fluidos con el uso de toberas de chorro en la barrena. Los chorros de fluido a alta velocidad golpean el fondo del pozo, c reando una turbulencia que acarrea los cascajos desde la 13 base de la formación a medida que se forman. Un fluido de perforación debe poseer las caracte rísticas adecuadas para sostener la formación que de otra manera se derrumbaría dentro del pozo. Este tipo de fluido o lodo de perforación revoca las paredes del pozo como argamasa. La presión hidrostática creada por el peso de la columna de fluido en el pozo presiona contra la pared r evocada sosteniendo las formaciones inconsolidadas o sueltas que pueden caerse o derrumbarse dentro del pozo.
1.2. Equipos de Circulacion-Area de preparación del lodo y Area de reacondisionamiento. 1.2.1.
Definicion Los equipos de circulación son los equipos que se encargan de llevar el lodo desde un tanque de lodo hasta el hoyo de perforación,comprende un basto numero de equipos como accsorios para el éxito de la perforación.
1.2.2.
Funcion La función primaria es la de transportar e l fluido de perforación hacia el hoyo de perforación, y regresarlo al sistema de tratamiento para volver a usarlo, el proce so conlleva varias faces de reacondisioamnieto del lodo por donde se lleva un seguimiento para que este al momento de entrar en la área de preparación del lodo no afecte la composición del lodo de entrada.
1.2.3.
Los componetes del sistema.
Tanques de Lodo
Bombas de Lodo
Linea de descarga del lodo
Tubo vertical y Manguera de Lodo
Tanques de acero de asentamiento
Separadores
Zaranda o mesa vibratoria
Desgasificador.
1) Tanques de Lodo Los tanques de lodo son recipientes de acero que facilitan el manejo de los fluidos de perforación. Son de forma generalmente rec tangular que se conectan unos a otros a través de conexiones bridadas, se encuentran en el ár ea de preparación. Se llaman tanques de succión y en el área de reacondicionamiento se llaman tanques de asentamiento.
Las especificaciones para el equipo SAI-318 –Sistema de circulación son:
Cantidad : 7 Capacidad Total : 2575 bbls Pill Tank : 66 bbls 3
7 tanques de lodos repartidos en un área de 36 x 15,67 m teniendo un área de 406.5 m que ocuparía dentro del área delimitada, el resto siendo espacio para accesorios y las bombas de lodos.
Los tanques de lodos constituyen el corazón del sistema de circulación, el lodo que esta listo en tema de aditivos y reacondicionamiento pasa por las bombas de lodo. 2) Bombas de Lodo Su función es el de dar la potencia hidráulica al fluido en forma de presión y de volumen y transportarlo del tanque a través de la barra maestra a la barrena (donde se dirige el fluido a las toberas de chorro), regresarlo hacia arriba por el espacio anular y de nuevo al tanque. Las bombas de lodo son de doble o simple acción. Bombas de Accion Doble. La bomba doble de acción doble se usa ampliamente en la perforación rotatoria. Cada uno de los dos cilindros de esta bomba se llena a un lado del pistón a medida que el fluido se descar ga por el otro lado. Cada ciclo completo de un pistón produce una descarga de volumen de lodo igual al doble del volumen del cilindro, menos el volumen del vástago del pistón. Bombas Triples de Accion Simple. Las bombas de acción simple ejercen presión solo en una cara de los pistones en lugar de ambos lados, como lo hacen las bombas de acción doble. Las bombas triples tienen tres pistones mucho más pequeños que los de las bombas dobles de acción doble para ciertas potencias específicas. La r azón por la cual se puede obtener mayor potencia de una bomba triple relativamente pequeña es que dichas bombas operan a velocidades mayores. Ellas pueden mantener un flujo de descarga uniforme a presiones más altas que las unidades dobles, porque se expelen volúmenes de fluido iguales en cada rotación de 120 grados del cigüeñal.
Las especificaciones para el equipo SAI-318 –Sistema de circulación son:
Tipo : OILWELL 1700 / VILLARES Cantidad: 3 Cantidad máxima de energía entrante : 1700 Hp Liner sizes available : 7”, 6” , 5 ½” Las bombas de lodo estan localizadas cerca de los tanques de lodo para su inmediata circulación a travez de ellos, hacia el manifold. 3) Manifold El manifold consiste en un set de válvulas que co nducen el lodo y sirven de conexión entre la bomba de lodo y la mangera.
Las especificaciones para el equipo SAI-318 –Sistema de circulación son:
Linea de descarga : 4” x 5 000 psi Stand pipe : (1) x 4” x 5 000 psi Stand Pipe Manifold : 4” x 5 000 psi
Su ubicación esta a lado de las bombas de lodo.
4) Mangera La mangera es el siguiente accesorio seguido del manifold, conduce el lodo hacia el cuello de cisne para su entrada a la sarta de perforación y al hoyo de perforación.
5) Equipo de zaranda Los Vibradores de Alto Impacto, Zarandas Vibratorias o “Shakers” se les considera como la “primera línea de defensa” en un sistema de separación de sólidos.
un Vibrador trabaja transportando una corriente de lodo co n un gran contenido de sólidos sobre una malla que vibra y hace las veces de un cedazo o colador. El lodo y los sólidos finos atraviesan la malla regresando al sistema activo. Los sólidos más gruesos o de mayor diámetro que las aberturas o huecos de las mallas son expulsadas del lodo al no poder pasar a través de la malla junto con el efluente, e sta separación se da como el resultado del efecto de vibración transmitido al equipo por los motores diseñados para tal fin.
