{"id":39501,"date":"2021-07-24T07:12:56","date_gmt":"2021-07-24T07:12:56","guid":{"rendered":"https:\/\/globecore.com\/drilling-mud-production-in-a-vortex-layer-device\/"},"modified":"2023-11-28T13:37:46","modified_gmt":"2023-11-28T13:37:46","slug":"drilling-mud-production-in-a-vortex-layer-device","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/globecore.com\/es\/molienda\/drilling-mud-production-in-a-vortex-layer-device\/","title":{"rendered":"Preparaci\u00f3n de fluido de perforaci\u00f3n en un aparato de la capa v\u00f3rtex"},"content":{"rendered":"

En este art\u00edculo, analizaremos la preparaci\u00f3n de fluido de perforaci\u00f3n utilizando la tecnolog\u00eda de la capa v\u00f3rtex de part\u00edculas ferromagn\u00e9ticas, as\u00ed como tambi\u00e9n evaluaremos las perspectivas de aplicaci\u00f3n de esta tecnolog\u00eda en la industria del petr\u00f3leo y el gas.<\/span><\/p>\n

El fluido de perforaci\u00f3n es una parte importante de la tecnolog\u00eda para el desarrollo de minerales (petr\u00f3leo y gas). Se le conf\u00edan varias funciones a la vez, entre las que se pueden distinguir la remoci\u00f3n de roca destruida, la protecci\u00f3n del pozo contra derrumbes, la lubricaci\u00f3n de la herramienta de perforaci\u00f3n, etc.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/span><\/p>\n

La preparaci\u00f3n del fluido de perforaci\u00f3n se lleva a cabo mediante diferentes f\u00f3rmulas, pero las m\u00e1s extendidas son los fluidos a base de agua y a base de hidrocarburos. En el primer caso, se utilizan componentes como agua industrial, soluciones salinas e hidrogeles, pol\u00edmero, arcilla polim\u00e9rica y soluciones de arcilla, y en el segundo, emulsiones invertidas y soluciones de cal-bet\u00fan. Los componentes est\u00e1ndar no siempre pueden proporcionar las funciones necesarias del fluido de perforaci\u00f3n, por lo que, para mejorarlos, se utilizan modificadores especiales que corrigen las propiedades estructurales y reol\u00f3gicas.<\/span><\/p>\n

Por lo general, la preparaci\u00f3n de los fluidos de perforaci\u00f3n se lleva a cabo en bloques especiales, cuyo funcionamiento est\u00e1 asegurado por el funcionamiento de varios mezcladores, dispersantes, etc.<\/span><\/p>\n

Equipo para la preparaci\u00f3n de fluidos de perforaci\u00f3n<\/b><\/h2>\n

Consideremos los principales tipos de mezcladores y dispersantes, con la ayuda de los cuales se prepara el fluido de perforaci\u00f3n. En la perforaci\u00f3n exploratoria de pozos de petr\u00f3leo y gas en condiciones de colocaci\u00f3n aut\u00f3noma de equipos de perforaci\u00f3n, el m\u00e9todo hidr\u00e1ulico es de gran importancia, en el que solo se utiliza la energ\u00eda cin\u00e9tica del flujo para destruir part\u00edculas s\u00f3lidas de fluidos de perforaci\u00f3n arcillosos. Un dispositivo que implementa este principio de funcionamiento se llama mezclador de fluido hidr\u00e1ulico o mezclador hidr\u00e1ulico.\u00a0\u00a0<\/span><\/p>\n

La mezcla centr\u00edfuga se utiliza en la etapa final de la preparaci\u00f3n de fluidos de perforaci\u00f3n. Se realiza mediante mezcladores, en los que, bajo la acci\u00f3n de la rotaci\u00f3n de las palas, se dispersan part\u00edculas de arcilla.\u00a0<\/span><\/p>\n

Los mezcladores est\u00e1ticos (estacionarios) son estructuralmente un inserto especial en la tuber\u00eda a trav\u00e9s del cual se alimenta la pulpa de fluido de perforaci\u00f3n. Estos insertos pueden ser de diferentes longitudes, di\u00e1metros y configuraciones, lo que permite mezclar materiales multicomponente con diferente naturaleza qu\u00edmica, viscosidad y densidad. La tarea principal de un mezclador de fluido est\u00e1tico es homogeneizar el material, igualar el gradiente de viscosidad, evitar que las inclusiones de aire entren en la mezcla y aumentar la turbulencia del flujo.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/span><\/p>\n

En la pr\u00e1ctica, la mezcla final de los componentes solo ocurre cuando la soluci\u00f3n se pasa varias veces a trav\u00e9s de todos los mezcladores y dispersores en la unidad de producci\u00f3n, es decir,\u00a0 tienen lugar varios ciclos de tratamiento. Teniendo en cuenta lo anterior, as\u00ed como la participaci\u00f3n activa de los mezcladores mec\u00e1nicos en la mezcla, podemos hablar de los grandes gastos de tiempo y electricidad que recaen en el proceso de preparaci\u00f3n de fluidos de perforaci\u00f3n. Adem\u00e1s, no siempre es posible obtener una soluci\u00f3n de la calidad deseada. Por lo tanto, el desarrollo de nuevos dispositivos que reducir\u00e1n el tiempo de preparaci\u00f3n y el consumo de energ\u00eda de los fluidos de perforaci\u00f3n, al tiempo que aseguran las caracter\u00edsticas de calidad adecuadas, es relevante y oportuno.<\/span><\/p>\n

Preparaci\u00f3n de fluidos de perforaci\u00f3n utilizando el aparato de la capa v\u00f3rtex<\/b><\/h2>\n

Estructuralmente, el aparato de la capa v\u00f3rtex<\/strong><\/a> es una c\u00e1mara de trabajo colocada en un inductor de un campo electromagn\u00e9tico giratorio (Figura 1). <\/span><\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Figura 1. Aparato con la capa v\u00f3rtex de part\u00edculas ferromagn\u00e9ticas: <\/b>1 – manguito de la c\u00e1mara de trabajo de acero inoxidable (no magn\u00e9tico); 2 – inductor de un campo electromagn\u00e9tico giratorio; 3 – cuerpo inductor; 4 – c\u00e1mara de trabajo de acero inoxidable (no magn\u00e9tico); 5 – part\u00edculas ferromagn\u00e9ticas<\/b><\/em><\/p>\n

Las part\u00edculas ferromagn\u00e9ticas se colocan en la c\u00e1mara de trabajo: elementos cil\u00edndricos con un di\u00e1metro de 1 a 5 mm y una longitud de 1 a 50 mm (dependiendo de la tecnolog\u00eda de mezcla) en una cantidad de varias decenas a varios miles de piezas (0.05-5 kg) (la cantidad exacta depende del coeficiente de masa cr\u00edtica de part\u00edculas en el \u00e1rea de trabajo del aparato). La caracter\u00edstica principal de este aparato es el flujo simult\u00e1neo de varios procesos f\u00edsicos y qu\u00edmicos en la c\u00e1mara de trabajo.\u00a0<\/span><\/p>\n

Debido a las peculiaridades de la forma geom\u00e9trica del inductor y la c\u00e1mara de trabajo, bajo la influencia del campo electromagn\u00e9tico, que es creado por el inductor, y en presencia de inducci\u00f3n magn\u00e9tica de 0.11 a 0.15 T, la capa de v\u00f3rtex aparece, en la que la direcci\u00f3n del vector del elemento componente de velocidad radial es igualmente probable, y la componente tangencial se dirige predominantemente en la direcci\u00f3n del movimiento del campo, lo que conduce a un movimiento circular de toda la capa en su conjunto. Adem\u00e1s, cuando las part\u00edculas ferromagn\u00e9ticas chocan entre s\u00ed y con las paredes de la c\u00e1mara, as\u00ed como bajo la acci\u00f3n del flujo del producto procesado, act\u00faa el componente de velocidad, que se dirige a lo largo del eje del aparato. Al mismo tiempo, las part\u00edculas se mueven a trav\u00e9s de la c\u00e1mara de trabajo. Cada elemento ferromagn\u00e9tico individual es un im\u00e1n dipolo pronunciado, que comienza a oscilar durante la inversi\u00f3n de magnetizaci\u00f3n, chocando con el resto de los elementos. La dependencia de la frecuencia de impacto es directamente proporcional a la relaci\u00f3n entre la longitud y el di\u00e1metro. El valor m\u00e1ximo se observa en l \/ d = 9\u2026 .13. Entre los procesos m\u00e1s significativos que ocurren en la c\u00e1mara de trabajo del aparato y que contribuyen a la dispersi\u00f3n activa y mezcla de sustancias, cabe destacar:<\/span><\/p>\n