Sistema de Circulación de Fluido
Las bombas de lodo y la trayectoria de flujo que transportan los recortes a superficie, enfrían la barrena, y contienen la presión de la formación — todo con el mismo fluido, moviéndose por el mismo circuito.
Qué Hace el Sistema de Circulación
La circulación está haciendo tres trabajos simultáneamente, con el mismo fluido en el mismo circuito: transportar los recortes hacia arriba por el espacio anular y alejarlos de la barrena para que el pozo siga avanzando, enfriar y lubricar la barrena y la sarta contra la fricción de la perforación, y aplicar la presión hidrostática que contiene la presión de la formación — la base entera del control primario de pozos. Todo en este sistema existe para mantener ese único fluido moviéndose de forma confiable por toda su trayectoria.
Bombas de Lodo
Las bombas son la fuente de poder del sistema — bombas de desplazamiento positivo reciprocantes que empujan el fluido de perforación a la presión y tasa que un trabajo dado necesita. La mayoría de los taladros modernos usan bombas triplex (tres cilindros, de acción simple), que producen un flujo más suave y continuo que el diseño dúplex más antiguo (dos cilindros, de doble acción) con partes móviles menos numerosas y más ligeras para una producción dada — una ventaja real a las presiones y tasas de flujo más altas que la perforación moderna rutinariamente requiere. Las bombas dúplex todavía se encuentran en algunos taladros más antiguos o pequeños, pero el triplex es el estándar en todo lo construido en décadas recientes.
La producción real de una bomba — el volumen que mueve por minuto a una tasa de embolada dada — es una cifra directa y calculable, no solo una clasificación en una placa; ve la calculadora de ajuste de presión de bomba para cómo cambia la producción con la tasa de embolada y el peso del lodo.
La Trayectoria Completa de Flujo
El fluido sale de las presas de lodo, entra a la bomba, y se empuja hacia arriba por un standpipe rígido montado en la torre. De ahí pasa por una manguera rotaria flexible (o por el paso de fluido interno propio de un top drive, en un taladro con top drive — ve el sistema rotatorio) hacia la parte superior de la sarta de perforación, viaja toda la longitud de la sarta, y sale por las boquillas de la barrena en el fondo. De ahí da vuelta y viaja de regreso hacia arriba por el espacio anular — el espacio entre la sarta y la pared del pozo — llevando los recortes con él, hasta que llega a superficie por la línea de retorno y alimenta directamente al sistema de control de sólidos antes de volver a las presas para ser bombeado de nuevo.
Presión, Tasa de Flujo, y Limpieza del Pozo
La bomba tiene que entregar suficiente tasa de flujo para transportar los recortes a superficie a una velocidad anular funcional para el tamaño de pozo y sistema de lodo específicos en uso — una tasa de flujo demasiado baja para el pozo deja que los recortes se asienten de nuevo en lugar de llegar a superficie, una causa mecánica directa de empaque y tubería pegada. Al mismo tiempo, la presión de la bomba está limitada por la propia clasificación de presión del sistema y por cuánta de esa presión se está perdiendo en fricción en lugar de llegar realmente a la barrena — ve hidráulica de barrena para lo que está pasando justo en la cara de la barrena una vez que el flujo llega ahí.
Preguntas Frecuentes
¿Qué hace realmente el sistema de circulación, más allá de solo mover el lodo?
Tres trabajos a la vez: transporta los recortes hacia arriba por el espacio anular y los aleja de la barrena para que el pozo siga avanzando en lugar de empacarse, enfría y lubrica la barrena y la sarta de perforación, y — crítico para el control de pozos — es lo que aplica la presión hidrostática que contiene la presión de la formación en primer lugar. Las tres dependen de las mismas bombas y del mismo fluido moviéndose por la misma trayectoria.
¿Por qué la mayoría de los taladros usan bombas triplex en lugar de dúplex?
Una bomba triplex (tres cilindros, de acción simple) produce un flujo más suave y continuo que un diseño dúplex más antiguo (dos cilindros, de doble acción), con menos partes móviles y más ligeras para la misma producción — una ventaja real a las presiones y tasas de flujo más altas que la perforación moderna requiere. Las bombas dúplex son en gran parte un diseño heredado a estas alturas, aunque el principio de doble acción detrás de ellas no es incorrecto, solo menos eficiente a escala que el triplex.
¿Cuál es la trayectoria real que sigue el fluido de perforación?
Desde las presas de lodo, a través de la bomba, hacia arriba por el standpipe (una tubería rígida montada en la torre), a través de una manguera rotaria flexible (o a través del paso interno propio del top drive), hacia abajo por toda la longitud de la sarta de perforación, hacia afuera por las boquillas de la barrena, y de vuelta hacia arriba por el espacio anular entre la sarta y la pared del pozo hasta la línea de retorno — que alimenta directamente al sistema de control de sólidos antes de que el fluido regrese a las presas para ser bombeado de nuevo.
¿Qué es la producción de la bomba, y por qué importa para la limpieza del pozo?
La producción de la bomba es el volumen real de fluido que la bomba mueve por minuto a una tasa de embolada dada — fija directamente la velocidad anular que transporta los recortes a superficie. Una producción de bomba demasiado baja para el tamaño de pozo en uso significa que los recortes se asientan de nuevo en lugar de llegar a superficie, una de las causas mecánicas directas de un incidente de tubería pegada. Consulta las calculadoras de ajuste de presión de bomba y velocidad anular para las cifras reales de un trabajo específico.