GUIA DE CHEQUEO, NORMAS OPERACIONALES Y FALLAS DE FUNCIONAMIENTO PARA SHAKERS

1. CHEQUEO BASICO SHAKERS: A continuación se enlistan una serie factores que se deben revisar para verificar el estado general de la Shakers primarias de control de sólidos y asegurar un adecuado funcionamiento. a) Estado general de la canasta: Se verifica que la canasta en

general no presente fisuras y deterioro por corrosión.

b) Estado crown rubbers, empaquetadura y sellos verticales: Antes de la instalación de las mallas y cada vez que se realice un cambio se debe inspeccionar el estado de los empaques de la canasta de la shaker que sirven como base para la instalación de las mallas e impiden el paso de sólidos a través de las uniones entre estas. Asegurar un buen estado de la empaquetadura es el primer paso para lograr una mayor vida útil de las mallas y para impedir la incorporación de sólidos a través de los espacios entre las mallas y por los costados entre la malla y la canasta de la shaker.

• Shakers de mallas de franja de gancho: Para las Shakers que utilizan

mallas de franja de gancho se debe verificar cada uno de los empaques de caucho de los soportes de la canasta y las baquelitas que sirven como sello en la unión entre mallas se encuentren correctamente asentados y en buen estado.

• Shakers de mallas pretensionadas: En este tipo de Shakers que utilizan mallas planas pretensionadas el sistema de empaquetadura consiste en un marco rígido de aluminio al cual se atornilla la empaquetadura que es un cuadrante de caucho esto en el caso de las Shakers Mongoose, para el caso de las Shakers Cobra y Kind Cobra el sistema es combinado entre empaques individuales similares a los usados en las

Shakers de franja de gancho y un empaque de caucho que viene adherido al marco rígido de la malla que da sello entre las mallas.

c) Estado sistema de tensión: • Shakers con malla de franja de gancho: Para este tipo se requiere

inspeccionar el estado de los tornillos tensores, asegurase que las tuercas de los tornillos sean de tipo presión para que el movimiento vibratorio no las desajuste ya que de lo contrario las mallas perderían tensión lo cual es caso frecuente de rupturas prematuras. Adicionalmente durante el proceso instalación se debe asegurar un adecuado torque a los tornillos tensores, tensionar en cruz, torquear por ultimo los tensores centrales.

• Shakers mallas pretensionadas: Para este tipo de Shakers con mallas pretensionadas mas que un sistema de tensión para las mallas lo que se tiene es un sistema de sujeción ya que como su nombre lo indica las

mallas viene pretensionadas de fabrica sobre un marco rígido y por lo tanto no requieren de un sistema de tensión y en su lugar se implementa la utilización de cuñas de poliuretano que aprisionan las mallas contra la canasta, este tipo de cuñas con el tiempo sufren desgaste y se pierde el ajuste y la presión de la malla contra la canasta, por lo tanto se deben inspeccionar regularmente y reemplazarlas cuando se requiera.

d) Estado sistema de amortiguación: De manera regular se debe inspeccionar el sistema de amortiguación ya que este es el que permite el movimiento vibratorio de la canasta y su avería es causa inmediata para dejar fuera de operación una shaker. La inspección de este sistema consiste básicamente en revisar el estado de los resortes o mogollas de caucho según el tipo de shaker, observar si se presentan fisuras o rupturas, deformaciones e inspeccionar si el tornillo eje de los resortes se encuentre totalmente ajustado. Para movilización entre pozos se requiere que este sistema sea bloqueado mediante la instalación de frenos para prevenir averías durante el transporte.

Sistema resorte. Sistema mountain rubbers.

e) Sistema angulo de cubierta: Se debe verificar el correcto funcionamiento del sistema que permite variar el ángulo de

inclinación de la canasta, y la aplicación regular de grasa lubricante a las partes móviles del sistema lo que facilita su rápida operación y manipulación, tenga en cuenta que la utilización de ángulos > 3 genera la acumulación de sólidos en la parte posterior (región liquida) que terminaran por generar taponamiento y sobreesfuerzo que es una causa común de ruptura de la malla.

f) Estado de los motores y configuración de contrapesas: Verifique que los dos motores que generan el movimiento vibratorio se encuentren operativos y que la plaqueta de especificaciones certifique que son motores de 1800 RPM y 60Hz de frecuencia como mínimo, recuerde que estos motores deben girar en sentido contrario para generar un patrón de movimiento lineal, para Shakers que tienen la posibilidad de configurar movimiento elíptico balanceado (Mongoose, Kind Cobra) el numero de motores operativos serán tres y el tercer motor entrara en funcionamiento en el momento que se gire el control a la posición de movimiento elíptico y deberá dejar de funcionar en el momento que se gire el control a movimiento lineal. Para el caso de algunas versiones de Shakers Derrick los motores requieren un sistema de lubricación con aceite verifique que este sistema se encuentre en buen estado. Adicionalmente a la verificación de que los motores estén operativos se debe certificar que la configuración interna del sistema de contrapesas sea la adecuada para el optimo funcionamiento de la shaker este concepto aplica para equipos Triton, Brandt y Swaco, en el caso de las Shakers Flo Line Cleaner Derrick y algunas versiones de motores Swaco este concepto no aplica ya que la configuración de las contrapesas es fija. En el caso de equipos que permiten ajustar las contrapesas es importante tener en cuenta que estas se deben estar configuradas entre un mínimo de 80% y un máximo de 90% esto con el propósito de evitar una baja fuerza de vibración si se encuentran por debajo del 80 % o una excesiva aplicación de fuerza que disminuye la vida útil de las mallas si se encuentra por encima

del 90%, a continuación se muestra de manera grafica las configuraciones habituales de las contrapesas:

2. REGLAS Y CUDADOS OPERACIONALES: A continuación se

describirán una serie de pautas operacionales que se deben tener en cuenta para lograr un buen desempeño de las Shakers como la primeria línea de control de sólidos:

a) Evite realizar by pass de las Shakers ya que este tipo de prácticas permiten la incorporación de un alto volumen de sólidos de gran tamaño en el lodo del sistema activo.

b) Siempre que sea posible y tomando en cuenta la carga de sólidos de perforación generados, el caudal de circulación y la viscosidad del lodo utilice mallas de tamizado fino esto facilitara el mantenimiento de las propiedades reologicas del lodo evitando la mayor incorporación de sólidos finos y mejora la eficiencia de funcionamiento de los equipos de control de sólidos aguas debajo de las Shakers como es el caso de Dsander, Dsilter y centrifugas decantadoras.

c) Ajuste el ángulo de cubierta para cubrir con fluido el 75% de la longitud de las mallas, respecto a este aspecto a continuación se ilustra registro fotográfico y recomendación dada en un análisis IMF para un pozo en el Magdalena Medio

Flujo de lodo en solo el 45% del área util de las mallas

Recomendación realizada:  “Evaluar la posibilidad de utilizar mallas de un mesh superior a XF 84 que actualmente se está utilizando en la primera sección basado en que con un caudal promedio de circulación de 490 gpm, una litología compuesta por un 30% de arcillolita y 70% de arena fina a una ROP promedio de 120 ft / hr, el flujo de lodo no cubre el 75% de la superficie de las mallas en las 3 shakers lo cual es un indicativo de que se podría utilizar un tejido más fino tipo XF 110 en las mallas logrando de esta manera una eliminación de sólidos en un punto de corte más alto lo que a su ves ayuda a mejorar el rendimiento de los hidrociclones.”

d) Distribuya el flujo de acuerdo al número de Shakers con que cuente y monitoréelas continuamente.

e) Lleve inventario y control de las horas que se usan las mallas.

f) En stand by limpie las mallas y repare con silicona o masilla exposica las partes rotas, cuando el daño o desgaste de una malla sea superior al 20% de su area remplácela por una malla nueva o en mejores condiciones.

g) Cerciórese que los motores y el ajuste en los contrapesos sean iguales, las pesas en ambos motores deben estar configuradas al mismo porcentaje y los motores deben ser de las mismas RPM , Hz y Potencia.

h) Al transportar las Shakers para movilizaciones entre pozos solicite que sean instalados los seguros en los resortes del sistema de amortiguación para evitar daños en este sistema.

i) Cuando lave las mallas en las Shakers realícelo de adelante hacia atrás.

j) Cada vez que destape la malla con fluido realícelo de adentro hacia afuera.

2.1 Problemas de presencia de gumbo y taponamiento: Para fases de perforación donde la presencia de arcillas pegajosas (gumbo) constituye un problema frecuente de pérdida de lodo hacia los catch tank de cortes se sugieren la siguiente serie de prácticas:

• Realice lavado de la superficie de las mallas de las Shakers durante cada conexión.

• Evite en lo posible manejar ángulos de inclinación de cubierta superiores a 3 grados ya que esto solo solucionara momentáneamente la perdida de lodo hacia los catch tank de cortes pero después de un corto periodo de tiempo ocasionara acumulación de sólidos en la parte posterior (región liquida) que terminaran por generar taponamiento y sobreesfuerzo que es una causa común de ruptura de la malla.

• Durante las conexiones de tubería y luego del lavado de la superficie impregne con una escoba pequeñas cantidades de diesel para que cumpla una función de seudo lubrícate que mitigue la adherencia de las arcillas a la malla.

• Si cuenta con Shakers de movimiento dual lineal y elíptico pruebe en ambas configuraciones ya pese a que la idea es reducir al máximo el tiempo de residencia de los sólidos sobre la superficie de la malla y asi evitar su adherencia, también se debe tener en cuenta que la mayor longitud de Stroke del movimiento lineal puede generar una mayor adherencia de sólidos a la malla es por esta razón que basado en que el movimiento elíptico maneja una fuerza “G” inferior al movimiento lineal y por lo tanto una longitud de stroke menor se podrían obtener buenos resultados.

• El taponamiento de las mallas es generado por la acumulación de sólidos en las aberturas de las mallas por lo tanto sino es posible utilizar mallas más gruesas que permitan el paso libre de estos sólidos analice la posibilidad de instalar mallas más finas que posiblemente permitirán el paso de los sólidos por encima de las aberturas e impedirán que estos se queden atorados en estas. A continuación se ilustra la vista microscópica de un taponamiento de las aberturas de la malla.

3. DINAMICA DE VIBRACION: Comúnmente se manejan 3 tipos básicos de movimiento que son aplicados en las Shakers, Lineal, Circular y Elíptico, estos tipos de movimiento están determinados por la posición de los motores vibradores y en algunos modelos de Shakers el número de motores. El movimiento lineal se caracteriza porque los motores vibradores se encontraran ubicados perpendicularmente al eje de gravedad de la shaker, es el movimiento de uso más común en la industria se caracteriza por un eficiente transporte y evacuación de solidos y una buena capacidad para el manejo de altos caudales de circulación en ángulos de inclinación de cubierta elevados. El movimiento circular es usualmente empleado en los Scalper los motores vibradores se encontaran ubicados en las laterales de la canasta , este tipo de moviento no transporta eficiente mente solidos cuesta arriba por lo que la mayoría de Scalpers que utilizan este tipo de movimiento son de diseño horizontal y se caracterizan por la aplicación de latas fuerzas “G”. El movimiento elíptico balanceado se caracteriza por una fuerza “G” inferior a la generada en el movimiento lineal y por lo tanto un mayor tiempo de retención de solidos lo que genera descargas solidas relativamente mas secas adicionalmente por manejar una menor fuerza “G” ayuda a mejorar la vida útil de las mallas.

En campo se pueden emplear dos métodos para determinar en qué tipo de moviento se encuentran configuradas las Shakers, uno es un método grafico mediante un indicador de movimiento y el otro es un servicio computarizado prestado por compañías especializadas en esta área. 3.1 Método grafico indicador de movimiento: Se basa en la utilización de una plantilla de papel en la cual se encuentran dibujados círculos y que nos ayudan a determinar de manera aproximada el tipo de movimiento y la longitud de Stroke para los cálculos de fuerza “G” . A continuación se ilustra la plantilla y su interpretación para el caso de movimiento lineal y circular:

En el caso de movimiento elíptico balanceado la figura que se podrá observar será una elipse.

Para la implementación de este método se requiere colocar la plantilla contra una de las paredes laterales de la canasta mientras la shaker se encuentra en funcionamiento y realizar las observaciones pertinentes.

3.2 Método computarizado: Este servicio es prestado en pozo de manera eventual y por llamado por compañias como MI SWACO y BRANDT y se basa en la utilización de una acelerómetro que transmite datos a un computador donde mediante la utilización de un software se logra visualizar gráficamente el tipo de movimiento su desviación del estándar y se obtiene una lectura precisa de la fuerza “G” a la cual se encuentran trabajando los equipo, cuando este servicio sea prestado en pozo solicite que se le permita ver los resultados de la dinámica de vi ración y la determinación de fuerza “G”, a continuación se ilustra la visualización que se realiza de la implementación de este método.

4. FALLAS / AVERIAS A) Ruptura longitudinal frecuente de las mallas: Causada posiblemente

por deficiente tensión, mal estado de la empaquetadura sobre la cual se apoya la malla, inadecuada fijación de los empaques a las guias metálicas, o sobre esfuerzos por grandes acumulaciones de sólidos sobre las mallas. Solución: Reemplace la malla averiada, tensiónela apropiadamente, cambie las empaquetaduras defectuosas asegúrese de que los empaques quedan correctamente ubicados sobre las guías metálicas.

B) La shaker produce un alto nivel de ruido inusual de su funcionamiento normal: Causada posiblemente por daño en los rodamientos de los motores, arandelas, tornillos o tensores sueltos. Otra causa probable en el caso las Shakers que utilizan mallas pretensionadas es daño en la empaquetadura de los marcos rigidos lo que permite que por la vibración la malla golpee contra la canasta.

Solución: Verifique que no hallan tornillos o partes sueltas, solicite que se verifique el estado de los rodamiento de los motores, revise la empaquetadura y el marco rígido en el caso de las mallas pretensionadas.

C) Recalentamiento anormal de los motores: Causada posiblemente por rodamientos en mal estado o falto de lubricación. Solución: Solicite que se verifique el estado de los rodamientos internos del motor y su lubricación para los motores que tengan sistema de lubricación externa,

D) Perdida excesiva de lodo por la descarga solida: Generada posiblemente por la utilización de mallas con un tamizado muy fino o por taponamientos. Solución: Analice la posibilidad de utilizar mallas de un tamizado mas grueso al que tiene instalado, distribuya equivalentemente el flujo de lodo entre el numero de Shakers con que cuente, incremente el angulo de inclinación de la canasta sin excederse de 3 grados, durante las conexiones de tubería verifique que no se estén presentando acumulaciones de solidos y taponamientos en las primeras mallas de la shaker, proceda a realizar lavado de la superficie de la malla.

E) Acumulacion de sólidos y deficiente ritmo de descarga: Causado posiblemente por deficiente tensión de las mallas, falla en los motores vibradores, motores girando en el mismo sentido, motores inadecuados para el tipo y peso de la canasta de la shaker lo cual impide que se logre una adecuada fuerza “G”, inadecuada configuración del sistema de contrapesas para los equipos en que esta variable aplique. Solución: Si se está utilizando movimiento elíptico cambie a moviento lineal para acelerar el transporte y evacuación de los solido. Verifique el correcto funcionamiento de los motores y el sentido de giro, utilice los motores originales recomendados por el fabricante para las características de peso de la canasta de la shaker, verifique la tensión de las mallas. ELABORADO POR: JOHN PASTOR IMF / ORIPAYA 1ST AGOSTO 8 DE 2010