MX2009001148A

MX2009001148A - Sistema de desagüe.

Info

Publication number: MX2009001148A
Application number: MX2009001148A
Authority: MX
Inventors: Catalin Ivan; Gary E Fout; Julio Roberto Ronderos
Original assignee: Mi Llc
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2009-02-20
Also published as: US20100243576A1; CA2659349A1; NO20090861L; EA200970168A1; AU2007281340A1; CN101522580B; WO2008016817A1; AU2007281340B2; EP2051945A4; CA2659349C; EA016915B1; BRPI0714790A2; US8002991B2; CN101522580A; US7736497B2; US20080029458A1; EP2051945A1

Abstract

Se describen sistemas y métodos para desaguar fluido de perforación que incluye un alimentador, un tanque de envejecimiento, un poliducto configurado entre el alimentador y el tanque de envejecimiento y una bomba de solución de floculante conectada fluiamente al tanque de envejecimiento. Además, el sistema incluye un larguero portátil para aojar el alimentador, el tanque de envejecimiento, el poliducto y la bomba de solución de floculante. En ciertas modalidades, el poliducto está configurado para mezclar un líquido con un floculante seco del alimentador y dispersar la solución de floculante resultante en el tanque de envejecimiento, el tanque de envejecimiento está configurado para recibir la solución de floculante y la bomba de solución de floculante está configurada para retirar la solución de floculante del tanque de almacenamiento.

Description

SISTEMA DE DESAGÜE Campo de la invención La presente revelación es concerniente en general con sistemas de desagüe usados en el manejo de desperdicio de fluido de perforación y reducción del volumen de fluido de perforación. Más en particular, la presente revelación es concerniente con sistemas de desagüe que incorporan fuentes de floculante secas y/o líquidas. Más en particular todavía la presente revelación es concerniente con sistemas de desagüe secos y/o líquidos automatizados y autocontenidos.

Antecedentes de la invención . En general, los sistemas de desagüe de manejo de desperdicios separan partículas sólidas y partículas finas de la fase líquida del fluido de perforación, dejando mediante esto una solución acuosa clarificada. En una operación de perforación, el desagüe permite la limpieza de fluidos de desperdicio, tales como, fluidos de perforación mezclados con agua de la mesa giratoria, tanques de lodo, bombas de lodo, generadores y de cualquier otro punto de descarga alrededor de una plataforma de perforación. Comúnmente, los sistemas de manejo de desperdicio de desagüe limpian el fluido de perforación por medio de coagulación, floculación y/o separación mecánica. La coagulación ocurre cuando la carga electrostática sobre un sólido es reducida, desestabilizando el sólido y permitiéndole que sea atraído a otros sólidos mediante fuerzas de van der Waals. La floculación es la aglutinación de partículas sólidas individuales en agregados de múltiples partículas. La floculación es física en lugar de eléctrica y ocurre cuando un segmento de una cadena de polímero de floculación absorbe simultáneamente sobre más de una partícula. La separación mecánica incluye dispositivos mecánicos (por ejemplo, hidrociclones y centrífugas) que remueven partículas sólidas de una solución. Tradicionalmente, los métodos para revolver sólidos de soluciones en el desagüe de fluido de perforación incluían la replicación de los mecanismos de floculación de lodos naturales utilizando ya sea contaminación de ión a base de calcio o cloro. Cal y varias fuentes de cloruro (por ejemplo, AICI3) fueron usados para la floculación. Los agregados sólidas podrían luego ser separados mediante filtración por gravedad y/o un dispositivo mecánico, como se describe anteriormente. Sin embargo, con la introducción de fluidos de perforación a base de agua inhibidores no dispersados (por ejemplo, poliacrilamida parcialmente hidrolizada o KC1) , las partículas de arcilla dentro de un sistema de lodo estaban ya acondicionadas para resistir la contaminación de ión (esto es, resistentes a la floculación y/o agregación) . Así, el desagüe de fluidos de perforación a base de agua requiere polímeros de alto peso molecular de multicarga para la floculación.

Comúnmente, los polímeros usados para la floculación son manufacturados en forma seca y mezclados por operadores del sistema de desagüe a una solución antes del tratamiento de un sistema de lodo. También, debido a que el polímero seco es agregado a un líquido, se requiere un proceso de envejecimiento para activar los polímeros secos. Adicionalmente, estos polímeros tienden a ser higroscópicos y como tal, tienen una vida en almacenamiento limitada. Así, cuando son alojados en instalaciones de almacenamiento externas, tales como ocurre comúnmente en operaciones de perforación comerciales actuales, los polímeros higroscópicos toman agua, disminuyendo mediante esto su vida efectiva. También, los polímeros en los sistemas comerciales actuales están expuestos comúnmente a amplias variaciones de temperatura, dando como resultado originalmente una vida efectiva disminuida. Debido a la necesidad de envejecimiento de la solución polimérica, mezcla por lote y la vida en almacenamiento limitada en los sistemas comerciales actuales, el manejo de sistemas de desagüe de floculantes secos es costoso y dependiente de los recursos. En respuesta al uso incrementado de los fluidos de perforación a base de agua, muchas compañías fabrican ahora floculantes líquidos de emulsión invertida y coagulantes que proporcionan actividad y vida en almacenamiento incrementadas. Sin embargo, debido a su formulación en nanoemulsión, estos productos requieren alta energía para el rendimiento y activación de la emulsión. También, los floculantes líquidos y coagulantes todavía experimentan vida en almacenamiento limitada cuando son expuestos a la humedad y amplia variación de temperatura. Así, los floculantes líquidos y coagulantes no siempre trabajan efectivamente en sistemas comerciales actuales . Así, existe la necesidad de un sistema de desagüe autocontenido, climatizado y automatizado.

Breve descripción de la invención De acuerdo con un aspecto, las modalidades reveladas en la presente son concernientes con un sistema que incluye un alimentador, un tanque de almacenamiento, un poliducto configurado entre el alimentador y el tanque de almacenamiento y una bomba de solución floculante conectada fluidamente al tanque de envejecimiento. Además, el sistema incluye un larguero portátil para alojar el alimentador, el tanque de envejecimiento, el poliducto y la bomba de solución de floculante. En ciertas modalidades, el poliducto está configurado para mezclar un líquido con un floculante seco del alimentador y dispersar una solución de floculante resultante en el tanque de envejecimiento, el tanque de envejecimiento está configurado para recibir la solución de floculante y la bomba de solución de floculante está configurada para remover la solución de floculante del tanque de envejecimiento.

En el otro aspecto, las modalidades reveladas en la presente son concernientes con un sistema que incluye un tanque de suministro de floculante liquido, un tanque de envejecimiento, una bomba de dosificación, una bomba de refuerzo de agua, y una bomba de solución de floculante conectada fluidamente al tanque de envejecimiento. Además, el sistema incluye un larguero portátil para alojar el tanque de suministro de floculante liquido, el tanque de envejecimiento, la bomba de dosificación, la bomba de refuerzo de agua y la bomba de solución de floculante. En ciertas modalidades, la bomba de dosificación está configurada para dispersar un floculante liquido del tanque de suministro de floculante liquido a una linea que conecta la bomba de dosificación, el tanque de envejecimiento y la bomba de refuerzo de agua, la bomba de refuerzo de agua proporciona agua a la linea para mezcla con el floculante liquido para crear una solución de floculante liquido, la solución de floculante liquido es envejecida en el tanque de envejecimiento y la bomba de solución de floculante está configurada para remover la solución de floculante liquido del tanque de envejecimiento. En otro aspecto, las modalidades reveladas en la presente son concernientes con un método para desaguar fluido de perforación que incluye utilizar un sistema que tiene un alimentador, un tanque de envejecimiento, un poliducto configurado entre el alimentador y el tanque de envejecimiento y una bomba de solución de floculante conectada fluidamente al tanque de envejecimiento. Además, el sistema incluye un larguero portátil para alojar el alimentador, el tanque de envejecimiento, el poliducto y la bomba de solución de floculante. En ciertas modalidades, el poliducto está configurado para mezclar un liquido con un floculante seco del alimentador y dispersar una solución de floculante resultante en el tanque de envejecimiento, el tanque de envejecimiento está configurado para recibir la solución de floculante y la bomba de solución de floculante está configurada para remover la solución de floculante del tanque de envejecimiento. En otro aspecto, las modalidades reveladas en la presente son concernientes con un método para desaguar fluido de perforación que incluye usar un sistema que tiene un tanque de suministro de floculante liquido, un tanque de envejecimiento, una bomba de dosificación, una bomba de refuerzo de agua y una bomba de solución de floculante conectada fluidamente al tanque de envejecimiento. Además, el sistema incluye un larguero portátil para alojar el tanque de suministro de floculante liquido, el tanque de envejecimiento, la bomba de dosificación, la bomba de refuerzo de agua y la bomba de solución de floculante. En ciertas modalidades, la bomba de dosificación está configurada para dispersar un floculante liquido del tanque de suministro del floculante liquido a una linea que conecta la bomba de dosificación, el tanque de envejecimiento y la bomba de refuerzo de agua, la bomba de refuerzo de agua proporciona agua a la linea para mezclar con el floculante liquido para crear una solución de floculante liquido, la solución de floculante liquido es envejecida en el tanque de envejecimiento y la bomba de solución de floculante está configurada para remover la solución de floculante liquido del tanque de envejecimiento. Otros aspectos de la revelación serán evidentes a partir de la siguiente descripción y las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de las figuras La Figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema de desagüe de floculante seco de acuerdo con una modalidad de la presente revelación. La Figura 2 es un diagrama de flujo del proceso de un sistema de desagüe de floculante seco de acuerdo con una modalidad de la presente revelación. La Figura 3 es una ilustración esquemática de un sistema de desagüe de floculante seco y coagulante de acuerdo con una modalidad de la presente revelación La Figura 4 es una ilustración esquemática de un sistema de desagüe de floculante liquido de acuerdo con una modalidad de la presente revelación. La Figura 5 es una ilustración esquemática de un sistema de desagüe de floculante seco y floculante liquido de acuerdo con una modalidad de la presente revelación. La Figura 6 es una disposición en vista superior de un módulo de desagüe a base de larguero de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

Descripción detallada de la invención En general, las modalidades reveladas en la presente son concernientes con sistemas y métodos para desaguar fluidos de perforación a base de agua, separando mediante esto los sólidos y otras partículas finas de una fase líquida, dejando un producto acuoso clarificado. Más específicamente, las modalidades reveladas en la presente son concernientes con un sistema de desagüe auto-contenido, modular, que puede desaguar más eficientemente fluidos de perforación a base de agua en un sitio de perforación. Comúnmente, a medida que los fluidos de perforación usados regresan desde el agujero en el fondo, cortes de perforación y otra materia o partícula fina pueden estar suspendidos en los mismos. Inicialmente, el fluido de perforación usado puede sufrir cualquier número de técnicas de separación (por ejemplo, centrifugación, tamizado, limpiadores de lodo y agitación) para remover cortes de perforación grandes del fluido. En tanto que los métodos mencionados anteriormente pueden remover cortes de perforación grandes, otros sólidos y materia en partículas finas pueden permanecer suspendidos en el fluido de perforación. Para remover adicionalmente materia en partículas, como se describe anteriormente, se pueden usar coagulación y/o floculación. Refiriéndose inicialmente a la Figura 1, se muestra un sistema de desagüe modular 100 de acuerdo con una modalidad de la presente revelación. En esta modalidad, un alimentador 101 es conectado a un poliducto 102. El alimentador 101 puede incluir cualquier dispositivo (por ejemplo, una tolva con un tamiz y un disco giratorio) capaz de retener y surtir un polvo de floculación seco. El poliducto 102 puede incluir un eyector de alta eficiencia diseminado específicamente para polímeros secos. En general el poliducto 102 puede generar un flujo de aire de alto vacío para transportar el floculante polimérico seco desde el disco giratorio del alimentador 101. En tal sistema, el poliducto 102 puede ser conectado al alimentador 101 y puede recibir polímero floculante seco del mismo. El poliducto 102 puede también ser conectado fluidamente a una línea de suministro de agua. En una modalidad, el poliducto 102 puede diluir el floculante seco utilizando agua acelerada en una boquilla de alta eficiencia. El flujo de agua de alta velocidad puede generar un vacío al arrastrar aire a medida que sale de la boquilla. La colisión de alta velocidad en el poliducto 102 entre los gránulos de polímero y la corriente de agua pueden permitir la dispersión de los gránulos de polímero. Así, el uso del poliducto 102, como se describe anteriormente, puede dar como resultado una hidratación más rápida y minimizar el tiempo de envejecimiento requerido para la activación del polímero. En una modalidad, a medida que el polímero de floculante seco entra al poliducto 102, una válvula de regulación de agua (no mostrada) puede controlar el flujo de agua al poliducto 102. En el poliducto 102, el agua se mezcla con el polímero floculante seco y la solución resultante puede ser dispersada a un tanque de envejecimiento 103. En el tanque de envejecimiento 103, el polímero floculante se puede deshacer de acuerdo con los requerimientos de tiempo del floculante que es usado. Después de envejecimiento apropiado, el floculante puede ser inyectado a una línea que contiene fluido de preparación usado vía una bomba de solución de floculante 104 (por ejemplo, una bomba de solución de polímero, una bomba de desplazamiento positivo o una bomba de diafragma) . Todavía refiriéndose a la Figura 1, la inyección del floculante al fluido de preparación usado es controlada por un controlador lógico programable (PLS) 105. El PLS 105 puede regular la dispersión del floculante a los fluidos de preparación usados al controlar la bomba de solución de floculante 104, una bomba de desplazamiento positivo (no mostrada) y/o una bomba de diafragma (no mostrada) . En modalidades alternativas, el PLS 105 puede también controlar otros procesos en el sistema, tales como, por ejemplo la dispersión del floculante del poliducto 102 al tanque de envejecimiento 103. En otras modalidades, componentes especializados pueden ser usados en el sistema 100 para incrementar adicionalmente la eficiencia de desagüe. Refiriéndose brevemente a la Figura 2 se muestra un sistema de desagüe modular 200 que incluye un tanque de envejecimiento de tres etapas 201. En esta modalidad, el tanque de envejecimiento 201 es dividido en tres secciones, en las que se incluyen, una sección mezcladora 202, una sección de envejecimiento 203 y una sección de bombeo 204. A medida que la solución de floculante entra a la sección mezcladora 202 de un poliducto 205, un dispositivo de agitación (no mostrado) puede mezclar adicionalmente la solución de floculante. Después de un tiempo de mezcla apropiado, tal como se determina por las propiedades del floculante usado, el contenido de la sección mezcladora 202 puede ser transferido a la sección de envejecimiento 203. Aquellos que tienen habilidad ordinaria en el arte apreciarán que tiempos de agitación apropiados son conocidos en el arte. En la sección de envejecimiento 203, un segundo dispositivo de agitación (no mostrado) puede mezclar adicionalmente y/o agitar la solución hasta que la solución ha alcanzado sus propiedades deseadas. Luego la solución puede ser transferida a una sección de bombeo 204, que puede servir como porción de retención hasta que la solución es bombeada a una línea que contiene fluido de perforación usado. Todavía refiriéndose a la Figura 3, se muestra un sistema de desagüe modular 300 de acuerdo con una modalidad de la presente revelación. En esta modalidad, un alimentador de floculante seco 301, un poliducto de floculante 302, un tanque de envejecimiento de floculante 303 y una bomba de solución 304 son conectados como se describe anteriormente. Adicionalmente, un tanque de suministro de coagulante 306 puede ser conectado a una bomba de refuerzo de agua 307. La bomba de refuerzo de agua 307 puede permitir la mezcla de un coagulante líquido a una corriente de agua presurizada, mezclando mediante esto una solución de coagulante sin la necesidad de un tanque de envejecimiento/retención separado. En ciertas modalidades, la bomba de refuerzo de agua 307 puede también ser conectada a una bomba de solución de coagulante (no mostrada) para inyección a una línea que contiene fluidos de perforación usados. Como se ilustra, la bomba de solución 304 está configurada para recibir solución de floculante y solución de coagulante y para inyectar las soluciones a una línea que contiene fluido de perforación usado . En una modalidad alternativa, a medida que el coagulante seco entra a un poliducto, una válvula de regulación de agua puede controlar el flujo de agua al poliducto. En el poliducto, el agua se mezcla con el polímero coagulante seco y la solución resultante puede ser dispersada a un tanque de envejecimiento. En el tanque de envejecimiento, el coagulante se puede envejecer de acuerdo con los requerimientos de tiempo del coagulante que es usado. Después del envejecimiento apropiado, el coagulante puede ser inyectado a una linea que contiene el fluido de perforación usado vía una bomba de refuerzo de agua. Aquel de habilidad ordinaria en el arte se dará cuenta que después de la mezcla, ciertos coagulantes pueden no requerir envejecimiento. En tal sistema, el tanque de envejecimiento puede servir como tanque de retención para la solución de coagulante mezclada o la solución de coagulante puede ser inyectada directamente a una linea que conecta fluidamente el poliducto y una bomba de refuerzo de agua, como se describe anteriormente. Todavía refiriéndose a la figura 3, la inyección del floculante y coagulante al fluido de perforación usado es controlada por un controlador lógico programable (PLC) 305. Similarmente al sistema 100, el PLC 305 puede controlar la velocidad de dispersión de la solución de floculante a una línea que contiene fluido de perforación usado. Adicionalmente, el PLC 305 puede controlar la velocidad de dispersión de la solución de coagulante a la línea que contiene el fluido de perforación usado. En ciertas modalidades, el PLC 305 puede controlar la velocidad de dispersión del floculante y coagulantes por medio de elementos de bombeo apropiados, como se describe anteriormente. Adicionalmente, el PLC 305 puede controlar otros aspectos del sistema 300, en los que se incluyen pero no limitados a, control de los poliductos 302 y 307 y tiempos de envejecimiento de los tanques de envejecimiento 303 y 308. Refiriéndose ahora a la Figura 4, se muestra un sistema de desagüe de floculante líquido 400 de acuerdo con una modalidad de la presente revelación. En esta modalidad, un tanque de suministro de floculante líquido 401 es conectado a una bomba de dosificación 402. El tanque de suministro 401 puede incluir cualquier dispositivo capaz de retener un floculante líquido. La bomba de dosificación 402 es conectada al tanque de suministro 401 y puede recibir solución de floculante líquido del mismo. La bomba de dosificación 402 inyecta floculante líquido a un tanque de envejecimiento 403 para el envejecimiento apropiado de acuerdo con el envejecimiento recomendado para el floculante. En ciertas modalidades, el tanque de envejecimiento 403 puede ser sustancialmente más pequeño que los tanques de envejecimiento de sistemas de polímero seco debido a que los floculantes líquidos requieren tiempos de envejecimiento más cortos. Después del envejecimiento apropiado, el floculante líquido es inyectado al fluido de perforación usado vía una bomba de solución de floculante 404. En sistemas alternativos, el sistema 400 puede incluir además una bomba de refuerzo de agua (no mostrada) . En tal modalidad, un floculante liquido es inyectado del tanque de suministro 401 a una linea entre la bomba de dosificación 402 y el tanque de envejecimiento 403. El agua provista por una bomba de refuerzo de agua (no mostrada) se mezcla con el floculante liquido y puede luego entrar al tanque de envejecimiento 403 para el envejecimiento. El proceso anterior es descrito con relación a un floculante liquido, pero aquel de habilidad ordinaria en el arte se dará cuenta que la dosificación de cualquier sustancia (por ejemplo, floculante o coagulante) a una linea de transferencia para mezcla con agua de una bomba de refuerzo de agua está dentro del alcance de la presente revelación. Además, en ciertas modalidades, una bomba de refuerzo de agua puede proporcionar agua a cualquier número de lineas de transferencia de floculante y/o coagulante para dilución durante la transferencia. Todavía refiriéndose a la Figura 4, la inyección del floculante al fluido de perforación usado es controlada por un PLS 405. En esta modalidad, el PLS 405 puede regular la dispersión del floculante a los fluidos de perforación usados al controlar la bomba de refuerzo de agua 405. En modalidades alternativas, el PLS 405 puede también controlar otros procesos en el sistema, tales como, por ejemplo la dispersión del floculante de la bomba de dosificación 402 al tanque de envejecimiento 403.

Refiriéndose ahora a la Figura 5, se muestra una combinación de sistema de desagüe de floculante seco y floculante liquido 500 de acuerdo con una modalidad de la presente revelación. En esta modalidad, un alimentador de floculante seco 501, un poliducto de floculante 502 y un tanque de envejecimiento de floculante 503 son conectados a una bomba de solución de floculante 504, como se describe anteriormente. Adicionalmente , un tanque de suministro de liquido 505, una bomba de dosificación de floculante liquido 506 y un tanque de envejecimiento de floculante liquido 507 son conectados a la bomba de solución de floculante 504, como se describe anteriormente. Adicionalmente, un tanque de suministro de liquido 505, una bomba de dosificación de floculante liquido 506 y un tanque de envejecimiento de floculante liquido 507 son conectados a la bomba de solución de floculante 504 como se describe anteriormente. Aquel de habilidad ordinaria en el arte se dará cuenta que sistemas alternativos pueden incluir cualquier número de bombas de solución adicionales, de tal manera que el floculante pueda ser inyectado eficientemente. Una modalidad puede incluir una bomba de refuerzo de agua (no mostrada) para diluir el floculante liquido antes del envejecimiento en el tanque de envejecimiento 507. La operación del sistema 500, en los que se incluyen la operación de por lo menos la bomba de solución de floculante 504 puede ser controlada por medio de un PLS 508, como se describe anteriormente. Además, en ciertos sistemas, un dispositivo de separación (por ejemplo, una centrifuga) puede ser conectado fluidamente a la bomba de solución de floculante 504 para remover flóculos del fluido de perforación usado. Aquel de habilidad ordinaria en el arte se dará cuenta que en ciertas modalidades, el dispositivo de separación puede estar incluido sobre un larguero portátil. En esta modalidad, la bomba de solución de floculante 504 está configurada para recibir lineas de alimentación tanto del tanque de envejecimiento de floculante 503 y el tanque de envejecimiento de floculante liquido 507. Luego la bomba de solución de floculante 504 puede inyectar floculante a una linea que contiene fluido de perforación usado. Comúnmente, ambos del floculante seco y el floculante liquido no serán usados en una sola corrida. Sin embargo, al dar al operador de perforación la elección o el uso ya sea de un tipo u otro de floculante en un sistema, el operador puede escoger la técnica de floculación más efectiva. Adicionalmente, debido a que sistemas alternativos pueden incluir múltiples bombas, en el presente sistema puede proveer al operador de perforación la habilidad de cambiar sin costuras entre tipos de floculantes. Asi, en una operación de perforación en donde el operador de perforación se agota de por ejemplo un floculante en polvo seco, el operador de perforación puede cambiar fácilmente a un floculante liquido. Tal transición sin costuras entre los floculantes puede impedir tiempo de paralización que podría de otra manera incrementar el costo global de la perforación. En tanto que no se describen independientemente, aquel de habilidad ordinaria en el arte se dará cuenta que sistemas alternativos en donde cualquier número de módulos de floculación secos y/o líquidos son usados están dentro del alcance de la presente revelación. Además, cualquier sistema dentro del alcance de la presente revelación puede ser expandido para incluir módulos de coagulante, módulos de floculante en polvo seco adicionales y/o módulos de floculantes líquidos adicionales. Así, las modalidades de acuerdo con el sistema de desagüe modular de la presente revelación puede permitir que un operador de perforación cualquier número de elecciones entre combinaciones de floculante y/o coagulante cuando se desagua el fluido de perforación. Refiriéndose ahora a la Figura 6, se muestra una disposición en vista superior de un sistema de desagüe a base de larguero 600 de acuerdo con una modalidad de la presente revelación. En esta modalidad, el sistema de desagüe 600 incluye un tanque de suministro de floculante seco 601, un sistema de alimentación de floculante seco (por ejemplo, el alimentador y poliducto del sistema 100) 602 y un tanque de envejecimiento de floculante seco 603. Adicionalmente, el sistema 600 incluye un tanque de suministro de coagulante 604, un sistema de alimentación de coagulante 605 y una bomba de refuerzo de agua 606. En esta modalidad, no hay tanque de envejecimiento de coagulante, debido a que el coagulante liquido puede ser inyectado directamente y mezclado con la bomba de refuerzo de agua 606. Ya que la solución de floculante y coagulante están preparadas para inyección a una linea que contiene el fluido de perforación usado, la solución de floculante y coagulante puede ser inyectada por medio de la bomba de solución de floculante 607 y bomba de solución de coagulante 608, respectivamente. En esta modalidad, el sistema 600 incluye un larguero portátil 609, sobre el cual todos los componentes enlistados anteriormente son conectados. Asi, el sistema 600 es autocontenido sobre un solo larguero modular que incorpora todos los componentes necesarios de un sistema de desagüe. Tal larguero portátil puede ser transportado entre operaciones de perforación reduciendo mediante esto los costos de gastos de capital de una operación de perforación. Adicionalmente , el sistema 600 proporciona tanques de suministro 601 y 604 sobre un larguero 609. En ciertas modalidades, el larguero 609 puede estar encerrado en un alojamiento (no mostrado) . En tal sistema, los floculantes secos/liquidos y coagulantes pueden ser almacenados en un medio ambiente climatizado, regulado por una unidad de regulación ambiental (por ejemplo, un acondicionador de aire, un dispositivo de control de humedad o estructura de alojamiento) . Debido a que la temperatura del floculante y coagulante puede ser regulada, sus vidas efectivas pueden ser prolongadas. Adicionalmente, debido a que los floculantes y coagulantes pueden ser almacenados al interior, tendrán menos exposición al sol y/o humedad (esto es, precipitación) que puede acortar adicionalmente sus vidas efectivas .

EJEMPLOS Los siguientes ejemplos fueron usados para probar los sistemas y métodos de desagüe revelados actualmente. La primera prueba de campo fue sobre un pozo direccional programado para ser perforado a 3,810 metros (12,500 pies) con columnas de ademe a 122 metros (400 pies) y 762 metros (2,500 pies). El sistema de desagüe incluía un sistema de floculante líquido y coagulante autónomo conectado fluidamente a una primera centrífuga para la recuperación de barita y una segunda centrífuga para el desagüe. El larguero de polímero líquido era una unidad auto convenida, climatizada, que incorpora sistemas de mezclas/inyección de floculante y coagulante. El sistema también estaba equipado con una bomba de refuerzo de agua que mantenía 2.1 Kg/cm2 (30 libras/pulgada cuadrada) a través de la línea de agua para la mezcla/inyección apropiada de los compuestos químicos. Adicionalmente, el sistema incluía un tanque de envejecimiento de floculante de 75.7 litros (20 galones). El coagulante fue mezclado e inyectado en linea. Para el intervalo superior del pozo, solamente el floculante (SUPERFLOC® SD 2081 de CYTEC) fue requerido. Para el segundo intervalo con peso de lodo y salinidad incrementada, se requirió la adición de coagulante (SUPERFLOC® 607 de CYTEC) . La tabla a continuación proporciona resultados de campo que ilustran la aj ustabilidad de la velocidad de flujo de lodo, dilatación de polímero y manipulación de concentración del polímero en una unidad de polímero líquido de acuerdo con una modalidad de la presente revelación.

Tabla 1 : Resultados de campo de desagüe - Unidad de polímero liquido . concentración del polímero floculante en partes por millón (ppm) en un sistema de desagüe de floculante líquido. Adicionalmente, la tabla ilustra la velocidad de centrífuga en rotaciones por minuto (rpm) y la velocidad de flujo de lodo en litros por minuto (LPM) (galones por minuto (gpm) ) . En la primera prueba de campo, la concentración del polímero fue ajustada incrementadamente de 0 ppm a 300 ppm, en tanto que se mantiene la velocidad de flujo de lodo constante de 189 litros por minuto (50 galones por minuto) . Subsecuentemente, la velocidad de flujo del lodo se hizo variar entre 51 litros por minuto (40 galones por minuto) y 227 litros por minuto (60 galones por minuto) . El lodo de alimentación tenía una gravedad específica de 1.2 y una turbidez nefelométrica fuera del intervalo mesurable (NTU) mayor de 1200. El tratamiento de un lodo con 150 ppm de floculante generó un afluente de centrífuga con 1.08 de gravedad específica y 762 NTU. A medida que se usaron dosis más altas de floculante, se obtuvieron mejores mediciones de turbidez. La aj ustabilidad del sistema permitió que el operador ajustara la velocidad de flujo del lodo, de tal manera que la concentración del polímero fue disminuida, la velocidad de flujo podría también ser disminuida. En tal sistema, a medida que la velocidad de flujo de lodo es disminuida, el lodo cargado con floculante puede permanecer en la centrífuga un tiempo más largo. Así, aquel de habilidad ordinaria en el arte se dará cuenta que al ajusfar la velocidad del flujo del lodo, la concentración del polímero y/o la dilución del polímero, el operador del sistema puede ajusfar un sistema de desagüe para procesar el lodo de una operación dada con la mayor eficiencia.

La segunda prueba de campo fue sobre un pozo programado para ser perforado a 2,896 metros (9,500 pies) con columnas de ademe ajustadas a 122 metros (400 pies) y 518 metros (1,700 pies). El sistema de desagüe incluía un sistema de floculante seco autónomo conectado fluidamente a una sola centrífuga para el desagüe. El larguero de polímero seco fue una unidad climatizada autocontenida que incorpora un alimentador, un poliducto y un tanque de envejecimiento de tres compartimientos. La mezcla de solución de polímero fue controlada por un sistema de PLC . El floculante seco usado en el sistema fue MAGNAFLOC® 351 de CIBA. La tabla a continuación proporciona resultados de campo que ilustran la aj ustabilidad de velocidad de flujo de lodo y manipulación de la concentración del polímero en una unidad de polímero seco de acuerdo con una modalidad de la presente revelación.

Tabla 2 : Resultados de campo de desagüe - Unidad de polímero seco .

En la segunda prueba de campo, la concentración del polímero fue ajustada entre 0 y 200 ppm, en tanto que la velocidad de flujo de lodo fue mantenida constante a 189 litros por minuto (50 galones por minuto) . El lodo de alimentación tenía una gravedad específica de 1.26 y un NTU fuera de intervalo mesurable. El efluente de la centrífuga después del tratamiento tenía una gravedad específica de 1.06 con 326 NTU. Se obtuvieron mejores mediciones de turbidez utilizando dosificaciones de polímero más altas (tan bajas como 123 NTU a 250 ppm polímero) . Similarmente como ocurrió en la primera prueba, la ajustabilidad del sistema permitió que el operador del sistema de desagüe ajustara la concentración del polímero para proporcionar el desagüe más eficiente. Como tal, aquel de habilidad ordinaria en el arte se dará cuenta que el sistema automatizado de la presente invención puede permitir que el operador ajuste variables del sistema para desaguar el lodo a condiciones especificadas. Ventajosamente, las modalidades de los sistemas y métodos mencionados anteriormente pueden incrementar la eficiencia de operación del desagüe de fluido de perforación a base de agua. Debido a que los sistemas descritos anteriormente pueden incluir módulos separados para manipular floculantes secos/líquidos y coagulantes, el tiempo de paralización de la plataforma que puede ser experimentado durante el ajuste del tipo del floculante o coagulante puede ser minimizado. Además, debido a que el sistema puede ser plenamente automatizado por medio del uso de un controlador lógico programable, la mezcla del polímero puede ser más precisa, incrementando así la consistencia del floculante y coagulante en tanto que se reduce potencialmente el consumo del polímero. Además, debido a que un operador de programación ya no tiene que mezclar los polímeros individuales, el operador tiene más tiempo para atender a otras porciones de la operación de perforación. Además, debido a que las soluciones del floculante y coagulantes producto pueden ser acondicionadas más estrictamente, puede ocurrir una separación de sólidos incrementada a velocidades de alimentación de centrifuga más altas. La reducción del uso del polímero, uso más eficiente de labor humana y separación de sólidos incrementada pueden todos contribuir a una reducción de costos considerable en una operación de perforación. También, debido a que los sistemas de acuerdo con modalidades de la presente invención pueden ser montados sobre un larguero portátil, los ahorros de costo y eficiencia del sistema pueden ser incrementados adicionalmente. Específicamente, debido a que los polímeros pueden ser almacenados en proximidad estrecha a la operación de desagüe en un alojamiento climatizado, se pueden impedir los daños a las vidas efectivas de los polímeros. Al minimizar los daños a los polímeros por el sol y exposición al agua prematura, menos polímeros pueden ser desperdiciados, disminuyendo mediante esto adicionalmente los costos del desagüe. Finalmente, el montaje del sistema sobre un larguero portátil permite que el sistema de desagüe sea tanto autocontenido como portátil. Cada sistema puede ser usado como un componente en un sistema de manejo de sólidos y por medio de la estandarización de componentes, disminuir adicionalmente el costo de la operación de perforación. En tanto que la invención ha sido descrita con respecto a un numero limitado de modalidades, aquellos experimentados en el arte, teniendo el beneficio de la presente revelación, apreciarán que otras modalidades pueden ser ideadas que no se desvían del alcance de la revelación descrita en la presente. Así, el alcance de la revelación debe estar limitado solamente por las reivindicaciones adjuntas a la presente.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un sistema de desagüe caracterizado porque comprende : un alimentador; un tanque de envejecimiento; un poliducto configurado entre el alimentador y el tanque de envejecimiento; una bomba de solución de floculante conectada fluidamente al tanque de envejecimiento y un larguero portátil para alojar el alimentador, el tanque de envejecimiento, el poliducto y la bomba de solución de floculante; en donde el poliducto está configurado para mezclar un liquido con un floculante seco del alimentador y dispersar una solución de floculante resultante en el tanque de almacenamiento ; en donde el tanque de envejecimiento está configurado para recibir la solución de floculante y en donde la bomba de solución de floculante está configurada para remover la solución de floculante del tanque de envejecimiento.
2. El sistema de desagüe de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además: un tanque de suministro de coagulante; una bomba de refuerzo de agua; una bomba de solución de coagulante conectada fluidamente al tanque de suministro de coagulante y la bomba de refuerzo de agua.
3. El sistema de desagüe de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un tanque de suministro de floculante configurado para anexarse al alimentador .
4. El sistema de desagüe de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un controlador lógico programable para regular por lo menos la remoción de la solución del floculante del tanque de envej ecimiento .
5. El sistema de desagüe de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la bomba de solución de floculante es conectada fluidamente a un dispositivo de separación .
6. El sistema de desagüe de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el dispositivo de separación es una centrifuga.
7. El sistema de desagüe de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además una unidad de regulación ambiental.
8. El sistema de desagüe de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la unidad de regulación ambiental es un acondicionador de aire.
9. El sistema de desagüe de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además: un tanque de suministro de floculante liquido para almacenar floculante liquido; una bomba de dosificación para regular la dispersión del floculante liquido al tanque de envejecimiento y un tanque de envejecimiento de liquido para envejecer el floculante liquido; en donde el floculante liquido es removido del tanque de envejecimiento de liquido por la bomba de solución de floculante .
10. El sistema de desagüe de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el floculante liquido es removido del tanque de envejecimiento de liquido por una segunda bomba de solución de floculante.
11. El sistema de desagüe de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el larguero portátil comprende además un alojamiento para encerrar el sistema de desagüe .
12. Un sistema de desagüe caracterizado porque comprende : un tanque de suministro de floculante liquido; un tanque de envejecimiento; una bomba de dosificación; una bomba de refuerzo de agua; una bomba de solución de floculante conectada fluidamente al tanque de envejecimiento y un larguero portátil para alojar el tanque de suministro de floculante liquido, el tanque de envejecimiento, la bomba de dosificación, la bomba de refuerzo de agua y la bomba de solución de floculante; en donde la bomba de dosificación está configurada para dispersar un floculante líquido del tanque de suministro del floculante líquido a una línea que conecta la bomba de dosificación, el tanque de envejecimiento y la bomba de refuerzo de agua; en donde la bomba de refuerzo de agua proporciona agua a la línea para mezclarse con el floculante líquido para crear una solución de floculante líquido; en donde la solución de floculante líquido es envejecida en el tanque de envejecimiento y en donde la bomba de solución de floculante está configurada para promover la solución de floculante líquido del tanque de envejecimiento.
13. El sistema de desagüe de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque comprende además: un tanque de suministro de coagulante; una bomba de refuerzo de agua y una bomba de solución de coagulante conectada fluidamente al tanque de suministro de coagulante y la bomba de refuerzo de agua.
14. El sistema de desagüe de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la bomba de solución de floculante es conectada fluidamente a un dispositivo de separación.
15. El sistema de desagüe de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque comprende además una unidad de regulación ambiental.
16. El sistema de desagüe de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque comprende además un controlador lógico programable para regular por lo menos la remoción de la solución del floculante liquido del tanque de envej ecimiento .
17. El sistema de desagüe de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el larguero portátil comprende además un alojamiento para encerrar el sistema de desagüe .
18. Un método para desaguar fluido de perforación, caracterizado porque comprende usar el sistema de conformidad con la reivindicación 1.
19. Un método para desaguar fluido de perforación, caracterizado porque comprende usar el sistema de conformidad con la reivindicación 12.