Equipos de Perforacin Rotatoria

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26.- Armar piso, instar rotaria swivel y flecha.27.- Perforar y meter auxiliares.28.- Nivelar mstil.

Procedimiento para izamiento de mstil

1.- Armar el mstil a nivel del piso colocndolo so-bre las correderas de las subestructuras.

2.- Revisar que todos los pernos tengan sus segu-ros colocados.

3.- Colocar en sus poleas las bridas de levante.4.- Unir las bridas al mstil, con los pernos.5.- Guarnir el cable de acero.6.- Lubricar todas las poleas y partes de friccin .7.- Anclar la polea viajera en la subestructura.8.- Anclar la lnea rpida en el tambor del malac a-

te.9.- Enrollar el cable necesario en el tambor del

malacate para que una vez levantado el mstilpermita bajar la polea viajera hasta el piso rotari a.

10.- Fijar la lnea muerta en el ancla.11.- Levantar la parte superior del "caballo" coloc an-

do los tubos espaciadores.12.- Levantar el mstil colocando la corona sobre un

camin Mack.13.- Operar el malacate a la velocidad ms baja,

jalando el mstil hasta deslizarlo sobre las co-rrederas a nivel del piso de la rotaria.

14.- Instalar los pernos en las piernas del mstil y lasubestructura.

15.- Levantar estructura de levante "caballo" coloc an-do pernos y seguros.

16.- Levantar el mstil colocando un "burro" en lacorona.

17.- Instalar el "changuero".18.- Colocar cables de la brida en sus poleas.19.- Colocar el cable del malacate en la polea de l a

estructura de levante.20.- Tensionar el malacate a la velocidad ms baja.

21.- Revisar indicador de peso y lnea del cable deacero en sus respectivas poleas.

22.- Instar cable de acero de 9 16" en la corona delongitud tal que sirva de retenida al mstil en elmomento de alcanzar la posicin vertical.

23.- Tensionar hasta 75 toneladas (para mstil de 142pies) donde debera de iniciar a levantar el mstil .

24.- Operar el malacate a su velocidad ms baja hastaque termine de levantar el mstil.

25.- Antes de llegar a la posicin vertical aguanta r elmstil con un camin Mack para que no caigabruscamente sobre el "caballo".

26.- Colocar los candados del mstil (pernos con su sseguros).

27.- Quitar la bridas de levante acomodndolos enlas secciones laterales del mstil.

28.- Proteger las bridas de levante con untura paracables.

II. UNIDADES MVILES DE PERFORACIN MARINA

Antes las unidades de perforacin marina fueronequipos de perforacin terrestre colocados sobre un aestructura para perforar. Se usaron las mismas tc-nicas desarrolladas en tierra. Se les denomina m-viles de perforacin a los equipos convencionalesmontados sobre p lataformas autoe levab les,semisumergibles y barcos perforadores. Las tcni-cas desarrolladas se utilizaron por algn tiempo, m asla necesidad de perforar en aguas ms profundascre al nuevo ingeniero de diseo de estructurascostafuera. Junto con los nuevos conceptos de in-geniera, se cre una nueva generacin de equiposde perforacin ahora ya conocidos, como: sumergi-b le (o barcaza), p lataforma autoe levab le,semisumergible y barco perforador, como se ilus-tran en la figura 27.

Figura 26. Levantamiento del mstil.

Figura 27. Equipos mviles de perforacin.

Equipos de Perforacin Rotatoria

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Estos equipos tienen la caracterstica de trasladarsede una localizacin a otra navegando con apoyo debarcos remolcadores. stos se encargan de colocar-los en sus respectivas localizaciones, efectuando m a-niobras de anclaje.

Equipo de perforacin sumergible (barcaza)

Este equipo es usado en aguas muy someras y pro-tegidas, como ros, bahas y en aguas de hasta 15m .(50 pies) de profundidad. Dicha unidad tiene dos ca s-cos; el superior, conocido como cubierta Texas, usa -do para alojar a la cuadrilla de perforacin y al e qui-po. La perforacin se lleva a cabo a travs de unrea rectangular en la popa de una estructura encantiliver. El segundo casco es el inferior. Es el re ade lastrado y tambin es la base sobre la que des-cansa el equipo en el fondo marino o lacustre.

El equipo sumergible es llevado a flote hasta la loca-lizacin como una barcaza convencional y se lastrapara sumergirlo hasta que descanse en el fondomarino o lacustre. El casco inferior est diseadopara soportar el peso total de la unidad, ms la car -ga de perforacin.

Un factor muy importante es la estabilidad de estasunidades mientras se estn lastrando. Las tcnicas quese desarrollaron para el lastrado fueron las bases parael lastrado de los semisumegibles. Los sumergiblesempiezan a desaparecer en los aos 70. Entonces, serequera perforar a mayor profundidad de la quecorrespondia a las caracteristicas de su diseo.

En el anexo, tablas A-1 a la A-4, se muestran las ca-ractersticas de los equipos tales como nombre delos equipos, capacidad de carga, dimensiones, tiran tede agua, alcance y peso del equipo.

Plataforma autoelevable (jack-up)

Este es un tipo de plataforma especial usada paraperforacin y reparacin de pozos. Tiene la capaci-dad de moverse de una localizacin a otra, por me-dio de autopropulsin o por medio de remolcado-res. As, la perforacin es su funcin principal, y asea de pozos exploratorios o de desarrollo.

Una vez que se encuentra en la posicin deseada,las piernas son bajadas hasta alcanzar el fondo ma-rino. Cuando las columnas o piernas se encuentranasentadas en el lecho marino, la cubierta es elevadams all del nivel de agua, hasta tener una platafor-ma de perforacin estable.

Cuenta con una cubierta que tiene la capacidad deposicionarse a la elevacin que se requiera. sta s o-porta sobre s todo el equipo necesario para lograrsu objetivo. Adems de un mdulo habitacional yun helipuerto. Para apoyarse en el lecho marino, es tacubierta se encuentra soportada comnmente portres columnas de seccin triangular o circular quetienen en su extremo inferior un sistema de "zapa-tas aisladas" o "losa de cimentacin".

Otra de sus caractersticas importantes es la torrede perforacin ubicada en un cantiliver mvil. Esto

P PP

PP PP

P PP P

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cc

cc

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risers

tendones

Figura 28. Sistema de produccin (FPSO), plataforma semisumergib le, unidad flotante Spar.

Equipos de Perforacin Rotatoria

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permite el acercamiento de la misma a los pozos delas plataformas fijas.

El primer equipo jack-up fue el De Long Nm. 1, con s-truido en 1950 y convertido en plataforma fija en1953.

El primer jack-up mvil fue el DeLong-McDesmonttNm. 1. Despus fue llamado Offshore Co. Rig.Nm. 51.

En 1955 se construy el primer jack-up de 3 piernasllamado Scorpion. Este equipo tena piernas inde-pendientes y usaba un sistema de elevacin de pi-n y cremalleras sobre las piernas de estructurareticular. Durante varios aos trabaj con xito yposteriormente se perdi en un accidente en el Gol-fo de Mxico. (Ver figura 30).

Siguieron otros equipos como el Mr. Guss II que te-na un casco inferior. Serva de soporte a las tres pier-nas tubulares y el casco superior era elevado con u nsistema de gatos hidrulicos.

Debido a las longitudes de sus piernas, con estosequipos se puede perforar pozos en tirantes de aguamximo de 90 m. Sus capacidades de carga varia-ble son de 1,500 a 1,800 toneladas cortas y su carg atotal vara entre 7,200 y 7,670 toneladas cortas.

La primera serie de jack-ups, se dise para operaren la porcin americana del Golfo de Mxico, en

aguas de hasta 60 m de profundidad, con un criteriode diseo para olas de 6 a 9 m y vientos de 120 km/hr. Cuando exista la amenaza de un huracn estasunidades eran movidas hacia aguas protegidas.

Los jack-ups actuales se usan en todo el mundo encondiciones ambientales muy severas. Por ejemplo,un equipo para 76 m (250 pies) de profundidad, debellevar el siguiente criterio de diseo:

a). Costa del Golfo de Mxico, porcin americana-olas de 16m. (55 pies), vientos de 200 km./hr.(125mph).

b). Mar del Norte-olas de 23 m (75pies), vientos de175 km/hr. (115mph), corriente de (1.8 a 3.6 km./hr).

c). Sureste asitico-olas de 9 m (30 pies), viento de160 kg./hr. (100 mph) y corriente mnima.

As sucesivamente, al incrementarse la profundidaddel agua, el criterio de diseo se vuelve ms severo.Un punto muy importante es que el criterio actualdebe establecerse, usando datos de meteorologadel rea donde se va a perforar.

Figura 29. Equipo lacustre.

Figura 30. Plataforma autoelevable jack-up.

Equipos de Perforacin Rotatoria

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El diseo de las plataformas autoelevables est cla-sificado en dos categoras: la plataforma de pierna sindependientes y la plataforma soportada por uncasco inferior.

La plataforma de piernas independientes puede ope-rar en cualquier rea, pero normalmente es usadaen donde existen fondos firmes, arrecifes o fondosmarinos irregulares.

La unidad de piernas independientes tiene una baseen cada pierna para soportarse, son de forma circu-lar, cuadrada o poligonal y de tamao pequeo (verfigura 31). La base ms grande que se ha usado esde alrededor de 17 m (56 pies) de ancho. Estas ba-ses son sometidas a presiones de soporte de alre-dedor de 2.44 a 2.93 kg/cm2 (5,000 a 6,000 lbs. porpie cuadrado), aunque en el Mar del Norte esta pre-sin puede llegar hasta 4.88 kg/cm2 (10,000 lb/pie2 ).

Consideraciones para determinar qu tipo de jack-up se debe usar:

1. - Profundidad del agua y criterio del medio am-biente.

2. - Tipo y resistencia del fondo marino.3. - Capacidad de profundidad de perforacin.4. - Necesidad de moverse durante la temporada

de huracanes.5. - Capacidad de operar con soporte mnimo.6. - Qu tan a menudo es necesario mover la uni-

dad.7. - Prdida de tiempos en el movimiento.8. - Lmites operacionales y de remolque de la uni-

dad.

Semisumergibles

Este tipo de plataforma evolucion a partir de lasumergible. Varias se disearon para operar, yasea descansando en el fondo del mar o totalmen-te a flote.

Estas plataformas realizan actividades relacionadascon la exploracin y perforacin de pozos. Tambinapoyan operaciones de mantenimiento de instala-ciones existentes. A pesar de la gran variedad dediseos de semisumergibles, pueden ser clasifica-das en 2 grupos principales: 1) con columnas co-nectadas a zapatas o pontones separadas, y 2) conpontones gemelos. Estas columnas soportan una

sola cubierta, la cual aloja el equipo e instalacio nesnecesarios para realizar su funcin.

Estas plataformas cuentan con sistemas de propul-sin propios ubicados en los pontones. En otraspalabras, son autopropulsables.

Los miembros principales (pontones) se encuentransumergidos. Esto permite incrementar el periodofundamental en sustentacin de la estructura y evi-tar la resonancia con el oleaje. Tambin reduce lascargas laterales generadas por dicho oleaje. Estareduccin en la carga, se debe a que los miembrosprincipales del casco se localizan a una elevacin enla que la energa del oleaje es menor.

Una semisumergible posicionada dinmicamentepuede operar en aguas profundas de hasta 500 m,pero el yacimiento tendra que ser muy productivopara justificar los gastos de combustible.

Los equipos semisumergibles estn diseados paraoperar en aguas de 180, 305 y 457 m. (600, 1000 y1500 pies) de tirante de agua y son sometidos a con -diciones de olas y vientos severos.

La configuracin general de un semisumergible, con-siste de dos cascos inferiores longitudinales. sto sse usan como compartimentos de lastre que obtie-nen el calado para perforar. Cuando el equipo esten trnsito estos cascos inferiores son tambin loscascos primarios. En virtud de su tamao y configu -racin, el semisumergible ofrece baja resistencia a l

Figura 31. Plataforma autoelevable.

Equipos de Perforacin Rotatoria

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remolque. Al mismo tiempo, tiene una gran estabi-lidad. (Ver Figura 32).

Existen otros diseos de semisumergibles, talescomo: el diseo triangular, usado en la serie Sedco ;el de cuatro cascos longitudinales de la serie Odec o;(ver Figura 33) y el de 5 pontones del equipoPentagone, diseado por los franceses.

La unidad Pentagone es, posiblemente, la de msxito de los tipos de cascos mltiples. Ofrece unasimetra nica y una uniformidad de caractersticasde estabilidad. Los semisumergibles permiten quela perforacin se lleve a cabo en aguas muy profun-das y se mantienen en localizacin, ya sea por sist e-mas convencionales de anclaje o por posicionamien-to dinmico.

Normalmente, el sistema convencional de anclajeconsiste de 8 anclas colocadas en un patrn abier-to y conectadas al casco por medio de cadenas ocables de acero o una combinacin de los dos.

El mtodo de posicionamiento dinmico, es una evo-lucin del sistema de sonar del barco, donde unaseal es enviada desde la unidad flotante a untransductor colocado en el fondo del mar. Alincrementarse la profundidad del agua, el uso deeste sistema se vuelve necesario. Generalmente,es considerado en tirantes de agua mayores a 305m. (1000 pies), aunque un semisumergible ha ope-rado en 457 m. (1500 pies) de profundidad usandola combinacin de cable y cadena.

Debido a la masa sumergida del semisumergible,el rol y el cabeceo son de pequea amplitud. Elmovimiento vertical es el que causa problemas alos semisumergibles. Por los esfuerzos a los quese somete la sarta de perforacin cuando la uni-dad es t mov indose ver t ica lmen te , e lsemisumergible que tiene una respuesta peque-a al movimiento vertical es considerado como elms adecuado.

El movimiento vertical se genera como una respuestaal plano de flotacin expuesto. Mientras ms peque-o sea el plano de flotacin, ms pequeo ser elmovimiento vertical. Esto se consigue en elsemisumergible, hundiendo los cascos inferiores yflotando al nivel de las columnas.

Con la reduccin de plano de flotacin para dismi-nuir el movimiento vertical, se reduce tambin la e s-tabilidad de la unidad. Por lo tanto, los diseadoresdeben llegar a establecer una relacin adecuada en-tre los valores aceptables de estabilidad y el movi -miento vertical.

Otra consideracin en el diseo y operacin de unsemisumergible es la propulsin. La autopropulsinenvuelve una inversin grande inicial, la cual se re-cupera en un periodo razonable, si lo que se requie re

Figura 32. Plataforma semisumergible 2.

Figura 33. Plataforma semisumergible 3.

Equipos de Perforacin Rotatoria

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es tener movilidad. Pero si se considera que unavez que la unidad llega a su localizacin, permane-ce en esa rea por largo tiempo, las unidades depropulsin, no slo no son necesarias, sino que ade -ms ocupan espacio y capacidad de carga muy va-liosas.

Factores para seleccionar un semisumergible:

a) Profundidad del agua.b) Profundidades a las que se requiere perforar.c) Datos del medio ambiente.d) Caractersticas de movimiento de la unidad.e) Capacidad de almacenamiento de materiales de

consumo.f) Movilidad de la unidad.

Barcos perforadores

Como su nombre lo indica, es un barco sobre elcual se instala un equipo de perforacin con todolo necesario para efectuar trabajos de su tipo enel mar.

Los primeros barcos perforadores fueron unidadesconvertidas de: barcazas, barcos graneleros, bar-cos tanques o barcos abastecedores. Esta prcticacasi desapareci para dar paso al nuevo diseo yconstruccin de barcos perforadores especializados,tales como el Glomar Challenger o el Discoverer dela Offshore.

Los barcos perforadores son los ms mviles de to-das las unidades de perforacin marina. Tambin sonlos menos productivos. La configuracin que lespermite alta movilidad, les resta eficiencia al per fo-rar. (Ver figura 34 y 35).

Los barcos perforadores se usaron extensamentepara llenar el espacio de capacidad entre el jack-u py el semisumergible, y son los que han perforado enaguas ms profundas.

El movimiento vertical es el mayor problema cuando seusa una unidad flotante. Debido a su superficie de con-tacto con el mar y comparado con el semisumergible, elbarco perforador desarrolla respuestas muy grandes demovimiento vertical.Ha sido posible reducir el rol en losbarcos por medio de tanques estabilizadores. Pero n o seha podido reducir el movimiento vertical.

En 1999 se inici la perforacin del pozo explorat orioYumtsil-1 que se localiza en la Divisin Marina Su roeste,con el barco perforador Discoverer 511. (Ver figura 35).

El anclaje de los barcos perforadores es similar alempleado por los semisumergibles. Sin embargo,hay un sistema adicional que ha sido desarrolladoen los barcos perforadores, el sistema de torreta.

Los barcos per foradores son herram ien tasverstiles. Pero deben ser considerados para usar-se en reas con olas de poca altura y vientos conbajas velocidades.

Plataformas con piernas tensionadas (TLP)

En campos de aguas profundas,las plataformas depatas tensionadas han sido desarrolladas para ge-nerar el potencial econmico de los nuevos descu-brimientos. Se emplean para la perforacin en aguascon un tirante mayor de 600 m. Estn sujetas me-diante cables de ancla fijados en el fondo marino yse mantiene en la superficie mediante columnas flo-tantes.

Su instalacin es muy sencilla ya que no requierebarcazas gra. Tiene una gran estabilidad en condi-ciones meteorolgicas severas.

Figura 34. Barco perforador 1.

Equipos de Perforacin Rotatoria

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El costo de la TLP se incrementa al aumentar la pro-fundidad, debido a los cables de anclaje.

Mientras que las unidades semisumergibles y losbarcos de perforacin se utilizan slo para la perf o-racin, las TLPs tienen mayor ventaja en cuanto aversatilidad para perforar, recuperar y producir po -zos, casi en forma simultnea.

La TLP (Tensin Leg Platform) o plataforma de pier-nas tensionadas, es un sistema semejante a la plata-forma semisumergible, slo que sta se encuentraanclada al fondo por medio de elementos vertica-les, los cuales se mantienen en tensin, debido alexceso de flotacin en la plataforma.

Los elementos verticales o tensores se anclan al fo n-do marino por medio de una estructura fabricada apartir de acero estructural y cimentado mediante pi -lotes. Una parte esencial de la TLP son las juntasflexibles. Estas juntas (llamadas Flex-Joints), fab ri-cadas con acero y material elastmero, permiten quela estructura se desplace horizontalmente sin pro-vocar flexin en los tensores.

La aplicacin de las TLPs se extiende paulatina-mente. A la fecha, ha sido considerada para eldesarrollo de campos en el Mar Mediterrneo ycostas de Brasil, para usarla en aguas muy pro-fundas. El mayor tirante en el que se ha instaladouna TLP es de 536 m.

Ventajas:

pozos superficiales cuenta con equipos de reparacin y terminacin

de pozos costo moderado sistema recuperable en sus componentes prin-

cipales.

Desventajas:

soporta un solo equipo de perforacin tecnologa compleja. costoso en aguas someras.

Las principales consideraciones que se deben de to-mar en cuenta para la seleccin de una unidad flo-tante de perforacin son las siguientes:

Estabilidad:

Es simplemente la habilidad de un equipo marinode permanecer a flote y de la manera ms verticalposible. La estabilidad se divide en dos:

a) Estabilidad intacta

b) Estabilidad daada

Figura 35. Barco perforador 2.

Equipos de Perforacin Rotatoria

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Para cada equipo el diseador y/o constructor de-ben proporcionar al propietario del equipo, un libr ode estabilidad. Como mnima informacin, ste debecontener:

a) Propiedades hidrostticasb) Curvas de estabilidadc) Curvas de estabilidad estticad) Curvas de estabilidad dinmica

Las partidas c y d deben ser suficientes para cubri rel rango de operacin normal de la unidad.

A continuacin se explican cada una de las partidasanteriores:

a. Propiedades hidrostticas. Se generan de la for-ma de la porcin sumergida del equipo y puedenusarse para determinar el peso del equipo y lalocalizacin longitudinal y transversal delcentroide.

b. Curvas de estabilidad. Tambin se generan de laporcin sumergida del equipo y son usadas por eldiseador para determinar la cantidad de estabili-dad que la unidad tiene cuando est inclinada.

c. Curvas de estabilidad esttica. Se derivan de lascurvas de estabilidad y son curvas de brazo en-derezamiento. Tambin conocidas como curvasGZ.

d. Curvas de estabilidad dinmica. Se producen apartir de las curvas de estabilidad esttica y declculos. Determinan el momento de volteo cau-sado por un viento de cierta velocidad. Esta cur-va probablemente es la ms significativa de to-das porque muestra si el equipo puede o no serremolcado o movido durante el estado del tiem-po pronosticado, dentro de los parmetros deseguridad de los cuerpos regulatorios, (ABS,Norke, Veritas, Lloys, etctera).

e. Curvas KG de estabilidad dinmica permisible.Son generadas de los clculos de estabilidad di-nmica. Estas curvas son una extensin de lascurvas de estabilidad dinmica y simplifican el tra -ba jo de l encargado de mover un equ ipo(rigmover), eliminando la necesidad de prepararun clculo cada vez que tenga que tomar unadecisin sobre las condiciones de remolque.

f. Los clculos de estabilidad daada deben prepa-rarse por el efecto de dao a los compartimentosexteriores o a la inundacin de cualquier com-partimento. Estos clculos deben demostrar quela unidad tiene suficiente estabilidad de reservapara sobrevivir a inundaciones o daos. Si parala construccin y clasificacin de unidades mvi-les de perforacin del ao 1973, la habilidad parasufrir dao o inundacin debe considerarse enasociacin con el efecto de volteo de un vientode 120 km/hr. (65 nudos).

g. El anlisis de las respuestas de movimiento es elestudio del equipo cuando est en la situacin deentrar a una localizacin y los resultados de estosanlisis se usan para determinar los esfuerzos in-ducidos, cuando una pierna de un jack-up toca fon-do o los causados por las fuerzas de anclaje en unbarco perforador o en un semisumergible.

h. Las caractersticas de barco ligero son posible-mente la informacin ms usada (o mal usada)que puede proporcionarse. Esta informacin seprepara a partir de una serie de clculos de pe-sos exactos o de un experimento de inclinacin,o de ambos.

Los clculos determinan el peso y el centro de gra-vedad en todas las direcciones del equipo vaco. N ose incluyen pesos variables de ninguna especie. Deesta informacin, el operador determina las condi-ciones del equipo de cualquier tiempo.

Se debe enfatizar que, aunque el constructor hayahecho el esfuerzo de determinar estas condiciones,es obligacin del propietario o del operador asegu-rarse que los valores sean ajustados si se hace al-gn cambio al equipo o estructurales, edicin, re-mocin, o incluso recolocacin de equipo.

Las caractersticas de barco ligero o vaco son la basede todos los clculos para las condiciones a flote oen posicin elevada. Si se usa un dato inexacto, es tono slo hace que todos los otros clculos no tenganvalor, sino que se pone en peligro la seguridad delequipo y su personal.

Movimiento:

El movimiento es la relocalizacin del equipo paracualquier propsito. Aunque casi siempre se piense

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en cambiar de localizacin de perforacin, cuandose habla de movimiento.

La consideracin ms importante en los preparati-vos para mover o cuando se mueve, es la seguri-dad. Por lo tanto, es esencial que la persona encar -gada de mover el equipo, est familiarizada comple-tamente con el equipo y con el medio ambiente pro-nosticado, del rea donde se lleva a cabo el movi-miento. Debe tener un conocimiento bsico de ar-quitectura naval y saber cmo aplicarla a su unidad.

Cada propietario de equipo debe recibir de parte de lconstructor un libro llamado Libro de operacin o L i-bro de condiciones de operacin. La persona encar-gada de mover el equipo debe leer y entender estelibro antes de intentar moverlo. Cada equipo es com oun automovil nuevo y, aunque uno sepa manejar, cadaautomvil tiene sus peculiaridades; lo mismo se apl i-ca a equipos de perforacin marina, aun a los de lamisma serie de diseo y construccin.

Los movimientos son de dos categoras:

a) trnsito en el reab) remolque ocenico: un trnsito en el rea gene-ralmente es un movimiento que requiere de 12 ho-ras de viaje a una localizacin donde la unidad secolocar o a un rea de refugio. Un remolque oce-nico es aquel diferente al interior y por lo genera l setrata de movimientos de un rea internacional a otr a.

Riesgos:

Los riesgos que pueden esperarse durante un re-molque son muy numerosos. A continuacin se des-cribirn algunos. Probablemente el riesgo ms sig-nificativo ocurre cuando el equipo se prepara paraentrar o salir de una localizacin. En el caso de j ack-up se deben tomar en consideracin las condicio-nes del mar, debido al cambio en las caracterstica sde flotacin que tienen lugar cuando se mueve unapierna hacia arriba o hacia abajo.

Tambin debe considerarse el efecto de la piernagolpeando el fondo marino. El libro de operacindebe tener una seccin relacionada solamente conlas condiciones permisibles para entrar o salir de unalocalizacin. Para el barco perforador y el semi-sumergible, las condiciones del mar deben consi-derarse para el manejo de las anclas y el efecto de

un sistema disparejo de anclaje. El arreglo de ancl a-je y su procedimiento de instalacin, deben inclui r-se en el libro de operacin.

Tambin, en el libro de operacin, se tomarn loslmites de servicio en las posiciones de operacin yremolque. No se debe ignorar esta seccin porquehacerlo pone en peligro al equipo y al personal. S ipara reducir el potencial de riesgo, se necesita d es-viarse del criterio de diseo, es aconsejable gasta ralgunos recursos en un anlisis de ingeniera.

Cuando se est en el mar, uno de los temores msgrandes es el de sufrir daos que produzcan inun-daciones y, si stos son grandes, que provoquen laprdida del equipo. Es fcil decir que con un pocode sentido comn se pueden evitar los daos y lasinundaciones; pero stas an ocurren. El diseadorsabe esto y por eso disea compartimentos - de talforma- que la inundacin pueda contenerse dentrode una extensin permisible, uno, dos o trescompartimentos por ejemplo, lo cual puede ser in-cmodo para los que estn a bordo. Pero as no seperder el equipo.

En la mayor parte de los equipos de perforacinmarina en servicio, excluyendo barcos perforadoresy autopropulsados, la probabilidad de dao debidoa una colisin es remota y si sta tiene lugar, ser unimpacto a muy baja velocidad, como para causar unaentrada pequea de agua.

El efecto del centro de gravedad vertical sobre unaunidad daada es considerable. Si llegara a ocurrirun dao, se deben seguir los pasos necesarios parabajar el centro de gravedad vertical. Esto puede ha-cerse fcilmente en un jack-up bajando las piernas.En otras unidades aumentando lastre, se mejora laestabilidad. Sin embargo, esto es una condicin queocurre sbitamente y no siempre es posible efec-tuar un clculo de estabilidad daada cuando el aguaest entrando.

A veces, los problemas ocurren sin que haya da-os, por las siguientes razones: Una turbonadasbita, un cambio en la altura de las olas y veloci -dad del viento, o un viento fuerte inesperado eimprevisto. Aun el ms grande y fuerte de los equi-pos puede actuar como un corcho en el ocanoen tales ocasiones. Afortunadamente, ahora secuenta con mejores pronsticos meteorolgicos

Equipos de Perforacin Rotatoria

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y el encargado del movimiento del equipo puedeprepararse para el cambio de condiciones. Se dis-ponen varias formas de accin: un jack-up puedebajar sus piernas, un semisumergible puede serlastrado y un barco perforador puede alterar sucurso para evitarlo, o cuando menos reducir elefecto de estos problemas. Una vez ms cada uni-dad tiene sus propias peculiaridades y las con-sultas con el diseador, combinadas con la expe-riencia de la persona a cargo del movimiento,pueden evitar serios problemas.

El mal diseo y la falta de experiencia son los fac to-res que encabezan la lista de las causas de los acc i-dentes durante el remolque.

Equipos fijos de perforacin

El desarrollo marino de la perforacin se puede rea -lizar a travs de plataformas fijas. Estn diseadasde tal manera que se puedan instalar equipos de per -foracin, terminacin y reparacin de pozos. La pe-netracin del subsuelo se lleva a cabo en un tirantede hasta 100 m, dependiendo de la configuracindel mismo. Estos equipos pueden perforar en pro-medio 12 pozos.

Algunas plataformas son autosuficientes y alber-gan todos sus componentes tales como equipo yreas de personal. Otras requieren utilizar un bar-co de apoyo.

Estos sistemas se caracterizan por encontrarse asen -tados sobre el suelo marino. Consisten en estructu-ras metlicas y/o de concreto, que se extienden des -de el lecho marino hasta la superficie. Estas estruc -turas son estables con relacin al fondo marino.

En los ltimos aos, las plataformas fijas han repre-sentado la solucin estructural ms comn para con-juntos de produccin y perforacin. Sin embargo, laexperiencia en trabajos de perforacin en profundi-dades marinas de ms de 300 m, indica que las pla-taformas semifijas o flotantes pueden ser una mejoralternativa.Los principales sistemas fijos hasta ahora desarro-llados en el mbito mundial son los siguientes:

Plataforma de concreto por gravedad

Plataforma convencional de acero o tipo JacketCuentan con dos cubiertas lo suficiente amplias par a alo-jar, en su cubierta superior, la totalidad de la pa queterade perforacin y su torre.Tienen gras para maniobr asde descarga, un mdulo habitacional, un helipuerto y unazona para almacenaje de insumos en cantidad suficie ntepara mantener por varios das las operaciones de pe rfo-racin. En caso de que se interrumpiese el abastec imientoregular por mal tiempo u otra causa a; y en su cubi ertainferior estn la instalacin de equipo de producci n, ascomo los tableros para control de pozos y lanzadore s orecibidores de diablos.

Las 2 cubiertas se localizan a 16 y 21 m sobre el n ivelmedio del mar y estn soportadas por 8 columnas.Estas plataformas tienen capacidad para perforar ha s-ta 12 pozos, aunque no siempre operan todos.

Las plataformas fijas de perforacin estn disea-das con dimensiones adecuadas para instalar equi-pos fijos convencionales para la perforacin y ter-minacin de pozos, as como para efectuar interven-ciones con equipos de mantenimiento de pozos. (Verfigura 36). Dentro de estos equipos se encuentranlas estructuras sujetas por ocho patas (octpodos)con pilotes de 48 pg de dimetro y espesores de 2 a2.5 pg acero ASTM-A-36 y ASTM-A-537 y una pene-tracin aproximada en el lecho marino de 100 m de-pendiendo de la configuracin del terreno. Por suconstruccin, estn preparadas para recibir doceconductores de 30 pg de dimetro; aunque no entodos los casos sean perforados en su totalidad.

Para su identificacin, se tiene experiencia que elnorte de la plataforma corresponde al rea de con-ductores y al sur, al de la habitacional.

Estn formadas por una subestructura, una super-estructura y un mdulo, que segn el caso, ser deperforacin, de produccin o habitacional. Las par-tes se fabrican separadamente en tierra y ms tarde,se trasladan y colocan en su ubicacin definitiva ( Verfigura 37)

La superestructura tiene dos pisos:1.- De produccin: este piso se encuentra a un nive l

de 15.9 m (52 pies) del nivel del mar. Contienelas conexiones superficiales de explotacin ta-les como rboles de vlvulas, bajantes, lneas derecoleccin, equipos de medicin de produccin,tableros de control etctera.

Equipos de Perforacin Rotatoria

39

2.- De trabajo: se encuentra a una altura de 20.7 m(68 pies) del nivel mar. En l se localizan los rie -les de deslizamiento de la torre de perforacinque parten paralelamente de norte a sur.

Es importante sealar que estos rieles tambinse utilizan como apoyo a la subestructura queocasionalmente se usa para intervenciones conequipo Snubbing. En este piso, se instalan la

mayor parte de las unidades de apoyo del equi-po de perforacin y mantenimiento de pozos,adems de la unidad habitacional que se insta-la en el lado sur.

Tambin hay un rea de embarcadero

Es un tendido de pasillos protegidos por barandal estubulares a una altura de 3.7 m (12 pies) del nivel delmar. Comunica a los muelles ubicados en los ladoseste y oeste de la plataforma a una altura de 1.98 m(6 pies, 6 pg) del nivel del mar.

En el rea de muelles, se encuentran instaladaslas conexiones para el agua y el combustible. s-tos se suministran a travs de barcos abastece-dores con mangueras flexibles. Para todos los po-

zos se tiene un control del sistema de cierre deemergencia general. Tambin se encuentran ins-taladas dos lneas hidrulicas de alta presin,

interconectadas al sistema que opera el preventorde arietes ciegos de corte y una lnea para inyec-cin de fluidos al espacio anular del pozo que seintervenga.

Capacidad de carga y dimensiones

La capacidad de carga de las plataformas varade 2,500 a 4,000 toneladas. En la siguientes fi-gura y tabla se enlistan la capacidad de cargacomo las dimensiones para diferentes platafor-mas de perforacin y los nombres de cada una.(Ver figura 38 y 39.)

Plataformas fijas protectoras

Las plataformas fijas protectoras son estructurasmetlicas permanentes, construidas con dimensio-nes proporcionales. Para operar equipos con basedeslizante (cantiliver) se preparan con tres o cuatroconductores de 30 pg de dimetro.

Se instalan al primer pozo perforado con equi-po autoelevable, despus de que haya conclui-do su etapa de perforacin y el objetivo pro-gramado. Este tipo de plataformas, segn su nu-mero de patas, se clasifican en:

Figura 36. Plataforma fija de perforacin.

Figura 37. Componentes de una plataforma fija.

MODULOSUPERESTRUCTURA

SUBESTRUCTURA

Equipos de Perforacin Rotatoria

40

Trpodes (tres patas)

Son plataformas con estructuras y superestructurasde forma triangular sujetas por tres patas sobre pi lo-tes de 36 pg de dimetro con espesores de 1.5 a 2pg y tipo de acero ASTM- A-36 y ASTM-A-537. Lapenetracin en el lecho marino de estos pilotes yconductores depende de la configuracin delsubsuelo que vara de 80 a 100 m.

Generalmente, dentro de estas instalaciones se cuen -ta con preparacin para tres pozos con conductoresde 30 pg de dimetro (Ver figura 40).

Debido a sus cortas dimensiones y capacidades decarga, no se pueden efectuar trabajos de manteni-miento de pozos con los equipos snubbing que ac-tualmente operan en el rea. Se fabrican e instalancon el objeto de proteger conductores, lneas de re -coleccin y recepcin a batera de los fluidos apor -tados por la formacin. Este tipo de plataformascuenta solamente con un nivel de trabajo donde selocalizan el rea de conductores y el helipuerto. Enla parte inferior se localiza un muelle para embarc a-ciones. (Ver figura 41.)

Para ubicar el nmero de conductores, se toma comoreferencia que el norte de la plataforma sea el cos tadode conductores, y el sur el rea del helipuerto. Pr ogre-sivamente se numeran de izquierda a derecha.

Tetrpodos (cuatro patas)

Estas plataformas son fabricadas e instaladas con e l mis-mo objetivo que las anteriores. Se diferencian en queestn soportadas por cuatros patas con pilotes de 4 8 pgde dimetro y espesores de 1.25 pg de dimetro y espe-sores de 1.25 y 2.25 pg de acero tipo ASTM -A-36 y ASTM- A-537. Tienen preparacin para un mximo de seis con-ductores de 30 pg de dimetro. (Ver figura 42.)

Por sus dimensiones en este tipo de plataformas nose pueden efectuar intervenciones de mantenimientode pozos con equipo snubbing. Para la identificaci ndel nmero correspondiente a cada conductor, se tie -nen como referencia que el norte de la plataforma c o-rresponde al costado de conductores y el sur, alhelipuerto. Ubicado frente a los conductores de es-palda al helipuerto se numeran progresivamente comose muestra en la figura 43.

A

C

D

BE F

DIMENSIONES DE PLATAFORMAS FIJAS DE

PERFORACI$N OCT;PODOS

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

TONELADAS PLATAFORMASAKAL- C,D,E,F,G,I,J

NOHOCH- A ,B2,500

ABKATUN- A

AKAL-O

3,500ABKATUN- C ,E

AKAL-H,M,N,P,R,S

ABKATUN- D ,F,,G,H,I,J,N,Q,S

IXTOC- A

KU- A,F,H,M

CHUC- A,B

4,000

POL- A,D

Figura 39. Capacidad de carga de plataformas fijas deperforacin Octpodos.