ES2953921T3 - Método y dispositivo para el acondicionamiento de fluido de perforación - Google Patents
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Abstract
Método y dispositivo para acondicionar fluido de perforación que comprende suministrar fluido de perforación a alta presión a boquillas de alta presión dirigidas en línea colocadas opuestas y dispuestas en comunicación fluida con un espacio sellado para cortar el fluido de perforación suministrado, seguido de una mezcla adicional mediante la colisión de corrientes de alta velocidad y la descarga del fluido de perforación. fluido de perforación acondicionado a través de una salida del espacio sellado. Además, el método y el dispositivo comprenden medir uno o más de: diferencia de presión, temperatura, flujo, calidad y/o contenido del fluido de perforación acondicionado y controlar la apertura de las boquillas de alta presión basándose en la diferencia de presión, temperatura, flujo, calidad y/o contenido de la perforación acondicionada. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método y dispositivo para el acondicionamiento de fluido de perforación
La presente invención se refiere a un método para acondicionar fluido de perforación, según la redacción de la reivindicación 1.
La presente invención se refiere también a un dispositivo para acondicionar fluido de perforación, según la redacción de la reivindicación 4.
Antecedentes
Los fluidos de perforación son fluidos usados en el negocio de perforación de un pozo, o un agujero, en una formación. Los alcances del fluido de perforación incluyen mantener la presión bajo control, transportar recortes de perforación, enfriar el equipo de perforación, transferir energía hidráulica, transmitir señales y ayudar a registrar el pozo, o agujero.
Estos fluidos de perforación varían desde líquidos puros hasta dispersiones, espumas y emulsiones complejas que idealmente no reaccionarán químicamente de manera involuntaria con la formación. Para que una dispersión, espuma o emulsión sea estable, es necesario proporcionar suficiente cizallamiento para homogeneizar las mezclas.
Frecuentemente, en funcionamiento práctico, un fluido de perforación no se considera estable hasta que se ha hecho circular a través de la broca/boquilla con una pérdida de presión de aproximadamente 50 bar o más. Para la adición de nuevas porciones de fluidos de perforación, no es práctico dedicar tiempo a circular a través de la broca.
Por lo tanto, las plataformas de perforación se equipan con un dispositivo para acondicionar fluido de perforación, también conocido como “ pistola de cizallamiento” , donde los fluidos de perforación en las plataformas pueden homogeneizarse mediante cizallamiento (denominado cizallamiento) antes de bombearse al pozo/agujero.
En US3807705A (El DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY) se describe un procedimiento y aparato para la mezcla de un lecho de sólidos particulados que funcionan cíclicamente mediante el flujo de gravedad hacia abajo regulado selectivamente de una fracción de los sólidos, mezcla fluidizada fuera del lecho, seguido de reciclado a la parte superior del lecho.
A partir de US5779361A (SHINYOU TECHNOLOGIES INC) se conoce un mezclador estático con una baja pérdida de presión y una alta agitación/eficiencia de mezcla. El mezclador comprende en el medio de un conducto de fluido un cuerpo de mezcla que tiene un diámetro mayor que el conducto de fluido. El cuerpo de mezcla tiene una porción de cilindro de cuerpo de mezcla, una porción hueca de entrada que tiene un puerto de entrada ajustado a la porción de cilindro, y una porción hueca de salida que tiene un puerto de salida. Un cilindro de impacto que tiene un diámetro mayor que un diámetro del puerto de salida se dispone dentro del cuerpo de mezcla de manera que su abertura se posiciona en una relación de enfrentamiento con el puerto de entrada. Una pluralidad de rebajes se proporcionan en al menos una de una porción lateral interior del fondo del cilindro de impacto, una porción de superficie interior del puerto de entrada hueco, una porción de superficie interior del puerto de salida hueco, una porción circunferencial interior de una porción cilíndrica del cilindro de impacto, y una porción de superficie circunferencial interior de la porción cilíndrica del cuerpo de mezcla.
En US5460449A (KENT, J. HOWARD y col.) describe un mezclador en línea sin partes móviles, con un cabezal de cizallamiento generalmente cónico apuntado en la dirección corriente arriba dentro de una tubería, y centrado cerca del lado corriente abajo de un anillo de asiento anular sujeto a la superficie interior de la tubería. En la cara inclinada, corriente arriba, o lado de alta presión del cabezal de cizallamiento, hay una serie de puertos generalmente circulares perforados a través del cabezal de cizallamiento. La cara inclinada del cabezal de cizallamiento cónico se extiende a través del centro del anillo de asiento en la dirección corriente arriba, y se ajusta para ubicarse muy cerca del lado corriente abajo del anillo de asiento.
En WO9928020 se describe un aparato y un proceso para fabricar mezclas de múltiples fases. El aparato incluye una bomba de alta presión, al menos dos zonas de mezcla de alta presión en serie, y un intercambiador de calor de alta presión ubicado antes de la última zona de mezcla de alta presión.
En US2014174830A (BINGHAM RICHARD y col.) se describe un sistema para acondicionar fluido de perforación que incluye un dispositivo de acondicionamiento que tiene un primer conducto configurado para recibir el fluido de perforación, una restricción de flujo dispuesta adyacente al primer conducto, comprendiendo la restricción de flujo una entrada de fluido y una salida de fluido, una placa de impacto dispuesta corriente abajo de la restricción de flujo, una primera cámara dispuesta entre la restricción de flujo y la placa de impacto, y una segunda cámara dispuesta corriente abajo de la placa de impacto, en donde la primera cámara se conecta fluidamente a la segunda cámara. Un método para acondicionar fluido de perforación usando un dispositivo acondicionador, incluye bombear un fluido de perforación a través de una restricción de flujo, acelerar el fluido de perforación en una cámara de mezcla, someter el fluido de perforación a cizallamiento por elongación, desacelerar el fluido de perforación contra una placa de impacto, someter el fluido de perforación a cizallamiento por impacto, y vaciar el fluido de perforación de la cámara de mezcla.
A partir de WO2015199547 A1 (KCA DEUTAG DRILLING NORGE AS) se conoce una pistola de cizallamiento para perforar fluidos que comprende un alojamiento en forma de cuerpo alargado, internamente hueco dispuesto para recibir fluido de perforación, ya que el alojamiento comprende un espacio interior equipado con una boquilla de alta presión que se conecta con una entrada que se extiende a través de una primera parte, superior del cuerpo alargado del alojamiento y un cono de distribución opuesta que se dispone en una segunda parte, inferior del cuerpo alargado del alojamiento. Se proporciona un número de aberturas o cortes en la parte superior del espacio hueco del alojamiento, dispuestas para funcionar como salidas de líquido para fluido de perforación mixto y ara que la abertura de boquilla de la boquilla de alta presión se monte más abajo que dichas aberturas o cortes en el espacio hueco del alojamiento.
A partir de las instrucciones metódicas para los estudiantes de la disciplina “ Drilling fluids and cement slurries” , Nazarov I.M., Almetviesk Polytechnical College, 2014, y dispersante hidráulico DG-40, Exbure.ru, se conocen un método y un dispositivo (dispersante hidráulico) para la dispersión de fluido de perforación, en donde el método comprende suministrar fluido a alta presión a boquillas de alta presión dirigidas en línea colocadas opuestas dispuestas en comunicación fluida con una separación sellada para cizallar el fluido de perforación suministrado y descargar el fluido dispersante a través de una salida. El método comprende una etapa de premezcla y utiliza el efecto venturi para mezclar sustancias en el fluido de perforación.
En EP 0488666 A se describe el mezclador de lodo para mezclar un aditivo sólido inicialmente particulado en un flujo sustancialmente continuo de lodo de perforación de líquido, en donde dicho mezclador de lodo comprende una cámara de mezcla que tiene dos boquillas de inyección de lodo y una entrada de aditivo para admitir un flujo sustancialmente continuo de dicho aditivo en dicha cámara de mezcla simultáneamente con las dos corrientes inyectadas de lodo en el uso de dicha mezcladora de lodo.
Las plantas actuales se construyen de modo que esto se realiza en tanques de lodo de perforación que están a bordo de las plataformas, y un chorro de una boquilla va directamente al lodo en el tanque. La fuerza del chorro da como resultado que penetre profundamente en el tanque, y frecuentemente la potencia residual en el chorro es grande cuando se encuentra con la pared del tanque. Al variar los niveles en el tanque, las fuerzas residuales variarán, y el chorro se descompone por el nivel de lodo en el tanque. Esto puede resultar en la erosión de la pared del tanque, y también se genera mucho ruido. El acceso para el mantenimiento de tanques y boquillas debe realizarse entrando en el tanque, lo que es riesgoso y consume mucho tiempo. Si resulta una erosión y agujeros en la pared del tanque, esto puede resultar en descargas al medio ambiente externo.
Además, en relación con el transporte de lodo/fluido de perforación a una plataforma mediante un barco de suministro, el lodo/fluido de perforación se degenerará. Mediante el cizallamiento continuo del lodo/fluido de perforación durante el transporte, se optimizará la calidad y lo dejará listo para su uso. Esto también se aplica en instalaciones de almacenamiento y producción en tierra.
Las dificultades para la técnica anterior mencionada se vinculan por lo tanto a, entre otras cosas, ruido, erosión de las paredes del tanque, vulnerabilidad a niveles fluctuantes en el tanque, y también a que las soluciones frecuentemente no están diseñadas para el propósito.
Otro inconveniente considerable de las soluciones de la técnica anterior mencionadas es que la eficiencia de esta es limitada.
Las soluciones de la técnica anterior son exigentes de más espacio y se diseñan para aplicaciones específicas, es decir, no se diseñan para usarse por más de una aplicación.
En consecuencia, las soluciones de la técnica anterior se adaptan principalmente para disposiciones fijas y no flexibles en lo que respecta a la disposición en un proceso de manejo de fluido de perforación.
Objetivo
El objetivo principal de la presente invención es proporcionar un método y un dispositivo para acondicionar el fluido de perforación que resuelvan parcialmente o totalmente las carencias y los inconvenientes mencionados anteriormente de la técnica anterior.
Además, es un objetivo de la presente invención proporcionar un método y un dispositivo para acondicionar fluido de perforación que tiene mayor capacidad que las soluciones de la técnica anterior.
Un objetivo de la presente invención es proporcionar un método y un dispositivo para acondicionar fluido de perforación que tiene mayor eficiencia que las soluciones de la técnica anterior.
Es un objetivo de la presente invención proporcionar un dispositivo para acondicionar fluido de perforación que sea fácil de montar/desmontar.
Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un dispositivo para acondicionar fluido de perforación que exige considerablemente menos espacio que las soluciones de la técnica anterior.
Es un objetivo de la presente invención proporcionar un método y un dispositivo para acondicionar fluido de perforación que proporcione la mayor energía de mezcla que sea posible.
Un objetivo de la presente invención es proporcionar un método y un dispositivo para acondicionar fluido de perforación que sea flexible con respecto a la disposición en un proceso de manejo de fluido de perforación y pueda usarse en una amplia variedad de aplicaciones.
Es un objetivo de la presente invención proporcionar un dispositivo para acondicionar fluido de perforación que sea escalable según los requisitos y la velocidad de flujo.
Un objetivo de la presente invención es proporcionar un método y un dispositivo para acondicionar fluido de perforación que proporcione una oportunidad para la premezcla del fluido de perforación frente a o en una boquilla de cizallamiento para una mezcla gruesa.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo para acondicionar posibilidades de habilitación de fluido de perforación para instrumentación simple en cuanto a diferencia de presión, temperatura y flujo. Un objetivo de la presente invención es proporcionar un método y un dispositivo para acondicionar fluido de perforación que proporcione la mezcla de uno o más fluidos, productos químicos y/o sustancias en el fluido de perforación.
Otros objetivos de la presente invención surgirán a partir de la siguiente descripción, reivindicaciones y dibujos adjuntos.
Invención
Un método para acondicionar fluido de perforación según la presente invención se describe en la reivindicación 1. Las características preferentes del dispositivo se describen en las reivindicaciones dependientes.
Un dispositivo para acondicionar fluido de perforación según la presente invención se describe en la reivindicación 4. Las características preferentes del dispositivo se describen en las reivindicaciones dependientes.
Un método para el acondicionamiento de fluido de perforación según la presente invención comprende suministrar fluido de perforación a alta presión a boquillas de alta presión dirigidas en línea colocadas opuestas dispuestas en comunicación fluida con un espacio sellado para cizallar el fluido de perforación suministrado seguido de mezcla adicionalmente por medio de corrientes de alta velocidad que colisionan, y descargar el fluido de perforación acondicionado a través de una salida de la separación sellada.
El método según la presente invención puede comprender también utilizar el efecto venturi para mezclar uno o más fluidos, productos químicos y/o sustancias, tal como uno o más aceites o agua, en el fluido de perforación.
Un método para el acondicionamiento de fluido de perforación según la presente invención puede comprender también la premezcla del fluido de perforación delante de o en la boquilla de cizallamiento.
Un dispositivo según la presente invención comprende un cuerpo principal principalmente alargado provisto de entradas para el suministro de fluido de perforación en sus extremos y una salida para la descarga del fluido de perforación acondicionado.
El dispositivo se basa en el uso de boquillas de alta presión dirigidas en línea colocadas opuestas dispuestas en relación con las entradas para el fluido de perforación que combinan el efecto de cizallamiento a través de las boquillas de alta presión y se mezclan además mediante la colisión de corrientes de alta velocidad, lo que reduce las fuerzas de impacto en la construcción.
En el proceso de homogeneización de una dispersión o una emulsión, es necesario aplicar suficiente energía de mezcla. Deben romperse la mayor cantidad posible de aglomerados o agregados de partículas. Similarmente, para una emulsión es necesario romper todo el líquido emulsionado en gotitas lo más finas que sea posible. Como se describió anteriormente, un fluido de perforación puede ser una dispersión o una emulsión o una combinación de las mismas. Por lo tanto, es necesario crear tanta energía de mezcla como sea posible.
Los fluidos de perforación también pueden contener diferente concentración de polímeros. Algunos de los polímeros pueden ablandar la turbulencia en el dispositivo para acondicionar fluido de perforación, también conocido como pistolas de cizallamiento y, por lo tanto requieren un tiempo de mezcla más largo. Otros polímeros pueden romperse por alto cizallamiento. Por lo tanto, es importante tener un dispositivo que presente tanto cizallamiento como sea posible, pero que al mismo tiempo pueda reducir la velocidad de cizallamiento si es necesario.
Un fluido de perforación basado en agua normalmente contiene polímeros y bentonita para lograr la viscosidad requerida. Similarmente, un fluido de perforación basado en aceite normalmente contiene agua emulsionada y arcilla organofílica para formar la viscosidad. Común para los tipos de fluido de perforación es que contienen minerales de alta densidad de grano fino para crear la densidad de fluido necesaria. El material de alta densidad más comúnmente
usado es barito con una distribución de tamaño de partícula típicamente menor que 75 micrones. Ocasionalmente, se usan materiales más duros e incluso de mayor densidad como ilmenita o hematita. Cuando estos materiales de alta densidad se mezclan en el fluido de perforación existe una mayor probabilidad de crear desgaste. Este desgaste puede reducirse significativamente o incluso eliminarse si los chorros de fluido dentro del dispositivo para acondicionar fluido de perforación colisionan en lugar de golpear una superficie o pasar a través de cuchillas de cizallamiento giratorias. Por consiguiente, por la presente invención se proporciona un dispositivo que cizalla eficientemente los fluidos de perforación y después del cizallamiento los mezcla.
La presente invención proporciona además un dispositivo que reducirá considerablemente el ruido del proceso, en comparación con las soluciones de la técnica anterior, utilizando fluido de perforación acondicionado como un amortiguador acústico alrededor del proceso de cizallamiento y mezcla.
El dispositivo según la presente invención es aplicable en plataformas de perforación, durante el transporte, en instalaciones de almacenamiento de fluido de perforación en las plataformas y en las plantas de fluido de perforación. El dispositivo según la presente invención será aplicable además para el tratamiento de fluido de perforación en transporte, almacenamiento y procesos en tierra, en unidades de transporte en barco y en tierra. P. ej., al circular el fluido de perforación a través del dispositivo según la presente invención.
La presente invención proporciona un dispositivo para acondicionar fluido de perforación que es adecuado para su uso en un sistema completo basado en contenedor/arrastre de tratamiento de lodo/fluido de perforación.
Mediante la presente invención se proporciona un dispositivo para acondicionar fluido de perforación en donde las boquillas de cizallamiento son fácilmente intercambiables.
El dispositivo según la presente invención requiere menos ritmo, en comparación con las soluciones de la técnica anterior, y puede disponerse en línea en un proceso.
El dispositivo según la presente invención es más fácil de ensamblar, desmontar, almacenar y poner fuera de servicio. Por la presente invención se permite además que puedan usarse materiales reusables que protegen el medio ambiente en la mayoría de las partes.
El dispositivo según la presente invención puede suministrarse con fluido de perforación desde bombas de alta presión existentes en el sitio o por medio de al menos una bomba de alta presión dedicada integrada con uno o más dispositivos según la presente invención como una unidad.
Según la presente invención, varios dispositivos según la presente invención pueden disponerse en paralelo si se desea. Otras características preferentes y detalles ventajosos de la presente invención aparecerán a partir de la siguiente descripción de ejemplo, las reivindicaciones y los dibujos adjuntos.
Ejemplo
La presente invención se describirá con más detalle más abajo con referencias a los dibujos adjuntos, donde: la Figura 1 es un dibujo principal de un dispositivo para acondicionar fluido de perforación según la presente invención, la Figura 2 es una vista en sección transversal del dispositivo para acondicionar fluido de perforación en la Figura 1, y las Figuras 3a-b son dibujos principales de modificaciones de un dispositivo para condicionar la perforación según la presente invención.
Ahora se hace referencia a las Figuras 1 y 2 para la descripción del dispositivo 10 para acondicionar el fluido de perforación según una primera realización de la presente invención. El dispositivo 10 para acondicionar fluido de perforación según la presente invención también puede denominarse pistola de cizallamiento.
El dispositivo 10 para acondicionar fluido de perforación según la primera realización de la presente invención comprende un cuerpo principal 20 principalmente alargado provisto de entradas 30 en extremos opuestos para recibir el fluido de perforación de estas y una salida 40 para la descarga del fluido de perforación acondicionado. El dispositivo 10 para acondicionar fluido de perforación se proporciona además con un alojamiento interior 50 dispuesto en el cuerpo principal 20 principalmente alargado en forma de cuerpo hueco horizontal 51 dispuesto para recibir fluido de perforación en los extremos 52 del mismo.
Las superficies interiores del cuerpo hueco (51) horizontal se revisten con anillos de metal duro (53) que se extienden radialmente, como de carburo de wolfram, diamante policristalino, nitruro de boro cúbico policristalino, material de cerámica o recubrimiento de diamante galvanizado así como placas (54) de metal duro en los extremos (52), tal como de carburo de wolfram, diamante policristalino, nitruro de boro cúbico policristalino, material de cerámica o recubrimiento de diamante galvanizado para reducir el desgaste del espacio interior del cuerpo hueco (51).
El cuerpo hueco 51 está provisto además de al menos una abertura 55, tal como un agujero, ranura o corte, desde el espacio interior del cuerpo hueco 51 hasta el exterior del mismo dispuesto para funcionar como salidas de fluido para acondicionar fluido de perforación. En la realización mostrada se disponen dos secciones 56 que se extienden radialmente que comprenden un número de aberturas 55, a cada lado del eje central vertical del cuerpo hueco 51.
Preferiblemente, al menos una abertura 55 se dispone en un lado inferior del cuerpo hueco 51 para permitir el drenaje del dispositivo 10 cuando no se usa.
El cuerpo hueco 51 del alojamiento interior puede dividirse además en varias partes que se montan en el cuerpo principal 20 desde el cuerpo interior hueco 51. Esto facilitará la inserción de los anillos 53 y placas 54 mencionados en el cuerpo hueco 51.
En lugar de los anillos 53 y las placas 54 mencionados, las superficies interiores del cuerpo hueco 51 pueden proporcionarse con un recubrimiento de metal duro, tal como de carburo de wolfram, diamante policristalino, nitruro de boro cúbico policristalino, material de cerámica o recubrimiento de diamante galvanizado, en superficies interiores del mismo. En otra alternativa, el cuerpo hueco 51 se elabora de metal duro, tal como carburo de wolfram, diamante policristalino, nitruro de boro cúbico policristalino, material de cerámica o recubrimiento de diamante galvanizado.
El cuerpo principal 20 principalmente alargado encierra el cuerpo hueco 51 del alojamiento interior 50 con una separación entre los mismos.
La salida 40 del cuerpo principal 20 está en la realización mostrada dispuesta en un lado inferior de la misma, preferiblemente provista de una brida 41 para la disposición en el lado superior del tanque de almacenamiento o tubería de proceso dirigida horizontal o verticalmente. Por ello la salida 40 se dispone en el lado inferior de la misma; esto garantizará que el dispositivo 10 se drene cuando no esté en uso.
El dispositivo 10 para acondicionar fluido de perforación se proporciona además con lados desprendibles 60 dispuestos para sellar los extremos del cuerpo principal 20 y los extremos 52 del cuerpo hueco 51 del alojamiento interior 50.
En la realización mostrada el cuerpo principal 20 se proporciona con rebajes anulares interiores 21 en sus extremos dispuestos para recibir y alojar los lados desprendibles 60.
Los lados desprendibles 60 se proporcionan, además, en lados orientados hacia el cuerpo hueco 51, con rebajes anulares 61 adaptados para recibir y alojar los extremos 52 del cuerpo hueco 51 del alojamiento interior 50.
Los lados desprendibles 60 se retienen por lo tanto por el cuerpo principal 20 y los lados desprendibles 60 retienen el alojamiento interior 50. Los lados desprendibles 60 se proporcionan además con agujeros pasantes 62 para recibir y alojar varillas de sujeción o pernos 70 que se extienden a través del dispositivo 10, donde las tuercas 71 se disponen para asegurar los lados 60 al cuerpo principal 20 y al alojamiento interior 50 juntos. El cuerpo hueco 51 del alojamiento interior 50 puede proporcionarse además con agujeros pasantes que se extienden longitudinalmente para recibir y alojar las varillas de sujeción o pernos 50.
Las entradas 30 mencionadas del dispositivo 10 para el suministro de fluido de perforación se disponen en los lados desprendibles 60. Las entradas 30 están provistas de conectores 31 para la conexión de una manguera de suministro de fluido de perforación, tubería, tubo o lo similar. Las entradas 30 están en comunicación fluida con el espacio interior del cuerpo hueco 51 mediante boquillas de alta presión 80 dispuestas en los lados desprendibles 60, que se extienden en el cuerpo hueco interior 51, cuyas boquillas de alta presión 80 que presentan una reducción en el diámetro interior forman la entrada 30 al espacio interior del cuerpo hueco 51. Las boquillas de alta presión 80 se disponen por lo tanto opuestas y en línea entre sí en el cuerpo hueco 51 y por lo tanto suministrarán fluido desde lados opuestos al cuerpo hueco 51. Las boquillas de alta presión 80 se elaboran preferiblemente de o se les aplica una superficie interior de metal duro, tal como de carburo de wolfram, diamante policristalino, nitruro de boro cúbico policristalino, material de cerámica o recubrimiento de diamante galvanizado. En otra realización la boquilla de alta presión 80 se dispone con una abertura controlable de la misma, como se describe a continuación con referencias a las Figuras 3a-b. En aun otra realización, las boquillas de alta presión 80 se forman como una boquilla venturi. La boquilla de alta presión 80 puede integrarse en los lados desprendibles 60 o disponerse intercambiablemente en los lados desprendibles 60 mediante roscas (no mostradas).
Además, se disponen dispositivos de sellado (no mostrados) entre los lados desprendibles 60 y el cuerpo principal 20.
El dispositivo 10 para acondicionar fluido de perforación funciona por lo tanto porque al menos una bomba de alta presión (no mostrada) suministra fluido de perforación a alta presión a ambas entradas 30, preferiblemente con la misma presión,
donde el fluido de perforación a medida que pasa por las boquillas de alta presión 80 se corta/tritura después de que el fluido de perforación cortado/triturado que fluye desde ambos lados colisionan en el centro del cuerpo hueco 51 del alojamiento interior 50, donde se mezclan y salen del alojamiento interior 50 mediante las aberturas 55 y se recolectan en el cuerpo principal 20. La presencia de fluido de perforación acondicionado en el cuerpo principal 20 reducirá el sonido del proceso. El fluido de perforación acondicionado saldrá entonces del dispositivo 10 a través de la salida 40 del cuerpo principal 20 a un tanque de almacenamiento, tuberías de proceso o lo similar.
El flujo de alta velocidad de fluido de perforación cortado/triturado también resultará en que se logre un alto grado de mezcla.
La al menos una bomba de alta presión puede ser una bomba dedicada para el dispositivo 10 según la presente invención o bombas de alta presión disponibles en el sitio.
Si solo se usa una bomba de alta presión, habrá un divisor dispuesto delante del dispositivo 10, difundiendo el flujo desde la bomba de alta presión hasta las dos entradas 30 del dispositivo 10.
Ahora se hace referencia a las Figuras 3a-b que son dibujos principales de posibles modificaciones del dispositivo 10 descrito anteriormente para el acondicionamiento del fluido de perforación, en donde la Figura 3b es una vista en sección transversal vista desde arriba. Algunas de las partes descritas se omiten por claridad, y el número de referencia para muchas de las partes anteriores se omite por claridad.
Según una realización alternativa del dispositivo 10 para acondicionar fluido de perforación según la presente invención se proporciona con medios 90 para la premezcla del fluido de perforación delante de las boquillas 80. Esto puede lograrse según la presente invención disponiendo una zona de mezcla/ o una cámara 90 delante de la boquilla 80 cuya cámara 90 está provista de una salida 91 orientada hacia la boquilla 80. En la realización mostrada esta cámara 90 es principalmente cilíndrica o en forma de disco, y la entrada del fluido de perforación 30 se dispone adicionalmente para suministrar el fluido de perforación radialmente a la cámara 90 que creará un efecto de vórtice sobre el fluido de perforación suministrado que proporciona un efecto de mezcla al fluido de perforación antes de entrar en las boquillas 80.
Las superficies interiores de la cámara 90 mencionada se revisten preferiblemente con un recubrimiento o metal duro sinterizado, tal como de carburo de wolfram, diamante policristalino, nitruro de boro cúbico policristalino, material de cerámica o recubrimiento de diamante galvanizado. Alternativamente esta realización también puede hacer uso de anillo(s) de metal duro como se describió anteriormente, en donde una abertura se dispone correspondiente con la entrada 30.
La cámara 90 puede proporcionarse además con cuchillas o álabes para una premezcla mejorada.
Según otra realización las boquillas 80 pueden ser ajustables. Según una realización esto se logra porque las boquillas 80 están provistas además de un vástago 81 con un extremo cónico 82 orientado hacia la abertura de la boquilla 80, cuyo vástago 81 se dispone móvil en dirección longitudinal de la boquilla 80 a lo largo del eje central longitudinal de la boquilla 80 por medio de un accionador (no mostrado) o por ajuste manual. Por consiguiente, la abertura de la boquilla 80 puede ajustarse mediante una unidad de control (no mostrada) dispuesta para controlar el accionador basado en el equipo de medición dispuesto en conexión con el dispositivo, tal como el equipo de medición para medir uno o más de: diferencia de presión, temperatura, flujo, calidad y/o contenido del fluido de perforación acondicionado.
Según otra realización alternativa del dispositivo 10 para acondicionar fluido de perforación según la presente invención el dispositivo 10 puede disponerse para utilizar el efecto venturi para mezclar en uno o más fluidos, productos químicos y/o sustancias, tal como uno o más aceites o agua, en el fluido de perforación. En la realización mostrada esto puede lograrse porque el dispositivo 10 se proporciona con una o más entradas 100 para el suministro de fluido, producto químico o sustancia que conduce desde el exterior del dispositivo 10 hasta delante de o en las boquillas 80. Con esto se logra que cuando se suministra fluido, producto químico o sustancia a la entrada mencionada 100, el efecto venturi causado por las boquillas 80 atraerá los fluidos, productos químicos y/o sustancias mencionados en conexión con el cizallamiento/corte del fluido de perforación.
Al disponer varias de dichas entradas 100 distribuidas en la dirección circunferencial de la boquilla 80, se logra un efecto mejorado cuando se suministra el mismo fluido, producto químico o sustancia, o las varias entradas 100 pueden usarse para mezclar diferentes fluidos, productos químicos y/o sustancias en el fluido de perforación.
Además de disponer un equipo de medición en conexión con el dispositivo 10, el equipo de medición que va a usarse por el dispositivo también puede disponerse en conexión con otras partes del proceso de manejo de fluido de perforación.
Por la presente invención será posible lograr las propiedades deseadas del fluido de perforación (lodo). El dispositivo 10 según la presente invención será capaz de manejar la presión hasta 500 bar, y una cantidad de líquido entre 1000-1500 l/min.
Por consiguiente, el dispositivo para acondicionar fluido de perforación según la presente invención puede montarse en un proceso existente horizontalmente en cualquier etapa del proceso de manejo del fluido de perforación (lodo).
El dispositivo según la presente invención será fácil de montar/desmontar, y además exige considerablemente menos espacio que las soluciones de la técnica anterior.
Las piezas de desgaste del dispositivo según la presente invención pueden reemplazarse adicionalmente sin tiempo de inactividad en la perforación.
El dispositivo para acondicionar fluido de perforación según la presente invención, por lo tanto, en combinación con una bomba es adecuado como una unidad independiente que puede disponerse en línea para una amplia variedad de aplicaciones, tal como, aunque no de forma limitativa, plataformas, barcos de suministro o plantas en tierra. Modificaciones
El dispositivo puede proveerse además con una obstrucción, formada con una superficie plana, convexa o cóncava, en el centro del cuerpo hueco del alojamiento interior.
Claims (14)
1. Método para el acondicionamiento de fluido de perforación, en donde el método comprende suministrar fluido de perforación a alta presión a boquillas (80) de alta presión dirigidas en línea colocadas opuestas dispuestas en comunicación fluida con un espacio sellado para cizallar el fluido de perforación suministrado seguido de mezclado adicional mediante corrientes de alta velocidad que colisionan, y descargan el fluido de perforación acondicionado a través de una salida (40) del espacio sellado, caracterizado porque el método comprende medir una o más de: diferencia de presión, temperatura, flujo, calidad y/o contenido del fluido de perforación acondicionado y controlar la abertura de las boquillas de alta presión basado en la diferencia de presión, temperatura, flujo, calidad y/o contenido medidos del fluido de perforación acondicionado.
2. Método según la reivindicación 1, en donde comprende utilizar el efecto venturi para mezclar uno o más fluidos, productos químicos y/o sustancias en el fluido de perforación.
3. Método según la reivindicación 1, en donde comprende premezclar frente a o en el cizallamiento del fluido de perforación.
4. Dispositivo (10) para acondicionar fluido de perforación que comprende un cuerpo principal mayormente alargado (20) provisto de entradas (30) para el suministro de fluido de perforación en ambos extremos y una salida (40) para descargar fluido de perforación acondicionado, en donde el dispositivo (10) comprende boquillas (80) de alta presión dirigidas en línea colocadas opuestas dispuestas en conexión con las entradas (30) que combinan el efecto de cizallamiento a través de las boquillas (80) de alta presión y que se mezclan adicionalmente mediante corrientes de alta velocidad que colisionan, caracterizado porque:
-las boquillas (80) de alta presión son ajustables,
-el dispositivo (10) comprende un equipo de medición dispuesto en relación con el dispositivo (10) que mide uno o más de: diferencia de presión, temperatura, flujo, calidad y/o contenido del fluido de perforación acondicionado, y
-el dispositivo (10) comprende una unidad de control que controla la abertura de las boquillas (80) de alta presión basado en la diferencia de presión, temperatura, flujo, calidad y/o contenido medidos del fluido de perforación acondicionado.
5. Dispositivo (10) según la reivindicación 4, caracterizado porque el dispositivo (10) comprende un alojamiento interior (50) dispuesto en el cuerpo principal (20), el alojamiento interior (50) formado por un cuerpo hueco (51), en el cual cuerpo hueco (51) la boquilla (80) de alta presión mencionada se extiende desde cada extremo (52), el cual cuerpo hueco (51) se proporciona con al menos una abertura (55) para descargar el fluido de perforación de acondicionamiento al cuerpo principal mayormente alargado (20).
6. Dispositivo (10) según la reivindicación 5, caracterizado porque el cuerpo principal mayormente alargado (20) encierra el alojamiento interior (50) con una separación entre los mismos para el fluido de perforación acondicionado.
7. Dispositivo (10) según la reivindicación 4, caracterizado porque:
-el cuerpo hueco (51) se elabora de metal duro, se selecciona de carburo de wolfram, diamante policristalino, nitruro de boro cúbico policristalino, material de cerámica o recubrimiento de diamante galvanizado,
-superficies internas del cuerpo hueco (51) se proporcionan con un recubrimiento de metal duro, seleccionado de carburo de wolfram, diamante policristalino, nitruro de boro cúbico policristalino, material de cerámica o recubrimiento de diamante galvanizado o
-superficies interiores del cuerpo hueco (51) se revisten con anillos de metal duros (53) que se extienden radialmente, seleccionados de carburo de wolfram, diamante policristalino, nitruro de boro cúbico policristalino, material de cerámica o recubrimiento de diamante galvanizado, así como placas (54) de metal duro en los extremos (52) de los mismos, seleccionados de carburo de wolfram, diamante policristalino, nitruro de boro cúbico policristalino, material de cerámica o recubrimiento de diamante galvanizado.
8. Dispositivo (10) según las reivindicaciones 4-5, caracterizado porque el dispositivo (10) comprende lados desprendibles (60) dispuestos para sellar los extremos del cuerpo principal (20) y el cuerpo hueco (51) del alojamiento interior (50).
9. Dispositivo (10) según la reivindicación 8, caracterizado porque el cuerpo principal (20) se proporciona con rebajes anulares (21), en extremos de los mismos, para recibir y alojar los lados desprendibles (60).
10. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque los lados desprendibles (60) en lados orientados hacia el cuerpo hueco (51) se proporcionan con rebajes anulares (61) adaptados para recibir y alojar los extremos (52) del cuerpo hueco (51) del alojamiento interior (50).
11. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque las entradas (30) se disponen en los lados desprendibles (60) y las entradas (30) están en comunicación fluida con el espacio interior del cuerpo hueco (51) mediante las boquillas (80) de alta presión.
12. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque la salida (40) está provista de una brida (41) para la conexión a un tanque de almacenamiento o tubería de proceso.
13. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque las boquillas (80) están provistas de entradas (100) dispuestas para el suministro de uno o más fluidos, productos químicos y/o sustancias en conexión con el cizallamiento/corte del fluido de perforación.
14. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque el dispositivo (10) se proporciona con medios (90) para premezclar el fluido de perforación frente a o en las boquillas (80).
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