Monitoreo en línea de la densidad del lodo de perforación: análisis del material, rango y parámetros de calibración de densitómetros de diapasón

Anteriormente, asumí un proyecto de sitio de perforación en el que el cliente quería instalar un densitómetro en la tubería de retorno de lodo en la boca del pozo para monitorear los cambios de densidad del lodo de retorno en tiempo real. El ingeniero del sitio había utilizado previamente un tipo de presión diferencial, pero el lodo contenía muchos recortes, lo que hacía que los tubos de presión se obstruyeran con frecuencia y requirieran desmontaje y limpieza. Además, la señal se retrasaba cuando la densidad fluctuaba, lo que hacía que el perforador se sintiera inseguro. Por lo tanto, esta vez querían cambiar a un instrumento que pudiera insertarse directamente en la tubería sin obstruirse y funcionar sin problemas.

Primero pregunté sobre los detalles del barro. Era un lodo-a base de agua con un alto contenido de sólidos, una viscosidad considerable y que contenía sales y azufre, que podían corroer el acero inoxidable ordinario. La densidad máxima podía alcanzar alrededor de 2,8 y la temperatura de retorno en la boca del pozo era de alrededor de 70 a 80 grados. La tubería era DN80, el sitio estaba en-zona 2 a prueba de explosiones, el suministro de energía era de 24 V y la señal debía ir directamente al PLC de la sala de perforación.

Teniendo en cuenta estas condiciones de trabajo, recomendé un densitómetro de diapasón. No tiene puertos de presión ni piezas móviles, por lo que los recortes grandes no pueden atascarse y el mantenimiento diario solo requiere una limpieza ocasional del barro seco en la superficie de la horquilla. Para materiales, la horquilla y la sonda deben ser 316L para resistencia a la corrosión por picaduras y a la erosión; la brida puede ser 304 ya que no contacta directamente con el lodo que fluye. El cliente lo aprobó.

A continuación, determinamos los parámetros específicos. Tamaño de conexión según brida DN80, norma nacional. La longitud de inserción de la sonda debe asegurar que la horquilla quede en la corriente principal del fluido, evitando el efecto pared de la tubería, decidiéndose finalmente por una longitud de sonda por debajo de la brida de 400mm. El rango de medición es de 0 a 3 g/cm³ y cubre tanto barro ligero como pesado. La salida es de dos-cables de 4 a 20 mA, que interactúan directamente con el PLC. El cliente requería precisión en el rango operativo real de 1,0 a 1,5 y prometimos calibración de fábrica en estos tres puntos con fluidos estándar. Con temperaturas de lodo de 80 grados, era necesaria una compensación de temperatura. Además, debido a la alta viscosidad del lodo y a la preocupación de que la acumulación de material afecte las lecturas, aumenté el parámetro de viscosidad interna del instrumento para reducir la sensibilidad a los cambios en la fuerza viscosa en la frecuencia de vibración, lo que resultó en una visualización más estable.

La solución final: brida DN80 (material 304), longitud de sonda 400 mm (316 L), rango 0–3, dos-cables 4–20 mA, fuente de alimentación de 24 V, con pantalla local, puntos de calibración 1,0/1,2/1,5, compensación de temperatura 80 grados. El producto fue fabricado según esta configuración. La instalación y puesta en marcha in situ se realizó sin problemas. Después de más de un mes de uso, el cliente informó que los datos eran oportunos, se podían observar cambios sutiles en la densidad del lodo y, después de retirarla, la horquilla solo tenía una fina capa de lodo, que se enjuagaba fácilmente y básicamente no tenía preocupaciones. Este proyecto me hizo darme cuenta de que una vez que comprendes a fondo las condiciones de trabajo y correlacionas el principio del instrumento con los puntos débiles en el sitio, la selección de parámetros y la elección del producto se vuelven naturalmente claras.