Plantas para arena de fractura

La arena de fractura es una forma de agente de sostén para el proceso de fractura utilizado en la industria del petróleo y el gas. La función básica del agente de sostén es crear y mantener los pasajes profundos subterráneos que sean necesarios para recolectar gas natural o petróleo crudo. El producto puede ser en forma de gotas de cerámica, arena recubierta de resina y arena natural de fractura.

Las plantas para arena de fractura están diseñadas para eliminar impurezas de limo/arcilla, así como clasificar por tamaño y desaguar la arena antes de secarla, calibrarla y mezclarla con el producto final. Estas plantas están especialmente diseñadas para satisfacer las necesidades de cada productor en función de las características individuales del yacimiento. La minería de arena de fractura se lleva a cabo en una variedad de lugares, y las diferencias en los yacimientos varían en gradación, arcillas y contenido de arcilla/limo y otras características físicas. Para poder manejar estas variaciones naturales, es necesario que la planta se diseñe teniendo en cuenta el yacimiento del sitio. 

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Mc Lanahan Frac Sand Plant
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Por qué conviene utilizar las plantas para arena de fractura de McLanahan

McLanahan es líder en la creación de soluciones completas de procesamiento en húmedo para producir las arenas de fractura que se utilizan en la industria de perforación de pozos de petróleo y gas. Los ingenieros de proceso internos tienen en cuenta las características únicas de cada yacimiento y trabajan directamente con los clientes para determinar el diseño y los requisitos de los equipos.

Un beneficio importante de trabajar con McLanahan son nuestros equipos diseñados y fabricados en la empresa, que incluyen celdas de atrición, Hydrosizers™, bombas centrífugas, hidrociclones y Separators™, zarandas de deshidratación, tornillos lavadores para material fino, espesadores y filtros prensa.

Las empresas contratan a menudo al equipo de ingeniería de procesos de McLanahan para auditar las plantas de la competencia. Los análisis de este tipo proporcionan información basada en nuestra experiencia única, junto con recomendaciones para la mejora de procesos. A menudo, esto conduce a que cualquier modificación y la creación de futuras plantas cuentan con el diseño y el suministro de McLanahan.

Cómo funcionan las plantas para arena de fractura

Las plantas para arena de fractura pueden ser diseñadas de muchas formas, con clasificación de alta capacidad en varias etapas y ciclos largos de atrición, o pueden ser simples como los ciclones basados en deslizamiento y las zarandas desaguadoras que hacen un corte de malla de 140. 

El diseño final de una planta dependerá de la naturaleza del yacimiento y de los productos deseados. Sin embargo, estas decisiones también pueden verse influenciadas por el procesamiento aguas abajo en la planta seca.

Antes de hacer la inversión en un yacimiento o planta, es necesario probar el yacimiento para ver si cumple con los requisitos del Instituto Americano del Petróleo (API) para arena de fractura. Las normas oficiales se pueden encontrar aquí. Algunos ejemplos de estos requisitos pueden incluir: 

  • Contenido de sílice igual o superior al 99 %.
  • Fracciones de tamaño de 20 x 40, 40 x 70 o 70 x 140
  • Esfericidad y redondez igual o superior a 0,6  
  • Baja solubilidad en ácido, los solubles (CO3, fsp) generalmente son eliminados en el procesamiento
    • Menos del 2 % de peso, malla de 6 x 12 a 30 x 50
    • Menos del 3 % de peso, malla de 40 x 70 a 70 x 140
  • Alta resistencia al chancado, puede soportar tensiones de compresión de 4.000 a 6.000 psi, con el consiguiente porcentaje máximo de peso de finos:
    • 20 % de peso para malla de 6 x 12
    • 14 % de peso para malla de 20 x 40, 16 x 30
    • 10 % de peso para malla de 30 x 50
    • 6 % de peso para malla de 70 x 140
  • Turbiedad inferior a 250 NTU: es la cantidad de minerales del tamaño de arcilla limosa presente en la arena que normalmente se elimina en el proceso, pero que ocasionalmente requiere atricionado.

Si su arena ha sido probada por un laboratorio acreditado y cumple con los requisitos API de arena de fractura, McLanahan puede comenzar a diseñar su planta inmediatamente. Si su arena aún no ha sido probada, nuestro laboratorio propio puede realizar análisis de tamices, así como pruebas de atrición y turbiedad. Para otros trabajos de prueba acreditados por API, podemos organizar que un laboratorio acreditado realice la gama completa de pruebas.

Los diferentes diseños de plantas pueden incluir los siguientes procesos con equipos diseñados y construidos por McLanahan:

  • Calibrado: zarandeo de las fracciones gruesas no deseadas.
  • Bombeo: transferencia de pulpa de una planta/proceso a la siguiente, enviando presión a los ciclones como parte de un circuito de clasificación, o en la eliminación de efluentes, como el bombeo del caudal inferior del espesador.
  • Deslamado: eliminación de los materiales perjudiciales de malla <200 (75 µm) antes de la clasificación.
  • Clasificación: realización de separaciones nítidas con Hydrosizers™ o ciclones; normalmente esto puede ser a malla de 40, 70 y 140.
  • Depuración: utilización de celdas de atrición para depurar la superficie de las partículas para mejorar la turbiedad.
  • Desaguado: aplicación de lavadores de tornillo sin fin para material fino, zarandas desaguadoras o Separators™
  • Gestión de efluentes: los espesadores pueden construirse en el suelo o en pasta para la recuperación del 85 % del agua de proceso.
  • Gestión de residuos sólidos: utilización de filtros prensa para procesar residuos sólidos finos desde el caudal inferior del espesador hasta formar una torta que puede ser manejada por una cinta transportadora o un cargador frontal.
  • Muestreo: el muestreo de la cinta y de la pulpa puede proporcionar información oportuna sobre el rendimiento del proceso.

Aplicaciones populares de las plantas para arena de fractura

Cada yacimiento de arena que pase la prueba API todavía requiere alguna forma de procesamiento para crear fracciones para el secado y el calibrado específico en los productos finales de arena de fractura que se utilizan en el terreno. 

Los equipos se aplican según corresponda en un sistema completo con el fin de beneficiar el rendimiento del yacimiento y la calidad de los productos que se producen.

Beneficios de las plantas para arena de fractura de McLanahan

  • Las separaciones importantes se realizan con equipos de última generación probados en terreno.
  • El equipo está diseñado específicamente para aplicaciones de arena industrial.
  • Separaciones ajustables sobre la marcha.
  • Productos con el menor contenido de humedad para reducir el tiempo de acopio.
  • Los productos más secos dan como resultado un mejor mantenimiento y un entorno operativo más seguro.
  • Máximo rendimiento de los productos primarios.
  • Experiencia inigualable en procesos para aplicaciones optimizadas.

Plantas para arena de fractura Modelos

Mc Lanahan Ultra Sand 5 1 S Plantas Ultra de tratamiento de arena
Mc Lanahan Ultra Fines Recovery Plant Plantas de recuperación de ultrafinos

Preguntas Frequentes

¿Necesito una planta de lavado de varias fracciones?

No existe una respuesta sencilla a esta pregunta. Lo que necesita es la planta adecuada. Nuestra especialidad es utilizar nuestra experiencia interna y nuestra gama de equipos para crear una planta que le ayude a cumplir con los requisitos de sus especificaciones y que le permita tener un único interlocutor. Puede ser que la respuesta sea un proceso multisectorial; sin embargo, los límites de financiación disponible, las cuestiones relativas a los permisos, las consideraciones ambientales y los cambios en el mercado influirán de manera significativa en las decisiones.  

¿Por qué utilizar Hydrosizers™ en lugar de las zarandas de calibrado?

Los Hydrosizers™ tienen la ventaja de una menor necesidad de área de sección transversal por t/h (toneladas por hora). Esto se traduce en una menor huella ambiental y menor cantidad de equipos necesarios para procesar con el mismo rendimiento. La posibilidad de realizar cambios en las especificaciones del producto sin interrumpir el proceso es una ventaja adicional que permite una mayor flexibilidad. Finalmente, cuando se hace un corte de malla por debajo de 20, las zarandas tienen requisitos de alimentación mucho más estrictos para garantizar una operación apropiada. Con una zaranda, demasiada agua en la alimentación causará hidroplaneo, mientras que muy poca agua causará el desvío del material a través de la aglomeración del material.

¿Qué flexibilidad tendré en mi planta para fabricar diferentes productos?

En general, todos los equipos tienen un rango de operación, y los equipos de McLanahan trabajan con el personal de la planta para ajustar el equipamiento existente a fin de lograr los requisitos alternativos. La capacidad de McLanahan para proporcionar las soluciones completas permite una mejor comprensión del proceso y también permite una evaluación y modificación más fácil de la aplicación.

Se pueden diseñar nuevas aplicaciones flexibles para las especificaciones del producto integradas en la planta.