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8/14/2019 SISTEMA DE CIRCULACION.ppt

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Prof. Ing. Luis Soto Pineda

2.1. Sistema de suministro de energa.2.2. Sistema de izaje.

2.3. Sistema de circulacin.

2.4. Sistema rotatorio.

2.5. Sistema de control.

2.6. Sistema de medidor de parmetros de perforacin.

Objetivo: El alumno identificar el funcionamiento e interrelacin de

los sistemas que constituyen el equipo de perforacin rotatorio.

Principales componentes del equipo de peroracin

TEMA 2

FACULTA DE INGENIERIA Elementos de Perforacin


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La funcin principal del sistema de circulacin, es la de extraer los recortes de roca del pozo

durante el proceso de perforacin. El sistema esta compuesto por equipo superficialy subsuperficialcomo se muestra en la siguiente figura:

Su

bsuperficial

3. Sistema de circulacin



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3. Sistema de circulacin


El equipo superficialesta compuesto por:

Las bombas

Las presas de lodo (descarga, de

asentamiento y la de succin)

El stand Pipe, swivel y flecha

El equipo de control de slidos

El desgasificador

Temblorina

Preventores

El equipo sub superficialesta compuesto por:

Tubera de perforacin

Lastrabarrenas

Herramientas

Barrena

El pozo mismo

Presas

Temblorina

Stand pipeBombas de lodo

Eliminador de slidos


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3. Sistema de circulacin Bombas


Las bombas.- El componente ms importante en el sistema de circulacin es la

bomba de lodos y la potencia hidrulica suministrada por sta, ya que de esto dependerel gastoy lapresinrequeridas para una buena limpieza del pozo.

En la industria petrolera se utilizan dos tipos de bombas:

Bomba duplex.- Estas bombas se caracterizan por estar constituidas de dos pistones y

manejar altos gastos pero baja presin de descarga. Son de doble accin, o sea que bombean

el fluido en los dos sentidos. En la actualidad estas bombas se utilizan en los equipos quereparan pozos en perforacin somera. La presin mxima recomendada de trabajo para estas

bombas es de 3,000 lb/pg2.

Bomba triplex.- Estn constituidas por tres pistones de accin simple y se caracterizan por

manejar altas presiones de descarga y altos gastos y son de fcil mantenimiento. Estas

bombas son las ms utilizadas en la industria petrolera.

HHPb = donde:P Q

1714 Eb

HHPb potencia hidrulica de salida en los motores en (HP)

P presin de descarga de la bomba en (lb/pg2)

Q gasto de la bomba en (gal/min)

Eb eficiencia mecnica de la bomba (0.85)


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Las bombas triplex presentan algunas ventajas sobre las duplex:

Pesan un 30% menos que las duplex.

Manejan alta presin y alto volumen.

Son de fcil mantenimiento.

Resultan menos costosas

A mayor dimetro de camisa mayor gasto > Dc > Q

A mayor dimetro de pistn menor presin > d < P

Partes de una bomba

Camisa

Vstago

Cmara de

pulsaciones

Pistn

Vlvulas

Entrada

Salida


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Existe otro tipo de bombas en los equipos de perforacin, comnmente llamadas

centrifugas, estas bombas son mucho mas pequeas que las anteriores, la presin de

trabajo es de solo unas cuantas libras aunque el gasto puede llegar a los 100 gal/min.



Estas bombas son utilizadas para:

Preparar el lodo en el pozo.

Distribuir el agua en el equipo.

Como precarga de las bombas de lodo.

En la preparacin de baches.

Abasteciendo de agua en las

cementaciones.

Para la limpieza del equipo.


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El gasto que proporciona una bomba dependiendo de sus componentes y de su eficiencia

volumtrica se obtiene con las siguientes ecuaciones:

Qbd = 0.0068 (2d2pd2r) Lc Eb Ne

Qbt = 0.0102 (d2p) Lc Eb Ne

Qbd gasto de la bomba duplex en (gal/emb)

Qbt gasto de la bomba triplex en (gal/emb)

dp dimetro del pistn en (pg)

dr dimetro del vstago en (pg)

Lc longitud de la camisa en (pg)

Eb eficiencia volumtrica

Ne nmero de emboladas por min

Ej.: Cul ser la potencia hidrulica de una bomba que proporciona un gasto de 400

gal/min y una presin de descarga de 1500 lb/pg2?.

HHPb = = = 412 HPP Q

1714 Eb

1500 x 400

1714 (0.85)



Duplex

Triplex

Tarea 5.- Determinar las ecuaciones de las bombas duplex y triplex


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Ej : Para perforar la tercer etapa de 13 3/8de un pozo a 3,500 m se requiere un gasto de 385

gal/min y una presin de 200 kg/cm2. Si en el equipo se tiene una bomba triplex con pistones de

4, la eficiencia volumtrica es del 88% a 120 emb/min Cual es la potencia de la bomba y que

longitud de camisa es requerida?.

Qbt = 0.0102 (d2p) Lc Eb Ne

HHPb = = = 751.55 HPP Q

1714 Eb

2844 x 385

1714 (0.85)

1.- Cual es la potencia de la bomba

2.- Cual debe ser la longitud de las camisas para obtener el gasto y la presin requerida.

Lc =0.0102 (d2p) Eb Ne

Qbt

Lc = = 22.34 pg = 56.74 cm0.0102 (16 ) 0.88 x 120

385


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Si las bombas no trabajan de forma eficiente

proporcionando el gasto de lodo y la presin adecuadase pueden presentar los siguientes problemas:



Limpieza inadecuada del pozo.

Disminucin en la velocidad de penetracin.

Atrapamiento de la sarta de perforacin.

Incremento en el costo del pozo.


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En la actualidad las presas de lodo son recipientes

metlicos utilizados para el almacenamiento ytratamiento del lodo de perforacin. Generalmente se

utilizan tres presas conectadas entre s, con la

capacidad suficiente para almacenar cuando menos

1.5 veces el volumen total del pozo.

3. Sistema de circulacin Presas de lodo


Presas

3

2

1

Presa 1.- Es conocida como presa de descarga ya

que en ella es donde descarga el pozo, es aqudonde se instala la temblorina para eliminar los

recortes de mayor tamao (40 micras).

Presa 2.- Es conocida como presa de asentamiento,

es aqu donde se le da tratamiento al lodo y se instala

el equipo de control de slidos para eliminar los

slidos de menor tamao.

Presa 3.- Es conocida como presa de succin porque

de aqu la bomba de lodos succiona el lodo para

enviarlo al pozo.


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3. Sistema de circulacin Presas de lodo


Adems de las presas reglamentarias existen otras presas.

Presa de reserva.- Presa utilizada para almacenar lodo cuando se ha presentado una

perdida de circulacin y para mantener lodo de baja o alta densidad.

Presa de baches .- Como su nombre lo indica es una presa utilizada para preparar

pequeos volmenes de baches como:

Bache despegador

Bache de lodo pesado

Bache de lodo viscoso

Bache testigo

Bache con obturante


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3. Sistema de circulacin Stand pipe


El stand pipe.- Es una pieza tubular fijada a

una pierna del mstil, en el extremo inferior se

conecta con la descarga de la bomba y en el

extremo superior se conecta a una manguera

flexible de alta presin.

Manguera flexible

Cuello de ganso y swivel.- El cuello de

ganso es una pieza tubular que une a la

manguera flexible con el swivel. El swivel se

conecta en su parte inferior con la flecha o

kelly y nos permite girar la sarta de

perforacin mientras se circula.

Manguera

Cuello de ganso

Swivel


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3. Sistema de circulacin Eq control de slidos


La temblorina es el primer equipo utilizado para el control de los slidos producto de la

perforacin, se instala sobre la presa de descarga, consta de una malla que es vibrada

mediante un motor. El tamao de las partculas retenidas depende del tamao de la malla

utilizada, generalmente retiene partculas mayores de 40 micras.

Para la eliminacin de partculas mas pequeas se utilizan los hidrociclones y centrifugadoras.

Si los slidos no son eliminados con

efectividad pueden ocasionar los

siguientes problemas:

Aumento en la densidad del lodo.

Reduccin en la velocidad de

penetracin.

Dao al equipo superficial de

circulacin.

Pegaduras por presin diferencial.

Aumento de viscosidad.

Perdidas de circulacin.

Temblorina


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3. Sistema de circulacin Eq control de slidos


Para el control de slidos existe una variedad

de equipos que se clasifican en base al tamao

de partcula que pueden eliminar o retener.

Estos equipos son instalados inmediatamente

despus de la presa de descarga o de la de

asentamiento.

Hidrociclon

Existen en diferentes tamaos

Eliminan partculas

De 40 a7 micras

Centrifuga

Remueve partculas

de 7 a 5 micras

La barita tiene 7 micras

Presa de asentamiento


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3. Sistema de circulacin Desgasificador


El equipo desgasificadores de suma importancia, ya que a menudo se perforan formaciones

con algn contenido de gas, el cual al ser incorporado al lodo disminuye la densidad del mismo

ocasionando inestabilidad y reventones en el pozo.

Los problemas principales ocasionados por una

ineficiente eliminacin del gas en el lodo son:

Disminucin en la densidad del lodo de perforacin.

Aportacin de fluidos de la formacin perforada.

Reventones.

Contaminacin del lodo de perforacin.

Inestabilidad del agujero perforado.


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3. Sistema de circulacin Equipo auxiliar


Adems del equipo mencionado anteriormente, existe el equipo auxiliar que nos permite

mantener en optimas condiciones el lodo de perforacin e incrementar las condiciones de

seguridad. Estos equipos son:

Agitador Totalizador de volumen Tanques de barita

Para evitar la depositacion de los

slidos y mantener el lodo de

perforacin en condiciones

homogneas.

Para monitorear el volumen total

del lodo de perforacin, nos

indica cuando se presenta un

aumento o disminucin del

volumen.

Son utilizados para el

almacenamiento de la barita en el

pozo, son tanques presurizados.


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Tarea 6

Encuentre el gasto que proporciona una bomba duplex que trabaja a 73 emb/min, tiene

una eficiencia volumtrica del 81% y tiene las siguientes caractersticas:

Dimetro del pintn 4 1/8 pg

Dimetro del vstago 1.25 pg

Longitud de la camisa 36 pg



Si se quisiera incrementar el gasto obtenido en un 65%, cual seria el No de emboladas por

min a las que debe trabajar la bomba?.


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Tarea 7

Se termino de perforar la segunda etapa de un pozo a 3870 m con una barrena de 14 3/4ypara cementar la T. R. de 10 se requiere que el agujero este completamente limpio de

recortes, para lo cual es necesario circular el lodo de superficie a fondo y de fondo a

superficie en tres ocasiones. Si en el equipo se tiene una bomba triplex que puede

proporcionar un gasto de 550 gal/min, calcule el volum en de lodo a circular y el t iemp o

para realizarlo ?. El pozo se encuentra como se muestra a continuacin:

1000 m

T R 16

3,870 mF= 14 3/4

TP

Diametro ext 5

Diametro int 4.125

TR 16Diametro int 15.675


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Por su atencin

Mil gracias

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