UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
SISTEMA DE
CIRCULACIÒN
ESQUEMA GENERAL DE UNA PLATAFORMA DE PERFORACIÓN
La función principal del sistema de circulación, es la de extraer los recortes de roca
del pozo durante el proceso de perforación. El sistema esta compuesto por equipo
superficial y sub superficial como se muestra en la siguiente figura:
Sub su
perficial
Sistema de circulación
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
Sistema de circulación
El equipo superficial esta compuesto por: Las bombas Las presas de lodo (descarga, de asentamiento y la de succión) El stand Pipe, swivel y flecha El equipo de control de sólidos El desgasificador Temblorina
El equipo sub superficial esta compuesto por: Tubería de perforación Los preventores Lastrabarrenas Barrena El pozo mismo
Presas
Temblorina
Stand pipe Bombas de lodo
Eliminador de sólidos
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
Sistema de circulación Bombas
Las bombas.- El componente más importante en el sistema de circulación es la bomba de lodos y la potencia hidráulica suministrada por ésta, ya que de esto
dependerá el gasto y la presión requeridas 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 presión de descarga. Son de doble acción, o sea que
bombean el fluido en los dos sentidos. En la actualidad estas bombas se utilizan en los
equipos que reparan pozos ó en perforación somera. La presión máxima recomendada
de trabajo para estas bombas es de 3,000 lb/pg2.
Bomba triplex.- Están constituidas por tres pistones de acción simple y se caracterizan
por manejar altas presiones de descarga y altos gastos y son de fácil mantenimiento.
Estas bombas son las más utilizadas en la industria petrolera.
HHPb = donde: P Q
1714 Eb
HHPb potencia hidráulica de salida en los motores en (HP)
P presión de descarga de la bomba en (lb/pg2)
Eb eficiencia mecánica de la bomba (0.85)
Q gasto de la bomba en (gal/min)
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
El gasto que proporciona una bomba dependiendo de sus componentes y de su
eficiencia volumétrica se obtiene con las siguientes ecuaciones:
Qbd = 0.0068 (2d2p – d
2r) 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 diámetro del pistón en (pg)
dr diámetro del vástago en (pg)
Lc longitud de la camisa en (pg)
Eb eficiencia volumétrica
Ne número de emboladas (no./min)
Sistema de circulación Bombas
Duplex
Triplex
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
Sistema de circulación Bombas
Las bombas triplex presentan algunas ventajas sobre las duplex:
Pesan un 30% menos que las duplex.
Manejan alta presión y alto volumen.
Son de fácil mantenimiento.
Resultan menos costosas
A mayor diámetro de camisa mayor gasto > Dc > Q
A mayor diámetro de pistón menor presión > d < P
Partes de una
bomba
Camisa
Vástago
Cámara de pulsaciones
Pistón
Válvulas
Entrada
Salida
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
Existe otro tipo de bombas en los equipos de perforación, comúnmente llamadas
centrifugas, estas bombas son mucho mas pequeñas que las anteriores, la presión
de trabajo es de solo unas cuantas libras aunque el gasto puede llegar a los 100
gal/min.
Sistema de circulación Bombas
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 preparación de baches.
Abasteciendo de agua en las
cementaciones.
Para la limpieza del equipo.
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
Si las bombas no trabajan de forma eficiente
proporcionando el gasto de lodo y la presión
adecuada se pueden presentar los siguientes
problemas:
Sistema de circulación Bombas
Limpieza inadecuada del pozo.
Disminución en la velocidad de
penetración.
Atrapamiento de la sarta de perforación.
Incremento en el costo del pozo.
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
En la actualidad las presas de lodo son
recipientes metálicos utilizados para el
almacenamiento y tratamiento del lodo de
perforación. Generalmente se utilizan tres presas
conectadas entre sí, con la capacidad
suficiente para almacenar cuando menos 1.5
veces el volumen total del pozo.
Sistema de circulación 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
aquí donde se instala la temblorina para eliminar
los recortes de mayor tamaño (40 micras).
Presa 2.- Es conocida como presa de asentamiento, es aquí donde se le da
tratamiento al lodo y se instala el equipo de
control de sólidos para eliminar los sólidos de
menor tamaño.
Presa 3.- Es conocida como presa de succión porque de aquí la bomba de lodos succiona el
lodo para enviarlo al pozo.
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
Sistema de circulación Presas de lodo
Además de las presas reglamentarias existen otras presas.
Presa de reserva.- Presa utilizada para almacenar lodo cuando se ha presentado una perdida de circulación y para mantener lodo de baja o alta densidad.
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
Sistema de circulación Stand pipe
El stand pipe.- Es una pieza tubular fijada
a una pierna del mástil, 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
presión.
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 perforación mientras se circula.
Manguera
Cuello de ganso
Swivel
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
Sistema de circulación Eq control de sólidos
La temblorina es el primer equipo utilizado para el control de los sólidos producto de la
perforación, se instala sobre la presa de descarga, consta de una malla que es vibrada
mediante un motor. El tamaño de las partículas retenidas depende del tamaño de la
malla utilizada, generalmente retiene partículas mayores de 40 micras.
Para la eliminación de partículas mas pequeñas se utilizan los hidrociclones y
centrifugadoras.
Si los sólidos no son eliminados con
efectividad pueden ocasionar los
siguientes problemas:
Aumento en la densidad del lodo.
Reducción en la velocidad de
penetración.
Daño al equipo superficial de
circulación.
Pegaduras por presión diferencial.
Aumento de viscosidad.
Perdidas de circulación.
Temblorina
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
Sistema de circulación Eq control de sólidos
Para el control de sólidos existe una
variedad de equipos que se clasifican en
base al tamaño de partícula que pueden
eliminar o retener. Estos equipos son
instalados inmediatamente después de la
presa de descarga o de la de
asentamiento.
Hidrociclon
Existen en diferentes tamaños
Eliminan partículas De 40 a7 micras
Centrifuga
Remueve partículas de 7 a 5 micras
La barita tiene 7 micras
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
Sistema de circulación Desgasificador
El equipo desgasificador es de suma importancia, ya que a menudo se perforan
formaciones con algún contenido de gas, el cual al ser incorporado al lodo disminuye
la densidad del mismo ocasionando inestabilidad en el pozo.
Los problemas principales ocasionados por una ineficiente eliminación del gas en el lodo son:
Disminución en la densidad del lodo de perforación.
Aportación de fluidos de la formación perforada.
Contaminación del lodo de perforación.
Inestabilidad del agujero perforado.
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
Sistema de circulación Equipo auxiliar
Además del equipo mencionado anteriormente, existe el equipo auxiliar que nos
permite mantener en optimas condiciones el lodo de perforación e incrementar las
condiciones de seguridad. Estos equipos son:
Agitador Totalizador de volumen Tanques de barita
Para evitar la depositacion de los
sólidos y mantener el lodo de
perforación en condiciones
homogéneas.
Para monitorear el volumen total
del lodo de perforación, nos
indica cuando se presenta un
aumento o disminución del
volumen.
Son utilizados para el
almacenamiento de la barita en el
pozo, son tanques presurizados.
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
Top Related