Perforacion

Trabajo Práctico Nº 4

HIDRÁULICA DE PERFORACIÓN

Objetivos:

* Familiarizarse con los parámetros que intervienen en el cálculo hidráulico.
* Conocer y aplicar el método de optimización de la Potencia Hidráulica en el trepano.

EJERCICIO N° 1.

Durante la perforación de un pozo en la profundidad de 1159m se debe sacar la herramienta por cambio de trepano. Para seguir perforandose requiere determinar las condiciones óptimas a aplicar en la próxima carrera.

Datos:

Profundidad del pozo: 1159 m
Øpozo promedio : 17,6''
δiny: 9,5 lg/gal
VP: 10cp
Circuito de superficie N° 4
Øtrepano: 17,5''
Herramienta:
1er PM: 11'' x 3'' Longitud = 29,43m
2do PM: 9'' x 3'' Longitud = 112,54m
HW: 5'' x 3'' Longitud = 28,27m
BS:5'' x 4,23''

Bomba hidráulica: National 1100 Duplex 71/4 '' x 16''
Pmax : 3000 PSI
ηvol: 1
ηmec: 0,85

Tarea: Determinar:

a) Realizar la curva característica real de la bomba.
b) Determinar:

1. Caudal a emplear.
2. Øboquillas (trepano de 4 boquillas)
3. Presión en superficie.
4. Potencia Hidráulica de las boquillas.
5. Øcamisa a utilizar.
6. HSI.7. Emboladas por minuto de la bomba.

SOLUCION:

a) Realizar la curva característica real de la bomba.

De acuerdo a los datos del problema nos dice que tenemos una bomba National 1100 Duplex 71/4 '' x 16'', por lo que vamos al catalogo respectivo y con los valores construimos la curva teórica y la real.

Teórico Real

HPmax, teorico=Ps.Q1714HPmax, real=Pmax.Q1714

HPmax, teorico=3640x5401714 HPmax, real=3000x6501714

HPmax, teorico=1146,79 HP HPmax, real=1137,69HP

Pz1=1714.HPmax,realQz1

b) Determinar:

1. Caudal a emplear.

Primero necesitamos saber en qué zona estamos trabajando, zona 1 ozona2.

Usamos la tabla característica de la bomba National 1100 Duplex 71/4 '' x 16''; se entra con la Presión máxima de la bomba (Pmax= 3000), y se obtiene el caudal más grande para esa camisa, es decir el correspondiente al máximo número de emboladas por minuto (SPM).
Tenemos: Qc=650 gal/min

Para el cálculo del caudal de limpieza Qa:

Como V2 es la más baja, se utiliza el diámetrocorrespondiente a esta, ya que si se limpia el anular 2, el anular de menor diámetro se limpiara con mayor facilidad.

Vanular=11800∅pozoinch.δlbgal

Vanular=1180017,6 x9,5=> Va=70,57ft/min

Qa=Vax(∅pozo2-∅barra 2)24,56=70,57x(17,62-52)24,56 => Qa=818,27 gal/min

Como Qa> Qc => La bomba trabaja en la ZONA 2, por lo que tenemos que:

Qoptimo=Cte=Qa=818,27 gal/minA continuación se va realizar un cuadro para todas las determinaciones que quiero hacer en el pozo, para lo cual necesitamos de las siguientes relaciones matemáticas para calcular los parámetros del cuadro.

Kpi = 7,65x10-5 . δiny0,82.VP0,18 . Li ϕint4,82
Ctes. De REED
Kpe = 7,65x10-5 . δiny0,82.VP0,18 . Li (ϕp-ϕBS)3.(ϕp+ϕBS)1,82

kb=9,06x10-5.δiny

Li: Longitud decirculación
ϕint: Diámetro interior de circ.
VP: Viscosidad plástica
δiny: Densidad del lodo
ϕp: diámetro del pozo.
ϕBS: diámetro de la BS.

Existen 4 casos de Circuito en Superficie en función del tamaño del equipo.

* Chico N°1 => 650 ft
* Medianamente chico N°2 => 250 ft Li
* Medianamente grande N°3 =>150 ft
* Grande. N°4 => 100 ft(en nuestro caso usamos N°4)

El valor del diámetro interior del manguerote => 3 pulg para todos los casos.

Caso 1 =>0,000249574. δiny0,82.VP0,18
Caso 2 =>0,000095913. δiny0,82.VP0,18
Caso 3 =>5,75478x10-5 δiny0,82.VP0,18
Caso 4 =>3,83652x10-5 δiny0,82.VP0,18 => Kps

Las relaciones anteriores se obtuvieron a partir de:

Kpcirculacion de superficie = 7,65x10-5...