La importancia de los nozzles
Uso de energía eficiente.
Para generar aire comprimido se necesita un gasto de energía, energía que representa un costo y es por eso que tratando de mantener una estabilidad entre el aire que se necesita y el aire que se procura generar sea el más eficiente, hasta ahora las maquinarias de perforación de mediano y gran diámetro trabajan con compresores con presión mormada, esto quiere decir que el operador no tiene la posibilidad de cambiar o modificar la forma de trabajo del compresor para que así el compresor trabaje en su máxima capacidad el mayor tiempo posible aprovechando de mejor forma la energía gastada.
Variaciones de presiones de aire
En el mecanismo y efectos físicos del proceso de perforación se presentan variaciones de presión en el circuito del compresor debido a varios factores tales como: distintos diámetros en el espacio anular, distintos niveles de altura respecto al mar, derrumbes de pozo, detritus de densidades altas o muy bajas, desgaste de diámetros de aceros, humedad del terreno, fracturas en el terreno, cavitaciones del motor diesel, filtros saturados, etcétera
Estas variaciones producen varios efectos perjudiciales para el equipo tales como: perdida innecesaria de energía, desgaste prematuro de motor y generador, tenciones de presiones en líneas hidráulicas y neumáticas, disminución de vida útil de los aceros de perforación entre otros.
Bajo este concepto nace la posibilidad de graduar e intercambiar presión por volumen de aire y viceversa para controlar las variaciones en favor de los requisitos que la perforación necesite.
Este control o cambio lo realízanos con los nozzles y sus diferentes medidas.
Calculo para elección más eficiente
Para elegir el diámetro del nozzle es necesario un estudio en base a factores más relevantes como estado del compresor, diámetro del tricono, diámetro de la barra, mecánica de la roca, dureza media de la roca, largo estándar de los pozos y testeo con pruebas de aire.
Medida perfecta
Las medidas de las aberturas de los nozzles se producen en medias estándares(pulgadas) pero pueden ser hechas a medidas dedicadas según requerimientos de necesidades de factores individuales de faenas o sectores geológicos entre otros.
Concepto básico
Para explicar el concepto básico de transformación de presión por volumen debemos entender que el compresor mueve una cantidad de aire fija y solo variable a través de intervención de mecánicos en su regularización.
Este volumen de aire transita por una línea de ductos hasta salir por el tricono, en este caso dos vías, las toberas de los nozzles y los ductos de enfriamiento de los rodamientos de los conos.
Bajo el comportamiento físico del aire, este al reducir su paso de salida aumenta la presión y disminuye su volumen. Por el contrario si su diámetro de salida aumenta este disminuye su presión y aumenta su volumen. Téngase presente que una limitante del aumento de volumen está dado por el diámetro menor de la línea de aire hacia el compresor a comparar con la suma del espacio de salida de los tres nozzle y las líneas de enfriamiento de los rodamientos. Así como también el máximo diámetro de abertura está dado por la eliminación de los nozzles (No recomendado).
Mejor velocidad y mayor vida útil de Triconos
En virtud de este cambio y su buena elección se destaca otro acontecimiento de mejora en la vida útil de los Triconos ya que en un terreno blando es necesario un nozzles de mayor diámetro para generar un mayor volumen y así sacar mayor volumen de detrito de forma masiva fuera del pozo y con esto mantener una velocidad media mejorada. Muy por el contrario si el diámetro del nozzles es pequeño en un terreno blando el detrito subirá rápidamente debido a la alta presión pero de forma mínima dejando un resto de detrito en el fondo que producirá una remolienda y una baja en la velocidad media de penetración y con ello un desgaste innecesario en el tricono.
En un terreno duro es aconsejable usar un diámetro de nozzles de menor medida para sacar rápidamente el poco detrito generado (en comparación con la cantidad de detrito generado en terreno blando), manteniendo despejado y elevando la velocidad de penetración. Así como también es aprovechado el aumento de presión por las líneas de enfriamiento de los rodamientos ya que en terreno duro por lo general se aplica mayor pulldown incrementando la temperatura de los rodamientos por fricción forzada.
La velocidad de penetración está dada por la rapidez en que sale el detrito desde el fondo del pozo y que tiene relación directa con el uso del aire comprimido usado.” A mayor volumen y presión de aire se lograra mayor velocidad de penetración”.
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