¿Cómo funcionan las bombas de lodo?

    Como parte integral de la perforación en tierra y en alta mar, las bombas de lodo circulan el fluido de perforación utilizado para facilitar la perforación de pozos de petróleo y gas. Los fluidos de perforación se utilizan para estabilizar la presión y soportar el pozo durante la perforación, así como para reducir la fricción y eliminar las astillas de roca.

    Los fluidos de perforación han recorrido un largo camino desde los primeros días de la perforación y las bombas de lodo en alta mar están constantemente bajo presión para ayudar a los operadores a encontrar y desarrollar hidrocarburos en ubicaciones más difíciles, profundas y complicadas.

    Perforación en alta mar con una bomba de lodo

    Dependiendo de las condiciones de perforación y del tipo de formación rocosa encontrada por la broca a cada profundidad, los fluidos de perforación consisten en una variedad de componentes, incluyendo arcilla, agua, aceite y materiales sintéticos. Al perforar en alta mar, el impacto ambiental de los fluidos de perforación debe considerarse con más cuidado.

    La bomba de lodo es una de las piezas de equipo clave y esenciales en una plataforma de perforación en tierra o en alta mar. En alta mar, donde el espacio es un bien escaso, las bombas de lodo están equipadas con sistemas de accionamiento compactos montados en la parte superior, lo que reduce la longitud total en un paquete más pequeño y se colocan estratégicamente en la sala de bombas para una instalación permanente.

     Bomba de lodo para plataformas de perforación

    Hay muchas situaciones diferentes que se pueden encontrar al perforar en alta mar. Por ejemplo, mientras que las plataformas de elevación (jack-up rigs) se centran en aguas de hasta 350 pies de profundidad, los buques de perforación y los semisumergibles pueden perforar en aguas de hasta 12,000 pies de profundidad.

    Tanto los semisumergibles de elevación como los buques de perforación utilizan las mismas bombas de lodo; sin embargo, el número de bombas instaladas en la sala de bombas variará dependiendo de las especificaciones de perforación.

    Además, las formaciones y presiones encontradas durante la perforación pueden variar; las condiciones HT/HP y ambientales también pueden afectar el proceso de perforación, así como el fluido de perforación seleccionado y la bomba de lodo requerida.

    A medida que los proyectos de perforación requieren mayores caudales y mayores presiones, es necesario aumentar la presión nominal, ya sea aumentando el número de bombas de lodo requeridas o utilizando bombas de lodo de mayor capacidad. La mayoría de las primeras plataformas de elevación (jack-up) usaban dos bombas de lodo y sistemas de tuberías clasificados a 5000 psi y 1600 HP de presión de trabajo, mientras que la mayoría de las plataformas de elevación actuales tienen 7500 psi de presión de trabajo y hasta cuatro sistemas de tuberías de bomba de 2200 HP.

    Bomba de lodo hidráulica

    ¿Cómo funcionan las bombas de lodo?

    Las bombas de lodo están integradas en la plataforma, por lo que no suelen ser unidades independientes. La bomba de lodo tiene un motor de accionamiento y está conectada a un tanque de mezcla para suministrar lodo según sea necesario. Los extremos de entrada y salida de fluido de la bomba están conectados directamente a la columna de perforación y al anillo del pozo. La bomba generalmente tiene amortiguadores de pulsación tanto en la entrada como en la salida del fluido para eliminar las variaciones de presión en el flujo de lodo.

    Las bombas de lodo suelen ser accionadas por motores eléctricos o diésel. Los motores diésel son los más adecuados para áreas remotas. El motor se desacelera ya que la mayoría de las bombas funcionan a alrededor de 100 a 200 rpm, ya que el motor generalmente gira mucho más rápido. La mayoría de las bombas eléctricas usan motores de CA, pero las unidades de motor de CC también están disponibles. Las bombas de lodo más grandes están clasificadas en más de 2,500 hp.

    El fluido de perforación o lodo se hace circular a través del extremo del fluido de la bomba. Se bombea a través del orificio central de la tubería de perforación y a través de la columna de perforación de su broca. El lodo se devuelve a la superficie a través del anillo del pozo o el espacio entre el eje y el diámetro interior del pozo. Los pozos profundos, como las plataformas petrolíferas en alta mar, requieren 7,500 psi para forzar el lodo hacia abajo y hacia atrás. Estos pozos pueden estar en la superficie y hasta 10 millas por debajo del lecho marino. El lodo de perforación suele ser una suspensión acuosa viscosa de coloides similares a la arcilla en suspensión, pero puede variar según el lugar donde se use o el propósito del pozo que se esté perforando. También puede ser una mezcla de fluidos a base de aceite o fluidos sintéticos. La mezcla de lodo generalmente se almacena en un gran tanque de mezcla.