Optimizacion de Energia hidraulica

OPTIMIZACIÓN DE LA ENERGIA HIDRAULICA
Maximizando la potencia hidráulica
Las pérdidas de presión sobre la broca es simplemente la diferencia entre la presión del
stand pipe y Pc (presión en elsistema de circulación). Sin embargo, para la hidráulica
óptima la presión en la broca tiene que ser una cierta fracción de la presión máxima de
superficie. Para una tasa de flujo dada, la hidráulicaóptima se obtiene cuando la potencia
hidráulica de la broca asume un cierto porcentaje de la potencia de superficie.
La potencia hidráulica de superficie (HHPs) es la suma de la potencia hidráulica enla
broca (BHHP) y la potencia hidráulica en el sistema de circulación (HHPc).
Matemáticamente se puede expresar como:

HHP  BHHP  HHP
s
c
o

BHHP  HHP  HP
s
c

(1)

En el caso dela presión de superficie limitada, la presión máxima sobre la broca, en
funcion de la presión de superficie, da la máxima potencia hidráulica en la broca para un
valor óptimo de tasa de flujo. Enotras palabras, el primer término en la ecuación (1) se
debe maximizar para una máxima BHHP. La ecuación (1) se puede escribir de la
siguiente manera

Ps Q PcQ
BHHP 

1714 1714

(1a)

Dónde:Ps = Presión máxima en superficie – también la presión del stand pipe medida en
superficie (psi)
Pc = Perdidas de presión en el sistema de circulación (psi)
Q = Tasa de flujo (gpm)
La caída depresión en el sistema de circulación, Pc, se puede relacionar con Q asi

Pc  KQ n
Dónde:
K = una constante
n = índice que representa el grado de turbulencia en el sistema de circulación.

(2)Combinando las ecuaciones (1a) y (2) tenemos

Ps Q KQ n1
BHHP 

1714 1714

(3)

Derivando la ecuación (3) con respecto a Q y estableciendo que dBHHP/dQ=0, tenemos

Ps  n  1KQ n(4)

Pc  Ps  Pbit

(5)

Además

Sustituyendo la ecuación (5) en la ecuación (4) y simplificando términos tenemos

Ps  n  1Pc

(6)

En la literatura se han propuesto varios...