Viscosímetro de Fann

VISCOSÍMETRO DE FANN INTRODUCCION También llamado viscosímetro de indicación directa o medidor V-G, instrumento utilizado para medir la viscosidad y la resistencia de gel de un lodo de perforación. El viscosímetro de indicación directa es un instrumento compuesto por un cilindro giratorio y una plomada. Hay dos velocidades de rotación, 300 y 600 rpm, disponibles en todos los instrumentos, pero algunos tienen 6 velocidades o velocidad variable. Se llama "de indicación directa" porque, a una velocidad dada, la lectura del dial es una viscosidad en centipoise verdadera. Por ejemplo, a 300 rpm, la lectura del dial (511 seg-1) es una viscosidad verdadera. Los parámetros reológicos del modelo plástico de Bingham se calculan con facilidad a partir de las lecturas del viscosímetro de indicación directa: PV (en unidades de cp) = 600 dial - 300 dial y YP (en unidades de lb/100 pie2) = 300 dial - PV. La resistencia de gel también se lee directamente como lecturas de dial en las unidades de campo de lb/100 pie2.

MARCO TEORICO Los viscosímetros de indicación directa son instrumentos de tipo rotativo accionados por un motor eléctrico o una manivela. El fluido de perforación está contenido dentro del espacio anular entre dos cilindros concéntricos. El cilindro exterior o manguito de rotor es accionado a una velocidad rotacional (RPM – revoluciones – revoluciones por minuto) constante.

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La rotación del manguito de rotor en el fluido impone un torque sobre el balancín o cilindro interior. Un resorte de torsión limita el movimiento del balancín y su desplazamiento es indicado por un cuadrante acoplado al balancín. Con el viscosímetro de velocidad variable FANN VG se pueden tomar 6 lecturas a diferentes revoluciones por minuto (rpm) de la muestra de fluido que se desea determinar. Básicamente consta de dos velocidades ALTA (HIGH) y BAJA (LOW), las cuales cuales accionando accionando un embrague (CLUTCH) (CLUTCH) y por medio de un mecanismo de engranes permiten seleccionar la velocidad de lectura que se requiere, como se indica en la tabla siguiente:





EQUIPOS DEL VISCOSIMETRO DE FANN El viscosímetro Fann es un viscosímetro de indicación directa de tipo rotativo accionado por un motor eléctrico o una manivela. Posee dos cilindros concéntricos en cuyo espacio anular esta contenido el fluido de perforación. El cilindro exterior o manguito de rotor es accionado a una velocidad rotacional (RPM – – Revoluciones Por Minuto) constante. La rotación del manguito de rotor en el fluido impone un torque sobre el balancín (BOB) o cilindro interior. Un resorte de torsión limita el movimiento del balancín y su desplazamiento es indicado por un cuadrante acoplado al balancín (Figura Nº 22). De este instrumento se puede obtener la viscosidad plástica y el punto cedente usando las indicaciones derivadas de las velocidades del manguito de rotor de 600 y 300 RPM. Que son controladas por la palanca de selección de velocidad (Figura Nº 23).

MANGUITO DE ROTOR 

Diametro interior 1,450 pulg. (36,83mm)



Longitud total 3,425 pulg. (87,00mm)



Línea trazada 2,30 pulg. (58,4mm)



Encima de la parte inferior del manguito



Dos líneas de agujeros de 1/8 pulg. (3,18mm), separadas por 120 grados (2,09 radianes), alrededor del manguito de rotor, justo debajo de la línea trazada.

BALANCIN 

Diametro 1,358 pulg. (34,49mm)



Longitud del cilindro 1,496 1,496 pulg. (38,00mm)



El balancín esta cerrado con una base plana y una parte superior ahusada

CONSTANTE DEL RESORTE DE TORSION 

Deflexión de 386 dinas – dinas –cm/grado cm/grado



Velocidades del rotor: alta velocidad: 600 RPM, baja velocidad: 300 RPM.





PROCEDIMIENTO. A) Tomar una muestra del fluido de control del sistema de circulación (presa de asentamiento o descarga del pozo en la línea de flujo).





b) Colocar la muestra en una taza de viscosímetro termostáticamente controlada. Nota: Dejar suficiente volumen vacío para el de splazamiento del colgante y la manga.

c) Sumergir la manga del rotor del viscosímetro exactamente hasta la línea marcada.





d) calentar la muestra a la temperatura seleccionada. Nota: para obtener una temperatura uniforme de la m uestra, revolver la muestra a una velocidad de arrastre intermitente o constante de 600 rpm mientras se calienta la muestra.

e) Hacer girar la manga del viscosímetro a 600 rpm hasta obtener una lectura estable en el dial. Registrar la lectura del dial (θ600).







f) Hacer girar la manga del viscosímetro a 300 rpm hasta obtener una lectura estable en el dial. Registrar la lectura del dial (θ300).

g) Revolver la muestra durante 10 a 15 segundos a 600 rpm, y después dejar reposar el lodo durante 10 segundos. h) Hacer girar la manga del viscosímetro a 3 rpm hasta obtener la máxima lectura en el dial. i) Registrar la máxima lectura del dial obtenida como resistencia del gel de 10-segundos, lbf/100 pies2 j) Revolver nuevamente la muestra durante 10 a 15 segundos a 600 rpm, y después dejar reposar la muestra sin tocar durante 10 minutos.





K) Hacer girar la manga del viscosímetro a 3 rpm hasta obtener la máxima lectura del dial. L) Registrar la máxima lectura del dial obtenida como resistencia del gel de 10-minutos, lbf/100 pies2 .

MÉTODOS DE CÁLCULO Para calcular la Viscosidad Aparente, dividir el valor de la lectura tomada entre 2 y anotar su resultado en centipoises (cp)

Viscosidad plástica Esta viscosidad forma parte de la reología de un fluido y es una medida de la resistencia interna al flujo de fluido, atribuible a la cantidad, tipo y tamaño de los sólidos presentes en un fluido. Esta actividad es una continuación de la práctica anterior (M-I. 2001).

Procedimiento. a) A través de la prueba anterior se obtuvo la lectura a 600 rpm. b) Sin parar el motor del viscosímetro, cambiar con la perilla la velocidad de rotación a 300 rpm. c) Esperar a que el dial se estabilice y anotar la lectura. La viscosidad plástica se obtiene restando a la lectura a 600 rpm el valor de la lectura a 300 rpm.





Procedimiento. 1- Se anota el valor de la lectura a 300 rpm. 2- Se resta el valor de la viscosidad plástica. 3- El valor del punto de cedencia será dado en libras por cien pies cuadrados.

Esfuerzo de gel Propiedad reológica que mide las fuerzas de atracción entre partículas bajo condiciones estáticas. Se relaciona con la capacidad de suspensión que adquiere el fluido cuando se detiene la circulación a la vez, dicha capacidad depende también de la viscosidad a baja tasa de corte y de la tixotropía del fluido (M-I. 2001).

Procedimiento Para determinar la fuerza de gelatinosidad es necesario medirla en dos tiempos de reposo diferentes ya que, generalmente varía según el tiempo en reposo que permanece el fluido. El procedimiento es semejante en los dos momentos (A y B), previamente se deberá tomar la temperatura en grados centígrados (°C). Consiste en estos dos momentos:

MOMENTO A: 1. A alta velocidad (600 rpm) agitar durante dos minutos. 2. Cambiar la velocidad a tres revoluciones por minuto (3 rpm).





BIBLIOGRAFIA     

BAROID, “Manual de fluidos de perforación”. Copyright. Houston 1997. Lodos base agua. SCHLUMBERGER, - I"NTRODUCTION I "NTRODUCTION TO DIRECTIONAL DI RECTIONAL DRILLING". Schlumberger handbook 1996. IMCO SERVICES. “Tecnología Aplicada de Lodos”. A Halliburton Company. http://ingpetroleraemi.blogspot.com/2011/07/fluidos-de-perforacion.html https://es.slideshare.net/Rolando000/guia-de-fluidos-de-perforacin

Viscosímetro de Fann

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