Principio de funcionamiento de los hidrociclones de lodo

Los hidrociclones separan los sólidos de acuerdo con la masa, que es una función de la densidad y el tamaño de las partículas. Sin embargo, en fluidos de perforación no pesados, la densidad de sólidos tiene un rango comparativamente estrecho, y el tamaño tiene la mayor influencia en su asentamiento. Las fuerzas centrífugas actúan sobre las partículas de sólidos suspendidos, por lo que aquellos con la masa más grande (o el tamaño más grande) son los primeros en moverse hacia la pared del hidrociclón. En consecuencia, los sólidos grandes con una pequeña cantidad de líquido se concentrarán en la pared del cono, y las partículas más pequeñas y la mayoría del líquido se concentrarán en la porción interna.

Las partículas de mayor tamaño (mayor masa), al llegar a la sección cónica, se exponen a la mayor fuerza centrífuga y permanecen en su trayectoria espiral descendente. Los sólidos que se deslizan por la pared del cono, junto con el líquido unido, salen a través del orificio del ápice. Esto crea el flujo inferior del hidrociclón.

Principio de funcionamiento de los hidrociclones de lodo

Las partículas más pequeñas se concentran en el medio del cono con la mayor parte del fluido de perforación. A medida que el cono se estrecha, el área reducida de la sección transversal restringe la trayectoria en espiral descendente de las capas más internas. Un segundo vórtice ascendente se forma dentro del hidrociclón, y las capas centrales de fluido con partículas de sólidos más pequeñas giran hacia el desbordamiento. En el punto de cizallamiento máximo, el esfuerzo de cizallamiento dentro de un desilizador de 4 pulgadas es del orden y magnitud de 1,000 segundos recíprocos.

El vórtice ascendente crea una zona de baja presión en el centro del hidrociclón. En un cono equilibrado, el aire entrará en el ápice inferior en contracorriente hacia los sólidos y el líquido descargado desde el hidrociclón. En un cono desequilibrado, una descarga de cuerda emergerá del cono, dando como resultado cantidades excesivas de líquido y una amplia gama de sólidos en el descarte. Un cono desequilibrado es poco más que una olla de asentamiento, similar en operación a una trampa de arena.