Perforación Vertical (Hidráulica)

HIDRAULICA
Velocidad del fluido:
El flujo de fluido de perforación a través de la manguera del Kelly, sarta de perforación, y anular puede ser considerando para tener a lo largo de una serie de conductos circulares. El diámetro y el área seccional en cruz en cada miembro del sistema de circulación varía de una parte a otra. Si la tasa de flujo volumétrica a lo largo del sistema de circulaciónqueda constante, también la rapidez de la velocidad del fluido de perforación cambia en relación al área seccional en cruz para esta parte particular del sistema. La máxima velocidad ocurre cuando el diámetro es más pequeño. La velocidad del fluido es el primer y más importante paso en la confección de cálculos hidráulicos en la operación de perforación.
Para una velocidad del fluido en la sartade perforación:

Donde:
Vp= velocidad del fluido en el tubo, pies/seg.
Q= tasa de flujo volumétrica, gal/min.
D= diámetro interno del tubo, pulg.
Para la velocidad del fluido en el anular:

Donde:
Va= velocidad en el anular, pies/seg.
Q= tasa de flujo volumétrica, gal/min.
D2= diámetro del hoyo, pulg.
D1= diámetro externo de la tubería de perforación, pulg.
Constantes de la Ley dePoder, n y K:
El factor de consistencia K, describe la densidad del fluido y es algo análogo para la viscosidad efectiva. El índice de comportamiento del fluido, n, indica el grado de comportamiento no- Newtoniano. Estas dos constantes pueden ser calculadas de alguno de los dos valores de la relación tasa de corte-tensión de corte. Desde entonces las lecturas son típicamente obtenidas de un medidorV-Ga 600rpm, 300 rpm, y 3 rpm (la fortaleza del gel iniciales aproximadamenteigual a una lectura de 3 rpm) dos ubicaciones de n y K pueden ser desarrolladas correspondiendo con el flujo de fluido interno en la tubería de perforación y el flujo de fluido en el anular. Esto es hecho para mejorar la precisión de los caculos hidráulicos en la tubería de perforación o anular desde entonces la Ley deModelo de Poder hecha no describe exactamente el comportamiento de los fluidos de perforación.
Para obtener las constantes correspondientes a la ley de poder para flujo de fluido dentro de la tubería de perforación. Las lecturas de 600 rpm y 300 rpm son usadas.

Para obtener las constantes correspondientes a la ley de poder para flujo de fluido en el anular. Las lecturas de 300 rpm y 3 rpm (ofortaleza de gel inicial) son usadas.

Donde:
n= índice de comportamiento de flujo, adimensional.
K= factor de consistencia, poise.

Viscosidad efectiva:
Puesto que entonces todos los fluidos de perforación son mezcla de cortes en algún grado, la viscosidad del fluido cambia con el cambio de tasa de corte. En orden para calcular otros parámetros hidráulicos, la viscosidad efectiva a una tasadada de corte debe ser conocida. Por definición la viscosidad efectiva es la viscosidad de un fluido Newtoniano que exhibe la misma fuerza de corte a la misma tasa de corte.
La ecuación para la viscosidad efectiva en la tubería es:

Donde:
µep= viscosidad efectiva dentro de la tubería, cp.
Kp= constante de la ley de poder, poise.
Vp= velocidad del volumen del fluido en la tubería, pies/seg.D= diámetro interno de la tubería, pulg.
np= constante de la ley de poder para tubería.
La ecuación de la viscosidad efectiva en el anular es:

µea= viscosidad efectiva en el anular, cp.
Ka= constante de la ley de poder, poise.
Va= velocidad del volumen del fluido en el anular, pies/seg.
D2= diámetro del hoyo, pulg.
D1= diámetro externo de la tubería, pulg.
na= constante de la ley depoder por el anular.

Numero de Reynolds
El número de Reynolds es calculado para determinar el régimen de flujo del fluido (i.e., laminar, transicional o flujo turbulento).

Donde:
Rep= Número de Reynolds dentro de la tubería.
Vp= velocidad de flujo dentro de la tubería, pies/seg.
Dp= diámetro interno de la tubería, pulg.
ρ= densidad del lodo, lb/gal.
µep= viscosidad efectiva dentro de la...