CURSO DE CONTROL CURSO DE CONTROL DE SOLIDOSDE SOLIDOS

CONTENIDO

1. METODOS DE CONTROL DE SOLIDOS• DILUCION• DESPLAZAMIENTO• PISCINAS DE ASENTAMIENTO• TRAMPA DE ARENA• SEPARACION MECANICA

2. CLASIFICACION DE LOS SOLIDOS3. PUNTO DE CORTE DE LOS EQUIPOS DE CONTROL

DE SOLIDOS

4. ZARANDAS• COMPONENTES BASICOS• PRINCIPIO DE OPERACION• TIPO DE VIBRACION

MOVIMIENTO CIRCULAR MOVIMIENTO LINEAL MOVIMIENTO ELIPTICO ASIMETRICO MOVIMIENTO ELIPTICO SIMETRICO

• DINAMICA DE LA VIBRACION• VENTAJAS Y DESVENTAJAS• MANTENIMIENTO

1. METODOS DE CONTROL DE SOLIDOSMETODOS DE CONTROL DE SOLIDOS• DILUCION:

La Dilución consiste en agregar un volumen de fluido base al lodo de perforación, permitiendo la reducción de la concentración de sólidos en volumen.

• DESPLAZAMIENTO:El desplazamiento consiste en descartar grandes volúmenes de lodo por lodo nuevo en optimas condiciones.

La Dilución consiste en agregar un volumen racionado de fluido, el desplazamiento es agregar un volumen total de fluidos.

•PISCINAS DE ASENTAMIENTO

Es la separación de partículas sólidas por efecto de gravedad, debido a la diferencia de densidades entre los sólidos y el líquido. Depende del tamaño de partículas, gravedad especifica y viscosidad del lodo.

•TRAMPA DE ARENA

Es el primer comportamiento localizado en el sistema de tanques de cualquier taladro de perforación, es básicamente un tanque de asentamiento que esta localizado debajo de las zarandas. El lodo que cae a la trampa de arena pasa al siguiente tanque por rebose.

Diseño: Pendiente > 30°

La longitud y ancho debe ser menor que la profundidad

• SEPARACIÓN DE MECÁNICA

Es la separación selectiva de los sólidos perforados del lodo por diferencia de tamaño y masa.

OBJETIVO DEL CONTROL DE SÓLIDOS

ALCANZAR PASO A PASO LA REMOCIÓN PROGRESIVA DE LOS SÓLIDOS PERFORADOS, PERMITIENDO QUE CADA EQUIPO OPTIMICE EL DESEMPEÑO DE LOS EQUIPO SIGUIENTES. ADEMÁS EL SISTEMA DEBE PERMITIR AJUSTAR LA ELIMINACIÓN DE LOS SÓLIDOS INDESEABLES Y LA RECUPERACIÓN DEL VALIOSO MATERIAL DENSIFICANTE.

CLASIFICACIÓN

COLOIDAL

ULTRA FINOS

FINOS

MEDIO

INTERMEDIO

TAMAÑO EN MICRAS

Menor de 2

2 a 44

44 a 74

74 a 250

>250

• CLASIFICACIÓN API DEL TAMAÑO DE LOS SÓLIDOSCLASIFICACIÓN API DEL TAMAÑO DE LOS SÓLIDOS

CLASIFICACIÓN DE LOS SÓLIDOSCLASIFICACIÓN DE LOS SÓLIDOS

DESEABLES INDESEABLE

Bentonita Sólidos Perforados

BaritaGRAVEDAD ESPECIFICAGRAVEDAD ESPECIFICA

ALTA BAJA

Hematita Bentonita

Barita Sólidos perforados

Arcilla

Arena, etc.

CLASIFICACIÓN DE LOS SÓLIDOSCLASIFICACIÓN DE LOS SÓLIDOS

REACTIVIDAD

Reactivos Interés

Bentonita Arena

Arcilla Limo, arenisca

TAMAÑO (Área Superficial)

Grande Pequeña

Bentonita Arena

%%

3 12 Particle Size (microns) 44 74 150 300 10003 12 Particle Size (microns) 44 74 150 300 1000333 83 Specific Surface Area 23 13 6.7 3.3 1 333 83 Specific Surface Area 23 13 6.7 3.3 1

BaritaBarita3% > 74 Micrones3% > 74 Micrones5% > 44 Micrones5% > 44 Micrones

Sólidos de PerforaciónSólidos de Perforación

1000 Micrones = 1 Millimetros = 1/40 inch1000 Micrones = 1 Millimetros = 1/40 inch

Coloidales Ultra-Finos Finos Medios Intermedios/GruesoColoidales Ultra-Finos Finos Medios Intermedios/Grueso

DesarenadoresDesarenadores

Zarandas Vibratorias de Alto Zarandas Vibratorias de Alto DesempeñoDesempeño

Limpiadores de Fluido y Limpiadores de Fluido y DesarcilladoresDesarcilladores

Centrífugas de baja VelocidadCentrífugas de baja VelocidadCentrífugas de Alta VelocidadCentrífugas de Alta Velocidad

PUNTO DE CORTE EQUIPOS DE CONTROL DE SOLIDOSPUNTO DE CORTE EQUIPOS DE CONTROL DE SOLIDOS

01020304050607080100

ZARANDASZARANDAS• SON LA PRIMERA LINEA DE DEFENSA DEL

SISTEMA INTEGRAL DE CONTROL DE SOLDIOS

• LA SEPARACION SE REALIZA POR DIFERENCIA DE TAMAÑOS

• UN POBRE DESEMPEÑO EN LAS ZARANDAS, NO PODRA SER REMEDIADO MAS TARDE.

• EL DESEMPENO DE LAS ZARANDAS DETERMINA LA EFICIENCIA TOTAL DEL EQUIPO DE CONTROL DE SOLIDOS.

BOLSILLO O TANQUE RECOLEPTOR

MOTORES VIBRADORES

CANASTA

CAMA O TAZA DE DESAGUE

MALLAS

PRINCIPIO DE OPERACION:PRINCIPIO DE OPERACION:Las zarandas son el único equipo mecánico de control de sólidos que hace la separación de partículas basado en el tamaño de las mismas.

LA OPERACION DE LA ZARANDA ESTA EN LA OPERACION DE LA ZARANDA ESTA EN FUNCIONFUNCION:• Norma de la vibración•Dinámica de la vibración•Tamaño de la cubierta•Características de las mallas•Propiedades del lodo•Carga de Sólidos

NORMAS DE LA VIBRACION:NORMAS DE LA VIBRACION:La posición de los motores determinan el patrón de vibración

TIPOS COMUNES DE MOVIMIENTOTIPOS COMUNES DE MOVIMIENTO

CIRCULARCIRCULAR

LINEALLINEAL

ELIPTICOELIPTICO

MOVIMIENTO CIRCULAR:MOVIMIENTO CIRCULAR:

El movimiento de los sólidos sobre las mallas es circular uniforme:• Patrón de vibración uniforme• Pobre transporte de los sólidos• Recomendados como scalper.

MOVIMIENTO LINEAL:MOVIMIENTO LINEAL:

• El movimiento lineal es obtenido usando dos vibradores con sentido de giros contrarios• Patrón de vibración balanceado, la fuerza neta de la cesta es cero excepto a lo largo de la línea que pasa por el centro de gravedad.• El ángulo con respecto al eje axial es de 45-50 grados•Buen transporte de sólidos y gran capacidad de manejo de flujo• recomendado para cualquier operación donde sean necesarias mallas de mesh finos.

MOVIMIENTO ELIPTICO DESEQUILIBRADO:MOVIMIENTO ELIPTICO DESEQUILIBRADO:

• Patrón de movimiento desbalanceado• Diferentes tipos de movimiento a lo largo de la canasta• Los motores no rotan en el sentido de gravedad de la canasta, aplicándose torque sobre esta.• Operada con inclinacion hacia la descarga de sólidos disminuye su capacidad• Zarandas recomendadas para remover sólidos gruesos (Scalper)

MOVIMIENTO ELIPTICO EQUILIBRADO:MOVIMIENTO ELIPTICO EQUILIBRADO:

El movimiento de los sólidos sobre las mallas es elíptico uniforme:• Patrón de vibración uniforme• Excelente transporte de sólidos• Mayor durabilidad de las mallas, debido al patrón de aceleramiento mas suave.• Recomendado para cualquier tipo de operación en especial lodos base aceite

MOTORES VIBRADORESMOTORES VIBRADORES

DINAMICA DE LA VIBRACION:DINAMICA DE LA VIBRACION:La masa de las contrapesas y la frecuencia determina la dinámica de la vibración.

ACELERACION:G’s = *Strokes(in) X rpm2)/70400

•La mayoría de las zarandas operan con fuerza G’s entre 2,5 @ 5,0• La capacidad de procesamiento y el secado de los cortes es directamente proporcionar a la aceleración• Las zarandas con contrapesas ajustables, pueden varia la fuerza G aplicada

DINAMICA DE LA VIBRACION:DINAMICA DE LA VIBRACION: FRECUENCIAFRECUENCIA

• Los motores generalmente vienen diseñados para operar en Los motores generalmente vienen diseñados para operar en frecuencias de 50 y 60 Hz.frecuencias de 50 y 60 Hz. •Los vibradores de las zarandas giran normalmente a 1200 – Los vibradores de las zarandas giran normalmente a 1200 – 1800 rpm a 60 Hz de frecuencia1800 rpm a 60 Hz de frecuencia• La prolongación del golpe es la distancia vertical de La prolongación del golpe es la distancia vertical de desplazamiento de la canasta de la zaranda.desplazamiento de la canasta de la zaranda.• Pruebas de laboratorio han demostrado mejoramiento en la Pruebas de laboratorio han demostrado mejoramiento en la capacidad de flujo en presencia de sólidos baja rpm’s (aumento capacidad de flujo en presencia de sólidos baja rpm’s (aumento del golpe prolongado), sin embargo al bajar la frecuencia genera del golpe prolongado), sin embargo al bajar la frecuencia genera que el lodo rebote mas alto, derramando lodo por los costados.que el lodo rebote mas alto, derramando lodo por los costados.

CONFIGURACION DE LA CUBIERTA:CONFIGURACION DE LA CUBIERTA:• La Cubierta de ángulo ajustable se creo para optimizar el La Cubierta de ángulo ajustable se creo para optimizar el procesamiento del fluido y variar la acción de transporte y procesamiento del fluido y variar la acción de transporte y secado de los cortes.secado de los cortes.

• Al usar ángulos > 3° hay que tener cuidado con los cortes Al usar ángulos > 3° hay que tener cuidado con los cortes acumulados en la región liquida… La acción vibratoria y la acumulados en la región liquida… La acción vibratoria y la resistencia extendida genera degradación de los sólidos y por lo resistencia extendida genera degradación de los sólidos y por lo tanto mas finos.tanto mas finos.

MANIFOLD DE DISTRIBUCION:MANIFOLD DE DISTRIBUCION:

CONSIDERACIONES DE DISENNOCONSIDERACIONES DE DISENNO• Distribución parejaDistribución pareja• No acumulación de sólidos (1` de caida X 12` de No acumulación de sólidos (1` de caida X 12` de

long.)long.) ALIMENTACION DE LAS ZARANDASALIMENTACION DE LAS ZARANDAS

• SólidosSólidos• LíquidosLíquidos

EVITAR RAMIFICACIONESEVITAR RAMIFICACIONES• Tees sin salidasTees sin salidas• Excesos de codosExcesos de codos

DISTRIBUCION DE FLUJO A IGUAL NIVELDISTRIBUCION DE FLUJO A IGUAL NIVEL

MANIFOLD CONVENCIONALESMANIFOLD CONVENCIONALES

• Muchos taladros tienen este tipo de manifold• Mayor probabilidad de taponamiento• Flujo desigual a los shakers• Requiere de una mayor pendiente o inclinación.• No se recomiendan

MANIFOLD RAMIFICADOMANIFOLD RAMIFICADO

• Manifold no común en nuestra área• Mejor diseño que los convencionales• Requiere de mucho espacio• Tendencia al taponamiento• Requiere la colocación de Yet para la limpieza.

MANIFOLD CIRCULAR O FLOW DIVIDERMANIFOLD CIRCULAR O FLOW DIVIDER

• Distribución pareja a cada shaker• Eliminación de Tees sin salidas, menor cantidad de accesorios• Mejor distribución del fluido cuando existe mas de tres shaker

MANIFOLD A TRAVES DE CANALESMANIFOLD A TRAVES DE CANALES

• Distribución pareja a cada shaker• Excelente Manifold• No existe posibilidad de taponamiento, ya que es completamente abierto y el mantenimiento es muy fácil• Recomendado para cualquier tipo de operación.

SELECCION DEL NUMERO DE ZARANDASSELECCION DEL NUMERO DE ZARANDAS

FALLA/AVERIA POSIBLE CAUSA SOLUCION

Desgarre o rajadura en la malla Tensión insuficienteReemplace la malla y tensionela apropiadamente

Caucho en mal estado Reemplace caucho

Malla suelta, no ajusta

Tornillos tensores en mal estado (torcidos/rosca mala) Reemplace tornillos malos

Malla en mal estado Reemplace malla

Falta caucho en la bandeja o esta en mal estado Reemplace caucho

Zaranda produce alto inusual ruido al operar

Arandelas o tornillos sueltos Chequee y ajústelos

Tornillos tensores sueltos Chequee y ajústelos

Rodamientos de vibradores malos Reemplace rodamientos

Válvula o manija del By-pass atascada Válvula o manija con sólidos y lodoLimpia cuerpo de manija o válvula con agua o diesel

Vibradores demasiado calienteRodamiento sin causa Agregue grasa a rodamiento

Rodamiento en mal estado Reemplace los rodamientos

Lodo acumulado sobre la malla o derrame de mucho lodo en la descarga sólida

Malla con tamizado muy pequeñoCambia una malla de tamizado mas grande o ajuste el ángulo de la bandeja de la zaranda

Malla suelta Ajuste malla con el tope aproximado (50 ft/lb)

Acumulación de lodo en los bordes traseros de las mallas

Los vibradores no están rotando en direcciones opuestas

Cambia la posición de un cable de alimentación eléctrica

Malla mal tensionadas Ajuste la tensión de la mallas

FALLAS / AVERIASFALLAS / AVERIAS

REGLAS Y CUIDADOS OPERACIONALESREGLAS Y CUIDADOS OPERACIONALES

• Nunca haga By-pass en las zarandas

• Use preferiblemente mallas de mesh finos.

• Regule en caudal de lodo que entra a cada zaranda y monitorealas continuamente.

• Ajuste el ángulo de la cesta para cubrir el 75% de ola longitud de la malla.

• Lleve inventario y control de las horas de uso de las mallas.

• Turne las zarandas cuando hayan viajes para aumentar la vida de las mallas.

REGLAS Y CUIDADOS OPERACIONALESREGLAS Y CUIDADOS OPERACIONALES

• En stand by limpie las mallas y repare con silicona o masilla epoxica las partes rotas.

• Cerciorese que los motores y al ajuste de las contrapesas en los vibradores sea igual.

• Al transportar las zarandas ajuste los contrapesos de los motores a cero grados y use los seguros para los espírales

VENTAJAS:VENTAJAS:

•Primera barrera en el sistema de control de sólidos.

•Separación por diferencia de tamaños de partículas.

•Operación y mantenimiento sencillo.

•Si el mesh de la malla es conocido, el punto de corte puede ser predicible.

•Procesa el 100% del caudal en circulación

•Fácil de inspeccionar

•Los sólidos pueden ser removidos antes de cualquier degradación mecánica.

DESVENTAJAS:DESVENTAJAS:

• Equipos costosos.

• Su instalación requiere gran espacio y equipos especializados para su montaje.

• El descarte de los sólidos es húmedo (10-25 % p/p).

• Se requiere más de una zaranda para manejar los caudales en circulación.

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