Principios De Dewatering

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PRINCIPIOS DE DEWATERING

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PRINCIPIOS DE DEWATERING

CONTENIDO: Principios Básicos. Bases Teóricas.

 Instalación del equipo. Montaje y preparación de la centrifuga. Líneas y mescladores estáticos. Cubicación de tanques. Montajes de accesorios de la unidad.

Procedimientos generales durante la operación de dewatering. Preparación de polímero. Recepción y manejo de lodos. Adición de coagulantes. Agua de dilución.

Operación de las bombas. Pruebas piloto. Mediciones. One company … unlimited solutions

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PRINCIPIOS DE DEWATERING PRINCIPIOS BASICOS

DEFINICION El dewatering o proceso de deshidratación de lodos de perforación o de otro líquido con alto contenido de sólidos , busca la separación de las dos fases a través del uso de medios mecánicos y químicos. BRANDT realiza el dewatering mediante máquinas centrifugadoras de velocidad media y una unidad de deshidratación que permite la adición y mezcla de químicos coagulantes y floculantes al lodo que va ser procesado

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PRINCIPIOS DE DEWATERING OBJETIVOS El proceso de deshidratación tiene dos aplicaciones fundamentales: Como herramienta de control de sólidos: En la actualidad, aun con el equipo de control de sólidos convencional funcionando a máxima eficiencia los sólidos muy finos permanecen dentro del sistema de lodo. Dichos sólidos generan problemas en las propiedades reológicas del fluido, disminuyendo su eficiencia. La única forma de separarlas es mediante el uso de tratamientos de naturaleza química. De esta forma se eliminan las partículas indeseables y se recupera el efluente líquido que contiene productos químicos valiosos, para preparar nuevo lodo. Esta es una medida altamente favorable al fluido. Cuando se opera bajo altas ROP, se deberá tener mucho cuidado con los parámetros del lodo ya que el incremento de sólidos en el circuito es muy rápido, aun teniendo los equipos de control de sólidos operando mecánicamente. Para eso se deberá dar un apoyo químico para mejorar el efecto de los sólidos en el circuito activo.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING Como herramienta de manejo ambiental: Cuando se hace un cambio en las condiciones del lodo, cuando termina la perforación y es necesario disponer del lodo o cuando hay un exceso en el sistema, el dewatering se emplea como herramienta intermedia de manejo ambiental. Teniendo en cuenta que las propiedades del fluido de perforación lo convierten en una sustancia compleja de tratar y de difícil absorción en el medio ambiente, se recurre a la alternativa de separar las fases sólida y líquida.

Los sólidos separados se disponen más fácilmente, disminuyendo cualquier riesgo hacia el medio ambiente. La parte líquida puede ser fácilmente acondicionada para cumplir con los parámetros de disposición final, o reutilización en próximos pozos, o disposición final de acuerdo a parámetros medio ambientales.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING BASES TEORICAS. Coagulación. Es el proceso de desestabilización de las partículas coloidales por medio de la destrucción de las fuerzas que mantienen la suspensión mediante la adición de productos químicos. Puede ser causada por la compresión de la capa doble o por reducción de la carga eléctrica. Tipos de coagulantes. La coagulación se puede realizar mediante productos coagulantes inorgánicos u orgánicos, siendo los primeros los más empleados en las aplicaciones de dewatering. •Coagulantes inorgánicos. Al adicionar al lodo compuestos inorgánicos se presentan reacciones químicas relacionadas principalmente con el intercambio de protones. Los principales productos empleados para procesos de coagulación son: Sulfato férrico (FeSO4), Cloruro Férrico (FeCl3), Sulfato de Aluminio (Al2(SO4)3), Acido Sulfúrico (H2SO4), Acido Clorhídrico (Hcl), Acido Acético (CH3COOH), Cal (CaO) y Yeso.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING Factores que afectan el proceso de coagulación. El proceso se ve afectado principalmente por los siguientes factores que a la vez se relacionan entre sí: •Naturaleza de los coloides. Las arcillas y partículas que forman los coloides no siempre son del mismo tipo, las variaciones más importantes se encuentran en la superficie específica del coloide y la carga de cada partícula. •pH del fluido. Dependiendo del tipo de fluido a tratar existe un rango de valores de pH en el cual los coloides presentarán su máxima coagulación, por encima o por debajo del cual la coagulación será excesiva o pobre en ambos casos reduciendo la eficiencia original del tratamiento. •Composición química del lodo. Los fluidos de perforación son generalmente de naturaleza aniónica, sin embargo, los diferentes compuestos adicionados pueden incidir en los requerimientos del tipo y cantidad del coagulante. Mientras que algunos fluidos se coagulan eficientemente con adición de sales, otros pueden requerir la presencia de ácidos para una adecuada desactivación. •Tipo y dosis del coagulante. Cada coagulante dependiendo del tipo de lodo a tratar actúa de forma diferente y requerirá mayores o menores dosificaciones, por lo tanto la selección del producto más adecuado y su dosis óptima deberá hacerse a través de pruebas de laboratorio que se corroborarán más adelante en una prueba de campo.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING Es importante tener en cuenta los efectos posteriores que pueda causar el coagulante en las aguas separadas para escoger el producto más adecuado. •Concentración del coagulante. Generalmente se presentan problemas debido a que las cantidades necesarias para coagular son muy pequeñas en relación con la cantidad de fluido a tratar, por ésta razón es recomendable diluir los productos coagulantes en cuanto sea posible para facilitar su dispersión en volúmenes grandes de tratamiento. Sin embargo debe tenerse en cuenta que una dilución excesiva puede causar hidrólisis del compuesto para formar otros que no son efectivos en la coagulación. •Punto y forma de aplicación del coagulante. Cuanto más dispersión del coagulante a través del fluido a tratar se tenga, más efectivo será el proceso de coagulación. Aplicando las cantidades de coagulante requerido en sitios de turbulencia o donde sea posible mayor dispersión, el consumo puede disminuirse en cantidades apreciables. Así agregar los productos químicos a nivel de las paletas del mezclador proporcionan mejores resultados que adiciones en cualquier otro punto de los tanques. A pesar de esto adicionar el coagulante en un sólo punto es más ineficiente que la adición en diversos puntos, por cuanto la dispersión del coagulante no se realiza en toda la masa de lodo. •Agitación. Es uno de los factores más importantes a considerar, debido a que las reacciones de coagulación son muy rápidas (1 a 5 segundos) por ende la dispersión total del producto químico coagulante en un tiempo relativamente corto evita desperdicios del mismo

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PRINCIPIOS DE DEWATERING Floculación Es el proceso mediante el cual las partículas previamente desestabilizadas por medio de coagulación, al moverse dentro del fluido se acercan unas a otras, hacen contacto, se aglutinan para formar partículas de mayor tamaño y peso, llamadas flocs. La floculación se lleva acabo mediante la acción de sustancias de bajo, mediano y alto peso molecular, que forman puentes entre dos o más partículas uniéndolas. La floculación tiene dos objetivos básicos: •Reunir los coloide desestabilizados para formar agrupaciones de partículas o flóculos con peso específico superior al del agua de manera que se facilite la sedimentación por diferencia de densidades. •Compactar los flóculos para disminuir su grado de hidratación y conseguir características adecuadas tales como buena consistencia para su fácil remoción.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING Polímeros floculantes.

Los polímeros pueden clasificarse de acuerdo con varios parámetros así: •Según su origen. •Según su peso molecular. Se clasifican en polímeros de alto, mediano y bajo peso molecular. Para la floculación de lodos de perforación los más empleados son de mediano a alto peso molecular ya que proporcionan mayor peso y consistencia al floc. •Según su carácter iónico. Se encuentran polímeros aniónicos, catónicos y no- iónicos. Desde el punto de vista del carácter iónico, los productos más usados son los aniónicos y los no-aniónicos debido a que después de la neutralización las partículas suelen quedar cargadas positivamente, lo que facilitará su cohesión. Además los polímeros catiónicos no son muy empleados pues quedan trazas de floculante en el agua separada y si ésta es empleada para preparación de lodo nuevo, existe el riesgo de que se presente floculación debido a la naturaleza aniónica del fluido de perforación. •Según su estado. Los polímeros floculantes están disponibles en forma líquida, sólida o en emulsión. Los más usados en dewatering son productos sólidos ya que tienen mayor peso molecular y generalmente son de carácter aniónico.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING Factores que afectan la floculación. La efectividad de la floculación en un sistema es afectada por diferentes parámetros, explicados a continuación: •Dosificación del polímero. La dosis óptima es la cantidad con la que las partículas sólidas floculan completamente bajo ciertas condiciones, formando flocs grandes, estables y consistentes, sin dejar excesos de polímero en el agua separada. Deben realizarse pruebas de jarras para determinar el rango de dosis a aplicar durante un tratamiento. •Esfuerzo sobre los flocs. Los flocs formados durante los procesos de floculación están sujetos a romperse si se someten a condiciones excesivas de agitación, más aún si han sido generados con dosis superiores a la óptima pues los flocs más débiles y una vez rotos es muy difícil que vuelvan a estabilizarse. Este aspecto debe tenerse en los procesos de dewatering pues los flóculos que son lo suficientemente estables pueden romperse al entrar a la centrífuga debido al alto esfuerzo a que son sometidos. •Tamaño de las partículas. La dosis óptima de solución de polímero es inversamente proporcional al tamaño de la partícula, es decir que un lodo con partículas de tamaño muy pequeño requiere mayor dosificación que uno cuyas partículas no hayan alcanzado tamaños tan reducidos. •Naturaleza iónica del fluido de perforación. La mayoría de los lodos son de carácter aniónico, por lo tanto se requiere el uso de polímeros aniónicos o no-iónicos. Para los lodos salados y de pH altos, se requiere el uso de polímeros catiónicos.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING •PH del fluido de perforación. Reducir la naturaleza aniónica de lodo mejora el proceso de floculación al tiempo que proporciona mayor claridad al efluente de la centrífuga. •Porcentaje de sólidos. La dificultad para obtener flóculos consistentes y bien formados aumenta a medida que lo hace también el contenido de sólidos en un sistema, por esto es necesario la mayor parte del tiempo realizar dilución para lograr disminuir el porcentaje de sólidos y facilitar la floculación. La adición de floculantes a un fluido con concentración alta de sólidos genera la formación de una masa gelatinosa de la cual no se separa el agua. •Tiempo de agitación. Se requiere un tiempo mínimo para lograr una aglomeración adecuada, a pesar de la rapidez de la reacción es primordial permitir un tiempo de retención para que los flóculos se estabilicen y no se rompan al ser sometidos a cualquier esfuerzo.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING INSTALACION DEL EQUIPO: EQUIPO REQUERIDO: Centrífuga de alta capacidad de manejo de sólidos y líquidos. La centrífuga HS-3400 y SC-4 se adapta excelentemente a las demandas de capacidad y calidad. Soporte para la centrífuga de altura variable. Unidad de Dewatering: Aunque se pueden usar tanques separados, se utiliza normalmente una unidad compacta, con capacidad de almacenamiento de 50 a 60 bbls. Está dividida en cuatro o cinco compartimientos (ideal): •Uno o dos tanques para preparación de polímero con agitador •Un tanque para manejo de la lechada (lodo) con agitador •Un tanque para recepción y sedimentación primaria del efluente (agua) •Un tanque de acondicionamiento y almacenamiento de agua con agitador •Un set de bombas para bombeo de lodo, polímero y agua de dilución, y una bomba de transferencia hacia el sitio final de recepción. •Bomba especial para suministro de ácido •Materiales para control de flujo: Válvulas, mangueras, mezcladores, conexiones.med. flujo. •Accesorios de seguridad: avisos de seguridad, equipo de protección personal para manejo de químicos

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PRINCIPIOS DE DEWATERING MONTAJE Y PREPARACION DE LA CENTRIFUGA Antes de proceder al montaje, se debe asegurar el tipo y disposición de sistema para manejo de sólidos residuales. Este punto es fundamental para la ubicación de la unidad de dewatering, de la centrífuga y de la altura del soporte. No es obligatorio que el sistema de manejo de sólidos este construido o instalado antes de empezar el montaje, pero se debe tener bien claro el contexto y las necesidades que genera en términos de espacio. El soporte de la centrífuga debe ser levantado de forma que la bandeja de descarga de sólidos tenga una inclinación suficientemente alta para evitar taponamiento con el material separado. El ángulo no debe ser menor a 60º con la horizontal. La bandeja debe fabricarse en lámina de hierro, evitando cambios de dirección que generan esfuerzos cortantes que disminuyen la movilidad de los sólidos. Debe ser soldada a la estructura de la centrífuga, y reforzada si es posible con otros soportes soldados a otras partes del soporte de la centrífuga. Al instalar la bandeja es muy importante tener en cuenta que exista un acceso adecuado para que una persona pueda tomar una muestra y realizar su limpieza.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING La línea para descarga líquida debe instalarse en forma tal que tenga una diferencia de altura con respecto al tanque de recepción de la unidad, de por lo menos una cuarta parte de su longitud (pendiente de 25%). Eso con el fin de evitar cualquier tipo de contrapresión y contraflujo que afecte la operación. Es preferible emplear tubería de PVC de alta densidad y de diámetro de salida de la centrífuga (6"). Si no se dispone de ella, se puede emplear manguera de 4" de diámetro, pero cuidando de que su trayecto no tenga altibajos que produzcan contrapresión. (No olvide que es una descarga por gravedad). La centrífuga debe levantarse con grúa preferiblemente acorde al peso de la misma.. La unidad de dewatering debe instalarse a una distancia de la centrífuga no mayor de 8 metros entre la entrada de la centrífuga y la salida del mezclador. La línea de entrada es de 2". Es recomendable utilizar una "te" con una válvula de 1 o 2" antes de ingresar al equipo. La utilidad de esta válvula es facilitar la toma de muestras de la mezcla justo antes de ser centrifugada. En caso de dificultades para realizar el trabajo permite establecer con mayor precisión el punto donde puede estar la falla: falta tiempo de mezclado, exceso o defecto de polímero, exceso o defecto de coagulante, problema con la centrífuga. Normalmente una buena mezcla debe separarse menos de cinco (5) segundos después de ser obtenida, sin ningún tipo de agitación adicional diferente a la que traía por su velocidad

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PRINCIPIOS DE DEWATERING La velocidad de las centrífugas es importante para poder obtener un buen proceso. Velocidades excesivamente altas (2500 rpm) pueden causar un rompimiento de los flóculos, lo que significa pérdida de densidad y por lo tanto dificultades para separarlos. Velocidades bajas (menores de 15500 rpm) pueden acusar falta de fuerza G para separar las dos fases. Por lo tanto, usar poleas 64 o 72 es lo más recomendable para esta aplicación. Mayo a 1650 rpm. Otras variables de la centrífuga pueden permitir ajustes pequeños pero necesarios durante la operación: abertura de placas, mayor o menor caudal. Esos cambios los debe manejar el operador de acuerdo con las condiciones del fluido que esté procesando, y a los problemas específicos que enfrente.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING LINEAS Y MEZCLADORES ESTATICOS: Las líneas de flujo a usar en el proceso de dewatering incluyen las siguientes de acuerdo con la secuencia del proceso: Línea de descarga de la centrifuga de alta velocidad: usualmente es tubería de 6" o manguera de baja presión de 4". Su instalación debe ser igual a como se describió anteriormente para la centrífuga de dewatering. Debe descargar en el tanque de lodo de la unidad. Ocasionalmente se puede alimentar el fluido a tratar empleando una bomba desde tanques o sitios de almacenamiento.

Líneas de succión y descarga de la bomba alimentadora de lodo: Normalmente se emplean bombas de cavidad progresiva del tipo NEMO-076. (ver manual general del equipo). La succión es de 3 o 4" a través de una tubería que conduce directamente al tanque de la lechada. Es importante asegurarse antes de encender la bomba, que se encuentre totalmente abierta. Recuerde que estas bombas no pueden funcionar en vacío, pues el fluido es al mismo tiempo un agente de lubricación para el rotor y el estator. Entre la manguera y la tubería se debe instalar una válvula de bola de 3 o 4".

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PRINCIPIOS DE DEWATERING Líneas de succión y descarga de las bombas dosificadoras de polímero: Se emplean bombas de cavidad progresiva tipo Moyno NEMO-038/52. La succión es de 2". Cuando se tiene un tanque de dos compartimientos, se encuentra un manifold que permite intercambiarlos mediante un juego de válvulas. Recuerde: cuando efectúe este cambio, abra primero, cierre después. Así evitará la creación de problemas de vacío en la bomba, que la pueden dañar. Las descargas varían entre 1 1/2" y 2". Deben ser instaladas en manguera de presión. Al igual que para las bombas de lodo, su longitud usualmente no supera los 3 metros. Tenga cuidado de evitar excesivo rozamiento contra superficies desgastantes. Al suspender el trabajo por largo tiempo, lave la manguera por dentro. El polímero al secarse forma acumulaciones residuales muy difíciles de remover

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PRINCIPIOS DE DEWATERING Líneas de succión y descarga de las bombas para dilución con agua: Se emplean bombas de cavidad progresiva tipo NEMO. La succión es de 2".Esta compuesto por una tubería metálica que conduce a los dos últimos compartimientos. Se escoge el tanque de succión accionando las palancas que abren o cierran las válvulas, y que están ubicadas sobre el tanque. Es muy importante asegurarse de marcarlas (abierto/cerrado) , antes de iniciar la perforación. Tenga en cuenta que durante la operación los tanques permanecen llenos. Además siempre es posible la llegada de personas que no conozcan la unidad y no tienen ninguna referencia . Recuerde: Al efectuar el cambio de válvulas, abra primero, cierre después. Así evitará la creación de problemas de vacío en la bomba, que la pueden dañar. La descarga es de 2". Debe ser instalada en manguera de presión. Al igual que para las bombas de lodo, su longitud usualmente no supera los 3 metros. Tenga cuidado de evitar excesivo rozamiento contra superficies desgastantes.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING Mezclador estático: El propósito del mezclador estático es asegurar que todos los componentes químicos se combinen adecuadamente antes de entrar a la centrífuga, mediante la adición pasiva de energía al sistema. En la actualidad se usan dos tipos de mezclador: lineal y en cascada. Mezclador Lineal: Está compuesto por un solo tubo de igual diámetro a las mangueras de descarga de las bombas, sin ningún cambio de dirección en el flujo. En este tipo de mezclador, todas las corrientes (lodo, coagulante, floculante, agua de dilución) se encuentran antes de atravesarlo. El montaje se hace a un lado de la unidad, en el soporte de la centrífuga, o donde sea necesario de acuerdo con la disposición del equipo. Es adecuado instalar válvulas a la salida del mezclador para poder obtener muestras durante la operación, y evaluar la calidad de la mezcla.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING Mezclador en cascada : Está compuesto por tres tubos vitaulic (tubería de hierro de bajo calibre, conexión rápida), de igual longitud, armados en la misma estructura, en secuencia vertical. Este tipo de mezclador tiene las siguientes ventajas: Posibilidad de usar hasta tres diferentes juegos de deflectores, dando mayor energía al sistema Cambios drásticos en la dirección del flujo, que también aporta energía al sistema Acceso en diferentes puntos del mezclador para las corrientes: mezclado inicial de lodo, coagulante y agua de dilución. paso por un mezclador para homogenización, mezclado con la solución del polímero, y paso por un segundo y tercer mezclador, para completar el proceso de floculación. Disminuye la necesidad de manguera entre el mezclador y la centrífuga: si el mezclador estático no cumple correctamente con su función, es la línea de conducción la que termina adicionando tiempo y energía al sistema. Sin embargo la durabilidad de la manguera comparada con el mezclador es mucho menor. Línea de transferencia de agua desde la unidad de dewatering hacia el sistema activo de lodo, las piscinas de tratamiento o tanques de almacenamiento. Se emplea una bomba centrífuga 3x2, y de acuerdo con la distancia puede ser hecha en manguera resistente a presión o tubería en metal o PVC. Esta misma bomba se puede emplear para transferir el agua a los tanques para preparación de polímero. mediante una "te" y un juego de válvulas.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING CUBICADO DE TANQUES EN LA UNIDAD Para efectos de la contabilización de volúmenes durante la operación debe hacerse una cubicación completo de los tanques antes de iniciar la perforación. Estos volúmenes deben ser registrados, un diagrama debe ser elaborado y publicado en un lugar visible dentro del container de la compañía para que todas las personas involucradas en la operación tengan acceso inmediato. Puesto que estos tanques son cúbicos, no presentan ningún problema de medición y de cálculo. Los volúmenes de las tuberías y agitadores son despreciables.

MONTAJE DE ACCESORIOS EN LA UNIDAD Para cumplir con la operación, es muy útil instalar los siguientes elementos: Suministro de agua: Esta conexión es diferente al sistema que permite la reutilización del agua generada en la preparación de polímero. Debe conectarse al sistema de bombeo interno de agua del equipo, directamente, o empleando el múltiple que normalmente instala el equipo para suministro de agua de todas sus actividades. Debe tenerse especial cuidado de usar manguera para presión (150 psi), y asegurar las abrazaderas. La regulación del flujo se hace a través de válvulas. El tamaño normal es 1 a 2" para todo el conjunto. El uso de esta agua deberá ser racionado en lo posible contabilizado.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING Suministro de aire: Al igual que el agua, el aire se obtiene de la instalación del equipo. Su uso es específico para bombas de diafragma, y para la unidad de dewatering corresponde a la bomba de dosificación de ácido como coagulante si se aplica. En estos casos se debe contar con un equipo regulador-lubricador antes de entrar a la bomba. El kit lubricador permite mantener una dosificación constante de aceite al pistón de la unidad, evitando su atascamiento. El kit regulador de aire controla la presión del aire que hace funcionar los diafragmas, y que finalmente permite regular el caudal transferido. Para aire es muy importante usar materiales resistentes a presión (150 psi): manguera, acoples, abrazaderas, válvulas. Si requiere efectuar una reparación en alguna parte del sistema de aire, primero purgue completamente la línea y opere siempre con una válvula abierta (no la principal) para evitar cualquier almacenamiento no detectado.

Embudo de mezcla para preparación de polímero: Este embudo permite una mejor mezcla de polímeros granulados, que normalmente presentan altos problemas de solubilidad, en el agua.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING El instrumento está compuesto por un embudo plástico conectado a un tubo de PVC de 1" de diámetro y 10" de longitud, con una entrada lateral para agua a alta presión, en la parte inferior. El paso del líquido a alta velocidad con cambio de dirección de 90 genera un diferencial de presión que "absorbe" el polímero, el cual se va mezclando con el agua, mejorando la solubilidad, controlando la dosificación y aumentando la eficiencia. Hay que tener especial cuidado con estos elementos, que son bastante frágiles y se encuentran en un área muy transitada. Así mismo se observan constantes taponamientos por humidificación del polímero y formación de "ojos de pescado", los que deben ser limpiados con cuidado, con un elemento delgado y largo, y sin golpear el embudo ni el tubo.

PROCEDIMIENTOS GENERALES DURANTE LA OPERACION DE DEWATERING: Esta sección comprende una serie de guías generales para poder efectuar un trabajo de deshidratación de un lodo. Sin embargo, su alcance no puede remplazar la capacidad, la experiencia y la inteligencia del operador, ni tampoco puede cubrir todas las variables y contingencias que pueden ocurrir en el campo real.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING PREPARACION DEL POLIMERO Una vez determinada la concentración de preparación del polímero (ver sección PRUEBAS PILOTO), se procede a repetirla a escala normal. La concentración debe ser calculada en peso. Esto facilita el uso de polímeros secos. Emplee un recipiente para medir el polímero, que siempre vaya a usar durante la operación. Determine un nivel, y el peso exacto de polímero que comprende. Con la cubicación del tanque calcule el peso de agua que tiene. De esa forma ya puede determinar con relativa precisión el total de polímero a usar por cada tanque. Al comenzar la operación debe usarse agua del equipo, pero una vez esta se encuentre en pleno funcionamiento, siempre se debe reutilizar el agua producida. Las ventajas de ello son: •Menor producción de agua •Disminución en la concentración de polímero que se emplea (presencia de residuo en el agua) •Mayor compatibilidad con el fluido procesado Para la preparación siga los siguientes pasos: •Llene el tanque parcialmente hasta un nivel 20 cm por encima de las paletas del agitador •Cierre la alimentación principal de agua, y abra la válvula de agua del embudo. •Agregue el polímero lentamente, evitando taponamientos •Al completar la cantidad predeterminada de floculante, cierre la válvula de agua de alimentación del embudo y abra la alimentación principal hasta llenar el tanque. •Antes de usar ese bache agite por todo el tiempo que la operación le permita, pero preferiblemente 30 minutos por lo menos.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING RECEPCION Y MANEJO DEL LODO: Normalmente existen dos formas de recibir el lodo en la unidad de dewatering: en forma continua cuando se procesa la descarga líquida de una centrifuga, inmediatamente después de procesada; y en forma de baches cuando el lodo se encuentra almacenado en un tanque o pileta. La siguiente comparación establece un paralelo entre los dos métodos, incluyendo sus ventajas y desventajas:

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PRINCIPIOS DE DEWATERING MANEJO EN BACHES Se manejan menores volúmenes totales en un periodo largo, debido a la necesidad de acondicionar cada bache y las variables de la operación permanentemente

MANEJO CONTINUO Se manejan mayores volúmenes de lodo en un periodo largo, pues una vez ajustados los parámetros del lodo y la operación, los cambios que se presentan son menores, se evita pérdida de tiempo en adición de coagulantes y bombeo de lodo

Se facilita el control de las propiedades de la lechada, pues Es necesario mantener un total monitoreo de las condiciones cada tancado alcanza el punto deseado en pH y nivel de todo el tiempo, pues la entrada de lodo nuevo modifica las coagulación. propiedades cada segundo Se facilita la contabilidad del volumen procesado, pues cada Cuantificar el volumen procesado se dificulta por la continuidad tanque posee un volumen exacto, que ya ha sido determinado. en la alimentación. Las referencias son el tiempo y caudal recibido de la centrífuga de LGS y el total de dewatering procesado reportado por el ingeniero de lodos como confirmación Cuando el equipo tiene limitaciones y problemas operacionales, puede obligarse el uso de este método.

Exige del personal en pozo un excelente nivel de mantenimiento, y una unidad con doble tanque para preparación de polímero, o tanque adicional si solo tiene uno.

Es más común en las operaciones de disposición de lodo al final de pozo o sección cuando está almacenado, o cuando es fluido residual (cement pits, dry beach)

Es fundamental durante periodos de altas tasas de penetración, para poder cumplir con los volúmenes requeridos por la compañía de lodos.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING ADICION DE COAGULANTE : Como se explica en los fundamentos teóricos, los coagulantes más usados en el dewatering en nuestras operaciones son los ácidos. Los dos tipos de ácido que han demostrado ser eficientes son el Acético y el Clorhídrico. Cualquiera sea el tipo usado, se debe transferir al lodo directamente por medio de una bomba de diafragma (M-1) impulsada por aire u alguna eléctrica. Esta bomba se instala en el tanque que contiene el ácido, que es un aditamento que permite unir la bomba a una base, que a su vez va roscada al tanque (o eventualmente a un soporte), y que tiene un tubo como extensión, conectado a la succión de la bomba. Las mangueras, válvulas y acoples empleadas en esta operación deben ser resistentes al ácido. La descarga puede ser hecha directamente a la corriente del lodo. En este caso debe emplearse una válvula flotadora para evitar ingreso de lodo a la línea de ácido. Las dificultades que usualmente presenta esta operación son el represamiento de coagulante en la línea por falta de presión, con el riesgo que implica durante el desmonte del equipo. Así mismo, hay menor control sobre las propiedades de la lechada (específicamente pH y homogeneidad del mezclado). Se pueden presentar dificultades para controlar la cantidad de ácido, si este es muy concentrado y/o el caudal de lodo es muy bajo.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING La otra forma de aplicar el ácido al sistema es bombeándolo directamente al tanque de lodo, usando la energía del mezclador para homogenizar el proceso de coagulación. La línea debe ser asegurada y amarrada para evitar riesgos y salpicaduras de ácido. Este sistema facilita el control de propiedades sobre el lodo, pues es rápidamente detectable cuando se requiere más o menos ácido, de acuerdo con el pH. El ácido debe ser preparado diluido en tanques resistentes al ácido (fibra de vidrio). Si es ácido acético el que se va a usar, debe cargarse al tanque usando un dispositivo especialmente diseñado para ello. Este permite ubicar el recipiente de 50 Kg en una plataforma que se inclina hacia la boca del tanque, después de ser correctamente amarrado y asegurado. La persona que realice la operación debe usar todos los elementos de protección personal descritos en el manual de seguridad industrial. El ácido clorhídrico debe venir envasado en tanques de fibra de vidrio, con una sola entrada. Debe ser preparado diluido al 15%, por su alta peligrosidad a altas concentraciones.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING PRUEBAS PILOTO Es muy importante realizar pruebas piloto antes empezar un tratamiento de dewatering para escoger el polímero de mayor rendimiento y las dosificaciones óptimas que nos permitan el máximo rendimiento con el mínimo costo posibles. Otro aspecto importante tenido en cuenta en esta sección es la prueba de polímeros nuevos buscando mejorar el proceso de deshidratación

Pruebas en el laboratorio Deben existir los elementos de laboratorio necesarios para realizar las pruebas: Kit de jarras, cintas de pH, muestras de polímeros, etc. El procedimiento general para realizar la prueba es:

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PRINCIPIOS DE DEWATERING •Tomar una muestra representativa de lodo •Existen tres variables a tener en cuenta: Tipo y concentración de ácido, tipo y concentración de polímero y factor de dilución. Dejado dos de las tres variables fijas realizar pruebas con el otro elemento de acuerdo al procedimiento de Pruebas de Jarras hasta encontrar resultados satisfactorios. •Realizar pruebas con otra Variable, si se considera necesario. •Tomar nota de los resultados y haciendo combinaciones de polímeros. ácido y dilución, concluir cual es el tratamiento óptimo técnica y económicamente para aplicarlo posteriormente de forma directa en los pozos. Consideraciones especiales: •Trazar un plan de pruebas en lo referente con la forma en que se van a manipular las diferentes variables antes de la prueba •Preparar soluciones frescas de polímeros al 0.1% •Tener especial cuidado con la manipulación de los ácidos •Es muy importante el análisis económico en el momento de la toma de decisión.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING Pruebas en campo de productos o procedimientos nuevos: Estas pruebas son muy importantes para tomar la decisión de cambiar o incluir un polímero o ácido dentro de la gama de químicos utilizados o incluir cambios en el proceso. Algunas consideraciones especiales son:

•Limpiar los tanques de la unidad de dewatering antes de la prueba. •Ser cuidadosos en la concentración en que se prepara el polímero, toma de la muestra de lodo y revisar el equipo para asegurar que todas las condiciones operativas están normales durante la prueba. •Duplicar las condiciones descritas en el reporte de laboratorio hasta donde sea posible. • Hacer pequeñas modificaciones a las condiciones del procesos sin alejarse mucho de las recomendadas por el laboratorio, dejando tiempo suficiente entre cada una para medir sus efectos. •Realizar el reporte los más completo posible describiendo todas las actividades desarrolladas durante la prueba y las condiciones bajo las cuales fueron hechas, mostrar los resultados de manera clara y dar conclusiones y recomendaciones precisas.

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PRINCIPIOS DE DEWATERING MEDICIONES: De las mediciones que se realicen durante el proceso dependen, además de la estimación de los costos por m3 procesados, las posibles acciones correctivas tendientes a lograr un mejor desempeño. Medición del consumo de polímero. Existen dos posibilidades: •En el tanque del polímero: Si se sabe el grado de dilución en el tanque de mezcla y la rata a que está siendo bombeado, se pude estimar la cantidad utilizada por barril de lodo. Esto es especialmente importante para hacer la optimización permanente del sistema. • Consumo diario: Al comparar las existencias de polímeros con las que habían 24 horas antes se establece el consumo de polímero diario. Lodo procesado Es muy importante porque de la correcta medición del lodo procesado depende en gran parte la evaluación del desempeño del proceso y de este dato depende el factor de dilución del sistema de lodo. El mejor sistema es aforar el tanque de lodo de la unidad de dewatering y llevar la cuenta del número de tanques procesados

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PRINCIPIOS DE DEWATERING Agua producida: Teniendo datos del agua producida se pude hacer un mejor plan de reutilización de ésta y previsiones en el manejo del tratamiento de aguas. El volumen se puede medir mediante un medidor de flujo instalado en la línea hacia la piscina o puede ser estimado con el mismo procedimiento utilizado para el lodo. Medición de los sólido procesados. En caso de que se necesite evaluar la cantidad de sólidos extraídos por el sistema de dewatering, se puede realizar haciendo pruebas de retorta al lodo y a la descarga sólida de de la centrífuga. Coagulante usado. Este consumo puede ser evaluado de la misma forma que el polímero.

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