Prcatica 3
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Medicin de las Densidades de
Distintos Fluidos
3PM1
Bonilla Escobedo Brian Esteban Broca Domnguez Diego Armando Garca Ponce Sergio Sal
Huertero Moreno Melani Berenice Maya Uribe Juan Jos
Practica N3 Profesores:
Qumica Hernndez lvarez Rosa de Jess
Contreras Snchez Jos Cesar
Fecha de realizacin de la prctica: 28 Febrero de 2014 Fecha de entrega de la prctica: 7 Marzo de 2014
Instituto Politcnico Nacional
Ciencias de la Tierra
Ingeniera en Fluidos de Control
Escuela Superior de Ingeniera y Arquitectura
Equipo 1
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ndice Objetivo________________________________________________________________________ 3 Marco Terico___________________________________________________________________ 4 Material_______________________________________________________________________12 Procedimiento Experimental______________________________________________________13 Discusin de Resultados__________________________________________________________ 16 Conclusin en equipo _____________________________________________________________ 17 Referencia ______________________________________________________________________ 18
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Objetivo
Analizaremos a detalle las distintas densidades de los fluidos: agua, disel,
agua de mar y nuestro lodo de perforacin en la balanza de lodos. Como
conocer por qu la balanza de Mhor la podemos utilizar para medir la
densidad de algn lquido,
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Marco Terico Densidad
La densidad es la cantidad de masa por unidad de volumen de una
superficie.
Por tanto se denota la densidad con la letra griega (rho), se tiene:
= m/ V donde V es el volumen de la sustancias que tiene masa m. Las
unidades de la densidad son kilogramos por metro cbico, en el SI y slugs
por pie cbico en el Sistema Tradicional de Estados Unidos.
La ASTM International (American Society for Testing and Materials) ha
publicado varios mtodos estndar de prueba para medir la densidad, la
cual se obtiene con recipientes que miden volmenes con precisin,
llamados picnometros. En ellos se prescribe como llenar, manipular,
controlar la temperatura y leer, en forma apropiada. Existen dos tipos de
equipos el picnmetro de Bingham y el picnmetro bicapilar de Lipkin. Los
estndares tambin exigen que se determine la masa precisa de los fluidos
que llenaran los picnmetro, con un redondeo de a .01 mg por medio de
una balanza analitica.
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Densidad en lodos de perforacin.
El peso del lodo controla la presin hidrosttica en el pozo y evita el flujo no
deseado al pozo. El peso del lodo tambin evita el colapso de la tubera de
revestimiento y el agujero descubierto. Un peso de lodo excesivo puede
causar prdida de circulacin por la propagacin, y posterior llenado, de
fracturas en la roca. Los procedimientos de ensayo del peso (densidad) del
lodo utilizando una balanza de lodo han sido normalizados y publicados por
el API.
Balanza de lodo: Es un dispositivo para medir la densidad (el peso) de lodo,
cemento u otro lquido o lechada. La balanza para lodo se compone de un
vaso para el lodo de volumen fijo con una tapa en un extremo de una barra
graduada y un contrapeso en el otro extremo. Una pesa deslizante puede
ser movida a lo largo de la barra y
una burbuja indica cuando la
barra est a nivel. La lectura de la
densidad se toma en el punto
donde la pesa deslizante est
posicionada en la barra cuando
est a nivel. La precisin del peso
del lodo debera ser de +/- 0,1
lbm/gal (+/- 0,01 g/cm3). La
balanza para lodo puede
calibrarse con agua u otro lquido de densidad conocida ajustando el
contrapeso. La mayora de las balanzas no estn presurizadas, pero la
balanza para lodo presurizada opera de la misma manera.
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Material
MATERIAL IMAGEN DESCRIPCION
Balanza de
Mohr
La balanza para lodo se compone
de un vaso para el lodo de volumen
fijo con una tapa en un extremo de
una barra graduada y un
contrapeso en el otro extremo. Una
pesa deslizante puede ser movida
a lo largo de la barra y una burbuja
indica cuando la barra est a nivel.
La lectura de la densidad se toma
en el punto donde la pesa
deslizante est posicionada en la
barra cuando est a nivel. La
precisin del peso del lodo debera
ser de +/- 0,1 lbm/gal (+/- 0,01
g/cm3). La balanza para lodo
puede calibrarse con agua u otro
lquido de densidad conocida
ajustando el contrapeso. La
mayora de las balanzas no estn
presurizadas, pero la balanza para
lodo presurizada opera de la misma
manera.
Vaso de
Precipitado
Recipiente cilndrico de vidrio fino
que se utiliza muy comnmente en
el laboratorio, sobre todo, para
preparar o calentar sustancias y
traspasar lquidos.
Son cilndricos con un fondo plano.
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Gasleo
El gasleo, tambin denominado
gasoil, es un hidrocarburo lquido
de densidad sobre 832 kg/m (0,832
g/cm),compuesto
fundamentalmente por parafinas y
utilizado principalmente como
combustible en calefaccin y en
motores disel. Su poder calorfico
inferior es de 35,86 MJ/l (43,1 MJ/kg)
.
Bentonita Es una arcilla de grano muy fino (coloidal) del tipo de
montmorillonita que contiene bases
y hierro. El tamao de las partculas
es seguramente inferior a un 0,03%
al del grano medio de la caolinita.
La sdica se hincha cuando toma
contacto con el agua. El hierro que
contiene siempre le da color,
aunque existe tambin una
bentonita blanca. En perforacin
de pozos para extraer agua,
petrleo o gas natural, usada en la
preparacin de los lodos de
perforacin.
Barita
La baritina o barita, del griego
baros ("pesado", palabra que
tambin dio origen al bario), es un
mineral de la clase de los sulfatos y
del tipo AXO4. Qumicamente es el
sulfato de bario (BaSO4). Es la
principal mena del bario.
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Presurizador
Tambin llamado chocomilera es
utilizado en el laboratorio de fluidos
para mezclar.
Agua de Mar
Es salada por la concentracin de
sales minerales disueltas que
contiene, un 35 (3,5% o 35 g/L) como media. La densidad media
en superficie es de 1,025 g/ml,
siendo ms densa que el agua
dulce y el agua pura. A mayor
contenido en sal ms baja su punto
de fusin, por lo que el agua del
mar se convierte en hielo sobre los -
2C
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Procedimiento Experimental
1. Como bien ya lo sabemos, utilizaremos material similar al de la practica
pasada, ya tenamos una mezcla de bentonita hecha que a continuacin
le daremos uso.
2. La mezcla ya consolidada tendr lugar a la licuadora para su posterior
utilidad en el densmetro.
3. Procederemos a la calibracin del instrumento de medicin para la
densidad de fluidos(Balanza de Mhor). La calibracin se lleva a cabo con
agua, ya que la densidad de tal fluido es conocida. Se aprecia el nivel en la
posicin de calibracin natural de 0 con el agua:
Bentonita
Nivel de calibracin
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4. Ya una vez calibrado el instrumento procederemos a utilizar la mezcla de
bentonita en la balanza, para ello llenaremos por completo la cavidad de
la balanza con el agitador:
5. Dentro de la prctica est el medir la densidad del disel, cabe mencionar
que todos los datos se van resguardando para su posterior anlisis.
Diesel
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6. A continuacin se muestra un recapitulado de la informacin de los
equipos del saln, seguido del anlisis de cada dato y su conclusin:
EQ
Densidad
Agua
Densidad
Agua de
mar
Densidad
Disel
Densidad
Lodo
Observaciones
1 1 0.82 1.03 1.1
Las densidad del mar es un
poco alta a la del agua debido
a su contenido de sales.
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1 0.825 1.025 1.075
La densidad del Agua es la
densidad que es menos viscosa
y de la cual queremos que
nuestro fluido sea lo ms
parecido a ella.
3 1 0.826 1.03 1.15
El Disel es ms viscoso que el
agua y sus propiedades
qumicas son inestables.
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1 0.84 1.03 1.155
El lodo de perforacin tiene
una gran densidad ya uqe se le
agrego bentonita y barita estos
aumentaron la densidad del
agua.
5 1 0.82 1.03 1.11
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Discusin de Resultados
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Conclusin en equipo
En conclusin podemos decir que se aprendi que la densidad
puede ser calculada de forma directa o indirecta, normalmente
la que todos sabemos calcular es la forma indirecta ya que esta
es dividir su masa entre el volumen, pero en laboratorio para
medir la densidad de los fluidos se utiliza la balanza de Mohr.
Retomando el objetivo de esta prctica, el cual consista en
aprender a utilizar dicha balanza se cumpli, as como tambin
vimos cules son sus unidades con las se trabaja hasta como
calibrar la balanza y sobre todo saber cmo obtener la densidad
de los fluidos ya sean estos agua, lodo de perforacin, disel y la
importancia tiene para nosotros los ingenieros petroleros saber
obtener dicha densidad.
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Referencia
Mecnica de fluidos
Robert L. Mott
Schlumberger
Oilfield Glossary