IMPRESIÓN DE 2 TOMOS ORIGINALES SOBRE CONTROL DE SOLIDOS DE LA EMPRESA SWACO
VICTOR FERNANDO FIERRO RAMIREZ
CORPORACION INSTITUCIONAL DEL PETROLEO - COINSPETROL ESCUELA DE PERFORACION PUERTO LOPEZ - META 2010
IMPRESIÓN DE 2 TOMOS ORIGINALES SOBRE CONTROL DE SOLIDOS DE LA EMPRESA SWACO
VICTOR FERNANDO FIERRO RAMIREZ
PROYECTO DE GRADO PARA OBTENER EL TITULO DE: TECNICO EN PERFORACION Y COMPLETAMIENTO DE POZOS DE PETROLEO.
ASESOR: Doc. LUIS FERNANDO HERNANDEZ PEREZ
CORPORACION INSTITUCIONAL DEL PETROLEO - COINSPETROL ESCUELA DE PERFORACION PUERTO LOPEZ - META 2010
DEDICATORIA
Este proyecto va dedicado a mi institución debido a que a través de ella fue que surgió la idea de realizar la impresión de este Manual para dejarlo como información precisa y veraz para los demás estudiantes que deseen conocer los procesos y las herramientas utilizadas en la etapa de control de sólidos.
AGRADECIMIENTOS
Estos agradecimientos van dedicados a:
AL DOCTOR: LUIS FERNANDO HERNÁNDEZ PÉREZ por los aportes de información acerca de la elaboración de un proyecto. INGENIERO: ANDRES PERALTA Por proporcionarme la información acerca de control de sólidos. A mis padres José Joaquín Fierro Mahecha, Yolanda Ramírez Bermúdez y a mi novia Yury Yunda Rodríguez porque gracias a su esfuerzo puedo decir hoy día que soy una persona que he alcanzado un gran grado de superación y estoy preparado para enfrentar a la Industria del Petróleo como es debido.
TABLA DE 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
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
MUD CLEANER 1 Instalación y operación 2 Mantenimiento 3 Aplicación 4 Ventajas y desventajas 5 Tres en uno
CENTRIFUGAS DECANTADORAS 1 Introducción 2 Separación por sedimentación 3 Separación 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
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 líquido 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
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
GLOSARIO
ABRASIVO: es una sustancia que tiene como finalidad actuar sobre otros materiales con diferentes clases de esfuerzo mecánico —triturado, molienda, corte, pulido—. Es de elevada dureza y se emplea en todo tipo de procesos industriales y artesanos. Los abrasivos, que pueden ser naturales o artificiales, se clasifican en función de su mayor o menor dureza. Para ello se valoran según diversas escalas, la más utilizada de las cuales es la escala de Mohs, establecida en 1820 por el mineralogista alemán Friedrich Mohs. Entre los abrasivos se encuentran el óxido de aluminio, (alúmina), la arena, el carburo de silicio, el nitruro de boro cúbico, y el diamante. ARCILLA: está constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados, procedentes de la descomposición de minerales de aluminio. Presenta diversas coloraciones según las impurezas que contiene, siendo blanca cuando es pura. Surge de la descomposición de rocas que contienen feldespato, originada en un proceso natural que dura decenas de miles de años. Físicamente se considera un coloide, de partículas extremadamente pequeñas y superficie lisa. El diámetro de las partículas de la arcilla es inferior a 0,002 mm. En la fracción textural arcilla puede haber partículas no minerales, los fitolitos. Químicamente es un silicato hidratado de alúmina, cuya fórmula es: Al2O3 · 2SiO2 · H2O Se caracteriza por adquirir plasticidad al ser mezclada con agua, y también sonoridad y dureza al calentarla por encima de 800 °C. La arcilla endurecida mediante la acción del fuego fue la primera cerámica elaborada por el hombre, y aún es uno de los materiales más baratos y de uso más amplio. Ladrillos, utensilios de cocina, objetos de arte e incluso instrumentos musicales como la ocarina son elaborados con arcilla. También se la utiliza en muchos procesos industriales, tales como en la elaboración de papel, producción de cemento y procesos químicos.
BENTONITA: es una arcilla de grano muy fino (coloidal) del tipo de la montmorilinita que contiene bases y hierro. El nombre deriva de un yacimiento que se encuentra en Fort Benton, Estados Unidos. El tamaño de las partículas es seguramente inferior a un 0,03% al del grano medio de la caolinita. El tipo más normal es la cálcica. La sódica se hincha cuando toma agua. El hierro que contiene siempre le da color, aunque existe también una bentonita blanca. Este tipo dará un mejor color en reducción que en la oxidación cuando se emplea en cuerpos de porcelana. Existen diversos tipos de bentonita que varían tanto en la plasticidad como en la dureza. Existen unas pocas, como la tierra de batán, que carecen totalmente de plasticidad. BROCAS DE PERFORACIÓN “DRILL BITS”: La broca, también denominada mecha dependiendo de su tamaño, es una pieza metálica de corte utilizada mediante una herramienta mecánica llamada taladro, que haciendo girar la broca es normalmente empleada para crear orificios en la superficie terrestre. CAVITACION: La cavitación o aspiración en vacío es un efecto hidrodinámico que se produce cuando el agua o cualquier otro fluido en estado líquido pasa a gran velocidad por una arista afilada, produciendo una descompresión del fluido debido a la conservación de la constante de Bernoulli (Principio de Bernoulli). Puede ocurrir que se alcance la presión de vapor del líquido de tal forma que las moléculas que lo componen cambian inmediatamente a estado de vapor, formándose burbujas o, más correctamente, cavidades. Las burbujas formadas viajan a zonas de mayor presión e implotan (el vapor regresa al estado líquido de manera súbita, «aplastándose» bruscamente las burbujas) produciendo una estela de gas y un arranque de metal de la superficie en la que origina este fenómeno CENTRIFUGA: Una centrífuga es una máquina que pone en rotación una muestra para separar por fuerza centrífuga sus componentes o fases (generalmente una sólida y una líquida), en función de su densidad. COLOIDAL: En química un coloide, suspensión coloidal o dispersión coloidal es un sistema físico-químico formado por dos fases: una continua, normalmente fluida, y otra dispersa en forma de partículas; por lo general sólidas. La fase dispersa es la que se halla en menor proporción. El nombre de coloide proviene de la raíz griega kolas que significa que puede pegarse. Este nombre hace referencia a una de las principales propiedades de los coloides: su tendencia espontánea a agregar o formar coágulos.
Aunque el coloide por excelencia es aquel en el que la fase continua es un líquido y la fase dispersa se compone de partículas sólidas, pueden encontrarse coloides cuyos componentes se encuentran en otros estados de agregación. DEGRADACION: Disminución degradación de luz y color etc.
gradual
de
cualidades
o
características:
ENSAMBLAJE DE FONDO “BOTTOM HOLE ASSEMBLY” (BHA): La porción inferior de la sarta de perforación se conoce como BHA, e incluye: a) La broca “bit”. b) Los collares de perforación “drill collars”. c) Estabilizadores “stabilizers” o rimadores “reamers”. d) Heavy Weight Drill Pipe (HWDP). Los miembros de la cuadrilla llaman a esta parte de la sarta Ensamblaje de Fondo de Pozo (BHA). Ellos pueden conectar diferentes BHAS, lo cual depende del tipo de formación, de si el equipo está perforando un hueco vertical o direccional, etc. EQUIPO DE PERFORACION: Los equipos de perforación perforan o hacen huecos en la tierra para encontrar petróleo y gas. Se emplean en tierra firme y en mar adentro. Algunos son grandes y otros son pequeños. Los equipos grandes perforan huecos muy profundos, 20000 pies (7000 metros o más). Los equipos pequeños perforan algunos pies o metros. FLOCULANTES: Sustancia química que aglutina sólidos en suspensión, provocando su precipitación. HIDROCICLONES: Son recipientes de forma conica en los cuales la energia de presion es transformada en fuerza centrifuga. IMPLOSION: es la compresión de una masa fisionable subcrítica esférica, o cilíndrica. La implosión funciona detonando los explosivos en la superficie externa del objeto, por lo que la onda expansiva se mueve hacia adentro. La onda se transmite al núcleo fisionable, comprimiendo y aumentando su densidad hasta alcanzar el estado crítico. POZO PETROLIFERO: Un pozo petrolífero refiere a cualquier perforación del suelo diseñada con el objeto de hallar y extraer fluido combustible, ya sea petróleo o hidrocarburos gaseosos.
PROBETA: La probeta o cilindro graduable es un instrumento volumétrico, que permite medir volúmenes superiores y más rápidamente que las pipetas, aunque con menor precisión. SALMUERA: es agua con una alta concentración de sal disuelta (NaCl). Existen ríos y lagos salados de los que se extrae, principalmente para obtener su sal evaporando el agua en salinas. SEDIMENTACION: es el proceso por el cual el material sólido, transportado por una corriente de agua, se deposita en el fondo del río, embalse, canal artificial, o dispositivo construido especialmente para tal fin. Toda corriente de agua, caracterizada por su caudal, tirante de agua, velocidad y forma de la sección tiene una capacidad de transportar material sólido en suspensión. El cambio de alguna de estas características de la corriente puede hacer que el material transportado se sedimente; o el material existente en el fondo o márgenes del cauce sea erosionado. VISCOSIDAD: es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales. Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal, en realidad todos los fluidos conocidos presentan algo de viscosidad, siendo el modelo de viscosidad nula una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones. VORTICE: es un flujo turbulento en rotación espiral con trayectorias de corriente cerradas. Como vórtice puede considerarse cualquier tipo de flujo circular o rotatorio que posee vorticidad. La vorticidad es un concepto matemático usado en dinámica de fluidos que se puede relacionar con la cantidad de circulación o rotación de un fluido. La vorticidad se define como la circulación por unidad de área en un punto del flujo.
INTRODUCCION
Ante la falta de un documento donde se nos replanteen todas y cada una de las actividades y procesos que se llevan a cavo en el control de sólidos, he decidido dar a conocer de forma clara y concisa estos orientados en tomos para el mejoramiento del nivel de aprendizaje de los educados de dicha técnica. Este proyecto no solo es de baja inversión sino que a su vez beneficia a los estudiantes que se están capacitando en la industria petrolera ya que les brinda la seguridad de que al encontrarse frente a la industria como trabajadores sus labores a realizar sean de una manera eficiente. Esto incrementaría no solo los recursos socio-económicos de la industria sino que a su vez permitirían a las personas realizar sus actividades con una mayor seguridad y confiabilidad. El interés de este proyecto en si es el de plantear una posible estrategia y como segunda fase estaría su implementación. Es de anotar que todo estudiante de la industria petrolera debe basar sus conocimientos en propender implementarlos en el campo utilizando unas buenas estrategias de seguridad que le garanticen no solo su vida sino las de sus compañeros de trabajo ayudando de esta manera a incrementar el nivel de credibilidad de su empresa y de su nivel de estudio.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Este proyecto sienta sus bases en la necesidad del educado que esta conducido a laborar en la industria del petr贸leo de contar con una herramienta praxi-didactica que permita conocer las operaciones de control de s贸lidos.
JUSTIFICACION
• Este proyecto se realiza con el fin de demostrar a los tutores y a los educados que somos seres diminutos al lado de la máxima información que se puede adquirir al analizar los tomos referentes al control de sólidos. • Estos tomos fueron estudiados analizados criticados para haci plasmar ideas y terminología que en un presente, futuro puede orientar con facilidad a un educado para un mejor desarrollo en un campo de análisis en proyecciones de control de sólidos.
METODOLOGIA
Para la realización de los tomos se tendrán en cuenta las siguientes técnicas: 3.1 Diseño o técnicas de observación Se ha realizado un estudio a fondo con el tutor de la materia de control de sólidos para conocer las falencias que se tienen, en cuanto a esta área y a la metodología implementada al llevar a cabo dichas actividades. Dicho estudio arrojo los siguientes resultados: Los educados de la técnica de control de sólidos no cuentan con los conocimientos suficientes acerca este tema. La sede principal cuenta con poca información que es de principal relevancia para los educados de control de sólidos. 3.2 Instrumentos La forma como se consiguió esta información fue por medio de la implementación de charlas realizadas con algunos tutores, educados y conocimientos adquiridos en la técnica de control de sólidos. 3.3 Técnicas de recopilación de datos En la investigación acerca de este proyecto para analizar su factibilidad debemos tener en cuenta los objetivos plasmados para determinar si el proyecto es viable o no y debemos tener en cuenta que estos objetivos estén a nuestro alcance y los podemos desarrollar. La información que contiene este tomo busca desarrollar en base unos objetivos que sean factibles y a su vez se puedan lograr con este proyecto. Los objetivos a desarrollar son: Facilitar información fundamental para los educados de esta técnica y para los demás interesados de las diferentes técnicas. Actualización de información para los educados de las diferentes técnicas de nuestra institución.
ALCANCES Y LIMITACIONES.
Alcances de la investigación Valorando y juzgando en la actualidad el material con que cuentan los educandos y tutores del instituto, observamos la carencia de instrumentos pedagógicos; la implementación de este tipo de herramienta les permitirá una consulta más interactiva entre la cátedra del docente y el conocimiento previo del estudiante. Así mismo, por tratarse de un tomo sobre control de sólidos, proyectado a la educación por competencias este conocimiento adquiere mayor relevancia.
Limitaciones de la investigación Las limitaciones de esta investigación están basadas en la falta de conocimientos acerca de las nuevas tecnologías aplicadas al control de sólidos, para adquirir información concreta de lo investigado. Se plasma esta propuesta a la institución para su debido estudio y aprobación por parte de las personas que están en la capacidad de analizarlo y proporcionarme críticas constructivas y concisas a cerca de la información que aquí se plantea.
OBJETIVOS
Objetivo principal Dar a conocer información sobre los procesos y actividades que se llevan a cavo en el control de sólidos, para que los tutores y educados obtengan bases precisas sobres temas interesados y conocimientos que puedan encarar un campo de trabajo incipiente y competitivamente. Objetivos específicos Apropiarse del conocimiento de control de sólidos Conocer y suplementar teorías y argumentos básicos y complementarios que abarcan las operaciones de control de sólidos. Ampliar los conocimientos de los estudiantes acerca de las actividades propias del control de sólidos. Obsequiar los tomos a la institución con motivo de que tutores y educando tengan argumentos de justificar dudas y conocimientos adquiridos.