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Luis Gonzales Zarate
Cruz Mario García Hdz
Gregorio Soni Bermudez
Daniel Isaac Infante Rdz
David Vega Kiny


Ing. Martín Terrazas
29/11/2012
Capacidad de acarreo de Recortes
INTRODUCCIÓN
La capacidad de acarreo de los recortes, es una función muy importante del fluido de perforación para el trasporte de las partículas generadas por la barrena de perforación hasta lasuperficie.
Debido a que en las operaciones de perforación, gran parte de la energía es consumida en la circulación de los fluidos de perforación, es que se ve la necesidad de establecer un rango de circulación con la mínima velocidad necesaria, sin reducir su capacidad de acarreo, dando como resultado un ahorro significativo en energía.
Velocidad terminal de asentamiento
Cuando una partículase asienta en el seno de un fluido; la partícula alcanza una velocidad constante, la cual se define como la velocidad terminal de asentamiento.
Cuando la partícula alcanza el equilibrio entre las fuerzas viscosas y las fuerzas gravitacionales, la velocidad de asentamiento es constante y depende de la densidad y viscosidad del líquido, densidad, forma y rugosidad de la partícula y de la forma yárea proyectada de la partícula.
La capacidad de acarreo de los recortes depende:

Gasto de flujo (velocidad anular del fluido).

Propiedades reologicas del fluido.


Velocidad de asentamiento de la partícula.

Tamaño y geometría de la partícula.


Concentración de las partículas.

Geometría del espacio anular (inclinación, excentricidad).

Rotación de la sarta.
Una partícula puedecaer laminar, transicional o turbulento.
En régimen laminar la resistencia que se opone a la caída causada por las fuerzas viscosas del líquido. Las fuerzas de momento son despreciables.
En el régimen turbulento la única resistencia que retarda la caída de las partículas es causada por las fuerzas de momento del líquido. La viscosidad del fluido no tiene efecto alguno.
Entre los dos regímenesse encuentra la transición donde ambas, las fuerzas viscosas y de momento retardan la caída de la partícula.
Por lo que sumando las fuerzas verticales se obtienen:

Fv=Fb=(ρpρf)Vpg

Y para la partícula esférica esta definida por:




Por lo tanto la fuerza viscosa se expresa por:







Fuerzas actuando sobre una particula




-Fw + Fb + Fv = 0

Fw= Fuerza debida a laacción de la gravedad

FB= Fuerza de flotación

Fv= fuerza de arrastre viscoso causado por fluido

Ley de Stokes

Demostró que para un flujo donde el fluido alrededor de la partícula pasa suavemente sin formar turbulencia (régimen laminar), el arrastre viscoso esta relacionado a la velocidad de asentamiento de la esfera a través del fluido mediante:



La ley de Stokes puedeser empleada para determinar la velocidad de deslizamiento de una partícula esférica asentándose en un fluido estático-Newtoniano en régimen laminar.



Para iniciar el régimen turbulento, se requiere un cierto nivel del Número de Reynolds de la partícula definido por:



La ley de Stokes proporciona una exactitud aceptable para Nrep menores de 0.1. Para Nrep. Se deberá emplear un factorempírico de arrastre definido por:



Donde:
CD: Coeficiente de arrastre o factor de fricción.
A: Área de la partícula.
Ek: Energía cinética por unidad de volumen

Correlaciones
Correlación de CHIEN

Chien propuso el empleo de una viscosidad aparente dependiendo del tipo de fluido a través del cual se esta asentando la partícula.
Fluidos poliméricos:


Fluidos bentoniticos:Por lo que el número de Reynolds esta definido por:






En tanto para Números de Reynolds iguales o menores que 100, la velocidad de asentamiento de la partícula esta definido por:



Por lo tanto la velocidad de asentamiento de las partículas puede estar definida por:



Donde:
Dp= Diámetro de la particula. Pg.
Va=Velocidad anular de flujo, pies/min.
Vs= Velocidad...