La balanza de lodo (ver la Figura 1) se compone principalmente de una base sobre la cual descansa un brazo graduado con un vaso, tapa, cuchillo, nivel de burbuja de aire, caballero y contrapeso. Se coloca el vaso de volumen constante en un extremo del brazo graduado, el cual tiene un contrapeso en el otro extremo. El vaso y el brazo oscilan perpendicularmente al cuchillo horizontal, el cual descansa sobre el soporte, y son equilibrados desplazando el caballero a lo largo del brazo.
Calibración
1. Retirar la tapa del vaso y llenar completamente el vaso con agua pura o destilada.
2. Volver a colocar la tapa y secar con un trapo.
3. Colocar de nuevo el brazo de la balanza sobre la base, con el
cuchillo descansando sobre el punto de apoyo.
4. La burbuja de nivel debería estar centrada cuando el caballero está en 8,33 lb/gal. Si no, ajustar usando el tornillo de calibración en el
extremo del brazo de la balanza. Algunas balanzas no tienen
tornillos de calibración y se requiere añadir o remover granallas de plomo a través de la tapa de calibración.
Procedimiento
1. Quitar la tapa del vaso y llenar completamente el vaso con el lodo a probar.
2. Volver a poner la tapa y girar hasta que esté firmemente asentada, asegurándose que parte del lodo sea expulsado a través del agujero de la tapa.
lb/gal lb/pie3 g
SG = o o
8,345 62,3 cm3
Tabla 1: Tabla de conversión para las unidades de densidad.
3. Limpiar el lodo que está fuera del vaso y secar el vaso.
4. Colocar el brazo de la balanza sobre la base, con el cuchillo descansando sobre el punto de apoyo.
5. Desplazar el caballero hasta que el nivel de burbuja de aire indique que el brazo graduado está nivelado. 6. En el borde del caballero más
cercano al vaso, leer la densidad o el peso del lodo.
7. Ajustar el resultado a la graduación de escala más próxima, en lb/gal, lb/pie3, psi/1.000 pies de
profundidad o en Gravedad Específica (SG).
8. Cuando las balanzas no indican la escala deseada, las ecuaciones
indicadas en la Tabla 1 pueden ser usadas. Gradiente de lodo: psi/pie = 0,052 x lb/gal = 0,4333 x SG = 0,00695 x lb/pie3 SG kg/cm2/m = 10 141,5 SG a 60°F (15,6°C) = 131,5 + °API Donde:
°API = Gravedad según el Instituto Americano del Petróleo
Instrumentos
El viscosímetro de Marsh es usado para la medición de rutina en el campo, de la viscosidad del lodo de perforación. El medidor de V-G (viscosidad-gravedad) de Fann es usado para completar la información obtenida con el viscosímetro de Marsh, especialmente en lo que se refiere a las características de gel del lodo. El medidor de V-G puede indicar la viscosidad aparente, la viscosidad plástica, el punto cedente y los esfuerzos de gel (iniciales y cíclicos).
A) V
ISCOSÍMETRO DEM
ARSH DescripciónEl viscosímetro de Marsh (ver la Figura 2) tiene un diámetro de 6 pulgadas en la parte superior y una longitud de 12 pulgadas. En la parte inferior, un tubo de orificio liso de 2 pulgadas de largo, con un diámetro interior de 3/16 pulgada, está acoplado de tal manera que no hay ninguna constricción en la unión. Una malla de tela metálica con orificios de 1/16 de pulgada,
cubriendo la mitad del embudo, está fijada a 3/4 de pulgada debajo de la parte superior del embudo.
Calibración
Llenar el embudo hasta la parte inferior de la malla (1.500 ml) con agua dulce a 70±5°F. . El tiempo requerido para descargar 1 qt (946 ml) debería ser 26 seg. ±0,5 sec.
Procedimiento
1. Manteniendo el embudo en posición vertical, tapar el orificio con un dedo y verter la muestra de lodo recién obtenida a través de la malla dentro de un embudo limpio,
Sección 2. Viscosidad
hasta que el nivel del fluido llegue a la parte inferior de la malla (1.500 ml).
2. Retirar inmediatamente el dedo del orificio y medir el tiempo requerido para que el lodo llene el vaso
receptor hasta el nivel de 1-qt indicado en el vaso.
3. Ajustar el resultado al segundo entero más próximo como indicación de viscosidad Marsh. Registrar la temperatura del fluido en grados Fahrenheit o Celsius.
B) V
ISCOSÍMETRO ROTATIVO DescripciónLos viscosímetros de indicación directa son instrumentos de tipo rotativo accionados por un motor eléctrico o una manivela. El fluido de perforación está contenido dentro del espacio anular entre dos cilindros concéntricos. El cilindro exterior o manguito de rotor es accionado a una velocidad rotacional (RPM –
revoluciones por minuto) constante. La rotación del manguito de rotor en el fluido impone un torque sobre el balancín o cilindro interior. Un resorte de torsión limita el movimiento del balancín y su desplazamiento es indicado por un cuadrante acoplado al balancín.
Las constantes del instrumento han sido ajustadas de manera que se pueda obtener la viscosidad plástica y el punto cedente usando las indicaciones
derivadas de las velocidades del manguito de rotor de 600 y 300 RPM.
Especificaciones: Viscosímetro de indicación directa Manguito de rotor
Diámetro interior 1,450 pulg. (36,83 mm)
Longitud total 3,425 pulg. (87,00 mm)
Línea trazada 2,30 pulg. (58,4 mm) encima de la parte inferior del manguito. Dos líneas de agujeros de 1/8
pulgada (3,18 mm) separados por 120 grados (2,09 radianes), alrededor del manguito de rotor, justo debajo de la línea trazada.
Balancín
Diámetro 1,358 pulg. (34,49 mm)
Longitud del cilindro 1,496 pulg. (38,00 mm) El balancín está cerrado con una base plana y una parte superior ahusada.
Constante del resorte de torsión
Deflexión de 386 dinas-cm/grado Velocidades del rotor:
Alta velocidad: 600 RPM Baja velocidad: 300 RPM A continuación se enumeran los tipos de viscosímetros usados para probar los fluidos de perforación: 1. Instrumento accionado por
manivela con velocidades de 600 y 300 RPM. Se usa una perilla sobre la rueda de la palanca de cambio de velocidad para determinar el esfuerzo de gel.
2. El instrumento accionado por motor de 12 voltios también tiene velocidades de 600 y 300 RPM. Un conmutador activado por regulador permite un alto esfuerzo de corte antes de medir, y se usa un volante moleteado para determinar el esfuerzo de gel.
3. El instrumento de 115 voltios (ver la Figura 3) es accionado por un motor síncrono de dos velocidades para obtener velocidades de 600, 300, 200, 100, 6 y 3 RPM. Se usa la velocidad de 3 RPM para determinar el esfuerzo de gel.
4. El instrumento de velocidad variable de 115 ó 240 voltios es accionado
para obtener todas las velocidades comprendidas entre 625 y 1 RPM. Se usa la velocidad de 3 RPM para determinar el esfuerzo de gel.
1) PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA VISCOSIDAD APARENTE, LA