El proceso de perforación de pozos de petróleo es extremadamente exigente y sofisticado, requiriendo personal altamente capacitado y herramientas y equipos especializados. Para extraer los recursos naturales de la tierra, es crucial crear un agujero penetrando la sub-superficie.
Diversos equipos y maquinaria desempeñan un papel clave en el proceso de perforación, incluyendo pero no limitándose a una broca de perforación, tubo de perforación, torre, bomba de lodo, malacate, y mucho más.
Aquí es donde una plataforma de perforación se convierte en una parte vital del procedimiento de perforación. Esta estructura esencial alberga varios componentes que trabajan en conjunto para perforar pozos de petróleo, gas y minerales. Pero, ¿cómo funcionan las plataformas de perforación? ¡Sigue leyendo para descubrirlo!
¿Qué son las Plataformas de Perforación?
Las plataformas de perforación de petróleo son estructuras mecánicas complejas diseñadas para crear pozos de petróleo al perforar agujeros profundos en la superficie. Pueden ser equipos pequeños y móviles o estructuras masivas que ayudan a explorar y extraer petróleo y gas penetrando la corteza terrestre.
Las plataformas de perforación se pueden dividir en plataformas terrestres o de superficie y plataformas costa afuera. Las plataformas terrestres se utilizan para perforar en tierra firme o bajo la superficie seca, mientras que las plataformas costa afuera se instalan en el agua.
Una plataforma terrestre puede ser convencional o móvil. Las plataformas convencionales tienen componentes grandes que se transportan y ensamblan en el sitio de perforación en varias unidades. En contraste, las plataformas móviles suelen montarse en camiones o remolques como una sola unidad, ofreciendo facilidad de movilidad entre diferentes sitios de perforación.
Una plataforma costa afuera se transporta y configura utilizando embarcaciones y plataformas marinas especializadas. Puede ser una plataforma con soporte en el fondo marino o una plataforma flotante no unida al lecho marino. Las plataformas costa afuera pueden incluir plataformas fijas, semisumergibles, buques de perforación y plataformas elevadas, cada una adecuada para diferentes profundidades de agua y condiciones ambientales.
Las plataformas de perforación rotativas son las más comunes y pueden perforar hasta cinco millas bajo la superficie. Cuentan con equipos rotativos que giran la sarta de perforación y la broca para excavar en la superficie. Estas plataformas realizan rotaciones rápidas y continuas que pueden penetrar formaciones duras con rapidez, reduciendo el tiempo de perforación y ahorrando costos mientras aumentan la eficiencia.
¿Cómo Funcionan las Plataformas de Perforación?
Después de que los geólogos eligen la ubicación del pozo, el sitio se limpia y nivela para preparar la instalación de la plataforma de perforación. Una vez que la plataforma ha sido llevada al sitio y ensamblada, hay cinco sistemas principales que permiten una operación de perforación exitosa.
Estos incluyen:
Sistema de Elevación
El sistema de elevación en una plataforma de perforación sube y baja la sarta de perforación y otros equipos, como el revestimiento y la tubería, dentro y fuera del pozo. Consiste en una estructura alta llamada torre o mástil, que soporta el equipo de elevación como las líneas de perforación y el malacate.
El componente principal de elevación, el malacate, es un cabrestante que utiliza un tambor grande para enrollar o desenrollar la línea de perforación para levantar o bajar la sarta y otros equipos.
Sistema de Potencia
Las plataformas de perforación modernas suelen estar impulsadas por grandes motores diésel y generadores, o motores eléctricos. El sistema de potencia incluye principalmente motores diésel que proporcionan energía a los componentes rotativos de la plataforma, como el sistema de rotación y las bombas de lodo a través de generadores. Estos motores diésel, junto con los generadores, convierten la energía mecánica en energía eléctrica.
Algunos equipos utilizan directamente motores eléctricos para alimentar el sistema rotativo, que pueden ser accionados por generadores o conectados a la red eléctrica.
Sistema Rotativo
La broca de perforación se conecta al fondo de la sarta de perforación, creando un agujero en la superficie. El sistema rotativo puede ser una unidad de rotación superior montada en la torre o una mesa rotativa en la plataforma que proporciona el torque y peso necesarios para girar la sarta y la broca rotativa.
El collarín de perforación, ubicado debajo del tubo de perforación nuevo o usado, aplica la fuerza descendente necesaria para cortar a través del suelo.
Sistema de Circulación
El sistema de circulación bombea lodo de perforación a través de la sarta, eliminando y transportando los recortes de roca producidos durante el proceso de perforación desde el pozo hasta la superficie. También lubrica la sarta y estabiliza las paredes del pozo controlando la presión de la formación.
Los recortes se eliminan del lodo mediante zarandas vibratorias, y el lodo se recircula hacia el pozo.
Sistema de Control de Pozos/Prevención de Reventones
El sistema de control de pozos o prevención de reventones es vital para la seguridad de la operación, el personal y el entorno. Su función principal es gestionar el flujo de fluidos dentro del pozo y prevenir reventones o explosiones debido a liberaciones incontroladas de fluidos de alta presión como petróleo y gas.
Los preventores de reventones son válvulas especializadas y el componente más importante de este sistema. Otros componentes incluyen el acumulador que proporciona energía para activar rápidamente la preventora y los colectores de estrangulación que controlan la presión y el flujo del lodo de perforación.
Tipos de Plataformas
Existen varios tipos de plataformas para adaptarse a condiciones específicas de perforación. Entre las más comunes para operaciones costa afuera se incluyen:
Barges
Las plataformas de perforación tipo barcaza operan en aguas tranquilas y poco profundas, de menos de 20 pies de profundidad. Estas barcazas flotantes están equipadas con maquinaria de perforación y son remolcadas hasta el sitio de perforación, donde el casco se asienta sobre el lecho marino sin hundirse en el lodo, asegurando la estabilidad durante las operaciones de perforación.
Plataformas Sumergibles
Las plataformas sumergibles son plataformas costa afuera adecuadas para aguas poco profundas de hasta 80 pies de profundidad. El casco inferior se sumerge en el lecho marino en el sitio de perforación hasta que se asienta en el fondo del océano, permitiendo que la estructura permanezca estable mientras la plataforma o el casco superior se mantenga por encima del agua.
Una vez finalizada la perforación, se bombea el agua fuera de los tanques de lastre en el casco inferior, permitiendo que la plataforma sea transportada a una nueva ubicación.
Plataformas Semi-sumergibles
Las plataformas semi-sumergibles son equipos de perforación costa afuera que flotan en la superficie del agua en lugar de descansar sobre el lecho marino. Son adecuadas para la perforación en aguas profundas, desde más de 300 hasta 10,000 pies de profundidad.
Estas plataformas son soportadas por pontones y anclas bajo el casco, y debajo del agua, que proporcionan estabilidad y mantienen la plataforma en su lugar frente a las olas o corrientes cambiantes.
Plataformas Jackup
Las plataformas Jackup se utilizan en aguas poco profundas de menos de 400 pies de profundidad. Estas plataformas de perforación costa afuera cuentan con patas largas y extensibles de acero.
Una vez que llegan al sitio de perforación, las patas se bajan hasta el fondo del mar para elevar el casco o la plataforma sobre la superficie del agua mediante gatos hidráulicos. A medida que las patas elevan el casco, proporcionan estabilidad para la perforación, protegiendo la plataforma de los vientos y las mareas cambiantes.
Una plataforma Jackup es móvil, lo que le permite trasladarse fácilmente a diferentes ubicaciones, convirtiéndola en una opción versátil y adecuada para perforaciones exploratorias en diversas áreas de aguas poco profundas.
Buques de Perforación
Los buques de perforación son embarcaciones autopropulsadas y altamente móviles, adecuadas para perforar a profundidades superiores a los 10,000 pies y en ubicaciones remotas.
Cuentan con equipo de perforación montado en el centro de la cubierta y un sistema de posicionamiento dinámico que les permite mantener su posición vertical sobre el sitio de perforación sin el uso de anclas. El casco tiene un agujero por el cual el equipo de perforación o la sarta de perforación se baja al mar.
Plataformas de Perforación
Las plataformas de perforación son un tipo de equipos costa afuera que se instalan en estructuras permanentes llamadas plataformas. Estas plataformas están hechas de acero o concreto y se fijan al lecho marino, con el equipo de perforación montado en ellas. Las plataformas de perforación se pueden encontrar en diversos entornos costa afuera, que van desde aguas poco profundas hasta profundas.
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