Curso Control de Solidos

CONTROL DE SOLIDOS
Curso de Adiestramiento Mexico 2002

CONTENIDO
LODOS Y CORTES DE PERFORACION
1. Lodo de perforación
2. Funciones de los lodos
3. Propiedades de los lodos
4. Clases de lodos
5. Métodos de control de sólidos
5.1 Dilución
5.2 Desplazamiento
5.3 Tanques de asentamiento (Trampas de Arena)
5.4 Separación Mecánica
6. Clasificación de los sólidos
7. Puntos de corte de los equipos de control de sólidos
8. Configuraciones de los equipos de control de sólidos
ZARANDAS
1. Componentes básicos
2 Principios de Operación
3 Normas de Vibración
3.1 Movimiento Circular
3.2 Movimiento Lineal
3.3 Movimiento Elíptico Asimétrico
3.4 Movimiento Elíptico Simétrico
4. Dinámica de Vibración

5. Configuración de la cubierta
5.1 Sistemas de Zarandas
5.2 Manifolds de Distribución
6. Fallas – Averías
7. Reglas y cuidados operacionales
8. Ventajas y Desventajas
9. Mantenimiento
MALLAS
1. Tipos de Mallas
1. Punto de Corte
2. Parámetros para la selección de las mallas
3. Grados de Alambre
4. Mallas Tensionadas
5. Mallas Pre-Tensionadas
6.1 Mallas Piramidales
7. Curvas de Eficiencia
8. Ajuste de las mallas
9. Sistema de Sujeción
10. Configuración de la Cubierta de la malla
11. Taponamiento
12. Reglas y Cuidados Operacionales
CONTENIDO

DESGASIFICADORES
1 Tipos de Desgasificadores
1.1 Desgasificadores de Tipo Atmosférico
1.2 Desgasificadores de Tipo Vacío (Vacuum)
2. Instalación y Operación
3. Mantenimiento
HIDROCICLONES
1. Teoría del Hidrociclón
2. Características del diseño
2.1 Diámetro del cono
2.2 Angulo del cono
2.3 Diámetro del vértice
2.4 Parámetros de flujo
2.5 Cabeza de alimentación
2.6 Tamaño de las partículas
3. Parámetros ajustables
4. Unidades de los Hidrociclones
5. Eficiencia de separación
CONTENIDO

MUD CLEANER
1 Instalación y operación
2 Mantenimiento
3 Aplicación
4 Ventajas y desventajas
5 Tres en uno
CENTRIFUGAS DECANTADORAS
1 Introduccion
2 Separacion por sedimentacion
3 Separacion centrifuga
4 Principales componentes
6 Desempeño de las centrifugas
7 Velocidad de las centrifugas
8 Velocidad de transporte de los sólidos
9 Aplicaciones
9.1 Centrifugas de Baja Velocidad
9.2 Centrifugas de Alta Velocidad
9.3 Operación Dual de Centrifugas – Lodo no densificado
9.4 Operación Dual de Centrifugas – Lodo densificado
9.5 Operación para deshidratación de lodos
9.6 Centrifugas Verticales – Secadoras de cortes
CONTENIDO

BOMBAS CENTRIFUGAS
1 Componentes de una bomba centrifuga
2 Medición, Utilización y Control de la Energía de una Bomba
3 Cavitación
3.1 Cavitación por succión
3.2 Cavitación por descarga
4. Relación entre presión y altura de un liquido
5. Carga expresada como Aceleración Centrífuga
6. Selección del Tamaño de una Bomba
7. Diseños de Succión
8. Curvas de Desempeño de una Bomba
9. Leyes de Afinidad
10. Aplicaciones de las Bombas Centrifugas
METODOS PARA EVALUAR LA EFICIENCIA DE LOS EQUIPOS DE CONTROL DE
SÓLIDOS
1. Evaluación experimental para determinar el contenido de sólidos en el lodo de
acuerdo a su peso.
2. Calculo del diámetro promedio del hueco por washout.
3. Calculo de los sólidos generados por el hueco por hora / sección.
4. Evaluación de la eficiencia del equipo de control de sólidos (API. Practica 13C
5. Evaluación de la eficiencia de los conos de los hodrociclones
CONTENIDO

TANQUES DE LODO
1 Áreas de tanques
1.1 Sistema de tratamiento
1.2 Tanque de Viaje
2. Sistema de Ecualización
2.1 Líneas de ecualización
3. Sistema de agitación
3.1 Agitadores
3.2 Pistolas
CONTENIDO

1. Lodo de Perforación
2. Funciones de los lodos
3. Propiedades de los lodos
4. Clases de lodos
5. Métodos de control de sólidos
6. Clasificación de los sólidos
7. Puntos de corte de los equipo de control de sólidos
8. Configuraciones de los equipos de control de sólidos

LODO DE PERFORACION
ES LA MEZCLA DE LIQUIDOS, QUIMICA Y
SOLIDOS.
LOS SOLIDOS PUEDEN SER TIPO COMERCIAL
(ADICIONADOS PARA ALCANZAR PROPIEDADES
DESEADAS) O SOLIDOS PERFORADOS (NO
COMERCIALES Y CONTAMINANTES)
Lodos y Cortes de Perforación

 TRANSPORTAR LOS CORTES DE
PERFORACION Y DERRUMBES A LA
SUPERFICIE.
MANTENER EN SUSPENSION LOS
CORTES Y DERRUMBES EN EL ANULAR
CUANDO SE DETIENE LA CIRCULACION.
CONTROLAR LA PRESION
SUBTERRANEA.
ENFRIAR Y LUBRICAR LA BROCA Y
SARTA.
FUNCIONES DE LOS LODOS

 DAR SOSTEN A LAS PAREDES DEL
POZO.
AYUDAR A SUSPENDER EL PESO DE
LA SARTA Y REVESTIMIENTO.
•TRANSMITIR POTENCIA
HIDARULICA SOBRE LA FORMACION,
POR DEBAJO DE LA BROCA.
PROVEER UN MEDIO ADECUADO
PARA LA EVALUACION DE LA
FORMACION.
MINIMIZAR EL IMPACTO
AMBIENTAL.
FUNCIONES DE LOS LODOS

PROPIEDADES DE LOS LODOS
 Densidad:
Se mide mediante la balanza. Los lodos se consideran
livianos hasta un peso de 10.5 lpg (Libras por galón) y
pesados con pesos mayores. Los lodos con pesos
mayores de 14 lpg son considerados muy pesados y
costosos por la cantidad de barita usada. Los
densificantes le dan un mayor peso al lodo.
 Contenido de sólidos:
Se mide por retorta en laboratorio es (%) Volumen
total de sólidos / Volumen total del lodo.

 Filtración y Torta:
Es la pérdida de fluido a través del tiempo (Volumen
de filtrado / Tiempo de filtración). Se mide por
medio de una filtroprensa en donde se simula las
condiciones del pozo bajo cierta presión y
temperatura. La torta es el resultado final de
filtración que queda al pasar el líquido por el filtro
de papel a presión en donde se obtiene cierta
consistencia y espesor semejante a la pared del
pozo que depende de la fase sólida del lodo.

 Viscosidad :
Es la resistencia del lodo a fluir. A mayor cantidad
de sólidos mayor será la resistencia al flujo o
viscosidad. La unidad de medida es Centipoises
(Cp).
 Punto de cedencia :
Es la resistencia del flujo debido a las fuerzas
eléctricas o la capacidad de acarreo del lodo por
área de flujo. Se mide en Libras / 100 pies2 con la
lectura del viscosímetro

 Viscosidad Plástica (VP):
Es la resistencia al flujo debido al tamaño, forma y
número de partículas. Se mide en el laboratorio por
medio del viscosímetro y la unidad es el centipoise.
VP (cp) =  600 -  300

 Resistencia de Gel:
Es la consistencia tixotrópica del lodo o la propiedad
del lodo de ser gel (gelatina) y mantener las
partículas en suspensión cuando no exista
circulación. La unidad de medida es Libras / 100
pies2.
 pH y Alcalinidad:
Todo lodo debe ser alcalino con rango entre 9.0 –
10.5 generalmente. Se mide por un método
colorímetrico o directamente por pH – metro, es
adimensional.

 MBT (Capacidad de intercambio catiónico):
Es la capacidad total de absorción de las arcillas
(bentonita + arcilla de formación). Se mide por el
método de azul de metileno. (Lbs / bbl de lodo).
 Cloruros y Calcio:
Indica aguas de formación entrando al pozo y
contaminación por cemento y yeso. Se mide por
medio de reactivos químicos en el laboratorio.

Los lodos de Perforación se clasifican según la
naturaleza de la fase líquida en cuatro grandes
grupos principales:
 Lodos Base Agua Lodos agua bentonita
Lodos Naturales
Lodos Fosfato
Lodos tratados con Calcio
Lodos de cal.
Lodos de Yeso.
Lodos de lignosulfonato
Lodos de agua salada
CLASES DE LODOS

 Lodos Base Aceite
 Emulsiones Invertidas
 Lodos Neumáticos Aire Seco
Niebla
Lodos aireados
 Espuma
CLASES DE LODOS

o DILUCION
La dilución reduce la concentración de sólidos perforados adicionando un
volumen al lodo de perforación.
o DESPLAZAMIENTO
Es la remoción o descarte de grandes cantidades de lodo por lodo nuevo
con optimas propiedades reologicas.
o PISCINAS DE ASENTAMIENTO (GRAVEDAD)
Es la separación de partículas sólidas por efecto de la gravedad, debido a la
diferencia en la gravedad específica de los sólidos y el líquido. Depende del
tamaño de partículas, gravedad especifica y viscosidad del lodo.
o SEPARACION MECANICA
METODOS DE CONTROL DE SOLIDOS

o PISCINAS DE ASENTAMIENTO – TRAMPA DE ARENA
Es el primer compartimiento localizado en la sección de remoción del
sistema activo. La trampa de arena basicamente es un compartimiento
de asentamiento que esta localizado directamente debajo de las
zarandas. La trampa de arena recibe el lodo y lo entrega al siguiente
tanque por rebose. La trampa de arena actua como un aparato de
asentamiento para remover sólidos grandes que puedan ocasionar
taponamientos en los hidrociclones. Estos grandes sólidos llegan a la
trampa cuando hay mallas rotas o se ha hecho by-pass en las zarandas.
Diseño: Pendiente en el fondo con mínimo 300 o más.
La longuitud y ancho de la trampa debe ser menor que
la profundidad total con la pendiente hacia la válvula de
descarga (12” o mayor).

o SEPARACION MECANICA
Separación selectiva de los sólidos perforados del lodo por
diferencias de tamaño y masa. Hay varios tipos de equipos
los cuales son diseñados para operar eficientemente bajo
condiciones especificas.
El objetivo de diseño de cualquier equipo de control de sólidos
es alcanzar, paso a paso, la remoción progresiva de los sólidos
perforados. Esto permite que cada equipo optimice el
desempeño del equipo siguiente. Además, el sistema debe
tener la habilidad para diferenciar entre los sólidos perforados y
el valioso material pesante.

COLOIDAL MENOR DE 2
ULTRA FINO 2 A 44
FINO 44 A 74
MEDIO 74 A 250
INTERMEDIO 250 &
Clasificación API del tamaño de los sólidos

BENTONITA SOLIDOS PERFORADOS
BARITE
ALTA BAJA
BARITE BENTONITA
HEMATITA SOLIDOS PERFORADOS
ARCILLA
ARENAISCA, ETC.
Clasificación API del tamaño de los sólidos

ACTIVOS INERTES
BENTONITA
ARCILLAS
GUMBO
ARENISCA
LIMO
GRANITO
ARENA BENTONITA
Clasificación de los sólidos

1
5 8
6 9
7
4
3
2
10
5 8
6 9
7
4
3
2
100
5 8
6 9
7
4
3
2
1000
5 8
6 9
7
4
3
2
10000
1 Micrón (μ) 1 mm 1 cm
15
45
75
150
180
250
300
420
37
595
841
200
325
200
100
80
60
50
40
400
30
20
10
Micrón
Screen
Mesh
LIMOt ARENA CUARZO
ARENA FINA
Barite
CEMNETO ULTARFINO
CEMENTO ESTANDAR
GRAVA
CENTRIFUGAS
HIDROCICLONES
ZARANDA
DIAMETRO DE PARTICULA
Tamaño de las partículas / Puntos de corte

Efecto del tamaño de la partícula en la viscosidad

1000
500
100
50
0
Particle Size
(µ)
Linear Shaker: 74 µ
D / Sander: 44 µ
D / Silter: 25 µ
Centrifuge: 5 to 10 µ
Scalping Shakers: 600 µ
Dewatering Unit: 0 to 10 µ
Puntos de corte en equipos de control de sólidos

Configuraciones del Equipo de Control de Sólidos
Configuración Lodo No Densificado

Configuración Lodo Densificado hasta 12 ppg

Configuración Lodo Densificado mayor de 12 ppg

1 Componentes básicos
3 Normas de Vibración
3.1 Movimiento Circular
3.2 Movimiento Lineal
3.3 Movimiento Elíptico Asimétrico
3.4 Movimiento Elíptico Simétrico
4. Dinámica de Vibración
5 Configuración de la cubierta
5.1 Sistemas de Zarandas
5.2 Manifolds de Distribución
6. Fallas – Averías
8. Ventajas y Desventajas
9. Mantenimiento
Control de Sólidos

EL DESEMPEÑO DE LAS ZARANDAS
DETERMINA LA EFICIENCIA TOTAL DEL
EQUIPO DE CONTROL DE SOLIDOS.
UN POBRE DESEMPEÑO AQUI NO
PUEDE SER REMEDIADO MAS TARDE
ZARANDAS
Control de Sólidos

• Tanque receptor
• Motores vibradores
• Mallas
• Bolsillo o taza de desagüe
• Canasta (una o mas
cubiertas)
Componentes Básicos
Zarandas

Principio de Operación
Las zarandas es el único aparato removedor de sólidos
que hace una separación basado en el tamaño físico
de las partículas.
La operación de la zaranda es función de:
• Norma de la vibración
• Dinámica de la Vibración
• Tamaño de la cubierta y su configuración
• Características de las mallas(Mesh & Condición superficie)
• Reología del lodo (Especialmente Densidad y Viscosidad)
• Ritmo de carga de Sólidos (ROP,GPM y Diámetro del hueco)
Zarandas

Lineal
Elíptico
Circular
Hay tres tipos
comunes de
movimiento
que pueden
ser usados:
Normas de Vibración
• La Posición de los vibradores determina el patrón de Vibración.
Zarandas

Movimiento Circular
- Su canasta se mueve en un
movimiento circular uniforme
- Patrón de Vibración Balanceado
- Diseño Horizontal (Capacidad limitada)
- Transporte rápido y mayores fuerzas G’s.
- Recomendados en zarandas primarias para remover sólidos
gruesos (Scalper) o para Arcillas tipo gumbo.
- Vibradores colocados a cada lado de la canasta en su centro de
gravedad con el eje rotacional perpendicular a su canasta.
Zarandas

Zaranda movimiento Circular
Zarandas

Movimiento Lineal
- El movimiento lineal obtenido usando
dos vibradores contra-rotativos.
- Angulo de esta línea de movimiento es normalmente a 45-50 grados
en relación a la superficie de la zaranda para obtener un transporte de
sólidos máximo.
- Buen transporte y gran capacidad de manejo de fluidos.
Recomendadas para todo tipo de operación que requiera el uso de
mallas finas.
- Patrón de Vibración Balanceado
dinámicamente. La fuerza neta
en la canasta es cero excepto a lo
largo de la línea que pasa por el
centro de gravedad.
Zarandas

Zaranda Movimiento Lineal
Zarandas

Derrick Flo - Line Cleaner
Zarandas

Sweco LM 3
Angulo de Canasta
Variable.
Zarandas

Thule VSM 100
Header Tank Feed Chute
Drive Head
Assembly
Scalping Deck
Primary Deck
Secondary
Screen
‘Pneumoseal’
Clamping System
Zarandas

Thule VSM 100 Linear Shaker
Malla Scalper
Malla Primaria
Sistema de Ajuste
De Malla
Zarandas

Broadbent DT2000 Linear Shaker
•Esta Zaranda ofrece:
•Doble cubierta
•Ajuste Rápido de
ángulo.
Zarandas

Cambio Rápido en
mallas por sus
tensionadores.
Brandt ATL - 1000
Zarandas

Movimiento Elíptico
 Movimiento Elíptico Desequilibrado
- Patrón de Vibración Desbalanceado.
Diferentes tipos de mov. sobre su canasta.
- Recomendados para remover sólidos gruesos (Scalper) o
pegajosos (Arcillas)
- Operada con inclinación hacia la descarga de sólidos diminuyendo la
capacidad.
- Vibradores no rotan en el centro de
gravedad de la zaranda aplicándose el
torque sobre esta.
Zarandas

Brandt Single Deck Shakers
• Zarandas pioneras con solo
una malla en su canasta.
• Por su pendiente negativa
de su canasta tiene poco
tiempo de retención y pobre
separación
Zaranda Movimiento Elíptico Asimétrico
Zarandas

Movimiento Elíptico
 Movimiento Elíptico Equilibrado
- Su canasta se mueve en un
movimiento Elíptico uniforme
- Mejor transporte de los cortes (> Lineal)
- Las mallas duran mas debido a que el mov. Elip. Provee un
patron de aceleramiento mas suave.
- Recomendados para ser usado en cualquier tipo de operación en
especial con lodos base aceite.
Zarandas

True Balanced Elliptical Motion Shaker
Swaco BEM 3
1
2
2
3
4
5
6
7
Vibrating Basket
Vibrator Motor
Deck Angle
Adjustments
Screen Area
33.7 sq ft.
(3 Screens)
1
2
3
4
Rapid Action
Tensioners
5
Base Skid
6
Detachable
Header Box
7
Zarandas

Zarandas
BEM-600
TM
High Performance Shale Shaker

Dinámica de Vibración
• La masa de los contrapesos y la frecuencia determina la dinámica de la
vibración.
G’s = [Stroke (in) x RPM2] / 70400
 Aceleración
•La mayoría de las zarandas operan con fuerzas G’s entre 2.5 a 5.0.
•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.
•La capacidad de flujo y secado de cortes es directamente proporcional a
la aceleración.
Zarandas

Dinámica de Vibración
 Frecuencia (RPM)
• Los vibradores de las zarandas giran normalmente con RPM’s entre
1200 a 1800 a 60Hz.
•Pruebas de laboratorio han demostrado mejoramiento en la capacidad
de flujo en presencia de sólidos a baja RPM’s (Aumento del golpe
prolongado), sin embargo, al bajar la frecuencia genera que los lodos
tienden a rebotar mas alto que la altura de las cortinas derramando algo
de lodo en los costados.
• La prolongación del golpe varia en forma inversa con los RPM.
• Longitud del golpe: Distancia vertical de desplazamiento de la canasta
de la zaranda.
Zarandas

Configuración de la Cubierta
• La cubierta de ángulo ajustable se creo para optimizar el procesamiento
de fluido y variar la acción de transporte y secado de los cortes.
Derrick Flo-Line
• Al usar ángulos > 3 hay que tener cuidado con los cortes acumulados
en la región liquida… La acción vibratoria y la residencia extendida
generara mass finos.
Zarandas

#1
#2 #3 #4
Superior
Inferior
(#3 / #4)
+10
+7.5
+5.0
+2.5
0
(#1 / #2)
0
-2.5
-5.0
-7.5
-10
1
2
3
4
5
Angulo de la malla
Variaciones
Brandt ATL - 1000
Zarandas

Solids Removed on Scalping Screen
Pool
of
Fluid
Hydrostatic Pressure
Solids Crawl out of Pool
Beach
Liquid to sand traps
Fixed screen angle
Flowback panel
Zarandas

Primary
Shakers
Scalpers
Línea de flujo
Descarga de sólidos
Lodo del hueco
Sistema Cascada
Sistema de zarandas
Línea de flujo
Zarandas

Típico arreglo de Zarandas
Zarandas

Zaranda con Movimiento Elíptico Balanceado y lineal.
Zaranda en Desarrollo
Zarandas

 Consideraciones de diseño
Manifolds de distribuicion
o Distribucion pareja.
o No acumulacion de sólidos (1 ft de caida por cada 12 ft de long.)
 Alimentacion a la zaranda
o Sólidos
o Liquido
 Evitar muchas Tees ramificadas.
 Arreglos preferidos
o Tees sin salida.
o Manifolds circulares o manifolds con descarga superior.
 Distribuicion de flujo a igual nivel.
Zarandas

Muchos taladros tienen estos tipos de arreglo.
Manifolds Convencionales
Zarandas

Manifold con Descarga Superior
Zarandas

Fallas / Averias
Falla / Averia Posible causa Solucion
Desgarre o rajadura en la malla. Tension insuficiente Reemplace la malla y tensionela
apropiadamante
Caucho en mal estado Reemplace caucho.
Malla suelta, no ajusta. Tornillos Tensores en mal estado Reemplace los tornillos malos
(torcidos/rosca mala)
Malla en mal estado. Reemplace Malla.
Falta Caucho en la bandeja o esta Reemplace caucho.
en mal estado
zaranda produce alto inusual Arandelas o tornillos sueltos. Chequee y ajustelos.
ruido al operar Tornillos Tensores sueltos. Chequee y ajustelos.
Rodamientos de Vibradores malos Reemplace Rodamientos.
Valvula o manija del By-pass valvula o manija con solidos y lodo.Limpie cuerpo de manija o valvula
atascada. con agua o diesel.
Vibradores demasiado calientes Rodamientos sin grasa. Agrege grasa a rodamientos.
Rodamientos en mal estado. Reemplace los rodamientos.
Lodo acumulado sobre la malla Malla con tamizado muy pequeno Cambie a una malla de tamizado
o derrame de mucho lodo en la mas grande o ajuste el angulo de
descarga solida. la bandeja de la zaranda
Malla suelta. Ajuste malla con el torque apro-
piado ( 50 ft/lb )
Acumulacion de lodo en los bor- Los Vibradores no estan rotando Cambie la posicion de un cable
des traseros de las mallas en direcciones opuestas. de alimentacion electrica
Mallas mal tensionadas. Ajuste la tension de las mallas.
Zarandas

Reglas y Cuidados Operacionales
• Nunca haga By-pass en las zarandas.
• En lo posible use siempre Mallas de tamizado fino.
• Regule el flujo y monitorelas continuamente.
• Ajuste el angulo para cubrir el 75 % de la longuitud de la malla
(Beach)
• Lleve inventario y control de las horas que se usan las mallas.
• Turne las zarandas cuando halla viajes de tuberia para
prolongar la vida de las mallas.
Zarandas

Reglas y Cuidados Operacionales
• En stand by limpie las mallas y repare con silicona o masilla
epoxica las partes rotas.
• Cerciorese que los motores y el ajuste de los contrapesos en
los vibradores sean iguales.
• Al transportar las zarandas ajuste los contrapesos de los
vibradores a cero y use los seguros en los resortes.
Zarandas

Seleccion del numero de zarandas
Zarandas

• 'Simple' para operar.
•Disponibilidad.
•Si el tamizado de la malla es conocido, el punto de corte
es predecible.
• Capaz de procesar el volumen total de lodo circulado.
•Facil de inspeccionar
•Los sólidos pueden ser removidos antes de cualquier
degradacion mecanica.
VENTAJAS
Zarandas

• Son costosas (compra y operación).
• Su montaje necesita gran espacio.
• La inspecion de mallas del fondo en zarandas dobles
son dificiles de inspeccionar.
• Produce sólidos humedos en su descarga .
DESVENTAJAS
Zarandas

Conclusion Final
LAS ZARANDAS SON
PARTE ESENCIAL DEL
EQUIPO DE CONTROL DE
SOLIDOS DE UN
TALADRO.
LAS ZARANDAS SON
PARTE ESENCIAL DEL
EQUIPO DE CONTROL DE
SOLIDOS DE UN
TALADRO.
Zarandas

1. Desarrollo de las mallas
2. Punto de Corte
3. Designación de la malla
4. Tipos de mallas
4.1 Mallas tensionadas
4.2 Mallas Pre-tensionada plana
4.3 Mallas Pre-tensionadas piramidales
5. Ajuste de las mallas
6. Parámetros para la selección de mallas
7. Tramados (Tejidos) comunes en las mallas
8. Grados de Alambre
9. Área Abierta de la malla
10. Configuración de la cubierta según el tamaño de la malla
11. Curvas de eficiencia
12. Taponamiento: Problema común en la malla
Mallas

Desarrollo de las mallas
• Las malas para zarandas han tenido un gran
desarrollo desde la primera que se conocio, la
cual no era mas sino una malla de corral de
pollos.
• Sin embargo, los principios no han cambiado e
igual se usa alambres entretejidos con un
tamizado a un cierto tamaño de apertura.
• Esto define el punto de corte de la malla o el
tamaño de sólidos que la malla puede remover.
Mallas

Punto de Corte
Las partículas a la izquierda
de la curva representan los
sólidos de menor tamaño
retornados con el lodo.
Las partículas a la derecha
de la curva representan los
sólidos removidos.
El D50 o punto de corte
medio es definido como el
punto donde el 50% de
cierto tamaño de sólidos
son y removidos
Mallas

Designacion de la Malla
• Según el API RP13 ha recomendado que todas las Mallas sean
identificados con la siguiente información:
Nombre de la Malla
Potencial de separación (d50,d16,d84)
Capacidad de flujo (Conducción, área total no vacía).
Mallas

Tipos de Mallas
 Las variaciones en los tipos de mallas
incluyen:
- Mallas Tensionadas
- Mallas Pre-Tensionadas
- Mallas planas
- Mallas piramidales
Mallas

Mallas Tensionadas
Soporte y ajuste de las mallas Tensionadas
Hook Strip
Tension
Bar
Support
Stringers
Lug
Tension Bar
Screen
Overslung Method (Center High)
Underslung Method (Center Low)
Support Stringers
Form Fluid
Channels
Mallas

Mallas Tensionadas
Sin Soporte
Con Soporte
Mallas

Tipo de Malla Pre-Tensionada : Plana
Mallas

Tipo de Malla Pre-Tensionada : Piramidal
Nuevos desarrollos de
las formas de las mallas
han tenido lugar.
El nuevo diseño incluye
una forma piramidal de
la malla para dar un área
superficial mas grande
para las dimensiones de
la malla.
Mallas

Ajuste de las mallas
• Las Mallas Tensionadas cuentan con un
sistema de tornillos para sostener la malla
a la cubierta a la tensión indicada.
• Las Mallas pre-tensionadas pueden ser
ajustadas con tornillos pero muchas
veces utilizan un sistema neumático de
ajuste. Este sistema permite hacer
cambios de malla más rápido y prevenir
el daño de las mallas por un torque
inapropiado que pueda ser aplicado.
Mallas

Ajuste Neumático de mallas Pre-
Tensionadas
Mallas
Primarias
Cierre
Neumático
Cortes
Mallas

Ajuste de mallas Tensionadas
Mallas

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 la apertura
- Refuerzo de la malla: Usualmente en las
mallas pre-tensionadas.
- Tamaño de la apertura
- Área total de la superficie de la malla.
Mallas

Tramados (Tejidos) comunes de Malla
Algunos de los los tramados mas comunes
disponibles en la industria petrolera son:
 Tramado cuadrado plano ( PSW )
 Tramado rectangular plano ( PRW )
 Tramado rectangular plano modificado ( MRW )
 El tramado cuadrado cruzado (TSW) es usado para
separa r granos tamaño cuarzo en la industria minera.
 El tramado holandés plano (PDW) es usado
principalmente como tela filtro sus aperturas son
triangulares que no permiten pasar mucho flujo.
Mallas

Mallas
Tejido plano cuadrado
Tejido cruzado cuadrado
Tejido plano rectangular

Mallas
Tejido plano rectangular
Tejido rectangular especial

Grados del Alambre
- Grados Extra Fuerte – Fuerte o Medio
- Grado Comercial (MG) – Comúnmente
usado
- Tensile Bolting Cloth (TBC) – Usado a
menudo
- Grado Comercial (MG) proporciona una buena
combinación entre el área abierta y la resistencia
Tensores para el tamiz son frecuentemente menos
usados debido al reducido espesor del alambre.
Sin embargo, estos son encontrados en ciertos
tipos de zarandas de alta capacidad como es el
caso de las Thule VSM-100.
Mallas

Área abierta de la Malla
Es el área efectiva de la malla por donde se hace el crivado (El
área adicional es ocupado por los alambres).
Los siguientes son los tamaños de mallas (Tipo
Pretensionada), punto de corte y área abierta para mallas
estándar Thule :
52 mesh - 338µ - 48% Área Abierta
Mallas

Configuración de la cubierta según el
tamaño de malla
• Las mallas mas gruesas deberán ser
aseguradas en la cubierta superior y las mallas
mas finas en la cubierta inferior.
• Si el tamaño de la malla superior es muy fina el
fluido puede caer en la segunda malla muy cerca
del lado de la descarga de los sólidos. Los
sólidos serán muy húmedos.
• Si son usadas mallas de diferente tamaño en el
mismo nivel, la malla mas fina deberá ser usada
en el frente de la zaranda.
Mallas

Los diferentes tamaños
de malla darán
diferentes tamaños en
los sólidos separados.
Mallas para las zarandas
scalper
(Para tamaño cuarzo)
Mallas para las
zarandas primarias
(Finas)
Configuración de la cubierta según el
tamaño de malla
Mallas

Curvas de Eficiencia: Zarandas lineales
Particle sizes in microns
%
Feed
solids
referring
to
overflow
100 Mesh-Water base, 9 ppg 10 cps
120 Mesh-Oil base, 9 ppg 34 cps
120 Mesh-Water base, 9 ppg 10 cps
20 30 120 200 300
40 50 100 160
100
40
80
20
60
0
Mallas

Curvas de Eficiencia: Mallas piramidales
Mallas

Taponamiento : Problema común en la malla
• El taponamiento puede
ser originado por la
acumulación de 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
mas finas puede permitir
el paso de los sólidos
sobre las aberturas , si no
es posible la colocación
de mallas mas gruesas.
Taponamiento de la malla
Mallas

 Nunca haga by-pass en las zarandas
 Siempre use el tamaño de malla mas fino posible.
 Regule el flujo y monitoree las zarandas continuamente.
 Ajuste el ángulo de la zaranda de forma que el flujo cubra
el 75% de la longitud de las malla.
 Registre las mallas en uso y las horas de trabajo de cada
una. Mantenga el inventario actualizado.
 Durante los viajes para sacar tubería apague las zarandas
para así prolongar la vida de las mallas. Durante los viajes
para meter tubería no use todas las zarandas.
Reglas y cuidados operacionales
Mallas

Reglas y cuidados operacionales
 Prepare un plan para hacer el cambio de mallas. Debe
informar al ingeniero de lodos.
 Las reparaciones en las mallas pueden ser hechas con
silicona o macilla epóxica .
 Si mas del 20% del área efectiva de la malla ha sido
reparada, cámbiela por una nueva.
 Mantenga un registro de que tipos de mallas están
siendo usadas (Inventario).
 Para lodo OBM, lave las mallas con diesel a presión. No
utilice agua.
 Mantenga las mallas usadas correctamente
almacenadas (Horizontalmente) y marcadas.
Mallas

ATMOSFERICO
TIPO VACIO
Desgasificadores

1. Tipos de Desgasificadores
1.1 Desgasificadores de Tipo Atmosférico
1.2 Desgasificadores de Tipo Vacío (Vacuum)
2. Instalación y Operación
3. Mantenimiento
Desgasificadores

Desgasificador
• La presencia de GAS en el lodo puede ser:
– Dañino para los equipos del taladro ( Corrosivo ),
– Un problema potencial de control de pozo,
– Letal si es toxico o inflamable.
• Hay dos tipos de Desgasificadores:
 Desgasificadores Atmosféricos: Aceptable en lodos sin peso y
baja viscosidad.
 Desgasificadores de Aspiracion (Vacio) : Son superiores a los
Atmosféricos y muy usados en lodos pesados y alta viscosidad.
• Bombas Centrifugas , hidrociclones y bombas del taladro
pierden eficiencia si el lodo tiene corte de gas.
Desgasificadores

• El desgasificador debe ser instalado entre la trampa
de arena y los primeros hidrociclones (Desander).
• Chequee la succión del desgasificador, ésta no esta
excenta de taponamientos.
• Siempre probar el desgasificador antes de iniciar
cualquier operación de perforación.
Desgasificador
Desgasificadores

Desgasificador (Tipo vacío)
Entrada de lodo
Salida de lodo
desgasificado
Bomba de vacío
Desgasificadores

TUBO DE
SUCCION
BOMBA DE
VACIO
TUBO DE
DESCARGA
DIAGRAMA
Desgasificadores

Desgasificador (Tipo vacío)
Entrada de lodo
Platos Separadores
Bomba de vacío
Desgasificadores

DIAGRAMA
Operación de un
desgasificador
Entrada de lodo
Bomba de
vacío
Desgasificadores

Desgasificador (Tipo Atmosférico)
Desgasificadores

Instalación y Operación
• Los degasificadores atmosféricos deben
descargar horizontalmente a través de la
superficie del tanque para que permita el
rompimiento de las burbujas de gas.
• Los tipo vacío deben descargar abajo de la
superficie del lodo.
• Para la operación de los desgasificadores se
usan, por lo general, bombas centrífugas (más
comerciales).
• La bomba centrífuga debe suministrar la cabeza
alimentadora necesaria. La ubicación de la
succión de esta centrifuga debe ser lo más lejos
de la succión del desgasificador.
• Instalar un manómetro para controlar la cabeza
Desgasificadores

ZARANDAS
TRAMPA
DE
ARENA
ENTRADA
LODO CON
CORTE DE
GAS
SALIDA LODO
DESGASIFICADO
TANQUE
DE
SUCCION
Instalación
Desgasificadores

Instalación y Operación
• Proveer suficiente capacidad al desgasificador para tratar al menos
el total del volumen de la tasa de circulación.
• Los desgasificadores deben estar ubicados corriente abajo de las
zarandas y corrriente arriba de cualquier equipo que requiera
bomba centrífuga. El succionador debe estar ubicado corriente
abajo del trampa de arena. Y su entrada cerca al fondo (1ft) del
compartimiento (Bien agitado).
• El flujo para igualar la succión y la descarga debe ser alta (Rebose
visible). Igualación baja no asegura el buen funcionamiento del
proceso del gasificador.
Desgasificadores

Sistema combinado (Atmosférico/vacío)
Desgasificadores

LIMPIADOR DE LODO
DESARCILLADOR
DESARENADOR
Hidrociclones

1. Teoría del Hidrociclón
2. Características del diseño
2.1 Diámetro del cono
2.2 Angulo del cono
2.3 Diámetro del vértice
2.4 Parámetros de flujo
2.5 Cabeza de alimentación
2.6 Tamaño de las partículas
3. Parámetros ajustables
4. Unidades de los Hidrociclones
5. Eficiencia de separación
Hidrociclones

 El lodo se alimenta por una bomba
centrifuga, a traves de una entrada
que lo envia tangencialmente en la
camara de alimentacion.
 Una corta tuberia llamada tuberia del
vortice forza a la corriente en forma
de remolino a dirigirse hacia abajo en
direccion del vertice (Parte delgada
del cono).
QUE SON?
 Son recipientes de forma conica en
los cuales la energia de presion es
transformada en fuerza centrifuga.
COMO TRABAJAN?
Hidrociclones

 La fuerza centrifuga creada por este
movimiento del lodo en el cono
forzan las partículas mas pesadas
hacia fuera contra la pared del cono.
 Las partículas mas livianas se dirigen
hacia adentro y arriba como un
vortice espiralado que las lleva hacia
el orificio de la descarga o del
efluente.
 La descarga en el extremo inferior es
en forma de spray con una ligera
succion en el centro
COMO TRABAJAN?
Hidrociclones

 Si la concentraccion de sólidos es
alta, talvez no haya espacio
suficiente para la salida de todos
los sólidos. Esto causa una
condicion como descarga de
cuerda
 El flujo de chorro o cuerda, los
sólidos se agrupan cerca de la
salida y solamente las partículas
mas grandes saldran del cono
hasta tapar el cono.
 Antes del taponamiento la
velocidad de salida sera lenta y los
muchos sólidos que no pueden
salir del cono regresaran con el
fluido. (Desgaste parte inf. Del
cono).
FLUJO DE CUERDA
Hidrociclones

TEORIA DEL HIDROCICLON
• Todos los hidrociclones utilizan la ley de
Stokes para alcanzar la separación de
sólidos del lodo.
K x G x Dp (fs -fl)
Vs =
j
Vs = velocidad de Separacion
K = Constante de Stokes
G = Fuerza de Aceleracion
Dp = Diámetro de la Particula
fs = Densidad de Sólidos
fl = Densidad del Liquido
j = Viscosidad del Liquido
Hidrociclones

Características de diseño
• Las Variables de diseño que controlan el desempeño de
un hidrociclon son:
– Diámetro del Cono.
– Angulo del Cono.
– Longuitud del Cilindro.
– Diámetro de la entrada de alimentacion.
– Diámetro del vertice (underflow).
– Vortice generado.
– Material del Cono.
Hidrociclones

Diámetro del Cono
• Los conos con diametros grandes permiten manejar altos
galonajes, sin embargo la eficiencia de separación y rendimiento es
baja. La siguiente ecuacion nos da una aproximacion del punto
de corte de un cono:
d50 = Punto de corte
Diametro del Cono Capacidad del cono d50
Pulgadas GPM micrones
2 30 10 a 20
4 50 20 a 40
6 100 40 a 60
12 500 60 a 80
Hidrociclones

Angulo del Cono
• Un pequeño angulo del cono generara una reducida
zona de arrastre.
• Esto significa que pocas partículas pequenas seran
arrastradas por el vortice generado obteniendose
mejor punto de corte.
• Sin embargo largos conos tienden a taparse muy
facilmente.
Diámetro de entrada
 La eficiencia del cono es inversamente proporcional al diametro
de la entrada de alimentacion.
 Por tanto un pequeño diametro mejorara el punto de corte. Sin
embargo el diametro debe ser lo suficiente para manejar el flujo
al cono.
Hidrociclones

Diámetro del Vertice
• El diametro del vertice determinara la humedad
de los sólidos descargados:
–Demasiado grande: Mucho liquido
sera descargado.
–Demasiado pequeño: Taponamientos
pueden presentarsen.
Busque una “descarga en Spray"
Hidrociclones

Vortice Generado
• Este tendra que tener un diametro lo
suficiente pequeño para facilitar una entrada
suave de fluido en el cono.
• Sera lo suficiente grande para manejar la
cantidad liquida.
• Un Vortice demasiado pequeño generara
sólidos muy humedos.
Hidrociclones

Parámetros de Flujo
• Los parámetros de flujo que afectan la eficiencia del hidrociclón son:
– Galonaje .
– Velocidad tangencial
– Cabeza de alimentacion
• Estos parámetros son controlados por la bomba centrifuga que alimenta el
hidrociclón.
• Una optima cabeza de alimentación es uno de los factores para una óptima
descarga del cono.
• Lo optimo es una descarga en spray, lo cual implica que hay una buena
remoción de solidós con minima pérdida de fluido.
Hidrociclones

Eficiencia de la Separación
• La eficiencia de separación del hidrociclón depende
de cuatro factores:
– Parámetros de diseño del Hidrociclón
Diámetro/Longuitud/entrada/Vertice, etc..
– Parámetros de Flujo – Cabeza de Alimentación
– Propiedades del Fluido- Viscosidad.
– Propiedades de las Particulas - Densidad.
Hidrociclones

Cabeza de alimentación
Se calcula como:
P = 0.052 x Mw x H
P = Presión de alimentación a la entrada del cono (psi).
Mw = Densidad del Lodo (ppg).
H = cabeza de alimentación * (Pies).
*Normalmente 75 ft de cabeza.
 Una deficiencia de P cabeza reduce la velocidad del fluido dentro del
cono y afecta la eficiencia de separación (descarga de soga).
 Un exceso de P cabeza puede causar desgaste prematuro y aumentará
los costos de mantenimiento (cortes muy secos-taponamientos)
 Manipulando el diámetro del fondo del cono se puede remediar el
exceso o deficiencia de cabeza.
Hidrociclones

Parámetros de flujo
• Las propiedades del fluido que tienen un
impacto directo en la operación de un
Hidrociclon son:
– Viscosidad - Factor más importante.
– Densidad
Hidrociclones

Tamaño y Forma de las Particulas
• Las caracteristicas de las partículas juegan un papel importante en la
eficiencia de la separación. Estas incluye:
– Tamaño y forma de las partículas
– Densidad de las partículas
– Concentraccion de sólidos
• La forma influye en el comportamiento de asentamiento. Particulas de
forma rectangular debido a su altos coeficientes de friccion se asentaran
mas despacio que partículas cilindricas.
• La concentraccion Volumetrica de sólidos generan varias problemas de
asentamiento como:
– Incremento de la Viscosidad.
– Interferencia entre partículas.
– Saturacion de sólidos.
Hidrociclones

Parametros Ajustables
 Solo el diametro del apice o
vertice del cono puede ser
ajustado para obtener un
descarga en forma de spray.
 Si el hidrociclon esta en buenas
condiciones y la operación es aun
muy pobre entonces puede existir
problemas en la bomba centrifuga
designada para el hidrociclon:
- Impeller esta bloqueado,
deteriorado o no es el el
optimo.
- Las lineas de succion o
descarga estan bloqueadas
parcialmente.
- Etc……
Hidrociclones

Desarenadores
• Los desarenadores son usados en
lodos con poco peso para separar
partículas tamaño arena de 74 micrones
o mas grandes.
•En lodos pesados no es muy
recomendable usar este equipo debido a
que la densidad de la barita es
sustancialmente mas alta que la de los
sólidos perforados.
• Los hidrociclones separan sólidos de
acuerdo a su densidad.
• El punto de corte de estos hidrociclones
aproximadamente esta entre 50 a 80
micrones.
Hidrociclones

• La función principal del desander es eliminar sólidos que a los equipos
siguientes le puedan causar taponamientos o mal desempeño (Desilter,
centrifugas), es por ello que su capacidad de procesamiento (Tamaño y
Numero de conos) debe ser 30 a 50 % mas que la circulacion usada.
Desarenadores
•El desarrollo y optimo uso de las zarandas (con mallas finas) han
eliminado el uso de este equipo, sin embargo, cuando en casos (Diametros
grandes y altas ratas de perforacion) en que las zarandas no pueden
separar hasta 100 micrones (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 lodos costosos (base aceite, polimeros, etc)
cuando es necesario recuperar la fase liquida, esta descarga puede ser
dirigida hacia una shaker con malla minimo 200 (punto de corte 74
micrones).
Hidrociclones

Desarenadores
• Este equipo debe ser instalado despues del desgasificador y antes del
desilter. El lodo de alimentacion debe ser tomado del tanque donde
descarge el desgasificador. Su descarga debe ser en el tanque contiguo a
su succion.
•Debe existir una equalizacion entre los tanques del desander, por ello es
recomendable contar con una valvula que comunique ambos tanques.
Hidrociclones

Desarcilladores • Los conos de los desarcilladores son
fabricados en una gran variedad de
tamanos, en un rango de 2 6 pulgadas.
• Gran cantidad del tamaño de particula
de la barita se encuentra en el rango de
“Limo” es por esta razon que en lodos
densificaods no es muy recomendable
el uso de los desarcilladores.
• 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.
Hidrociclones

• Los desarcilladores son usados en lodos densificados cuando su
desague (Underflow) posteriormente pueda ser procesada por las
centrifugas o por una zaranda.
• La operación de este equipo igualmente depende de una bomba
centrifuga. El lodo debe ser succionado del tanque que descarga el
desarenador y su descarga procesada en el tanque contiguo.
Desarcilladores
Hidrociclones

•Debe existir una equalizacion entre los tanques del
desilter, por ello es recomendable contar con una
valvula que comunique ambos tanques.
Desarcilladores
• Nunca el lodo para alimentar al desilter debe ser del
tanque donde se adicionan los quimicos del lodo.
Hidrociclones

Ventajas
- Operación Simple – facil mantenimiento
– Barato
– No tienen partes moviles.
– Su operación permite reducir costos, pues es reducido
el desecho de lodo.
– Incrementan la vida de la broca y aumantan las ratas
de perforacion.
Desventajas
- Las propiedades del lodo afectan su desempeño.
- Su operación genera degradacion de los sólidos – Uso
de bomba centrifuga.
Hidrociclones

Desventajas
- Voluminoso.
– Los puntos de corte generados se pueden obtener
con optimas zarandas.
– La descarga solida es bastante humedad. No
puede usarse en lodos con fase liquida costosa.
– Requieren correctos tamaño de bomba.
– Sus conos facilmente se tapan.
– El mal funcionamiento de sus conos generan
excesivas perdidas de lodo.
Hidrociclones

Marcas Comunes
– Demco.
– Pioneer/Geolograph (Economaster).
– Baroid.
– Sweco.
– Oiltools.
– Swaco (Bajo y alto Volumen).
– Brandt.
– Chimo.
– Krebs.
Hidrociclones

Reglas Operacionales
– No haga By-pass en las shakers. Este mal habito origina
taponamiento en los hidrociclones.
– El numero de conos debe ser el suficiente para manejar la
totalidad de la circulacion.
– Use el desander cuando en las zarandas no pueda usar
mallas mayores a140 (Punto de corte 100 micrones).
– No use la misma bomba centrifuga para alimentar el
desander y desilter. Cada unidad debe tener su propia
bomba.
– Las centrifugas o los mud cleaner pueden ser usados para
procesar el desagues de los hidrociclones.
– Entre pozos o en periodos de stand by largos limpie los
manifolds de los hidrociclones. Chequee el desgaste
interior de los conos.
Hidrociclones

– Chequee continuamente el funcionamiento de los conos. Los
conos de los desarcilladores se tapan mas facilmente que el
de los desarenadores. Use una varilla de soldar para
destaparlos.
– La succion de las bombas centrifugas deben tener la
longuitud menos posible. No juege con los diametros de la
tuberia, use diametros contantes de acuerdo con las
especificaciones de la bomba.
– La descarga de las bombas centrifugas deben tener una
longuitud maxima de 75 ‘ evitando usar la menos cantidad
de accesorios posibles (Codos,Tee’s,etc), para evitar muchas
perdidas por friccion.
– Ubique un medidor de presion en la línea de alimentacion de
los manifolds, para determinar rapidamente si la cabeza
suministrada por la bomba es la correcta.
Hidrociclones

• No permita usar conos con vertices o entradas
tapadas.
• Presión de trabajo (Regla de la mano derecha):
Desarenador: 35 psi o 4 veces la densidad del
lodo
Desarcillador: 40 psi o 4.5 veces la densidad
del lodo
Hidrociclones

Falla / Averia Posible causa
Uno o mas conos no estan descargando-otros O.K. Bloqueado en la entrada del alimentador o a la
salida-remueva el cono y limpie las lineas.
Algunos conos perdiendo lodo entero en una co- Flujo de regreso de derrame en manifold, la entrada
rriente. al cono tapada.
Alta perdida de lodo,figura cónica en alguno conos- Velocidad baja al ingreso debido al bloqueo parcial
otros normal. de la entrada o cuerpo del cono.
Repetido bloqueos de los vértices. Las aperturas del desagüe muy pequeñas. By-pass en Za-
ruido al operar. randas o mallas rotas.
Altas pérdidas de lodo, corriente debil,figura cónica. Bajo cabeza de alimento -chequee por obstruccion,
Tamano de bomba y rpm,valvula parcialmente cerrada.
La descarga del cono no es uniforme, cabeza del Gas o aire en el lodo de la centrifuga, lineas de succion
alimentador variando. de la de lacentrifuga muy pequenas.
Baja vida del Impeller. Cavitacion en la bomba - Taza de flujo muy altas - nece-
sita lineas mas largas.
Linea de succion bloqueada - Chequear obstrucciones.
Conos descargando una pesada corriente moviendose Los conos estan sobrecargados - usese un tamano de
lentamente. vertice mas grande, insuficientes conos para manejar la
cantidad de solidos en el lodo. By-pass en equipos
corriente arriba.
Altas perdidas de lodo. Apertura inferior muy grande - Ajuste el vertice del cono.
Considere bombear el desague hacia las centrifugas o
hacia una zaranda.
Continuamente se apaga la bomba centrifuga. Aumento del amperaje de la capacidad nominal de la
bomba - Nivel de lodo por debajo de la succion - entrada
de aire en la succion.
Caballos de fuerza por encima de la capacidad del motor.
Chequear taponamientos en lineas de descarga o uso
adicional de la entrega normal de lodo (Tee's).
Hidrociclones

3 EN 1
MUD CLEANER
Mud Cleaner

1. Instalación y operación
2. Mantenimiento
3. Aplicación
4. Ventajas y desventajas
5. Tres en uno
Mud Cleaner

Mud Cleaner
•Mudcleaner o Limpiador
de lodo es basicamente
una combinacion de un
desilter colocado encima
de un tamiz de malla fina y
alta vibración( zaranda ).
•El proceso remueve los
sólidos perforados tamaño
arena aplicando primero el
hidrociclon al lodo y
posteriormente
procesando el desague de
los conos en una zaranda
de malla fina.
Mud Cleaner

Derrick Mud Cleaner
•Segun especificaciones
API el 97 % del tamaño de
la barita es inferior a 74
micrones y gran parte de
esta es descargada por
los Hidrociclones
(Desilter /Desander). El
recuperar la barita y
desarenar un lodo
densificado es la
principal función de un
limpiador de lodos o Mud
cleaner.
Mud Cleaner
Mud Cleaner

Mud Cleaner
• El proposito del mud-cleaner es tamizar
la descarga inferior de los (underflow)
hidrociclones para:
– Recuperar la fase liquida.
– Recuperar la barita descartada.
– Producir relativamente cortes mas
secos.
Mud Cleaner

Mud Cleaner
• El tamaño de malla usado normalmente varia entre
100 y 200 mesh (325 mesh raramente usada debido
a taponamiento y rápido daño de la malla)
• La descarga limpia de los conos (overflow) y el fluido
tamizado por las mallas (underflow) es retornado al
sistema activo.
• Los parametros que pueden ser ajustadas durante la
normal operación de un mud-cleaner son los
siguientes:
– Cantidad de conos.
– Tamaño / tipo de cono
– Tamano de la malla.
– Velocidad de vibración.
Mud Cleaner

Tamaño de la malla usadas en los Mud Cleaner
Mud Cleaner

Aplicaciones
• La principal aplicacion del limpiador de lodo es para sistemas de
lodo liviano donde la fase liquida es cara o ambientalmente no
muy manejable (OBM).
• En sistemas de lodo 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 pueden ser bombeada hacia una
zaranda para alcanzara el mismo resultado que un Mud Cleaner.
Esto se debe hacer solo si hay suficientes zarandas.
• Todas las obsrevaciones operacionales y mantenimiento de las
zarandas y de los hidrociclones son aplicables a los Mud Cleaner.
Mud Cleaner

Tipos y Marcas
• Existen dos tipos de Mud Cleaner disponibles: unidades
rectangulares y circulares. Las mas frecuentemente usadas son:
• Rectangular:
– Baroid SE-16.
– Thule VSM-200.
• Circular:
– Sweco.
– Swaco.
– Oiltools.
Mud Cleaner

Ventajas
• Las ventajas de los mud-cleaners son:
– Recuperar la fase liquida costosa (ej.
Diesel) y algo de la barita descartada por
los hidrociclones.
– Produce relativamente cortes mas secos.
– Facil de operar.
– Es una unidad Compacta.
Mud Cleaner

Desventajas
– Recicla sólidos finos a traves de sus mallas.
– Descarga Barita con los cortes.
– Capacidad Limitada.
– Degradacion de los sólidos producido en la succion y
entrega de la bomba centrifuga usada para su
alimentacion.
– Separacion en parte depende de los conos. Desempeño
(normalmente pobre).
– Requiere para su operación de una bomba centrifuga.
Mud Cleaner

TRES EN UNO
Es una adaptacion
de tres equipos en
uno
(Zaranda,Dsilter y
desander).
Se usa cuando hay
poca disponibilidad
de espacio.
Mud Cleaner

CENTRIFUGA DECANTADORA
OPERACIÓN DUAL
DE CENTRIFUGAS
CENTRIFUGA VERTICAL
Centrifugas Decantadoras

1. Introduccion
2. Separacion por sedimentacion
3. Separacion centrifuga
4. Principales componentes
5. Principios de Operación
6. Desempeño de las centrifugas
7. Velocidad de las centrifugas
8. Velocidad de transporte de los sólidos
9. Aplicaciones
9.1 Centrifugas de Baja Velocidad
9.2 Centrifugas de Alta Velocidad
9.3 Operación Dual de Centrifugas – Lodo no densificado
9.4 Operación Dual de Centrifugas – Lodo densificado
9.5 Operación para deshidratación de lodos
9.6 Centrifugas Verticales – Secadoras de cortes

1. Introducción
- Separación de los sólidos de la fase liquida, que no han sido removidos ni
por las zarandas ni los hidrociclones.
- Consiste en: - Un recipiente de forma cónica o bowl, rotando sobre su eje a diferente
velocidad (Entre 1,200 y 4,000 rpm).
- Un sin fin o conveyor ubicado dentro del bowl gira en la misma dirección
del bowl generando una velocidad diferencial respecto al mismo entre 18 y
90 rpm.
- La velocidad diferencial permite el transporte de los sólidos por las paredes
del bowl en donde los sólidos han sido decantados por la fuerza centrifuga.
- El éxito de la operación depende de su trabajo continuo, la capacidad para
descargar sólidos relativamente secos y alcanzar una alta eficiencia de
separación.

Diagrama General de las Centrifugas

 La separación de los sólidos de un liquido utilizando un tanque de sedimentacion
abierto.
 El fluido cargado de sólidos entra por un extremo y sale por el otro.
 El tiempo de viaje del punto de entrada al punto de salida permite que los sólidos
mas grandes se sedimenten a una profundidad que afecta su separación,
 La separación entre los sólidos y los liquidos se produce basicamente por:
- La diferencia de densidad entre el solido y el liquido
- La fuerza de gravedad
- El tiempo
 Las diferencias de densidad, la gravedad y otros factores que controlan este
proceso estan definidos por la LEY DE STOKES
2. Separacion por sedimentación

De acuerdo con la Ley de Stokes, la velocidad de sedimentacion es afectada por:
- El diametro de las partículas
- La viscosidad del fluido
- La diferencia de densidad entre las partículas y el liquido
y en donde, la variable mas significativa es el diametro de las partículas
LEY DE STOKES
V = (1.55 x 10-7)xD2x(Pp – Pl)g
u
En donde: V = Velocidad de sedimentacion (ft/min)
D = Diámetro de las partículas (micrones)
Pp= Densidad de las partículas (ppg)
Pl = Densidad del liquido (ppg)
u = Viscosidad (cps)
g = Aceleracion gravitacional (32.2 ft/seg2)

FUERZA “G” = D x rpm2 x 0,0000142
en donde, D = diametro del bowl (in)
rpm = velocidad del bowl
Por tanto, los sólidos que necesitan horas o dias para separarse por sedimentacion,
pueden separarse en segundos con una centrifuga, y el punto de corte en la
separación centrifuga depende de la fuerza G y del tiempo.
3. Separación centrífuga
 Basada en el principio de la acelaracion centrifuga para aumentar la fuerza
de gravedad o fuerza “G”
 Cuando un objeto se hace girar alrededor de un eje, la gravedad aumenta de
un “G” en el eje de rotacion a cierta fuerza G maxima de la perifaria del
objeto.

4. Principales componentes de las centrífugas
MOTOR ELÉCTRICO
BOWL
TUBO DE
ALIMENTACIÓN
CONVEYOR
GEAR BOX
COMPONENTES PARA LA
DESCARGA DE LÍQUIDOS

 Los sólidos son separados por
grandes fuerzas centrifugas , las
cuales son generadas por la
rotacion del bowl.
 El fluido libre de sólidos es
descargado desde el deposito
en el otro extremo del bowl.
5. Principios de Operación
PROFUNDIDAD
ESTANQUE
TUBO DE
ALIMENTACION
COMPUERTAS
DE LIQUIDO
ESTANQUE PLAYA
DISTANCIA
ENTRE-ASPAS
(PITCH)
DESCARGA
SOLIDA
 El conveyor gira a una
velocidad menor creando una
velocidad diferencial que
permiten la acumulacion de los
sólidos hacia las paredes del
bowl y su descarga por los los
extremos del mismo.

6. Desempeño de las centrífugas
Los siguientes son los parametros que determinan el desempeno de las centrifugas:
 La fuerza G, la cual depende de el diametro y la velocidad del bowl.
 La viscosidad del fluido
 La rata de procesamiento
 La profundidad del deposito
 La velocidad diferencial entre el bowl y el conveyor
 La posicion del tubo de alimentacion de la centrifuga

Dependiendo del tipo de centrifuga, los
ajustes de funcionamiento se
pueden hacer:
 Mecanico: Se necesita detener la
maquina y el empleo de
herramientas
 Electrico: Utiliza motores de
frecuencia variable. Se realizan en
el panel de control
 Hidraulico: Utiliza una transmicion
hidraulica. Se realizan en el panel
de control.
 Los siguientes son las cinco formas de
ajustar el funcionamiento de las
centrifugas:
 La velocidad del bowl.
 La velocidad diferencial entre el bowl
y el conveyor
 La profundidad del deposito
 La posicion del tubo de alimentacion
 La rata de procesamiento

7. Velocidad de las centrífugas
El ejemplo para los modelos de las centrifugas SWACO, las velocidades de operación son:
Velocidad del Bowl Fuerza G
1900 rpm 720
2500 rpm 1250
3200 rpm 2100
Los cambio de velocidad se alcanzan al cambiar las correas y la posicion de las poleas
8. Velocidad de transporte de los sólidos
Hace referencia a la velocidad a la cual se extraen los sólidos de la centrifuga. Esta depende
de:
 La velocidad relativa del bowl
 La distancia de separación de los alabes

9. Aplicación de las centrífugas decantadoras
Centrifuga de Baja Velocidad
 Los parámetros de operación normal son:
Velocidad del bowl 1250 - 2500 rpm
Profundidad del deposito 2.1 pulgadas
Rata de Alimentación Puede variar
Velocidad diferencial 23 – 44 rpm
Tubo de Alimentación Completamente introducido
 Recupera la barita mientras descarta los sólidos perforados, para fluidos densificados.
 Contribuye al control de la viscosidad plástica del lodo.
 Descarta los sólidos perforados para los fluidos no densificados. Se puede aumentar
la velocidad del bowl y así obtener un punto de corte mas fino.

Centrifuga de Alta Velocidad
 Los parámetros de operación normal son:
Velocidad del bowl 2500 - 3400 rpm
Profundidad del deposito 2.1 pulgadas
Rata de Alimentación Puede variar
Velocidad diferencial Debe ser mínima
Tubo de Alimentación Completamente introducido
 Para lodos no densificados, descarta y controla los sólidos del lodo. Se requiere
máxima fuerza “G” para obtener un punto de corte mas fino.
 Recupera el liquido del efluente de la centrifuga de baja velocidad, en configuraciones
duales, permitiendo recuperar fluidos que pueden ser muy costosos.
 Deshidratación del lodo con la ayuda de agentes floculantes (Proceso de dewatering),

Operación Dual de Centrifugas – Lodo no Densificado

Operación Dual de Centrifugas – Lodo Densificado
1
2
3
4
5
6
7
Centrífuga 414
Centrífuga 518
Bomba de Alimentación de la Centrifuga
Bomba de Alimentación del Desander
Tolva para recuperación de barita
Boquilla para la recuperación de barita
Catch Tank para la fase Liquida
A
B
C
D
E
F
G
H
J
Alimentación de la centrifuga 414
Alimentación de la centrífuga 518
Alimentación Centrifuga 518 desde sistema (Opcional)
(Optional)
Descarga de sólidos Centrifuga 414 (Opcional)
Retorno de Barita al Sistema Activo
Efluente al Sistema Activo
Descarga de sólidos Centrifuga 518
Dilución alimentación de la centrifuga 414
Fase Liquida de las Centrifugas
Layout General
Configuración dual de Centrífugas - Serie
1
2
3
3
4
5
6
7
A
B
C
D
E
F
G
H
J
J

Operación para deshidratación de lodos

Centrifugas Verticales – Secadora de Cortes
Generalidades
 Utilizada en operaciones con lodos
sinteticos o base aceite
 Reduce el contenido de aceite en los
cortes
 Reduce la cantidad de desechos
generados durante las operaciones
de perforacion
 Recupera fluidos de perforacion
Características
 Buen desempeño ambiental.
 Mejora la recuperacion de fluidos de
perforacion.
 Seguridad
 Facil instalacion
 Ventajas operacionales
 Facil mantenimiento
Centrifugas Verticales

Centrifugas Verticales – Secadora de Cortes
Funcionamiento
 Incorpora alta velocidad a una
centrifuga de canasta vertical
logrando una maxima separación
solido / liquido a unos altos
volumenes de procesamiento.
 Los sólidos humedos entran por el
tope de la centrifuga.
 Los sólidos secos salen por el fondo
de la centrifuga.
 El fluido de perforacion es
recuperado por las ventanas
laterales.
Centrifugas Verticales

PRINCIPIOS DE
OPERACION Y
SELECCION DE
TAMAÑO
Bombas Centrifugas

1. Componentes de una bomba centrifuga
2. Medición, Utilización y Control de la Energía de una Bomba
3. Cavitación
3.1 Cavitación por succión
3.2 Cavitación por descarga
4. Relación entre presión y altura de un liquido
5. Carga expresada como Aceleración Centrífuga
6. Selección del Tamaño de una Bomba
7. Diseños de Succión
8. Curvas de Desempeño de una Bomba
9. Leyes de Afinidad
10. Aplicaciones de las Bombas Centrifugas
Bombas Centrifugas

Los dos principales
componentes de una
bomba centrifuga son la
rueda impulsora ( impeller)
y la carcaza (Voluta).
El impeller produce una
velocidad en el liquido y la
voluta forza el liquido para
descargarse de la bomba
convertiendo la velocidad
a presion.
Componentes de una Bomba Centrifuga
Componentes de una Bomba Centrifuga
Impeller
Voluta
Bombas Centrifugas

• La energ
La energí
ía de la bomba centrifuga se mide en la
a de la bomba centrifuga se mide en la
forma de
forma de carga
carga producida usando
producida usando pies
pies como unidad.
como unidad.
•
• La carga producida es la
La carga producida es la altura vertical
altura vertical (pies) sobre
(pies) sobre
la cual una bomba hace subir el fluido dentro de un
la cual una bomba hace subir el fluido dentro de un
tubo vertical, antes de consumir toda su energ
tubo vertical, antes de consumir toda su energí
ía.
a.
•
• Una vez que se logra la carga max. (Pies), se
Una vez que se logra la carga max. (Pies), se
consume la energ
consume la energí
ía total producida por las bombas.
a total producida por las bombas.
•
• Ning
Ningú
ún fluido adicional saldr
n fluido adicional saldrá
á por la descarga de la
por la descarga de la
bomba.
bomba.
MEDICION DE LA ENERGIA DE LA BOMBA
MEDICION DE LA ENERGIA DE LA BOMBA
Bombas Centrifugas

 La carga (pies) debida a la energ
La carga (pies) debida a la energí
ía de la bomba se
a de la bomba se
consume de dos (2) maneras:
consume de dos (2) maneras:
•
•Aspiracion
Aspiracion-
-movimiento vertical del fluido.
movimiento vertical del fluido.
Aumenta seg
Aumenta segú
ún la altura
n la altura
•
•Fricci
Fricció
ón
n -
- resistencia del fluido al flujo a trav
resistencia del fluido al flujo a travé
és de la
s de la
tuber
tuberí
ía, las conexiones y las toberas (requisito de la
a, las conexiones y las toberas (requisito de la
aplicaci
aplicació
ón)
n)
Aumenta seg
Aumenta segú
ún el rendimiento de la bomba(GPM)
n el rendimiento de la bomba(GPM)
UTILIZACION DE LA ENERGIA DE LA BOMBA
UTILIZACION DE LA ENERGIA DE LA BOMBA
Bombas Centrifugas

 Despu
Despué
és de ser encendidas, las bombas centrifugas
s de ser encendidas, las bombas centrifugas
seguir
seguirá
án bombeando un volumen creciente hasta que
n bombeando un volumen creciente hasta que
se logre la
se logre la carga m
carga má
áxima
xima (pies) a trav
(pies) a travé
és de la
s de la
aspiraci
aspiració
ón y fricci
n y fricció
ón
n, si no la bomba comenzara a
, si no la bomba comenzara a
cavitar.
cavitar.
La cavitaci
La cavitació
ón ocurre cuando esta saliendo mas fluido
n ocurre cuando esta saliendo mas fluido
del que esta entrando.
del que esta entrando.

Las bombas centrifugas deben ser del tama
Las bombas centrifugas deben ser del tamañ
ño
o
adecuado para la aplicaci
adecuado para la aplicació
ón especifica en que ser
n especifica en que será
án
n
usadas, si no, la energ
usadas, si no, la energí
ía producida ser
a producida será
á incorrecta,
incorrecta,
causando resultados indeseables.
causando resultados indeseables.
CONTROL DE LA ENERGIA DE LA BOMBA
CONTROL DE LA ENERGIA DE LA BOMBA
Bombas Centrifugas

CAVITACION
CAVITACION
Cavitacion
Cavitacion por Succion
por Succion
La
La cavitacion
cavitacion por
por succion
succion ocurre
ocurre cuando
cuando la
la
succion
succion de la
de la bomba
bomba esta
esta bajo
bajo condiciones
condiciones
de
de baja
baja presion
presion o alto
o alto vacio donde
vacio donde el
el liquido
liquido
pasa
pasa a vapor en la
a vapor en la punta
punta u
u ojo
ojo del impeller
del impeller
de la
de la bomba
bomba.
. Este
Este vapor
vapor es llevado sobre
es llevado sobre la
la
parte
parte de la
de la descarga
descarga de la
de la bomba donde
bomba donde no
no
es
es mas
mas grande
grande el
el vacio
vacio y
y es nuevamente
es nuevamente
comprimido
comprimido a
a liquido por
liquido por la
la alta presion
alta presion de
de
descarga
descarga.
. Esta accion
Esta accion de implosion
de implosion ocurre
ocurre
violentamente
violentamente y
y ataca
ataca la
la cara
cara del impeller.
del impeller.
Un impeller
Un impeller que
que ha
ha sido operado bajo
sido operado bajo la
la
condicion
condicion de
de cavitacion por succion tiene
cavitacion por succion tiene
grandes trozos
grandes trozos de material
de material removido
removido de
de su
su
cara causando falla prematura
cara causando falla prematura de la
de la bomba
bomba.
.
Bombas Centrifugas

Cavitacion por Descarga
Cavitacion por Descarga
La
La cavitacion por descarga ocurre cuando
cavitacion por descarga ocurre cuando la
la
descarga
descarga de la
de la bomba es extremadamente alta
bomba es extremadamente alta. La
. La alta
alta
presion
presion de
de descarga causa que
descarga causa que la
la mayoria
mayoria del
del fluido
fluido
circule dentro
circule dentro de la
de la bomba
bomba en
en vez
vez de ser
de ser descargado
descargado.
.
A
A medida que
medida que el
el liquido fluye alrededor
liquido fluye alrededor del impeller
del impeller
este pasa
este pasa a
a traves
traves de la
de la pequena tolerancia entre
pequena tolerancia entre el
el
impeller y el
impeller y el corte
corte de
de agua
agua de la
de la bomba
bomba a
a una
una
velocidad extremadamente alta
velocidad extremadamente alta.
. Esta velocidad causa
Esta velocidad causa
un
un vacio que
vacio que se
se desarrolla
desarrolla en el
en el corte
corte de
de agua
agua similar
similar
a lo
a lo que ocurre
que ocurre en un
en un venturi
venturi y el
y el liquido
liquido se
se convierte
convierte
en vapor.
en vapor. Una bomba que
Una bomba que ha
ha sido operada bajo estas
sido operada bajo estas
condiciones presenta
condiciones presenta un
un desgaste prematuro
desgaste prematuro en
en las
las
aspas
aspas del impeller y en el
del impeller y en el corte
corte de
de agua
agua de la
de la bomba
bomba.
.
Adicionalmente
Adicionalmente, a
, a las condicinones
las condicinones de
de alta presion
alta presion,
,
se
se pueden presentar danos prematuros
pueden presentar danos prematuros en el
en el sello
sello
mecanico
mecanico y
y las balineras
las balineras y
y bajo condiciones extremas
bajo condiciones extremas
se
se rompera
rompera el
el eje
eje del impeller.
del impeller.
CAVITACION
CAVITACION
Bombas Centrifugas

• La carga se mide en pies, y seg
La carga se mide en pies, y segú
ún la densidad del
n la densidad del
fluido, se convierte en la presi
fluido, se convierte en la presió
ón m
n má
áxima(Psi) en la
xima(Psi) en la
descarga de la bomba.
descarga de la bomba.
•
•Luego la presi
Luego la presió
ón disminuir
n disminuirá
á continuamente hasta
continuamente hasta
"0"PSI, seg
"0"PSI, segú
ún la aspiraci
n la aspiració
ón y la fricci
n y la fricció
ón, hasta que el
n, hasta que el
fluido salga del sistema.
P = 0.052 x
P = 0.052 x Densidad
Densidad (ppg) x
(ppg) x Carga
Carga (Pies)
(Pies)
Carga
Carga =
= Altura
Altura de la
de la columna
columna del
del fluido
fluido (Pies).
(Pies).
P
P =
= Presion
Presion de
de alimentacion
alimentacion a la
a la entrada
entrada del
del cono
cono (
(psi
psi).
).
o.o52
o.o52 =
= Factor de conversion
Factor de conversion
Relacion entre la Presion y la altura de un Liquido (Carga)
Bombas Centrifugas

70 ft de
70 ft de cabeza
cabeza Diesel = 26.9 psi
Diesel = 26.9 psi
Agua
Agua = 30.3 psi
= 30.3 psi
Lodo12.5 ppg = 45.5 psi
Lodo12.5 ppg = 45.5 psi
0 psi
Ejemplo
Cual es
Cual es la
la presion
presion de
de
descarga
descarga a
a una
una
cabeza
cabeza de 70’
de 70’ si
si se
se
bombea
bombea:
:
•
•Agua
Agua (8.33 ppg)
(8.33 ppg)
•
•Diesel (7.4 ppg)
Diesel (7.4 ppg)
•
•Lodo
Lodo (12.5 ppg)
(12.5 ppg)
Bombas Centrifugas

12” Impeller
12” Impeller
V =
V = Velocidad
Velocidad del Impeller (pies/
del Impeller (pies/Seg
Seg)
)
g =
g = Fuerza Gravitacional
Fuerza Gravitacional = 32.2 ft / sec
= 32.2 ft / sec 2
2
SUCCION
SUCCION
130 ft of Head
130 ft of Head
Carga
Carga = 91.6
= 91.6 2
2 
 (2 x 32.2)
(2 x 32.2)
Carga
Carga = 130.2 ft
= 130.2 ft
Carga expresada como aceleracion Centrifuga
Carga expresada como aceleracion Centrifuga
V
V2
2
Carga
Carga (Pies)
(Pies) =
2g
2g
V
V2
2
Carga
Carga (Pies)
(Pies) =
2g
2g
V = (rpm
V = (rpm 
 60)
60) x (
x (diametro
diametro (
(pulg
pulg)
) 
 12)
12) x
x 

V
V = (1,750
= (1,750 
 60) x (12
60) x (12 
 12) x (3.1416)
12) x (3.1416)
V
V = (29.17) x (1) x (3.1416) = 91.6 ft / sec
= (29.17) x (1) x (3.1416) = 91.6 ft / sec
1,750 rpm Motor
1,750 rpm Motor
Ejemplo
“Al
“Al aumentar los
aumentar los RPM y el
RPM y el diametro
diametro de la
de la tuberia
tuberia se
se aumenta
aumenta la
la carga
carga”
”
Bombas Centrifugas

Carga (Pies) & Presion (Psi)
Carga (Pies) & Presion (Psi)
• La carga (Pies) solo depende de la Velocidad y del
La carga (Pies) solo depende de la Velocidad y del
diametro de la rueda movil (impeller).
diametro de la rueda movil (impeller).
•
• La densidad del fluido aprece en forma de presion
La densidad del fluido aprece en forma de presion
(Psi).
(Psi).
•
• La presi
La presió
ón m
n má
áxima sera observada en la descarga de
xima sera observada en la descarga de
la bomba y disminuira hasta cero cuando se logra la
la bomba y disminuira hasta cero cuando se logra la
maxima carga.
maxima carga.
•
•Luego la presi
Luego la presió
ón disminuir
n disminuirá
á continuamente hasta
continuamente hasta
"0"PSI, seg
"0"PSI, segú
ún la aspiraci
n la aspiració
ón y la fricci
n y la fricció
ón, hasta que El
n, hasta que El
P = 0.052 x
Densidad (ppg) x
(ppg) x Carga
Carga (Pies)
(Pies)
Bombas Centrifugas

•
•Todas las aplicaciones para bombas centrifugas requieren
Todas las aplicaciones para bombas centrifugas requieren
una carga m
una carga mí
ínima para funcionar correctamente.
nima para funcionar correctamente.
•
• La carga m
La carga mí
ínima requerida (pies) es adem
nima requerida (pies) es ademá
ás de la carga
s de la carga
(pies) requerida para hacer subir el fluido verticalmente hasta
(pies) requerida para hacer subir el fluido verticalmente hasta
la aplicaci
la aplicació
ón, as
n, así
í como la resistencia de la carga de fricci
como la resistencia de la carga de fricció
ón
n
(pies) al flujo dentro de la tuber
(pies) al flujo dentro de la tuberí
ía.
a.
Ejemplo: Un desarenador (swaco) requiere una carga de 74
Ejemplo: Un desarenador (swaco) requiere una carga de 74
pies.
pies.
•
•Si se instala el desarenador a 15 pies encima de la descarga
Si se instala el desarenador a 15 pies encima de la descarga
de la bomba y la perdida causada por la fricci
de la bomba y la perdida causada por la fricció
ón dentro de la
n dentro de la
tuber
tuberí
ía es de 6 pies.
a es de 6 pies.
•
•Cu
Cuá
ál es la carga m
l es la carga mí
ínima requerida para la bomba?.
nima requerida para la bomba?.
Carga (Pies)
Carga (Pies) -
- Importancia
Importancia
Bombas Centrifugas

Bomba del desarenador de swaco
Bomba del desarenador de swaco
•
•Carga requerida por el desarenador = 74 pies de carga
Carga requerida por el desarenador = 74 pies de carga
•
•Altura de aspiraci
Altura de aspiració
ón vertical hasta el desarenador =15 pies de carga
n vertical hasta el desarenador =15 pies de carga
•
•Fricci
Fricció
ón en la tuber
n en la tuberí
ía =6 pies de c
a =6 pies de carga
arga
•
•Total de pies de carga requeridos =9
Total de pies de carga requeridos =95 pies de carga
5 pies de carga
•
•La bomba debe ser capaz de producir 95 pies de carga para que el
La bomba debe ser capaz de producir 95 pies de carga para que el
desarenador funcione correctamente.
desarenador funcione correctamente.
•
•Se usan 21 pies de carga para desplazar el fluido hasta el
Se usan 21 pies de carga para desplazar el fluido hasta el
desarenador.
desarenador.
Carga requerida para el desarenador
Carga requerida para el desarenador
Bombas Centrifugas

•
•Un indicador instalado en la descarga de la bomba indicar
Un indicador instalado en la descarga de la bomba indicarí
ía
a
95 pies de carga?
95 pies de carga?
•
•Un indicador instalado en el desarenador indicar
Un indicador instalado en el desarenador indicarí
ía 74 pies de
a 74 pies de
carga?
carga?
•
•Si el peso del lodo es de 9,5 LB/GAL, cual seria la indicaci
Si el peso del lodo es de 9,5 LB/GAL, cual seria la indicació
ón
n
de los indicadores?
de los indicadores?
•
•Descarga de la bomba = PSI
Descarga de la bomba = PSI
•
•M
Mú
últiple del desarenador = PSI
ltiple del desarenador = PSI
P = 0.052 x
Densidad (ppg) x
(ppg) x Carga
Carga (Pies)
(Pies)
Bomba del desarenador
Bomba del desarenador
Bombas Centrifugas

•
•La carga de aspiraci
La carga de aspiració
ón (pies) es la energ
n (pies) es la energí
ía que la bomba debe usar
a que la bomba debe usar
para entregar el lodo verticalmente hasta la entrada de lodo de
para entregar el lodo verticalmente hasta la entrada de lodo de la
la
aplicaci
aplicació
ón.
n.
•
•La distancia vertical se mide a partir del eje de aspiraci
La distancia vertical se mide a partir del eje de aspiració
ón de la bomba.
n de la bomba.
CARGA DE ASPIRACION(Pies)
CARGA DE ASPIRACION(Pies)
•
•La carga producida por la resistencia al flujo se llama carga de
La carga producida por la resistencia al flujo se llama carga de fricci
fricció
ón
n
(pies)
(pies)
•
•La carga de fricci
La carga de fricció
ón(Pies) aumenta el caudal de la bomba(GPM) aumenta.
n(Pies) aumenta el caudal de la bomba(GPM) aumenta.
•
• Di
Diá
ámetros m
metros má
ás peque
s pequeñ
ños de la tuber
os de la tuberí
ía, tendidos m
a, tendidos má
ás largos de la
s largos de la
tuber
tuberí
ía, mayor cantidad de conexiones, todos son factores que aumentan
a, mayor cantidad de conexiones, todos son factores que aumentan
la carga de fricci
la carga de fricció
ón (pies)
n (pies)
•
•La presi
La presió
ón de carga (pies de carga) recomendada por el proveedor
n de carga (pies de carga) recomendada por el proveedor
constituye una forma de carga de fricci
constituye una forma de carga de fricció
ón (resistencia al fluido a trav
n (resistencia al fluido a travé
és de
s de
la tobera de admisi
la tobera de admisió
ón del equipo).
n del equipo).
CARGA DE FRICCION (Pies)
CARGA DE FRICCION (Pies)
Bombas Centrifugas

•
•Para todas las aplicaciones que requieren una bomba centrifuga
Para todas las aplicaciones que requieren una bomba centrifuga
para la operaci
para la operació
ón, el proveedor ha recomendado una presi
n, el proveedor ha recomendado una presió
ón de
n de
carga de funcionamiento que resultara en un r
carga de funcionamiento que resultara en un ré
égimen de
gimen de
tratamiento seg
tratamiento segú
ún el caudal (GPM) nominal (rendimiento max.)
n el caudal (GPM) nominal (rendimiento max.)
•
•La operaci
La operació
ón a cualquier otra presi
n a cualquier otra presió
ón de carga producir
n de carga producirá
á un
un
cambio del r
cambio del ré
égimen de tratamiento, de acuerdo con la siguiente
gimen de tratamiento, de acuerdo con la siguiente
relaci
relació
ón
n
H
H1
1 x GPM
x GPM2
2
2
2 = H
= H2
2 x GPM
x GPM1
1
2
2
H
H1
1= Presion de carga del proveedor
= Presion de carga del proveedor
GPM
GPM1
1= Galonage de tratamiento a H
= Galonage de tratamiento a H1
1
H
H2
2= Presi
= Presió
ón de carga efectiva
n de carga efectiva
GPM
GPM2
2=?
=?
CARGA DE APLICACION
CARGA DE APLICACION
Bombas Centrifugas

•
•DEBE HABER UNA CARGA SUFICIENTE EN EL LADO DE ASPIRACION DE
DEBE HABER UNA CARGA SUFICIENTE EN EL LADO DE ASPIRACION DE
LA BOMBA PARA FORZAR EL FLUIDO A ENTRAR EN LA BOMBA AL
LA BOMBA PARA FORZAR EL FLUIDO A ENTRAR EN LA BOMBA AL
MISMO RITMO QUE EL FLUIDO TRATA DE SALIR POR EL LADO DE LA
MISMO RITMO QUE EL FLUIDO TRATA DE SALIR POR EL LADO DE LA
DESCARGA.
DESCARGA.
SI ESTA CARGA NO ES SUFICIENTE HABRA CAVITACION
SI ESTA CARGA NO ES SUFICIENTE HABRA CAVITACION
CARGA DE ASPIRACION NETA
CARGA DE ASPIRACION NETA
•
•Hay dos tipos de Carga de Aspiracion Neta Positiva:
Hay dos tipos de Carga de Aspiracion Neta Positiva:
CANP REQUERIDA
CANP REQUERIDA -
- Cuando el caudal (GPM) de la bomba
Cuando el caudal (GPM) de la bomba
aumenta, se requiere mas CANP.
aumenta, se requiere mas CANP.
CANP DISPONIBLE
CANP DISPONIBLE -
- La Presion atmosferica, temperatura del lodo,
La Presion atmosferica, temperatura del lodo,
la altura del lodo encima del eje de la bomba y
la altura del lodo encima del eje de la bomba y
la carga de friccion de la tuberia de aspiracion
la carga de friccion de la tuberia de aspiracion
determinan la CANP disponible
determinan la CANP disponible
CANP = CANP
CANP = CANPD
D -
- CANP
CANPR
R
LA CANP DEBE SER POSITIVA
LA CANP DEBE SER POSITIVA
Bombas Centrifugas

FACTORES QUE AFECTAN LA CARGA DE
FACTORES QUE AFECTAN LA CARGA DE
ASPIRACION NETA
ASPIRACION NETA

PRESION ATMOSFERICA
PRESION ATMOSFERICA
•
• La presion atmosferica disminuye con la altura.
La presion atmosferica disminuye con la altura.

ALTURA DEL LODO ENCIMA DEL EJE DE LA BOMBA
ALTURA DEL LODO ENCIMA DEL EJE DE LA BOMBA

CARGA DE FRICCION (PIES) EN LA TUBERIA DE ASPIRACION
CARGA DE FRICCION (PIES) EN LA TUBERIA DE ASPIRACION
•
•La carga de friccion en la aspiracion debe ser minimizada, sino
La carga de friccion en la aspiracion debe ser minimizada, sino el
el
fluido tratara de salir por la descarga mas rapidamente que por
fluido tratara de salir por la descarga mas rapidamente que por la
la
succion provocando
succion provocando “
“cavitacion
cavitacion”
”

PRESION DE VAPOR DEL LODO
PRESION DE VAPOR DEL LODO
•
•Cuando la presion aumenta el agua se vaporiza (se convierte en
Cuando la presion aumenta el agua se vaporiza (se convierte en
gas) a una temperatura mas baja.
gas) a una temperatura mas baja.
Bombas Centrifugas

CANP DISPONIBLE (CANP
CANP DISPONIBLE (CANPD
D) Y REQUERIDA (CANP
) Y REQUERIDA (CANPR
R)
)

CANP
CANPD
D= Ha + He
= Ha + He –
– Hf
Hf -
- Hvp
Hvp
•
• Ha = Carga atmosferica
Ha = Carga atmosferica
•
•He = Carga de altura (Bomba a superficie del lodo)
He = Carga de altura (Bomba a superficie del lodo)
•
•Hf = Carga de friccion (Perdida por friccion en la aspiracion
Hf = Carga de friccion (Perdida por friccion en la aspiracion)
)
•
•Hpv = Presion de vapor del lodo a la temperatura de bombeo.
Hpv = Presion de vapor del lodo a la temperatura de bombeo.

CANP
CANPR
R
•
•Indicada directamente por las curvas de rendimiento
Indicada directamente por las curvas de rendimiento
•
•Factor limitador para el caudal Volumetrico
Factor limitador para el caudal Volumetrico
Bombas Centrifugas

Valves
Pipe
Diameter Gate Plug Globe Angle Check Foot
1.5" 0.9 - 45 23 11 39
2" 1.10 6.0 58 29 14 47
3" 1.6 8.0 86 43 20 64
4" 2.1 17 113 57 26 71
6" 3.2 65 170 85 39 77
Elbows
Tube
Turn
Tee Enlrg Contr
Pipe
Diameter
45 90 45 90 Strt Side 1:2 3:4 2:1 4:3
1.5" 1.9 4.1 1.4 2.3 2.7 8.1 2.6 1.0 1.5 1.0
2" 2.4 5.2 1.9 3.0 3.5 10.4 3.2 1.2 1.8 1.2
3" 3.6 7.7 2.9 4.5 5.2 15.5 4.7 1.7 2.8 1.7
4" 4.7 10.2 3.8 6.0 6.8 20.3 6.2 2.3 3.6 2.3
6" 7.1 15.3 5.8 9.0 10.2 31 9.5 3.4 5.6 3.4
Tabla de perdidas de friccion en accesorios
Tabla de perdidas de friccion en accesorios
Bombas Centrifugas

F riction L o ss o f W ater in F eet p er 1 0 0 F eet o f P ip e
1 " P ip e 2 " P ip e 3 " P ip e 4 " P ip e 5 " P ip e 6 " P ip e
U .S .
G P M V e l L oss V e l L oss V e l L oss V e l L oss V e l L oss V e l L oss
1 0 3 .7 2 1 1 .7 1 .0 2 0 .5 0 0 .4 5 0 .0 7 - - - - - -
2 0 7 .4 4 4 2 .0 2 .0 4 1 .8 2 0 .9 1 0 .2 5 0 .5 1 0 .0 6 - - - -
3 0 1 1 .1 5 8 9 .0 3 .0 6 3 .8 4 1 .3 6 0 .5 4 0 .7 7 0 .1 3 0 .4 9 0 .0 4 - -
4 0 1 4 .8 8 1 5 2 4 .0 8 6 .6 0 1 .8 2 0 .9 1 1 .0 2 0 .2 2 0 .6 5 0 .0 8 - -
5 0 - - 5 .1 1 9 .9 0 2 .2 7 1 .3 6 1 .2 8 0 .3 4 0 .8 2 0 .1 1 0 .5 7 0 .0 4
6 0 - - 6 .1 3 1 3 .9 2 .7 2 1 .9 2 1 .5 3 0 .4 7 0 .9 8 0 .1 6 0 .6 8 0 .0 6
7 0 - - 7 .1 5 1 8 .4 3 .1 8 2 .5 7 1 .7 9 0 .6 3 1 .1 4 0 .2 1 0 .7 9 0 .0 8
8 0 - - 8 .1 7 2 3 .7 3 .6 5 3 .2 8 2 .0 4 0 .8 1 1 .3 1 0 .2 7 0 .9 1 0 .1 1
9 0 - - 9 .1 9 2 9 .4 4 .0 9 4 .0 6 2 .3 0 1 .0 0 1 .4 7 0 .3 4 1 .0 2 0 .1 4
1 0 0 - - 1 0 .2 3 5 .8 4 .5 4 4 .9 6 2 .5 5 1 .2 2 1 .6 3 0 .4 1 1 .1 3 0 .1 7
1 1 0 - - 1 1 .3 4 2 .9 5 .0 0 6 .0 0 2 .8 1 1 .4 6 1 .7 9 0 .4 9 1 .2 5 0 .2 1
1 2 0 - - 1 2 .3 5 0 .0 5 .4 5 7 .0 0 3 .0 6 1 .7 2 1 .9 6 0 .5 8 1 .3 6 0 .2 4
1 3 0 - - 1 3 .3 5 8 .0 5 .9 1 8 .1 0 3 .3 1 1 .9 7 2 .1 2 0 .6 7 1 .4 7 0 .2 7
1 4 0 - - 1 4 .3 6 7 .0 6 .3 5 9 .2 0 3 .5 7 2 .2 8 2 .2 9 0 .7 6 1 .5 9 0 .3 2
1 5 0 - - 1 5 .3 7 6 .0 6 .8 2 1 0 .5 3 .8 2 2 .6 2 2 .4 5 0 .8 8 1 .7 0 0 .3 6
Tabla de perdidas de friccion en tuberia
Tabla de perdidas de friccion en tuberia
Bombas Centrifugas

SELECCIÓN DEL TAMAÑO DE LA BOMBA
 LIMITE DE CAPACIDAD
Limites de capacidad para varias bombas
TAMAÑO DE LA BOMBA CAUDAL MAXIMO (GPM)
2x3 450
3x4 750
4x5 1100
5x6 1600
5x6 Magnun 1800
6x8 1600
6x8 Magnun 2400
 POTENCIA REQUERIDA (BHPR)
•Leer la potencia requerida para el agua en la curva de la bomba.
•La potencia requerida para lodos (mayor peso)
= [Densidad (lb/gal) / 8.33] x BHP curva
Bombas Centrifugas


 POTENCIA DE LA BOMBA
POTENCIA DE LA BOMBA
SE PUEDE CALCULAR LA POTENCIA
SE PUEDE CALCULAR LA POTENCIA
SELECCI
SELECCIÓ
ÓN DEL TAMA
N DEL TAMAÑ
ÑO DE LA BOMBA
O DE LA BOMBA
GPM x (pies de
GPM x (pies de carga
carga)x(
)x(Gravedad
Gravedad Espec.)
Espec.)
POTENCIA (HP)
POTENCIA (HP) =
(3960) (
(3960) (Eficiencia
Eficiencia)*
)*
GPM x (pies de
GPM x (pies de carga
carga)x(
)x(Gravedad
Gravedad Espec.)
Espec.)
POTENCIA (HP)
POTENCIA (HP) =
(3960) (
(3960) (Eficiencia
Eficiencia)*
)*
GRAVEDAD ESPECIFICA = [Densidad (lb/gal) / 8.33]
GRAVEDAD ESPECIFICA = [Densidad (lb/gal) / 8.33]
*DE LA CURVA DE RENDIMIENTO
*DE LA CURVA DE RENDIMIENTO
SINO HAY NINGUN VALOR DISPONIBLE USAR 0,75
SINO HAY NINGUN VALOR DISPONIBLE USAR 0,75
Bombas Centrifugas

EN LA SUCCION DE LA
EN LA SUCCION DE LA
BOMBA HAY QUE:
BOMBA HAY QUE:

 Minimizar las perdidas
Minimizar las perdidas
por
por friccion
friccion.
.

 Reducir
Reducir la
la entarda
entarda de
de
aire
aire

 Reducir
Reducir la
la cantidad
cantidad de
de
volumen muerto
volumen muerto antes
antes
de la
de la succion porque
succion porque
este volumen es
este volumen es
perdido
perdido.
.
NO RECOMENDADO
NO RECOMENDADO RECOMENDADO
RECOMENDADO
DISE
DISEÑ
ÑOS DE SUCCION
OS DE SUCCION
Bombas Centrifugas

Las
Las curvas
curvas de
de desempeno
desempeno de
de
una
una bomba
bomba centrifuga
centrifuga es
es
producida
producida por
por el
el fabricante
fabricante de
de
pruebas
pruebas de
de desempe
desempeñ
ño y
o y
muestran
muestran la
la relacion
relacion entre
entre el
el
caudal, la
caudal, la eficiencia
eficiencia, la CANP
, la CANPR
R y
y
BHP
BHPR
R.
.

A mas
A mas cabeza menos
cabeza menos caudal
caudal

A mas
A mas baja
baja cabeza
cabeza mas caudal
mas caudal

A mas
A mas bajo
bajo caudal
caudal menos
menos
Horsepower
Horsepower

 A mas alto caudal mas
A mas alto caudal mas
Horsepower
Horsepower
Curva de desempe
Curva de desempeñ
ño de una bomba
o de una bomba
Bombas Centrifugas

Curvas de Rendimiento o desempe
Curvas de Rendimiento o desempeñ
ño
o
Bombas Centrifugas

LEYES DE
LEYES DE
AFINIDAD
AFINIDAD
El
El rendimiento
rendimiento de
de una
una bomba
bomba centrifuga
centrifuga es
es afectada
afectada
por
por el
el cambio
cambio en
en velocidad
velocidad (rpm) o
(rpm) o tama
tamañ
ño del
o del
impeller (
impeller (diametro
diametro).
).
Definiciones
Definiciones:
:
Q = Caudal I
Q = Caudal I
en gpm
en gpm
D =
D = Diametro
Diametro del impeller en
del impeller en pulgadas
pulgadas
H =
H = Cabeza
Cabeza en pies
en pies
BHP =
BHP = Caballos
Caballos de
de fuerza
fuerza
N =
N = Velocidad
Velocidad en rpm
en rpm
Bombas Centrifugas

La
La Ley
Ley de
de afinidad para una bomba
afinidad para una bomba centrifuga
centrifuga
CON EL DIAMETRO DEL IMPELLER PERMANECE
CON EL DIAMETRO DEL IMPELLER PERMANECE
CONSTANTE y la
CONSTANTE y la velocidad
velocidad cambia:
cambia:
Caudal : Q
Caudal : Q1
1 
 Q
Q2
2 = N
= N1
1 
 N
N2
2
Ejemplo
Ejemplo: @ 1,750 rpm y 100 gpm,
: @ 1,750 rpm y 100 gpm, Cual es
Cual es el
el
caudal a 3,500 rpm?
caudal a 3,500 rpm?
100
100 
 Q
Q2
2 = 1,750
= 1,750 
 3,500
3,500
Q
Q2
2 = 200 gpm
= 200 gpm
LEYES DE AFINIDAD
LEYES DE AFINIDAD
Bombas Centrifugas

Cabeza
Cabeza: H
: H1
1 
 H
H2
2 = (N
= (N1
1)
)2
2

 (N
(N2
2)
)2
2
Ejemplo
Ejemplo: @ 100 pies de
: @ 100 pies de cabeza
cabeza y 1,750 rpm,
y 1,750 rpm, Cual
Cual es
es la
la
cabeza
cabeza a 3,500 rpm?
a 3,500 rpm?
100
100 
 H
H2
2 = (1,750)
= (1,750)2
2

 (3,500)
(3,500)2
2
H
H2
2 = 400 ft
= 400 ft
Potencia
Potencia: BHP
: BHP1
1 
 BHP
BHP2
2 = (N
= (N1
1)
)3
3

 (N
(N2
2)
)3
3
Ejemplo
Ejemplo: @ 5 BHP y 1,750 rpm,
: @ 5 BHP y 1,750 rpm, Cuantos Caballos
Cuantos Caballos de
de
fuerza
fuerza son
son requeridos
requeridos a 3,500 rpm?
a 3,500 rpm?
5
5 
 BHP
BHP2
2 = (1,750)
= (1,750)3
3

 (3,500)
(3,500)3
3
BHP
BHP2
2 = 40
= 40
LEYES DE AFINIDAD
LEYES DE AFINIDAD
Bombas Centrifugas

La
La Ley
Ley de
de afinidad para una bomba
afinidad para una bomba
centrifuga
centrifuga CON LA VELOCIDAD CONSTANTE
CON LA VELOCIDAD CONSTANTE
y el
y el cambiado
cambiado el impeller:
el impeller:
Caudal: Q
Caudal: Q1
1 
 Q
Q2
2 = D
= D1
1 
 D
D2
2
Example: @ 100 gpm con un Impeller 8
Example: @ 100 gpm con un Impeller 8”
”,
, Cual
Cual
es
es el caudal con un impeller 6
el caudal con un impeller 6”
”?
?
100
100 
 Q
Q2
2 = 8
= 8 
 6
6
Q
Q2
2 = 75 gpm
= 75 gpm
LEYES DE AFINIDAD
LEYES DE AFINIDAD
Bombas Centrifugas

Cabeza
Cabeza: H
: H1
1 
 H
H2
2 = (D
= (D1
1)
)2
2

 (D
(D2
2)
)2
2
Ejemplo
Ejemplo: @ 100 ft of
: @ 100 ft of cabeza
cabeza y un Impeller 8
y un Impeller 8”
”,
,
Cual es
Cual es la
la cabeza
cabeza a un impeller 6
a un impeller 6”
”?
?
100
100 
 H
H2
2 = (8)
= (8)2
2

 (6)
(6)2
2
H
H2
2 = 56.25 ft
= 56.25 ft
Potencia
Potencia: BHP
: BHP1
1 
 BHP
BHP2
2 = (D
= (D1
1)
)3
3

 (D
(D2
2)
)3
3
Ejemplo
Ejemplo : @ 5 BHP con un Impeller 8
: @ 5 BHP con un Impeller 8”
”,
, Cuantos
Cuantos
caballos
caballos son
son requeridos
requeridos con un impeller 6
con un impeller 6”
”?
?
5
5 
 BHP
BHP2
2 = (8)
= (8)3
3

 (6)
(6)3
3
BHP
BHP2
2 = 2.1
= 2.1
LEYES DE AFINIDAD
LEYES DE AFINIDAD
Bombas Centrifugas

APLICACIONES DE LA BOMBAS CENTRIFUGAS

 HIDROCICLONES
HIDROCICLONES
•
• Carga requeridas 75
Carga requeridas 75-
-90 pies (proveedor)
90 pies (proveedor)
•
•Volumenes requeridos 500
Volumenes requeridos 500-
-1500 gpm
1500 gpm
•
•Tama
Tamañ
ño de la bomba 5x6 o 6x8 a 1750 rpm
o de la bomba 5x6 o 6x8 a 1750 rpm
•
•Problema comun
Problema comun Presion de carga inferior a la deseada resulta en una
Presion de carga inferior a la deseada resulta en una
reduccion en la velocidad del fluido dentro del cono
reduccion en la velocidad del fluido dentro del cono
y por tanto punto de corte mas grueso.
y por tanto punto de corte mas grueso.

 DESGASIFICADORES
DESGASIFICADORES
•
• Carga requeridas 75 pies (Minimo)
Carga requeridas 75 pies (Minimo)
•
•Volumenes requeridos 700 gpm
Volumenes requeridos 700 gpm
•
•Problema comun
Problema comun Presion de carga inferior a la deseada resulta en un
Presion de carga inferior a la deseada resulta en un
volumen de lodo cortado por gas tratado
volumen de lodo cortado por gas tratado
disminuyendo eficiencia al proceso.
disminuyendo eficiencia al proceso.
Bombas Centrifugas


 Agitacion del lodo
Agitacion del lodo
•
• Carga requerida 70 pies (proveedor)
Carga requerida 70 pies (proveedor)
•
•Volumenes requeridos 600
Volumenes requeridos 600-
-900 gpm*
900 gpm*
* Una tobera de 1
* Una tobera de 1 1/16 pulgadas producira 150 gpm a una carga de 70
pulgadas producira 150 gpm a una carga de 70
pies.
pies.
Bombas Centrifugas

MÉTODOS PARA EVALUAR
LA EFICIENCIA DE LOS EQUIPOS DE
CONTROL DE SÓLIDOS
1. EVALUACIÓN EXPERIMENTAL PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE
SÓLIDOS EN EL LODO DE ACUERDO AL PESO
2. CALCULO DEL DIAMETRO PROMEDIO DEL HUECO POR WASHOUT
3. CALCULO DE LOS SÓLIDOS GENERADOS POR EL HUECO POR HORA /
SECCION
4. EVALUACION DE LA EFICIENCIA DEL EQUIPO DE CONTROL DE
SÓLIDOS. (API, PRACTICA 13C)
5. EVALUACION DE LA EFICIENCIA DE LOS CONOS DE LOS
HIDROCICLONES.

1. EVALUACIÓN EXPERIMENTAL PARA DETERMINAR EL
CONTENIDO DE SÓLIDOS EN EL LODO DE ACUERDO AL
PESO
CONTROL DE SÓLIDOS

2. CALCULO DEL DIAMETRO PROMEDIO DEL HUECO POR
WASHOUT.
Es de gran importancia conocer el diámetro real del hueco por
derrumbamiento de las paredes. Para calcular el volumen aproximado de
cortes generados por el hueco, hay dos formas para calcular el diámetro
del washout: por incremento del área y por incremento del diámetro.
Para calcular el diámetro promedio en un intervalo determinado, se toma el
porcentaje de washout promedio para ese intervalo.
Diámetro del Washout (pulgadas) = {Diametro2 * (1 + % Washout)} ½
Diámetro del Washout (pulgadas) = Diámetro (pulgadas) * ( 1 + %washout )
CONTROL DE SÓLIDOS

3. CALCULO DE LOS SÓLIDOS GENERADOS POR EL HUECO POR
HORA.
V sólidos (bls/hr) = {Diámetro del Washout (pulgadas)}2 * Rata
promedio (Pies / Hora) / 1029
Nota: Con esta ecuación se puede determinar el volumen de sólidos
generados en una sección.
CONTROL DE SÓLIDOS

4. EVALUACION DE LA EFICIENCIA DEL EQUIPO DE CONTROL
DE SÓLIDOS. (API, PRACTICA 13C)
El siguiente es el método API de campo para evaluar la eficiencia de separación
de sólidos en el equipo de control de sólidos, usando un fluido de
perforación y considerando que el porcentaje de sólidos de baja gravedad
especifica se mantiene constante y que no hay perdidas de fluido mayores
por el equipo de control de sólidos.
 De una longitud de intervalo deseada (Long) en pies, obtenga diámetro
del hueco (Diam) en pulgadas, el agrandamiento del hueco (Washout) en
fracción y el porcentaje de sólidos de baja gravedad especifica (%LGS)
 Calcule el volumen de lodo construido (Vlodo) necesario para llenar el
hueco recién perforado y diluir el lodo para así mantener los LGS
constantes.
CONTROL DE SÓLIDOS

• Calcule el volumen de sólidos de perforación contenidos en el lodo
(Vsólidos) debido a un intervalo perforado, utilizando el diámetro del
washout por agrandamiento del hueco (Diámetro del Washout).
Vsólidos (Bbls) = Diámetro del Washout 2 * Long / 1029
• Calcule el volumen de dilución requerido si los sólidos no hubieran sido
removidos (Vdilución), suponiendo una eficiencia de 0% del equipo de
control de sólidos.
Vdilución = Vsólidos / (%LGS / 100)
• Calcule el factor de dilución (Fdilución)
Fdilución = Vlodo / Vdilución
Calcule la eficiencia de remoción total de sólidos (Etotal)
Etotal = 1 - Fdilución
CONTROL DE SÓLIDOS

5. EVALUACION DE LA EFICIENCIA DE LOS CONOS DE LOS
HIDROCICLONES.
PROCEDIMIENTO
La siguiente es una tabla que muestra los parámetros bajo los cuales debe
funcionar un hidrociclón dependiendo del diámetro del cono.
CONTROL DE SÓLIDOS

• Para determinar la descarga total de sólidos por un cono, se utiliza un
embudo o un jarro de ¼ de galón que puede ser el mismo usado para
hallar la viscosidad plástica.
• Calcular el tiempo en segundos que dura el embudo en llenarse con sólidos
de la descarga de uno de los conos (Tiempo Descarga)
• Hallar el peso en libras por galón de la descarga de sólidos (Densidad)
• Hallar el caudal de descarga de sólidos removidos por el cono en libras por
hora (Caudal Removido), utilizando la siguiente ecuación cada cono
independientemente, es decir:
Rata de descarga (Lbs/hr) = Dmuestra (Lbs/gal) * 900 * # de conos / T
muestra (seg)
CONTROL DE SÓLIDOS

EVALUACION
• Hallar las densidades del lodo o sólidos en cada uno de los conos del
hidrociclón (Densidad) y su respectivo caudal de descarga (Caudal
Removido) para tener una evaluación comparativa de la eficiencia de los
conos:
• Si las (Densidad)1 = (Densidad)2 en dos conos evaluados, entonces el cono
que tenga el mayor caudal tendrá la mayor eficiencia, dado que un mayor
volumen de sólidos esta siendo removido a la misma relación liquido /
sólido.
• Si los (Caudal Removido) 1 = (Caudal Removido) 2 en dos conos evaluados,
entonces el cono que tenga la mayor densidad será el que tenga mayor
eficiencia, dado que más sólidos y menos liquido esta siendo removidos al
mismo caudal de descarga.
CONTROL DE SÓLIDOS

1. Áreas de tanques
1.1 Sistema de tratamiento
1.2 Tanque de Viaje
2. Sistema de Ecualización
2.1 Líneas de ecualización
3. Sistema de agitación
3.1 Agitadores
3.2 Pistolas
Tanques de Lodos

• Ni muy grande ni muy
pequeño
• Ni somero ni muy
profundo
• Ni tan angosto ni tan
amplio
• Bien Agitado
Minima Area de Superficie (MADS):
MADS(ft2)=Máximo Flujo a manejar (gpm)/40
AREA DE TANQUES
Debe ser:
TRAMPA DE
ARENA
31 BBLS
SUCCION
DESGASIFICADOR
94 BBLS
SUCCION
DESANDER
31 BBLS
SUCCION MUD
CLEANER
81 BBLS
SUCCION
CENTRIFUGAS
84 BBLS
TANQUE DE
PILDORA
43 BBLS
TANQUE DE
RESERVA
180 BBLS
TANQUE DE
SUCCION
127 BBLS
TANQUE DE
MEZCLA
169 BBLS
TANQUE DE
COLIDES
84 BBLS
Tanques de Lodos

Flexible entrada de fluídos.
Equalizadores en el fondo.
Buena disposición para la adición y mezcla.
Ubicación de bomba de succión.
Válvulas para desechar lodo/sólidos.
No debe existir equipo de control de sólidos
alli.
SECCION DE TRATAMIENTO / ADICION
Tanques de Lodos

Debe tener el mismo peso del lodo del hueco.
Debe haber continua variación de lodo entrando y
saliendo.
Es conveniente medir y registrar la cantidad de lodo
necesitado para llenar el hueco.
Aproximadamente la altura varia un pie por cada barril.
TANQUE DE VIAJE
Tanques de Lodos

SISTEMA DE EQUALIZACION: LINEAS DE
EQUALIZACION
• Son requeridas entre los compartimientos y cada uno de los tanques del
sistema activo.
• Permiten el constante flujo de los fluidos, manteniendo constante el nivel
de los líquidos entre los tanques o compartimientos
Tanques de Lodos

SISTEMA DE EQUALIZACION: LINEAS
• Son recomendados entre el tanque de mezcla y el de succión.
• Entre otros tanques deben ser ecualizadores de tipo de fondo o bajos.
• La completa ecualización a través de todo el sistema mantendrá constante
los niveles en los tanques, eliminando la posibilidad de niveles bajos en la
succión que puedan causar cavitación en las bombas centrifugas.
• El tamaño debe ser de mínimo 10 pulgadas de diámetro con el fin de evitar
taponamientos y condiciones turbulentas de flujo.
Diámetro (pulg) = ( Galonaje Máximo (gpm) / 15 )
Tanques de Lodos

Ubicacion Equalizacion
Salida de la trampa de Arena Alto
Desgasificador Alto
Desarenador Bajo
Desarcillador Bajo
Centrifugas Alto (Ajustable)
Mezcla - Adicion Bajo
Mezcla - Succion Bajo
SISTEMA DE EQUALIZACION
En la siguiente tabla se recomienda la ecualización que se debe
tener:
Tanques de Lodos

• Son necesarios en todos los tanques con excepción de la
trampa de arena
• Permiten una uniforme suspensión de los sólidos y disminuyen
el asentamiento de estos en las esquinas de los tanques.
• El tamaño y tipo de agitador esta definido por el diseño de los
tanques
• La ubicación de los bafles en las esquinas de los tanques es
necesario para disminuir el problema de asentamiento de los
sólidos.
Sistemas de Agitación : AGITADORES
Tanques de Lodos

Distancia al fondo
ance from bottom (axial f
1/3 - 3/4 x diámetro cuchilla
Cuchillas con inclinación.
PATRON DE FLUJO AXIAL
Tanques de Lodos

Distancia al fondo
ance from bottom (axial f
Lo mas cerca posible
Cuchillas planas.
PATRON DE FLUJO RADIAL
Tanques de Lodos

INSTALACION DE BAFLES
Tanques de Lodos

EFECTO DE LA TUBERIA EN LA AGITACION
Tanques de Lodos

Sistemas de Agitación : Pistolas
Tanques de Lodos

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