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Equipos especiales

Prototipos y técnicas de estudio desarrolladas especialmente por Lab FIRP a solicitud de socios, para investigación y desarrollo.

Columna de Espumeo en Medio Confinado (Alta Temperatura y Alta Presión)

El Laboratorio FIRP ha ido estudiando los fenómenos de espumeo desde hace unos 10 años, pero siempre en condiciones de temperatura y presión cercanas a la ambiente. En ciertos casos, se necesita estimar la espumabilidad y la estabilidad de espumas en condiciones de termperatura y presión muy severas. Este es el caso de la inyección de fluidos espumantes en yacimientos petroleros, bien sea como lodo de perforación horizontal, o como fluido de taponamiento. Como apoyo a los proyectos-convenios el Lab FIRP ha desarrollando una columna de espumeo que pueda trabajar a alta presión y alta temperatura.

El equipo consiste en una columna vertical semejante al aparato clásico de Bikerman, en la cual se hace burbujear un gas a través de un pequeño volumen de líquido. La espuma se forma en la parte inferior y se rompe en la parte superior, alcanzando eventualmente un equilibrio o produciendo pulsaciones. Una vez formada la espuma, se interrumpe el flujo de gas y se comienza a medir la velocidad de colapso, la cual suminstra información sobre la estabilidad. En todos los casos el problema experimental es detectar la altura de la espuma en función del tiempo, lo que se hace en general por observación visual. En caso de un fluido confinado y a alta presión y temperatura, es necesario disponer de otro medio de detección del nivel de la columna de espuma. La Columna de Espumeo Confinada, es un cilindro metálico en la pared del cual se ha colocado más de un centenar de detectores infrarrojo ubicados en una doble hélice, una para los emisores y otra para los detectores. Las señales provenientes de estos detectores están recolectadas por un sistema de adquisición de datos y procesadas para suministrar la variación de nivel de la espuma en tiempo real a través de un aplicación programada en Labview® (National Instruments). 

Viscosimetro de Caída de Bola o de esfera rodante para fluidos opacos

El Lab FIRP ha desarrollado un Viscosímetro de Esfera Rodante para la evaluación de las características viscosas de fluidos opacos confinados en una zona herméticamente cerrada, con la intención de que este pueda adaptarse eventualmente a la realización de mediciones bajo condiciones de alta temperatura y alta presión. El propósito del equipo es evaluar la reología de fluidos de perforación tipo lodos, geles poliméricos o espumas, dentro del marco de convenios con socios industriales.

El principio de medición del equipo es aquel del viscosímetro de bola convencional, en el cual una esfera pesada se deja caer a través de un fluido confinado dentro de un tubo rígido e inclinado. La medición del tiempo de recorrido de la esfera permite estimar la viscosidad del fluido, o en todo caso establecer un parámetro indicativo de la resistencia al flujo. Variando el diámetro de la esfera y el ángulo de inclinación del tubo es posible modificar la velocidad de cizalla a la que se somete el fluido, es decir, el rango de medición. El movimiento de la esfera metálica es detectado por un sistema de tipo eléctrico-inductivo que comprende diez bobinas arrolladas a lo largo del tubo, equidistantes entre sí y conectadas en serie.

Una vez acondicionada, la señal pasa a un sistema de adquisición de datos, después de lo cual esta puede ser procesada para determinar la velocidad de caída de la esfera y parámetros reológicos como la viscosidad aparente y la velocidad de cizalla equivalente. El viscosímetro desarrollado es un equipo poco costoso y potencialmente más flexible que un reómetro de cilindros concéntricos, ya que puede adaptarse para funcionar con alimentación contínua de fluido.

El equipo parece bien adaptado al estudio de fluidos reológicamente complejos, en especial fluidos pseudoplásticos con cierto grado de tixotropía.

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