Sec11 Equipo de Mezclado de Cemento

Equipo de Mezclado y Bombeo de Cemento

Equipo de Mezclado y Bombeo de Cemento Índice Introducc Introducción ión ................... ............................ ....................... ........................ ................... ....................... ........................ ................... ....................... ....................... ................... ...................... .............. 11-3 Áreas del Tema ................... ............................. ....................... ....................... ................... ....................... ........................ ................... ....................... ........................ ................... ............. .... 11-3 Objetivos de Aprendizaje................................ Aprendizaje................. ............... ............................... ............... .......................... .......................... ......................... ...................... ................... ...... 11-3 Unidad A: Equipo de Bombeo y Mezclado................................ Mezclado................. ............... ............................... ............... ........................ ...................... ........................ .......... 11-3 RCM II................... II............................. ....................... ....................... .................... ....................... ....................... .................... ....................... ....................... ................... ....................... ................. ... 11-3 Control de Densidad Automático (ADC®)....................... (ADC®)....... ......................... ......................... ................................ ................ ......................... ............ ................. 11-4 Equipo Equipo de Bombeo Bombeo ................... ............................. ........................ ....................... ................... ....................... ....................... .................... ....................... ....................... .................. ........ 11-4 Examen: Examen: Unidad Unidad A ................... ............................. ........................ ....................... ................... ....................... ....................... .................... ....................... ....................... .................. ........ 11-6 Respuestas al Examen de Unidad.................. Unidad.. .............................. ............................ .............................. ......................... ......................... ......................... ...................... ............. 11-7

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Halliburton

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Introducción El objetivo principal de cualquier sistema de mezclado de cemento es mezclar agua y cemento seco a un rango satisfactorio de manera que se puedan mantener los pesos, viscosidades y densidades ideales. En suma, los sistemas de mezclado desarrollados brindan la capacidad de reacciones aditivas y de mezcla de lotes. El resultado final es un cemento que fraguará adecuadamente en el fondo del pozo.

A.

Equipo de Bombeo y Mezclado

Objetivos de A prendizaje

A la conclusión de esta sección, usted estará familiarizado con •

Componentes de una mezcladora de cemento

•

Equipo de bombeo en general

Áreas del Tema

En esta sección, se incluyen las siguientes secciones:

Unidad A: Equipo de Bombeo y Mezclado RCM II

La Mezcladora Recirculante de Cemento (RCM) es un sistema de mezclado de tipo avanzado con diferentes ventajas con respecto de otros sistemas de ventaja convencionales. •

 podrá configurarse un control más preciso sobre la densidad de la lechada, lo que permite variaciones según lo requieran los requisitos de un trabajo en específico.

•

mayor energía de mezcla

•

un mejor control sobre el rango de mezcla

•

mayor control sobre las propiedades de la lechada

•

una mayor capacidad controlada de mezcla de lotes

•

el equipo de diferentes formas.

Mezcladora de flujo axial

•

5 ó 25 bbl, cuba de mezcla de 2 compartimientos

•

Bomba centrífuga recirculante de lechada

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Halliburton

Densómetros de premezcla y fondo de pozo

•

Dos agitadores hidráulicos

•

Válvula estranguladora de cemento

•

Control de Densidad Automático (ADC) opcional

•

UniPro II para la adquisición/desplegado de datos y ADC

Figura 11.1 – RCM II montado en patín

La RCM II (Figura 11.1) es el sistema más reciente de mezclado de Halliburton. Las características del sistema RCM II son •

•

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VÁLVULA DE CONTROL DE CEMENTO ENTRADA DE CEMENTO

El sistema RCM II utiliza un UniPro II para operar el ADC.

MEZCLADOR DE FLUJO AXIAL  AGUA DE MEZCLA

El subsistema electrónico determina la posición requerida de los actuadores de agua y cemento a granel, sensa la posición, y si se requiere, transmite nuevos comandos de posición a las válvulas de control hidráulico.

DENSÓMETRO R/A LÍNEAS DE RECIRCULACIÓN DE LECHADA

 AGITADOR DE TURBINA

El subsistema hidráulico suministra la potencia requerida para modificar la posición de los actuadores. La potencia hidráulica es controlada a través de válvulas eléctricas sobre hidráulicas y es alimentado sólo a los actuadores a partir de una señal del subsistema electrónico.

MALLA

LECHADA A BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO

BOMBA RECIRCULANTE CENTRÍFUGA

Figura 11.2 – Esquema del RCM II

El RCM II permite una mayor energía de mezclado que el RCM I. Esto se realiza con la utilización de una mezcladora de flujo axial y otras modificaciones estructurales que se mencionan a continuación. 1. El agua de mezcla se añade al sistema en donde el cemento recirculante retorna al sistema. El agua de mezcla pasa a través de un sistema que consiste de 18 chorros. El número de chorros que están abiertos depende de la densidad deseada de la lechada. 2. El cemento que se recircula retorna al tubo de mezclado a través de dos líneas separadas que tienen un ángulo de 45 grados al punto en donde entra la cabeza de mezclado. Entran a la cabeza de mezclado por debajo del punto en el que el agua de mezcla tiene acceso.

Figura 11.3 – Operador en el sistema ADC

3. Los agitadores de turbina están instalados a un ángulo en vez de estarlo verticalmente en la cu ba de mezclado para permitir así una mayor energía de mezclado.

El equipo de bombeo de cemento es parte esencial de cualquier operación de cementación. Las unidades de bombeo pueden estar montadas en camiones, remolques, patines, o contenedores de agua. Se operan intermitentemente a alta presión y a diferentes rangos.

Cont rol (ADC®)

de

Dens idad

Equipo de Bombeo

A utom ático

Las unidades de bombeo deben contar con un alto caballaje y amplios límites de torque. Deben contar con la relación de peso a caballaje más baja posible  para satisfacer las consideraciones de su transportación.

El sistema ADC cuenta con un subsistema electrónico y un subsistema hidráulico que permite al operador del equipo mezclar automáticamente el cemento ingresando la densidad deseada.

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La mayoría de las unidades son energizadas mediante motores de combustión interna o motores eléctricos.

Las lechadas de campo usualmente se mezclan y  bombean en la tubería de revestimiento al rango más alto posible. Esto varía de 20 a 50 sacos/minuto, dependiendo de la capacidad de cada unidad mezcladora. Como resultado, el primer saco de cemento de un trabajo de cementación primaria lleva al fondo en un período relativamente corto.

Las unidades de cementación pueden contar con múltiples de dos o tres bombas. Para sistemas de alta presión, una bomba mezcla mientras la otra desplaza. Los sistemas de baja presión utilizan una  bomba centrífuga para mezclado y dos bombas de desplazamiento positivo para desplazar. La mayoría de los trabajos de cementación involucran una presión máxima de menos de 5,000 psi, sin embargo se podrían encontrar operaciones que demanden hasta 20,000 psi. Debido a que las condiciones operativas varían grandemente, la bomba de cementación y el tren de potencia fueron diseñados para soportar máximas presiones. Para un trabajo dado, el número de camiones que se requerirán para mezclar el cemento dependerá del volumen del cemento, la profundidad del pozo, y las presiones anticipadas. Para sartas superficiales y conductoras, usualmente basta con un camión;  para tubería intermedia de revestimiento o tubería de revestimiento de explotación, se podrían requerir hasta tres unidades. También se podrían requerir varias revolvedoras en trabajos en donde se requieran más de 1,000 sacos o donde se esperen altas  presiones.

Figura 11.4 – Larguero “Advantage”

Figura 11.5 – Equipo HCR Elite

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Examen de la Unidad A Llene los espacios en blanco con una o más palabras para corroborar su avance en la Sección 11: 1. Las siglas RCM significan ______________ ______________ ______________. 2. En un sistema RCM II, el agua de mezcla pasa a través de un sistema consistente de ______________ chorros. 3. Las siglas ADC significan ______________ ______________ ______________. 4. El sistema RCM II utiliza un ______________ para operar el ADC. 5. La mayoría de las unidades de bombeo son energizadas ya sea con ______________ o ______________. 6. Para un trabajo dado, el número de camiones que se requerirá para mezclar el cemento depende de  ______________, ______________ y ______________.

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Respuestas al Examen de Unidad Ítems del Examen de la Unidad A

Consulte la Página

1. Mezcladora Recirculante de Cemento

11-3

2. 18

11-3

3. Control de Densidad Automático

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4. UniPro II

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5.

Motores de combustión interna, motores eléctricos

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6. Volumen de cemento, profundidad del pozo, presiones anticipadas

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