CARRERA: ING. PETROLERA MATERIA: HIDRAULICA DE POZOS PROFESOR: ING. GUZMÁN VITE JOAQUÍN GRADO Y GRUPO: 7”A” UNIDAD :4,5,6,7 INTEGRANTES: Matuz cruz juan Manuel Porras Hernández Beatriz Adriana Rosales zurita Jorge
Veloz Martínez Gustavo Villegas Ambrosio Brenda
COATZACOALCOS, VER A 11 DE JUNIO DEL 2013
“CIENCIA CON HUMANISMO”
ÍNDICE INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………….…2 INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………….…2 CANTIDAD DE BARITA PARA DENSIFICAR UN LODO…………………………. ...3 Densidad……………………………………………………………………………3 Incremento de Densidad……………………… Densidad………………………………………………… ………………………………….3 ……….3 Reducción de Densidad……………………… De nsidad…………………………………………………… …………………………………..3 ……..3 PRESIÓN DE FRACTURA……………………………………………………………… FRACTURA……………………………………………………………….4 .4
Diferencial de Presión……………………… Presión…………………………………………………… ………………………………… ……..4,5 ..4,5
GRADIENTE DE PRESIÓN……………………… PRESIÓN………………………………………………… …………………………………….. ………….. .6 PRESIÓN DE FORMACIÓN…………… FORMACIÓN……………………………………… ……………………………………………….. …………………….. 6
Presión Normal…………………… Normal……………………………………………… ……………………………………………….7 …………………….7 Deposición………………………………………………………………………….7 Deposición…………………………………………………………………………. 7 Compactación…………………………………………………………………..... Compactación………………………………………………………………… ..... 7 Equilibrio hidrostático…………………………… hidrostático……………………………………………………… ………………………….........8 .........8 Presión de Formación Subnormal……………………………………………….8 Subnormal……………………………………………….8 Presión de Formación Anormal……………………………………………….… Anormal……………………………………………….…8 8
PRESIÓN DE SOBRECARGA………………………………………………… ..9,10,11 PRESIÓN DE FONDO………………………………………………………………11,12 FONDO………………………………………………………………11,12 DENSIDAD DE CONTROL…………………………………………………………….13 CONTROL…………………………………………………………….13 PRESIÓN INICIAL DE CIRCULACIÓN……………………………………………13,14 BOMBAS DE LODO Y EQUIPO DE CIRCULACIÓN C IRCULACIÓN SUPERFICIAL……………...15 DESCRIPCIÓN DE BOMBAS DE LODO TRIPLEX………………………………….15 INDICACIONES GENERALES ANTES DE OPERAR…………………… OPERAR……………………………….15 ………….15 FUNCIONAMIENTO DE BOMBAS DE LODO L ODO TRIPLEX DE ACCIÓN SIMPLE….16 MOTOR DE LA BOMBA TRIPLEX ACCIONADO TRIPLEX ACCIONADO A CONTROL REMOTO……….16 REMOTO……….16 “ESTE CICLO SE REPITE EN CADA UNO DE LOS TRES CONJUNTOS VASTAGO-EMBOLO, DURANTE LA OPERACIÓN DE LA BOM BA”……………..17 Conclusión………………………………………………………………………………..18 Conclusión………………………………………………………………………………..18 Bibliografía…………………………………………………………………………….…19 Bibliografía…………………………………………………………………………….…19
HIDRAULICA DE POZOS
Página 1
INTRODUCCIÓN
ESTE TRABAJO DE INVESTIGACIÓN TIENE EL PROPÓSITO DE DAR A CONOCER LOS CONCEPTOS BÁSICOS DE LA CANTIDAD DE BARRITA PARA DESINFECTAR UN LODO, PRESIÓN DE FRACTURA, PRESIÓN DE FORMACIÓN, PRESIÓN DE SOBRECARGA, PRESIÓN DE FONDO, PRESIÓN INICIAL DE CIRCULACIÓN, GRADIENTE DE PRESIÓN, DENSIDAD DE CONTROL Y FINALMENTE LAS BOMBAS DE LODO TRIPLEX.
HIDRAULICA DE POZOS
Página 2
CANTIDAD DE BARITA PARA DENSIFICAR UN LODO Densidad La densidad o peso del lodo es la propiedad más crítica de cualquier fluido de perforación o completación ya con ella se provee el control primario del pozo. La densidad del fluido de perforación debe ser ajustada de modo que la presión hidrostática de su columna dentro del pozo sea suficiente para equilibrar la presión de las formaciones expuestas (excepto cuando se perfora en bajo balance) y permita un margen de seguridad de 200 psi. Sin embargo, si el sobre balance es excesivo podría ocurrir atrapamiento diferencial, daño de formación (invasión excesiva de fluido) o fractura hidráulica (provocando pérdidas de fluido). Los agentes densificantés típicos incluyen los minerales barita (SG 4.2), dolomita (SG 2.8) y sales individuales para la formulación de una salmuera particular.
Nota: En pozos HP – HT se debe tomar en cuenta la temperatura y utilizar la Balanza de lodos presurizada para obtener “el peso real” del sistema.
Incremento de Densidad La densidad del lodo se incrementa normalmente con la adición de más agente densificante. Las salmueras de varios tipos y densidades tienden a estar mezcladas en salmuera unificada para evitar inventarios excesivos de sal en sacos en la localización y para reducir labores de mezclado en el equipo. Sin embargo, se debe tener cuidado que la mezcla se mantenga en solución a las temperaturas esperadas del ambiente, en el conductor submarino o en el fondo del agujero. Reducción de Densidad Una reducción de la densidad del lodo se puede lograr por dilución o por remoción mecánica de agente densificante o de los sólidos contaminantes. HIDRAULICA DE POZOS
Página 3
La remoción mecánica se logra con el uso de un equipo de control de sólidos eficiente como la centrifuga de decantación que es por lo general, el método preferido. La dilución es también una manera eficiente de reducir la densidad del fluido de perforación aunque con ello se pueden afectar fácilmente otras propiedades del fluido. Con salmueras cualquier dilución deberá hacerse con agua fresca y no con agua de mar con el fin de evitar problemas potenciales.
PRESIÓN DE FRACTURA Es la máxima presión que resiste la matriz de la formación antes de abrirse o fracturarse en un punto específico del hoyo, es decir, la capacidad que tienen las formaciones expuestas en un pozo para soportar la presión del fluido de perforación más cualquier presión añadida desde la superficie bien sea de forma intencional o no .Por lo tanto, si la presión en el hoyo es mayor que la presión de fractura de la formación esta se abrirá ocasionando la pérdida del fluido. Para que ocurra la fractura es necesario que la presión ejercida sobre la formación sea mayor al esfuerzo efectivo de ésta, es decir, debe ser mayor que la suma de la presión de poro más la componente horizontal de la presión de sobrecarga. Es importante determinar la presión de fractura de una formación porque a través de ella se pueden conocer parámetros de control del pozo y planificar adecuadamente cualquier operación que se desee realizar en el mismo como por ejemplo desde la velocidad de los viajes de tuberías o el control de una arremetida. Algunas ventajas que pueden obtenerse al conocer la presión de fractura de una formación son:
Determinar puntos de asentamiento de revestidores. Minimizar pérdidas de circulación. Determinar parámetros de control de bombeo y cementación.
Cada uno de estos puntos será explicado a lo largo del trabajo.
Diferencial de Presión Es la diferencia de presión entre la presión hidrostática (PH) y la presión de la formación (PF) ejercida por el fluido de perforación en el fondo del pozo. Se puede determinar utilizando la ecuación1: ΔP=PH-PF…(1)
HIDRAULICA DE POZOS
Página 4
Se clasifica en tres tipos:
Presión en Balance Se dice que la presión en el hoyo está en balance cuando la presión hidrostática (PH) ejercida sobre el fondo del pozo es igual a la presión de la formación (PF).
Presión en Sobre balance Se dice que la presión en el hoyo está en sobre balance cuando la presión hidrostática ejercida en el fondo del pozo (PH) es mayor que la presión de la formación (PF) La mayoría de los pozos son perforados en condiciones de sobre balance para evitar el flujo de fluidos desde el yacimiento hacia el hoyo. De acuerdo con el Instituto Americano del Petróleo ( American Petroleum Institute “ API” por su siglas en inglés),el diferencial de presión ( ΔP) debe estar en un rango de 200 a 500 lpc .Existen efectos negativos al perforar un hoyo en sobre balance, puesto que a pesar de ser necesario mantener un sobre balance entre PH y PF para sostener las paredes del hoyo y evitar la invasión de los fluidos al pozo, un valor excesivo de esta diferencia de presiones puede crear problemas que impidan la perforación de un hoyo hasta su objetivo final como por ejemplo: disminución de la tasa de penetración, la posibilidad de atascamiento diferencial y pérdida de circulación del pozo, los cuales se explicarán más adelante.
Presión en Bajo balance Se dice que la presión en el hoyo está bajo balance si la presión hidrostática ejercida en el fondo del pozo (PH) es menor que la presión de la formación (PF).Cuando se perfora un pozo en condiciones de bajo balance, las pérdidas de circulación se reducen al máximo, por lo que la posibilidad de fracturar la formación disminuye considerablemente.
HIDRAULICA DE POZOS
Página 5
GRADIENTE DE PRESIÓN Es la variación de la presión por unidad de profundidad o longitud. Generalmente se expresa en lpc/pie, lo que es equivalente a la razón entre la presión hidrostática y la altura de la columna hidrostática como se muestra en la ecuación 1. GL=PH/h….. (1) Simplificando se obtiene la ecuación 1.2: GL = 0,052 x ρ….. (1.3) Dónde: GL: gradiente del líquido, lpc/pie. Ρ: densidad Del fluido, lb/gal. La presión de formación puede ser el principal factor que afecte las operaciones de la perforación. Si esta presión no es conocida apropiadamente, puede ocasionar problemas en la perforación como pérdidas de circulación, reventones, atascamiento de tuberías, e inestabilidad de hoyo. Todos estos problemas se tratarán más adelante. Desafortunadamente, no es fácil conocer con precisión los valores de la presión de la formación debido a la existencia de presiones anormales o subnormales.
PRESIÓN DE FORMACIÓN También conocida como presión de poro, presión del yacimiento o presión de la roca; es la presión ejercida por los fluidos o gases contenidos en los espacios porosos de las rocas. El peso de sobrecarga afecta las presiones de la formación, puesto que este es capaz de ejercer presión en los granos y los poros de la roca. La presión deformación se clasifica de acuerdo a su valor de gradiente de presión en: normal, subnormal y anormal; según el rango de valores indicado en la Figura 2.
HIDRAULICA DE POZOS
Página 6
Presión Normal Se dice que la presión de poro es normal cuando la formación ejerce una presión igual a la columna hidrostática de fluido contenido en los poros dela misma. Las presiones normales son causadas principalmente por el peso de la columna hidrostática de la formación que va desde el punto donde se ejerce presión hasta la superficie. La mayor parte de la sobrecarga en las formaciones con presión normal es soportada por los granos que conforman la roca. El gradiente de presión de los fluidos de la formación generalmente se encuentra en un rango que va desde 0,433 lpc/pie hasta 0.465 lpc/pie, y varía de acuerdo con la región geológica. Para entender las fuerzas responsables de estas presiones que soportan los fluidos en el subsuelo, se deben considerar los procesos geológicos que ocurrieron previamente. Los que tienen mayor relación con la presión de la formación son los siguientes:
Deposición. A medida que el material detrítico es llevado por los ríos hasta el mar, se libera de suspensión y se deposita en el suelo. Inicialmente los sedimentos formados no están consolidados ni compactados por lo tanto las formaciones resultantes tienen una porosidad y permeabilidad relativamente alta. A través del espacio entre los granos, el agua de mar mezclada con estos sedimentos se mantiene comunicada con la formación generando una presión igual a la columna hidrostática del agua, lo cual ocasiona presiones normales en la formación.
Compactación. Una vez que la deposición ha ocurrido, el peso de las partículas sólidas a lo largo de la columna estratigráfica es soportado en los puntos de contacto de los granos presentes en la matriz, por lo tanto lo sólidos formados durante este proceso geológico no influyen en la presión hidrostática ejercida por los fluidos en los espacios porosos y la presión de la formación no se ve afectada. Por otra parte, a mayor profundidad de enterramiento, los granos de la roca previamente depositados están sujetos a incrementar su presión. Esto causa un reordenamiento en la matriz de la roca trayendo como consecuencia el cierre de los espacios intersticiales, reduciendo la porosidad en el sistema roca-fluidos.
HIDRAULICA DE POZOS
Página 7
Equilibrio hidrostático. A medida que ocurre el proceso de compactación de los sedimentos, el agua es expulsada continuamente de los espacios porosos, sin embargo mientras exista una vía de flujo relativamente permeable hacia la superficie la fuerza originada por la compactación para liberar el agua será despreciable y el equilibrio hidrostático se mantendrá, ocasionando que la presión de la formación no se vea afectada, es decir, se mantenga normal.
Presión de Formación Subnormal. Ocurre cuando la presión de la formación es menor que la presión normal, generalmente con gradientes menores a 0,433lpc/pie. Pueden encontrarse en formaciones someras, parcial o completamente agotadas y en aquellas que afloran en superficie. Esto indica que estas presiones existen, bien sea, en áreas con bajas presiones de sobrecarga o en depósitos calcáreos. Formaciones con presiones subnormales pueden ser desarrolladas cuando la sobrecarga ha sido erosionada, dejando la formación expuesta a la superficie.
Presión de Formación Anormal. Las formaciones con presión anormal ejercen una presión mayor que la presión hidrostática de los fluidos contenidos en la formación. Se caracterizan por el movimiento restringido de los fluidos en los poros, es decir, es imposible que la formación pueda liberar presión; de lo contrario se convertirían en formaciones de presión normal. Para que esto ocurra debe existir un mecanismo de entrampamiento que permita generar y mantener las presiones anormales en el sistema roca-fluidos. Teóricamente el gradiente de presión en una formación de presión anormal varía entre 0,465 y 1,0 lpc/pie, por lo que cuando se genera un aumento en la presión de poro, generalmente no excede un gradiente de presión igual 1,0 lpc/pie Muchas formaciones con presión anormal se encuentran en cuencas sedimentarias del mundo y su existencia se debe principalmente a los procesos geológicos que ocurrieron en una zona determinada, así como también a la presencia de fallas, domos de sal en la formación e incremento de la presión de sobrecarga, puesto que cuando esto ocurre los fluidos contenidos en los espacios porosos son los encargados de soportar la carga impuesta por la sobrecarga mucho más de lo que pueden hacerlo los granos de la roca, lo cual genera un aumento de presión en los poros que no puede ser liberada.
HIDRAULICA DE POZOS
Página 8
Para entender el origen de las presiones anormales se han propuestos diversos mecanismos que tienden a explicar las causas geológicas que provocaron estas presiones:
Efecto de Sobrecarga o Compactación. Es ocasionado en la mayoría de los casos por las altas tasas de sedimentación. En general, a medida que ocurre la deposición, las capas superiores van generando sobrecarga en las capas inferiores, esto hace que la porosidad de la formación disminuya continuamente y vayan expulsándose los fluidos contenidos en ella. Cuando los sedimentos se depositan a mayor velocidad dela que pueden ser expulsados los fluidos del espacio poroso, la sobrecarga es soportada parcialmente por la presión de poro, causando presiones anormalmente altas. Actividad Tectónica.- Cuando ocurren grandes movimientos tectónicos pueden generarse fallas en la formación que pueden sellarla evitando así el escape de los fluidos del espacio intersticial. Efectos Diagenéticos.- La diagénesis es un término que se refiere a la alteración química de los minerales de la roca por procesos geológicos. Las lutitas y carbonatos, sufren cambios en su estructura cristalina, lo cual da como resultado que se formen presiones anormales en la formación.
Por ejemplo, la transformación de arcillas montmorilloníticas en arcillas ilíticas y caolinitícas es un proceso liberador de agua. De igual modo lo es la conversión de anhidrita en yeso que produce un aumento de volumen de hasta 40%. En estos procesos aumenta la cantidad de fluido contenido en la roca y al no poder escapar se generan zonas de sobrepresión
Osmosis.- Es el movimiento espontáneo de agua de la formación a través de un estrato semipermeable (arcilla o lutita) que separa dos formaciones (yacimientos) con diferentes concentraciones salinas, específicamente de una solución de baja concentración a una de alta. Durante este proceso la presión caerá en la formación de baja salinidad y aumentará en la formación más salina creando presiones anormales.
PRESIÓN DE SOBRECARGA La Presión de Sobrecarga se define como la presión ejercida por el peso total de las formaciones sobrepuestas por arriba del punto de interés, Es una función de: HIDRAULICA DE POZOS
Página 9
La densidad total de las rocas, La porosidad, Los fluidos congénitos.
También puede definirse como la presión hidrostática ejercida por todos los materiales sobrepuestos a la profundidad de interés.
Cálculos: La presión de sobrecarga y el gradiente están dados por:
HIDRAULICA DE POZOS
Página 10
Se incluye a continuación una lista de las densidades del fluido y de las matrices de roca más comunes:
PRESIÓN DE FONDO. La presión de fondo constante (CBHP), una de las variantes de la MPD, permite "hacer equilibrio" entre el gradiente de presión de poro y de fractura. El objetivo es perforar con un fluido que sea más liviano que el utilizado convencionalmente de modo que la presión de fondo (BHP) se mantenga en un valor constante, independientemente de si la columna de fluido se mantiene estática o está circulando. La pérdida de la presión de flujo del espacio anular cuando no está circulando se contrarresta con la contrapresión de superficie aplicada. Esta variante es la que se debe considerar cuando los pozos cercanos al que se está perforando han mostrado problemas de pérdida-surgencia y de control de pozo, cuando la presión es desconocida o los márgenes son muy estrechos. Dichos márgenes se manifiestan, en primera instancia, por la pérdida de retorno al intentar restablecer circulación luego de una conexión, lo que significa que la presión hidrostática más las pérdidas por fricción en el anular han excedido la presión de fractura en algún punto de la sección de pozo abierto que se está perforando. Cuando las bombas de lodo están en funcionamiento, la densidad equivalente de circulación (Equivalent Circulating Density, ECD) responde al siguiente desarrollo: DEC = Ph lodo + ΔP fricción anular Donde Ph es la presión hidrostática y ΔP las pérdidas por fricción cuando el lodo está circulando. De acuerdo a la ecuación anterior, la única manera de cambiar el perfil de presión en el fondo es ajustando el caudal de las bombas de lodo, es decir, cambiando el segundo término de la ecuación. En cambio cuando se perfora aplicando la técnica de MPD, el perfil de presión sobre el fondo de pozo es el siguiente: HIDRAULICA DE POZOS
Página 11
DEC = Ph lodo + ΔP fricción anular ± Contrapresión Como se ve, ahora hay un término más en la ecuación de la densidad equivalente de circulación y dicho término es la contrapresión que el MPD permite aplicar en el retorno anular. En el gráfico 3 se ve cómo actúa la contrapresión compensando las pérdidas por fricción en el anular cuando las bombas de lodo están paradas. Con este método se puede mantener un perfil de presión más constante durante el proceso de perforar y parar las bombas para agregar trozo. Al no tener el efecto de la fricción anular, este método permite la utilización de fluidos de perforación más livianos que en la perforación convencional sin riesgo de provocar una entrada cuando se realizan las conexiones. La presión hidrostática cuando no se está circulando puede ser menor que la presión poral, sin embargo, aplicar una contrapresión en superficie permite mantener una presión diferencial y esto es lo que previene las manifestaciones del pozo al agregar trozo. Con un programa de lodos adecuado en el sistema de presión de fondo constante, el margen entre la presión de fractura y la poral es mayor durante el proceso de perforación y esta es la clave para evitar las pérdidas de circulación. Un párrafo aparte merece la aplicación de la técnica MPD utilizando un choke automático que mejora la seguridad y la eficiencia de la perforación mientras reduce los costos porque es totalmente automático y, por lo tanto, mide y reacciona en tiempo real a las variaciones de presión o ingreso de fluidos en el anular con lo que provee un cambio revolucionario en la precisión de las medidas y análisis de flujo y datos de presión. Este sistema permite tomar las decisiones críticas de perforación basado en información recibida en tiempo real y no sólo confiando en modelos del tipo predictivo. El sistema utiliza algoritmos para identificar influjos o pérdidas en tiempo real.
HIDRAULICA DE POZOS
Página 12
DENSIDAD DE CONTROL Para controlar un pozo se requiere que la presión hidrostática ejercida por la columna de lodo equilibre la presión de formación. La densidad que cumple lo anterior se conoce como densidad de control para calcularla se deberá de auxiliar de la lectura de presión de cierre estabilizada en TP,por ser la que generalmente presenta la mínima contaminación.
El control de la densidad es importante, la densidad necesitará ajustarse durante las operaciones en el pozo, se utilizará material densificante como la Barita debido a su alta gravedad específica (mínimo de 4.2 gr/cc), la presión efectiva en el fondo del pozo será mayor en condiciones dinámicas de bombeo (presión por circulación)
PRESIÓN INICIAL DE CIRCULACIÓN La presión inicial de circulación (ICP) es la combinación de la presión de cierre en la tubería de perforación más la presión que se necesita para circular el fluido a una velocidad dada. Es la presión de cierre de la tubería de perforación la que se necesita para detener la formación que está surgiendo, más la presión de la tasa de bomba que se necesita para transportar el fluido.
HIDRAULICA DE POZOS
Página 13
PRESIÓN INICIAL DE CIRCULACIÓN, PIC Para establecer la circulación de un pozo se ha presentado un brote, es necesario que la presión inicial de circulación sea equivalente a la suma de las caídas de presión por fricción en el sistema y la presión hidrostática en TP. La caída de presión por fricción en el sistema se refiere a la presión reducida, preregistrada cuando se presentan las mismas condiciones de profundidad de la barrena, gastos y densidad del flujo en el momento del brote. La presión hidrostática en TP es igual a la presión de cierre en TP estabilizada (PCTP), por lo que tenemos:
Existen un método alterno para conocer la PIC,se emplea bajo las siguientes condiciones: Cuando se utiliza una diferente a las del equipo(unidad de alta presión) Cuando la profundidad de la barrena sea diferente a la profundidad donde se registró la PR. Cuando las condiciones de fluido de perforación haya sufrido un cambio sustancial. Cuando se requiera circular un gasto diferente a Q R. Para verificar el valor pre-registrado de P R. Cuando no se haya determinado de antemano la P R.
PROCEDIMIENTO a) Bombear lento, abriendo simultáneamente el estrangulador y manteniendo la presión en el anular igual a PCTR hasta alcanzar el gasto reducido de circulación. b) Una vez alcanzado QR y ajustando el estrangulador para mantener PCTR, permita que bajo estas condiciones la presión en TP se estabilice. c) La presión de TP estabilizada será igual a la presión por fricción a las condiciones de gasto, densidad de lodo y profundidad de la barrena en ese momento. HIDRAULICA DE POZOS
Página 14
BOMBAS DE LODO Y EQUIPO DE CIRCULACIÓN SUPERFICIAL DESCRIPCIÓN DE BOMBAS DE LODO TRIPLEX Es un dispositivo mecánico que tiene como actividad bombear un fluido de un nivel más bajo a otro más alto añadiéndole energía En los trabajos que se realizan con los equipos de perforación es imprescindible utilizar la bomba para lodos (nombre común que se le da en el campo), ya que proporciona el medio para circular el fluido de control de la superficie al fondo del pozo y viceversa. La transmisión de fuerza está formada por dos catarinas, una motriz y otra impulsada, unidas por una cadena de rodillos alojada y protegida dentro de una carcasa o guarda que incluye un sistema de lubricación. Bomba de Lodo Triplex Reciprocarte
Las bombas de lodo son impulsadas por motores diésel en los equipos convencionales y por motores eléctricos de corriente directa en los equipos diésel eléctricos.
INDICACIONES GENERALES ANTES DE OPERAR Antes de operar la bomba VERIFIQUE: ü En la precarga del amortiguador de pulsaciones, se debe utilizar solamente Nitrógeno (gas inerte). La presión mínima es el 30% y la óptima de 75% de la presión de bombeo. La presión máxima de precarga es de 2000 psi. ü Que no haya presión acumulada en el múltiple de descarga y tubería, si existiera, esta representará un peligro para el personal que opera la bomba; en estos casos, se recomienda desfogar la presión por la válvula HIDRAULICA DE POZOS
Página 15
manual de alivio. ü Que las válvulas del múltiple de las bombas y del múltiple del tubo vertical estén abiertas para bombear el fluido al pozo. La operación de la bomba se puede realizar directamente de su consola, o bien, a control remoto si lo tiene instalado en el tablero de trabajo del malacate. En los tableros se encuentran instaladas las válvulas neumáticas que controlan: El embrague de la bomba. El acelerador del motor de combustión interna. El manómetro indicador de presión de aire. Las mangueras para descarga de las bombas de lodo son de 15 pies de largo, y las del tubo vertical (Stand pipe) a la unión giratoria (swivel) son de 45 pies para los equipos de Terminación y Reparación de Pozos y de 55 pies para los equipos de Perforación. Todas son grado “D” para 5000 PSI presión de trabajo.
FUNCIONAMIENTO DE BOMBAS DE LODO TRIPLEX DE ACCIÓN SIMPLE Para operar la bomba impulsada por motor diésel realice lo siguiente: a) Ponga a funcionar el motor de combustión interna (no acelere).Con el motor funcionando (sin acelerar) opere la válvula de control de aire al embrague, accionando la palanca hacia adelante; en este momento el embrague se acopla por presión al tambor de la Catarina impulsora, poniendo en operación el conjunto de la bomba reciprocante. b) Opere lentamente la válvula que controla el acelerador hacia la derecha para incrementar las revoluciones del motor, hasta obtener las emboladas por minuto calculadas con el gasto y la presión inicial de circulación. c) Para desacelerar gire la perilla del acelerador hacia la izquierda. d) Para desembragar coloque la palanca de la válvula en su posición original.
Motor de la bomba Triplex accionado a control remoto Las bombas reciprocantes de acción sencilla, por ser de mayor velocidad que los dúplex de doble acción utilizan una bomba centrifuga instalada en la tubería de succión, con el propósito de asegurar un llenado efectivo de los cilindros de fluido. En uno de los extremos de los vástagos se instalan los insertos de hule del pistón, los cuales efectúan un sello hermético con el interior pulido de la camisa. El movimiento alternativo y reciprocante del conjunto vástago-pistón dentro de la camisa, realiza la succión y descarga del fluido de control de la forma siguiente: Ø El conjunto vástago-pistón en su carrera de succión provoca un vacío que fuerza a la válvula de succión a abrir, venciendo su resorte y permitiendo la entrada de fluido que es impulsado por la bomba centrífuga auxiliar de carga para llenar dicho vacío; la válvula de descarga permanece cerrada al tiempo que se da el recorrido. Ø El conjunto vástago-pistón en su carrera de desplazamiento presiona al fluido, el HIDRAULICA DE POZOS
Página 16
cual fuerza a la válvula de descarga hasta abrirla, venciendo la presión de su resorte; la válvula al abrirse permite la salida del fluido al múltiple de descarga. Durante este recorrido la válvula de succión permanece cerrada por la presión que ejerce su resorte. El control de las bombas de lodo con motores eléctricos, se encuentra en la consola del perforador, en este modo no existe embrague por lo que únicamente hay que girar el acelerador. Las bombas de súper carga son eléctricas y deben de utilizarse siempre que opere la bomba ya que de no hacerlo la eficiencia volumétrica de la bomba disminuye hasta un 25% del volumen total.
“ESTE CICLO SE REPITE EN CADA UNO DE LOS TRES CONJUNTOS VASTAGO-EMBOLO, DURANTE LA OPERACIÓN DE LA BOMBA”.
Sistema de enfriamiento y lubricación de camisas y pistones La operación de la bomba centrifuga que lubrica y enfría las camisas y pistones se efectúa mediante el uso de poleas y bandas. Una polea se instala en la flecha impulsora del cuerpo mecánico de la bomba reciprocante y otra se monta en la flecha de la bomba centrífuga, uniéndose ambas por una banda. Al girar la flecha impulsora, el fluido de lubricación alojado en el depósito es succionado por la bomba centrífuga a través del colador y la tubería de succión, posteriormente es impulsado a la tubería de descarga, hasta que llega a los pistones y camisas para ser lubricados y enfriados Accesorios del cuerpo hidráulico Ø Válvula de seguridad de la bomba. - Cuando se efectúan operaciones de molienda, desordenamiento o perforación de cemento; el molino o barrena suelen taparse con los sólidos en suspensión del fluido de control en el momento de parar la circulación para hacer una conexión u otra operación. Ø Al obstruirse la barrena y poner en operación la bomba surge una sobrecarga de presión en la tubería, en el múltiple del tubo vertical y de descarga de la bomba, lo cual produce en ocasiones valores muy altos que pueden originar que uno de estos accesorios se rompa y causen daños mayores. Ø Con el fin de evitar esto, la descarga de las bombas se equipa con una válvula de seguridad que puede ser de vástago con ajuste de resorte o con perno de corte.
HIDRAULICA DE POZOS
Página 17
CONCLUSIÓN Durante esta investigación llegamos a conocer lo que es la densidad o peso del lodo es la propiedad más crítica de cualquier fluido de perforación o completación ya con ella se provee el control primario del pozo, presión de fractura es la máxima presión que resiste la matriz de la formación antes de abrirse o fracturarse en un punto específico del hoyo, presión de formación también conocida como presión de poro, presión del yacimiento o presión de la roca, gradiente de presión es la variación de la presión por unidad de profundidad o longitud, la presión de sobrecarga se define como la presión ejercida por el peso total de las formaciones sobrepuestas por arriba del punto de interés, densidad de control para controlar un pozo se requiere que la presión hidrostática ejercida por la columna de lodo equilibre la presión de formación, la presión inicial de circulación (icp) es la combinación de la presión de cierre en la tubería de perforación más la presión que se necesita para circular el fluido a una velocidad dada y las bombas de lodo triplex son un dispositivo mecánico que tiene como actividad bombear un fluido de un nivel más bajo a otro más alto añadiéndole energía en los trabajos que se realizan con los equipos de perforación es imprescindible utilizar la bomba para lodos (nombre común que se le da en el campo), ya que proporciona el medio para circular el fluido de control de la superficie al fondo del pozo y viceversa.
HIDRAULICA DE POZOS
Página 18
BIBLIOGRAFÍA
http://www.buenastareas.com/materias/bombas-triplex/0 http://alemansistem.files.wordpress.com/2012/09/06wcbas.pdf http://es.scribd.com/doc/20227315/Presiones-de-Formacion http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/1103/A7. pdf?sequence=7
HIDRAULICA DE POZOS
Página 19