BRPI0714790A2

BRPI0714790A2 - sistema de remoÇço de Água

Info

Publication number: BRPI0714790A2
Application number: BRPI0714790-2A
Authority: BR
Inventors: Catalin Ivan; Gary E Fout; Julio Roberto Ronderos
Original assignee: Mi Llc
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2007-07-25
Publication date: 2013-05-21
Also published as: US20100243576A1; US20080029458A1; EP2051945A4; AU2007281340A1; CA2659349A1; WO2008016817A1; EA200970168A1; NO20090861L; EP2051945A1; US8002991B2; CA2659349C; CN101522580B; EA016915B1; MX2009001148A; AU2007281340B2; US7736497B2; CN101522580A

Abstract

SISTEMA DE REMOÇçO DE ÁGUA .Sistemas e métodos para remover água de fluido de perfuração incluindo um alimentador, um tanque de envelhecimento, um poliduto configurado entre o alimentador e o tanque de envelhecimento e uma bomba de solução floculante conectada de forma fluida ao tanque de envelhecimento.Ainda, o sistema inclui um deslizador portátil para alojar o alimentador, o tanque de envelhecimento, o poliduto e a bomba de solução floculante.Em certas modalidades, o policondutor está configurado para misturar um líquido a um floculante seco do alimentador, e dispersar uma solução floculante resultante no tanque de envelhecimento, o tanque de envelhecimento está configurado para receber a solução floculante e a bomba de solução floculante está configurada para remover a solução floculante do tanque de envelhecimento.

Description

SISTEMA DE REMOÇÃO DE AGUA CAMPO

A presente invenção está relacionada de forma geral a sistemas de remoção de água utilizados no gerenciamento de redução de volume de resíduos de fluido de perfuração Mais particularmente, a presente divulgação relaciona-se a sistemas de remoção de água incorporando fontes secas e/ou floculante líquido. Mais particularmente, a presente divulgação relaciona-se a sistemas de remoção de água incorporando fontes secas e/ou floculante líquido.

FUNDAMENTOS

Geralmente, os sistemas de remoção de água de gerenciamento de resíduos separam sólidos e partículas finas da fase líquida de fluido de perfuração, assim deixando uma solução aquosa clarificada. Em uma operação de perfuração, a remoção de água permite a limpeza de fluidos de resíduo, como fluidos de perfuração misturados a água da mesa rotativa, tanques de lama, bombas de lama, geradores e de qualquer ponto de descarga ao redor de uma sonda de perfuração. Tipicamente, sistemas de gerenciamento de dejeto de remoção de água limpam fluido de perfuração através de coagulação, floculação e/ou separação mecânica.

A coagulação ocorre quando a carga eletrostática em um sólido é reduzida, desestabilizando o sólido e deixando que o mesmo seja atraído a outros sólidos por forças de van der Waals. A floculação é a ligação de partículas de sólidos individuais em agregados de múltiplas partículas. A floculação á física, ao invés de elétrica, e ocorre quando um segmento de uma cadeia de polímero de floculação absorve 3 0 simultaneamente mais de uma partícula. A separação mecânica V 2/22

inclui dispositivos mecânicos (por exemplo, hidrociclones e centrífugas) que removem partículas sólidas de uma solução.

Tradicionalmente, os métodos para remoção de sólidos de soluções na remoção de água de fluido de perfuração incluem a replicação dos mecanismos de floculação da lama natural, utilizando contaminação baseada em íons cálcio ou cloro. Cal e várias fontes de cloreto (por exemplo, AlCl3) foram utilizadas para floculação. Os agregados sólidos poderiam ser separados por filtração por gravidade e/ou dispositivo mecânico, conforme descrito acima. Entretanto, com a introdução de fluidos de perfuração baseados em água inibitórios não dispersados (por exemplo, poliacrilamida hidrolisada parcialmente e KCl) , as partículas de argila em um sistema de lama foram prontamente condicionadas a resistir a contaminação iônica (isto é, resistente à floculação e/ou agregação) . Assim, a remoção de água de fluidos de perfuração baseados em água requer polímeros de multicarga de alto peso molecular para floculação.

Tipicamente, polímeros utilizados para floculação são 2 0 fabricados em forma seca e misturados pelos operadores de sistema de remoção de água em uma solução antes de tratar um sistema de lama. Também, uma vez que o polímero seco é adicionado a um líquido, um processo de envelhecimento é exigido para ativar os polímeros secos. Adicionalmente, estes polímeros tendem a ser higroscópicos, e como tal, possuem uma vida de armazenamento limitada. Assim, quando alojados em instalações de armazenamento externas, como tipicamente ocorre em operações de perfuração comercial atuais, os polímeros higroscópicos absorvem água, assim reduzindo sua vida efetiva. Também, os polímeros em V 3/22

sistemas comerciais atuais são tipicamente expostos a amplas variações de temperatura, resultando ainda em vida efetiva reduzida. Devido à necessidade de envelhecimento de solução polimérica, misturação em lote e a vida de armazenamento limitada em sistemas comerciais atuais, o gerenciamento de sistema de remoção de água de floculante seco é caro e dependente de recursos.

Em resposta ao uso aumentado de fluidos de perfuração baseados em água, muitas companhias agora fabricam floculantes líquidos de emulsão invertida e coagulantes que forneçam atividade e vida de armazenagem aumentadas. Entretanto, devido a sua formulação de nanoemulsão, estes produtos exigem uma alta energia para quebra e ativação de emulsão. Também, os floculantes e coagulantes líquidos ainda experimental vida de armazenagem diminuída quando expostos a umidade e ampla variação de temperatura. Assim, os floculantes e coagulantes líquidos nem sempre funcionam efetivamente em sistemas comerciais atuais.

Desta forma, há uma necessidade quanto a um sistema

2 0 fechado, climatizado e automatizado de remoção de água.

SUMÁRIO

De acordo com um aspecto, as modalidades aqui divulgadas relacionam-se a um sistema incluindo um alimentador, um tanque de envelhecimento, um poliduto configurado entre o alimentador e o tanque de envelhecimento e uma bomba de solução floculante conectada de forma fluida ao tanque de envelhecimento. Ainda, o sistema inclui um deslizador portátil para alojar o alimentador, o tanque de envelhecimento, o poliduto e a

3 0 bomba de solução floculante. Em certas modalidades, o poliduto está configurado para misturar um liquido a um floculante seco do alimentador, e dispersar uma solução floculante resultante no tanque de envelhecimento, o tanque de envelhecimento está configurado para receber a solução floculante e a bomba de solução floculante está configurada para remover a solução floculante do tanque de envelhecimento.

Em outro aspecto, modalidades aqui divulgadas relacionam-se a um sistema incluindo um tanque de suprimento de floculante líquido, um tanque de envelhecimento, uma bomba de dosagem, uma bomba de de reforço de água e uma bomba de solução floculante conectada de maneira fluida ao tanque de envelhecimento. Ainda, o sistema inclui um deslizador portátil para alojar o tanque de suprimento de floculante líquido, o tanque de envelhecimento, a bomba de dosagem e a bomba de solução floculante. Em certas modalidades, a bomba de dosagem está configurada para dispersar um líquido floculante do tanque de suprimento de floculante líquido em uma linha conectando

2 0 a bomba de dosagem, o tanque de envelhecimento e a bomba de

reforço de água, a bomba de reforço de água fornece água à linha para ser misturada com floculante líquido para criar uma solução de floculante líquido, a solução de floculante líquido sendo envelhecida no tanque de envelhecimento e a bomba de solução floculante estando configurada para remover a solução floculante líquida do tanque de envelhecimento.

Em outro aspecto, modalidades aqui divulgadas relacionam-se a um método para remoção de água de fluido de

3 0 perfuração incluindo utilizar um sistema possuindo um alimentador, um tanque de envelhecimento, um poliduto configurado entre o alimentador e o tanque de envelhecimento e uma bomba de solução floculante conectada de forma fluida ao tanque de envelhecimento. Ainda, o sistema inclui um deslizador portátil para alojar o alimentador, o tanque de envelhecimento, o poliduto e a bomba de solução floculante. Em certas modalidades, o poliduto está configurado para misturar um líquido a um floculante seco do alimentador, e dispersar uma solução

floculante resultante no tanque de envelhecimento, o tanque de envelhecimento está configurado para receber a solução floculante e a bomba de solução floculante está configurada para remover a solução floculante do tanque de envelhecimento.

Em outro aspecto, modalidades aqui divulgadas

relacionam-se a um método para remoção de água de fluido de perfuração incluindo utilizar um sistema possuindo um tanque de suprimento de floculante líquido, um tanque de envelhecimento, uma bomba de dosagem, uma bomba de reforço

2 0 de água e uma bomba de solução floculante conectada de

maneira fluida ao tanque de envelhecimento. Ainda, o sistema inclui um deslizador portátil para alojar o tanque de suprimento de floculante líquido, o tanque de envelhecimento, a bomba de dosagem e a bomba de solução

floculante. Em certas modalidades, a bomba de dosagem está configurada para dispersar um líquido floculante do tanque de suprimento de floculante líquido em uma linha conectando a bomba de dosagem, o tanque de envelhecimento e a bomba de reforço de água, a bomba de reforço de água fornece água à

3 0 linha para ser misturada com floculante líquido para criar uma solução de floculante líquido, a solução de floculante líquido sendo envelhecida no tanque de envelhecimento e a bomba de solução floculante estando configurada para remover a solução floculante líquida do tanque de envelhecimento.

Outros aspectos da divulgação serão aparentes a partir da seguinte descrição e reivindicações em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma ilustração esquemática de um sistema de remoção de água de floculante seco de acordo com uma modalidade da presente divulgação.

A Figura 2 é um diagrama de fluxo de processo de um sistema de remoção de água de floculante seco de acordo com uma modalidade da presente divulgação. A Figura 3 é uma ilustração esquemática de um sistema

de remoção de água de floculante e coagulante secos de acordo com uma modalidade da presente divulgação.

A Figura 4 é uma ilustração esquemática de um sistema de remoção de água de floculante líquido de acordo com uma 2 0 modalidade da presente divulgação.

A Figura 5 é uma ilustração esquemática de um sistema de remoção de água de floculante seco e floculante líquido de acordo com uma modalidade da presente divulgação.

A Figura 6 é um desenho de vista superior de um módulo de remoção de água baseado em deslizador de acordo com uma modalidade da presente divulgação.

DESCRIÇÃO DETALHADA Geralmente, modalidades aqui divulgadas relacionam-se a sistemas e métodos para remover água de fluidos de perfuração baseados em água, separando-se assim sólidos e outras partículas finas de uma fase líquida, deixando ura produto aquoso clarificado. Mais especificamente, as modalidades aqui divulgadas relacionam-se a um sistema de remoção de água de base modular fechado que pode remover água de forma mais eficiente de fluidos de perfuração baseados em água em um local de perfuração.

Tipicamente, ã medida que fluidos de perfuração usados retornam da perfuração, aparas de perfuração e outros materiais particulados finos podem estar suspensos no mesmo. Inicialmente, o fluido de perfuração usado pode ser submetido a qualquer número de técnicas de separação (por exemplo, centrifugação, peneiração, limpadores de lama e agitação) para remover aparas de perfuração maiores do fluido. Enquanto os métodos mencionados anteriormente podem remover aparas de perfuração grandes, outros sólidos e materiais particulados finos podem permanecer suspensos no fluido de perfuração. Para remover adicionalmente material particulado, conforme descrito acima se pode utilizar coagulação e/ou floculação. 2 0 Fazendo referência inicialmente à Figura 1, um sistema

de remoção de água (100) de acordo com uma modalidade da presente divulgação é mostrado. Nesta modalidade, um alimentado (101) está conectado a um poliduto (102). 0 alimentado (101) pode incluir qualquer dispositivo (por exemplo, uma tremonha com uma peneira e um disco rotativo) capaz de reter e dispensar um pó de floculação seco. O poliduto (102) pode incluir um edutor de alta eficiência projetado especificamente para polímeros secos. Geralmente, o poliduto (102) pode gerar um fluxo de ar de alto vácuo para transportar floculante polimérico seco do disco rotativo do alimentados (101). Em tais sistemas, o poliduto (102) pode estar conectado ao alimentador (101) e pode receber polímero floculante seco do mesmo. O poliduto (102) pode também estar conectado de forma fluida a uma linha de fornecimento de água.

Em uma modalidade, o poliduto (102) pode diluir o floculante seco utilizando água acelerada em um bico de alta eficiência. 0 fluxo de água de alta velocidade pode gerar um vácuo arrastando ar à medida que deixa o bico. A colisão de alta velocidade no poliduto (102) entre os grânulos de polímero e a corrente de água pode permitir a dispersão dos grânulos de polímero. Assim, o uso do poliduto (102), conforme descrito acima, pode resultar em hidratação mais rápida e minimizar a exigência de tempo de envelhecimento para ativação do polímero.

Em uma modalidade, â medida que polímero floculante seco entra no poliduto (102) , uma válvula de regulação de água (não mostrada) pode controlar o fluxo de água no poliduto (102). No poliduto (102), a água se mistura com o 2 0 polímero floculante seco e a solução resultante pode ser dispersa em um tanque de envelhecimento (103) . No tanque de envelhecimento (103) , o polímero floculante pode envelhecer de acordo com as exigências de tempo do floculante sendo utilizado. Após envelhecimento adequado, o floculante pode ser injetado em uma linha contendo fluido de perfuração usado através de uma bomba de solução floculante (104) (por exemplo, uma bomba de solução polimérica, uma bomba de deslocamento positivo, ou uma bomba diafragma).

Ainda com referência à Figura 1, a injeção do floculante no fluido de perfuração usado é controlada por um controlador lógico programável (PLC) (105) . 0 PLC (105) pode regular a dispersão do floculante nos fluidos de perfuração usados controlando a bomba de solução floculante (104), uma bomba de deslocamento positivo (não mostrada) e/ou uma bomba de diafragma (não mostrada). Em modalidades alternativas, o PLC (105) pode controlar outros processos no sistema como, por exemplo, a dispersão de floculante do poliduto (102) no tanque de envelhecimento (103).

Em outras modalidades, componentes especializados podem ser utilizados no sistema (100) para aumentar ainda a eficiência de remoção de água. Com referência breve à Figura 2, um sistema de remoção de água modular (200) incluindo um tanque de envelhecimento de três estágios (201) é mostrado. Nesta modalidade, o tanque de envelhecimento (201) está dividido em três secções, incluindo, uma secção de misturação (202) , uma secção de envelhecimento (203) e uma secção de bombeamento (204). À medida que a solução floculante entra na secção de misturação (202) de um poliduto (205), um dispositivo de 2 0 agitação (não mostrado) pode ainda misturar a solução floculante. Após um tempo de misturação apropriado, conforme determinado pelas propriedades do floculante utilizado, o conteúdo da secção de misturação (202) pode ser transferido à secção de envelhecimento (203) . Aqueles

2 5 de habilidade comum na técnica perceberão que tempos de

agitação adequados são conhecidos na técnica. Na secção de envelhecimento (203), um segundo dispositivo de agitação (não mostrado) pode ainda misturar e/ou agitar a solução até que a mesma tenha alcançado suas propriedades

3 0 desejadas. A solução pode ser então transferida em uma secção de bombeamento (204) , que pode servir como uma porção de retenção até que a solução seja bombeada em uma linha contendo um fluido de perfuração.

Fazendo referência agora à Figura 3, um sistema de remoção de água modular (300) de acordo com uma modalidade da presente divulgação é mostrado. Nesta modalidade, um alimentador de floculante seco (301), um poliduto de floculante (302), um tanque de envelhecimento de floculante (303) e uma bomba de solução (304) estão conectados, conforme descrito acima. Adicionalmente, um tanque de suprimento de coagulante (306) pode estar conectado a uma bomba de reforço de água (307) . A bomba de reforço de água (307) pode permitir a mistura de um coagulante líquido em uma corrente pressurizada de água, misturando assim uma solução coagulante sem a necessidade de um tanque de envelhecimento/retenção separado. Em certas modalidades, a bomba de reforço de água (307) pode estar também conectada a uma bomba de solução coagulante (não mostrada) para injeção em uma linha contendo o fluido de perfuração usado. Conforme ilustrado, a bomba de solução (304) está configurada para receber solução floculante e solução coagulante e para injetar as soluções em uma linha contendo fluido de perfuração.

Em uma modalidade alternativa, à medida que o coagulante seco entra em um poliduto, uma válvula de regulação de água pode controlar o fluxo de água no poliduto. No poliduto, a água se mistura ao polímero de coagulante seco e a solução resultante pode ser dispersa em um tanque de envelhecimento. No tanque de envelhecimento, o 3 0 coagulante pode envelhecer de acordo com as exigências de tempo do coagulante sendo utilizado. Após envelhecimento apropriado, o coagulante pode ser injetado em uma linha contendo o fluido de perfuração usado através de uma bomba de reforço de água. Aquele de habilidade comum na técnica perceberá que após a misturação, certos coagulantes podem não exigir envelhecimento. Em tal sistema, o tanque de envelhecimento pode servir como um tanque de retenção para solução coagulante misturada, ou a solução coagulante pode ser diretamente injetada a partir de uma linha conectando de maneira fluida o poliduto e a bomba de reforço de água, conforme descrito acima.

Ainda com referência à Figura 3, a injeção do floculante e coagulante no fluido de perfuração usado é controlada por um controlador lógico programável (PLC) (305) . De forma similar ao sistema (100) , o PLC (305) pode controlar a taxa de dispersão de solução floculante em uma linha contendo o fluido de perfuração usado. Adicionalmente, o PLC (305) pode controlar a taxa de dispersão de uma solução coagulante na linha contendo fluido de perfuração usado. Em certas modalidades, o PLC (305) pode controlar a taxa de dispersão do floculante e coagulante através de meios de bombeamento adequados, conforme descrito acima. Adicionalmente, o PLC (305) pode controlar outros aspectos do sistema (300) incluindo, mas não limitado a, controle de polidutos (302) e (307) e tempos de envelhecimento de tanques de envelhecimento (303) e (308) .

Fazendo referência agora à Figura 4, um sistema de remoção de água de floculante liquido (400) de acordo com 3 0 uma modalidade da presente divulgação é mostrado. Nesta modalidade, um tanque de suprimento de floculante líquido (401) está conectado a uma bomba de dosagem (402). O tanque de suprimento (401) pode incluir qualquer dispositivo capaz de reter um floculante líquido. A bomba de dosagem (4 02) está conectada ao tanque de suprimento (4 01) e pode receber solução floculante líquida deste. A bomba de dosagem (402) injeta floculante líquido em um tanque de envelhecimento (403) para envelhecer adequadamente de acordo com o envelhecimento recomendado para o floculante. Em certas modalidades, o tanque de envelhecimento (403) pode ser substancialmente menor que os tanques de envelhecimento de sistemas de polímero seco porque os floculantes líquidos exigem tempos de envelhecimento mais curtos. Após envelhecimento adequado, o floculante líquido é injetado em fluido de perfuração usado através de uma bomba de solução floculante (404).

Em modalidades alternativas, o sistema (400) pode ainda incluir uma bomba de reforço de água (não mostrada). Em tal modalidade, o floculante líquido é injetado a partir

2 0 do tanque de suprimento (401) em uma linha entre a bomba de

dosagem (402) e o tanque de envelhecimento (403) . A água fornecida por uma bomba de reforço de água (não mostrada) mistura o floculante líquido e pode então entrar no tanque de envelhecimento (403) para envelhecimento. 0 processo acima é descrito em relação a um floculante líquido, mas aquele de habilidade comum na técnica perceberá que a dosagem de qualquer substância (por exemplo, floculante ou coagulante) em um alinha de transferência para misturação com água de uma bomba de reforço de água está no escopo da

3 0 presente divulgação. Além disso, em certas modalidades, uma bomba de reforço de água pode fornecer água a qualquer número de linhas de transferência de floculante e/ou coagulante para diluição durante a transferência.

Ainda com referência à Figura 4, a injeção do floculante no fluido de perfuração usado é controlada por um PLC (405). Nesta modalidade, o PLC (405) pode regular a dispersão do floculante nos fluidos de perfuração usados controlando a bomba de reforço de água (4 05) . Em modalidades alternativas, o PLC (405) pode também controlar outros processos no sistema como, por exemplo, a dispersão de floculante da bomba de dosagem (402) no tanque de envelhecimento (403).

Fazendo referência agora à Figura 5, um sistema de remoção de água de combinação de floculante líquido e floculante seco (500) de acordo com uma modalidade da presente divulgação é mostrado. Nesta modalidade, um alimentador de floculante seco (501), um poliduto de floculante (502), e um tanque de envelhecimento de floculante (503) estão conectados a uma bomba de solução floculante (504), conforme descrito acima. Adicionalmente, um tanque de suprimento de líquido (505) , uma bomba de dosagem de floculante líquido (506) e um tanque de envelhecimento de floculante líquido (507) estão conectados à bomba de solução floculante (504) , conforme descrito

2 5 acima. Aquele de habilidade comum na técnica perceberá que

sistemas alternativos podem incluir qualquer número de bombas de solução adicionais de forma que o floculante possa ser injetado eficientemente. Uma modalidade pode incluir uma bomba de reforço de água (não mostrada) para

3 0 diluir o floculante líquido antes de envelhecer no tanque de envelhecimento (507). A operação do sistema (500), incluindo a operação de pelo menos uma bomba de solução floculante (504) pode ser controlada através de um PLC (508), conforme descrito acima. Além disso, em certos sistemas, um dispositivo de separação (por exemplo, uma centrífuga) pode estar conectado de forma fluida à bomba de solução floculante (504) para remover flocos do fluido de perfuração usado. Aquele de habilidade comum na técnica perceberá que em certas modalidades, o dispositivo de separação pode ser incluído em um deslizador portátil.

Nesta modalidade, a bomba de solução floculante (504) está configurada para receber linhas de alimentação do tanque de envelhecimento de floculante (503) e tanque de envelhecimento de floculante líquido (507). A bomba de solução floculante (504) pode então injetar o floculante em uma linha contendo fluido de perfuração usado. Tipicamente, o floculante seco e o floculante líquido não serão utilizados em uma única passada. Entretanto, ao dar a um operador de perfuração a escolha de utilizar qualquer um dos tipos de floculante em um sistema, o operador por escolher a técnica de floculação mais efetiva. Adicionalmente, uma vez que sistemas alternativos podem incluir múltiplas bombas, o presente sistema pode fornecer ao operador de perfuração a capacidade de trocar de forma imperceptível entre os tipos de floculantes. Assim, em uma operação de perfuração onde o operador de perfuração ficar sem, por exemplo, um floculante em pó seco, o operador de perfuração pode facilmente trocar para um floculante líquido. Tal transição imperceptível entre floculantes pode 3 0 evitar tempo ocioso que poderia de outra forma aumentar o custo geral da perfuração.

Enquanto não descrito independentemente, aquele de habilidade comum na técnica perceberá que sistemas alternativos onde qualquer número de módulos de floculação seca e/ou líquida são utilizados dentro do escopo da presente divulgação. Além disso, qualquer sistema no escopo da presente divulgação pode ser expandido a incluir módulos de coagulante, módulos de floculante em pó seco adicionais e/ou módulos de floculante líquido adicionais. Assim, modalidades de acordo com o sistema de remoção de água modular da presente divulgação podem permitir a um operador de perfuração qualquer número de escolhas entre combinações de floculante e/ou coagulante ao remover a água de fluidos de perfuração.

Fazendo referência agora à Figura 6, uma vista

superior de um sistema de remoção de água baseado em deslizador (600) de acordo com uma modalidade da presente divulgação é mostrado. Nesta modalidade, o sistema de remoção de água (600) inclui um tanque de suprimento de floculante seco (601), um sistema de alimentação de floculante seco (por exemplo, o alimentados e poliduto do sistema (100)) (602), e um tanque de envelhecimento de floculante seco (603). Adicionalmente, o sistema (600) inclui um tanque de suprimento de coagulante (604), um sistema de alimentação de coagulante (605) e uma bomba de reforço de água (606) . Nesta modalidade, não há um tanque de envelhecimento de coagulante porque o coagulante líquido pode ser injetado e misturado diretamente da bomba de reforço de água (606). À medida que o floculante e solução 3 0 coagulante estão prontos para injeção em uma linha contendo fluido de perfuração usado, o floculante e a solução coagulante podem ser injetados através da bomba de solução floculante (607) e bomba de solução coagulante (608), respectivamente.

Nesta modalidade, o sistema (600) inclui um deslizador

portátil (609) sobre o qual todos os componentes acima listados estão conectados. Assim, o sistema (600) está fechado em um único deslizador modular incorporando todos os componentes necessários de um sistema de remoção de água. Tal deslizador portátil pode ser transportado entre operações de perfuração, assim reduzindo os as despesas de uma operação de perfuração. Adicionalmente, o sistema (600) fornece os tanques de suprimento (601) e (604) que estão no deslizador (609). Em certas modalidades, o deslizador (609) pode estar confinado em um alojamento (não mostrado). EM tal sistema, os floculantes secos/liquidos e os coagulantes podem ser armazenados em um ambiente climatizado, regulado por uma unidade de regulação ambiental (por exemplo, um condicionador de ar, um

2 0 dispositivo de controle de umidade ou estrutura de

alojamento). Uma vez que a temperatura dos floculantes e coagulantes pode ser regulada, suas vidas efetivas podem ser estendidas. Adicionalmente, uma vez que os floculantes e coagulantes podem ser armazenados internamente, os mesmos possuirão menos exposição ao sol e/ou umidade (isto é, precipitação) que pode ainda encurtar suas vidas efetivas.

EXEMPLOS

Os seguintes exemplos foram utilizados para testar os sistemas e métodos de remoção de água atualmente

3 0 divulgados. O primeiro teste de campo foi em um poço direcional programado para ser perfurado até 3.810 m com colunas de revestimento a 121,92 m e 762 m. O sistema de remoção de água incluiu um sistema independente de floculante e coagulante líquidos conectado de forma fluida a uma primeira centrífuga para recuperação de barita e uma segunda centrífuga para remoção de água. O deslizador de polímero líquido era uma unidade fechada climatizada, incorporando sistemas de misturação/injeção de floculante e coagulante. O sistema estava também equipado com uma bomba de reforço de água que mantinha 206,84 kPa através da linha de água para misturação/injeção apropriada dos produtos químicos. Adicionalmente, o sistema incluía um tanque de envelhecimento de floculante de 75,71 L. O coagulante foi misturado e injetado na linha. Para o intervalo superior do poço, apenas o floculante (CYTEC SUPERFLOC® SD 2081) foi exigido. Para o segundo intervalo com peso de lama e salinidade aumentados, coagulante adicional (CYTEC SUPERFLOC® 6 07) foi exigido. A tabela abaixo mostra os 2 0 resultados de campo ilustrando a capacidade de ajuste de taxa de fluxo de lama, dilatação de polímero e manipulação de concentração de polímero em uma unidade de polímero líquido de acordo com uma modalidade da presente divulgação.

Tabela 1: Resultados de Campo de Remoção de Água - Unidade

de Polímero Líquido

Taxa de Veloc. Da Fluxo de Diluição de Concentração Tempo Centrífuga [rpm] Lama [L/min] Polímero Polímero [%] de Polímero [ppm] 8 : 20 1 . 900 189,27 0 0 0 8:30 1. 900 189,27 0 0 0 9 : 10 1 . 900 189,27 SD2 081 0,2 100 : 10 1 . 900 189,27 SD2081 0,2 100 : 15 1 . 900 189,27 SD2081 0,2 150 : 34 1. 900 189,27 SD2081 0,2 150 :40 1 . 900 189,27 SD2 081 0,2 200 : 55 1. 900 189,27 SD2081 0,2 200 : 56 1 . 900 189,27 SD2 081 0,2 250 11: 20 1 . 900 189,27 SD2 081 0,2 250 11: 22 1 . 900 189,27 SD2 081 0,2 300 11:40 1 . 900 189,27 SD2081 0,2 300 11: 45 1 . 900 151,42 SD2 081 0,2 150 12 : 00 1 . 900 151,42 SD2 081 0,2 150 12 : 05 1 . 900 151,42 SD2081 0,2 200 12 : 20 1 . 900 151,42 SD2 081 0,2 200 12 : 25 1 . 900 151,42 SD2081 0,2 100 12 : 40 1 . 900 151,42 SD2081 0, 2 100 12 :45 1 . 900 189,27 SD2081 0,2 100 13 : 00 1 . 900 189,27 SD2081 0,2 100 13 : 05 1 . 900 227,12 SD2081 0,2 250 13 : 15 1 . 900 227,12 SD2081 0,2 250 13:30 1. 900 189,27 SD2 081 0,33 100

A tabela acima ilustra a capacidade de ajuste de concentração de polímero floculante em partes por milhão (ppm) em um sistema de remoção de água de floculante líquido. Adicionalmente, a tabela ilustra a velocidade da centrífuga em rotações por minuto (rpm) e a taxa de fluxo de lama em litros por minuto (L/min). No primeiro teste de campos, a concentração de polímero foi ajustada de forma incrementai de 0 ppm a 3 00 ppm enquanto era mantida uma taxa de fluxo constante de 189,27 L/min. Subseqüentemente,a taxa de fluxo foi variada entre 151,42 L/min e 227,12 L/min. A alimentação de lama possuía uma gravidade específica de 1,2 e uma turbidez nefelométrica (UTN) fora da faixa mensurável de mais de 1.200. Tratando a lama com 150 ppm de floculante gerou um efluente de centrífuga com 1,08 de gravidade específica e 762 UTN. À medida que dosagens mais altas de floculante foram utilizadas, melhores medidas de turbidez foram obtidas.

A capacidade de ajuste do sistema permitiu que o operador ajustasse a taxa de fluxo da lama de forma que à medida que a concentração de polímero fosse reduzida, a taxa de fluxo pudesse ser também reduzida. Em tal sistema, à medida que a taxa de fluxo da lama é reduzida, a lama carregada de floculante pode permanecer na centrífuga por mais tempo. Assim, aquele de habilidade comum na técnica perceberá que se ajustando a taxa de fluxo da lama, a 2 0 concentração de polímero e/ou diluição de polímero, um operador do sistema pode ajustar um sistema de remoção de água para processar a lama de uma dada operação com a máxima eficiência.

O segundo teste de campo foi em um poço programado para ser perfurado até 2.895,6 m com colunas de revestimento a 121,92 m e 518,16 m. O sistema de remoção de água incluía um sistema de floculante seco independente, conectado a uma única centrífuga para remoção de água. O deslizador de polímero seco era uma unidade fechada e climatizada, incorporando um alimentador, um poliduto e um tanque de envelhecimento de 3 compartimentos. A misturação de solução de polímero era controlada por um sistema PLC. O floculante utilizado no sistema foi CIBA MAGNAFLOC® 351. A tabela abaixo mostra os resultados de campo ilustrando a capacidade de ajuste de taxa de fluxo de lama e concentração de polímero em uma unidade de polímero seco de acordo com uma modalidade da presente divulgação. Tabela 2: Resultados de Campo de Remoção de Água - Unidade

de Polímero Seco

Tempo Taxa de Fluxo de Lama [L/min] Polímero Concentração de Polímero [ppm] 9 : 00 189,27 0 0 11: 55 189,27 0 0 12 : 00 189,27 Magnafloc351 100 12 : 25 189,27 Magnafloc351 100 12 :40 189,27 Magnafloc351 70 12 : 50 189,27 Magnafloc351 70 12 : 55 189,27 Magnafloc351 150 13 : 10 189,27 Magnafloc351 150 13 : 15 189,27 Magnafloc351 200 13 : 4 0 189,27 Magnafloc351 200 13 : 45 189,27 Magnafloc351 100

No segundo teste de campo, a concentração de polímero

foi ajustada entre 0 e 20 ppm enquanto a taxa de fluxo d lama foi mantida constante a 189,27 L/min. A alimentação de lama possuía uma gravidade específica de 3,26 e uma UTN foram da faixa mensurável. 0 efluente da centrífuga após o tratamento possuía uma gravidade específica de 1,06 com 326 UTN. Medições de turbidez melhores foram obtidas utilizando-se dosagens de polímero mais altas (até 123 UTN a 250 ppm de polímero).

De forma similar, como ocorrido no primeiro teste, a capacidade de ajuste do sistema permitiu que o operador do sistema de remoção de água ajustasse a concentração de polímero para fornecer a remoção de água mais eficiente. Desta forma, aquele de habilidade comum na técnica perceberá que o sistema automatizado da presente divulgação pode permitir que um operador ajuste variáveis do sistema para remover a água da lama a condições especificadas.

Vantajosamente, as modalidades dos sistemas e métodos supracitados podem aumentar a eficiência de operação de remoção de água de fluido de perfuração baseado em água. Uma vez que o sistema descrito acima pode incluir módulos separados para manipular floculantes e coagulantes secos/líquidos, o tempo ocioso de uma sonda que pode ser experimentado durante ajuste de tipo de floculante ou coagulante pode ser minimizado. Ainda, uma vez que o sistema pode ser totalmente automatizado através do uso de 2 0 um controlador de lógica programável, a misturação de polímero pode ser mais precisa, aumentando assim a consistência de floculante e coagulante enquanto potencialmente reduzindo o consumo de polímero. Além disso, uma vez que o operador de perfuração não mais tem de misturar os polímeros individuais, o operador possui mais tempo para se preocupar com outras porções da operação de perfuração. Além disso, uma vez que as soluções floculantes e coagulantes resultantes podem ser mais estreitamente condicionadas, pode ocorrer separação de sólido aumentada a taxas de alimentação de centrífuga mais altas. A redução de uso de polímero, uso mais eficiente de trabalho humano e separação de sólido aumentada podem contribuir para uma redução de custo considerável em uma operação de perfuração.

Também, uma vez que os sistemas de acordo com modalidades da presente divulgação podem ser montados em um deslizador portátil, as economias de custo e eficiência do sistema podem ser adicionalmente aumentadas.

Especificamente, uma vez que os polímeros podem ser armazenados em proximidade à operação de remoção de água em alojamento climatizado, o dano às vidas efetivas dos polímeros pode ser evitado. Minimizando-se o dano aos polímeros pelo sol e exposição prematura à água, menos polímero pode ser desperdiçado, assim reduzindo ainda mais o custo da remoção de água. Finalmente, a montagem do sistema em um deslizador portátil permite que o sistema de remoção de água seja fechado e portátil. Tal sistema pode ser utilizado como um componente em um sistema de gerenciamento de sólidos, e através de padronização de componentes, reduzir ainda mais o custo da operação de perfuração.

Embora a invenção tenha sido descrita com relação a um número limitado de modalidades, aqueles habilitados na técnica, possuindo o benefício da presente divulgação, perceberão que outras modalidades podem ser desenvolvidas, as quais não se afastam do escopo da divulgação aqui descrita. Consequentemente, o escopo da divulgação deve ser limitado apenas pelas reivindicações em anexo.

Claims

1. Sistema de remoção de água, caracterizado pelo fato de compreender: um alimentador; um tanque de envelhecimento; um poliduto configurado entre o alimentador e o tanque de envelhecimento; uma bomba de solução floculante conectada de forma fluida ao tanque de envelhecimento; e um deslizador portátil para alojar o alimentador, o tanque de envelhecimento, o poliduto e a bomba de solução floculante. onde o poliduto está configurado para misturar um líquido a um floculante seco a partir do alimentador e dispersar a solução floculante resultante no tanque de envelhecimento; onde o tanque de envelhecimento está configurado para receber a solução floculante; e onde a bomba de solução floculante está configurada para remover a solução floculante do tanque de envelhecimento.

2. Sistema de remoção de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de também compreender: um tanque de suprimento de coagulante; uma bomba de reforço de água; e uma bomba de solução coagulante conectada de forma fluida ao tanque de suprimento de coagulante e a bomba de reforço de água.

3. Sistema de remoção de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender um tanque de suprimento de floculante configurado para se fixar ao alimentador.

4. Sistema de remoção de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender um controlador de lógica programável para regular pelo menos a remoção da solução floculante do tanque de envelhecimento.

5. Sistema de remoção de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a bomba de solução floculante esteja conectada de forma fluida a um dispositivo de separação.

6. Sistema de remoção de água, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de separação é uma centrífuga.

7. Sistema de remoção de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender uma unidade de regulação ambiental.

8. Sistema de remoção de água, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a unidade de regulação ambiental é um ar condicionado.

9. Sistema de remoção de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de também compreender: um tanque de suprimento de floculante líquido para armazenar o líquido floculante; uma bomba de dosagem para regular a dispersão de líquido floculante no tanque de envelhecimento; e um tanque de envelhecimento de líquido para envelhecer o floculante; onde o floculante líquido é removido do tanque de envelhecimento de líquido pela bomba de solução floculante.

10. Sistema de remoção de água, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o floculante líquido é removido do tanque de envelhecimento de líquido pela uma segunda bomba de solução floculante.

11. Sistema de remoção de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o deslizador portátil ainda compreende um alojamento para fechar o sistema de remoção de água.

12. Sistema de remoção de água, caracterizado pelo fato de compreender: um tanque de suprimento de floculante líquido; um tanque de envelhecimento; uma bomba de dosagem; uma bomba reforço de água; uma bomba de solução floculante conectada ao tanque de envelhecimento; e um deslizador portátil para alojar o tanque de suprimento de floculante líquido, o tanque de envelhecimento, a bomba de dosagem, a bomba de reforço de água e a bomba de solução floculante; onde a bomba de dosagem está configurada para dispersar um floculante líquido do tanque de suprimento de floculante líquido em uma linha conectando a bomba de dosagem, o tanque de envelhecimento e a bomba de reforço de água ; onde a bomba de reforço de água fornece água à linha para misturar com o floculante líquido para criar uma solução de floculante líquida; onde a solução floculante líquida é envelhecida no tanque de envelhecimento; e onde a bomba de solução floculante está configurada para remover a solução floculante líquida do tanque de envelhecimento.

13. Sistema de remoção de água, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de também compreender: um tanque de fornecimento de coagulante; uma bomba de reforço de água; e uma bomba de solução coagulante conectada de forma fluida ao tanque de suprimento de coagulante e à bomba de reforço de água.

14. Sistema de remoção de água, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a bomba de solução floculante esteja conectada de forma fluida a um dispositivo de separação.

15. Sistema de remoção de água, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de ainda compreender uma unidade de regulação ambiental.

16. Sistema de remoção de água, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de ainda compreender um controlador de lógica programável para regular pelo menos a remoção da solução floculante líquida do tanque de envelhecimento.

17. Sistema de remoção de água, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o deslizador portátil ainda compreende um alojamento para fechar o sistema de remoção de água.

18. Método para remover água de fluido de perfuração, caracterizado pelo fato de compreender utilizar o sistema conforme definido na reivindicação 1.

19. Método para remover água de fluido de perfuração, caracterizado pelo fato de compreender utilizar o sistema conforme definido na reivindicação 12.