El Limpiador de Lodo (Mud Cleaner) en Plataformas de Petróleo y Gas 🧼

El Limpiador de Lodo (Mud Cleaner) es una unidad de control de sólidos tres en uno que combina un desarenador y/o un deslimador sobre una zaranda vibratoria de malla fina.

Diseño y Proceso de Dos Etapas

El Limpiador de Lodo opera un proceso de dos etapas diseñado para optimizar la recuperación de la fase líquida y de los sólidos valiosos (Barita).

Etapa 1: Separación Primaria (Hidrociclones)

El lodo es alimentado a la batería de hidrociclones (generalmente deslimadores).
Los conos separan los sólidos perforados más grandes (arena y limo) mediante fuerza centrífuga.
A diferencia de un deslimador independiente, la descarga inferior (underflow) de los hidrociclones (que contiene sólidos y gran cantidad de fase líquida y Barita) no se desecha.

Etapa 2: Recuperación (Zaranda de Malla Fina)

La descarga inferior de los hidrociclones cae directamente sobre una zaranda vibratoria de malla muy fina (típicamente de 100 a 325 mesh).
La zaranda actúa como un dispositivo de secado y recuperación. Los sólidos perforados quedan retenidos en la malla, mientras que la Barita y el fluido de perforación valioso (sea base agua o base aceite, que es costoso) atraviesan la malla y se reintroducen al sistema de lodo.
Al pasar por la zaranda, los sólidos de desecho son "secados" al recuperar la fase líquida, lo que reduce el volumen de residuos a descartar.

Aplicaciones Clave

La principal aplicación del Mud Cleaner es en:

Sistemas de Lodo Ponderado (Heavy Mud): Cuando se utiliza Barita para controlar la densidad. El equipo evita el descarte de este material denso y costoso junto con los recortes.
Lodos Base Aceite (Oil-Based Mud, OBM) o Base Sintética: Estos fluidos son extremadamente costosos. El Mud Cleaner es fundamental para recuperar la fase de aceite/sintético de la descarga de los conos, justificando la inversión del equipo al minimizar las pérdidas.

El limpiador de lodo tiene una batería de 101,6 mm (4") desilitres montados sobre un agitador de pantalla fina. La razón original de su introducción fue separar y guardar baritas en lodos pesados. Sin embargo, ahora se utilizan para el lodo bajo en sólidos y el lodo de aceite. Al acelerar el lodo a través de un recipiente curvo, habrá una separación de sólidos y barro (Lea más sobre la Ley Stokes para comprender los medios de separación). Estos sólidos pasarán por encima de una pantalla para recuperar el exceso de fluido.

Con lodos pesados, la selección de la pantalla correcta (malla 200) juega un papel importante en la eliminación de los sólidos perforados. Sin embargo, esta pantalla nunca puede eliminar el limo, que tiene el mismo rango de tamaño de partícula que los barytes.

Con fluidos de perforación con bajo contenido de sólidos, especialmente en áreas donde la eliminación de fluido y corte presenta un problema, el limpiador de lodo es útil en combinación con un Centrífuga Para reducir el volumen de residuos líquidos.

Con los fluidos a base de aceite, los desanders y los desilters son generalmente ineficientes. Esto se debe a que el líquido perdido a través del subdesbordamiento a menudo ha dado lugar a problemas de contaminación y eliminación. Esa es la razón para usar el limpiador de lodo para eliminar los sólidos perforados. El líquido volverá a la corriente principal o pasará a través de una centrífuga si es necesario. Para que podamos salvar el aceite y desechar el material estará en forma seca.

Mecanismo limpiador de lodo y aplicación

Los medios de separación del limpiador de lodo dependen principalmente de una desiltra con un dispositivo de pantalla. en otras palabras, es un proceso de dos etapas. En primer lugar, la desilter procesará cualquier tipo de fluido de perforación. En segundo lugar, una pantalla de agitación de malla fina de alta energía procesará la descarga de la desiltra. Muchas compañías de petróleo y gas utilizarán este mecanismo cuando haya una cantidad significativa de materiales de ponderación o que tengan fases fluidas costosas.

Mientras se usa el limpiador de lodo para recuperar el material de peso, cualquier sólido fino que pase a través del limpiador de lodo seguirá estando en el lodo. Esta acción puede conducir a la acumulación de sólidos finos en el fluido de perforación.

Posición del limpiador de lodo en el sistema

Como hemos señalado, lo común es colocar la desiltra sobre una MALLA como un limpiador de barro.

Limpiador De Lodo De Línea En El Sistema De Circulación

El fluido de perforación tuvo que pasar a través de muchos hidrociclones fijados en una pantalla vibratoria (limpiador de barro). Al mismo tiempo, el retorno de sólidos libres líquido y partículas más pequeñas que las aberturas de la pantalla será al sistema de circulación. Este proceso seguramente descartará los sólidos eliminados por la pantalla. Generalmente utilizamos tamaños de pantalla de malla 100 – 325. Como se mencionó anteriormente, los limpiadores de lodo se usaron inicialmente en fluidos ponderados para la eliminación de sólidos de baritas (<74 micras). Señalando que los agitadores solo podían ejecutar pantallas de 149 micras (100 mallas) en el mejor de los casos. El desarrollo de agitadores de movimiento lineales limita las aplicaciones de los limpiadores de barro.

Muchos expertos recomiendan instalar un buen número de agitadores de pantalla fina para el barro pesado en lugar de un limpiador de barro siempre que sea posible. La razón son las pantallas de malla fina de los agitadores, que garantizarán el procesamiento de todas las tasas de circulación. Además, los limpiadores de barro no tratarán toda la tasa de circulación. Los agitadores de esquisto son más confiables y sus pantallas son más duraderas.

Los limpiadores de lodo tienen una alta viscosidad de subflujo del cono y el área de cribado pequeño. Esta característica es la causa principal de las crecientes pérdidas de barita sobre las pantallas más limpias que las pantallas de sobrecocteladora con el mismo tamaño de malla. Muchos fabricantes montaron conos de desilter sobre una cubierta de agitador de tamaño completo para manejar tales problemas. El diseño especial de la agitadora Derick High-G mejoró la sequedad del corte.

Agregar un agitador en lugar de un limpiador de lodo en la línea de flujo aumentará la eficiencia del sistema.
Scomi Expertos

Limpiadores de lodo Solución de problemas

Dado que el limpiador de lodo es tanto un hidrociclón como un agitador, muchas pautas de operación para estos dispositivos se aplican a los limpiadores de barro.

Problema	Solución de problemas y solución
Conos enchufados o sólidos grandes que salen de la pantalla	Compruebe los agitadores de esquisto upstream Para: 1- pantallas omitidas 2- pantallas rotas 3- deshacerse de la caja del agitador en el sistema activo
Reducción de sólidos que salen de la pantalla	Cambiar la pantalla rota

Los conos de desilter en el limpiador de lodo deben tener el diámetro de seis pulgadas o más pequeño. Los cortes medios de más conos gigantes son demasiado gruesos para ser útiles.

Recomendaciones sobre los lodos no ponderados

En los lodos a base de agua no ponderados, los expertos recomiendan usar el limpiador de lodo como una desiltra. Todo lo que tienes que hacer es conectar las pantallas.
A medida que operamos el limpiador de lodo como una desilter, debemos hacer pasar otras desilteras paralelas al limpiador de lodo (mismas cámaras de succión y descarga). Al igual que con los desiladros, la succión debe ser de la cámara de descarga desandro y descargar el desbordamiento a un compartimento aguas abajo.
Si el Centrífuga Procesa el desbordamiento de hidrociclón, utiliza las mejores pantallas posibles para reducir la carga de sólidos a la centrífuga.
Debemos tratar de secar la descarga enrutando el desanders subflujo en sistemas de circuito cerrado en las pantallas del limpiador de barro. Sin embargo, debemos procesar el lodo que pasa a través de la pantalla mediante una centrífuga.
También podemos mejorar el rendimiento de eliminación de sólidos al ejecutar los hidrociclones limpiadores de barro lo más húmedos posible.

Recomendaciones de lodos ponderados

Utilice los limpiadores de lodo cuando no podamos ejecutar 150 pantallas de malla (100 micras) en los agitadores de esquisto (WBM).
A un MWT más alto, puede haber grandes volúmenes de sólidos. Si la pantalla se sobrecarga, retire suficientes conos para disminuir los volúmenes de lodo perdidos.
Monitorear la composición y la tasa de pérdidas de lodo sobre las pantallas, especialmente en el barro a base de aceite.
Para WBM, el agua de dilución añadida a la pantalla del limpiador de lodo puede reducir las pérdidas de baritas disminuyendo la viscosidad del subdesborde de hidrociclón. Sin embargo, habrá una reducción en la cantidad de sólidos perforados desechados.

Resumen

Inicialmente, el diseño de los limpiadores de lodo era para su uso en el lodo pesado. Esto se debe a la incapacidad de los agitadores para manejar el tamaño del material de pesaje. Pero, los nuevos agitadores de pantalla fina limitan las aplicaciones del limpiador.
Un limpiador de barro es un desilter combinado con una pantalla vibratoria. Podemos equipar el destiler subsborde con pantallas. El fluido y los sólidos más finos que la pantalla volverán al sistema activo. Solo los sólidos más gruesos que las aberturas de la pantalla se eliminarán.
En el lodo sin peso, debemos usar el limpiador de barro como desilter. La detección del flujo inferior es innecesaria a menos que el limpiador de lodo proteja los sólidos abrasivos que procesará una centrífuga.
Recomendamos la utilización de agitadores de pantalla fina en lugar de limpiadores de barro. Como la vida útil de la pantalla es más larga, se procesa la tasa de circulación y se informa que las pérdidas de barita son menores.
Utilice el limpiador de lodo en los sistemas de control de sólidos existentes cuando no podamos ejecutar pantallas de malla 150 (100 micras) en los agitadores en lodo pesado.

Operación de rendimiento de los limpiadores de lodo

Instalación

Debemos instalar la unidad para que el acceso sea adecuado para el monitoreo y mantenimiento.
Debemos hacer coincidir correctamente la bomba de alimentación centrífuga con cualquier tipo de sistema de lodo para garantizar la presión de alimentación correcta.
El tamaño y la condición del impulsor son fundamentales para la eficiencia operativa. Se ha descubierto que cualquiera se ha lavado seriamente; debemos reemplazar las cuchillas lo antes posible.
Deberíamos dar a la salida del motor eléctrico en relación con el tamaño del impulsor y el peso del lodo una consideración seria. Una bomba con poca potencia afectará seriamente el rendimiento al cortar constantemente.
Para que el sistema sea efectivo, debe tener la capacidad de procesar al menos el 120% de la tasa máxima de circulación, idealmente el 150%. Debemos comprobar los tamaños de cono y las tasas de procesamiento en consecuencia.
Asegúrese de que todos los conos estén en su lugar para mantener la capacidad del sistema.

Operaciones de limpiadores de lodo

Si no usamos el sistema durante un tiempo considerable, debemos eliminar todos los conos y realizar una inspección exhaustiva. Debemos reemplazar cualquier pieza erosionada y cualquier abrazadera que pueda parecer suelta.
Deberíamos ajustar un manómetro al colector de cono.
En condiciones normales, la pantalla ajustada al limpiador de lodo debe ser más fina que la más adecuada para los agitadores de esquisto.
El subdesbordamiento de la unidad debe ser encaminado a un tanque de captura para ser procesado adicionalmente por el sistema de centrifugación. El tanque de captura debe estar equipado con una instalación de desbordamiento o igualado con tanques de proceso adyacentes.
Durante el funcionamiento, debemos controlar el limpiador de barro regularmente.
Utilice una varilla de soldadura o similar para desconectar cualquier cono bloqueado inmediatamente.
Si es necesario, debemos apagar la unidad y quitar y limpiar cualquier cono bloqueado. Operar el limpiador de lodo con varios conos bloqueados será muy perjudicial para el sistema de lodo, el equipo de superficie y las herramientas de fondo de pozo.
Si la inundación de la pantalla es evidente, esto puede indicar que la presión libre es demasiado baja, lo que resulta en una separación deficiente (prácticamente, habrá descarga de flujo inferior de todo el fluido), o la pantalla es de una malla demasiado fina. Deberíamos tomar medidas correctivas de inmediato.

Notas

Si utilizamos una unidad de detección ajustable, debemos tener mucho cuidado al usar cualquier ajuste para evitar el arrastre de barro entero. La vida útil de la pantalla de las pantallas más finas menos robustas disminuirá seriamente, con cualquier daño que resulte en la reintroducción al sistema de grandes cantidades de sólidos concentrados.
- Solo uso cuando sea apropiado: Lodo sin ponderar
- Cuando el control de sólidos primarios no puede cribar satisfactoriamente.
Asegúrese de que los conos funcionan correctamente
Siempre asegure la presión de alimentación correcta.
Regla de Pulgar
- Unidades de yacimientos petrolíferos: 4 x (MW en lb/gal) | por ejemplo 12 lb/gal = 48 psi requerido.
- Unidades S.I.: (M.W. en S.G.) / 0.004 |, por ejemplo, 1438 kg/m3= 360 kPa
Selección apropiada: 230 mallas o más.
Evite el uso en sistemas de base de aceite/sintético para evitar la descomposición de los sólidos.
Tenga en cuenta cualquier cambio en las propiedades del lodo (a medida que aumenta la viscosidad, ¡la eficiencia disminuye!)

Por último, los limpiadores de barro son muy ineficientes, y la necesidad de su uso ha sido reemplazada por la llegada de agitadores de movimiento lineal combinados con

Centrífugas.

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