desarrollo de campos marinos

28
Marzo, 2002 EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN DIVISIÓN MARINA 1 DESARROLLO DE CAMPOS MARINOS Ing. Humberto Castro Martínez M. I. Antonio Sánchez Pérez Ing. José Juan López Mata

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Encontraras una descripcion de los equipos utilizados en la perforacion de pozos desde plataformas marinas.

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Page 1: Desarrollo de Campos Marinos

Marzo, 2002

EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

DIVISIÓN MARINA

1

DESARROLLO DE CAMPOS MARINOS

•Ing. Humberto Castro Martínez

•M. I. Antonio Sánchez Pérez

•Ing. José Juan López Mata

Page 2: Desarrollo de Campos Marinos

Marzo, 2002

EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

DIVISIÓN MARINA

2

El desarrollo marino de la perforación, se realiza a través de plataformas fijas denominadas octápodos. Están diseñadas de tal manera que se puedan instalar equipos de perforación y mantenimiento de pozos.

Plataforma convencional de acero o tipo Jacket

Cuentan con dos cubiertas lo suficiente amplias para alojar, en su cubierta superior, la totalidad de la paquetería de perforación y su torre, grúas para maniobras de descarga, módulo habitacional, un helipuerto y una zona para almacenaje de insumos en cantidad suficiente para mantener por varios días las operaciones de perforación, en caso de interrumpirse el abastecimiento regular por mal tiempo u otra causa; y en su cubierta inferior, la instalación de equipo de producción así como los tableros para control de pozos y lanzadores o recibidores de diablos.

Octápodos (ocho columnas “patas”)

Estructuras sujetas por ocho pilotes de 48 pg de diámetro y espesores de 2 a 2.5 pg acero 7A-36 y 7A-537 y una penetración aproximada en el lecho marino de 100 m dependiendo de la compactación del lecho marino (mudline).Por diseño están preparadas para recibir doce conductores de 30 pg de diámetro; aunque no en todos los casos sean utilizados en su totalidad.Actualmente, en algunas localizaciones se pueden instalar 18 conductores.

Octapodos

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EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

DIVISIÓN MARINA

3

EL. + 21 m.

EL. + 16 m. 5 m.

- 44 m

16 m

ZONADE

LODOS

N.M.M.

Octapodos

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EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

DIVISIÓN MARINA

4

Las plataformas fijas de perforación están diseñadas con dimensiones adecuadas para instalar equipos fijos convencionales para la perforación de pozos, así como para efectuar intervenciones con equipos de mantenimiento de pozos.

Están formadas por una subestructura, una superestructura y un modulo, que según el caso, será de perforación, de producción o habitacional. Se fabrican separadamente en tierra y posteriormente se trasladan y colocan en su ubicación definitiva, con apoyo de un barco grúa.

Octapodos

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EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

DIVISIÓN MARINA

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INSTALACIÓN DE EQUIPOS FIJOS

UTILIZANDO BARCO GRUA

Instalación

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EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

DIVISIÓN MARINA

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La superestructura tiene dos pisos:

1.- De producción: Este piso se encuentra a un nivel de 15.9 m (52 pies) del nivel del mar, contiene las conexiones superficiales de explotación tales como árboles de válvulas, bajantes, líneas de recolección, equipos de medición de producción, tableros de control etc.

2.- De trabajo: se encuentra a una altura de 20.7 m (68 pies) del mar. En él se localizan los rieles de deslizamiento de la torre de perforación que parten paralelamente de norte a sur. Es importante señalar que estos rieles también se utilizan como apoyo a la subestructura que ocasionalmente se usa para intervenciones con equipo Snubbing.En este piso se instalan la mayor parte de las unidades de apoyo del equipo de perforación y mantenimiento de pozos, además de la unidad de habitacional que se instala en el lado Norte.Para tal fin se deberá considerar la dirección de los vientos predominantes en la localización.

Por daños causados a las instalaciones durante el huracan Rossane, se tomo la decisión incrementar 4 pies a los pisos de la superestructura, quedando:Piso de producción a una altura de 56 pies.Piso de trabajo a una altura de 72 pies.

Octapodos

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EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

DIVISIÓN MARINA

7

Capacidad de carga y dimensiones

La capacidad de carga de las plataformas varía de 2,500 a 4,500 toneladas. En la siguiente figura y tabla se enlistan la capacidad de carga así como las dimensiones para diferentes plataformas de perforación.

A

C

D

BE F

DIMENSIONES DE PLATAFORMAS FIJAS DE

PERFORACIÓN OCTAPODOS

Capacidad

de carga

(ton)

A

(m)

B

(m)

C

(m)

D

(m)

E

(m)

F

(m)

2,500 35.35 21.67 2.44 2.30 13.14 14.30

3,500 44.50 21.64 2.44 2.30 13.14 14.30

4,000 44.50 21.64 2.44 2.30 13.14 14.30

4,500 46.02 22.95 2.44 2.30 13.14 14.30

Octapodos

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DIVISIÓN MARINA

8

4.7 m

12.2 m

12.2 m

12.2 m

4.7 m

2.3 m

2.4 m

4.4 m13 m 4.4 m

46.02 m

22.86 m

4.4 m0.7 m 0.7 m

20 m

Octapodos

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DIVISIÓN MARINA

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DISTRIBUCIÓN DE ESTRUCTURAS REGIÓN MARINA

Capacidad Dimensiones (ton) del Octápodo

TIPO A (12 cond.) 2500 39 x 21.4 m

TIPO B (12 cond.) 3500 46 x 21.4 m

TIPO C (12 cond.) 4000 46.02 x 22.86 m

TIPO D (18 cond.) 4500 46.02 x 22.95 m

ADOSADOS

ADICIONALES

TETRÁPODOS

TRÍPODES

SEA PONY/HORSE (SP/SH)

( # ) Indica el número de conductores.

Akal B(3), Akal I(3), Akal L(3), Akal M(3), Akal N(3), Akal O(3), Akal R(3), Akal S(3)

Abkatun A(6), Batab A (3), Caan 1(4), Caan TA(6), Caan TC(6), Caan TF(6), Ku I(6), Ku G(6), Kutz TA(6), Pol TB(6), Pol D(6), Taratunuch TH (6), Uech 1 (3). Kix 2(6)

Caan 1(3), Caan J(3), Yum 23(6), Taratunich TC(3), Taratunich TD(4), Taratunich TE(6), Taratunich TF(6), Taratunich 1B(1), Taratunich 201(3), Taratunich 301(3), Uech 1(4), Uech TB(6), Och 1B(1), Och TA(3)

Kax 1(SP), Taratunich 101(SP), Kab 101(SP), Kix 1A(SH), Yum 401 (SH), May 1(SH), Sinan 101A(SH), Sinan DL1(SP) Sinan 201(SP)

Akal B, H, L, M, N, P, R, S, Abkatun B, D, F, G, H, I, J, N, O. P, Q, R, S, Batab A, Caan A, C, Ixtoc A, Ku A, F, H, M, Chac A, Chuc A, B, Pol A, B, C, D, Uech A, Zaap CAkal CI, BN, DB, FO, GP, KL, TM, TJ

Akal B(6), Akal D(6), Akal F(3), Akal H(6), Akal M(6), Akal L(6), Akal P(6)

TIPO Observaciones

Akal C, D, E, F, G, I, J, Nohoch A, B, C, Abkatun A.

Akal O, Abkatun C, E.

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DIVISIÓN MARINA

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DISTRIBUCIÓN DE CONDUCTORES EN OCTÁPODOS

N

S

W E

12

9

11

10

8

5

7

6

4

1

3

2

HABITACIONAL

11

6 1812

17

16

15

13

8

7

5

9

4

3

2

1

14

10

HABITACIONAL

HABITACIONAL

8

13 17

2

3

4

6

11

12

14

10

15

16

17

18

5

9

Akal GP, KL, TM, CI

63

5

4

2

1

ADOSADO

12A8A4AADICIONALES

12

9

11

10

8

5

7

6

4

1

3

2

HABITACIONAL

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Equipos de Perforación Marina

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EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

DIVISIÓN MARINA

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A continuación se muestran las dimensiones y pesos de un equipo de perforación de 7 paquetes.

Peso (Ton) Dimensiones (m) Peso (Ton) Dimensiones (m)

01.- Habitacional. 180 15x19.2x3.5 290 19.5x18.5x6.9202.- Presas 60 3.2x18.5x3.6 69 3.20x18.0x6.7103.- Tanques 70 3.2x18.2x3.2 65 3.20x7.29x5.4904.- Maquinas 254 7.62x17.85x5 480 10.36x21.33x6.7105.- Almacenamiento 374 7.32x21.33x6.7106.- Bombas 240 8.82x15.45x5 330 7.93x21.33x6.7107.- Perforación 230 13.7x18.6x14.05 540 13.72x17.68x11.16

TOTAL 1034 2148

PaqueteTIPO A 2500 TON TIPO B 3500 TON

Peso (Ton) Dimensiones (m) Peso (Ton) Dimensiones (m)

01.- Habitacional. 290 19.5x18.5x6.92 300 20x19.5x702.- Presas 69 3.20x18.0x6.71 70 3.30x18.5x6.9103.- Tanques 65 3.20x7.29x5.49 68 2.20x20.29x7.4904.- Maquinas 480 10.36x21.33x6.71 500 10.36x21.33x6.7105.- Almacenamiento 374 7.32x21.33x6.71 374 7.32x21.33x6.7106.- Bombas 330 7.93x21.33x6.71 350 8.95x23.33x9.7007.- Perforación 540 13.72x17.68x11.16 560 13.72x17.68x11.16

TOTAL 2148 2222

PaqueteTIPO C 4000 TON TIPO D 4500 TON

Paquetes de equipos fijos de perforación

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EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

DIVISIÓN MARINA

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16.80

1. 85PAQUETES DEPRESAS

7.15 PAQ. PISO DEPERF.

PAQUETE DELIQUIDOS

1.401.12

PAQUETEDE

BOMBAS

PAQUETEDE

SILOS

PAQUETEDE

MAQUINAS

3.38

1.70

1.541.33

3.00

2.54 1.23

3.101.272.0

2.50

5.20 4.0 5.10

7.95

3.72

7.1017.10

5.5815.15

5.55

4.4018.35

4.22

DISTRIBUCION DE PAQUETES (4,000 TON.)

Paquetes fijos

de equipos de perforación

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DIVISIÓN MARINA

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EQUIPOS MODULARESSon equipos de menor capacidad que los convencionales y su aplicación es para la perforación y reparación de pozos costa afuera.

EQUIPO SUNDOWNER-9040 POR CONTRATO EQUIPO PRIDE 1002 "E"TIPO DIESEL-ELÉCTRICOS CA/CD

MARCA NATIONAL OIL WELL DRECO (API 4F Q1)

PROF. MAXIMA A QUE OPERAN 5000 M SARTA DE TRABAJO DE 3 1/2" HASTA 5350 M

TORRE 181 TONS 210 TONS

MÁSTIL 133 FT (40.53 M) DE LONG. 16´X 142´ (43.29 M) DE LONG

CARGA NETA AL GANCHO RA 36-5-250 TONS WILSON DE 250,000 KG

TUBERÍA ESTIBADA 100 TON (2 PEINES 80 LING. C/U) 300,000 LB

CORONA 300 TON

MALACATENATIONAL MODELO 610

1,000 HPCAPACIDAD 400,000 LBS (181,000 TONS)

PARTECH OICH SL-7 1000 HP

SISTEMA MOTRIZ SCR (3) DE 750 HP (3) DE 700 KW, 600 VOLTS

BOMBA DE LODOS (2) BOMBAS TRIPLES NATIONAL DP-80 DE 750 HP2 BOMBAS GARDNER DENVER PZ-9 OPERADA POR UN MOTOR

GE 752 DE TRACCIÓN 1000 HP

GRÚAS TITAN 12000 FSV(1) DE 28 TON AMERICAN AERO CAP. 50 TON

SISTEMA DE CONTROL SSB-110-3511 HIDRÁULICO

UN ACUMULADOR P/CERRADO DE PREVENTORES MONTADO EN RIELES QUE CONSISTEN DE 7 ESTACIONES C/CAPACIDAD DE 160 GAL. Y 3,000 PSI CON UN MANIFOLD COMPLETO CON 6 ESTACIONES Y DOS ESTACIONES DE CONTROL REMOTO, FUENTE DE PODER ELECTRICA Y DE AIRE Y SISTEMA DE

RESPALDO DE NITROGENO.

TOP DRIVE TOP DRIVE TESCO MODELO 750 HS

MESA ROTARÍA

NATIONAL C-275 DE 27 1/2" 500 TONS ESTATICO,

454 TONS TRABAJO, 400 RPM.

CONTINENTAL EMSCO MODELO t2750-53-1/4 (27-1/2") CAPACIDAD DE PESO MUERTO DE 500 TON VELOCIDAD

MAXIMA 350 RPMS.

UNIÓN GIRATORIA 200 TONCONTINENTAL EMSCO LB-400 CARGA MUERTA DE 400 TON, API

DE 260 TON DE CAPACIDAD A 100 RPM

HABITACIONAL 54 PERSONAS 72 PERSONAS

ALMACENAM. A GRANELNO HAY ÁREA DISPONIBLE SIN EMBARGO SEPUEDE USAR EL CANTILIVER

CAP. MINIMAS:MATERIAL QUIMICO (BARITA): 760 FT3

CEMENTO AGRANEL: 760 FT3MATERIAL DIV.: 1,000 SACOS

LÍQUIDOS

60 M3 + 1 PRESA ADICIONAL PARA PERFORARTANQUE DE AGUA DE PERFORACIÓN 40 M3

AGUA POTABLE 30 M3COMBUSTIBLE 26.4 M3

CAP. MÍNIMASCOMBUSTIBLE: 142 BL (22.6 M3)

AGUA POTABLE: 142 BL (22.6 M3)AGUA DE PERFORACIÓN: 200 BL (31.8 M3)LODO EFECTIVO Y DE RESERVA: 124 M3

EQUIPO DE SEGURIDAD COMPLETO COMPLETO

PROTECCIÓN ECOLÓGICA SISTEMA INTEGRAL SISTEMA INTEGRAL

HELIPUERTO 21 M DE DIÁMETRO CAP. DE 5.45 TON

CAPACIDADUNIDAD

Paquetes modulares de perforación

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EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

DIVISIÓN MARINA

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Tetrápodos

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EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

DIVISIÓN MARINA

16

Tetrápodos (cuatro columnas)

Estas plataformas son fabricadas e instaladas con el mismo objetivo que las anteriores. Se diferencian en que están soportadas por cuatros pilotes de 48 pg de diámetro y espesores de 1.25 pg de diámetro y espesores de 1.25 y 2.25 pg de acero tipo 7A-36 y 7A-537. Tienen preparación para un máximo de seis conductores de 30 pg de diámetro

1 2 3

4 5 6

H

N

UBICACIÓN DE CONDUCTORES EN PLATAFORMA TETRAPODOS

Tetrapodos

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EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

DIVISIÓN MARINA

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Tetrápodos (cuatro columnas)

Equipos fijos de perforación.

Para el desarrollo de campos petroleros costa afuera donde se requiere perforar pocos pozos, es recomendable la instalación de Tetrápodos que cuenten con la capacidad de alojar un máximo de 6 pozos.Por sus dimensiones, no puede instalarse un equipo empaquetado.La perforación se realiza a traves de un equipo autoelevable.Cuando se requiere llevar a cabo reparaciones a los pozos de este tipo de estructuras es necesario volver a instalar un Jack-up.

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EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

DIVISIÓN MARINA

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Plataforma autoelevable (jack-up).

Este es un tipo de plataforma especial usada para perforación y mantenimiento de pozos, y que normalmente se mueve por medio de remolcadores, de una localización a otra, una vez que la perforación de un pozo logra su objetivo. Así, la perforación es su función principal, ya sea de pozos exploratorios o de desarrollo.

Estas plataformas son quizá el equipo marino más utilizados a nivel internacional. Los componentes principales son una unidad tipo barcaza y tres piernas que soportan la unidad cuando se bajan al fondo marino.

Estos equipos están diseñados para trabajar en tirantes de agua mínimos de 4 a 7 m y máximos de 76 (250 pies) a 106 m (350 pies). En promedio la capacidad de estos equipos es de 500 toneladas de carga al gancho y 7,000 metros de perforación.

Equipos Autoelevables

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EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

DIVISIÓN MARINA

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Plataforma autoelevable (jack-up).

El diseño de las plataformas autoelevables esta clasificado en dos categorías:

Plataforma de piernas independientes

Puede operar en cualquier área, pero normalmente es usada en donde existen fondos firmes, arrecifes o fondos marinos irregulares

Plataforma soportada por un casco inferior (Mat).

Tiene una base en cada pierna para soportarse. Las cuales son de forma circular, cuadrada o poligonal y de tamaño pequeño. La base más grande que se ha usado es de alrededor de 17 m (56 pies) de ancho. Estas bases son sometidas a presiones de soporte de alrededor de 2.44 a 2.93 kg/cm2 (5,000 a 6,000 lbs por pie cuadrado), aunque en el Mar del Norte esta presión puede llegar hasta 4.88 kg/cm2 (10,000 lb/pie2).

Equipos Autoelevables

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EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

DIVISIÓN MARINA

20

NS

E

W

VISTA DE PLANTAPLATAFORMA AUTOELEVABLE

1

TETRÁPODO

POZOS A PERFORAR

2

3

4

5

6

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EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

DIVISIÓN MARINA

21

Perforación de pozos en octapodos que cuentan con adosados, en los cuales se utilizan Autoelevables.

Page 22: Desarrollo de Campos Marinos

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EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

DIVISIÓN MARINA

22

UNIDAD OPERATIVA NORESTEDIRECCIONAL

CANTARELL 1043-D

0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

DESPLAZAMIENTO (M)

PR

OF

UN

DID

AD

VE

RT

ICA

L (M

)

Objetivo 2300 m.d. 2240 m. v.

PROYECCION VERTICAL

P.T. 2922 m.d. 2800 m.v.

DATOS DEL PROYECTO

PROYECCION HORIZONTAL

COORDENADASCONDUCTORX= 598 524.89Y= 2 152 032.38

S

COORDENADAS OBJETIVOX= 598 600.00Y= 2 151 760.00

INICIO DESVIACION @ 1500 M

PROF. INICIO DESVN.PROF. VERT. OBJ ETIVODESPLAZAMIENTO OBJ .

ANGULO MAXIMO

PROF.VERT. TOTALPROF. DES. TOTAL

TR S

1500 M2240 MV

282.6 M

25.90

2800 m.v.2922 m.d.

MV MD

16" 800MV 800MD

11 7/8" 2204MV 2260MD

9 5/8" 2670 MV 2778 MD

Desp. Objetivo 282.6 m

Desp. Total 554 m

RUMBO S 15° 25' EE

30" 180MV 180MD

8 1/2" 2800 MV 2922 MD

HOLKANCD. DE CARMEN

0 200 400 600 800 1,000 1,200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

3600

3800

4000

DESPLAZAMIENTO (M)

PR

OF

UN

DID

AD

VE

RT

ICA

L (M

)

PROG

REAL

UNIDAD OPERATIVA SUROESTEDIRECCIONAL

CANTARELL 1128EXPLORACION Y PRODUCCION

0 200 400 600 800 1,000 1,2000

200

400

600

800

1,000

1,200

1,400

1,600

1,800

2,000

2,200

2,400

2,600

2,800

3,000

BTPKS 2277MV-2425MD

PROYECCION VERTICAL

P.T. 4127MD 3896MV

DATOS DEL PROYECTO

PLANO HORIZONTAL

COORDENADAS CONDUCTORX= 601,389.74 Y=2'149,898.22

NCOORDENADAS BTPKSX= 601,490.04Y= 2'150,600.02

INICIO DESVIACION @ 830 M

PROF. INICIO DESVN.PROF. VERT. OBJ ETIVODESPLAZAMIENTO OBJ .ANGULO MAXIMOPROF. VERT. TOTALPROF. DES. TOTAL

TR S

830 M3749.21 MV1042.71 M

30.10°3896 MV4127 MD

MV MD

16" 829 829

11 7/8" 2137 2270

9 5/8" 2689 2885

Desp. Objetivo 637.63 m

Desp. Total 1044.23 m

30" 180 180

RU

MBO

N 0

8° 0

8' 0

1" E

TR. DE 30" A 180M.

TR. DE 16" A 829MD-829MV.

TR. DE 11 7/8" A 2270MD-2137MV.

TR. DE 9 5/8" A 2885MD-2689MV.

Este

Des

plaz

amie

nto

709

m.

Nor

te

M.M. 1402MV-1440MD

O.M. 1555MV-1615MD

O.I. 1691MV-11770MDE.S. 1743MV-1830MD

E.M. 1809MV-1905MD

E.I. 1939MV-2050MD

E.I. 2050MV-2175MDP.S. 2077MV-2205MD

K.M. 2648MV-2840MD

E.M. 3102MV-3330MD

P.S. 1970MV-2085MDE.M.XF 2019MV-2140MD

PEZ A 3639MD-3406MV

TR. DE 7 5/8" A 3899MD 3668MV.

7 5/8" 3668 3899

P.I. 2167MV-2305MDP.I.XF 2227MV-2370MD

BTPKS XF 2481MV-2655MDDesp. Objetivo 744.17 m

E.M. XF 2694MV-2890MDE.I. 2748MV-2950MDP.S. 2811MV-3020MDP.I. 2858MV-3071MDO.M. XF 2891MV-3107MD O.I. 2916MV-3135MD

E.S. 3027MV-3252MD

E.I. 3195MV-3425MDE.I. XF 3220MV-3450MD

E.M. XF 3359MV-3590MD

E.I. 3484MV-3715MD

P.S. 3661MV-3892MDP.I. 3709MV-3940MD

BTPKS 3749MV-3980MDDesp. Objetivo 1042.71 m

Proyecto Direccional

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EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN

DIVISIÓN MARINA

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TRÍPODES

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DIVISIÓN MARINA

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Trípodes (tres columnas)Son plataformas con estructuras y superestructuras de forma triangular sujetas por tres pilotes de 36 pg de diámetro con espesores de 1.5 a 2 pg y tipo de acero 7A-36 y 7A-537. La penetración en el lecho marino de estos pilotes y conductores depende de la compactación del lecho marino (mudline), que varía de 80 a 100 m generalmente, dentro de estas instalaciones se cuenta con preparación para tres pozos con conductores de 30 pg de diámetro.

NUBICACIÓN DE CONDUCTORES

EN PLATAFORMA TRÍPODE

1 2 3

Trípodes

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Trípodes (tres columnas)

Trípodes

Para el desarrollo de campos petroleros costa afuera donde se requiere perforar un minimo de pozos, es recomendable la instalación de Trípodes que cuentes con la capacidad de alojar un máximo de 3 pozos.

La Perforación se tiene que realizar a traves de un equipo autoelevable.Tambien en este caso, es necesario instalar nuevamente un Jack-up para el mantenimiento de los pozos.

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PLATAFORMA AUTOELEVABLECON ESTRUCTURA RECUPERADORA

LEWIS DUGGER

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Sea Horse estructuras aligeradas utilizadas para la recuperación de pozos.

Sea Horse

Sea Horse

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Sea Pony estructuras aligeradas utilizadas para la recuperación de pozos.

Sea Pony

Sea Pony