Viscosímetro rotacional FANN [Ciencia-Ingeniería]

in spanish •  6 months ago

Viscosímetro rotacional FANN.

Antes de hablar del uso del viscosímetro FANN es necesario conocer y aclarar algunos términos asociados a este, por ejemplo ¿que es la viscosidad?. La viscosidad no es más que la resistencia que ofrece un fluido a fluir, es decir la fuerza con la que se opone un fluido a desplazarse. A mayor viscosidad, mayor resistencia.

Según esto, se pueden clasificar los fluidos como newtonianos y no newtonianos. Los primeros estando en reposo no necesitan ningún esfuerzo para hacerlos moverse y los segundos al estar en reposo se gelatinizan y se requiere un gran esfuerzo para ponerlos en movimiento.

En los fluidos de perforación de petróleo es importante la viscosidad del fluido y se usan una serie de densificantes según sean las funciones específicas de dicho fluido. Estos densificantes pueden ser, hematita, dolomita, barita, calcita, por mencionar algunos.

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Ahora bien un viscosímetro es un equipo que permite determinar la viscosidad de los fluidos de perforación, al hacer girar el equipo a una velocidad rotacional, en RPM-Revoluciones por minuto y medir el torque generado por el fluido al cilindro interior.

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El viscosímetro FANN puede tomar 6 lecturas a diferentes revoluciones por minuto (rpm) de la muestra de fluido que se desea determinar. estas lecturas permiten determinar la viscosidad plástica, la viscosidad aparente, el punto cedente del fluido y la fuerza del gel formado.

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Determinación de la viscosidad aparente.

Éste es la resistencia al flujo del lodo causado principalmente por la fricción de las partículas suspendidas, y también por la viscosidad de la fase fluida. La viscosidad plástica es afectada por la concentración, tamaño y forma de las partículas sólidas suspendidas en el lodo. para su determinación se toma directamente del viscosímetro la lectora a 600rpm y se procede mediante la siguiente ecuación:

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Determinación de la viscosidad plástica.

Esta viscosidad forma parte de la reología de un fluido y es la resistencia de un fluido a fluir atribuible a la cantidad, tipo y tamaño de los sólidos presentes en el mismo., causada principalmente por la fricción entre las partículas suspendidas. Se expresa en centipoises, tomando las lecturas del viscosímetro a 600 rpm y 300 rpm. Calculandose a partir de la siguiente ecuación:

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Determinación del punto cedente (Yield Point).

El punto cedente es una propiedad reológica originada por las fuerzas de atracción entre partículas bajo condiciones dinámicas o de flujo. Constituye la fuerza requerida hacer que un fluido no Newtoniano comience a fluir. se calcula a partir de la lectura a 300rpm y la viscosidad plástica a través de la siguiente ecuación.

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Determinación de la fuerza del gel.

Puesto que los fluidos de perforación tienen características tixotrópicas, eso quiere decir que son capaces de desarrollar una estructura de gel para poder cumplir con las funciones primordiales durante la perforación. el equipo permite pues el cálculo de esta propiedad, se hacen dos mediciones una a los haciendo girar el equipo a 300 rpm, de detiene y tras 10 segundos de reposo se toma la medición, esto se conoce como "gel inicial". Se enciende nuevamente el equipo a una velocidad de 600rpm hasta una lectura constante y se detiene nuevamente dejándose reposar por 10 minutos, transcurrido este tiempo se hace la medición, esta se conoce como "gel final".

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Análisis

El estudio de las propiedades reologicas y la viscosidad de los lodos petroleros es importante pues permite disponer de sus usos, el lodo petrolero ayuda a mantener las presiones sobre las formaciones sobre las que se perfora, evitando derrumbes y la invasión de los fluidos

Los fluidos de perforación cumplen con unas funciones específicas que ya han sido mencionadas anteriormente y esto es gracias a las propiedades reológicas que posee, estas propiedades son de suma importancia a la hora de la preparación de los lodos y empleo de los mismos durante las operaciones.

Para esta prueba se uso un lodo madre con una carga de 50% de carbonato de calcio grado petrolero.

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Referencias.

  • BAROID, “Manual de fluidos de perforación”. Copyright. Houston 1997. Lodos base agua.

  • SCHLUMBERGER, - I"NTRODUCTION TO DIRECTIONAL DRILLING". Schlumberger handbook 1996.

  • IMCO SERVICES. “Tecnología Aplicada de Lodos”. A Halliburton Company.

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Todas las imágenes son de mi autoría, tomadas desde una Camara Lumix DMC-XS1

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Saludos mi estimado @benayetfranco
El estudio de la viscosidad de los fluidos de perforación son muy importantes en el área petrolera y minería de extracción. Excelente aporte tecnológico que haces a la comunidad #stem-espanol. Te recomiendo especificar el origen de tus imágenes y colocar la bibliografía y referencias relacionadas para profundizar en este tema.

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Muchas gracias por tus recomendaciones estimado @iamphysical, fueron bien recibidas, aceptadas y aplicadas. Un saludo.

Hi @benayetfranco!

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Thank you, I feel honored.

Buenas @benayetfranco. Fantástico análisis y estudio del instrumento.
Su post ha sido votado por @ramonycajal. Proyecto de curación de posts de ciencias del witness @cervantes. Un saludo.

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Muchas gracias estimado @ramonycajal, siempre honrado y agradecido con su apoyo. Gracias a usted y a la comunidad de @cervantes por el trabajo que realizan. Saludos cordiales.

Excelente Post muchos recuerdos vienen a mi con ese equipo y la Reología, te felicito por tu iniciativa.

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Muchas gracias, me alegra que haya sido de su agrado y espero que sean buenos recuerdos. Saludos.

Wow, que post tan bueno mis felicitaciones♥

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Gracias, que bueno que te guste parte de lo que es mi carrera. Un abrazo.

Muy bueno tu post. Excelente analisis amigo!

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Gracias, me alegra que sea de su agrado.