Zaranda k4h2k

A) Zaranda: es el principal equipo de control de sólidos que remueve partículas de gran tamaño. Procesa todo tipo de lodo, con o sin peso, y de su eficiencia depende del funcionamiento del resto de los equipos. Su función principal es la remoción de los ripios o desechos de formación de tamaño considerable que retornan a la superficie arrastrada por el lodo de perforación. Se clasifican en 2 grupos: * Agitadores Primarios: Son los que reciben directamente la descarga (retorno) de fluido proveniente del pozo. * Agitadores Secundarios: Recibe el fluido proveniente de los agitadores primarios y descartan partículas.

Equipo De Control De sólidos Configuraciones del equipo de control. Configuración Fluido no densificado Operación dual de centrífugas- Fluidos no densificados Operación Dual de centrífugas- Fluido densificado Configuraciones del equipo de control de sólidos/ configuración Fluido densificado hasta 12 ppg Configuraciones del equipo de control de sólidos/configuración Fluido densificado mayor de 12 ppg ZARANDAS Los sólidos de perforación se degradan rápidamente cuando se procesan a través de equipos de control de sólidos, unidades de bombeo y la sarta de perforación. Por lo tanto, es importante remover lo antes posible los sólidos de perforación del sistema de circulación de lodo. Las zarandas brindan con frecuencia el primer mecanismo de remoción de sólidos dentro del paquete de control de sólidos del equipo de perforación. Las zarandas han probado ser el medio más sencillo y confiable para remover materiales grandes o “gruesos” provenientes del sistema activo de lodo de perforación. En términos generales, la eficiencia de la zaranda está determinada por: • El patrón de vibración de la zaranda. • La dinámica de vibración de la zaranda. • Tamaño y configuración de la cubierta. • Eficiencia del procesamiento de la zaranda. • Características de la malla de la zaranda. Hay tres tipos de movimientos que pueden ser usados con respecto a la vibración de las zarandas: circular, lineal y elíptico.

Zaranda movimiento circular Zarandas movimiento elíptico. Zarandas de movimiento lineal Dinámica de Vibración: La masa de los contrapesos con frecuencia determina la dinámica de la vibración. Aceleración La mayoría de las zarandas operan con fuerzas G’z entre 2.5 a 5.0 La capacidad de flujo y secado de cortes es directamente proporcional a la aceleración. Las zarandas con contrapesos ajustables pueden variar la fuerza G aplicada, pero, la vida del equipo y de la malla es inversamente proporcional a la aceleración. Contrapesos Frecuencia: Los vibradores de las zarandas giran normalmente con RPM’s entre 1200 a 1800, a 60 Hz. La prolongación del golpe varía en forma inversa con los Rpm. La longitud del golpe (distancia vertical de desplazamiento de la canasta de la zaranda). Pruebas de laboratorio han demostrado mejoramiento en la capacidad de flujo en presencia de sólidos a bajas RPM’s (aumento del golpe prolongado), sin embargo, al bajar la frecuencia genera que los fluidos tiendan a rebotar más alto que la altura de las cortinas derramando algo de fluido en los costados. Configuración de la cubierta. La cubierta de ángulo ajustable se creó para optimizar el procesamiento de fluido y variar la acción de transporte y secado de los cortes. Manifolds de distribución Consideraciones de diseño: Distribución pareja, no acumulación de sólidos (1 ft de caída por cada 12 ft de longitud) Alimentación a la zaranda: Sólidos, líquidos Arreglos preferidos: Tes sin salida, manifolds circulares o manifolds con descarga superior. Reglas y cuidados operacionales. Nunca se debe hacer un By- en las zarandas. En lo posible usar mallas de tamizado fino. Regular el flujo y monitoreo continuamente. Ajustar el ángulo para cubrir el 75% de la longitud de la malla

Llevar inventario y control de las horas que se usan las mallas En stand by limpiar las mallas y reparar con silicona o masilla epóxica las partes rotas. Cerciorarse que los motores y el ajuste de los contrapesos vibradores sean iguales. MALLAS En las mallas se debe tener claro el concepto de punto de corte de la malla, el cual se refiere al tamaño de sólidos que la malla puede remover. Algunos de los tejidos más comunes disponibles en la industria petrolera son: tramado cuadrado plano, tramado rectangular plano, tramado rectangular plano modificado, el tramado cuadrado cruzado (usado para separar granos tamaño cuarzo en la industria en la industria minera), el tramado holandés plano (es usado principalmente como tela filtro sus aperturas son triangulares que no permiten pasar mucho flujo. Uno de los problemas más comunes de las mallas es el taponamiento. El taponamiento puede ser originado por la acumulación de los sólidos en las aberturas de la malla. Una solución es remover la malla y lavarla a presión por la parte posterior. La colocación de mallas más finas puede permitir el paso de los sólidos sobre las aberturas, si no es posible la colocación de mallas más gruesas. Las variaciones en los tipos de mallas incluyen: Mallas tensionadas, mallas pre tensionadas (mallas planas, mallas piramidales Parámetros para la selección de mallas Tamaño promedio de apertura, depende del tipo de tejido y el calibre del alambre Capacidad, depende del tejido y la textura (forma de apertura, refuerzo de la malla) tamaño de la apertura, área total de la superficie de la malla. DESGASIFICADORES La presencia de gas en el fluido puede ser dañina para los equipos del taladro, puede ser un problema potencial de control de pozo y letal si es tóxico o inflamable. El desgasificador debe der utilizado entre la trampa de arena y los primeros hidrociclones (desander). Siempre se debe probar el desgasificador antes de iniciar cualquier operación de perforación. Hay dos tipos de desgasificadores; atmosféricos que son aceptables en fluidos sin peso y baja viscosidad; y de aspiración que son muy usados en fluidos pesados y de alta viscosidad. Desgasificador de tipo atmosférico

Las bombas centrífugas, hidrociclones y bombas del taladro pierden eficiencia si el fluido tiene corte de gas. HIDROCICLONES Son recipientes de forma cónica en los cuales la energía de presión es transformada en fuerza centrífuga. El fluido se alimenta por una bomba centrífuga a través de una entrada que lo envía tangencialmente en la cámara de alimentación. Una corta tubería llamada tubería del vótice forza a la corriente en forma de remolino a dirigirse hacia abajo en dirección del vértice (parte delgada del cono) La descarga en extremo inferior es en forma de spray con una ligera succión en el centro. Flujo de cuerda Si la concentración de sólidos es alta, tal vez no haya espacio suficiente para la salida de todos los sólidos, esto causa una condición de descarga de cuerda. En este flujo los sólidos se agrupan cerca de la salida y solamente las partículas más grandes saldrán del cono hasta tapar el cono. Antes del taponamiento la velocidad de salida será lenta y los muchos sólidos que no puedan salir del cono regresarán con el fluido. Las variables del diseño que controlan el desempeño de un hidrociclón son: Diámetro del cono, ángulo del cono, longitud del cilindro, diámetro de la entrada de alimentación, diámetro del vértice (underflow), vórtice generado y material del cono. DESARENADORES Los desarenadores son usados en fluidos con poco peso para separar partículas tamaño arena de 74 micrones o más grandes. En equipos pesados no es muy recomendable usar este equipo debido a que la densidad de la barita es sustancialmente más alta que la de los sólidos perforados. Los desarenadores tienen como función principal eliminar sólidos que a los equipos siguientes le puedan causar taponamiento o mal desempeño (desilter, centrifugas), es por ello que su capacidad de procesamiento (tamaño y n’mero de conos) debe ser 30 a 50 % más que la circulación usada. El desarrollo y óptimo uso de las zarandas (con mallas finas) han eliminado el uso de este equipo, sin embargo cuando en casos (diámetros grandes y altas tazas de perforación) en que las zaraqndas no pueden separar hasta 100 micronre (uso de mallas 140) estos son usados. La descarga de este equipo es muy seca y abrasiva por ello debe ser desechada, sin embargo, en fluidos costosos (base aceite, polímeros, etc) cuando es necesario recuperar la fase líquida, esta descarga puede ser dirigida hacia un shaker con malla mínimo 200 (punto de corte 74 micrones) Este equipo debe ser instalado después del desgasificador y antes del desilter. El fluido de alimentación debe ser instalado después del desgasificador y antes del desilter. El fluido de alimentación debe ser tomado del tanque donde descargue el

desgasificador. Su descarga debe ser en el tanque contiguo a succión. Debe existir una ecualización entre los tanques del desander, por ello es recomendable contar con una válvula que comunique ambos tanques. DESARCILLADORES Los conos de los desarcilladores son fabricados en una gran variedad de tamaños, en un rango de 2 a 6 pulgadas. Son usados para separar sólidos perforados en un rango de 12 a 40 micrones. El desarcillador difiere del desander en el tamaño de los conos y punto de corte pero su funcionamiento es igual. Gran cantidad del tamaño de partícula de la barita se encuentra en el rango de “Limo” es por esta razón que en fluidos densificados no es muy recomendable el uso de los desarcilladores. Los desarcilladores son usados en fluidos densificados cuando su desagüe (Underflow) posteriormente pueda ser procesada por las centrífugas o por una zaranda. La operación de este equipo igualmente depende de una bomba centrifuga. El fluido debe ser succionado del tanque que descarga el desarenador y su descarga procesada en el tanque contiguo Debe existir una ecualización entre los tanques del desilter, por ello es recomendable contar con una válvula que comunique ambos tanques. Nunca un fluido para alimentar el desilter debe ser del tanque donde se adicionan los químicos del fluido. Ventajas: Operación simple, fácil mantenimiento, barato, no tienen partes móviles, su operación permite reducir costos, pues es reducido el desecho de fluido, incrementan la vida de la broca y aumentan las tazas de perforación. Desventajas: Las propiedades del fluido afectan su desempeño, su operación genera degradación de los sólidos, uso de bomba centrífuga, voluminoso, los puntos de corte generados se pueden obtener con óptimas zarandas, la descarga sólida es bastante húmeda y no puede usarse en fluidos con fase líquida costosa, requieren correctos tamaños de bomba, sus conos fácilmente se tapan, el mal funcionamiento de sus conos generan excesivas pérdidas de fluido. MUD CLEANER El mud cleaner o limpiador de fluido es básicamente una combinación de un desilter colocado encima de un tamiz de malla fina y alta vibración (zaranda). El proceso remueve sólidos perforados tamaño arena aplicando primero el hidrociclón al fluido y posteriormente procesando el desagüe de conos en una zaranda de malla fina. Tres en uno Mud Cleaner El propósito del mud cleaner es tamizar la descarga inferior de los (underflow) hidrociclones para recuperar la fase líquida, recuperar la barita descartada y producir relativamente cortes más secos.

El tamaño de malla usado normalmente varía entre 100 y 200 mesh (325 mesh raramente es usada debido a taponamiento y rápido daño de la malla). La descarga limpia de los conos (overflow) es retornado al sistema activo. Los parámetros que pueden ser ajustados durante la normal operación de un mud-cleaner son los siguientes: Cantidad de conos, tamaño/tipo de cono, tamaño de la malla y velocidad de vibración. La principal aplicación del limpiador de fluido es para sistemas de fluido liviano donde la fase líquida es cara o ambientalmente no muy manejable (OBM). En sistemas de fluido pesado el costo de barita perdida es considerable y es por ello que se deben tener en cuenta su uso. El mud cleaner no remueve finos ni ultrafinos, parte de su descarga debe ser procesada por centrifugas. La descarga de los hidrociclones puede ser bombeada hacia una zaranda para alcanzar el mismo resultado que un Mud Cleaner, esto se debe hacer solo si hay suficientes zarandas. Ventajas: Recuperar la fase líquida costosa (ejemplo diesel) y algo de la barita descartada por los hidrociclones, produce relativamente cortes más secos, fácil de operar, es una unidad compacta. Desventajas: Descarga barita con los cortes, capacidad limitada, degradación de los sólidos producidos en la succión y entrega de la bomba centrifuga usada para su alimentación, separación en parte depende de los conos, requiere para su operación una bomba centrifuga. Tres en uno Es una adaptación de tres equipos en uno (zaranda, desilter y desander), se usa cuando hay poca disponibilidad de espacio. CENTRÍFUGAS Las siguientes son los parámetros que determinan el desempeño de las centrífugas: La fuerza G, la cual depende del diámetro y la velocidad del bowl. La viscosidad del fluido. La taza de procesamiento. La profundidad del depósito. La posición del tubo de alimentación de la centrífuga. Centrifugas verticales Gerealidades Son utilizadas en operaciones con fluidos sintéticos o base aceite.

Reduce el contenido de aceite en los cortes Reduce la cantidad de desechos generados durante las operaciones de perforación Recupera fluidos de perforación Características: Buen desempeño ambiental, mejora la recuperación de fluidos de perforación, seguridad, fácil instalación, ventajas operacionales, fácil mantenimiento. Funcionamiento: Incorpora alta velocidad a una centrífuga de canasta vertical logrando una máxima separación sólido/líquido a unos altos volúmenes de procesamiento. Los sólidos húmedos entran por el tope de la centrífuga, los sólidos secos salen por el fondo de la centrifuga. El fluido de perforación es recuperado por las ventanas laterales. NUEVAS PROPUESTAS La centrifuga DRYER S-5, es una opción económica que ha dado muy buenos resultados tanto para lodos base agua como para lodos base aceite, es un equipo con una configuración especial diseñada para operar con altos torques y alto contenido de sólidos, este sistema deshidrata los cortes y recupera parte de los fluidos de perforación, el sistema de deshidratación tiene una eficiencia superior al 80%. La unidad de desorpción térmica UDT, es utilizada especialmente para sólidos impregnados con hidrocarburos, esta unidad utiliza la energía calórica para evaporar los fluidos presentes en los cortes, estos vapores a su vez son condensados para recuperar el aceite presente en los cortes. La descarga solida después del proceso contiene menos del 1% de hidrocarburo. Tanto el agua como el hidrocarburo recuperado pueden ser usados nuevamente en el sistema activo de lodos. Para garantizar una eficiente limpieza de sólidos de baja gravedad en el lodo de perforación, se recomienda utilizar dos centrífugas de baja gravedad limpiado permanentemente el lodo y una de estas acondicionada para realizar eventualmente dewatering cuando se requiera, la diferencia que las centrifugas siempre estarán trabajando para limpieza de lodo y que no se requiere hacer dewatering, en el siguiente diagrama se muestra la distribución del equipo y las corrientes de flujo. Los equipos 3 en uno son una buena opción cuando hay limitaciones de espacio.