Apuntes de Hidraulica de Perforación

...

---------------------------------------------------------------

Caudal mínimo (continuación)

Velocidad de asentamiento de los cortes (cont.)

Ejemplo

Se perfora un pozo con una mecha de 12 ¼”, con lodo de 13 lbs/gal.

Si el espesor promedio del corte es de 0.25 pulgadas, ¿Cuál será la velocidad de asentamiento de los cortes?

Vs = 131.3 [pic 5]

Velocidad anular

Va = [pic 6] (5)

Va (min) = [pic 7]

Ejemplo: En la perforación del hoyo anterior se utiliza tubería de perforación de 5” (DE). Calcule la velocidad anular mínima (Vamin) requerida para el levantamiento de los cortes, si se trata de una mecha tricónica.

Qmin = 30 x 12.25 = 370 gal/min

Va(min.) = [pic 8]

¿Cuál será la velocidad neta de ascenso de las partículas si se circulan 370 gal/min?

Vasc = Va(min.) – Vs = (72.5 – 51) pies / min.

Vasc = 21.5 pies / minuto.

Sigue...

---------------------------------------------------------------

Caudal mínimo (continuación)

Tipo de mecha

El caudal mínimo determinado anteriormente se refiere al levantamiento de los cortes. Si el programa hidráulico a realizar se refiere a mechas tricónicas, éste será el mínimo caudal a circular. Pero, si se trata de mechas de diamantes policristalinos compactados (PDC), el caudal mínimo a utilizar en el programa hidráulico será función del necesario para el enfriamiento de los cortadores. Este caudal depende del tamaño de la mecha y del fabricante de la misma y siempre es mayor que el Qmin requerido para el levantamiento de los cortes.

En resumen, para definir el caudal mínimo a utilizar en programas hidráulicos para mechas PDC, hay que referirse a la información proporcionada por el fabricante de las mismas.

Tipo de perforación

Pozos Verticales

El caudal mínimo se selecciona en función de lo explicado anteriormente (mechas tricónicas o PDC).

Pozos inclinados u horizontales

Además de lo mencionado para mechas tricónicas o PDC, hay que tomar en consideración la inclinación del pozo para establecer el caudal mínimo requerido.

La siguiente tabla muestra la tasa mínima de flujo (Qmin) para diferentes tamaños y ángulos de hoyos, en función de la velocidad mínima requerida para el levantamiento de los cortes.

Qmin contra tamaño y ángulo del hoyo

Diámetro del hoyo

26”

17 ½” – 16”

12 ¼”

8 ½” – 8 3/8”

0 - 35°

700

500

400

300

35° - 55°

1250

950

650

450

+ 55º

-

1100

750

500

Nota: Esta tasa mínima depende de la reología y peso del lodo y la geometría del espacio anular. La tabla se construyó con valores de campo.

---------------------------------------------------------------

Bombas de lodo

Concepto

Es el componente del sistema de circulación de un taladro, encargado de proveer el caudal de fluido necesario para la hidráulica.

Debe ser capaz de manejar las presiones generadas en el sistema por el movimiento del fluido a través de los espacios por donde debe pasar, para realizar un ciclo completo de circulación desde el tanque de lodo hasta el interior de la sarta de perforación, a través de los chorros de la mecha, por el espacio anular, hasta retornar nuevamente al tanque de lodo.

Caudal máximo

Se refiere a la máxima capacidad de la bomba en función de sus características (Potencia de la bomba, longitud de las camisas y diámetro de pistones instalados).

Máximo galonaje en función del tamaño máximo de pistones y de la velocidad máxima de la bomba.

Ejemplo

Una bomba triple F-1300, con pistones de 7 ½” y la longitud de la carrera del pistón (L) igual a 12 pulgadas, trabajando a 130 emboladas por minuto, desplazará un volumen máximo de:

DB = 0.0102 x L x D2 x EPM x 0.95 (6)

DB = 0.0102 x 12 x (7.5)2 x 130 x 0.95 = 850 gal/min (verificar con tabla)

Notas:

- Todas las bombas actuales en los taladros son triples.

- Se considera una eficiencia volumétrica promedio de 95 %.

- Se tienen dos bombas idénticas en cada taladro (de servicio) y algunos equipos tienen una 3ª bomba auxiliar de menor capacidad.

Presión máxima

Máxima presión manejada por la bomba. Depende de las características de la misma y de la potencia de entrada (IHP).

La bomba F-1300 Continental Emsco, con pistones de 5”, es capaz de manejar, 5464 lpc. La presión