La presión va a experimentar cierta caída al atravesar el lodo los chorros de la mecha. Esta caída de presión es importante para una optimización de hidráulica de perforación (máximo Caballaje de Fuerza Hidráulica o Fuerza de Impacto) y para la limpieza del hoyo. La caída de la presión en el área de los chorros es función del área total de flujo de la mecha (TFA) y la densidad del lodo
Por lo tanto lo podemos determinar a través de la siguiente ecuación
Donde:
Pb = Caída de Presión en la Mecha, en lppc
Q = Tasa de Flujo, gpm
W = Densidad del Lodo, lpg
A = Área Total de Flujo, pulgadas cuadradas
Con la siguiente información vamos a determinar la Caída de Presión en la Mecha
Tasa de Flujo = 800 gpm
Densidad del lodo = 9.0 lpg
Área Total de Flujo = 0.3728 plg2
Pb = 3446 psi
.........................................
En cuanto a la Tasa de Flujo Crítica es aquella que se ubica en el punto
de transición entre los regímenes de flujo Laminar y Turbulento. El
primer paso para determinar esta tasa crítica de flujo es calcular la Velocidad Crítica y sustituirla en la fórmula de Tasa de Flujo Anular.
Para obtener el punto en el período de transición, el número de Reynold crítico ha de estar alrededor de 3470 – 1370na.
, donde na es la Constante de la Ley de la Potencia. Con esta relación
podemos determinar la velocidad crítica reordenando las ecuaciones del
Número de Reynold y de Viscosidad Efectiva.
Ecuación de la Viscosidad Efectiva a la Velocidad Crítica:
Ecuación del Número de Reynold a la Velocidad Crítica:
Ecuación de la Velocidad Crítica Anular: (01)
Donde;
Vc = Velocidad Crítica, en pies/segundo
Rec = Numero de Reynold en el Anular
µea = Viscosidad Efectiva en el Anular, en centi-poise
na = Constante de la Ley de la Potencia (Índice de Comportamiento del Flujo)
Ka =
Constante de la Ley de la Potencia (Factor de Consistencia)
W = Densidad del lodo, lpg
Dh = Diametro del Hoyo, pulgadas
Do = Diámetro Externo de la Tubería, en Pulgadas
Después de haber obtenido la Velocidad Crítica podemos determinar la tasa de Flujo Crítica con la siguiente ecuación (02)
Donde;
Qc =
Tasa de Flujo Crítica , gpm
Vc = Velocidad Crítica en pies/segundo
Dh = Diametro del Hoyo, pulgadas
Do = Diámetro Externo de la Tubería, en Pulgadas
Vamos a seguir cada uno de los pasos de cálculos para determinar la tasa de Flujo Crítica con los siguientes Datos:
Constante de la Ley de la Potencia (Índice de Comportamiento del Flujo), na = 0,51
Constante de la Ley de la Potencia (Factor de Consistencia), Ka = 6,63
Densidad de Lodo = 10 Lpg
Diametro del Hoyo = 12-1/4”
Tamaño de DrillPipe= 5”
Sustituimos los Valores para encontrar la Velocidad Crítica Anular con la ecuación 01:
Vc = 3,82 pies/segundo
Luego ya podemos determinar la Tasa de Flujo Crítica con la ecuación 02 .
Qc = 1172 GPM
